(57)【要約】【課題】本発明は、裏廻りの発生を効果的に抑えることのできる電解処理装置の提供。【解決手段】電解液が貯留され、内部をアルミニウムウェブＷが搬送される電解槽１と、アルミニウムウェブＷの電解槽１中における搬送経路Ｐに沿って搬送経路Ｐの上方に配設され、直流または交流が印加される電極２と、搬送経路Ｐの下方に位置するように、電解槽１の内部における電極２の下方に配設された絶縁シート３と、絶縁シート３の下方に設けられ、絶縁シート３に向かって電解液を噴上げる噴上げノズル７と、を備える電解処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向に搬送される帯状体を、電解液中で電気化学的処理する電解処理装置であって、
前記電解液が貯留され、内部を帯状体が搬送される電解槽と、
前記帯状体の前記電解槽中における搬送経路に沿って前記搬送経路の上方に配設され、直流または交流が印加される電極と、
前記搬送経路の下方に位置するように、前記電解槽の内部における前記電極の下方に配設された絶縁シートと、
前記絶縁シートの下方に設けられ、前記絶縁シートに向かって前記電解液を噴上げる噴上げノズルと、
を備えることを特徴とする電解処理装置。
【請求項２】
前記噴上げノズルは、前記絶縁シートの両側縁部に向かって前記電解液を噴上げるように形成されている請求項１に記載の電解処理装置。
【請求項３】
前記電解槽内で帯状体を搬送するときに、前記帯状体と前記絶縁シートとの間に前記電解液を噴出して液膜を形成する液膜ノズルを備える請求項１または２に記載の電解処理装置。
【請求項４】
前記絶縁シートは、前記電解槽の内部において所定の張力を加えた状態で張設されている請求項１〜３の何れか１項に記載の電解処理装置。
【請求項５】
電解液が貯留され、内部に電極が配設された電解槽において、前記電極に直流または交流を印加しつつ、前記電極の下方において、帯状体を所定の方向に搬送しつつ、電気化学的処理する電解処理方法であって、
前記帯状体の搬送経路の下方に絶縁シートを配設するとともに、
前記絶縁シートの下方から前記絶縁シートに向かって前記電解液を噴上げつつ、前記帯状体を電気化学的処理することを特徴とする電解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解処理装置および電解処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウムウェブの片面を電解粗面化して平版印刷版用の支持体ウェブを製造する場合のように、金属の帯状体の片面のみを電解液中で電気化学的に処理をする場合には、反対側の面への電流の回り込みによって皮膜が生成する裏廻りを抑制する必要がある。
【０００３】
アルミニウムウェブの裏面に形成される皮膜の厚みを制御する方法として、給電槽において帯状金属板に給電し、電解槽において前記帯状金属板の両面に夫々電極を対向配置し、前記帯状電極とその裏面に対向する電極との間に平行して電気絶縁シートを配置して電解処理を行う方法において、前記電気絶縁シートを前記帯状金属板の進行方向の任意の位置に平行移動調節させ、あるいは前記電気絶縁シートに任意の孔を設けて前記帯状金属板の前記裏面に所望の厚みの電解処理幕を施すことを特徴とする帯状金属板の電解処理方法がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開平８−０６０３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、絶縁シートは、板状の絶縁板とは異なり、剛直ではない。したがって、電解液中で絶縁シートに如何に張力を付しても、帯状金属板と絶縁シートとの間に入り込んだ電解液の重みで絶縁シートが垂れ、帯状金属板と絶縁シートとの間が大きく開いてしまう。したがって、帯状金属板と絶縁シートとの間に電流が回りこんで、帯状金属板の裏面においては、意図した以上の範囲に皮膜が形成されると言う問題がある。特に、裏面の側縁部においては上記傾向が強いので、裏周りを減少させるという目的に対しては十分な効果が獲られなかった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、帯状金属板のような帯状体を電気化学的に処理する電解処理装置であって裏廻りの発生を効果的に抑えることのできるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、所定の方向に搬送される帯状体を、電解液中で電気化学的処理する電解処理装置において、前記電解液が貯留され、内部を帯状体が搬送される電解槽と、前記帯状体の前記電解槽中における搬送経路に沿って前記搬送経路の上方に配設され、直流または交流が印加される電極と、前記搬送経路の下方に位置するように、前記電解槽の内部における前記電極の下方に配設された絶縁シートと、前記絶縁シートの下方に設けられ、前記絶縁シートに向かって前記電解液を噴上げる噴上げノズルと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電解処理装置において、前記噴上げノズルは、前記絶縁シートの両側縁部に向かって前記電解液を噴上げるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電解処理装置において、前記電解槽中を、帯状体を搬送するときに、前記帯状体と前記絶縁シートとの間に前記電解液を噴出して液膜を形成する液膜ノズルを備えることを特徴とする。
