CN101573477A - 用于铜箔的表面处理的辊装置 - Google Patents

Abstract

一种用于铜箔的表面处理的辊装置，在辊的辊轴上嵌合轴套，经由所述轴套可旋转地支撑于轴承。该辊轴装置中，轴套由配置于辊主体侧的辊侧轴套和配置于轴端侧的锥形轴套两个轴套构成，辊侧轴套与轴承箱之间配置有油封，并且锥形轴套由设置于轴承箱中的轴承支撑。本发明涉及对轧制铜箔或电解铜箔的表面连续地进行粗化处理、防锈处理、表面氧化处理等电化学表面处理时使用的辊装置，特别是提供抑制辊装置的辊轴的磨损及腐蚀，并且能够容易地更换轴承箱、轴承及其它部件的装置。

Description

用于铜箔的表面处理的辊装置

技术领域

本发明涉及对轧制铜箔或电解铜箔的表面连续地进行粗化处理、防锈处理、表面氧化处理(黑化处理)等电化学表面处理的装置中使用的辊装置，特别是涉及能够在产生腐蚀性雾的腐蚀环境下使用的辊装置。

背景技术

近年来，在电子部件及布线基板等的制造中多使用铜箔。

通常，电解铜箔使用旋转的金属制阴极鼓和配置于该阴极鼓下部大致一半位置处的包围该阴极鼓周围的不溶性金属阳极，使铜电解液在所述阴极鼓和阳极之间流动并且对它们之间施加电位而使铜电淀积到阴极鼓上，达到规定厚度后，从该阴极鼓上剥离电淀积的铜，从而连续地制造铜箔。

另外，轧制铜箔通过将熔融铸造的铸锭反复进行多次轧制和退火而制造。

如上所述，连续地制造电解铜箔及轧制铜箔并将其卷成卷材，这样得到的铜箔在之后实施几次化学或电化学表面处理并用于印刷布线板等。

通常，铜箔的电化学表面处理使用图1那样的装置进行连续的处理。图1表示铜箔的连续表面处理装置的侧面示意图。

如图1所示，将卷成卷材(未图示)的铜箔C开卷，经由设置于电解槽A内外的多个上辊D及下辊F，使铜箔C连续地在相对的阳极B的前面通过，同时进行表面处理。表面处理后的铜箔C再次卷绕成卷材(未图示)。E为导辊。图2表示连续表面处理装置中附设的轧液辊装置的例子。该装置中，由与图1的上辊D相当的大直径辊G和与之相对配置的小直径的轧液辊(挤水辊)H构成。

另外，该轧液辊也可以为不锈钢制、或轴使用SUS304、筒部芯棒使用钢、筒部外周使用橡胶衬套的结构。

电解槽中备有处理用电解液，例如粗化处理液、防锈处理液、镀敷液等。电解液形成向电解槽中补充或建浴的电解液能够循环的结构。表面处理用电流经由电解液在阳极和成为阴极的铜箔之间流通。

作为阳极，通常使用Pb板、贵金属氧化物包覆Ti板等不溶性阳极，但也可以使用其自身溶解、电沉积到铜箔上的可溶性阳极。这可以根据电化学处理的条件适当改变。

阳极的宽度通常由铜箔的需要进行表面处理的宽度决定。上述现有的铜箔的电化学表面处理中，通常进行下述操作：在表面处理槽相互之间或该槽与水洗槽之间或它们与卷取装置之间，使表面处理铜箔通过轧液辊，以使来自前一个槽的液体不进入下一个槽，去除附着于表面处理铜箔上的溶液。

电化学表面处理中使用硫酸铜、铬酸等溶液，处于充满由这些处理溶液产生的气体和雾的腐蚀环境中。在这种情况下使用的辊存在气体和雾渗入轴承内部，使轴承的磨损特别剧烈的问题。因此，正在进行在辊的轴承内部填充润滑脂来抑制磨损，并且能够容易地更换辊轴承部的研究，但是还不充分。

