(57)【要約】      （修正有）【課題】  長時間処理で濁度の増した電解液条件でも安定処理が可能な、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法および装置を提供する。【解決手段】  金属帯のエッチング面と相対向して配設されるＢ系電極、および該電極と対をなすＡ系コンダクターロールを一組または二組以上順次配設し、その最後に続けて、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極の一組を配設し、金属帯と各電極の間に電解液を充填し、各コンダクターロールをもう一方の表面に接触させ、前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間では、（Ｉ）Ｂ系電極を陽極とする電圧印加と、（II）Ｂ系電極を陰極とする電圧印加とを交互に繰り返し、（Ｉ）から（II）への移行の際と、（II）から（Ｉ）への移行の際に、Ａ系とＢ系の電極間に電圧を印加しない時間を挿むとともに、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極間にＢ′電極が陰極となる電圧印加を行う。【選択図】図１
2005226135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に、直接通電式電解エッチングにより連続的に溝加工する、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法であって、
前記金属帯のエッチング面と相対向して配設される電極（Ｂ系電極）および該電極と対をなすコンダクターロール（Ａ系コンダクターロール）を、一組または二組以上、前記金属帯の進行方向に、順次配設するとともに、その最後に続けて、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極の一組を配設し、前記金属帯と前記各電極の間に電解液を充填し、前記各コンダクターロールを金属帯のエッチングマスクが形成されていないもう一方の表面に接触させ、
前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間では、
（Ｉ）時間Ｍ＝３〜１０ｍｓｅｃの間に前記Ｂ系電極を陽極とする電圧印加と、
（II）時間Ｎ＝４Ｍ〜２０Ｍｍｓｅｃの間に前記Ｂ系電極を陰極とする電圧印加と
を交互に繰り返すとともに、前記（Ｉ）の電圧印加から前記（II）の電圧印加への移行の際に時間αｍｓｅｃ（α＞０）間、および、前記（II）の電圧印加から前記（Ｉ）の電圧印加への移行の際に時間βｍｓｅｃ（β＞０）間、前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間に電圧を印加しない時間の区間を挿み、
前記Ａ′コンダクターロールと前記Ｂ′電極の間では、Ｂ′電極が陰極となる電圧印加を行うことを特徴とする、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法。
【請求項２】
片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に、直接通電式電解エッチングにより連続的に溝加工する、金属帯の直接通電式連続電解エッチング装置であって、
（ａ）電解エッチング槽と、
（ｂ）前記電解エッチング槽の電解液に浸漬され、一組または二組以上の、前記金属帯のエッチング面と相対向して配設される電極（Ｂ系電極）および該電極と対をなすコンダクターロール（Ａ系コンダクターロール）と、
（ｃ）前記電解エッチング槽の電解液に浸漬され、前記Ａ系コンダクターロールとＢ系電極の最後に続けて配設される、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極の一組と、
（ｄ）前記金属帯を前記電解エッチング槽の電解液に浸漬するためのシンクロールと、
（ｅ）前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間で、（Ｉ）所定のＭ時間、Ｂ系電極が陽極となる電圧制御と、（II）所定のＮ（Ｎ＞Ｍ）時間、Ｂ系電極が陰極となる電圧制御と、（III）前記（Ｉ）の電圧印加から前記（II）の電圧印加への移行の間の時間αｍｓｅｃ（α＞０）の前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間に電圧を印加しないことと、（IV）前記（II）の電圧印加から前記（Ｉ）の電圧印加への移行の間の時間βｍｓｅｃ（β＞０）の前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間に電圧を印加しないこととを任意に組み合わせた電圧制御を行う電源装置と、
