DE112014004565T5

DE112014004565T5 - Trommelelektrode, Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode, Plattierungseinrichtung, Verfahren zur Herstellung eines aus Harz ausgebildeten Körpers und Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers

Info

Publication number: DE112014004565T5
Application number: DE112014004565.9T
Authority: DE
Inventors: Hideaki SAKAIDA; Junichi Nishimura; Kengo Goto; Akihisa Hosoe; Kazuki Okuno; Koutarou Kimura
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2016-07-07
Also published as: JP2015071816A; JP6300062B2; WO2015049919A1; CN105593412B; US20160230299A1; CN105593412A; KR20160067098A

Abstract

Eine Trommelelektrode, die für eine Einrichtung verwendet wird, die ausgebildet ist, um eine Oberfläche eines langen Basismaterials mit elektrischer Leitfähigkeit mit einem Metall zu plattieren, umfasst eine Leistungszuführschicht, eine isolierende Schicht, die eine Oberfläche der Leistungszuführschicht abdeckt, und eine vorstehende Elektrode, die von der Oberfläche der isolierenden Schicht vorsteht und elektrisch mit der Leistungszuführschicht verbunden ist, in der die vorstehende Elektrode linear in der Umfangsrichtung der Trommelelektrode vorgesehen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trommelelektrode, die zum Plattieren der Oberfläche eines aus Harz ausgebildeten Körpers mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur mit Metall in einem Plattierungsbehälter verwendet wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der Trommelelektrode, und eine Plattierungseinrichtung, ein Verfahren zur Herstellung eines aus Harz ausgebildeten Körpers und ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers, die jeweils die Trommelelektrode verwenden.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurden poröse Metallkörper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur bei Elektroden von Batterien, verschiedenen Filtern, Katalysatorträgern und dergleichen umfassend eingesetzt. Ein poröser Metallkörper wird im Allgemeinen durch Vermitteln einer elektrischen Leitfähigkeit an die Oberfläche eines aus Harz ausgebildeten Körpers mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur erhalten, wie beispielsweise geschäumtes Urethan oder geschäumtes Melamin, durch Galvanisieren der Oberfläche des aus Harz ausgebildeten Körpers mit einem Metall und durch anschließendes Entfernen des aus Harz ausgebildeten Körpers durch Wärmebehandlung oder dergleichen.
In dem Fall, in dem ein aus Harz ausgebildeter Körper, welchem eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, einen hohen elektrischen Widerstand aufweist, um effizient eine Galvanisierung mit einem Metall durchzuführen, wird es bevorzugt, den aus Harz ausgebildeten Körper in einer Plattierungslösung verwendend eine Trommelelektrode mit Leistung zu beaufschlagen. Jedoch, in dem Fall eines aus Harz ausgebildeten Körpers mit einer dreidimensionalen Struktur verläuft die Plattierungslösung durch die miteinander verbundenen Poren des aus Harz ausgebildeten Körpers. Daher, wenn eine Trommelelektrode deren gesamte Oberfläche elektrisch leitfähig ist verwendet wird, wird ein Metall nicht nur auf den auf Harz ausgebildeten Körper mittels der Elektrode aufgetragen, sondern auch auf die Oberfläche der Trommelelektrode. Folglich verringert sich die Stromausbeute und ferner, da es schwierig ist das mittels der Elektrode aufgetragene Metall an der Oberfläche der Trommelelektrode zu entfernen, wird es notwendig, von Zeit zu Zeit die Trommelelektrode zu ersetzen.
Demgemäß wird eine Metallgalvanotechnik an der Oberfläche eines aus Harz ausgebildeten Körpers mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur unter Verwendung beispielsweise einer Einrichtung, die in 8 gezeigt ist, durchgeführt. In 8 bezeichnet Bezugszeichen 80 eine Einrichtung zum Herstellen eines porösen Metallkörpers, Bezugszeichen 81 bezeichnet eine Trommelelektrode, die als eine Kathode dient, Bezugszeichen 82 bezeichnet einen Vorsprung, der aus einem elektrisch leitenden Material, das an der Trommelelektrode 81 ausgebildet ist, hergestellt ist, Bezugszeichen 83 bezeichnet eine Anode, Bezugszeichen 84 bezeichnet einen Plattierungsbehälter, Bezugszeichen 85 bezeichnet eine Plattierungslösung, die in dem Plattierungsbehälter 84 aufgenommen ist und Bezugszeichen W bezeichnet einen langen, aus Harz ausgebildeten Körper (Werkstück) mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, welchem eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, und der zu plattieren ist.
Die Trommelelektrode 81 wird an dem unteren Abschnitt davon in die Plattierungslösung 85 getaucht und rotiert mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Fördergeschwindigkeit des Werkstücks W. Der Abschnitt mit Ausnahme der Vorsprünge 82, die aus einem elektrisch leitfähigem Material ausgebildet sind, weist eine isolierende Eigenschaft auf. Während des Plattierens dringen die Vorsprünge 82 in die Poren des Werkstücks W ein, welches ein poröser Körper ist und eine Metallbeschichtung wird in der Umgebung der Vorsprünge 82 durchgeführt. Daher ist es möglich das Werkstück W ausreichend zu Plattieren, umfassend das Innere davon, während eine Elektrodenablagerung des Metalls an der Oberfläche der Trommelelektrode 81 vermieden wird.
Eine Trommelelektrode, die in solch einer Einrichtung zum Herstellen eines porösen Metallkörpers verwendet wird, wird beispielsweise in der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 1-255686 (Patentliteratur 1) oder der nicht geprüften japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2013-007069 (Patentliteratur 2) beschrieben.
Zitierungsliste
Patentliteratur

PTL 1: Nicht geprüfte japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 1-255686
PTL 2: Nicht geprüfte japanischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2013-007069

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der bekannten Trommelelektrode, die oben beschrieben wurde, während eine Galvanisierung eines Metalls an der Oberfläche der Trommelelektrode vermieden wird, ist es möglich, das Metall gleichmäßig auf der Oberfläche eines aus Harz ausgebildeten Körpers mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur zu Galvanisieren. Jedoch gibt es Raum für Verbesserung ausgehend von dem Gesichtspunkt, dass das Verfahren zur Herstellung der Trommelelektrode selbst kompliziert und kostspielig ist und dass es viel Zeit und Mühen benötigt, um einen Zuschneidvorgang durchzuführen, um die Höhe der elektrisch leitenden Vorsprünge einzustellen, an welchen das Metall durch Galvanisierung während des Vorganges aufgetragen wurde.
Demgemäß ist es eine Aufgabe eine Trommelelektrode zur Verfügung zu stellen, mit der ein Metall auf der Oberfläche eines langen Basismaterials in einem Plattierungsbehälter durch Galvanisierung aufgetragen werden kann, die durch ein einfaches Verfahren hergestellt werden kann und bei der die Wartung während des Betriebes einfach ist; und ein Verfahren zur Herstellung derselbigen zur Verfügung zu stellen. Es ist eine weitere Aufgabe eine Plattierungseinrichtung, ein Verfahren zur Herstellung eines aus Harz ausgebildeten Körpers und ein Herstellungsverfahren, die jeweils solch eine Trommelelektrode verwenden, zur Verfügung zu stellen.
Lösung des Problems
Um das oben beschrieben Problem zu lösen verwendet eine Trommelelektrode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgende Struktur:

(1) Das heißt, eine Trommelelektrode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Trommelelektrode für eine Einrichtung, die ausgebildet ist, eine Oberfläche eines langen Basismaterials mit einer elektrischen Leitfähigkeit mit einem Metall zu plattieren, wobei die Trommelelektrode eine Leistungszuführschicht, eine Isolierschicht, die eine Oberfläche der Leistungszuführschicht abdeckt, und eine vorstehende Elektrode, die von der Oberfläche der isolierenden Schicht vorsteht und elektrisch mit der Leistungszuführschicht verbunden ist, in der die vorstehende Elektrode linear in der Umfangsrichtung der Trommelelektrode vorgesehen ist umfasst.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist es möglich eine Trommelelektrode zur Verfügung zu stellen, mit der ein Metall auf der Oberfläche eines langen Basismaterials in einem Plattierungsbehälter galvanisch aufgetragen werden kann, die mittels eines einfachen Verfahrens hergestellt werden kann, und in der die Wartung während des Betriebes einfach ist, und ein Verfahren zur Herstellung derselbigen zur Verfügung zu stellen. Es ist auch möglich, eine Plattierungseinrichtung, ein Verfahren zur Herstellung eines aus Harz ausgebildeten Körpers und ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers zur Verfügung zu stellen, die jeweils eine Trommelelektrode verwenden.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Struktur einer Trommelelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Vorgangs zur Herstellung einer Trommelelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Struktur einer ringförmigen, isolierenden Scheibe mit einem Durchgangsloch im Zentrum davon zeigt.
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Oberflächenabschnitt eines Beispiels einer Trommelelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Oberflächenabschnitt eines weiteren Beispiels einer Trommelelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Oberflächenabschnitt einer Trommelelektrode im Beispiel 2 zeigt.
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die schematisch einen Oberflächenabschnitt einer Trommelelektrode im Beispiel 3 zeigt.
8 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer bekannten Einrichtung zur Herstellung eines porösen Metallkörpers zeigt.
Beschreibung der Ausführungsformen
Die ersten Inhalte von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden aufgezählt und beschrieben.

(1) Eine Trommelelektrode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Trommelelektrode für eine Einrichtung, die ausgebildet ist, um eine Oberfläche eines langen Basismaterial mit elektrischer Leitfähigkeit mit einem Metall zu Plattieren, wobei die Trommelelektrode eine Leistungszuführschicht, eine Isolierschicht, die eine Oberfläche der Leistungszuführschicht abdeckt, und eine vorstehende Elektrode, die von der Oberfläche der isolierenden Schicht vorsteht und elektrisch mit der Leistungszuführschicht verbunden ist, in der die vorstehende Elektrode linear in der Umfangsrichtung der Trommelelektrode vorgesehen ist, umfasst.

Wenn die Trommelelektrode, die im Element (1) beschrieben wurde, verwendet wird, kann durch Zuführen von Leistung an das lange Basismaterial in einem Plattierungsbehälter, ein Metall auf die Oberfläche des Basismaterials galvanisiert werden. Ferner wurde als Ergebnis gründlicher Nachforschungen durch die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass durch vorsehen einer vorstehenden Elektrode, die linear in der Umfangsrichtung geformt ist, an der Oberfläche der Trommelelektrode, es möglich ist, eine Galvanisierung mit einem Metall mit ausreichender Gleichmäßigkeit auf einem langen Basismaterial in einem Plattierungsbehälter durchzuführen.
Das heißt, durch Verwenden der Struktur, die in Element (1) beschrieben wurde, ist es möglich, ein Metall auf die Oberfläche eines langen Basismaterial in einem Plattierungsbehälter zu galvanisieren und es ist möglich eine Trommelelektrode zur Verfügung zu stellen, die mit einem einfachen Verfahren hergestellt werden kann, und in der die Wartung während des Betriebes einfach ist.
In der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deckt der Ausdruck ”die vorstehende Elektrode ist linear vorgesehen” sowohl den Fall einer kontinuierlichen, linearen Form ab, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt, als auch den Fall einer unterbrochenen linearen Form mit einer Kerbe, die teilweise ausgebildet ist. Ferner ist die vorstehende Elektrode nicht notwendigerweise vollständig parallel zu der Umfangsrichtung, sondern kann in einem Winkel von 60° oder weniger geneigt sein und in einer Spiralform ausgebildet sein.

(2) Ferner variiert bei der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugt die Höhe der vorstehenden Elektrode in Abhängigkeit von dem Ort der vorstehenden Elektrode an der Trommelelektrode.

Wie später beschrieben wird, kann bei der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in Abhängigkeit von dem Wartungsverfahren während der Verwendung, die Höhe der vorstehenden Elektrode in Abhängigkeit von dem Ort der vorstehenden Elektrode variieren. Sogar solch eine Trommelelektrode kann geeignet für eine Metallbeschichtung an der Oberfläche des Basismaterials verwendet werden. Daher steigt während der Verwendung der Trommelelektrode die Anzahl an Wartungsverfahren, aus denen ausgewählt werden kann.

(3) Ferner ist bei der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Basismaterial bevorzugt ein aus Harz ausgebildeter Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur.

Die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch geeignet für ein langes Basismaterial mit einem niedrigen elektrischen Widerstand, wie beispielsweise eine Kupferplatte verwendet werden. Jedoch, in dem Fall, in dem das Basismaterial ein aus Harz ausgebildeter Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur ist, kann ein stärkerer Effekt erreicht werden. Beispielsweise in dem Fall, in dem das Basismaterial ein aus Harz ausgebildeter Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur ist, der eine elektrische Leitfähigkeitsbehandlung durch Anwendung von Karbon durchlaufen hat, steigt aufgrund seines hohen elektrischen Widerstandes die Plattierungsspannung in der existierenden Trommelelektrode an und es gibt eine Möglichkeit, dass das Harz, welches das Basismaterial ist, abgebrannt wird. Ferner ist es schwierig eine Plattierungsfolie gleichmäßig auf dem zentralen Abschnitt in der Dickenrichtung des aus Harz ausgebildeten Körpers oder an einer Oberfläche gegenüber der Oberfläche in Kontakt mit der Trommelelektrode auszubilden. Im Gegensatz dazu kann bei der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da eine vorstehende Elektrode linear in der Umfangsrichtung vorgesehen wird, die Plattierung direkt in einer Flüssigkeit durchgeführt werden und daher kann der Widerstand des Basismaterials verringert werden. Ferner ist es möglich eine Plattierungsfolie gleichmäßig sogar im Inneren des porösen Abschnittes des aus Harz ausgebildeten Körpers auszubilden. Im Folgenden kann der aus Harz ausgebildete Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur auch einfach als ein aus Harz ausgebildeter Körper bezeichnet werden.

(4) Ein Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Abdeckens einer Oberfläche einer säulenförmigen Leistungszuführschicht mit einer isolierenden Schicht, einen Schritt des teilweisen Entfernens der Oberfläche der isolierenden Schicht linear in der Umfangsrichtung, um die Oberfläche der Leistungszuführschicht zu exponieren und einen Schritt des Plattierens der linear exponierten Oberfläche der Leistungszuführschicht mit einem Metall, um eine vorstehende Elektrode auszubilden, um höher zu sein als die Oberfläche der isolierenden Schicht.
(5) Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des abwechselnden Stapelns von ringförmigen isolierenden Scheiben und ringförmigen Metallscheiben, die jeweils ein Durchgangsloch in dem Zentrum davon aufweisen, um eine zylindrische Form auszubilden; und einen Schritt des Einführens eines säulenförmigen Leistungszuführelementes in die Durchgangslöcher der isolierenden Scheiben und der Metallscheiben, gefolgt von einem Befestigen.

Durch Anwenden des Verfahrens zur Herstellung einer Trommelelektrode, das in Element (4) oder (5) beschrieben wurde, ist es möglich, einfach die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Element (1) beschrieben wurde, herzustellen.

(6) Eine Plattierungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet, um eine Oberfläche eines langen Basismaterials, dem eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, mit einem Metall zu Plattieren, verwendend eine Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter zur Verfügung gestellt wird, in dem die Trommelelektrode die Trommelelektrode ist, die in einem der Elemente (1) bis (3) beschrieben wurde.