通常，轴磨损的原因之一是由辊轴与轴承内轮间的滑动导致的轴磨损。该情况下，气体和雾渗入轴承箱的轴承中，使轴承腐蚀而发生旋转不良。另外，由于轴承旋转不良，因此辊轴与轴承内轮间发生滑动，使硬度软的一方的辊轴的磨损加速。

另外，为了防止气体和雾造成的腐蚀，辊轴的材质采用SUS304，但是由于SUS材料难以通过退火进行表面的改质(硬化)，结果硬度比轴承内轮低，不能根本地解决问题。

另外，在油封与辊轴直接接触的结构的情况下，长期使用时，接触面上出现辊轴表面磨损的现象。

另外，电化学表面处理时对与辊接触而移动的铜箔施加电场，因此，当该电场经由进行轧液的辊流通到辊架(安装构架)时，存在铜粉电淀积到辊上的问题，辊上附着铜粉时，存在铜粉转印到铜箔上而使铜箔的品质降低的问题。

列举轧液辊作为一例来说，该轧液辊使用通常的橡胶材质时，由于橡胶的电绝缘性高，因此铜粉不会电淀积到轧液辊表面，但为了提高耐磨损性，多使用橡胶中含有大量碳的橡胶材料。该耐磨损性提高的理由是因为，轧液辊以约1.2吨的力按压上辊，使辊表面的橡胶易磨损，有时由此造成橡胶片附着到铜箔表面。为了防止该问题而含有大量碳以提高耐磨损性。但是，使用该含有大量碳的辊会产生电绝缘性显著降低的问题。

另外，还提出了如上所述在轴承部内填充润滑脂，并为了抑制轴承内部的腐蚀而进行油封的方法，但是，又产生该润滑脂流到辊主体上而污染辊的问题。

现有技术中，提出了称为止推轴承(Plummer Block)的用于防止润滑脂泄漏到输送制品的辊侧的双重密封结构的防漏辊(参照专利文献1)。但是，仅通过这样的结构，不能防止腐蚀环境中的雾向轴承部的渗入，不能解决辊轴的磨损剧烈的问题。

专利文献1：日本特开平8-159163号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于，提供对轧制铜箔或电解铜箔的表面连续地进行粗化处理、防锈处理、表面氧化处理(黑化处理)等电化学表面处理的装置中使用的辊装置，特别是提供能够在由于处理液的附着及从表面处理液产生的腐蚀性雾而造成的腐蚀环境下使用的辊装置，使用该装置能够抑制辊轴及轴承的磨损及腐蚀，并且能够容易地更换轴承箱、轴承其它部件。

如上所述，本发明提供：

1.一种用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，在辊轴上嵌合轴套，经由所述轴套可旋转地支撑于轴承。

2.上述1所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，具备下述结构：轴套由配置于辊主体侧的辊侧轴套和配置于轴端侧的锥形轴套两个轴套构成，辊侧轴套与轴承箱之间设置有油封，并且锥形轴套插入轴承与辊轴之间，经由锥形轴套将辊轴可旋转地支撑于轴承。

3.上述1或2所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，轴承箱经由绝缘衬套可拆卸地固定在辊安装构架上。

4.上述1～3中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，轴承箱的端部经由O形环配置有轴承箱盖。

5.上述1～4中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，轴承箱上设置有向轴承的正上方导入润滑脂的结构的润滑脂喷嘴，并且，轴承箱盖上设置有将旧的润滑脂排出的插塞。

本发明还提供：

6.上述1～5中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，所述辊侧轴套的内周面设置有O形环，并且，辊侧轴套的侧面与辊主体的侧面之间设置有调节衬垫，对辊侧轴套的位置进行调节。

7.上述1～6中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，插入辊轴与轴承之间的所述锥形轴套的外周面为直径沿辊轴的端部方向缩小的锥面，与之相对的轴承的内周面具备内径沿辊轴的端部方向缩小的锥面。

8.上述1～7中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，通过在锥形轴套的端面切削螺纹，并在该螺纹上紧固锁紧螺母，使轴承在轴套上相对移动，消除轴承与锥形轴套的间隙。

