CN103608492A - 阳极氧化装置、连续阳极氧化装置以及成膜方法 - Google Patents

Abstract

一种阳极氧化装置具有：电源滚筒，其以与其紧密接触的方式支撑带状物，所述带状物由可阳极氧化金属组成或由复合导电金属箔组成，复合导电金属箔是至少在其一个侧表面上可阳极氧化的金属且具有以导电材料配置的至少一部分，带状物紧密附接到所述部分；相对电极，其面朝电源滚筒而提供；电解槽，其由电解质填充，以紧密接触的方式支撑带状物的电源滚筒的部分和相对电极浸没到电解质中；保护部件，其由非导电材料形成，藉此带状物中被电源滚筒以与其紧密接触的方式支撑的横向端部以及电源滚筒的带状物件未紧密附接到的部分被覆盖且受保护而免于电解质的影响；以及驱动单元，其用于使紧密附接到电源滚筒的带状物件和保护部件与电源滚筒的圆周速度同步在电解质中同时行进。施加到缠绕在电源滚筒上的带状物的每单位宽度的张力由T(N/m)表示且电源滚筒的半径由R(m)表示，那么施加到被迫在电解质中同时行进的带状物的每单位宽度的张力(T)的值为1000x R或更大。

Description

阳极氧化装置、连续阳极氧化装置以及成膜方法

技术领域

本发明涉及阳极氧化装置、连续阳极氧化装置以及成膜方法，其适于生产在例如太阳能电池、薄膜晶体管电路和显示器(图像显示装置)以及电解质电容器的电极等半导体装置中有用地利用的半导体元件的衬底。

背景技术

鉴于衬底的轻盈度和柔性，使用由金属制成的衬底的薄膜太阳能电池与使用玻璃衬底的薄膜太阳能电池相比具有用于各种用途的可能性。此外，由于由金属制成的衬底可经受高温工艺，所以光电转换特性得以改进，且因此可预期一种高度有效的太阳能电池。

在太阳能电池模块中，太阳能电池通过在同一衬底上彼此串联连接而集成，藉此改进模块效率。此时，需要在太阳能电池模块的金属衬底上形成绝缘层，且需要在绝缘层上安置用于执行光电转换的半导体电路层。举例来说，当例如不锈钢等基于铁的材料用于衬底时，有必要通过例如化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)等气相方法或例如溶胶-凝胶等液相方法以硅或铝的氧化物涂覆衬底而形成绝缘层。然而，这些技术是容易出现针孔或裂缝的制造方法，且因此其作为稳定地制备具有大区域的薄膜绝缘层的技术存在本质上的问题(专利文献1)。

另一方面，当铝用于衬底时，可通过形成阳极氧化物膜(AAO)获得具有优良粘性的无针孔绝缘膜(专利文献2)。然而，已知铝衬底上的阳极氧化物膜在120℃或更高温度下加热时破裂(非专利文献1)，且具有绝缘性质方面的问题，尤其是增大的泄漏电流的问题。此外，铝在约200℃的温度下软化，且经受等于或高于200℃的温度的铝具有极低的强度且容易引起例如蠕动变形或翘曲变形等永久变形(塑料变形)。因此，为通过使用此类型的铝生产半导体装置，需要对操纵强加严格的限制，且这使得难以将此生产应用于户外太阳能电池等。

为解决以上问题，已提议一种方法，其中阳极氧化物膜作为绝缘层形成在由所谓的铝包层材料制成的衬底上，且化合物半导体层作为光吸收层或电极层形成在其上。在此方法中，可能制备用于减小金属衬底与化合物半导体层之间的线性膨胀系数差的设计，且即使在形成化合物半导体层的步骤(其为在500℃的高温或更高温度下执行的成膜步骤)中，也不会发生例如绝缘层破裂或化合物半导体剥落等问题。此外，由于待与铝组合的金属基底材料与铝相比具有较高程度的比强度和高温强度，所以在半导体装置的生产期间衬底的操纵变得容易。

阳极氧化物膜作为绝缘层当并入到电池模块中时不需要引起高电压下的电介质击穿，此外，当被施加电压时，其需要减小泄漏电流，即具有高体积电阻。如果泄漏电流较大，那么通过功率生成获得的电流变为电池之间的泄漏电流，且模块的功率生成效率降低。因此，为了确保以上性能，阳极氧化物膜需要具有1μm或更大且优选地为5μm或更大的厚度。

用于对铝带状物进行连续阳极氧化的常见装置具有以下构成：电源辊或电源槽安置在电解槽上游以将电流供应到铝，且电流还在从电源区段延伸到电解槽的铝中流动。阳极氧化指代电解氧化(铝的情况下的三电子反应)，且阳极氧化物膜的厚度与所供应电力的量成比例。因此，在用于对铝带状物进行连续阳极氧化的装置中，需要供应与线速度(铝带状物的运行速度)成比例的电流。此时，即使在从电源区段延伸到电解槽的铝中，如上比例的电流也可以流动。因此，阳极氧化物膜的厚度越大，且线速度越大，则电压降增加得越多，而这会导致功率损耗。此外，存在从电源区段延伸到电解槽的铝可能归因于红外光(IR)热产生而熔断的可能性，因此待生成的阳极氧化物膜的厚度和线速度存在上限。依据铝带状物的每单位横截面面积的电阻确定热产生和熔断的限制电流。因此，铝箔越薄，则可生成的阳极氧化物膜的厚度和线速度的上限越小。

同时，需要仅在薄铝箔带状物的一个表面上形成厚阳极氧化物膜，且其实例的一个包含具有上文描述的绝缘层的金属衬底。在此情况下，有可能使用上文描述的装置通过将掩蔽膜粘贴到一个表面而生产此衬底，但阳极氧化物膜的厚度和线速度存在上限。此外，由于不同于例如镀层等加性膜，阳极氧化物膜是减性膜，所以如果电解溶液从掩蔽膜的端面渗透，那么可轻易地形成阳极氧化物膜。因此，有必要选择具有强粘合力的掩蔽膜。此外，在通过接合不同金属(例如，包层材料)获得的金属箔带状物的情况下，为防止局部电化作用引起的副反应，有必要还将掩蔽膜在不同金属暴露的宽度方向上粘贴到横向端面上，使得横向端面变为电化学钝性的。

已提议用于仅在铝带状物的一个表面上形成阳极氧化物膜的各种装置。作为其典型实例，存在将具有圆形横截面的支撑滚筒放置在阳极氧化槽中的技术，且致使铝箔与滚筒紧密接触以便仅对铝箔的一个表面进行阳极氧化(专利文献3)。此外，已提议向支撑滚筒施加导电性且将电力供应到滚筒的技术(专利文献4)。在后一技术中，由于电力直接从铝箔的后表面供应，所以有可能将电压降的程度和上文描述的热产生减小到可忽略的水平。

然而，在此技术中，电解溶液容易渗透到支撑滚筒与铝箔之间的空间。在阳极氧化槽中，形成阳极氧化物膜，因此过电压升高。因此，当电解溶液渗透到支撑滚筒时，在支撑滚筒与相对电极之间直线流动的电流变得较强，且用于在阳极氧化槽中形成阳极氧化物膜的电流经历电流损耗。此外，损耗电流对电源滚筒的紧密接触铝的表面具有电化学作用。因此，阳极氧化物膜也形成在铝的紧密接触滚筒的表面上，或当电源滚筒由金属制成时，其表面经阳极氧化或经历阳极溶解。因此，在任何情况下，存在紧密接触表面的接触电阻可增加且可引起例如火花等局部缺陷的可能性。

为解决以上问题，专利文献4提议使用将例如钽或铌等所谓的阀金属作为电源滚筒的材料的装置。然而，在此方法中，随着电解操作的时间的流逝，阳极氧化物膜在阀金属的表面上增长。因此，由于接触电阻逐步增加，所以阀金属需要频繁更换，但这归因于那些材料的高成本而不可行。同时，专利文献5提议通过将水供应到铝箔与支撑辊之间的紧密接触表面而防止紧密接触表面的电化学作用的方法。此外，专利文献6揭示以下构成：铝箔的两端用施加了张力的非导体的卷边带覆盖，使得电解溶液不会流动到接触表面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2001-339081A

专利文献2：JP2000-49372A

专利文献3：JP4-371892A

专利文献4：JP60-211093A

专利文献5：JP6-108289A

专利文献6：JP46-39441A

非专利文献

非专利文献1：茅岛等人，东京都立产业技术研究所期刊，第3期第21页(2000)

发明内容

发明欲解决的问题

然而，专利文献5的装置较复杂，且电解溶液在滚筒的紧密接触表面上由水稀释，因此电解溶液的浓度需要持续管理。此外，存在以下可能性：当在紧密接触表面上形成薄层的水通过电解生成气体时，所述薄层变为气体层，接触电阻可增加，且这可导致火花。另一方面，在用施加了张力的带覆盖铝箔的专利文献6中揭示的方法中，所述带抵靠电源滚筒或抵靠铝箔持续滑动。因此，所述带容易偏离铝箔的端部，且这使得难以执行连续操作。此外，存在以下可能性：如果通过卷曲施加张力，那么铝箔可能在其为薄箔时起皱，且电解溶液可从起皱部分流动到接触表面。

如上所述，即使利用上述方法的任一种，也不可能完全防止在紧密接触表面的侧部上形成阳极氧化物膜。因此，关于接触电阻变得不稳定的事实的问题无法得到解决。

本发明是考虑到以上情形而作出的，且本发明的第一目标是提供一种具有小接触电阻的阳极氧化装置和连续阳极氧化装置，以及使用此阳极氧化装置或连续阳极氧化装置的成膜方法。此外，除了第一目标外，本发明还旨在提供一种用于进一步减小接触电阻且进一步减小接触电阻的改变的成膜方法来作为第二目标。

如上所述，现有技术中已提议用于形成阳极氧化物膜的各种装置。然而，其具有以下问题：随阳极氧化产生的热不能有效地从系统移除，系统中出现热产生/温度分布，且反应在经阳极氧化表面中变得不均匀，且因此出现阳极氧化物膜的燃烧、阳极氧化物膜的厚度的非均一性等。

此外，如上所述现有技术中已提议的用于形成阳极氧化物膜的各种装置具有以下问题：归因于滚筒的旋转、箔的移动、电解溶液的搅拌或阳极氧化产生的氢气，电解溶液的水平面不能维持在恒定高度，且因此阳极氧化的范围持续地发生改变，阳极氧化物膜的厚度变得部分不均匀，且阳极氧化物膜的表面变粗糙。

作为以上问题的解决方案，本发明旨在提供用于形成具有高程度的膜厚度均一性和优良表面条件的膜的成膜方法来作为第三目标。

此外，如上所述，现有技术中已提议用于形成阳极氧化物膜的各种装置，且专利文献4提议一种向支撑滚筒施加导电性且将电力供应到滚筒以便从金属箔(铝箔)的后表面直接供应电力的方法。