（ｆ）前記Ａ′コンダクターロールと前記Ｂ′電極の間で、Ｂ′電極が陰極となる電圧制御を行う電源装置とを有することを特徴とする、金属帯の直接通電式連続電解エッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法および直接通電式連続電解エッチング装置に関し、特に、金属帯を長時間連続して電解エッチングして、電解液中の金属の溶解量が増大しても安定した電解エッチングを行うことのできる、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法および直接通電式連続電解エッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼帯などの金属帯に、電気絶縁性のエッチングマスク（エッチングレジスト）を選択的に（エッチングパターンを付与して）形成し、電解エッチングにより連続して溝加工することにより、金属帯の材料特性を改善する従来技術の例としては、特許文献１や特許文献２等で開示されている、変圧器その他の電気機器の鉄心としての用途に好適な低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法の発明の例がある。
【０００３】
従来の金属帯の直接通電式連続電解エッチング装置の概略を、特許文献３で開示されている発明を例にして、以下に説明する。すなわち、当該装置は、図７に示すように、片面に電気絶縁性のエッチングレジストが施された金属帯１の電解エッチング装置であって、電解エッチング槽２″と、陽極であるコンダクターロール１３″、１４″と、当該コンダクターロール１３″、１４″と金属帯１を介在して相接するように配設されたバックアップロール１９、２０と、電解エッチング槽２″の電解液３″に浸漬された陰極５″と、金属帯１を電解液３″に浸漬するための浸漬用ロール１１、１２とを有し、金属帯１のエッチングレジスト面が下向きに通板され、当該金属帯１のエッチングレジスト面側と相対向して陰極５″が上向きに、かつ当該エッチングレジスト面と陰極間距離が所定間隔となるように配設され、コンダクターロール１３″、１４″が金属帯１のエッチングレジストが施されていない面に、バックアップロール１９、２０が金属帯１のエッチングレジスト面にそれぞれ当接されるように配設されている。コンダクターロール１３″、１４″（陽極）と陰極５″は直流電源装置３６に接続され、金属帯１への直接通電により、電解エッチングが施される。また、コンダクターロール１３″、１４″は、電解エッチング槽２″の電解液３″の外に配設され、短絡電流の発生が防止されている。
【特許文献１】特開昭６３−０４２３３２号公報
【特許文献２】特公平０８−００６１４０号公報
【特許文献３】特開平１０−２０４６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術のような、片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に電解エッチングにより連続して溝加工する方法、特に、珪素鋼板の片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクを形成し、電解エッチングにより連続して溝加工を施した、トランスの鉄心等に利用される歪取り焼鈍後に鉄損が劣化しない低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法については、様々な製造方法が提案されているが、全て、コンダクターロール（金属帯）側を陽極、電極側を陰極として、電圧印加している。
【０００５】
本発明者らは、このような従来の直接通電式電解エッチングによる、トランスの鉄心等に利用される歪取り焼鈍後に鉄損が劣化しない低鉄損一方向性珪素鋼板の特性改善に取り組むうちに、エッチング溝の断面の幾何学形状のバラツキが磁性（鉄損）のバラツキを引き起こし、磁性の良好な製品を安定して製造することの障害になっていることを見出した。そして、ここで新たに問題となったエッチング部の溝形状の安定性の問題は、エッチング部での陽極反応による電解液の淀み（電解沈殿物）が原因であることも突き止めた。さらに検討を重ねた結果、この電解液の淀みは極短期間の陰極反応によるＨ２ガスを周期的に発生させれば解消することができ、ひいてはエッチング部の溝の幅、溝の深さをより均一とすることができることを知見して、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法および直接通電式連続電解エッチング装置に関する発明を完成させるとともに、その発明につき先に特願２００３−２０７６１９号にて特許出願した。
【０００６】
しかしながら、上記の特願２００３−２０７６１９号で開示された発明は、電解液中の金属の溶解量が比較的少ないときでの電解エッチングを前提とするものであって、電解エッチングを長時間継続して、電解液中の金属の溶解量が増加した状態での電解エッチングの課題やその解決手段までは開示されていなかった。