【０００９】
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、前記絶縁シートが、前記電解槽の内部において所定の張力を加えた状態で張設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、電解液が貯留され、内部に電極が配設された電解槽において、前記電極に直流または交流を印加しつつ、前記電極の下方において、帯状体を所定の方向に搬送しつつ、電気化学的処理する電解処理方法において、前記帯状体の搬送経路の下方に絶縁シートを配設するとともに、前記絶縁シートの下方から前記絶縁シートに向かって前記電解液を噴上げつつ、前記帯状体を電気化学的処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明においては、噴上げノズルから絶縁シートの下面に向かって電解液を噴上げることにより、絶縁シートに浮力を与えて帯状体に微接触させている。したがって、電解槽中で万が一帯状体にバタつきが発生しても絶縁シートは帯状体への微接触状態を維持するから、高い裏周り抑止効果が得られる。
【００１２】
本発明の電解処理装置において帯状体を高速で搬送すると、同伴流により、帯状体の周辺には負圧が発生するので、絶縁シートは帯状体に吸い寄せられて中央部が帯状体と微接触状態になる。しかしながら、両側縁部近傍では、絶縁シートと帯状体との間に電解液の出入りが発生して隙間が生じる。しかしながら、請求項２の発明では、噴上げノズルから噴出された電解液によって絶縁シートの両側縁部が帯状体に向かって押し上げられるから、両側縁部においても帯状体と絶縁シートとの微接触状態は支持される。したがって、帯状体の搬送速度が高い場合においても高い裏周り抑止効果が獲られる。
【００１３】
請求項３の発明においては、前記電解槽内で帯状体を搬送するときに、液膜形成ノズルから前記帯状体と前記絶縁シートとの間に前記電解液を噴出して液膜を形成しているから、帯状体と絶縁シートとの接触抵抗が低減される。したがって、帯状体の搬送速度が高い場合や噴上げノズルからの電解液の噴出量が大きい場合などのように帯状体と絶縁シートとの間の接触抵抗が大きな場合においても、絶縁シートの破損が効果的に防止される。
【００１４】
請求項４の発明によれば、絶縁シートは所定の張力で電解槽内に張設されているから、帯状体が生じさせる同伴流や、帯状体そのもののバタつきの影響で絶縁シートまでがバタつくことが効果的に抑止される。
【００１５】
請求項５の発明によれば、請求項１のところで説明したのと同様の理由により、高い裏廻り抑止効果が獲られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
１．実施形態１
【００１７】
本発明の電解処理装置の一例であって、アルミニウムウェブの片面を電気化学的に粗面化するのに使用される電解粗面化装置について説明する。
【００１８】
［構成］
【００１９】
実施形態１に係る電解粗面化装置１００は、図１に示すように、内部に酸性電解液が貯留されるとともに、電解粗面化しようとするアルミニウムウェブＷが水平方向に沿って搬送され、上面が開放された有底容器である電解槽１と、電解槽１の内部におけるアルミニウムウェブＷの搬送経路Ｐの上方に配設された一群の電極２と、電解槽１の内部における搬送経路Ｐの下方に配設された絶縁シート３と、電解槽１内部においてアルミニウムウェブＷを搬送経路Ｐに沿って案内する案内ローラ４とを有する。
【００２０】
電解槽１における絶縁シート３の下方には、絶縁シート３に向かって酸性電解液を噴上げる噴上げノズル７が設けられている。また、絶縁シート３の搬送経路Ｐと相対する部分に対して搬送方向ａに沿って下流側には、搬送経路Ｐに沿って搬送されるアルミニウムウェブＷと絶縁シート３との間に、搬送方向ａに対して下流側に向かって酸性電解液を噴出する液膜形成ノズル８が設けられている。
【００２１】
電解槽１には、更に、余剰の酸性電解液を排出する電解液排出管９が設けられている。
【００２２】
図２に示すように、電解液排出管９は、酸性電解液を貯留する電解液タンク２０に接続されている。また、電解液タンク２０には、噴上げノズル７と液膜形成ノズル８とに酸性電解液を供給する電解液供給管路４０が接続されている。電解液供給管路４０にはポンプ３０が介装されているとともに、ポンプ３０の下流側で、噴上げノズル７に酸性電解液を供給する第１給液管路と、液膜形成ノズル８に酸性電解液を供給する第２給液管路とに分岐している。
【００２３】
第１給液管路４１には、圧力調整弁４１Ａと流量調整弁４１Ｂとが介装され、第２給液管路４２には、圧力調整弁４２Ａと流量調整弁４２Ｂとが介装されている。