9.上述1～8中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，在轴承和锥形轴套之间插入垫圈，防止所述锁紧螺母的松动，并且容易进行轴承的拆卸。

本发明还提供：

10.上述1～9中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，所述辊侧轴套的锥形轴套侧的内周面比锥形轴套的外周面稍大，覆盖锥形轴套的外周面的一部分，并且辊侧轴套与锥形轴套之间，以能够相互移动的方式设置有间隙。

11.上述1～10中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，具备通过所述辊侧轴套的端面限制轴承端部的相对移动的结构。

12.上述1～11中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，以下述方式安装：通过解除轴承箱盖、轴承箱、轴承、辊侧轴套、锥形轴套、油封、绝缘衬套、调节衬垫、垫圈的限制，它们全部能够从辊的轴及安装构架上拆卸。

本发明提供如上所述在辊的辊轴上嵌合轴套，经由所述轴套可旋转地支撑于轴承，能够容易地更换轴承箱、轴承和其它部件的装置，并提供能够抑制由处理液的附着及从表面处理液产生的腐蚀性雾造成的辊装置的辊轴及轴承的磨损及腐蚀，从而能够在腐蚀环境下使用的辊装置，具有能够提高表面处理装置的生产率的优良效果。

附图说明

图1表示铜箔的连续表面处理装置的侧面示意图。

图2是大直径辊和由与之相对配置的小直径的不锈钢制辊构成的挤水辊的剖面说明图。

图3是用于铜箔的表面处理的辊装置的轴承部的剖面说明图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的代表例。另外，以下的说明表示优选的一例，本发明不限于这些。因此，本申请权利要求书及说明书中记载的发明的技术思想中包含的变形、其它实施例或实施方式全部包含于本发明中。

本发明的用于铜箔的表面处理的辊装置主要对用于轧液辊(也称挤水辊)的例子进行了说明，但以下说明中使用的辊装置当然也能够用于表面处理装置中使用的导辊装置等其它辊装置。只要有抑制由处理液的附着及从表面处理液产生的腐蚀性雾造成的辊装置的辊轴及轴承的磨损及腐蚀的要求，就同样能够使用。

本发明的用于铜箔的表面处理的辊装置具备在辊1的辊轴2上嵌合轴套3，经由所述轴套3可旋转地支撑于轴承4的结构。所述轴套3主要由不锈钢(SUS304)制作，但只要是耐磨损性、耐腐蚀性、强度优良的材料即可，也可以使用不锈钢以外的材料。

通过设置该轴套3，辊轴2与后述的油封5不直接接触，因此具有能够防止辊轴2的磨损的显著特征。该轴套3通过后述的锁紧螺母20能够相对于辊轴固定，另外，该轴套3也能够可调节地固定于设置在轴承箱6上的轴承4上，因此，结果是能够防止辊1相对于轴承箱6的轴方向的偏移。

辊在轴方向上过度偏移时，辊在辊主体的侧面(支部)18与安装构架9接触，引起辊旋转不良。为了解决该问题而配置了辊侧轴套7及调节衬垫(轴套)19。由此，能够防止辊的轴方向的偏移。

轴套3可以由配置于辊1的辊主体侧的辊侧轴套7和配置于轴端侧的锥形轴套8两个轴套构成。辊侧轴套7与轴承箱6之间配置有油封5。该油封5容纳于设置在轴承箱6上的凹部中，通过卡环5a能够固定。另一方面，锥形轴套8由设置于轴承箱6的轴承4直接支撑。

轴承箱6经由绝缘衬套10可拆卸地固定在辊安装构架9上。该固定可以通过固定螺丝或固定螺栓11进行。

由上述表明，轴承箱6具有容纳并保持轴承4及油封5的功能。绝缘衬套10能够防止作为工件的铜箔(图2中，未图示)的电流流到辊安装构架9，由此，能够抑制铜粉电淀积到辊1表面。轴承4使用由轴承钢构成的自动调芯滚动轴承，但是不需要特别限制该轴承的结构及材料。