在用于形成阳极氧化物膜的装置中，作为将电流供应到金属箔的经阳极氧化表面的方法，存在以此次序将电流从滚筒轴供应到滚筒表面且接着供应到金属箔的方法，或将电力直接供应到金属箔的方法。经由滚筒轴执行电流的供应的前一方法具有以下问题：滚筒的承载机构变得复杂，且可由滚筒轴传导的电流存在上限。因为电流在金属箔内部流动，因此将电力直接供应到金属箔的后一方法具有关于焦耳热产生和限制电流的问题。

另外，如上所述，阳极氧化物膜越厚，且线速度越高，则电压降增加得越多，藉此发生功率损耗。此外，存在从电源区段延伸到电解槽的铝可能归因于IR热产生而熔断的可能性，因此待形成的阳极氧化物膜的厚度和线速度存在上限。依据铝带状物的每单位横截面面积的电阻确定热产生和熔断的限制电流。因此，铝箔越薄，则可产生的阳极氧化物膜的厚度和线速度的上限越小。

在用于形成阳极氧化物膜的装置中，当金属箔(铝箔)的浸渍到电解溶液中的部分尽可能加宽时，生产率增加。此外，如果旋转轴放置在电解溶液的表面以下的位置中，那么可使用超过滚筒的一半，藉此生产效率变得较好。然而，经由滚筒的旋转轴供应电力的方法具有难以将旋转轴放置在电解溶液的表面以下的位置中的问题。

作为以上问题的解决方案，本发明旨在提供可通过使用简单构造供应电力的成膜方法来作为第四目标。

问题的解决方案

为实现本发明的第一目标，需要阳极氧化装置具有：电源滚筒，其紧密接触由可阳极氧化金属制成的带状物或由复合导电金属箔(至少一个表面包括可阳极氧化金属)制成的带状物，且因此在带状物正缠绕在电源滚筒周围的状态中支撑所述带状物，且其中紧密接触带状物的至少一部分由导电材料构成；相对电极，其朝向电源滚筒安置；电解槽，其由电解溶液填充，电源滚筒的紧密接触且支撑带状物的一部分和相对电极浸渍到所述电解溶液中；保护部件，其由非导电材料制成，且与同带状物紧密接触的电源滚筒支撑的带状物的短长度方向上的端部以及电源滚筒的不与带状物紧密接触的部分重叠，以便保护所述部分不受电解溶液影响；以及驱动单元，其致使与电源滚筒紧密接触的带状物和保护部件与电源滚筒的圆周速度同步在电解溶液中一起运行，且将施加到缠绕在电源滚筒周围的带状物的每宽度张力由T(N/m)表示且电源滚筒的半径由R(m)表示，那么施加到带状物的致使在电解溶液中一起运行的每宽度张力T的值为1,000×R或更大。更合乎需要的是，施加到带状物的每宽度张力T(N/m)具有从1,000×R到10,000×R范围内的值。

除了施加实现第一目标所需的张力外，为了实现本发明的第二目标，需要与带状物紧密接触的部分的表面由电子导电无机化合物构成。

优选的是，电子导电无机化合物为碳或石墨、氧化铱、氮化钛、碳化钛、碳氮化钛、氮化硅、碳化硅和碳氮化硅中的至少一种。在电源滚筒中，优选的是，紧密接触带状物的部分的表面的底层由金属构成，且底层的金属为可阳极氧化金属。可阳极氧化金属优选为铝。

为实现本发明的第三目标，用于实现第一和第二目标的成膜方法中使用的电解溶液的循环构件理想地为用于移动相对电极与带状物之间的间隙中存在的电解溶液的循环构件，所述带状物在间隙外由与带状物紧密接触的电源滚筒支撑。

优选的是，所述循环构件在与带状物的纵向方向近似平行的方向上移动间隙中存在的电解溶液。

优选的是，相对电极具备开口部分，且循环构件经由开口部分将电解溶液供应到相对电极与带状物之间的间隙，所述带状物由与带状物紧密接触的电源滚筒支撑。

优选的是，循环构件在与带状物的纵向方向近似平行的方向上对间隙中的电解溶液进行排放。

优选的是，提供在电源滚筒的旋转轴的方向上阻挡间隙的开口中的第二开口的覆盖部件，且通过循环构件，间隙中的电解溶液从间隙中的第一开口中排放，所述第一开口在与带状物的纵向方向近似平行的方向上。

优选的是，覆盖部件固定到电解槽或相对电极。此外，优选的是，覆盖部件固定到电源滚筒的旋转轴或是相对可旋转的。

优选的是，提供用于防止电解溶液渗透到面朝带状物缠绕在电源滚筒周围的区域的开口区域的防渗透构件。

优选的是，防渗透构件具有与带状物的第二表面接触的辊，或具有与所述第二表面接触的叶片部件，所述第二表面为与电源滚筒接触的带状物的第一表面的相反侧。

优选的是，电源滚筒的旋转轴放置在电解溶液的液面以下的位置中。

为实现本发明的第四目标，在用于实现第一、第二和第三目标的成膜方法中，需要提供电源构件，其安置在电解溶液的液面以上的位置中且将电流施加到带状物。

优选的是，电源构件具有与电源滚筒的金属部分接触的第一电源部件。

此外，优选的是，电源构件具有与带状物接触的第二电源部件。在此情况下，优选的是，第二电源部件与带状物接触，使得带状物插入在第二电源部件与电源滚筒的金属部分之间。

优选的是，第一电源部件和第二电源部件为金属辊或碳辊，此外，优选的是，第一电源部件和第二电源部件为金属刷或碳刷。

优选的是，提供用于防止电解溶液渗透到面朝带状物缠绕在电源滚筒周围的区域的开口区域的防渗透构件。优选的是，防渗透构件具有与带状物的第二表面接触的辊，或具有与第二表面接触的叶片部件，所述第二表面为与电源滚筒接触的带状物的第一表面的相反侧。

优选的是，与第二表面接触的辊或与第二表面接触的叶片部件安置在电解溶液的带状物与电解溶液接触的表面或电解溶液的带状物与电解溶液分离的表面处，或在这两个表面处。

优选的是，电源滚筒的旋转轴放置在电解溶液的液面以下的位置中。

关于第一到第四目标，优选的是，在与其内部接触的同时带状物在其中运行的凹面安置在电源滚筒中。还可提供抵靠电源滚筒按压保护部件的导引辊。优选的是，相对电极具有大量通孔。

关于第一到第四目标，优选的是，电源滚筒与相对电极之间的间隔在电源滚筒支撑的带状物与电解溶液接触的区或带状物与电解溶液分离的区中或所述两个区中比带状物浸渍到电解溶液中的中心区中的要大。

关于第一到第四目标，优选的是，保护部件包括非导电橡胶或用非导电橡胶覆盖的金属箔。此外，优选的是，保护部件在与带状物紧密接触的一侧上具有粘合剂材料。

关于第一到第四目标，优选的是，相对电极的电位相对于接地呈现负极性。具体而言，优选的是，带状物的电位等于接地的电位，且用于阳极氧化中使用的电解的电源是与接地绝缘的输出。更优选的是，提供监测单元，其相对于接地的电位监测电源滚筒的电压。

在用于实现第一到第四目标的连续阳极氧化装置中，使用用于实现第一到第四目标的成膜方法的大量阳极氧化装置串联布置。在本发明的成膜方法中，阳极氧化装置或连续阳极氧化装置(其均适于实现第一到第四目标)用于在带状物的一个表面上形成阳极氧化物膜。

发明的效果

关于本发明的第一目标，使用一构造，其中将电源滚筒的半径由R(m)表示，那么向缠绕在电源滚筒周围的带状物施加每宽度1,000×R或更大的值的张力(N/m)，且致使所述带状物在电解溶液中一起运行，藉此减小带状物的接触电阻。因此，有可能抑制功率消耗和功率成本且因此减小生产成本。此外，有可能抑制从带状物和电源滚筒的与带状物紧密接触的部分产生热。因此，有可能抑制由于带状物的局部温度增加引起的阳极氧化物膜的不均匀性。

关于本发明的第二目标，在电源滚筒中，与带状物紧密接触的部分的表面由电子导电无机化合物构成。由于电子导电无机化合物具有低电阻，且与金属相比更硬且耐久性更好，所以有可能获得呈现相对于带状物的接触电阻的小程度改变和连续生产时高程度耐久性的电源滚筒。此外，有可能完全防止在电源滚筒紧密接触带状物的一侧上形成阳极氧化物膜。因此，在稳定的低接触电阻下，可在较长时间内稳定地在带状物的一个表面上形成阳极氧化物膜。

关于本发明的第三目标，提供移动相对电极与带状物之间的间隙中存在的电解溶液的循环构件，所述带状物由在间隙外与带状物紧密接触的电源滚筒支撑。因此，随阳极氧化产生热的电解溶液可从间隙有效排放。因此，有可能形成呈现高程度的膜厚度均一性且具有优良表面条件的阳极氧化物膜。此外，有可能完全防止在电源滚筒紧密接触带状物的一侧上形成阳极氧化物膜。因此，在稳定的接触电阻下，可在带状物的一个表面上形成呈现高程度的膜厚度均一性且具有优良表面条件的阳极氧化物膜。

关于本发明的第四目标，提供安置在电解溶液的液面以上的位置中且向带状物施加电流的电源构件。因此，不同于经由轴承机构较复杂的滚筒的轴供应电力的常规方法，可通过简单构造供应电力。

由于电源构件安置在电解溶液的液面以上的位置中，所以旋转轴可放置在电解溶液的液面以下的位置中，电源滚筒的圆周表面可有效地用于生产膜，且可以增大生产效率。

关于第一到第四目标，带状物由与带状物紧密接触的电源滚筒支撑，且由电源构件在电源滚筒与带状物紧密接触的一侧上从接触表面(后表面)直接供应电力。因此，有可能将电压降和热产生的程度减小到可忽略的水平并增加线速度。因此，即使在具有单位宽度中每长度高电阻的带状物的情况下，也可在高速度下形成阳极氧化物膜。

此外，关于第一到第四目标，当使用在与其内部接触的同时带状物在其中运行的凹面安置在电源滚筒中的实施例或提供抵靠电源滚筒按压保护部件的导引辊的实施例时，有可能进一步改进保护部件与带状物的短长度方向上的端部之间以及保护部件与电源滚筒的不与带状物紧密接触的部分之间的重叠的水密性。因此，在更稳定的接触电阻下，可在带状物的一个表面上形成阳极氧化物膜。

此外，关于第一到第四目标，通过串联布置上文描述的大量阳极氧化装置而获得本发明的连续阳极氧化装置。因此，有可能在所布置装置的数目的N倍的线速度下生产膜，同时将每一阳极氧化装置中的电源滚筒中的表面电流密度维持在不会引起阳极氧化过程中的缺陷的最大值处。此外，有可能针对由具有高电阻的铝制成的薄带状物或针对由复合导电金属箔(其至少一个表面由铝组成)制成的带状物在高速度下生产具有5μm或更大厚度的厚阳极氧化物膜。