【００２４】
電解槽１の内側と近傍とには、電解槽１内において絶縁シート３を所定の位置に保持する一群の支持ローラ５が設けられている。
【００２５】
電極２は、図１において矢印ａで示すアルミニウムウェブＷの搬送方向に沿って複数、たとえば４個配設され、夫々が交流電源（図示せず。）に接続されている。電極２はグラファイト焼結体などによって形成される。隣接する２つの電極２の間には、図１に示すように隙間を設けてもよく、また、絶縁板を介装してもよい。
【００２６】
絶縁シート３は、図３に示すように、アルミニウムウェブＷよりも幅の広い、電気絶縁性の柔軟なシートである。絶縁シート３は、一群の支持ローラ５によって支持され、電解槽１内部において、搬送経路Ｐの下方に、搬送経路Ｐに沿うように保持されている。絶縁シート３の両端は錘６によって下方に牽引され、これによって、絶縁シート３は所定の張力が加えられて緊張状態に保持されている。絶縁シート３に加える張力は、５〜１５ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲が好ましい。
【００２７】
絶縁シート３としては、軟質塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエチレン樹脂、およびエチレン−プロピレン共重合体などの軟質樹脂のシートが使用できるが、それ以外に、ポリエチレン布やナイロン布などの化繊布帛に前記軟質樹脂、およびポリテトラフルオロエチレン樹脂や弗化ビニリデン樹脂などの弗素系樹脂などを含浸したシートも使用できる。
【００２８】
噴上げノズルへの酸性電解液の供給量は１２０〜３００リットル／分の範囲が好ましく、液膜形成ノズル８への酸性電解液の供給量は６〜３０リットル／分の範囲が好ましい。
【００２９】
噴上げノズル７の噴出孔７Ａは、図３に示すように絶縁シート３の両方の側縁部の下方に、搬送方向ａに沿って所定の間隔で設けられている。噴出孔７Ａの間隔は、絶縁シート３の幅および噴出孔７Ａ１個当たりの電解液の噴上げ量に応じて定めることができるが、通常は、絶縁シート３の幅の１／５〜１倍程度が好ましい。噴出孔７Ａを絶縁シート３の両方の側縁部の下方に設けたことにより、噴上げノズル７から絶縁シート３の両方の側縁部に向かって電解液が噴上げられる。また、噴出孔７Ａは、搬送方向ａに沿って設けられたスリットであってもよい。
【００３０】
液膜形成ノズル８は、絶縁シート３と搬送経路Ｐとの間に、絶縁シート３の幅方向、換言すれば搬送方向ａに直交する方向に沿って設けられている。液膜形成ノズル８には、酸性電解液を噴出する噴出孔が一定の間隔で設けられていてもよいし、噴出しスリットが長手方向に１本または複数本設けられていてもよい。
【００３１】
［作用］
【００３２】
以下、電解粗面化装置１００の作用について説明する。
【００３３】
先ず、電解槽１に酸性電解液を満たす。酸性電解液としては、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、およびスルホン酸から選択される無機または有機の強酸である酸性電解質の溶液が使用される。酸性電解質は２種以上を併用してもよい。また、酸性電解質の濃度は、１〜１０質量％程度が好ましい。
【００３４】
次いで、絶縁シート３を支持ローラ５に巻回し、絶縁シート３の両端を錘６で牽引して絶縁シート３を所定の張力で保持する。
【００３５】
そして、アルミニウムウェブＷを、案内ローラ４で案内して搬送経路Ｐに沿って電解槽１内部を搬送するとともに、電解槽１外で接地ローラ（図示せず。）に接触させて接地状態とする。この状態で各電極２に交流電圧を印加してアルミニウムウェブＷの電極２に相対する側の面を電解粗面化する。
【００３６】
電解粗面化中においては、アルミニウムウェブＷの下面が絶縁シート３に表面に微接触した状態に保持されるから、アルミニウムウェブＷの下面、即ち電極２に相対する側とは反対側の面へは電流が遮蔽され、電流の回り込みが阻害される。また、何らかの理由でアルミニウムウェブＷが上下に移動したら、絶縁シート３もアルミニウムウェブＷに微接触した状態を保持しつつ、アルミニウムウェブＷに追随して上下する。したがって、前記面が粗面化される裏廻りが発生する幅である裏周り量を小さくすることができる。また、絶縁シート３として軟質塩化ビニル樹脂などの軟質樹脂のシートを使用しても、アルミニウムウェブＷとの摩擦で損傷することがない。
【実施例】
【００３７】
１．実施例１、参考例１、実施例２、比較例１
【００３８】
図１に示す形態の電解粗面化装置１００を用いてアルミニウムウェブを粗面化した。アルミニウムウェブとしては、厚さ０．３ｍｍ、幅１０００ｍｍの純アルミニウムウェブを用い、搬送速度５０ｍ／ｍｉｎで、電極２に夫々７５〜１２５Ａ／ｄｍ２、６０Ｈｚの正弦波電流を印加し、粗面化面の表面粗さの目標値を０．５μｍとして電解粗面化を行った。酸性電解液としては、濃度１０〜１８ｇ／リットルの塩酸水溶液を用いた。
【００３９】
電解粗面化装置１００においては、電極２の幅を１５００ｍｍとし、絶縁シート３として厚さ１ｍｍ、幅１２００ｍｍの軟質塩化ビニル樹脂のシートを用い、両端に１００ｋｇの錘を吊り下げ、８．３ｋｇｆ／ｃｍ２の張力を加えて緊張させた。