Die in Element (6) beschriebene Plattierungseinrichtung verwendet die Trommelelektrode, die in Element (1) oder (2) beschrieben wurde. Daher ist eine exzessive Wartung nicht erforderlich im Vergleich mit der existierenden Plattierungseinrichtung und es ist möglich einfach eine Harzstruktur mit einer Metallplattierungsfolie an der Oberfläche davon herzustellen.

(7) Ein Verfahren zur Herstellung einer Harzstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Vermittelns einer elektrischen Leitfähigkeit an eine Oberfläche eines langen Basismaterials, das aus einem Harz hergestellt ist, und einen Schritt des Plattierens der Oberfläche des Basismaterials mit einem Metall verwendend eine Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, um eine Harzstruktur mit einer Metallplattierungsfolie an einer Oberfläche davon zu erhalten, in der die Trommelelektrode die Trommelelektrode ist, die in Element (1) oder (2) beschrieben wurde.
(8) Ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Vermittelns einer elektrischen Leitfähigkeit an eine Oberfläche eines aus Harz ausgebildeten Körpers mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, einen Schritt des Plattierens der Oberfläche des aus Harz ausgebildeten Körpers mit einem Metall verwendend eine Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter zur Verfügung gestellt wird, um eine Harzstruktur zu erhalten, und einen Schritt des Entfernens des aus Harz ausgebildeten Körpers aus der Harzstruktur, um einen porösen Metallkörper zu erhalten, in dem die Trommelelektrode die Trommelelektrode ist, die in Element (1) oder (2) beschrieben wurde.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Harzstruktur, das in Element (7) beschrieben wurde und bei dem Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers, das in Element (8) beschrieben wurde, da die Trommelelektrode, die in einem der Elemente (1) bis (3) beschrieben wurde, verwendet wird, können die Kosten, die zur Herstellung der Trommelelektrode erforderlich sind, reduziert werden und es ist möglich günstiger eine Harzstruktur oder einen porösen Metallkörper zur Verfügung zu stellen. Ferner, da die Trommelelektrode relativ einfach gewartet werden kann, kann die Hürde der Steuerung während des Betriebes reduziert werden und es ist möglich einfacher eine Harzstruktur oder einen porösen Metallkörper zur Verfügung zu stellen.
[Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
Spezifische Beispiele einer Trommelelektrode und dergleichen gemäß der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben. Es ist angedacht, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt ist, sondern er durch die beigefügten Ansprüche festgelegt wird und alle Variationen der äquivalenten Bedeutungen und Bereiche gemäß den Ansprüchen umfasst.
<Trommelelektrode>
Eine Trommelelektrode gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Trommelelektrode für eine Einrichtung, die ausgebildet ist um eine Oberfläche eines langen Basismaterial mit einer elektrischen Leitfähigkeit mit einem Metall zu plattieren. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Trommelelektrode eine Leistungszuführschicht 11, eine isolierende Schicht 12, und vorstehende Elektroden 13. Die isolierende Schicht 12 deckt die Oberfläche der Leistungszuführschicht 11 ab und die vorstehenden Elektroden 13 sind ausgebildet, um von der Oberfläche der isolierenden Schicht 12 vorzustehen und sind elektrisch mit der Leistungszuführschicht 11 verbunden. Die vorstehenden Elektroden 13 sind linear in der Umfangsrichtung der Trommelelektrode 1 ausgebildet.
Die Leistungszuführschicht 11 ist nicht beschränkt solange sie elektrisch leitfähig ist und verschiedene Metalle können geeigneter Weise verwendet werden. Ferner kann die Leistungszuführschicht 11 eine einlagige Struktur oder eine mehrlagige Struktur umfassend zwei oder mehr Lagen sein. Das heißt, sogar wenn ein weiteres leitfähiges Material auf der Oberfläche der Leistungszuführschicht 11 angeordnet ist, die als das Zentrum der Trommelelektrode 1 dient, ist es akzeptierbar, solange die einzelnen Schichten ausreichend aneinander anhaften, sodass die Schichten sich nicht relativ bewegen und elektrisch miteinander verbunden sind. In dem Fall, in dem der Grad der Anhaftung zwischen den Schichten gering ist, wird die Rotationskraft nicht ausreichend übertragen, wenn die Trommelelektrode 1 rotiert wird. Daher ist der Grad der Haftung zwischen den Schichten bevorzugt hoch. Die isolierende Schicht 12 weist eine isolierende Eigenschaft auf und ist stabil gegenüber einer Plattierungslösung, mit der sie in Kontakt in einem Plattierungsbehälter steht, in dem die Trommelelektrode 1 angeordnet wird. Beispielsweise ein Harz, wie beispielsweise ein Epoxidharz, ein Silikonharz oder ein Fluoroharz kann geeigneter Weise als die isolierende Schicht verwendet werden. In dem Fall, in dem die Oberfläche des aus Harz ausgebildeten Körpers mit Aluminium beschichtet ist, ist das Fluoroharz die bevorzugt Wahl unter den oben beschriebenen Harzen. Ferner kann auch eine Oxidschicht, die auf der Oberfläche der Leistungszuführschicht 11 ausgebildet ist, geeigneter Weise verwendet werden.
Die vorstehende Elektrode 13 ist nicht beschränkt, solange sie elektrisch leitfähig ist und verschiedene Metallmaterialien können geeigneter Weise verwendet werden, jedoch ist die Elektrode 13 bevorzugt aus dem gleichen Material wie das auf die Oberfläche des Basismaterials zu plattierende Metall ausgebildet. Im Speziellen wird eine aus Nickel ausgebildete Elektrode geeigneter Weise zur Nickelbeschichtung verwendet und eine vorstehende Elektrode, die aus Aluminium ausgebildet ist, wird geeigneter Weise zur Aluminiumbeschichtung verwendet.
In 1 sind die vorstehenden Elektroden 13 jeweils kontinuierlich und linear parallel zu der Umfangsrichtung der Trommelelektrode 1 ausgebildet. Demgemäß werden in der Trommelelektrode 1 die isolierenden Schichten 12 und die vorstehenden Elektroden 13 alternierend angeordnet. Ferner können in einer Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die vorstehenden Elektroden 13 in der Umfangsrichtung in einem geschlossenen Zustand kontinuierlich ausgebildet sein oder die vorstehenden Elektroden 13 können unterbrochen ausgebildet sein, wobei eine Kerbe teilweise ausgebildet ist. In dem Fall, in dem eine Kerbe an einer vorstehenden Elektrode 13 vorhanden ist, ist die Länge der Kerbe bevorzugt so gering wie möglich und ist bevorzugt geringer als die Länge des kontinuierlichen Abschnittes der vorstehenden Elektrode.
Ferner können die vorstehenden Elektroden 13 parallel zu der Umfangsrichtung ausgebildet sein oder können mit einer Neigung in Bezug auf die Umfangsrichtung ausgebildet sein. In dem Fall, in dem eine kontinuierliche, linear vorstehende Elektrode eine Neigung in Bezug auf die Umfangsrichtung aufweist, ist die vorstehende Elektrode 13 in einer spiralen Form an der Oberfläche der Trommelelektrode 1 ausgebildet. Der Winkel zwischen der vorstehenden Elektrode 13 und der Umfangsrichtung ist bevorzugt so gering wie möglich und beträgt bevorzugt 60° oder weniger.
Durch Erhöhen der Breite der isolierenden Schicht 12 relativ zu der Breite der vorstehenden Elektrode kann die Stromeffizienz erhöht werden. Auf der anderen Seite neigt beispielsweise in dem Fall, in dem das Basismaterial ein solches wie ein aus Harz ausgebildeter Körper ist, der eine Behandlung, um elektrisch leitfähig zu werden, durch Anwendung von Karbon durchlaufen hat, welches einen großen elektrischen Widerstand aufweist, die Plattierungskraft der Metallbeschichtung dazu abzunehmen. Ferner, wenn die Breite der isolierenden Schicht 12 relativ zu der Breite der vorstehenden Elektrode 13 abnimmt, nimmt der elektrische Widerstand ab und die Plattierungskraft der Metallbeschichtung auf dem Basismaterial kann erhöht werden, jedoch neigt die Stromeffizienz dazu, abzunehmen.