在轴承箱6的端部，经由O形环12并通过固定螺栓13可拆卸地设置轴承箱盖14。该轴承箱盖14与其他材料同样，通常由不锈钢(SUS304)制作。但是，只要是耐磨损性、耐腐蚀性、强度优良的材料，则也可以使用不锈钢以外的材料。该轴承箱盖14防止镀敷浴雾侵入轴承箱6内。

另外，通过将轴承箱盖14配置于轴承箱6的侧面，开放轴承箱盖14，能够容易地接近轴承箱、轴承、辊侧轴套、锥形轴套、油封、绝缘衬套、调节衬垫、垫圈等。由此，具有能够缩短轴承等部件的更换时间的效果。

在轴承箱6内设置用于向轴承4的正上方注入润滑脂的润滑脂喷嘴15。并且，在轴承箱盖14上设置将旧的润滑脂排出的插塞16。从润滑脂喷嘴15导入的润滑脂(油)充满轴承箱6内，通过配置于轴承侧轴套7与轴承箱6之间的油封5，油不会漏出到辊主体侧，因而辊不会被油污染。另外，该油封5同时具有防止来自外部的镀敷浴雾侵入轴承箱6的作用。

另外，辊自身与接受表面处理的铜箔接触，附着于铜箔上的具有腐蚀性的表面处理液也移动到辊上，因此，该处理液可能流到轴承部。但是，上述结构能够防止表面处理液向轴承箱的渗透，具有使轴承等部件防锈的作用。

在所述辊侧轴套7的内周面设置O形环17，并且在辊侧轴套7的侧面与辊主体的侧面18之间设置调节衬垫19。O形环17抑制来自辊侧轴套7的内周面与辊轴2的对合面的镀敷浴雾的侵入。作为该材料，优选使用NBR(丁腈橡胶)，但只要是密封性优良的材料则也可以使用其它材料。辊主体的侧面18优选为使直径稍扩张，具有能够夹持调节衬垫19的面积的结构。

通过任意设置调节衬垫19，能够在辊轴2上调节辊侧轴套7的位置并进行固定。作为调节衬垫19的材料，通常使用不锈钢(SUS304)，但只要是耐磨损性、耐腐蚀性、强度优良的材料，则也可以使用不锈钢以外的材料。

插入辊轴2与轴承4之间的所述锥形轴套8的外周面为直径沿辊轴2的端部方向缩小的锥面，与之相对的轴承的内周面具备内径沿辊轴2的端部方向缩小的锥面。

另外，通过在锥形轴套8的外侧的端面切削螺纹，并在其上紧固锁紧螺母20，使轴承4在锥形轴套8上相对移动，消除轴承4与锥形轴套8的间隙。

在轴承4和锥形轴套8之间插入垫圈(齿形垫圈)21，防止所述锁紧螺母20的松动，并且容易进行轴承4的拆卸。即，容易进行轴承4等部件的拆卸。

锁紧螺母20、锥形轴套8及垫圈(齿形垫圈)21这三个部件可以总称为连接件。该连接件可以由不锈钢(SUS304)等耐磨损性、耐腐蚀性、强度优良的材料制作。

进行拆卸时，将锁紧螺母20松动到中途，并且用锤子向辊主体方向敲击锁紧螺母20的端部，由此使锥形轴套8向辊轴2方向滑动，在轴承4与锥形轴套8之间产生若干间隙，消除相互锥面的限制力，由此能够容易地拆卸轴承4。这是因为，如后所述，辊侧轴套7与锥形轴套8之间存在间隙，它们不直接接触而能够相互移动，因此，锥形轴套8能够在轴方向上移动。