本発明は、上記の問題を有利に解決して、金属帯を長時間連続して電解エッチングする状態をも含めて安定して電解エッチングを行うことのできる、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法および直接通電式連続電解エッチング装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
まず、本発明に至るまでの予備的な検討について説明する。
すなわち、金属帯の直接通電式連続電解エッチングについて基礎的なデータを収集するために、上記特許文献３に記載の発明に類似の、片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に、電解エッチングにより連続して溝加工する予備実験を行った。
【０００８】
図５は、実験装置の概略を長手方向垂直断面図で示すものである。主たる構成は、連続して通板される片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成された金属帯１の残る片側の導電体である表面に接触したコンダクターロール１３″、１４″と、電解槽２″内で金属帯１と相対向して配設された電極５″の間に、電解液３″を充填し、コンダクターロール１３″、１４″と電極５″の間に、コンダクターロール側を陽極、電極側を陰極として、直流電源装置３６を配置している。直流電源装置３６とコンダクターロール１３″、１４″の間には、開閉器４６が、直流電源装置３６と電極５″の間には抵抗２６が設置されている。この開閉器４６を閉にすることにより、コンダクターロール１３″、１４″と電極５″の間で電極側に負の電圧を印加する。また、開閉器４６を開とすることにより、電圧印加を中断する。また、上記抵抗２６を増加・減少させることにより、コンダクターロール１３″、１４″と電極５″の間で電極５″に印加する負の電圧を増加・減少させる。なお、コンダクターロール１３″、１４″が金属帯１に当接する、金属帯１のエッチングレジスト面側には、バックアップロール１９、２０が配設されている。また、金属帯１の搬送ロールとして、電解槽２″の入出側には、リンガーロール（図示省略）が設置され、電解液３″の槽外への流出を抑制しており、槽内には、シンクロール１１、１２が設置され、電極５″と金属帯１の距離を一定に保持している。
【０００９】
図６に、上記予備実験での、コンダクターロール１３″、１４″と電極５″の間での電極５″への電圧印加例を示す。なお、金属帯１と電極５″との間に一定の電解電流が流れるように調整されている。電極５″は、いわゆるカソードであり、ＳＵＳ３１６からなる電極が採用されている。
このような状態においては、電流は、コンダクターロール１３″、１４″から金属帯１へ流れ、更に、電解液３″を通して、電極５″へと流れる。
【００１０】
以上のような図５に示した装置を用いて、本発明者らは、金属帯１を一定の進行速度で通板し、コンダクターロールと電極の間に、図６に示した電圧印加を行い、エッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成された金属帯の電解エッチングによる溝加工を行い、その溝の形状（幾何学形状、溝の幅、溝の深さ）を観察した。
なお、実験に用いた金属帯１は、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）被膜を表面に有しない、仕上焼鈍され、その片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成された方向性珪素鋼板である。また、電解液３″はＮａＣｌの水溶液である。
【００１１】
図４に、本発明の目標とする電解エッチングで形成される溝形状（イ）と、本実験の電解エッチングで形成された溝形状の観察結果例（ロ）〜（ニ）を示す。ここで観察された電解エッチングの溝形状は、（ロ）傾斜型、（ハ）幅拡がり型、（ニ）局部エッチング型と分類できるように、幾何学形状が非常に不安定であり、溝の幅、溝の深さも大きく変動しやすいことが判明した。
【００１２】
このような問題に対し、本発明者らは、金属帯の鋼種を変更し、あるいは、電解条件（ＮａＣｌ濃度、電解液温度、溝部の実効電流密度）を変更して、諸々の条件における溝の形状を調査したが、溝の形状を安定させ、溝の深さ、溝の幅のばらつきを大幅に減少させることはできなかった。本発明者らは、さらに、鋭意検討を重ねるうちに、エッチッグ溝形状の不安定さは、エッチング部での陽極反応による電解液の淀み（電解沈殿物）が主原因であることを突き止めた。そこで、この電解液の淀みの解消についてさらに検討した結果、極短期間の陰極反応によるＨ２ガスを周期的に発生させればエッチング部の電解液の淀みを解消することができ、ひいてはエッチング部の溝の幅、溝の深さをより均一とすることができることを知見した。