Daher muss in Anbetracht der oben gemachten Ausführungen die Breite der isolierenden Schicht 12 und die Breite der vorstehenden Elektrode 13 in Abhängigkeit von dem Material und der Dicke des Basismaterials, das mit einem Metall beschichtet wird, dem Typ Metall, welches zum Plattieren verwendet wird, oder dergleichen eingestellt werden. Beispielsweise kann in dem Fall, in dem eine Aluminiumbeschichtung in einem geschmolzenem Salz auf einem geschäumten Urethanharz, welchem eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, durch abwechselndes Anordnen von isolierenden Schichten 12 mit einer Breite von 4 bis 12 mm und vorstehenden Elektroden 13 mit einer Breite von 1 bis 4 mm durchgeführt wurde, die Galvanisierung zufriedenstellend durchgeführt werden.
Die vorstehende Elektrode 13 muss von der Oberfläche der isolierenden Schicht 12 vorstehen. Der Grund dafür ist, dass, wenn die Trommelelektrode 1 und das Basismaterial in Kontakt miteinander gebracht werden, die vorstehende Elektrode in Kontakt mit dem Basismaterial ohne zu Versagen steht, sodass die Leistungszuführung durchgeführt werden kann. Insbesondere in dem Fall, in dem das Basismaterial eines ist, wie beispielsweise ein aus Harz ausgebildeter Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, dem eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, der einen großen elektrischen Widerstand aufweist und in dem es schwierig ist eine Plattierungsfolie gleichmäßig an der Innenseite des porösen Abschnittes davon auszubilden, ist es notwendig, die vorstehende Elektrode 13 und das Basismaterial ausreichend miteinander in Kontakt zu bringen. Die vorstehende Höhe der vorstehenden Elektrode 13 von der isolierenden Schicht 12 ist nicht eingeschränkt, beträgt jedoch bevorzugt mehr als 0 mm bis ungefähr 2 mm, bevorzugter ungefähr 0,2 bis 1,5 mm und noch bevorzugter ungefähr 0,5 bis 1 mm. In diesem Fall kann die vorstehende Elektrode 13 ausreichend in Kontakt mit dem Basismaterial gebracht werden.
Wenn die vorstehende Elektrode niedriger ist als die isolierende Schicht, da die Oberfläche des Basismaterial und der vorstehenden Elektrode nicht in Kontakt miteinander sind, ist es möglich, die Oberfläche des Basismaterials mit einem Metall zu galvanisieren. Jedoch, da die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, der mit einer Plattierungslösung gefüllt ist, wenn die Plattierungslösung und die vorstehende Elektrode in Kontakt miteinander während des Betriebes sind, beginnt das Metall damit der Galvanisierung auf der Oberfläche der vorstehenden Elektrode, um die Höhe der vorstehenden Elektrode zu erhöhen und als ein Ergebnis erstreckt sich die vorstehende Elektrode von der Oberfläche der isolierenden Schicht. In solch einem Zustand, da die vorstehende Elektrode und das Basismaterial in Kontakt miteinander treten, wird die Leistungszuführung möglich und es ist möglich, die Oberfläche des Basismaterials mit dem Metall zu galvanisieren.
Wie oben beschrieben wurde, steigt bei der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, da das Metall auf die Oberfläche der vorstehenden Elektrode während der Verwendung galvanisiert wird, die Höhe der vorstehenden Elektrode relativ zu der isolierenden Schicht an. Daher, wenn die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird bevorzugt ein Fräswerkzeug an einer vorgegebenen Position ausgehend von der Oberfläche der isolierenden Schicht zur Verfügung gestellt. Dadurch, sogar wenn das Metall auf die vorstehende Elektrode galvanisiert wird, um die Höhe der vorstehenden Elektrode zu erhöhen, falls die Höhe der vorstehenden Elektrode ein vorgegebenes Niveau überschreitet, wird der überschüssige Abschnitt von dem Fräser abgeschnitten, wodurch die vorstehende Elektrode daran gehindert werden kann, übermäßig vorzustehen.
Das Fräswerkzeug kann an der Oberseite der Trommelelektrode (die Seite gegenüber dem Plattierungsbehälter) vorgesehen sein, ferner kann ein Fräswerkzeug zur Verfügung gestellt werden und an der Oberseite von jeder vorstehenden Elektrode befestigt werden. Alternativ kann eine Vielzahl Fräswerkzeuge an der Oberseite der Trommelelektrode vorgesehen werden, um in einer senkrechten Richtung zu der Umfangsrichtung beweglich zu sein. In dem Fall, in dem die Fräswerkzeuge sich in einer senkrechten Richtung zu der Umfangsrichtung bewegen, wird die Höhe der vorstehenden Elektroden ausgehend von der Oberfläche der isolierenden Schicht nicht gleichmäßig. Sogar in solch einem Zustand ist es möglich, eine Plattierungsfolie gleichmäßig auf der Oberfläche des Basismaterials auszubilden.
Ferner ist die Oberfläche der vorstehenden Elektrode bevorzugt rau, anstatt glatt, da so ein gutes Verriegeln mit dem Basismaterial so erreicht werden kann. Das Verfahren zum Aufrauen der Oberfläche der vorstehenden Elektrode ist nicht eingeschränkt und jedes Verfahren, das geeignete Unregelmäßigkeiten ausbildet, kann verwendet werden. In diesem Fall kann die Oberflächenrauigkeit im Bereich von Mikrometern (μm) sein. Beispielsweise umfasst das Verfahren zum Aufrauen der Oberfläche der vorstehenden Elektrode ein Verfahren, bei dem die Oberfläche mit einer groben Feile poliert wird, ein Verfahren, bei dem eine dünne Plattierungsfolie ausgebildet wird, ein Ätzverfahren, und ein Verfahren, bei dem ein Auflösen unter Verwendung von Säure oder Lauge durchgeführt wird. Ferner, in dem Fall, in dem ein Metall auf die Oberfläche der vorstehenden Elektrode galvanisiert wird, um die Oberfläche aufzurauen, kann der aufgeraute Zustand so verwendet werden, wie er ist.
Als das Basismaterial kann jedes lange Basismaterial dessen Oberfläche mit einem Metall zu plattieren ist verwendet werden. Beispiele davon umfassen eine Harzlage, der eine elektrische Leitfähigkeit durch Anwendung von Karbon oder dergleichen vermittelt wurde. Als Harzlage kann beispielsweise eine Vinylchloridlage oder dergleichen verwendet werden.
Ferner, wie oben beschrieben wurde, in dem Fall, in dem ein Basismaterial ein aus Harz ausgebildeter Köper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur ist, wird die Leistungsfähigkeit der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gut zur Schau gestellt.
Als der aus Harz ausgebildete Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur kann beispielsweise ein Körper aus geschäumtem Harz, der unter Verwendung von Polyurethan, einem Melaminharz oder dergleichen hergestellt wurde, verwendet werden. Obwohl als der geformte Körper aus geschäumtem Harz beschrieben, kann ein aus Harz ausgebildeter Körper mit irgendeiner Form ausgewählt werden, solange er kontinuierliche Poren (miteinander verbundene Poren) aufweist. Beispielsweise kann ein Körper mit einer Vliesform, bei der die Harzfasern, wie beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen, miteinander verflochten sind, anstatt des geformten Körpers aus geschäumtem Harz verwendet werden.
Ferner ist der Typ Metall, der für die Plattierung verwendet wird, nicht beschränkt und kann geeignet gemäß dem beabsichtigten Zweck der Oberflächenbehandlung des Basismateriales ausgewählt werden. Beispiele davon umfassen Aluminium, Kupfer, Nickel, Zink, Zinn, Chrom, Silber und Gold.
Durch Verwenden der Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sogar in dem Fall, in dem das Basismaterial ein aus Harz ausgebildeter Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur ist, ist es möglich, ein Metall gleichmäßig auf die Oberfläche des Basismaterials in einem Plattierungsbehälter zu galvanisieren. Wie später beschrieben wird, kann die Trommelelektrode selbst mit einem einfachen Verfahren hergestellt werden und ferner kann die Last der Wartung während der Verwendung reduziert werden.
<Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode>
(Herstellungsverfahren gemäß Ausführungsform 1)
Die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, kann mit einem Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode hergestellt werden, welches einen Schritt des Abdeckens einer Oberfläche einer säulenartigen Leistungszuführschicht mit einer isolierenden Schicht (Isolierschichtausbildungsschritt), einen Schritt des teilweisen Entfernens der Oberfläche der isolierenden Schicht linear in der Umfangsrichtung, um die Oberfläche der Leistungszuführschicht zu exponieren (Schritt des teilweisen Entfernens der isolierenden Schicht) und einen Schritt des Plattierens der linear exponierten Oberfläche der Leistungszuführschicht mit einem Metall, um eine vorstehende Elektrode auszubilden, um höher zu sein als die Oberfläche der isolierenden Schicht (Ausbildungsschritt der vorstehenden Elektrode), umfasst.
