(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の方向に搬送される金属ウェブを電解処理する電解処理装置であって、
酸性電解液中で交番波形電流により前記金属ウェブを電解処理する複数個の電解槽が直列に配列されてなり、
前記電解槽のうち、前記金属ウェブの搬送方向に対して最も下流側に位置する電解槽においては、前記金属ウェブの搬送方向に対して前記電解槽よりも上流側に位置する電解槽よりも低い電流密度で電解処理を行うことを特徴とする電解処理装置。
【請求項２】
前記複数の電解槽のうち、一の電解槽においては、前記金属ウェブの搬送方向に対して前記一の電解槽の上流側に隣接する他の電解槽よりも低い電流密度で前記電解処理を行う請求項１に記載の電解処理装置。
【請求項３】
前記電解槽を２つ有し、前記金属ウェブの搬送方向に対して上流側に配設された方の電解槽における電流密度と、前記金属ウェブの搬送方向に対して下流側に配設された方の電解槽における電流密度との比率が１．２〜２：１である請求項２に記載の電解処理装置。
【請求項４】
各電解槽において金属ウェブが導入される入口部には、前記金属ウェブを、前記電解槽における前記入口部よりも内部において印加される交番波形電流の電流密度よりも低い電流密度で電解処理するソフトスタート部が設けられている請求項１〜３の何れか１項に記載の電解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解処理装置および電解処理方法に関し、特に、帯状の金属ウェブを高い電流密度および搬送速度で電解処理するときにも、前記金属ウェブの表面に外観ムラが発生することのない電解処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
平版印刷版は、一般的に、純アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、「アルミニウム等」ということがある。）の帯状の薄板であるアルミニウムウェブの片面または両面を粗面化して砂目立て面を形成し、次いで前記砂目立て面に陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム支持体における前記砂目立て面に感光性、感熱性、または光重合性の樹脂を塗布して製版層を形成するという手順に従って作製される。
【０００３】
前記アルミニウムウェブは、通常、ナイロンなどの毛を有するブラシローラまたは表面が研磨布からなる研磨ローラ等による機械的粗面化処理、アルカリ溶液中で前記アルミニウムウェブの表面を化学的に粗面化するエッチング処理、および前記アルミニウムウェブを電極の一方として電解粗面化する電解粗面化処理などにより、粗面化される。
【０００４】
前記電解粗面化処理は、通常、酸性電解液中で前記アルミニウムウェブに正弦波電流、矩形波電流、または台形波電流などの交番波形電流を印加して行なうので、電解槽の入口において、前記アルミニウムウェブに正電圧および負電圧が交互に印加される。
【０００５】
前記アルミニウムウェブにおいては、正電圧が印加されるとカソード反応が起き、負電圧が印加されるとアノード反応が起きる。そしてカソード反応時には、水酸化アルミニウムを主体とする酸化皮膜が生成し、アノード反応時には、前記酸化皮膜が溶解してピットと称する蜂の巣状の小孔が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電解粗面化処理装置において、高い搬送速度および高い電流密度で電解粗面化処理を行なうと、得られたアルミニウム支持体の表面に、白色の濃淡状の斑である白色濃淡ムラ、前記アルミニウムウェブの幅方向に沿った縞状の面質ムラであるチャターマーク、および前記アルミニウムウェブの幅方向に沿ったスジなどの外観故障、すなわち面質ムラが顕著に見られることがあった