ただし以上の知見は、電解液中の金属の溶解量が比較的少ない場合での電解エッチングを前提とするものであって、実際の電解エッチング処理ラインによる溝加工では、むしろ長時間連続して電解エッチングを行うのが通例であるため、電解液中の金属の溶解量の増加は避けられない。このような場合、電解液中の金属の金属帯への付着（金属帯の汚れ）という新たな問題も顕在化してくることが想定された。
【００１３】
そこで、本発明者らは、金属帯を長時間連続して電解エッチングして、電解液中の金属の溶解量が増大した場合でも、電解エッチングにより形成される溝の形状の安定化と、金属帯の表面の美麗化（汚れがないこと）とを両立させることのできる電解エッチングについて、さらに鋭意研究した。その結果、電解槽に複数の電極を配置し、その最後の電極をアノード（陰極）と固定することで、電解液中の金属が金属帯表面に付着することもなく、電解エッチングの溝形状のバラツキの発生をも有利に回避できることを見出した。
【００１４】
本発明は、以上の新知見に基づき更に検討を進めてはじめて完成されたものであり、その要旨とするところは、以下のとおりである。
（１）  片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に、直接通電式電解エッチングにより連続的に溝加工する、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法であって、
前記金属帯のエッチング面と相対向して配設される電極（Ｂ系電極）および該電極と対をなすコンダクターロール（Ａ系コンダクターロール）を、一組または二組以上、前記金属帯の進行方向に、順次配設するとともに、その最後に続けて、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極の一組を配設し、前記金属帯と前記各電極の間に電解液を充填し、前記各コンダクターロールを金属帯のエッチングマスクが形成されていないもう一方の表面に接触させ、
前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間では、
（Ｉ）時間Ｍ＝３〜１０ｍｓｅｃの間に前記Ｂ系電極を陽極とする電圧印加と、
（II）時間Ｎ＝４Ｍ〜２０Ｍｍｓｅｃの間に前記Ｂ系電極を陰極とする電圧印加と
を交互に繰り返すとともに、前記（Ｉ）の電圧印加から前記（II）の電圧印加への移行の際に時間αｍｓｅｃ（α＞０）間、および、前記（II）の電圧印加から前記（Ｉ）の電圧印加への移行の際に時間βｍｓｅｃ（β＞０）間、前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間に電圧を印加しない時間の区間を挿み、
前記Ａ′コンダクターロールと前記Ｂ′電極の間では、Ｂ′電極が陰極となる電圧印加を行うことを特徴とする、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法。
（２）  片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に、直接通電式電解エッチングにより連続的に溝加工する、金属帯の直接通電式連続電解エッチング装置であって、
（ａ）電解エッチング槽と、
（ｂ）前記電解エッチング槽の電解液に浸漬され、一組または二組以上の、前記金属帯のエッチング面と相対向して配設される電極（Ｂ系電極）および該電極と対をなすコンダクターロール（Ａ系コンダクターロール）と、
（ｃ）前記電解エッチング槽の電解液に浸漬され、前記Ａ系コンダクターロールとＢ系電極の最後に続けて配設される、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極の一組と、
（ｄ）前記金属帯を前記電解エッチング槽の電解液に浸漬するためのシンクロールと、
（ｅ）前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間で、（Ｉ）所定のＭ時間、Ｂ系電極が陽極となる電圧制御と、（II）所定のＮ（Ｎ＞Ｍ）時間、Ｂ系電極が陰極となる電圧制御と、（III）前記（Ｉ）の電圧印加から前記（II）の電圧印加への移行の間の時間αｍｓｅｃ（α＞０）の前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間に電圧を印加しないことと、（IV）前記（II）の電圧印加から前記（Ｉ）の電圧印加への移行の間の時間βｍｓｅｃ（β＞０）の前記Ａ系コンダクターロールと前記Ｂ系電極の間に電圧を印加しないこととを任意に組み合わせた電圧制御を行う電源装置と、