[Isolationsschichtausbildungsschritt]
Zunächst wird ein erstes säulenförmiges, elektrisch leitendes Material, welches als eine Leistungszuführschicht dient, vorbereitet. Wie oben beschrieben wurde, ist das Material für die Leistungszuführschicht nicht beschränkt solange es elektrisch leitfähig ist und verschiedene Metalle können geeigneter Weise verwendet werden. Ferner kann die Leistungszuführschicht eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisend zwei oder mehr Schichten aufweisen.
Im Folgenden wird die säulenförmige Leistungszuführschicht vollständig durch Anordnen einer isolierenden Schicht auf der Oberfläche davon beschichtet. Die isolierende Schicht kann mit einer großen Dicke ausgebildet werden, wenn der Durchmesser der Leistungszuführschicht relativ zu dem Durchmesser der herzustellenden Trommelelektrode gering ist. Die isolierende Schicht kann mit einer geringen Dicke ausgebildet werden, wenn die Leistungszuführschicht eine Vielzahl an Schichten umfasst und der Durchmesser der Leistungszuführschicht nahe zu dem Durchmesser der Trommelelektrode ist.
Wie oben beschrieben wurde, weist die isolierende Schicht eine isolierende Eigenschaft auf und ist stabil im Hinblick auf eine Plattierungslösung mit der sie in Kontakt steht in dem Plattierungsbehälter, wenn die Trommelelektrode angeordnet wird. Beispielsweise kann die isolierende Schicht mittels eines Verfahrens, bei dem ein Isolationsharz verwendet wird, einem Verfahren, bei dem eine anodische Oxidschicht auf der Oberfläche der Leistungszuführschicht ausgebildet wird oder dergleichen ausgebildet werden.
[Schritt des teilweisen Entfernens der isolierenden Schicht]
Durch Durchführen des oben beschriebenen Schrittes wird die gesamte Oberfläche der Leistungszuführschicht mit der isolierenden Schicht bedeckt. Eine Nut wird in einem Abschnitt der Oberfläche der isolierenden Schicht ausgebildet, indem eine vorstehende Elektrode auszubilden ist. Die isolierende Schicht wird entfernt bis die Nut die Oberfläche der Leistungszuführschicht erreicht, die unterhalb der isolierenden Schicht angeordnet ist.
In diesem Schritt ist es durch Ausbilden einer Vielzahl an Nuten, wobei jede Nut kontinuierlich und parallel zu der Umfangsrichtung ausgebildet ist, möglich eine Trommelelektrode herzustellen, bei der die isolierenden Schichten und vorstehenden Elektroden alternierend angeordnet sind. Ferner, wenn jede Nut nicht vollständig kontinuierlich in der Umfangsrichtung ist und ein Abschnitt ohne die Nut zur Verfügung gestellt wird, ist es möglich, eine vorstehende Elektrode mit einer Kerbe auszubilden, die teilweise darin ausgebildet ist. Ferner, wenn eine Nut kontinuierlich in einem bestimmten Winkel (60° oder weniger) in Bezug auf die Säulenrichtung ausgebildet wird, ist es möglich, eine vorstehende Elektrode auszubilden, die spiralenförmig an der Oberfläche der Trommelelektrode vorsteht.
[Ausbildungsschritt der vorstehenden Elektrode]
Eine vorstehende Elektrode wird auf dem exponierten Abschnitt der Oberfläche der Leistungszufuhrschicht ausgebildet, in der die Nut in der isolierenden Schicht, wie oben beschrieben, ausgebildet wurde. Die vorstehende Elektrode ist nicht beschränkt, solange sie elektrisch leitfähig ist und verschiedene Metallmaterialien können geeigneter Weise verwendet werden. Ferner, wie oben beschrieben wurde, ist die vorstehende Elektrode bevorzugt aus dem gleichen Metall ausgebildet, wie das auf das Basismaterial zu plattierende Material.
Das Verfahren zum Ausbilden der vorstehenden Elektrode ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann die vorstehende Elektrode durch Plattieren des exponierten Abschnittes der Oberfläche der Leistungszuführschicht mit einem Metall ausgebildet werden. Das Plattierungsverfahren kann ein nicht elektrolytisches Galvanisieren oder ein elektrolytisches Galvanisieren sein. Das Galvanisieren wird beendet, wenn die Metallbeschichtung, die damit begonnen hat auf dem exponierten Abschnitt der Oberfläche der Leistungszuführschicht zu wachsen, sich von der Oberfläche der isolierenden Schicht erstreckt.
(Herstellungsverfahren nach Ausführungsform 2)
Die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, kann auch mit einem Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode hergestellt werden, welches einen Schritt des abwechselnden Stapels ringförmiger Isolationsscheiben und ringförmiger Metallscheiben umfasst, die jeweils ein Durchgangsloch in dem Zentrum davon aufweisen, um eine zylindrische Form auszubilden; und einen Schritt des Einführens eines säulenförmigen Leistungszuführelementes in die Durchgangslöcher der isolierenden Scheiben und Metallscheiben, der gefolgt wird von einer Befestigung.
Bei diesem Verfahren, wie in 2 gezeigt, weisend die ringförmigen isolierenden Scheiben 22 ein Durchgangsloch in dem Zentrum davon auf und die ringförmigen Metallscheiben 23 mit einem Durchgangsloch in dem Zentrum davon werden hergestellt und alternierend auf eine konzentrische Weise angeordnet, um eine zylindrische Form auszubilden. Ein säulenförmiges Leistungszuführelement wird auch in die Durchgangslöcher in dem Zentrum eingeführt und fest befestigt.
Die isolierenden Scheiben 22 und die Metallscheiben 23 können aneinander befestigt werden, beispielsweise durch Befestigen mit Schrauben, die Anwendung eines Klebers oder dergleichen. Ferner kann das Befestigen mit dem Leistungszuführelement, welches in das Durchgangsloch eingeführt wurde, auf die gleiche Weise unter Verwendung von Schrauben oder einem elektrisch leitenden Kleber durchgeführt werden.
Der Durchmesser der Metallscheibe 23 ist bevorzugt größer als der Durchmesser der isolierenden Scheibe 22. Jedoch, sogar in dem Fall, in dem der Durchmesser der Metallscheibe 23 gleich oder geringer als der Durchmesser der isolierenden Scheibe 22 ist, nachdem das Leistungszuführelement eingeführt wurde, wie bei dem oben beschriebenen Verfahren, kann die Oberfläche der Metallscheibe 23 mit einem Metall plattiert werden.
Da die isolierende Scheibe 22 als die isolierende Schicht dient, die oben beschrieben wurde, kann ein Material mit einer isolierenden Eigenschaft und das stabil gegenüber einer Plattierungslösung ist, mit der es in Kontakt in einem Plattierungsbehälter steht in dem die Trommelelektrode angeordnet ist, für die isolierende Scheibe 22 verwendet werden.
Da die Metallscheibe 23 als die vorstehende Elektrode dient, die oben beschrieben wurde, ist das Material für die Metallscheibe 23 nicht eingeschränkt solange es elektrisch leitfähig ist und verschiedene Metallmaterialien können geeigneter Weise verwendet werden. Bevorzugt ist das Metall das gleiche wie das auf das Basismaterial zu galvanisierende Metall.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Leistungszuführschicht nicht eingeschränkt solange sie elektrisch leitfähig ist und verschiedene Metalle können geeigneter Weise verwendet werden. Ferner kann die Leistungszuführschicht eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur umfassend zwei oder mehr Schichten aufweisen.
Ferner kann die isolierende Scheibe 22 eine einzelne, ringförmige Scheibe oder eine Scheibe, die durch Kombinieren einer Vielzahl an Platten ausgebildet wird, sein. Beispielsweise kann die isolierende Scheibe 22 durch Kombinieren einer Vielzahl unterteilter sektorieller, isolierender Scheiben (isolierender Schichten) 32, wie in 3 gezeigt ausgebildet werden. Jedoch in dem Fall, in dem die sektoriellen verwendet werden, müssen Verbindungsstellen geschweißt werden oder dergleichen, sodass keine Hohlräume entstehen. Wenn der Verbindungsabschnitt einen Hohlraum aufweist, tritt die Galvanisierungslösung in den Hohlraum ein und die Galvanisierung wächst in dem Hohlraum an. Daher wird ein leitender Abschnitt, der kontinuierlich in einer senkrechten Richtung zu der Umfangsrichtung ist, an der Oberfläche der Trommelelektrode ausgebildet. Wenn solch ein leitfähiger Abschnitt, der kontinuierlich in einer senkrechten Richtung zu der Umfangsrichtung ist, ausgebildet wird, konzentriert sich der Strom an dem leitfähigen Abschnitt, welches zu Problemen führen kann. Beispielsweise in dem Fall, in dem das Basismaterial ein aus Harz ausgebildeter Körper ist, kann das Basismaterial abbrennen.