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、高い搬送速度および電流密度で電解粗面化処理などの電解処理を行なう場合においても前記面質ムラの発生を効果的に防止できる電解処理装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一定の方向に走行する金属ウェブを電解処理する電解処理装置であって、酸性電解液中で交番波形電流により前記金属ウェブを電解処理する複数個の電解槽が直列に配列されてなり、前記電解槽のうち、前記金属ウェブの搬送方向に対して最も下流側に位置する電解槽においては、前記金属ウェブの搬送方向に対して前記電解槽よりも上流側に位置する電解槽よりも低い電流密度で電解処理を行うことを特徴とする電解処理装置に関する。
【０００９】
金属ウェブに所定の性能を付与するためには、前記電解槽において前記金属ウェブに印加できる電流密度の総和が所定の範囲になるように前記電流を印加する必要がある。
【００１０】
そして、電解槽を複数備える電解処理装置においては、前記金属ウェブの搬送方向に対して最も下流側に位置する電解槽における電流密度が高い場合に、前記面質ムラが発生し易く、前記電流密度が低いときには発生し難い。
【００１１】
前記請求項１に係る電解処理装置においては、前記金属ウェブの搬送方向に対して上流側（以下、「上流側」という。）の電解槽においては、高い電流密度で電解処理を行い、前記金属ウェブの搬送方向に対して下流側（以下、「下流側」という。）の電解槽においては、より低い電流密度で電解処理を行っているから、電解処理装置全体として、より高い電流密度で交番波形電流を印加して前記金属ウェブの電解処理を行うことにより、前記電解処理を能率よく行え、しかも前記前記面質ムラの発生を効果的に防止できる。
【００１２】
ここで、ある電解槽における「電流密度」は、前記電解槽における平均電流密度を意味する。
【００１３】
前記電解処理装置としては、前記アルミニウムウェブを電解粗面化処理する電解粗面化処理装置などが挙げられるが、前記電解粗面化処理装置には限定されない。
【００１４】
前記電解処理としては、前記アルミニウムウェブの電解粗面化処理などが挙げられるが、前記電解粗面化処理には限定されない。
【００１５】
前記金属ウェブとしては、前記アルミニウムウェブが挙げられるが、帯状の金属薄板であれば、前記アルミニウムウェブには限定されない。
【００１６】
前記酸性電解液としては、硫酸、硝酸、塩酸、燐酸、スルホン酸などの無機または有機の強酸を主要な酸成分として含有する溶液が挙げられる。前記酸性電解液は、前記酸性枌の他に、前記金属ウェブを構成する金属元素のイオンを含有していてもよい。
【００１７】
前記交番波形電流としては、前述のように、正弦波電流のほか、矩形波電流および台形波電流も挙げられる。前記矩形波電流および台形波電流は、リップル分を含んでいてもよい。また、前記正弦波電流、矩形波電流、または台形波電流に直流電流を重畳して印加してもよい。
【００１８】
前記電解槽としては、前記金属ウェブの電解処理に通常に使用されるものが挙げられ、具体的には、縦型、フラット型、ラジアル型などの電解槽が挙げられる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、前記複数の電解槽のうち、一の電解槽においては、前記金属ウェブの搬送方向に対して前記一の電解槽の上流側に隣接する他の電解槽よりも低い電流密度で前記電解処理を行う電解処理装置に関する。
【００２０】
前記電解処理装置には、２台の電解槽を有する電解処理装置の他、３台以上の電解槽を有する電解処理装置も包含される。そして、３台以上の電解槽を有する電解処理装置としては、最も下流側から２番目に位置する電解槽から最も上流側に位置する電解槽までの電解槽においては、同一の電流密度で電解処理を行い、最も下流側の電解槽において、前記電解密度よりも低い電流密度で電解処理を行う電解処理装置、および最も上流側の電解槽においては、最も高い電流密度で電解処理を行い、下流側に隣接する電解槽において、より低い電流密度で電解処理を行う電解処理装置などが挙げられる。