（ｆ）前記Ａ′コンダクターロールと前記Ｂ′電極の間で、Ｂ′電極が陰極となる電圧制御を行う電源装置とを有することを特徴とする、金属帯の直接通電式連続電解エッチング装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来の直接通電式電解エッチングでは達成することのできなかった電解エッチングによる溝形状のバラツキの問題に対し、金属帯を長時間連続電解エッチングする場合等の状態をも含めて有利に解決して、電解エッチングにより形成される溝の形状を安定させ、溝の幅、溝の深さをより均一とするとともに、表面も美麗な（汚れのない）金属帯を得ることができる。特に、電源トランスの鉄心等に利用される歪取り焼鈍後に鉄損が劣化し難い低鉄損一方向性電磁鋼板の製造に好適な、金属帯の直接通電式連続電解エッチング方法および直接通電式連続電解エッチング装置を提供することができるため、その効果は絶大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１に、本発明に係る、片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に電解エッチングにより連続して溝加工する設備の構成図を、長手方向垂直断面図で模式的に示す。
主たる構成は、片面に前記エッチングマスクが形成された金属帯１の残る片側の導電体の表面に接触したＡ系コンダクターロール１３、１４、Ａ′コンダクターロール１３′、１４′と、金属帯１と電解槽２、２′の電解液３、３′を介して相対向して配設されたＢ系電極５、Ｂ′電極５′と、Ａ系コンダクターロール１３、１４とＢ系電極５の間に直流電源装置３１、３２と、Ａ′コンダクターロール１３′、１４′とＢ′電極５′の間に直流電源装置３３とを配置している。直流電源装置３１、３２とＡ系コンダクターロール１３、１４の間には、それぞれ、開閉器４１、４２が設置されており、また、直流電源装置３１、３２とＢ系電極５の間には、それぞれ、抵抗２１、２２、開閉器４１′、４２′が設置されている。開閉器４１、４１′を閉にし、開閉器４２、４２′を開にすることにより、Ａ系コンダクターロール１３、１４とＢ系電極５の間でＢ系電極５に負の電圧を印加し、また、開閉器４１、４１′を開にし、開閉器４２、４２′を閉とすることにより、Ａ系コンダクターロール１３、１４とＢ系電極５の間でＢ系電極５に正の電圧を印加する。なお、開閉器４１、４１′４２、４２′をすべて、開とすることにより、電圧印加を中断する。また、上記抵抗２１、２２を増加・減少させることにより、Ａ系コンダクターロール１３、１４とＢ系電極５の間でＢ系電極５に印加する負正の電圧を増加・減少させる。ここでは、電解エッチングの電気回路の電気抵抗が変化しない場合は、単位時間あたりの通電量の制御は電圧制御で代替できることを前提としている。
【００１７】
また、直流電源装置３３とＡ′コンダクターロール１３′、１４′の間には、開閉器４３を設置しており、直流電源装置３３とＢ′電極５′の間には、抵抗２３を設置している。この開閉器４３を閉にすることにより、Ａ′コンダクターロール１３′、１４′とＢ′電極５′の間でＢ′電極５′に負の電圧を印加する。なお、開閉器４３を開とすることにより、電圧印加を中断する。また、上記抵抗２３を増加・減少させることにより、Ａ′コンダクターロール１３′、１４′とＢ′電極５′の間でＢ′電極５′に印加する負の電圧を増加・減少させる。ここでも、電解エッチングの電気回路の電気抵抗が変化しない場合は、単位時間あたりの通電量の制御は電圧制御で代替できることを前提としている。
【００１８】
なお、Ａ系コンダクターロール１４、１５、およびＡ′コンダクターロール１４′、１５′が金属帯１に当接する、金属帯１のエッチングレジスト面側には、バックアップロール１５、１６、および、１７、１８が配設されている。また、金属帯１の搬送ロールとして、電解槽２、２′の入出側には、リンガーロール（図示省略）が設置され、電解液３、３′の槽外への流出を抑制しており、槽内には、シンクロール７、８、および、９、１０が設置され、Ｂ系電極５、Ｂ′電極５′と金属帯１の距離を一定に保持している。
【００１９】
図２（ａ）に、本発明によるＡ系コンダクターロール１３、１４とＢ系電極５の間でのＢ系電極５への電圧印加例、および、同図（ｂ）に、Ａ′コンダクターロール１３′、１４′とＢ′電極５′の間でのＢ′電極５′への電圧印加例を示す。
まず、図２（ａ）に示すように、本発明では、Ｂ系電極５とＡ系コンダクターロール１３、１４との間でＢ系電極５に、すなわち、金属帯１に、負の電圧印加、正の電圧印加のそれぞれを行うことにより、所定の電解電流が流れるよう調整されている。例えば、Ｂ系電極５への電圧印加が負の電圧印加（陰極となる）の場合は、所定の電解電流が、Ａ系コンダクターロール１３、１４より、金属帯１の導電性を維持した表面を経て金属帯１に流れ、さらに、Ｂ系電極５に相対する金属帯１のエッチングパターン部（陽極となる）、電解液３を経てＢ系電極５へと流れる。この電解電流により、Ｂ系電極５に相対する側の金属帯１のエッチングパターン部では、陽極反応