附图说明

[图1]是显示用于实现本发明的第一目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图。

[图2]是图1所示的阳极氧化装置的示意横截面图。

[图3]是显示用于实现本发明的第一目标的实施例的阳极氧化装置的电源滚筒中的表面压力与接触电阻之间的关系的曲线图。

[图4]是显示用于实现本发明的第二目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图。

[图5]是图4所示的阳极氧化装置的示意横截面图。

[图6](a)是显示电源滚筒的主要部分的示意横截面图，其中针孔存在于形成在不可阳极氧化金属构成的底层金属的表面上的导电部分(导电材料)中，且(b)是显示电源滚筒的主要部分的示意横截面图，其中已在底层金属中形成空穴。

[图7](a)是显示电源滚筒的主要部分的示意横截面图，其中针孔存在于形成在可阳极氧化金属构成的底层金属的表面上的导电部分(导电材料)中，且(b)是显示电源滚筒的主要部分的示意横截面图，其中已在针孔部分中形成氧化物膜。

[图8]是具备在与其内部接触的同时带状物在其中运行的凹面的电源滚筒的示意前视图。

[图9]是显示电源滚筒的宽度与直径之间的关系以及带状物与保护部件之间的关系的示意图。

[图10]是显示具备导引辊的阳极氧化装置的实例的示意横截面图。

[图11]是具备导引辊的图10的电源滚筒的示意前视图。

[图12]是在使相对电极的电位相对于接地呈现负极性的情况下的阳极氧化装置的示意图。

[图13]是通过串联布置用于实现本发明的第一到第四目标的实施例的多个阳极氧化装置获得的连续阳极氧化装置的示意图。

[图14]是显示运行速度与阳极氧化物膜形成速度之间的关系的曲线图。

[图15]是显示用于实现本发明的第三目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图。

[图16](a)是图15所示的阳极氧化装置的示意横截面图，且(b)是用于说明图15所示的阳极氧化装置的动作的示意侧视图。

[图17](a)是显示图15所示的阳极氧化装置的第一修改实例的示意横截面图，且(b)是显示图15所示的阳极氧化装置的第二修改实例的示意横截面图。

[图18]是显示图15所示的阳极氧化装置的第三修改实例的示意横截面图。

[图19](a)是显示图15所示的阳极氧化装置的第四修改实例的示意透视图，且(b)是(a)所示的阳极氧化装置的示意侧视和横截面图。

[图20]是显示图15所示的阳极氧化装置的第五修改实例的示意透视图。

[图21](a)是图20所示的阳极氧化装置的示意横截面图，且(b)是用于说明图20所示的阳极氧化装置的动作的示意侧视图。

[图22](a)是显示图15所示的阳极氧化装置的第六修改实例的示意透视图，且(b)是(a)所示的阳极氧化装置的示意横截面图。

[图23](a)是显示图15所示的阳极氧化装置的第七修改实例的示意透视图，且(b)是(a)所示的阳极氧化装置的示意横截面图。

[图24](a)是显示图15所示的阳极氧化装置的第八修改实例的示意透视图，且(b)是显示(a)所示的阳极氧化装置的示意横截面图。

[图25]是显示用于实现本发明的第四目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图。

[图26]是图25所示的阳极氧化装置的示意横截面图。

[图27](a)是显示图25所示的阳极氧化装置的第一修改实例的示意横截面图，且(b)是显示图25所示的阳极氧化装置的第二修改实例的示意横截面图。

[图28]是显示图25所示的阳极氧化装置的第三修改实例的示意横截面图。

[图29]是显示图25所示的阳极氧化装置的第四修改实例的示意横截面图。

具体实施方式

下文中，将通过使用图式详细描述本发明的阳极氧化装置、连续阳极氧化装置和成膜方法。

图1是显示用于实现本发明的第一目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图，且图2是用于实现图1所示的第一目标的实施例的阳极氧化装置的示意横截面图。

下文中，将描述用于实现本发明的第一到第四目标的通用的阳极氧化装置。

如图1和图2所示，本发明的阳极氧化装置10具有：电源滚筒2，其紧密接触且支撑由可阳极氧化金属制成的带状物或由复合导电金属箔(其至少一个表面由可阳极氧化金属组成)制成的带状物1(下文中，也简称为“带状物1”)，且其中与带状物1紧密接触的至少一部分2a由导电材料构成；相对电极3(在图1中，未显示相对电极以使其它部分容易辨识)，其朝向电源滚筒2安置；电解槽5，其由电解溶液4填充，电源滚筒2的紧密接触且支撑带状物1的一部分和相对电极3浸渍到所述电解溶液4中；以及保护部件6，其由非导电材料制成，且与紧密接触电源滚筒2并由电源滚筒2支撑的带状物1的短长度方向上的端部(两侧)以及不与带状物1紧密接触的电源滚筒2的部分2b(2b为非导电表面)重叠，以便保护所述部分不受电解溶液4影响。电源滚筒2和相对电极3连接到电源9，且为了形成阳极氧化物膜，电流经由电源滚筒2流动使得带状物1变为阳极。

此外，在电源滚筒2的上游侧，安置承载带状物1(如以辊形状缠绕在其上)的卷开辊21，且在其下游侧，安置卷起辊22，其用于回绕已朝向电源滚筒2卷开且已经历其一个表面的阳极氧化的带状物1。此外，在带状物1的两侧，各自承载保护部件6(如以辊形状缠绕在相关辊上)的卷开辊23安置在电源滚筒2与卷开辊21之间，且各自用于回绕保护部件6的卷起辊24分别安置在电源滚筒2与卷起辊22之间，使得保护部件6可与带状物1以及不与带状物1紧密接触的部分2b重叠。卷起辊22和卷起辊24的每一者具备驱动单元(图中未图示)，使得与电源滚筒2紧密接触的带状物1和保护部件6可与电源滚筒2的圆周速度同步一起在电解溶液4中运行。

本文中，描述一实施例，其中提供到卷起辊22和卷起辊24的驱动单元分别驱动卷起辊22和卷起辊24，使得已经历阳极氧化的带状物1和保护部件6分别由卷起辊22和卷起辊24回绕。然而，可采用一构造，其中卷起辊22和卷起辊24能够以简单方式自由旋转且仅用以发送出带状物1和保护部件6，且分别由不同驱动单元控制的卷起辊安置在其下游。当在卷起辊22与驱动单元控制的另一卷起辊之间使用此构造时，可安装用于用水冲洗经阳极氧化的带状物的冲洗槽或用于在冲洗之后执行干燥的干燥槽。

电源滚筒2本身经构成以便可以按照简单方式自由旋转，且通过驱动上文描述的驱动单元，电源滚筒2以带状物1的仅一个表面浸渍到电解溶液4中的状态输送带状物1。此处，电源滚筒2可具备驱动源供其本身旋转。

电源滚筒2的直径可一般适当选择在50cm到500cm范围内，但这也取决于生产规模和阳极氧化的成膜速度。电源滚筒2的紧密接触带状物1的部分2a由导电材料构成，且电源滚筒2的不紧密接触带状物1的部分2b由非导电材料构成。电源滚筒2的紧密接触带状物1的导电材料的宽度不一定与带状物1的宽度相同，且可设定在允许带状物1蜿蜒的范围内。导电材料的宽度优选为带状物1的宽度上的50％到100％，且更优选为70％到90％。

对于机械强度，且为了供应电解电流，电源滚筒2的紧密接触带状物1的部分2a的表面的底层优选由金属制成。在此情况下，底层的金属(下文中，也称为“底层金属”)优选为可阳极氧化金属(阀金属)。作为可阳极氧化金属，可使用Ti、Nb、Ta、Al等。在这些金属中，铝(Al)最优选作为底层的金属(底层金属)，因为其具有最高电导率且较便宜。作为铝，除纯铝外，可使用铝合金，且优选地使用一般具有90％或更高纯度的铝合金。

举例来说，如在图6(a)所示的电源滚筒2中，当由不可阳极氧化金属构成的底层金属40的表面上形成的导电部分42(导电材料)中存在针孔h时，如果含有电解溶液的薄雾与底层金属40接触，那么底层金属40可逐渐溶解，且因此可如图6(b)所示形成空穴44。

然而，如在图7(a)所示的电源滚筒2中，当由可阳极氧化金属(阀金属)构成的底层金属46的表面上形成的导电部分42(导电材料)中存在针孔h时，如果含有电解溶液的薄雾与底层金属46接触，那么如图7(b)所示在针孔h的部分中形成强氧化物膜48，而不会引起底层金属46溶解。因此，成膜实质上不存在问题。

保护部件6优选由非导电橡胶或以非导电橡胶覆盖的金属箔组成。为进一步改进水密性，保护部件6的紧密接触带状物1的一侧可用粘合剂材料涂覆。

为使被迫一起运行的保护部件确保水密性，优选地事先向保护部件施加张力，但这还取决于电源滚筒2的直径。当电源滚筒具有大直径时，可优选地使用内部具有钢芯等的非导电橡胶带。

带状物1是由可阳极氧化金属制成的带状物，或由复合导电金属箔(其至少一个表面由可阳极氧化金属组成)制成。带状物由铝、Nb、Ta或Ti作为可阳极氧化金属制成，或由复合导电金属箔(其至少一个表面由以上可阳极氧化金属组成)制成。这些金属可为合金。举例来说，在铝的情况下，除纯铝外，可使用铝合金。优选地使用一般具有90％或更高纯度的铝合金，且当其阳极氧化物膜用作绝缘膜时，优选地所述膜不含有金属Si粒子作为沉淀物。

待与可阳极氧化金属组合为复合导电金属箔的优选金属的实例包含铁、碳钢、不锈钢、Ti等。带状物的厚度一般在0.02mm到0.5mm的范围内。即使是呈现单位宽度中每长度高电阻的此类型的带状物也可紧密接触电源滚筒且由电源滚筒支撑，且电力可从带状物的后表面直接供应到带状物。因此，可在较高速度下形成阳极氧化物膜。

电解溶液4的实例包含酸的水溶液，例如硫酸、磷酸、铬酸、草酸、酒石酸、丙二酸、氨基磺酸(sulfamic acid)、苯磺酸和磺酰胺酸(amidosulfonicacid)及其盐和其混合溶液。为获得所要质量，可选择最佳电解溶液。电解溶液的浓度和温度可适当选择。

