JP2002339094A

JP2002339094A - 電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方法およびその装置

Info

Publication number: JP2002339094A
Application number: JP2001149508A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Yoshino; 正和吉野; Kenji Sakamaki; 健次坂巻
Original assignee: AKAHOSHI KOGYO KK; AKAHOSHI Manufacturing
Current assignee: AKAHOSHI KOGYO KK; AKAHOSHI Manufacturing
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-11-27
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: JP4532017B2

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、電解金属箔製造用ドラムに用い
るチタンリングの製造方法を提供する。【解決手段】電解金属箔製造用ドラムのチタンリング
の製造方法において、板継両端部を肉盛し、または肉盛
溶接を行うなどにより、母材より肉厚とした板継溶接部
をその上下に配した複数のローラにより圧壊し、その
後、再結晶温度以上に加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解金属箔の製造
で陰極ローラ（金属箔用ドラム）として用いられるチタ
ンリングの製造方法に関し、特にチタンリング板継部の
組織改質を生産性良く行う方法およびその装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電解金属箔の一つであるプリント配線板
等に用いられる電解銅箔は、回転ドラムのアウターリン
グにチタンを用いた電解銅箔製造装置により製造され
る。

【０００３】チタンは、耐食性、電解銅箔の剥離性に優
れることから、近年、広く用いられるようになったもの
であるが、圧延チタン板をロール成形機により円筒状に
巻いて、板継溶接によりアウターリングを製造する場
合、板継溶接部組織に起因する模様が銅箔表面に転写さ
れ、品質上問題とされる場合があった。

【０００４】そのため、溶接部を後熱処理し、溶接部組
織を母材組織並とする方法（特開平２−２４３７９０号
公報等）や、更に、円筒状とするため板継溶接した後、
溶接部を加工し、プレス等により加工歪を付与した後、
熱処理を行う方法（特開平８−２２５９０５号公報等）
が開発されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶接部
にプレス加工し、溶接ビードを圧縮する方法は、有効な
加工歪を付与するため、溶接部を曲げ加工によりリング
の外側に突き出し、更に溶接を行うなど複雑な加工を必
要とする。

【０００６】また加工硬化により割れが発生する危険を
防止するため、中間焼鈍が必要である等生産コストや生
産時間が増加し、必ずしも望ましいものとは言い難かっ
た。

【０００７】そこで、本発明は、プレス加工など複雑な
加工によらず板継部組織を生産性良く改質する方法およ
びその装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、チタン材
溶接部組織の改質に加工後の再結晶は不可欠であるとの
認識を前提に、再結晶を促進する加工歪を効率的に付与
する方法を見出すべく、銅箔用ドラムの製造工程につい
て詳細に検討を行った。

【０００９】その結果、アウターリングの板継部の厚み
を母材元厚より厚くした後、板継部の上下に配した複数
のローラにより加圧し、該チタン材の再結晶温度以上に
加熱した場合、割れ等を生じることなく良好な再結晶組
織が得られ、極薄銅箔や樹脂付き銅箔など最近の製品に
要求される厳しい品質仕様を満足する電解銅箔の得られ
ることを見出した。

【００１０】本発明は以上の知見を基に更に検討を加え
てなされたものであり、すなわち本発明は、１．電解金属箔製造用ドラムのチタンリングの製造に
おいて、母材より肉厚の板継部を複数のローラにより圧
壊し、その後、再結晶温度以上に加熱することを特徴と
する電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方法。

【００１１】２．加圧後の加熱温度が６２５℃以上で
あることを特徴とする１記載の金属箔製造用ドラムのチ
タンリング製造方法。

【００１２】３．板継する母材両端部を肉盛溶接によ
り、母材より肉厚とし、その後、溶接して板継部とする
ことを特徴とする１または２の電解金属箔製造用ドラム
のチタンリング製造方法。

【００１３】４．板継溶接後、更に、肉盛溶接して板
継部とすることを特徴とする１乃至３の何れか一つに記
載の電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方法。

【００１４】５．ローラと板継部の硬度差がＨｖ．５
０以上であることを特徴とする１乃至４の何れか一つに
記載の電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方法６．（１）式を満たすように板継部の圧壊を行うこと
を特徴とする1乃至５の何れか一つに記載の電解金属箔
製造用ドラムのチタンリング製造方法。