Ｍｅ→Ｍｅ＋＋ｅ−（金属帯が鋼帯の場合、Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−）
により電解エッチングが進行することになる。逆に、Ｂ系電極５への電圧印加が正の電圧印加（陽極となる）の場合は、上記の場合と逆向きに所定の電流が流れることになるが、上記のＢ系電極５（陽極となる）に相対する側の金属帯１のエッチングパターン部（陰極となる）では、陰極反応（電子受容反応）
２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２↑
により発生したＨ２ガスにより、電解エッチング中に発生したエッチングパターン部近傍の電解液の淀み（溶解沈殿物）を減少させることができる。
なお、本発明では、Ｂ系電極５は、陽極になる場合と陰極になる場合があることから、陽極の場合に電極自身が電解エッチングされることのないように例えばＰｔ系等の不溶性材料から製作するのがよい。
【００２０】
さらに、本発明では、Ａ系コンダクターロール１３、１４とＢ系電極５の間で、（Ｉ）時間Ｍ＝３〜１０ｍｓｅｃの間の、前記コンダクトロール側を陰極とし、前記電極側を陽極とする電圧印加と、（II）時間Ｎ＝４Ｍ〜２０Ｍｍｓｅｃの間の、前記コンダクトロール側を陽極とし、前記電極側を陰極とする電圧印加とを交互に繰り返すことが必要である。
上記（Ｉ）のコンダクターロールを陰極、電極を陽極とする場合、Ｍを電圧印加時間（ｍｓｅｃ）とするとき、３ｍｓｅｃ未満の時間の電圧印加では、エッチングで形成された溝部の表面でのＨ２ガスの発生が溝の中の電解液（沈殿物）の淀みを除去するのに充分でなく、一方、Ｍが１０ｍｓｅｃ超の時間の電圧印加では、電解エッチングの電流効率の低下を招くからである。
また、上記（II）のコンダクターロールを陽極、電極を陰極とする場合、Ｎを電圧印加時間（ｍｓｅｃ）とするとき、４Ｍｍｓｅｃ未満の電圧印加では、電解エッチングの電流効率の低下を招き、一方、２０Ｍｍｓｅｃ超の電圧印加では、電解エッチングで形成された溝の中の淀み（沈殿物）が大きくなりすぎ、溝のなかの電解液（沈殿物）の淀みを除去するのが困難になるからである。
【００２１】
また、前記（Ｉ）の電圧印加から前記（II）の電圧印加への移行の際に時間αｍｓｅｃ（α＞０）間、および、前記（II）の電圧印加から前記（Ｉ）の電圧印加への移行の際に時間βｍｓｅｃ（β＞０）間、前記コンダクターロールと前記電極の間に電圧を印加しない時間の区間を挿むことも電解エッチングを安定して行うためには有効である。実際の電解エッチング設備では、電解電源装置とコンダクターロールとの間、電解電源装置と電極との間、あるいは、電極と金属帯との間にそれぞれ電気的な、いわゆるＬＣ回路が形成され、印加電圧の陽極、陰極の切替のときに生じる時間遅れが問題となる場合があるからである。このＬＣ回路による時間遅れの問題は、設備規模が大きくなるほど顕在化することになる。
ただし、αまたはβが１０ｍｓｅｃ超となる長い電圧印加しない時間を採用すると、電解エッチング速度の低下、あるいは、電解エッチング設備（電解槽）の長大化を招くので好ましくなく、また、αまたはβが１ｍｓｅｃ未満では、上記のＬＣ回路による時間遅れの問題の有効な解決手段とはなりえないため、αまたはβは１〜１０ｍｓｅｃの範囲にするのが望ましい。
【００２２】
また、前記（Ｉ）の電圧印加のときの単位時間あたりの通電量（電流密度）を、前記（II）の電圧印加のときの単位時間あたりの通電量以下とすることも、電解エッチングを効率的に行うことに有効であり望ましい実施の形態である。前記（Ｉ）の電圧印加のときの単位時間あたりの通電量が前記（II）の電圧印加のときの単位時間あたりの通電量を超えると、電解エッチング速度の低下、あるいは、電解エッチング設備（電解槽）の長大化を招くので好ましくないからである。
一方、前記（Ｉ）の電圧印加のときの単位時間あたりの通電量を、１０Ａ／ｄｍ２以上とすることも、電解エッチングを安定して行うことに有効である。１０Ａ／ｄｍ２未満では、発生Ｈ２ガスの噴出力が小さく、電解エッチングで形成された溝の中の淀みを除去する効率が悪くなり好ましくないからである。
なお、金属帯を高速で電解エッチング処理する手段としては、Ａ系コンダクターロールとＢ系電極が配設された電解槽を複数設置することも有効である。
【００２３】
次に、図２（ｂ）に示すように、本発明では、後半部分の電解槽に設置したＡ′コンダクターロール１３′、１４′とＢ′電極５′との間では、Ｂ′電極５′に負の電圧印加を行うことにより、所定の電解電流が、Ａ′コンダクターロール１３′、１４′より、金属帯１へ流れ、さらにはＢ′電極５′に相対する金属帯１のエッチングパターン部（陽極となる）、電解液３′を経てＢ′電極５′（陰極となる）へと流れる。この電解電流により、Ｂ′電極５′に相対する側の金属帯１のエッチングパターン部では、陽極反応