在图1的阳极氧化装置10中，保护部件6与同电源滚筒2紧密接触且由电源滚筒2支撑的带状物1的短长度方向上的两个端部以及电源滚筒2的不与带状物1紧密接触的部分2b重叠，且与电源滚筒2紧密接触的带状物1可与电源滚筒2的圆周速度同步与保护部件6一起在电解溶液4中运行。因此，即使不使用在一个表面上形成阳极氧化物膜中常规上所需的掩蔽膜，也可防止电解溶液4的渗透。此外，由于带状物1的短长度方向上的两个端部被保护部件6完全保护，所以即使当对作为不同金属的组合(例如，包层材料)的带状物执行阳极氧化时，也不会发生由局部电池动作引起的副反应。此外，有可能完全防止在电源滚筒与带状物紧密接触的一侧上形成阳极氧化物膜。因此，在稳定的低接触电阻下，有可能在长时间周期内在高速度下在金属衬底的一个表面上稳定地形成阳极氧化物膜。

为通过抑制待重叠的带状物1和保护部件6的蜿蜒，进一步改进待重叠的带状物1与保护部件6之间的水密性，可实施图1的阳极氧化装置10，使得电源滚筒2的其中带状物1和保护部件6运行的部分具有小直径。此实施例将使用图8和图9进行描述。图8是具备凹面的电源滚筒的示意前视图，其中带状物和保护部件的每一者在与其内部接触的同时运行，且图9是用于说明电源滚筒的宽度与直径之间的关系以及带状物与保护部件之间的关系的示意图。在图8和图9中，与图1和图2中相同的组成以相同符号标记，且除非需要特定描述，否则将不重复其详细描述。

如图8和图9所示，电源滚筒2具备当与其内部接触时带状物1在其中运行的凹面(槽口)，以及当与其内部接触时保护部件6在其中运行的凹面。在图9中，W₃和D₃指示电源滚筒2的总宽度和滚筒直径，W₂和D₂指示与电源滚筒2接触的两个保护部件6的外部侧端之间的宽度以及对应的滚筒直径，W₁和D₁指示带状物1的宽度和对应的滚筒直径，且W₀指示电源滚筒的导电材料部分的宽度。如果滚筒直径之间的关系设定为D₃＞D₂＞D₁，那么通过提供到电源滚筒2的凹面抑制待重叠的带状物1和保护部件6的每一者进行蜿蜒。此外，如果以上宽度之间的关系设定为W₃＞W₂＞W₁＞W₀，那么带状物1由具有优良水密性的保护部件6重叠，藉此有可能更有效地防止电解溶液渗透到带状物1的后表面。本文中，已描述一实施例，其中电源滚筒2具备当与其内部接触时带状物1在其中运行的凹面以及当与其内部接触时保护部件6在其中运行的凹面的每一者。然而，可采用一实施例，其中电源滚筒仅具备当与其内部接触时带状物1在其中运行的凹面。

图1的阳极氧化装置10可经实施使得所述装置具备抵靠电源滚筒2按压保护部件6的导引辊。此实施例将使用图10和图11进行描述。图10是显示具备导引辊的阳极氧化装置的实例的示意横截面图，且图11是具备图10的导引辊的电源滚筒的示意前视图。如图10和图11所示，阳极氧化装置10e具备用于抵靠电源滚筒2按压两个保护部件6的四个导引辊7，其每一个与带状物1的短长度方向上的一个端部以及不与带状物1紧密接触的部分2b重叠。另外，导引辊7的表面已经历绝缘处理。如果提供此类导引辊7，那么带状物1由具有较好水密性的保护部件6重叠，且有可能防止电解溶液渗透到带状物1的后表面(紧密接触电源滚筒的表面)。

本文中，已描述一实施例，其中导引辊7仅安置在电源滚筒2的浸渍到电解溶液4中的部分中。然而，可采用一实施例，其中导引辊7也安置在电源滚筒2的未浸渍到电解溶液4中的部分中。举例来说，即使导引辊7仅安置在电源滚筒2的未浸渍到电解溶液4中的部分(保护部件6的卷开辊23与电解溶液4之间的部分)中，也可防止保护部件6的蜿蜒。因此，带状物1和不与带状物1紧密接触的部分2b可由具有优良水密性的保护部件6重叠。

在阳极氧化中，在反应期间从相对电极产生大量氢气，且氢气通过浮力到达带状物的经阳极氧化的表面。当在经阳极氧化的表面上形成气体膜时，在阳极氧化中引起缺陷，且因此有必要引起电解溶液在电解槽内部流动。用于引起流动的方法不受限制且包含搅拌、气泡形成、溶液的循环等。为有效地引起流动，优选地将大量通孔提供到相对电极。通孔的形状随着电解溶液的流动模式变化(当装置较小时，选择搅拌器；或者当装置较大时，在电解溶液中产生流，或通过使用搅拌叶片或气泡形成而引起溶液流动)，但所述形状可从圆形、正方形、狭缝形、网形等中进行适当的选择。每一开口的大小随着电源滚筒与相对电极之间的距离而变化，但鉴于将均一电场施加到经阳极氧化的表面，大尺寸开口并非优选的。举例来说，当电源滚筒与相对电极之间的距离为10cm时，在圆形开口的情况下，2cm或更小的直径是优选的。可使用例如碳和铝等一般材料作为相对电极。

关于优选流技术，稍后描述的[0083]中的循环构件60为最优选的。

阳极氧化时电源的波形一般为直流电。然而，有可能选择最佳波形以获得所需品质，例如通过直流电叠加获得的交变电流波形。阳极氧化时的电流密度可自由选择。举例来说，电流密度可在处理时间期间持续保持在恒定值或可逐渐增加。阳极氧化时的电解系统可为恒定电流系统或恒定电压系统。

在阳极氧化中，通过相对于相对电极实现正极性电位而形成氧化物膜，因此相对于相对电极的电位优选的是，将相对于接地为负极性的电压施加到相对电极。以此方式，带状物的电位可变为接近接地电位的电位，且通过辊至辊方法操纵带状物的整个设备可具有接地电位。在相反情况下，整个设备需要具有相对于接地的电位。这是危险的且还具有可能在产品中导致缺陷的可能性，因为在带状物与设备之间出现例如火花等异常放电。

具体而言，更优选的是，使带状物的电位与接地电位相同且指定用于电解的电源的正电极输出和负电极输出这两者为与接地绝缘的输出。以此方式，有可能完全防止不包含电解槽的辊至辊区中带状物与设备之间的异常放电。图12是示意性显示此实施例的图。借助将至少一个导电辊29放置在不包含电解槽5的辊至辊区中且将导电辊29电接地，带状物1的电位可变为与接地电位相同。

此外，如果恒定电流系统或恒定电压系统用作电解系统(致使电流在电源滚筒与相对电极之间流动的系统)，那么优选地相对于接地电位监测电源滚筒的电压。以此方式，有可能监测引起带状物上阳极氧化物膜的纵向方向上品质改变的因素，例如上文描述的保护部件的水密性的临时恶化引起的泄漏电流，或带状物与电源滚筒之间的接触电阻的改变。

优选的是，相对电极3安置在整个表面上面朝与浸渍到电解溶液4中的电源滚筒2紧密接触的带状物1，使得相对电极3与电源滚筒2之间的间隔变为在任何位置几乎相同。相对电极的形状优选为与电源滚筒2形成同心圆的弯曲板的形状。此处，如果相对电极3安置在电解溶液4中使得相对电极与电源滚筒2之间的间隔在任何位置完全相同，那么在待阳极氧化的带状物初始与电解溶液4接触的区(下文称为溶液接触区)以及经阳极氧化的带状物与电解溶液4分离的区(下文称为溶液分离区)中，引起由于电场集中引起的电流集中，且这导致阳极氧化中的缺陷。因此，优选地事先采取行动减小有效电场。为了如上所述减小有效电场，电解溶液的电阻可用作按照简单的方式使用。在溶液接触区和溶液分离区的至少一者中，电源滚筒和相对电极可安置为在其间具有长距离。或者，在溶液接触区和溶液分离区的至少一者中，相对电极可不存在。作为另一选项，以上两种方式可同时使用。

在图2中，相对电极经安置使得在溶液接触区和溶液分离区中电源滚筒2与相对电极3之间存在长距离。即，溶液接触区中电源滚筒2与相对电极3之间的间隔P₁以及溶液分离区中电源滚筒2与相对电极3之间的间隔P₂大于带状物1浸渍到电解溶液4中的中心区中电源滚筒2与相对电极3之间的间隔P₃。此处，间隔P₁到间隔P₃各自为将电源滚筒连接到相对电极的最短距离。如果相对电极按以上方式安置，那么有可能减小有效电场且抑制在阳极氧化中出现缺陷。此外，图10显示其中溶液接触区和溶液分离区中不存在相对电极的实施例。

在阳极氧化之前的阶段，带状物一般经受清洗处理。清洗处理用于移除铝表面上的污物。作为简单的方法，使用例如将带状物浸渍到碱性溶液中等已知方法，其具有溶解自然氧化物膜和移除污物的效果。此外，可任选地执行表面粗糙化处理。表面粗糙化处理用于在阳极氧化物膜的表面处形成凹面和凸面以改进膜与安置在膜上的层之间的粘合性。此处理通过例如机械表面粗糙化方法、化学表面粗糙化方法、电化学表面粗糙化方法，或这些的组合等已知方法执行。在本发明的阳极氧化装置中，用于执行以上预处理的预处理槽和用于通过用水清洗移除预处理溶液的冲洗槽可安置在卷开辊21的上游。

同时，已经历阳极氧化且包含形成在其上的阳极氧化物膜的带状物通常穿过用于通过用水清洗而移除电解溶液的冲洗槽，且随后经受干燥处理。

接下来，将参看图1和图2描述本发明的阳极氧化装置的操作。首先，以辊形状缠绕的带状物1从卷开辊21卷开，导致紧密接触电源滚筒且由电源滚筒支撑，且再缠绕在卷起辊22周围。同样，以辊形状缠绕的保护部件6从卷开辊23卷开，且再缠绕在卷起辊24周围。此时，通过保护部件6，紧密接触电源滚筒2且由电源滚筒2支撑的带状物1的短长度方向上的端部连同电源滚筒2的不与带状物1紧密接触的部分2b一起重叠，从而防止电解溶液渗透到带状物1的后表面。在此状态中，电源滚筒2的一部分(例如，直到滚筒中心的整个部分)浸渍到电解槽5中的电解溶液4中。此时，当驱动单元被驱动而引起紧密接触电源滚筒2的带状物1和保护部件6与电源滚筒2的圆周速度同步一起在电解溶液4中运行且阳极氧化装置10的电源9接通以在电源滚筒2与相对电极3之间施加电流时，在带状物1的不与电源滚筒2紧密接触的一个表面上形成阳极氧化物膜。

图13所示的连续阳极氧化装置110具有以下构造：三个阳极氧化装置10a、10b和10c串联布置，带状物1从卷开辊21卷开以经由递送辊25a、递送辊26a、递送辊25b、递送辊26b、递送辊25c和递送辊26c通过阳极氧化装置10a、阳极氧化装置10b和阳极氧化装置10c并再缠绕在卷起辊22周围，且保护部件6从卷开辊23卷开以经由递送辊27a、递送辊28a、递送辊27b、递送辊28b、递送辊27c和递送辊28c通过阳极氧化装置10a、阳极氧化装置10b和阳极氧化装置10c并再缠绕在卷起辊24周围。