Auf solch eine Weise kann die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Gemäß dieser Verfahren ist es möglich, eine Trommelelektrode sehr einfach im Vergleich mit der bekannten Trommelelektrode herzustellen.
4 und 5 sind jeweils eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Trommelelektrode, die mit dem oben beschriebenen Verfahren erhalten wird. 4 zeigt ein Beispiel, in dem eine Leistungszuführschicht durch Stapeln einer Vielzahl an Schichten ausgebildet wird, wobei der Oberflächenabschnitt davon mit einer isolierenden Schicht 42 bedeckt ist, Nuten in der isolierenden Schicht 42 vorgesehen sind und vorstehende Elektroden 43 in den Nuten ausgebildet werden. Ferner zeigt 5 ein Beispiel in dem die Trommelelektrode durch alternierendes Anordnen von isolierenden Scheiben 52 und Metallscheiben 53, gefolgt von einer Befestigung, ausgebildet wird.
<Plattierungseinrichtung>
Eine Plattierungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet, um eine Oberfläche eines langen Basismaterials, dem eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, mit einem Metall zu plattieren unter Verwendung einer Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, in dem die Trommelelektrode die Trommelelektrode gemäß der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben wurde, sich befindet.
Die Plattierungseinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die gleiche Basisstruktur wie die bekannte Einrichtung aufweisen, beispielsweise, gezeigt in 8, solange die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das heißt, die Plattierungseinrichtung weist eine Struktur auf, bei der in einem Plattierungsbehälter, der mit einer Plattierungslösung gefüllt ist, die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Kathode vorgesehen ist und ein Metall zum Plattieren als eine Anode vorgesehen ist. Ferner, wie oben beschrieben wurde, wird bevorzugt ein Fräswerkzeug an der Oberseite der Plattierungseinrichtung zur Verfügung gestellt, sodass es möglich ist, teilweise die vorstehende Elektrode abzuschneiden, an der das Metall durch Galvanisierung aufgetragen wurde und deren Höhe sich während des Betriebes erhöht hat.
<Verfahren zur Herstellung der Harzstruktur>
Ein Verfahren zur Herstellung einer Harzstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Vermittels einer elektrischen Leitfähigkeit an ein langes Basismaterial, welches aus einem Harz ausgebildet ist, und einen Schritt des Plattierens einer Oberfläche des Basismaterial mit einem Metall unter Verwendung einer Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, um eine Harzstruktur mit einer Metallplattierungsschicht an der Oberfläche davon zu erhalten, in der die Trommelelektrode die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die oben beschrieben wurde.
In dem Verfahren zur Herstellung einer Harzstruktur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, solange die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als die Trommelelektrode verwendet wird, können die übrigen Schritte durchgeführt werden, wie bei dem bekannten Verfahren zur Herstellung einer Harzstruktur.
Ferner kann jedes lange Basismaterial, das aus Harz ausgebildet ist, als das Basismaterial verwendet werden, solange die Oberfläche davon mit einem Metall, wie oben beschrieben wurde, zu plattieren ist. Als das Verfahren zum Vermitteln der elektrischen Leitfähigkeit an die Oberfläche des Basismaterials kann beispielsweise ein Verfahren verwendet werden, bei dem Kohlenstoffpulver, das in einer Pastenform vorliegt, an der Oberfläche des Basismaterials angewendet wird.
<Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers>
Ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Vermittels einer elektrischen Leitfähigkeit an einen geformten Harzkörper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, einen Schritt des Plattierens einer Oberfläche des aus Harz ausgebildeten Körpers mit einem Metall unter Verwendung einer Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, um eine Harzstruktur zu erhalten, und einen Schritt des Entfernens des aus Harz ausgebildeten Körpers aus der Harzstruktur, um einen porösen Metallkörper zu erhalten, in dem die Trommelelektrode die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die oben beschrieben wurde. In dem Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, solange die Trommelelektrode der vorliegenden Erfindung als die Trommelelektrode verwendet wird, können die übrigen Schritte wie bei dem bekannten Verfahren zum Herstellen einer Harzstruktur durchgeführt werden.
Als der aus Harz ausgebildete Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur, der als das Basismaterial dient, wie oben beschrieben, kann ein geschäumter, aus Harz ausgebildeter Körper geeigneter Weise verwendet werden. Zusätzlich ist es auch möglich, geeignet einen Körper mit einer vliesartigen Form, bei dem die Harzfasern miteinander verschlungen sind, und einen aus Harz ausgebildeten Körper in irgendeiner Form mit kontinuierlichen Poren zu verwenden.
Ferner ist das Verfahren zum Vermitteln einer elektrischen Leitfähigkeit an den aus Harz ausgebildeten Körper nicht beschränkt. Wenn die Trommelelektrode gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist es möglich, das Galvanisieren zufriedenstellend durchzuführen, sogar auf einem Basismaterial mit einem relativ großen Widerstand, wie beispielsweise das, das durch die Anwendung von Kohlenstoff erhalten wird. Das Verfahren zur Anwendung von Kohlenstoff ist nicht beschränkt und ein bekanntes Verfahren kann verwendet werden.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird detaillierter im Folgenden auf Basis von Beispielen beschrieben. Jedoch dienen die Beispiele rein dem Zwecke der Darstellung und die Trommelelektrode und dergleichen der vorliegenden Erfindung sind nicht darauf beschränkt. Es ist angedacht, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die angehängten Ansprüche ermittelt wird und alle Variationen der äquivalenten Bedeutungen und Bereiche gemäß dem Ansprüchen umfasst.
[Beispiel 1]
<Herstellung der Trommelelektrode 1>
24 Aluminiumscheiben mit einer Dicke von 1 mm und einem Durchmesser von 200 mm wurden vorbereitet und ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 40 mm wurde in dem Zentrum der Scheiben ausgebildet.
25 isolierende Scheiben aus Vinylchlorid mit einer Dicke von 4 mm und einem Durchmesser von 199 mm wurden vorbereitet und ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 40 mm wurde in dem Zentrum von jeder der Scheiben ausgebildet.
Die aus Aluminium ausgebildeten Scheiben und die isolierenden Scheiben wurden alternierend angeordnet und fest mit Schrauben befestigt. Eine Leistungszufuhrschicht aus Titan mit einem Durchmesser von 39 mm und einer Länge von 250 mm wurde in den Durchgangslochabschnitt in dem Zentrum eingeführt und fest mit einer Spannvorrichtung befestigt. Folglich wurde eine Trommelelektrode 1 erhalten, bei der die linear vorstehenden Elektroden, die sich in der Umfangsrichtung mit einer Breite von 1 mm erstrecken, in einem Abstand von 4 mm ausgebildet sind.
Die vorstehenden Elektroden der Trommelelektrode 1, die auf diese Weise erhalten wurden, wurden einer Aluminiumplattierungsbehandlung ausgesetzt, um die Oberflächen davon aufzurauen.
<Produktion des porösen Metallkörpers 1>
(Basismaterial)
Als ein Basismaterial wurde geschäumtes Urethan mit einer Dicke von 1 mm, einer Porosität von 95 Volumen-% und einer Anzahl an Poren (Zellen) pro Zoll von ungefähr 50 vorbereitet. Durch Aussetzen des aufgeschäumten Urethans in einer Kohlenstoffsuspension, gefolgt von Trocknen wurde eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt. Die Kohlenstoffsuspension wies 17 Gewichts-% Graphit und Ruß und 7 Gewichts-% eines Harzbindemittels auf und wies ferner ein Penetriermittel und ein Antischaummittel auf. Die Partikelgröße des Rußes betrug 0,5 μm.
(Struktur einer Einrichtung zum Herstellen eines porösen Metallkörpers)
Als eine Plattierungslösung wurde ein geschmolzenes Salz durch Mischen von Aluminiumchlorid (AlCl₃) und 1-Ethyl-3-Methylimidazoliumchlorid (EMIC) mit einem Mischungsverhältnis von 2:1 vorbereitet (in Anbetracht eines molaren Verhältnisses), und ein Plattierungsbehälter wurde mit der Plattierungslösung gefüllt.