【００１５】｛（ｔｂ＋ｈ−ｔｐ）／（ｔｂ＋ｈ）｝×１００≧３０（１）但し、ｔｂ：母材元厚、ｈ：余盛厚さ、ｔｐ：圧壊後の
板継部の板厚７．溶接線方向に該ローラを移動、または該ローラを
固定し、チタンリングを移動させることにより板継部を
圧壊することを特徴とする１乃至６の何れか一つに記載
の電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方法。

【００１６】８．板継部を挟持する複数のローラを有
し、板継部上面または下面ローラの片方または両者を昇
降させ、該板継部を挟圧する加圧機構を有することを特
徴とするチタンリング製造装置。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明では、銅箔などの金属箔に
転写される板継溶接部の組織が、品質上の欠陥とならな
いよう加工歪後の再結晶を利用し改質する際、有効に且
つ生産性良く加工歪を付与する方法として、母材より肉
厚を大きくした板継部をその上下に配した複数のローラ
により加圧し、その後、再結晶温度に加熱することを特
徴とする。

【００１８】図１は、本発明方法の実施に用いる装置の
一例で、チタンリングの板継溶接部を上下から挟むよう
に配した一対のプレスローラ１を有し、油圧シリンダ２
と油圧ポンプ３よりなる油圧機構により加圧を行う。

【００１９】プレスロール１は、均一に接触するようそ
の幅を板継部（アウターリング内面側）の幅より広くす
ることが望ましく、更に板継部（アウターリング外側）
とプレスロール表面の硬度差をＨｖ．５０以上とするこ
とが望ましい。

【００２０】ローラ形状は、アウターリングを挟んだ場
合、密着して加工ができるように、胴長方向の形状を上
ロールは、太鼓状、下ロールは鼓状とすることが望まし
い。また、上下ロールは、異径とすることもできる。

【００２１】図１に示す装置は、チタンリングを挟みつ
けたロールを回転させることにより、チタンリングを溶
接線方向に移動させ、溶接線全長に加圧するものである
が、チタンリングを固定し、上下ローラを移動させる構
造とすることも可能である。ローラの溶接線方向への移
動速度は要求される生産性に応じて適宜設定すれば良
く、本発明では特に規定しない。

【００２２】図３は、本発明の実施状況を模式的に示す
もので、（ａ）は、板継部７が、板継溶接により余盛厚
さｈ（＝ｈ１＋ｈ２）だけ、母材の元厚ｔｂに対し、肉
厚が厚くなっていることを示し、（ｂ）は、ロールによ
り圧壊される状況を、（ｃ）は圧壊後、母材が板厚ｔｐ
となったことを示す。

【００２３】板継部の圧壊は、電解銅箔に転写される板
継部の表面組織が製品仕様を満足するように行うものと
するが、下記（１）式を満たすように行うことが望まし
く、特に、板継溶接部が母材と面一になるように圧壊
（押し潰し加工）すると、その後の研削工程が簡略化さ
れ、好ましい。

【００２４】｛（ｔｂ＋ｈ−ｔｐ）／（ｔｂ＋ｈ）｝×１００≧３０（１）但し、ｔｂ：母材元厚、ｈ：余盛厚さ、ｔｐ：圧壊後の
板継部の板厚ローラにより、板継部を圧壊する際、その板継部の温度
は、冷間でも温間でも良く特に規定しないが、圧壊後の
加熱は、母材の再結晶温度以上とすることが必要で、特
に６２５℃以上が好ましい。

【００２５】加熱時間は、板継部の組織改質に応じて適
宜選択すれば良く特に規定しない。

【００２６】本発明においては、板継部の厚みが母材元
厚より厚いことが必要で、板継溶接で余盛が得られるよ
う溶接条件を選定したり、または、板継溶接後、肉盛溶
接を行う。溶接法はＴＩＧ溶接、プラズマ溶接が望まし
い。

【００２７】更に、板継溶接のため、開先加工を行う母
材端部を肉盛溶接等で肉厚とすることも可能で、図２
は、母材端部を肉盛溶接し、母材の元厚より肉厚とした
後、開先加工し、その後、板継溶接し、板継部をローラ
プレスにより加圧する手順を模式的に示すものである。

【００２８】図２（ａ）に母材４の両端部に肉盛部５を
形成することを示す。図２（ｂ）にドラム内部に向かっ
て開口するように開先部６を形成することを示す。図２
（ｃ）に本溶接により板継部７を形成することを示す。
図２（ｄ）にロールプレス１により板継溶接部を加圧す
ることを示す。図２（ｅ）は圧壊後、母材が板厚ｔｐと
なったことを示す。