用于预处理带状物1的预处理槽11安置在卷开辊21与递送辊25a之间，且用于用水冲洗经阳极氧化的带状物的冲洗槽12和用于在冲洗之后执行干燥的干燥槽13安置在递送辊26c与卷起辊22之间。图13所示的连续阳极氧化装置110经实施使得串联连接的三个阳极氧化装置10a、阳极氧化装置10b和阳极氧化装置10c使用同一保护部件6。然而，可采用其中阳极氧化装置10a、阳极氧化装置10b和阳极氧化装置10c的每一者个别地具备卷开辊23和卷起辊24的实施例。

在铝的阳极氧化过程中，电解氧化的库仑效率约为3C/(cm²·μm)，且成膜速度在100mA/cm²的表面电流密度下约为每流动电流2μm/分钟，但这些值还取决于电解溶液和电解条件。此时，假如表面电流密度由D1(mA/cm²)表示，电解时间由t(分钟)表示，且阳极氧化物膜的所需厚度由H(μm)表示，则这些参数的关系由等式t(分钟)＝50×H/D1表示。此外，假如成膜速度由S表示，那么等式重写为t＝H/S，因为S＝0.02×D1。假如带状物的浸渍到电解溶液中的部分的长度由L(m)表示，且带状物的运行速度由LS(m/分钟)表示，那么这些参数的关系由等式LS＝L/t＝0.02×L×L×D1/H＝L×S/H表示。因此，运行速度LS与L和D1或S成正比，且与H成反比。

图14是显示在阳极氧化物膜的厚度H为10μm的情况下运行速度与阳极氧化物膜成膜速度之间的关系的曲线图。在图14中，(a)、(b)和(c)指示电解槽长度L分别为5m、10m和15m的情况。运行速度LS可与作为阳极氧化物膜成膜速度的S成比例增加。在本发明中，电解槽长度L指代电源滚筒在电解溶液中旋转运动的距离。举例来说，当电源滚筒的直径约3m时，如果滚筒浸渍到稍高于其中心的水平面，那么电解槽长度可为5m。阳极氧化物膜形成在仅一个表面上，且其它表面保持为金属。因此，可通过以相同方式通过滚筒供应电力来持续执行阳极氧化。因此，如果N个电解槽串联布置，那么运行速度可增加N倍。在图14中，(b)和(c)分别显示当两个和三个电解槽串联布置时获得的运行速度。图14中右侧的纵轴指示在使用下文描述的完全浸渍系统的电解装置中在带状物的每1-cm宽度上在运行方向上流动的电解电流。在本发明中，此类型的电流不会按上文描述地流动，且电力直接从带状物的后表面供应。

在使用将带状物完全浸渍的系统的常规电解装置中，如上文所述，电解电流需要在从电源区段延伸到电解槽的带状物的运行方向上从电源区段流动到电解槽。此时，假如在带状物的每1-cm宽度上在运行方向上流动的电解电流由D2(A/cm)表示，那么每单位时间待浸渍在电解槽中的带状物的区域中具有所需要厚度的阳极氧化物膜的生长所必需的电流由D2＝LS×H×[库仑效率]×100/60＝5×LS×H依据运行速度LS(m/分钟)、阳极氧化物膜厚度H(μm)和库仑效率3C/(cm²·μm)计算。因此，D2为与阳极氧化物膜成膜速度和电解槽长度无关但与运行速度和阳极氧化物膜厚度成比例的电流。图14右侧的纵轴上显示的值是在阳极氧化物膜厚度为10μm时获得的，使得相对于如左侧的纵轴指示的运行速度LS建立由等式D2＝50×LS表达的关系。

同时，在从电源区段向电解槽延伸的带状物中流动的电流存在上限。当铝箔的厚度为100μm时，即使箔通过用水淋浴而充分冷却，如果电流超过150A/cm，那么归因于由于铝的电阻导致的IR热产生，也会发生热耗散，且这导致熔断的风险。因此，不管成膜速度或电解槽长度如何设定以执行图14中的电解，宽度方向上的电解电流需要为150A/cm或更小，即，运行速度需要为3m/分钟或更小。由于根据每单位横截面面积的电阻确定IR热产生和带状物熔断的限制电流，所以铝箔越薄，则每1cm宽度的限制电流越小。此外，在通过将具有高强度以及同时具有高电阻的例如钢、不锈钢或Ti等金属与薄铝组合获得的包层材料中，限制电流也减小，且运行速度也需要减小。

同样在使用将带状物完全浸渍的系统的常规电解装置中，原理上有可能通过以多段方式串联布置装置而增加线速度。然而，当阳极氧化物膜形成在一个表面上时，为在每一电解装置上供应电力，需要添加粘贴和剥落掩蔽膜的步骤，而这并不可行。另外，在使用完全浸渍系统的电解装置中，如果使用间接电源方法供应电力，那么提供电源槽以便施加具有与用于阳极氧化的电压的极性相反的极性的电压。因此，如果通过以多段方式布置电解槽间接供应电力，那么在电力供应过程中向前一阶段的装置形成的阳极氧化物膜施加相反电压，藉此引起例如阳极氧化物膜的剥落等异常情况。当阳极氧化物膜形成在带状物的两个表面上时，掩蔽膜并非必需的。然而，由于阳极氧化物膜具有绝缘特性，所以如果此膜形成在两个表面上，那么多段电力供应本身变得不可能。此外，在运行方向上流动的电解电流与在一个表面上形成膜的情况相比需要如上文所计算而加倍，且这使得更加难以增加运行速度。因此，本发明的连续阳极氧化装置具有一装置构造，其在具有1μm或更大厚度的阳极氧化物膜形成在薄铝箔和具有高电阻的包层材料的一个表面上的情况下尤其有效。

至此，已描述用于实现第一到第四目标的通用的阳极氧化装置。

下文中，将描述用于实现本发明的第一目标的实施例。图3是显示当可阳极氧化金属用于带状物1且导电材料用于电源滚筒2时建立的表面压力与接触电阻之间的关系的曲线图。不论将什么种类的可阳极氧化金属用于带状物1，且不论将什么种类的导电材料用于电源滚筒2，往往总是倾向于建立几乎相同的关系。

如图3所示，发现当表面压力为1,000(Pa)或更高时接触电阻快速减小，且当表面压力超过10,000(Pa)时，接触电阻的减小饱和并停留在近似恒定的值。此外，当表面压力为1,000(Pa)或更小时，接触电阻较高。因此，功率的成本增加，且此外，所产生的热量增加，且这导致带状物1的温度可局部增加且可在阳极氧化物膜中引起不均匀性的风险。

基于以上认知，发现对施加到带状物1的张力的抑制使得有可能减小接触电阻，藉此已实现本发明。

假如施加到带状物1的每1m宽度的张力由T(N/m)表示，电源滚筒2的半径由R(m)表示，且施加到电源滚筒2的表面压力由P(Pa：N/m²)表示，那么这些参数的关系由等式T＝P×R表示。因此，为将表面压力设定为1,000(Pa)或更高，每宽度的张力T需要具有1,000×R(N/m)或更大的值。

另一方面，即使表面压力超过10,000(Pa)，接触电阻也不会减小太多，因此不必施加此表面压力。当表面压力为10,000(Pa)时，带状物1所必需的每宽度的张力T为10,000×R(N/m)，且装置变为具有足够高以致能够承受此大张力的刚性的大型装置，藉此装置的成本增大。此外，如果电源滚筒2的半径R增加，那么每宽度的所需张力T成比例地增加越来越多。因此，依据带状物1的强度，可超过其弹性限制。因此，每宽度的张力T优选为10,000×R或更小。

下文中，将描述用于实现本发明的第二目标的实施例。图4是显示用于实现本发明的第二目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图。图5是用于实现图4所示的本发明的第二目标的实施例的阳极氧化装置的示意横截面图。

在用于实现本发明的第二目标的实施例的阳极氧化装置10d中，与用于实现图1和图2所示的第一目标的实施例的阳极氧化装置10的构造相同的构造将用相同符号标记，且将不重复其详细描述。

一般来说，阳极氧化中的表面电流密度为500mA/cm²或更小，因此电源滚筒2的导电部分所需的电导率程度并不那么高。此外，当电源滚筒2的导电材料为金属时，如果电解溶液归因于生产不稳定性而渗透滚筒，那么金属表面(导电材料的表面)蚀变，且接触电阻变得不稳定。即使当电解溶液不渗透滚筒时，在进行电解时也产生大量含有电解溶液的薄雾。所述薄雾粘附到电源滚筒2的部分2a(导电材料的表面)，所述部分与带状物1紧密接触，在所述部分不与带状物1接触的区域中，藉此金属表面可逐渐蚀变。因此，在电源滚筒2中，由导电材料构成的与带状物1紧密接触的部分(与带状物1紧密接触的部分2a)的表面由电子导电无机化合物构成。此电子导电无机化合物具有低电阻和优良耐久性，因为该化合物比金属硬。

作为电子导电无机化合物，举例来说。可使用碳或石墨、氧化铱、氮化钛、碳化钛、碳氮化钛、氮化硅、碳化硅和碳氮化硅中的至少一种。在使用这些电子导电无机化合物的电源滚筒的任一者中，其接触电阻呈现如图3所示的表面压力相依性，且第一目标的每宽度张力T落在1,000×R(N/m)到10,000×R(N/m)的范围内。

这些电子导电无机化合物的厚度优选为约1μm到约10mm，但所述厚度可随所需强度或电导率变化。在电源滚筒2中，不与带状物1紧密接触的部分2b的表面由非导电材料构成。作为非导电材料，非导电塑料、非导电橡胶等是优选的。

下文中，将描述用于实现本发明的第三目标的实施例。图15是显示用于实现本发明的第三目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图。图16(a)是显示用于实现图15所示的第三目标的实施例的阳极氧化装置的示意横截面图，且图16(b)是用于说明用于实现图15所示的第三目标的实施例的阳极氧化装置的动作的示意侧视图。

在用于实现第三目标的实施例的阳极氧化装置50中，与用于实现图4和图5所示的第二目标的实施例的阳极氧化装置10d中的构成相同的构成以相同符号标记，且将不重复其详细描述。

用于实现图15、图16(a)和图16(b)所示的第三目标的实施例的阳极氧化装置50在以下方面不同于图4的阳极氧化装置10，在电源滚筒2的构造方面，以及在阳极氧化装置50具备用于从间隙d移动电解溶液4的循环构件60这一方面，电解溶液4存在于相对电极3与同电源滚筒2紧密接触且由电源滚筒2支撑的带状物1之间的所述间隙d中。由于除以上之外的构造与用于实现第二目标的实施例的阳极氧化装置10d的构造相同，所以将不重复其详细描述。