【００２１】
前記電解処理装置においては、前記金属ウェブに印加する電流密度が、電解処理装置全体としては大きな場合においても、電解槽を３台またはそれ以上直列に使用することにより、電解槽１台当りの電流密度が過大になることを防止できるから、前記面質ムラの発生を効果的に防止できる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、前記電解槽を２つ有し、前記金属ウェブの搬送方向に対して上流側に配設された方の電解槽における電流密度と、前記金属ウェブの搬送方向に対して下流側に配設された方の電解槽における電流密度との比率が１．２：１〜２：１である電解処理装置である。
【００２３】
前記電解処理装置においては、前記上流側電解槽における電流密度を、前記下流側電解槽における電流密度に対して特定の比率になるように設定することにより、前記面質ムラをさらに効果的に防止できる。
【００２４】
前記電解処理装置としては、前記下流側電解槽の電流密度が１５〜３０Ａ／ｄｍ2である電解処理装置が好ましい。
【００２５】
前記電解処理装置は、請求項３に記載の電解処理装置において、前記下流側電解槽における電流密度を特定の範囲に規定したものであり、前記電解処理装置においては、前記面質ムラの発生を特に効果的に防止できる。
【００２６】
また、前記請求項１〜請求項３に記載の電解処理装置としては、電解槽において前記金属ウェブが導入される入口部に、前記金属ウェブを電解処理する電流密度が前記金属ウェブの走行方向に沿って増加するように形成されたソフトスタート部を設けてなる電解処理装置が好ましい。
【００２７】
前記電解処理装置においては、高い電流密度および搬送速度で金属板の電解処理を行なう場合にも、チャターマークが発生することがないから、前記面質ムラを特に効果的に防止できる。
【００２８】
したがって、前記電解処理装置を、前記アルミニウムウェブの電解粗面化に使用すれば、高い電流密度および搬送速度で前記アルミニウムウェブを電解粗面化できるから、高い生産性で平版印刷版を製造できる。
【００２９】
前記ソフトスタート部は、長さＬが、前記金属ウェブの搬送速度ＬＳ、および前記電解槽における電流密度ＭＣとの間に
ＭＣ×ＬＳ／Ｌ＝５０〜３００
の関係を満たすように形成することが好ましい。
【００３０】
前記ソフトスタート部における電流密度は、前記電解槽の入口部において１０Ａ／ｄｍ2よりも小さくなるように設定することが好ましく、特に１〜５Ａ／ｄｍ2の範囲に設定することが好ましい。
【００３１】
前記ソフトスタート部は、前記電解槽において交番波形電流を印加する電極の前記入口近傍に、上流側から下流側に向かって前記金属ウェブの搬送経路である搬送面に対して漸近する漸近部を形成するか、または、前記電極として、互いに絶縁された複数の小電極から形成された分割型電極を用い、前記入口部近傍における小電極に、抵抗器およびインダクタンスコイルなどの電流絞り手段を接続するかすることにより形成できる。
【００３２】
前記請求項１〜３に記載の電解処理装置としては、たとえば、前記金属ウェブが、平版印刷版の支持体として使用されるアルミニウムウェブである電解処理装置が挙げられる。
【００３３】
前記電解処理装置は、本発明の電解処理装置を、アルミニウムウェブを砂目立てして平版印刷版用のアルミニウム支持体を製造するのに適用した例である。
【００３４】
前記電解処理装置によれば、高い搬送速度および電流密度で前記アルミニウムウェブを電解粗面化する場合においても、得られるアルミニウム支持体の表面に面質ムラが発生することが防止される。
【００３５】