【００４０】
噴上げノズル７からの酸性電解液の噴上げ量および液膜形成ノズル８からの酸性電解液の吐出量は、表１に示すように設定した。
【００４１】
上記条件でアルミニウムウェブＷの表面粗面化を行い、裏周り量については、アルミニウムウェブＷの絶縁シート３に面した側の面の側縁部に形成された粗面化部の幅を物差しで測定して求めた。また、アルミニウムウェブＷの前記面の傷付きや変形については目視で評価した。
【００４２】
結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
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表１に示すように、噴上げノズル７から２００リットル／分、液膜形成ノズル８からは２０リットル／分の流量で酸性電解液を吐出させた実施例１では、アルミニウムウェブＷと絶縁シート３との間隔は０〜２ｍｍであり、アルミニウムウェブＷと絶縁シート３との微接触状態が保持された。したがって、裏廻り量は５ｍｍと少なく、また、アルミニウムウェブＷの傷付きも絶縁シート３の破損も生じなかった。
【００４４】
一方、噴上げノズル７から２００リットル／分で酸性電解液を吐出させたが液膜形成ノズル８からは酸性電解液を吐出させなかった参考例１では、アルミニウムウェブＷと絶縁シート３との間隔は０ｍｍであったので、裏廻り量は３ｍｍと少なく、また、アルミニウムウェブＷの傷付きも見られなかった。しかし、絶縁シート３の破損は生じた。
【００４５】
これに対して、噴上げノズル７からの吐出量を１４０リットル／分に低下させた実施例２では、アルミニウムウェブＷと絶縁シート３との間隔は０〜５ｍｍであり、裏廻り量は１０ｍｍとやや多かったものの、アルミニウムウェブＷの傷付きも絶縁シート3の破損も見られなかった。
【００４６】
参考例１と実施例２との比較から、参考例１では噴上げノズル７からの酸性電解液の噴出し量が過大であったためにアルミニウムウェブＷと絶縁シート３とが密着して絶縁シート３の破損に繋がったものと考えられる。したがって、噴上げノズル７からの酸性電解液の噴出し量を実施例２に示すように参考例１よりも低く設定すれば、裏廻り量を低く抑えつつ、絶縁シート３の破れも防止できると考えられる。
【００４７】
また、噴上げノズル７および液膜形成ノズル８の何れからも酸性電解液を吐出させなかった比較例では、アルミニウムウェブＷと絶縁シート３との間隔が２０ｍｍに達し、裏廻り量も５０ｍｍに達した。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の電解処理装置および電解粗面化方法を適用できる帯状体はアルミニウムウェブには限定されず、普通鋼鈑やステンレス鋼鈑、チタニウム板など、各種金属の帯状体なども包含される。また、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、エチレンプロピレン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体などの各種のプラスチックのフィルムの表面に蒸着や鍍金などによりアルミニウムや銀、銅などの金属層や酸化錫などの導電性酸化物皮膜を形成した帯状体も包含される。
【００４９】
また、本発明の電解処理装置および電解粗面化方法を適用できる電気化学的処理は、酸性電解液中における交流によるアルミニウムウェブの電解粗面化には限定されず、たとえば直流によるアルミニウムウェブ表面への陽極酸化皮膜の形成や着色アルマイト処理、普通鋼鈑やステンレス鋼鈑の帯状体への各種鍍金処理等も前記電気化学的処理に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、実施形態１に係る電解粗面化装置における電解槽およびその近傍の構成を示す概略図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る電解粗面化装置およびその周辺の構成を示す概略図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る電解粗面化装置が備える電解槽の幅方向に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１     電解槽
２     電極
３     絶縁シート
４     案内ローラ
５     支持ローラ
６     錘
７     ノズル
７Ａ   噴出孔
８     液膜形成ノズル
９     電解液排出管
２０   電解液タンク
３０   ポンプ
４０   電解液供給管路
４１   給液管路
４１Ａ 圧力調整弁
４１Ｂ 流量調整弁
４２   給液管路
４２Ａ 圧力調整弁
４２Ｂ 流量調整弁
１００ 電解粗面化装置
【図１】
2009221571.tif 000004
【図２】
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【図３】
2009221571.tif 000006