将描述循环构件60。循环构件60具有安置在相对电极3中的引入单元62，和从间隙d经由引入单元62移动存在于间隙d中的电解溶液4的供应单元64。

引入单元62用于将电解槽5中的电解溶液4引入到间隙d中，且从间隙d排放间隙d中的电解溶液4。引入单元62包含(例如)附接到安置在相对电极3中的开口部分的喷嘴。如图16(a)所示，引入单元62在与电源滚筒2的旋转轴2c平行的方向上安置在相对电极3的最低部分中。

引入单元62不特定限于喷嘴，只要其可将电解槽5中的电解溶液4引入到间隙d中即可。

供应单元64用于将电解槽5中的电解溶液4供应到引入单元62，且将电解槽5中的电解溶液4经由例如如图16(b)所示的引入单元62引入到间隙d中。供应单元64的构造不受特定限制，只要其可将电解槽5中的电解溶液4供应到引入单元62即可。供应单元64可适于循环间隙d中的电解溶液4和电解槽5中的电解溶液4。举例来说，将泵等用于供应单元64。

在循环构件60中，通过供应单元64，电解槽5中的电解溶液4经由引入单元62引入到间隙d中。举例来说，如图16(a)所示，存在于间隙d中的电解溶液4沿着电源滚筒2的圆周表面在与带状物1的纵向方向近似平行的方向上移动，且从间隙d的第一开口30排放。因此，有可能从间隙d移除存在于间隙d中的具有增加的温度的电解溶液4，且将电解槽5中的未受热产生影响的电解溶液4供应到间隙d。

接下来，将参看图15和图16(a)描述阳极氧化装置50的操作。首先，以辊形状缠绕的带状物1从卷开辊21卷开，且被迫与电源滚筒紧密接触并由电源滚筒支撑，且接着由卷起辊22再缠绕。同样，以辊形状缠绕的保护部件6从卷开辊23卷开，且由卷起辊24再缠绕。此时，通过保护部件6，与电源滚筒2紧密接触且由电源滚筒2支撑的带状物1的短长度方向上的端部连同电源滚筒2的不与带状物1紧密接触的部分2b一起重叠，从而防止电解溶液渗透到带状物1的后表面。在此状态中，电源滚筒2的一部分，例如直到滚筒中心的整个部分，浸渍到电解槽5中的电解溶液4中。本文中，驱动单元被驱动以致使紧密接触电源滚筒2的带状物1和保护部件6与电源滚筒2的圆周速度同步一起在电解溶液4中运行，且阳极氧化装置50的电源9接通以致使电流在电源滚筒2与相对电极3之间流动。此时，在循环构件60中，电解槽5中的电解溶液4由供应单元64经由引入单元62引入到间隙d中，且从间隙d排放间隙d中的电解溶液4。因此，在带状物1的不与电源滚筒2紧密接触的一个表面(表面1b)上形成阳极氧化物膜。

循环构件60可经构造使得引入单元62安置在间隙d的一个第一开口30处，如在图17(a)所示的阳极氧化装置50a中。在此情况下，电解槽5中的电解溶液4从间隙d的一个第一开口30引入，且存在于间隙d中的电解溶液4在与带状物1的输送方向以及电源滚筒2的旋转方向r相对的方向上移动，且从另一第一开口30排放。因此，间隙d中的具有归因于由于阳极氧化引起的热产生而增加的温度的电解溶液4被从间隙d中移除，且电解槽5中的电解溶液4被供应到间隙d。

引入单元62可与图17(a)的安置相反而安置，即，安置在如上所述的间隙d的另一第一开口30处，且电解溶液4可沿着旋转方向r移动且从间隙d的前一第一开口30排放。

循环构件60可经构造使得多个引入单元62(例如，两个引入单元62)安置在，如在图17(b)所示的阳极氧化装置50b中。在此情况下，一个引入单元62安置在如图16(a)所示的相对电极3的最低部分中，且另一引入单元62安置在如图17(a)所示间隙d的一个第一开口30处。电解槽5中的电解溶液4从间隙d的以上第一开口30引入到相对电极3的最低部分，且存在于间隙d中的电解溶液4在与带状物1的输送方向以及电源滚筒2的旋转方向r相对的方向上移动，且从另一第一开口30排放。因此，间隙d中的具有归因于由于阳极氧化引起的热产生而增加的温度的电解溶液4被从间隙d移除，且电解槽5中的电解溶液4被供应到间隙d。

如图17(b)所示，安置在间隙d的一个第一开口30处的引入单元62可改为安置在间隙d的另一第一开口30处，且电解溶液4可从间隙d的前一第一开口30排放。

另外，引入单元62的数目不限于2。可提供多个引入单元，例如三个或更多引入单元62。

此外，循环构件60可经构造使得如在图18所示的阳极氧化装置50c中，安置多个相对电极3a(例如，两个相对电极3a)，其间具有间隙α，以便致使电源滚筒2的最低部分打开，且每一相对电极3a经安置使得电极与电源滚筒2之间存在间隙d。每一相对电极3a具备引入单元62，且每一引入单元62连接到供应单元64。此外，每一相对电极3a和电源滚筒2连接到电源9。

在此情况下，通过供应单元64，电解槽5中的电解溶液4从每一引入单元62引入到每一相对电极3a中的间隙d中，且每一间隙d中的电解溶液4从间隙α和第一开口30排放。因此，间隙d中的具有归因于由于阳极氧化引起的热产生而增加的温度的电解溶液4被从间隙d移除，且电解槽5中的电解溶液4被供应到间隙d。

相对电极3a的数目不限于2。可提供多个相对电极3a，例如三个或更多相对电极3a。

另外，可采用图19(a)和图19(b)所示的阳极氧化装置52的构造。在阳极氧化装置52中，循环构件60的引入单元62安置在相对电极3的间隙d的一个第二开口32处。由于除以上之外的构造与图15的阳极氧化装置50的构造相同，所以将不重复其详细描述。

在此情况下，如图19(b)所示，通过供应单元64，电解槽5中的电解溶液4从引入单元62引入到每一相对电极3a的间隙d中，且存在于间隙d中的电解溶液4在与带状物1的短长度方向近似平行的方向上移动，以便沿着电源滚筒2的旋转轴2c的方向移动且从间隙d的开口中的第二开口32排放。因此，间隙d中的具有归因于由于阳极氧化引起的热产生而增加的温度的电解溶液4被从间隙d移除，且电解槽5中的电解溶液4被供应到间隙d。

可提供多个引入单元62。此外，可采用以下构造：提供用于阻挡第一开口30的另一覆盖部件，且电解溶液4从第二开口32排放。

电解溶液的循环方向更优选地在与带状物的纵向方向近似平行的方向上。原因如下。

当电解溶液在短长度方向上循环时，依据条件，电解溶液的温度或流动速率在电解溶液的引入区附近以及排放区中的开口部分附近改变。因此，不能形成均一的膜，且在一些情况下在膜厚度和膜的精细结构中观察到分布。在此情况下，存在阳极氧化物膜的特性可改变的可能性。另一方面，如果电解溶液在纵向方向上循环，那么即使在引入区附近以及排放区中的开口部分附近观察到以上分布，当带状物正移动的同时连续形成膜时，膜也会均一地形成在上面已形成膜的带状物的纵向方向上的任何位置中。

用于致使电解溶液在带状物的纵向方向上流动的更优选实施例包含附接如下文描述的覆盖部件的技术。

另外，当致使电解溶液在带状物的纵向方向上流动时，在带状物浸渍到电解溶液中的区或带状物与电解溶液分离的区中，液面容易归因于电解溶液的流动而改变水平面。如果经电解部分以此方式持续改变，那么归因于带状物的纵向方向上引起的条纹的形状的不均匀性会破坏膜的外观。当以上现象较明显时，膜厚度呈现不均匀性且影响阳极氧化物膜的特性。作为用于解决以上问题的更优选实施例，存在提供如下文描述的用于防止电解溶液的渗透的构件的技术。

可采用图20、图21(a)和图21(b)所示的阳极氧化装置52a的构造。阳极氧化装置52a具备第一覆盖部件70，且具备用于防止电解溶液4渗透到带状物1缠绕在电源滚筒2周围的区域对向的开放区域β的防渗透构件。由于除以上之外的构造与图15的阳极氧化装置50的构造相同，所以将不重复其详细描述。

如图21(b)所示，阳极氧化装置52a包含第一覆盖部件70，其用于阻挡电源滚筒2与相对电极3之间的间隙d的第二开口32。第一覆盖部件70分别在电源滚筒2的旋转轴2c的方向上固定到相对电极3的端部。由于第一覆盖部件70的缘故，间隙d中的电解溶液4从第一开口30排放。

第一覆盖部件70由例如氯乙烯或橡胶等塑料的非导体形成。

第一覆盖部件70不限于如图21(b)所示在电源滚筒2的旋转轴2c的方向上固定到相对电极3的端部。举例来说，所述部件可固定到电解槽5的内壁以便阻挡间隙d的第二开口32。

防渗透构件包含例如安置在间隙d的第一开口30上方的辊80和辊82。卷开辊21侧第一开口30中的电解溶液4的液面为带状物1与电解溶液接触的液面，且卷起辊22侧第一开口30中的电解溶液4的液面为带状物1与电解溶液分离的液面。

辊80和辊82的每一者经安置使得辊与同带状物1与电源滚筒接触的接触表面1a(第一表面)相对的表面1b(第二表面)接触。辊80和辊82的每一者随带状物1的输送旋转。辊80和辊82的每一者防止从第一开口30的每一者排放的电解溶液4流动到带状物1不缠绕在电源滚筒2周围的开放区域β中。因此，电源滚筒2的蚀变等可得以得到抑制。

防渗透构件可包含辊80和辊82的至少一者。此外，防渗透构件不限于具有辊80和辊82的构件，且辊可由例如隔板或叶片部件代替。隔板或叶片部件可例如由氯乙烯或橡胶等塑料形成。

此外，可采用图22(a)和图22(b)所示的阳极氧化装置52b的构造。阳极氧化装置52b具备第二覆盖部件72且具备防渗透构件，防渗透构件用于防止电解溶液4渗透到带状物1缠绕在电源滚筒2周围的区域对向的开放区域β。由于除以上之外的构造与图15的阳极氧化装置50的构造相同，所以将不重复其详细描述。

如图22(a)和图22(b)所示，在阳极氧化装置52b中，用于阻挡电源滚筒2与相对电极3之间的间隙d的第二开口32的第二覆盖部件72在旋转轴2c的方向上安置在电源滚筒2的两个端部中。第二覆盖部件72各自由类似凸缘的部件制成，所述部件由薄盘形成，其直径大于电源滚筒2的直径。由于第二覆盖部件72的缘故，间隙d中的电解溶液4从第一开口30排放。第二覆盖部件72可例如由类似凸缘的部件构成，每一部件由薄盘形成，其直径大于固定到旋转轴2c的电源滚筒2的直径；或由环形部件构成，其固定到电源滚筒2的两个端面且朝向其外周边突起。