前記電解処理装置において実施できる電解処理方法としては、一定の方向に搬送される金属ウェブを、直列に配列された複数の電解槽において、酸性電解液中で交番波形電流により電解処理する電解処理方法であって、前記電解槽のうち、前記金属ウェブの搬送方向に対して最も下流側に位置する電解槽においては、その他の電解槽よりも低い電流密度で前記金属ウェブを電解処理することを特徴とする電解処理方法が挙げられる。
【００３６】
前記電解処理方法においては、請求項１に係る電解処理装置のところで述べたのと同様の理由により、より高い電流密度で交番波形電流を印加して前記金属ウェブの電解処理を行うことにより、前記電解処理を効率よく行え、しかも前記前記面質ムラの発生を効果的に防止できる。
本発明は、更に以下のものを包含する。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の電解処理装置において、各電解槽において金属ウェブが導入される入口部には、前記金属ウェブを、前記電解槽における前記入口部よりも内部において印加される交番波形電流の電流密度よりも低い電流密度で電解処理するソフトスタート部が設けられたものに関する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
１．実施形態１
前記アルミニウムウェブを電解粗面化する電解粗面化処理装置のうち、ラジアル型のものに、本発明を適用した一例につき、以下に説明する。
【００３８】
図１に示すように、実施形態１に係る電解粗面化処理装置１００は、アルミニウムウェブＷの搬送方向ａに対して上流側に位置する電解槽２Ａと、前記搬送方向ａに対して電解槽２Ａよりも下流側に位置する電解槽２Ｂとを備える。
【００３９】
電解槽２Ａ、電解槽２Ｂの何れも、酸性電解液が貯留される電解槽本体４と、電解槽本体４の内部に水平方向に配設され、軸線の周りに図１における時計方向に回転してアルミニウムウェブＷを搬送方向ａに沿って送る送りローラ６とを備えている。
【００４０】
電解槽本体４の内壁面は、略円筒状に形成され、前記内壁面上には、半円筒状の電極８Ａおよび８Ｂが送りローラ６を囲むように設けられている。
【００４１】
電極８Ａおよび８Ｂは、それぞれ円周方向に沿って複数の小電極８２Ａおよび８２Ｂに分割され、各小電極８２Ａおよび８２Ｂの間には、それぞれ絶縁層８４Ａおよび８４Ｂが介装された分割型電極である。
【００４２】
小電極８２Ａおよび８２Ｂは、例えば、グラファイトや金属などを用いて形成でき、絶縁層８４Ａおよび８４Ｂは、例えば塩化ビニル樹脂などにより形成できる。
【００４３】
絶縁層８４Ａおよび８４Ｂの厚さは、１〜１０ｍｍが好ましい。
【００４４】
また、電極８Ａおよび８Ｂの何れにおいても、小電極８２Ａおよび８２Ｂは、それぞれ電源ＡＣに接続されている。小電極８２Ａ、８２Ｂ、および絶縁層８４Ａ、８４Ｂは、何れも絶縁性の電極ホルダー８６によって保持されて電極８Ａおよび８Ｂを形成している。
【００４５】
前記電源ＡＣは、交番波形電流を電極８Ａおよび８Ｂに印加する。前記電源ＡＣは、誘導電圧調整器および変圧器を用いて商用交流を電流・電圧調整することにより正弦波を発生させる正弦波発生回路、前記商用交流を整流するなどの手段により得られた直流から台形波電流または矩形波電流を発生させるサイリスタ回路などが挙げられる。
【００４６】
電解槽２Ａおよび２Ｂの上部には、アルミニウムウェブＷが導入・導出される開口部２０が形成されている。開口部２０における電極８Ｂの下流側末端近傍には、電解槽本体４に酸性電解液を補充する酸性電解液補充流路１０が設けらている。前記酸性電解液としては、硝酸溶液および塩酸溶液などが使用できる。
【００４７】
電解槽２Ａおよび２Ｂの上方における開口部２０近傍には、アルミニウムウェブＷを電解槽２Ａおよび２Ｂ内部に案内する一群の上流側案内ローラ１２と、電解槽２Ａまたは２Ｂ内で電解粗面化処理されたアルミニウムウェブＷを電解槽２Ａまたは２Ｂの外部に案内する下流側案内ローラ１４とが配設されている。
【００４８】