所述辊侧轴套7的锥形轴套8侧的内周面比锥形轴套8的外周面稍大，覆盖锥形轴套8的外周面的一部分，并且辊侧轴套7与锥形轴套8之间设置有间隙。

由此，辊侧轴套7与锥形轴套8不直接接触而能够相互移动。另外，形成通过所述辊侧轴套7的端面限制轴承4的端部的相对移动的结构。由此，能够防止辊1的轴方向的偏移。

如上，通过解除轴承箱盖、轴承箱、轴承、辊侧轴套、锥形轴套、油封、绝缘衬套、调节衬垫、垫圈的限制，它们全部能够从辊的轴及安装构架上拆卸。

本发明中使用的铜箔(工件)可以应用电解铜箔或轧制铜箔中的任何一种。另外，当然可以不限制铜箔的厚度而使用。作为表面处理的种类，可以应用通过镀敷等形成粒子层的粗化处理、包覆镀敷、镀敷处理后的含有铬和/或锌的防锈处理、黑化处理等全部电化学处理。只要有抑制由处理液的附着及从表面处理液产生的腐蚀性雾造成的辊装置的辊轴及轴承的磨损及腐蚀的要求，本发明就可以应用于所有的辊装置。

工业上的利用可能性

本发明在制造表面处理铜箔时，保护辊装置的轴承不受外部腐蚀气氛(来自硫酸铜、铬酸等镀敷浴的雾)或附着于铜箔上的腐蚀性处理液的影响，能够实现轴承的寿命延长，并且通过使用锥形轴套的轴承，具有能够缩短辊或轴承的更换时所需时间的效果。另外，通过使用轴套，避免辊轴与橡胶密封的直接接触，防止辊轴的磨损，并能够防止辊的轴方向的偏移。

另外，通过采用绝缘衬套，取得辊和安装构架间的电绝缘，由此具有能够抑制铜粉电淀积到辊1表面的效果。由此，能够提高生产率，作为对轧制铜箔或电解铜箔的表面连续地进行粗化处理、防锈处理、表面氧化处理(黑化处理)等电化学表面处理的辊装置是有用的。

Claims (12)

1.一种用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，在辊轴上嵌合轴套，经由所述轴套可旋转地支撑于轴承。

2.如权利要求1所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，具备下述结构：轴套由配置于辊主体侧的辊侧轴套和配置于轴端侧的锥形轴套两个轴套构成，辊侧轴套与轴承箱之间设置有油封，并且锥形轴套插入轴承与辊轴之间，经由锥形轴套将辊轴可旋转地支撑于轴承。

3.如权利要求1或2所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，轴承箱经由绝缘衬套可拆卸地固定在辊安装构架上。

4.如权利要求1～3中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，轴承箱的端部经由O形环配置有轴承箱盖。

5.如权利要求1～4中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，轴承箱上设置有向轴承的正上方导入润滑脂的结构的润滑脂喷嘴，并且，轴承箱盖上设置有将旧的润滑脂排出的插塞。

6.如权利要求1～5中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，所述辊侧轴套的内周面设置有O形环，并且，辊侧轴套的侧面与辊主体的侧面之间设置有调节衬垫，对辊侧轴套的位置进行调节。

7.如权利要求1～6中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，插入辊轴与轴承之间的所述锥形轴套的外周面为直径沿辊轴的端部方向缩小的锥面，与之相对的轴承的内周面具备内径沿辊轴的端部方向缩小的锥面。

8.如权利要求1～7中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，通过在锥形轴套的端面切削螺纹，并在该螺纹上紧固锁紧螺母，使轴承在轴套上相对移动，消除轴承与锥形轴套的间隙。

9.如权利要求1～8中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，在轴承和锥形轴套之间插入垫圈，防止所述锁紧螺母的松动，并且容易进行轴承的拆卸。

10.如权利要求1～9中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，所述辊侧轴套的锥形轴套侧的内周面比锥形轴套的外周面稍大，覆盖锥形轴套的外周面的一部分，并且辊侧轴套与锥形轴套之间，以能够相互移动的方式设置有间隙。

11.如权利要求1～10中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，具备通过所述辊侧轴套的端面限制轴承端部的相对移动的结构。

12.如权利要求1～11中任一项所述的用于铜箔的表面处理的辊装置，其特征在于，以下述方式安装：通过解除轴承箱盖、轴承箱、轴承、辊侧轴套、锥形轴套、油封、绝缘衬套、调节衬垫、垫圈的限制，它们全部能够从辊的轴及安装构架上拆卸。

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