第二覆盖部件72仅需要能够阻挡间隙d的第二开口32，且可经构造使得其可相对于电源滚筒2的旋转轴2c旋转而不固定到电源滚筒2。举例来说，第二覆盖部件72可具有以下构造：具有大于电源滚筒2的直径的直径的薄盘可相对于旋转轴2c自由旋转。当第二覆盖部件72如上构造使得其可相对于电源滚筒2的旋转轴2c自由旋转时，即使当电源滚筒2旋转时，第二覆盖部件72也可各自保持在预定位置中。因此，第二覆盖部件72不一定需要安置在电源滚筒2的整个圆周上，且呈弧形状的第二覆盖部件72可安置在相对电极3延伸的范围内。

类似于上文描述的第一覆盖部件70，第二覆盖部件72由例如氯乙烯或橡胶等塑料的非导体形成。

由于防渗透构件的构造与上文描述的阳极氧化装置52a的防渗透构件的构造相同，所以将不重复其详细描述。

阳极氧化装置52b具备用于阻挡间隙d的第二开口32的第二覆盖部件72和用于防止电解溶液4渗透到电源滚筒2的开放区域β的防渗透构件。因此，具有随阳极氧化产生的热的电解溶液4可从间隙d的第一开口30有效地移除出间隙d，且此外，可防止已从第一开口30排放的电解溶液4渗透到电源滚筒2的开放区域β。

此外，可采用图23(a)和图23(b)所示的阳极氧化装置52c的构造。在阳极氧化装置52c中，电源滚筒2的旋转轴2c放置在电解溶液4的最高水平面以下的位置中，且相对电极3b沿着电源滚筒2的圆周表面延伸更长的长度。此装置具备第三覆盖部件74，且更具备防渗透构件，防渗透构件用于防止电解溶液4渗透到带状物1缠绕在电源滚筒2周围的区域对向的开放区域β。由于除以上之外的构造与图15的阳极氧化装置50的构造相同，所以将不重复其详细描述。

在阳极氧化装置52c中，相对电极3b延伸到旋转轴2c以上的水平面。阳极氧化装置52c具备第三覆盖部件74，用于阻挡电源滚筒2与相对电极3b之间的间隙d的第二开口32。因此，间隙d中的电解溶液4从第一开口30排放。

类似于第一覆盖部件70，第三覆盖部件74由例如氯乙烯或橡胶等塑料的非导体形成。

由于防渗透构件以与上文描述的阳极氧化装置52a中相同的方式构造，所以将不重复其详细描述。

阳极氧化装置52c具备延伸到旋转轴2c以上的水平面的相对电极3b和第三覆盖部件74。因此，如果循环构件60致使电解槽5中的电解溶液4流动到间隙d中，那么电解溶液4可到达旋转轴2c以上的水平面，藉此电解溶液4的最高水平面可放置在旋转轴2c以上的位置中。因此，带状物1的浸渍到电解溶液中的部分可延长，且具有随阳极氧化产生的热的电解溶液4可移除出间隙d。此外，在阳极氧化装置52c中，由于电解溶液4可到达旋转轴2c以上的位置，所以带状物1的浸渍到电解溶液中的部分可延长，且电源滚筒2的圆周表面可有效地用于成膜。因此，生产效率可增加。

此外，可采用图24(a)和图24(b)所示的阳极氧化装置52d的构造。在阳极氧化装置52d中，电源滚筒2的旋转轴2c放置在电解溶液4的最高水平面以下的位置中，且相对电极3b沿着电源滚筒2的圆周表面延伸更长的长度。此装置具备第二覆盖部件72，且具备防渗透构件，防渗透构件用于防止电解溶液4渗透到带状物1缠绕在电源滚筒2周围的区域对向的开放区域β。由于除以上之外的构造与图15的阳极氧化装置50的构造相同，所以将不重复其详细描述。

如图24(a)和图24(b)所示，在阳极氧化装置52d中，相对电极3b延伸到旋转轴2c以上的水平面。装置具备第二覆盖部件72，用于阻挡电源滚筒2与相对电极3b之间的间隙d的第二开口32。第二覆盖部件72在旋转轴2c的方向上安置在电源滚筒2的两个端部中，且各自由类似凸缘的部件制成，所述部件由薄盘形成，所述薄盘具有的直径大于电源滚筒2的直径。由于第二覆盖部件72的缘故，间隙d中的电解溶液4从第一开口30排放。第二覆盖部件72可例如由类似凸缘的部件构成，每一部件由薄盘形成，其直径大于固定到旋转轴2c的电源滚筒2的直径；或由环形部件构成，其固定到电源滚筒2的两个端面且朝向其外周边突起。

如上所述，第二覆盖部件72仅需要能够阻挡间隙d的第二开口32，且可经构造使得其可相对于电源滚筒2的旋转轴2c旋转而不固定到电源滚筒2。举例来说，第二覆盖部件72可具有以下构造：具有大于电源滚筒2的直径的直径的薄盘可相对于旋转轴2c自由旋转。当第二覆盖部件72如上构造使得其可相对于电源滚筒2的旋转轴2c自由旋转时，即使当电源滚筒2旋转时，第二覆盖部件72也可各自保持在预定位置中。因此，第二覆盖部件72不一定需要安置在电源滚筒2的整个圆周上，且呈弧形状的第二覆盖部件72可安置在相对电极3延伸的范围内。

类似于上文描述的第一覆盖部件70，第二覆盖部件72由例如氯乙烯或橡胶等塑料的非导体形成。

由于防渗透构件的构造与上文描述的阳极氧化装置52a的构造相同，所以将不重复其详细描述。

在阳极氧化装置52d中，带状物1的浸渍到电解溶液中的部分可延长，如在阳极氧化装置52c中，且具有随阳极氧化产生的热的电解溶液4可移除出间隙d。并且，在阳极氧化装置52d中，可致使电解溶液4到达旋转轴2c以上的水平面，如在阳极氧化装置52c中。因此，带状物1的浸渍到电解溶液中的部分可延长，且电源滚筒2的圆周表面可有效地用于成膜。因此，生产效率可增加。

如上所述，用于实现上文描述的第三目标的阳极氧化装置具备循环构件60，其可将具有归因于由阳极氧化引起的热产生而增加的温度的电解溶液4移除出间隙d。因此，电源滚筒2与相对电极3之间的间隙d中具有所产生的热的电极溶液4可移除出间隙d。因此，可形成呈现高程度的膜厚度均一性且具有优良表面条件的阳极氧化物膜。

此外，由于阳极氧化装置具备防渗透构件，所以有可能防止电解溶液流动到带状物不缠绕在电源滚筒周围的开放区域中，且抑制电源滚筒的蚀变等。因此，可稳定地形成呈现高程度的膜厚度均一性且具有优良表面条件的阳极氧化物膜。

用于实现上文描述的第三目标的阳极氧化装置还经构造使得循环构件60用于将电解槽5中的电解溶液4引入到间隙d中，但本发明不限于此。举例来说，阳极氧化装置可经构造使得开口部分安置在相对电极中，且间隙d中的电解溶液4经由第一开口或第二开口或经由第一和第二开口这两者通过抽吸而移除。

下文中，将描述用于实现本发明的第四目标的实施例。图25是显示用于实现本发明的第四目标的实施例的阳极氧化装置的示意透视图。图26是用于实现图25所示的第四目标的实施例的阳极氧化装置的示意横截面图。

在用于实现第四目标的实施例的阳极氧化装置90中，与图4和图5所示的阳极氧化装置10d的构造相同的构造将用相同符号标记，且将不重复其详细描述。

图25和图26所示的阳极氧化装置90在以下方面不同于图4的阳极氧化装置10d：在电源滚筒2的构造方面，以及在电源滚筒2的与带状物1紧密接触且由金属构成的部分2a中电源辊100(第一电源部件)作为电源构件安置在电解溶液4的液面4a以上的位置中这一方面。由于除以上之外的构造与阳极氧化装置10d的构造相同，所以将不重复其详细描述。

如图27(a)所示的阳极氧化装置90a中所示，电源构件可经构造使得例如与带状物1接触的电源辊104和电源辊106(第二电源部件)不安置在与带状物1紧密接触的部分2a中，而是安置在电解溶液4的液面4a以上的部分中。

在此情况下，如图27(a)所示，电源辊104和电源辊106的每一者经安置以便与同带状物1接触电源滚筒2的接触表面1a(第一表面)相对的表面1b(第二表面)接触。

电源辊104和电源辊106与带状物1的表面1b(第二表面)接触，使得带状物1插入在电源滚筒2的与带状物1紧密接触的部分2a与电源辊104和电源辊106之间。当电源滚筒2旋转时，电源辊104和电源辊106在与带状物1接触的状态中旋转。

电源辊104和电源辊106类似于电源辊100连接到电源9。由于其构造与电源辊100的构造相同，所以将不重复其详细描述。

在阳极氧化装置90a中，电流可由与电源滚筒2的旋转同步旋转的电源辊104和电源辊106施加到带状物1。此外，电源辊104和电源辊106安置在带状物1的表面1b(第二表面)上使得带状物1插入在电源滚筒2(与带状物1紧密接触的部分2a)与这些辊之间，且通过电源辊104和电源辊106，从带状物1的表面1b施加电流。因此，抑制电流在带状物1的运行方向(纵向方向)上流动，且这就像经由电源滚筒2将电流施加到带状物1。因此，尽管铝箔越薄则每1cm宽度的限制电流变得越小，但有可能在不考虑限制电流的情况下将电流施加到带状物1。

电源构件可经构造使得例如与带状物1接触的电源部件108(第二电源部件)不安置在与带状物1紧密接触的部分2a中，而是安置在电解溶液4的液面4a以上的部分中，如图27(b)所示的阳极氧化装置90b中。

电源部件108由类似于电源部件102的滑动部件构成。由于电源部件108以与电源部件102相同方式构造，所以将不重复其详细描述。

在阳极氧化装置90b中，电源部件108可在带状物1的表面1b上滑动的同时将电流施加到带状物1，正如图27(a)所示的阳极氧化装置90a的电源辊104和106。由于电源部件108从带状物1的表面1b施加电流，正如电源辊104和电源辊106，所以这就像经由电源滚筒2将电流施加到带状物1。因此，尽管铝箔越薄则每1cm宽度的限制电流变得越小，但有可能在不考虑限制电流的情况下将电流施加到带状物1。

此外，可采用图28所示的阳极氧化装置92的构造。阳极氧化装置92具备防渗透构件，用于防止电解溶液4渗透到带状物1缠绕在电源滚筒2周围的区域对向的开放区域β。由于除以上之外的构造与图25的阳极氧化装置90的构造相同，所以将不重复其详细描述。

如图28所示，以上防渗透构件具有例如安置在间隙d的第一开口30以上的位置中的辊80和辊82。卷开辊21侧第一开口30中的电解溶液4的液面为带状物1与溶液接触的液面，且卷起辊22侧第一开口30中的电解溶液4的液面为带状物1与溶液分离的液面。