電解槽２Ａおよび２Ｂには、それぞれ、電解槽本体４の上流側に隣接して補助電解槽１６が設けられている。補助電解槽１６は、電解槽本体４よりも浅く、底面１６Ａが平面状に形成されている。そして、底面１６Ａ上には、板状の補助電極１８が設けられている。
【００４９】
補助電極１８は、白金などの高耐食性の金属またはフェライトなどから形成されたものが好ましく、また、棒状であってもよい。
【００５０】
補助電極１８は、交流電源ＡＣにおける電極８Ｂが接続される側に、電極８Ｂに対して並列に接続され、中間には、ダイオード２２が、交流電源ＡＣから補助電極１８に向う方向に電流が流れるように接続されている。
【００５１】
電解槽２Ａおよび２Ｂにおける電極６Ａおよび６Ｂの上流側端部には、それぞれソフトスタート部８８Ａおよび８８Ｂが設けられている。
【００５２】
ソフトスタート部８８Ａおよび８８Ｂは、それぞれ搬送方向ａに沿って送りローラ６の表面に漸近する区間である漸近部８８Ａ2および８８Ｂ2と、前記漸近部の下流側に位置し、小電極８２Ａおよび８２Ｂと交流電源ＡＣとの間にインダクタンスコイル２４が挿入された区間であるインダクタンス挿入部８８Ａ4および８８Ｂ4とを有する。
【００５３】
電解槽２Ａにおける電極８Ａおよび８Ｂに印加される交番波形電流の電流密度は、電解槽２Ｂにおける電極８Ａおよび８Ｂに印加される交番波形電流の電流密度よりも高く、好ましくは、前者は後者の１．２〜２倍である。
【００５４】
電解槽２Ｂにおける電極８Ａおよび８Ｂに印加される交番波形電流の電流密度は、１５〜３０Ａ／ｄｍ2の範囲が好ましい。
【００５５】
図１に示す電解粗面化処理装置１００の作用について以下に説明する。
【００５６】
図１における右方から電解槽２Ａに案内されたアルミニウムウェブＷは、先ず補助電解槽１６に導入されて陽極反応する。そして、上流側案内ローラ１２によって電解槽本体４に導入される。
【００５７】
アルミニウムウェブＷは、電解槽本体４の内部を送りローラ６によって搬送方向ａに沿って搬送され、先ず、ソフトスタート部８８Ａを通過する。ソフトスタート部８８Ａにおいては、電流密度は、上流側端部すなわち始点においては、電解槽２Ａに印加される交番波形電流の電流密度ＭＣAよりも遥かに小さく、アルミニウムウェブＷが下流側に向って移動するにつれ、電流密度が増大し、ソフトスタート部８８Ａの下流側端部すなわち終点においては、前記電流密度ＭＣAに等しくなる。
【００５８】
アルミニウムウェブＷは、ソフトスタート部８８Ａを通過したのち、電解槽本体４の電極８Ａに沿って搬送され、電源ＡＣから電極８Ａに印加された交番波形電流により、電極８Ａに向いた側の面がアノードまたはカソード反応する。
【００５９】
電極８Ａを通過したアルミニウムウェブＷは、次ぎに、電解槽本体４に形成されたソフトスタート部８８Ｂを通過する。ソフトスタート部８８Ｂにおいても、同様に、電流密度は、始点においては、前記電流密度ＭＣAに比較して遥かに小さく、アルミニウムウェブＷが下流側に向って移動するにつれて増大し、終点においては、前記電流密度ＭＣAに等しくなる。
【００６０】
アルミニウムウェブＷは、ソフトスタート部８８Ｂを通過したのち、同様に、電極８Ｂに沿って搬送され、電源ＡＣから電極８Ｂに印加された交番波形電流により、電極８Ａに向いた側の面がアノードまたはカソード反応して、全面にハニカムビットが形成される。
【００６１】
電解槽本体４内部で電解粗面化処理されたアルミニウムウェブＷは、下流側案内ローラ１４によって電解槽２Ａの外部に導出される。
【００６２】
電解槽２Ａから導出されたアルミニウムウェブＷは、次ぎに、電解槽２Ｂに案内される。
【００６３】
電解槽２Ｂに案内されたアルミニウムウェブＷは、先ず、電解槽２Ｂにおける補助電解槽１６に導入されて陽極反応する。
【００６４】
前記アルミニウムウェブＷは、次いで、上流側案内ローラ１２によって電解槽本体４内部に導入される。電解槽２Ｂの備える電解槽本体４の内部においても、ソフトスタート部８８Ａおよび８８Ｂの始点においては、電解槽２Ｂにおける電流密度ＭＣBよりも小さく、終点においては前記電流密度ＭＣBに等しくなる。そして、ソフトスタート部８８Ａおよび８８Ｂよりも下流側においては、電流密度ＭＣBで電解粗面化処理される。