Ｍｅ→Ｍｅ＋＋ｅ−（金属帯が鋼帯の場合、Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−）
により電解エッチングが進行することになる。そのため、この後半部分の電解槽の電極の電圧印加により、最後の電極となるＢ′電極５′に相対する側の金属帯表面では、陰極反応
Ｍｅ＋＋ｅ−→Ｍｅ
を生じることはないので、この陰極反応に起因した電解液中の金属の金属帯表面への付着（汚れ）を防止し、表面外観美麗な金属帯を得ることを可能とする。
【００２４】
なお、ここでのＡ′コンダクターロール１３′、１４′とＢ′電極５′との間での、Ｂ′電極５′への負の電圧印加量は、電解槽の前半部分のＢ系電極への負の電圧印加量と同等またはそれ以下、かつ電流密度１０Ａ／ｄｍ２となる電圧印加量以上とするのが好ましい。電解槽の前半部分でのＢ系電極への負の電圧印加量は、通常、電解槽の長さを最短とすべく、エッチング幅が広がる等の障害がでない許容最大電圧の印加量とすることとなるが、電解槽の後半部分においてもこの印加量を越すことはできないからである。一方、ここでの電圧印加量の下限は、金属帯表面への汚れの付着が防止できる最低限度の電圧印加であればよいが、電流密度１０Ａ／ｄｍ２となる電圧印加量未満ではその効果が得られないからである。
また、Ｂ′電極５′は、いわゆるカソード（陰極）であり、必ずしも不溶性電極を採用する必要はなく、例えばＳＵＳ３１６からなる電極等を採用してもよい。
【００２５】
この後半部分の電極配置は、通常、複数極配置は必要ではない。また、Ｂ系電極とＢ′電極は、別の電解槽内に配置されることに限定されるものではなく、同一の電解槽に配置されてもよい。
また、本発明では、後半部分の電解槽の電極配置は、図３に示すようにＢ′電極に特定されることはなく、Ｂ系電極でもかまわない。この場合は、Ｂ系電極の印加電圧を、例えば図２（ｂ）に示すようなＢ′電極への印加電圧とすれば、本発明を実施することができる。このような設備構成とすることにより、本発明の実施に限らず汎用性を持たせた設備とすることができる。
【００２６】
本発明に使用する電解電源装置は、上記の直流電源装置と開閉器による切り替えシステムに限定されるものではなく、上記の電圧印加サイクルをとれるものであれば、方式を問わない。いわゆる、６相半波整流波形の、トランジスター方式でも、インバータ方式でも有効である。また、抵抗も必ずしも単独に設置する必要はなく、上記の電圧印加のときの通電量を制御できるものであれば、方式は問わず、勿論、直流電源方式と組み合わせたものでかまわない。
【００２７】
本発明によれば、図１に示した設備のＡ系コンダクターロールとＢ系電極の間でＢ系電極に、および、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極の間でＢ′電極に、それぞれ図２（ａ）、（ｂ）で示した電圧印加を行う直接通電式連続電解エッチングによる溝加工を長時間連続して行った場合でも、電解エッチングで形成された溝の形状（幾何学形状、溝の幅、溝の深さ）は非常に安定化し、全て、図４の（イ）のような凹型の形状となり、溝の幅、溝の深さもより均一となり、バラツキは大幅に改善される。また、金属帯にも汚れはなく、表面外観も美麗である。
【００２８】
本発明は、片側の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成され、残る片側の表面が導電体である金属帯に連続して、電解エッチングにより安定して溝加工する場合のすべてに対して有効である。特に、表面にエッチングマスクが形成された仕上焼鈍された珪素鋼板に電解エッチングを施した、歪取り焼鈍による鉄損劣化がない耐歪取り焼鈍低鉄損一方向性珪素鋼板については、特にその効果は大きい。これは、電解エッチングで形成される溝形状のバラツキが磁性のバラツキとなって特に顕著に問題が顕在化するからである。
もちろん、冷延板の表面にエッチングパターンを付与してエッチングマスクが形成された方向性珪素鋼板でもその効果は有効である。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
電解エッチング前の金属帯は、下記条件下で、最終板厚まで冷間圧延され、脱炭焼鈍された後、ＭｇＯからなる焼鈍分離材が両側の表面に塗布・乾燥処理され、さらに、仕上焼鈍され、仕上焼鈍中に両表面に生成したフォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）被膜が除去され、その片側の表面に張力付与型被膜（燐酸系の絶縁被膜）が塗布された後、焼き付けられ、さらに、その張力付与型被膜の焼き付けられた片側の表面がレーザ光線により張力付与型被膜が選択的に除去されて地鉄が露出したエッチングパターンが形成されている方向性珪素鋼板である。なお、この張力付与型被膜は、電気絶縁性被膜であるため、エッチングマスクとして利用することとした。