辊80和辊82的每一者经安置以便与同带状物1与电源滚筒接触的接触表面1a(第一表面)相对的表面1b(第二表面)接触。辊80和辊82的每一者随带状物1的输送旋转。通过辊80和辊82的每一者，防止从第一开口30的每一者排放的电解溶液4流动到带状物1不缠绕在电源滚筒2周围的开放区域β中。当不存在此防渗透构件时，溶液可流动到开放区域β中，且电源部件可被电解溶液润湿。这是危险的，因为可能发生短路、电流泄漏等。此外，装置可被阳极氧化期间产生的电解溶液的薄雾腐蚀，或所产生的氢气可流动到电源区段中，藉此在最坏情况下可由于火花等发生爆炸。防渗透构件的使用使得有可能抑制这些问题。

关于防渗透构件，除了上述内容外，其构造与图20的阳极氧化装置52a中相同。因此，将不重复其详细描述。

此外，在阳极氧化装置92中，电源构件不限于电源辊100。例如可提供图27所示的电源部件102来代替电源辊100，。

另外，可采用图29所示的阳极氧化装置92a的构造。在阳极氧化装置92a中，相对电极3b沿着电源滚筒2的圆周表面延伸更长的长度。此阳极氧化装置具备循环构件60，用于从间隙d移动存在于相对电极3与同电源滚筒2紧密接触且由电源滚筒2支撑的带状物1之间的间隙d中的电解溶液4，且具备防渗透构件，用于防止电解溶液4渗透到带状物1缠绕在电源滚筒2周围的区域对向的开放区域β。阳极氧化装置92a的构造与图25的阳极氧化装置90的构造相同，只是电源滚筒2的旋转轴2c放置在电解溶液4的最高水平面以下的位置中。因此，将不重复其详细描述。

在阳极氧化装置92a中，相对电极3b延伸到旋转轴2c以上的水平面，且电源滚筒2的旋转轴2c放置在电解溶液4的最高水平面以下的位置中。即，电解溶液4的最高水平面在旋转轴2c以上。因此，带状物1的待浸渍的部分可延长，电源滚筒2的圆周表面可有效地用于成膜，且生产效率可增加。

在阳极氧化装置92a中，循环构件60包含安置在相对电极3b中的引入单元62，以及经由引入单元62从间隙d移动存在于间隙d中的电解溶液4的供应单元64。

引入单元62用于将电解槽5中的电解溶液4引入到间隙d中且将间隙d中的电解溶液4排放出间隙d。引入单元62包含例如附接到安置在相对电极3b中的开口部分的喷嘴。引入单元62在与电源滚筒2的旋转轴2c平行的方向上安置在相对电极3b的最低部分中。引入单元62不特定限于喷嘴，只要其可将电解槽5中的电解溶液4引入到间隙d中即可。

例如，供应单元64用于将电解槽5中的电解溶液4供应到引入单元62且经由引入单元62将电解槽5中的电解溶液4引入到间隙d中。供应单元64的构造不特定受限制，只要其可将电解槽5中的电解溶液4供应到引入单元62即可。供应单元64可适于循环间隙d中的电解溶液4和电解槽5中的电解溶液4。举例来说，将泵等用于供应单元64。

在循环构件60中，通过供应单元64，电解槽5中的电解溶液4经由引入单元62引入到间隙d中。举例来说，存在于间隙d中的电解溶液4沿着电源滚筒2的圆周表面在与带状物1的纵向方向近似平行的方向上移动，且从间隙d的第一开口30排放。因此，有可能从间隙d移除存在于间隙d中的具有增加的温度的电解溶液4，且将电解槽5中的未受热产生影响的电解溶液4供应到间隙d。

以此方式，存在于电源滚筒2与相对电极3之间的间隙d中且具有增加的温度的电解溶液4可移除出间隙d。因此，有可能形成呈现高程度的膜厚度均一性且具有优良表面条件的阳极氧化物膜。

此外，装置可经构造使得在间隙d的开口中，电源滚筒2的旋转轴2c的方向上的第二开口被覆盖部件阻挡。

符号的说明

1：带状物

2：电源滚筒

2a：与带状物紧密接触的部分

3：相对电极

4：电解溶液

5：电解槽

6：保护部件

7：导引辊

10、50、90：阳极氧化装置

60：循环构件

62：引入单元

64：供应单元

70：第一覆盖部件

72：第二覆盖部件

74：第三覆盖部件

80、82：辊

100：电源辊

Claims (33)

1.一种阳极氧化装置，其特征在于包括：

电源滚筒，其紧密接触由可阳极氧化金属制成的带状物或由至少一个表面包括可阳极氧化金属的复合导电金属箔制成的带状物，且因此在所述带状物正缠绕在所述电源滚筒周围的状态中支撑所述带状物，且其中紧密接触所述带状物的至少一部分由导电材料构成；

相对电极，其朝向所述电源滚筒安置；

电解槽，其由电解溶液填充，所述电源滚筒的紧密接触且支撑所述带状物的一部分和所述相对电极浸渍到所述电解溶液中；

保护部件，其由非导电材料制成，且与同所述带状物紧密接触的所述电源滚筒支撑的所述带状物的短长度方向上的端部以及所述电源滚筒的不与所述带状物紧密接触的部分重叠，以便保护所述部分不受所述电解溶液影响；以及

驱动单元，其致使与所述电源滚筒紧密接触的所述带状物和所述保护部件与所述电源滚筒的圆周速度同步在所述电解溶液中一起运行，

其中施加到缠绕在所述电源滚筒周围的所述带状物的每宽度张力由T(N/m)表示且所述电源滚筒的半径由R(m)表示，那么施加到所述带状物的致使在所述电解溶液中一起运行的每宽度张力T的值为1,000×R或更大。

2.根据权利要求1所述的阳极氧化装置，其特征在于：

将具有从1,000×R到10,000×R范围内的值的每宽度张力T(N/m)施加到所述带状物。

3.根据权利要求1或2所述的阳极氧化装置，其特征在于：

在所述电源滚筒中，与所述带状物紧密接触的所述部分的表面由电子导电无机化合物构成。

4.根据权利要求3所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述电子导电无机化合物为碳或石墨、氧化铱、氮化钛、碳化钛、碳氮化钛、氮化硅、碳化硅和碳氮化硅中的至少一种。

5.根据权利要求3或4所述的阳极氧化装置，其特征在于：

在所述电源滚筒中，紧密接触所述带状物的所述部分的所述表面的底层由金属构成，且所述底层的所述金属为可阳极氧化金属。

6.根据权利要求5所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述可阳极氧化金属为铝。

7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于进一步包括循环构件，所述循环构件适于移动所述相对电极与所述带状物之间的间隙中存在的所述电解溶液，所述带状物在所述间隙外由与所述带状物紧密接触的所述电源滚筒支撑。

8.根据权利要求7所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述循环构件在与所述带状物的纵向方向近似平行的方向上移动所述间隙中存在的所述电解溶液。

9.根据权利要求7或8所述的阳极氧化装置，其特征在于：

开口部分安置在所述相对电极中，且

所述循环构件经由所述开口部分将所述电解溶液供应到所述相对电极与所述带状物之间的所述间隙，所述带状物由与所述带状物紧密接触的所述电源滚筒支撑。

10.根据权利要求7到9中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述循环构件在与所述带状物的所述纵向方向近似平行的方向上对所述间隙中的所述电解溶液进行排放。

11.根据权利要求7到10中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于进一步包括在所述电源滚筒的旋转轴的方向上阻挡所述间隙的开口中的第二开口的覆盖部件，

其中通过所述循环构件，所述间隙中的所述电解溶液在与所述带状物的所述纵向方向近似平行的方向上从所述间隙中的第一开口排放。

12.根据权利要求11所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述覆盖部件固定到所述电解槽或所述相对电极。

13.根据权利要求11所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述覆盖部件固定到所述电源滚筒的所述旋转轴或是相对可旋转的。

14.根据权利要求1到13中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于进一步包括安置在所述电解溶液的液面以上的位置中且将电流施加到所述带状物的电源构件。

15.根据权利要求14所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述电源构件具有与所述电源滚筒的金属部分接触的第一电源部件。

16.根据权利要求14所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述电源构件具有与所述带状物接触的第二电源部件。

17.根据权利要求14到16中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述第一电源部件和所述第二电源部件为金属辊或碳辊。

18.根据权利要求14到17中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述第一电源部件和所述第二电源部件为金属刷或碳刷。

19.根据权利要求1到18中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于进一步包括适于防止所述电解溶液渗透到所述带状物缠绕在所述电源滚筒周围的区域对向的开口区域的防渗透构件。

20.根据权利要求19所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述防渗透构件具有与所述带状物的第二表面接触的辊，或具有与所述第二表面接触的叶片部件，所述第二表面为与所述电源滚筒接触的所述带状物的第一表面的相反侧。

21.根据权利要求20所述的阳极氧化装置，其特征在于：

与所述第二表面接触的所述辊或与所述第二表面接触的所述叶片部件安置在所述电解溶液的所述带状物与所述电解溶液接触的表面或所述电解溶液的所述带状物与所述电解溶液分离的表面处，或在两个所述表面处。

22.根据权利要求1到21中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述电源滚筒的所述旋转轴放置在所述电解溶液的所述液面以下的位置中。

23.根据权利要求1到22中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述电源滚筒具有在与其内部接触的同时所述带状物在其中运行的凹面。

24.根据权利要求1到23中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于进一步包括抵靠所述电源滚筒按压所述保护部件的导引辊。

25.根据权利要求1到24中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述相对电极具有大量通孔。

26.根据权利要求1到25中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述电源滚筒与所述相对电极之间的间隔在所述电源滚筒支撑的所述带状物与所述电解溶液接触的区或所述带状物与所述电解溶液分离的区中或所述两个区中比所述带状物浸渍到所述电解溶液中的中心区中的要大。

27.根据权利要求1到26中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述保护部件包括非导电橡胶或用非导电橡胶覆盖的金属箔。

28.根据权利要求1到27中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述保护部件在与所述带状物紧密接触的一侧上具有粘合剂材料。

29.根据权利要求1到28中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述相对电极的电位相对于接地呈现负极性。

30.根据权利要求1到29中任一权利要求所述的阳极氧化装置，其特征在于：

所述带状物的电位等于所述接地的电位，且用于电解的电源是与所述接地绝缘的输出。

31.根据权利要求29或30所述的阳极氧化装置，其特征在于进一步包括相对于所述接地的所述电位监测所述电源滚筒的电压的监测单元。

32.一种连续阳极氧化装置，其特征在于：

大量根据权利要求1到31中任一权利要求所述的阳极氧化装置串联布置。

33.一种成膜方法，其特征在于：

使用根据权利要求1到31中任一权利要求所述的阳极氧化装置或根据权利要求32所述的连续阳极氧化装置在所述带状物的一个表面上形成阳极氧化物膜。

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