【００６５】
ここで、電解槽２Ｂにおける電流密度ＭＣBは、電解槽２Ａにおける電流密度ＭＣAよりも小さく、具体的には、ＭＣA／１．２〜ＭＣA／２の範囲である。
【００６６】
電解槽２Ｂにおける電解槽本体４を通過したアルミニウムウェブＷは、下流側案内ローラ１４により、電解槽本体４の外部に導出される。
【００６７】
実施形態１に係る電解粗面化装置１００においては、最も下流側に位置する電解槽２Ｂにおいては、上流側の電解槽２Ａの電流密度の１／１．２〜１／２の電流密度で電解粗面化処理を行うから、［発明が解決しようとする課題］の欄で述べた面質ムラが特に生じ難い。
【００６８】
また、電解槽２Ａおよび２Ｂにおける電解槽本体４には、ソフトスタート部８８Ａおよび８８Ｂが設けられているから、アルミニウムウェブＷには、最初は低い電流密度の電流が印加される。したがって、大電流密度で粗面化を行なう場合において、アルミニウムウェブＷの搬送速度を高くしても、チャターマークが発生することがなく、アルミニウムウェブＷの粗面化面全体に均一なハニカム状ビットが形成される。
【００６９】
【実施例】
（実施例１〜３および比較例１、２）
図１に示す電解粗面化装置１００を用い、幅１０００ｍｍ、厚さ０．２４ｍｍのアルミニウムウェブに電解粗面化処理を施した。電解槽２Ａおよび２Ｂにおける電流密度を表１に示すように変化させた。
【００７０】
電解粗面化処理装置１００で電解粗面化されたアルミニウムウェブＷの品質については、白色濃淡ムラ、チャターマーク、およびスジの有無を目視で観察し、○：優、○△：良、△：可、×：不可の４段階で評価した。結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
0004038041.tif 000002
表１に示すように、下流側の電解槽２Ｂにおける電気密度ＭＣBが上流側の電解槽２Ａにおける電気密度ＭＣAよりも小さな実施例１〜３においては、電解粗面化処理後のアルミニウムウェブＷの電解粗面化面には、白色濃淡ムラ、チャターマーク、およびスジは殆ど見られず、面質が良好であった。とくに、上流側の電解槽２Ａにおける電気密度ＭＣAが下流側の電解槽２Ｂにおける電気密度ＭＣBの１．２〜２倍の範囲にあり、下流側の電解槽２Ｂにおける電気密度ＭＣBが１５〜３０Ａ／ｄｍ2の範囲にある実施例１においては、白色濃淡ムラ、チャターマーク、およびスジなどは全く見られず、電解書面化処理後のアルミニウムウェブの面質は極めて優れていることが判った。
【００７２】
これに対して、下流側の電解槽２Ｂにおける電気密度ＭＣBが上流側の電解槽２Ａにおける電気密度ＭＣAと同じか、それよりも大きな比較例１および２においては、電解粗面化処理後のアルミニウムウェブＷの電解粗面化面に、白色濃淡ムラ、チャターマーク、およびスジなどが明らかに、または著しく認められ、面質に劣っていることがわかった。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高い搬送速度および電流密度で電解粗面化処理などの電解処理を行なう場合においても面質ムラの発生を効果的に防止できる電解処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、電解粗面化処理装置のうち、ラジアル型のものに、本発明を適用した一例につき、構造の概略を示す概略断面図である。
【符号の説明】
２Ａ      電解槽
２Ｂ      電解槽
４        電解槽本体
６        送りローラ
８Ａ      電極
８Ｂ      電極
１６        補助電解槽
１８        補助電極
８２Ａ      小電極
８４Ａ      絶縁層
【図１】
0004038041.tif 000003