In dem Plattierungsbehälter wurde eine Aluminiumelektrode als eine Anode angeordnet und die Trommelelektrode 1, die wie oben beschrieben hergestellt wurde, wurde als eine Kathode angeordnet.
(Herstellung des porösen Metallkörpers)
Das aufgeschäumte Urethan, dem die elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, wie oben vorbereitet, wurde als ein Basismaterial der Einrichtung bereitgestellt, um einen porösen Metallkörper aufweisend die oben beschriebene Struktur herzustellen, und eine Aluminiumgalvanisierung wurde durchgeführt. Dadurch wurde ein poröser Metallkörper 1 hergestellt. Die Fördergeschwindigkeit des Basismaterials wurde auf 17 mm/min eingestellt und die angelegte Stromdichte wurde auf 8 A/dm² eingestellt.
Ferner wurde ein Fräswerkzeug an der Oberseite der Trommelelektrode 1 vorgesehen, um ausgebildet zu sein, um geeignet das Aluminium zu schneiden, welches auf den Oberflächen der vorstehenden Elektroden durch Galvanisierung abgelagert wurde. Das Fräswerkzeug wurde in einem Abstand von 1 mm von der Oberfläche der isolierenden Schicht angeordnet und wurde auf eine sich hin und her bewegende Weise in einer senkrechten Richtung zu der Umfangsrichtung bewegt.
[Beispiel 2]
<Herstellung der Trommelelektrode 2>
Eine aus Aluminium mit einem Durchmesser von 2 mm hergestellte Trommel wurde vorbereitet und 24 lineare Vorsprünge, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung erstrecken, wurden in einem Abstand von 4 mm ausgebildet. Die Breite der Vorsprünge wurde auf 1 mm eingestellt und die Höhe der Vorsprünge wurde auf 1,5 mm eingestellt.
Die gesamte Oberfläche der Aluminiumtrommel wurde mit Fluoroharz (ETFE) mit einer Dicke von 0,6 mm beschichtet. Da die Fluoroharzschicht auch auf den Oberflächen der Vorsprüngen ausgebildet wurde, wurde die mit dem Fluoroharz beschichtete Oberfläche abgeschabt bis die Oberflächen der Vorsprünge exponiert waren. Eine Aluminiumplattierung wurde mit einer Dicke von 0,5 mm an den Oberflächen der Vorsprünge (Aluminium), die von der Oberfläche des Fluoroharz exponiert waren, angereichert. Folglich wurde eine Trommelelektrode 2 erhalten, bei der die sich linear erstreckenden Elektroden 63, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung mit einer Breite von 1 mm erstrecken, in einem Abstand von 4 mm ausgebildet wurden. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Oberflächenabschnittes der Trommelelektrode 2. In 6 bezeichnet Bezugszeichen 62 die isolierende Schicht, die aus dem Fluoroharz ausgebildet ist.
<Herstellung eines porösen Metallkörpers 2>
Ein poröser Metallkörper wurde wie im Beispiel 1 herstellt, außer dass die Trommelelektrode 2 anstatt der Trommelelektrode 1 bei der Herstellung des porösen Metallkörpers 1 im Beispiel 1 verwendet wurde.
[Beispiel 3]
<Herstellung der Trommelelektrode 3>
Eine aus Aluminium mit einem Durchmesser von 200 mm ausgebildete Trommel wurde vorbereitet und durch Aussetzen der Oberfläche einer anodischen Oxidplattierungsbehandlung wurde eine anodische Oxidbeschichtung aus Aluminium ausgebildet. Die Dicke der anodischen Oxidbeschichtung aus Aluminium betrug ungefähr 10 μm.
Auf der Oberfläche der Trommel, an der der anodische Oxidfilm ausgebildet wurde, wurden 24 Nuten, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung erstrecken, in einem Abstand von 4 mm ausgebildet. Die Breite der Nuten wurde auf 1 mm eingestellt und die Tiefe der Nuten wurde auf 0,5 mm eingestellt. Durch Aussetzen der Oberfläche der Trommel einer Aluminiumplattierungsbehandlung, wurde eine Aluminiumplattierung in den Nuten angebracht. Die Aluminiumplattierung wurde ausgebildet, um sich von der Oberfläche des anodischen Oxidfilms um 0,5 mm zu erstrecken. Folglich wurde eine Trommelelektrode 3 erhalten, in der linear vorstehende Elektroden 73, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung mit einer Breite von 1 mm erstrecken, in einem Abstand von 4 mm ausgebildet sind. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Oberflächenabschnittes der Trommelelektrode 3. In 7 bezeichnet Bezugszeichen 72 eine anodische Oxidbeschichtung, die als eine isolierende Schicht dient.
<Herstellung eines porösen Metallkörpers 3>
Ein poröser Metallkörper 3 wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass die Trommelelektrode 3 anstatt der Trommelelektrode 1 bei der Herstellung des porösen Metallkörpers 1 im Beispiel 1 verwendet wurde.
[Beispiel 4]
<Herstellung einer Trommelelektrode 4>
Eine Trommelelektrode 4 wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass die Breite der vorstehenden Elektroden auf 2 mm eingestellt wurde und die Breite des isolierenden Schichtabschnittes auf 4 mm bei der Herstellung der Trommelelektrode 1 im Beispiel 1 eingestellt wurde.
<Herstellung eines porösen Metallkörpers 4>
Ein poröser Metallkörper 4 wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass die Trommelelektrode 4 anstatt der Trommelelektrode 1 bei der Herstellung des porösen Metallkörpers 1 im Beispiel 1 verwendet wurde.
[Beispiel 5]
<Herstellung einer Trommelelektrode 5>
Eine Trommelelektrode 5 wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Breite der vorstehenden Elektroden auf 2 mm eingestellt wurde und die Breite des isolierenden Schichtabschnittes auf 8 mm bei der Herstellung der Trommelelektrode 1 im Beispiel 1 eingestellt wurde.
<Herstellung eines porösen Metallkörpers 5>
Ein poröser Metallkörper 5 wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, abgesehen davon, dass die Trommelelektrode 5 anstatt der Trommelelektrode 1 bei der Herstellung des porösen Metallkörpers 1 im Beispiel 1 verwendet wurde.
[Beispiel 6]
<Herstellung einer Trommelelektrode 6>
24 aus Kupfer ausgebildete Scheiben mit einer Dicke von 1 mm und einem Durchmesser von 200 mm wurden vorbereitet und ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 40 mm wurde in dem Zentrum von jeder der Scheiben ausgebildet.
25 isolierende Scheiben aus Vinylchlorid mit einer Dicke von 4 mm und einem Durchmesser von 199 mm wurden vorbereitet und ein Durchgangsloch mit einem Durchmesser von 40 mm wurde in dem Zentrum von jeder der Scheiben ausgebildet.
Die aus Kupfer ausgebildeten Scheiben und die isolierenden Scheiben, die wie oben beschrieben vorbereitet wurden, wurden alternierend angeordnet und fest mit Schrauben fixiert. Eine Leistungszuführschicht aus Titan mit einem Durchmesser von 39 mm und einer Länge von 250 mm wurde in den Durchgangslochabschnitt in dem Zentrum eingeführt und fest mit einer Spannvorrichtung befestigt. Folglich wurde eine Trommelelektrode 6 erhalten, bei der die linear vorstehenden Elektroden, die sich kontinuierlich in der Umfangsrichtung mit einer Breite von 1 mm erstrecken, in einem Abstand von 4 mm ausgebildet sind.
<Herstellung eines porösen Metallkörpers 6>
Ein poröser Metallkörper 6 wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass eine Kupferplattierungslösung als eine Plattierungslösung anstatt der Aluminiumplattierungslösung verwendet wurde, eine Kupferelektrode wurde als die Anode anstatt der Aluminiumelektrode verwendet und die Trommelelektrode 6 wurde anstatt der Trommelelektrode 1 bei der Herstellung des porösen Körpers 1 im Beispiel 1 verwendet. Die Kupferplattierungslösung, die verwendet wurde, umfasst 70 g/L an Kupfersulfat und 200 g/L an Schwefelsäure.
[Beispiel 7]
<Herstellung einer Trommelelektrode 7>
Eine Trommelelektrode 7 wurde wie im Beispiel 6 hergestellt, abgesehen davon, dass die isolierenden Scheiben mit einer Breite von 9 mm bei der Herstellung der Trommelelektrode 6 im Beispiel 6 verwendet wurde.
<Herstellung eines porösen Metallkörpers 7>
Ein poröser Körper wurde wie im Beispiel 6 hergestellt, außer dass die Trommelelektrode 7 anstatt der Trommelelektrode 6 bei der Herstellung des porösen Metallkörpers 6 im Beispiel 6 verwendet wurde.
[Auswertung der porösen Metallkörper]
Mit den porösen Metallkörpern, die in den Beispielen 1 bis 7 hergestellt wurden, wurde bestätigt, dass Aluminium oder Kupfer zufriedenstellend auf die Oberfläche des geschäumten Urethans plattiert werden können. Die Schwankung des Plattierungsgewichtes von Aluminium oder Kupfer in der Breitenrichtung befand sich innerhalb von ±15% des anvisierten Plattierungsgewichtes.
Bezugszeichenliste