【００３０】
上記のような前処理が施された方向性珪素鋼板に、図１または図５に示す直接通電式連続電解エッチング装置を用いて、電解エッチング処理を施した。
［方向性珪素鋼板］  板厚  ０．２２ｍｍ、板幅  １０００ｍｍ
［エッチングマスク］  板長手方向に直角な方向（板幅方向）に、５ｍｍピッチ、
幅０．２０ｍｍのエッチングパターンを有する。
［電解液］  組成５００ｇ−ＮａＣｌ／ｌ、液温  ５０℃
［目標溝深さ］  ０．０２ｍｍ
［電解電流］  ２００Ｃ／ｄｍ２  
［電解開始時の電解液の鉄分濃度］    ０ｇ／ｌ、０．２ｇ／ｌ
電解エッチング後、鋼板板幅方向における電解エッチングで形成された溝の形状パターン、溝の深さのばらつきを評価した。
表１に、図１または図５に示す装置に、図２、図６のいずれかの電圧印加をしたときの試験条件と結果を示す。
【００３１】
Ｎｏ．１〜５に示される本発明例では、溝の形状は全て凹型（イ）で安定しており、その結果、溝の深さのバラツキ（％）（（溝の深さの標準偏差）／（溝の深さの平均値）×１００）は、極めて小さいことが分かる。さらに、鋼帯の表面の汚れもなく、美麗なことがわかる。
一方、コンダクターロールへの負の電圧印加時間が短い比較例のＮｏ．１、および、正の電圧印加時間／負の電圧印加時間の比率が２０を超える比較例のＮｏ．２、３では、溝の形状は、一部凹型（イ）が認められるものの、依然として、溝の形状が、傾斜型（ロ）、幅拡がり型（ハ）、局部エッチング型（ニ）が混在しており、その結果、深さのバラツキは大きく、満足できる品質ではなかった。
【００３２】
また、従来の金属帯に対する電圧印加方法（図６）に類似の比較例のＮｏ．４では、溝の形状は、凹型（イ）は殆ど認められず、傾斜型（ロ）、幅拡がり型（ハ）、局部エッチング型（ニ）が大半であり、その結果、溝の深さのばらつきは大きいものであった。
さらに、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極との間にＢ′電極への負の電圧印加をしていない比較例のＮｏ．５〜９では、溝の形状は、全て凹型（イ）であり安定しており、その結果、溝の深さのバラツキ（％）は、極めて小さいが、鋼板の表面に汚れが少量認められた。
なお、新しい電解液での比較例Ｎｏ．１０では、その他の条件は比較例６と同じであったが、鋼板の表面の汚れは認められなかった。
【００３３】
【表１】
2005226135.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る、表面にエッチングパターンを付与したエッチングマスクが形成された金属帯に、直接通電式電解エッチングにより連続的に溝加工する設備の長手方向垂直断面図による概略説明図である。
【図２】本発明に係る、Ａ系コンダクターロールとＢ系電極の間でのＢ系電極への電圧印加、および、Ａ′コンダクターロールとＢ′電極の間でのＢ′電極への電圧印加例を示す図である。
【図３】本発明に係る、別の、少なくとも片側の表面にエッチングパターンを付与したエッチングマスクが形成された金属帯に、直接通電式電解エッチングにより連続して溝加工する装置の長手方向垂直断面図による概略説明図である。
【図４】電解エッチングで形成される溝の断面形状のパターンを分類して示す図である。
【図５】従来技術による金属帯の直接通電式連続電解エッチング装置に類似のもので、本発明に至る予備実験に用いた装置であって、片側表面にエッチングパターンを付与したエッチングマスクが形成された金属帯に、直接通電式電解エッチングにより連続的に溝加工する設備の長手方向垂直断面図による概略説明図である。
【図６】従来技術に係る図５の装置による予備実験において用いたコンダクターロールと電極の間での電極への電圧印加例を示す図である。
【図７】従来の金属帯の直接通電式連続電解エッチング装置の概略を、長手方向垂直断面図で説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  金属帯
２、２′、２″  電解（エッチング）槽
３、３′、３″  電解液
５  Ｂ系電極
５′Ｂ′電極
５″  陰極 
７、８、９、１０、１１、１２  シンクロール（浸漬用ロール）
１３、１４  Ａ系コンダクターロール
１３′、１４′  Ａ′コンダクターロール
１３″、１４″  コンダクターロール
１５、１６、１７、１８、１９、２０  バックアップロール
２１、２２、２３、２４、２５、２６  抵抗
３１、３２、３３、３４、３５、３６  直流電源装置
４１、４１′、４２、４２′、４３  開閉器
４４、４４′、４５、４５′、４６  開閉器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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