1: Trommelelektrode
11: Leistungszuführschicht
12, 42, 62, 72: Plattierungsschicht
13, 43, 63, 73: vorstehende Elektrode
22, 52: isolierende Scheibe (isolierende Schicht)
23, 53: Metallscheibe (vorstehende Elektrode)
32: unterteilte, isolierende Scheibe (isolierende Schicht)
81: bekannte Trommelelektrode
82: Vorsprung
83: Anode
84: Plattierungsbehälter
85: Plattierungslösung

Claims

Trommelelektrode für eine Einrichtung, die ausgebildet ist, um eine Oberfläche eines langen Basismaterials, das eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, mit einem Metall zu plattieren, wobei die Trommelelektrode umfasst: eine Leistungszuführschicht; eine isolierende Schicht, die eine Oberfläche der Leistungszuführschicht abdeckt; und eine vorstehende Elektrode, die von der Oberfläche der isolierenden Schicht vorsteht und elektrisch mit der Leistungszuführschicht verbunden ist, wobei die vorstehende Elektrode linear in der Umfangsrichtung der Trommelelektrode vorgesehen ist.
Trommelelektrode nach Anspruch 1, bei der die Höhe der vorstehenden Elektrode mit dem Ort der vorstehenden Elektrode an der Trommelelektrode variiert.
Trommelelektrode nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Basismaterial ein aus Harz ausgebildeter Körper mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur ist.
Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode, umfassend: einen Schritt des Bedeckens einer Oberfläche einer säulenförmigen Leistungszuführschicht mit einer isolierenden Schicht; einen Schritt des teilweisen Entfernens der Oberfläche der isolierenden Schicht linear in der Umfangsrichtung, um die Oberfläche der Leistungszuführschicht zu exponieren; und einen Schritt des Plattierens der linear exponierten Oberfläche der Leistungszuführschicht mit einem Metall, um eine vorstehende Elektrode auszubilden, um höher als die Oberfläche der isolierenden Schicht zu sein.
Verfahren zur Herstellung einer Trommelelektrode, umfassend: einen Schritt des alternierenden Anordnens von ringförmigen, isolierenden Scheiben und ringförmigen Metallscheiben, die jeweils ein Durchgangsloch in dem Zentrum davon aufweisen, um eine zylindrische Form auszubilden; und einen Schritt des Einführens eines säulenförmigen Leistungszuführelementes in die Durchgangslöcher der isolierenden Scheiben und der Metallscheiben, gefolgt von einem Befestigen.
Plattierungseinrichtung, die ausgebildet ist, um eine Oberfläche eines langen Basismaterials, der eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt wurde, mit einem Metall unter Verwendung einer Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, zu plattieren, wobei die Trommelelektrode die Trommelelektrode nach Anspruch 1 ist.
Verfahren zur Herstellung einer Harzstruktur, umfassend: einen Schritt des Vermittelns einer elektrischen Leitfähigkeit an eine Oberfläche eines langen Basismaterials, das aus Harz ausgebildet ist, und einen Schritt des Plattierens der Oberfläche des Basismaterials mit einem Metall unter Verwendung einer Trommelelektrode, die in dem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, um eine Harzstruktur mit einer Metallplattierungsschicht an der Oberfläche davon zu erhalten, wobei die Trommelelektrode die Trommelelektrode nach Anspruch 1 ist.
Verfahren zur Herstellung eines porösen Metallkörpers, umfassend: einen Schritt des Vermittelns einer elektrischen Leitfähigkeit an eine Oberfläche eines aus Harz ausgebildeten Körpers mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur; einen Schritt des Plattierens der Oberfläche des aus Harz ausgebildeten Körpers mit einem Metall unter Verwendung einer Trommelelektrode, die in einem Plattierungsbehälter vorgesehen ist, um eine Harzstruktur zu erhalten; und einen Schritt des Entfernens des aus Harz ausgebildeten Körpers von der Harzstruktur, um einen porösen Metallkörper zu erhalten; wobei die Trommelelektrode die Trommelelektrode nach Anspruch 1 ist.