【００２９】尚、溶接部断面形状を母材に対して凸状と
する方法が上述のいずれであっても、円筒状に曲げ加工
する際、板継溶接により接合する両端部の曲げＲをその
他の部分より大きくし、板継溶接において、仮付け、本
溶接の積層法を工夫し、溶接部を円筒の外側に突出させ
ることが加工歪を付与する上で望ましい。

【００３０】尚、溶接の際、リング内面側を広幅ビード
とし、リング外側での溶接部幅を小さくしたり、水冷冶
具を用い、溶接による組織変化自体を軽減させることも
再結晶後の溶接部組織を改質し、母材組織との均質化に
有効である。

【００３１】本発明は、電解銅箔の場合、最も優れた効
果が得られるが、電解法による金属箔の製造方法として
汎用的に適用可能である。

【００３２】

【実施例】母材の元厚が８ｍｍのチタン板をローラによ
り円筒状に曲げ加工し、板継溶接を行い外径２２００ｍ
ｍ，奥行１２００ｍｍのチタンリングを製造した。溶接
はＹ開先の突き合わせ溶接をプラズマ溶接で行い、その
後、肉盛溶接を行った。その結果、溶接部の余盛の幅は
約２５ｍｍ，余盛の高さは８ｍｍであった。

【００３３】次に、図１の装置を用い、冷間で板継部が
母材と面一となるまで５回の押し潰し加工を行った。
尚、加工途中において、軟化熱処理を行わなかったにも
拘わらず、割れ、大きな変形は生じなかった。

【００３４】尚、図１の装置において、ローラはその幅
が１００ｍｍ，板継溶接部の幅は２５〜３０ｍｍ，厚み
は８ｍｍで、関係式（１）を満足し、ローラの表面硬度
と板継溶接部との硬度差はＨｖ．５０であった。

【００３５】その後、再結晶のため、６５０℃×１８０
分の熱処理をおこない、再結晶による組織改質の評価を
行った。評価試験として、溶接部近傍を１０００番の砥
石により研磨仕上げ後、目視観察とビッカース硬さ試験
を行った。

【００３６】その結果、目視では、板継部と母材部を区
別できず、板継部（板継溶接部の場合は、ＷＭ、ＨＡＺ
各々。板継溶接後、肉盛溶接した場合は肉盛溶接部）と
母材部の硬度差は２５以下で、更に溶接部と母材部の結
晶粒度の差はＡＳＴＭ粒度Ｎｏ．で２以下と、電解設備
用電極として極めて良好なものが得られた。

【００３７】又、ロールで圧壊するため、ロールと板継
部は線接触となり、軽荷重でも、大きな加工歪が、連続
的に安定して付与され、常温での加工にもよらず、圧壊
された表面は極めて平滑で、応力集中がないことより割
れも生じなかった。そのため、加工中、中間焼鈍等の複
雑な工程が不要で、本発明法による作業時間は従来のプ
レス法の約１／３〜１／４で、優れた生産性が確認され
た。

【００３８】

【発明の効果】本発明法によれば、電解銅箔に板継部の
模様が転写されることがない表面性状に優れた電解金属
箔製造用のチタン製アウターリングが生産性良く得ら
れ、産業上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法に用いる装置の実施形態例を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

【図２】（ａ）−（ｅ）は、本発明法の実施手順の一例
（母材端部を肉盛溶接後、板継溶接により板継部とす
る）を模式的に示す図。

【図３】（ａ）−（ｃ）は、本発明法の実施手順の一例
（板継溶接により、板継部とする）を模式的に示す図。

【符号の説明】

１…プレスローラ２…油圧ローラ３…油圧ポンプ４…母材部、５…肉盛溶接部、６…開先部、７…接合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２３Ｋ 103:14 Ｂ２３Ｋ 103:14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解金属箔製造用ドラムのチタンリング
の製造において、母材より肉厚の板継部を複数のローラ
により圧壊し、その後、再結晶温度以上に加熱すること
を特徴とする電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製
造方法。
【請求項２】圧壊後の加熱温度が６２５℃以上である
ことを特徴とする請求項１記載の金属箔製造用ドラムの
チタンリング製造方法。
【請求項３】板継する母材両端部を肉盛溶接により、
母材より肉厚とし、その後、溶接して板継部とすること
を特徴とする請求項１または２の電解金属箔製造用ドラ
ムのチタンリング製造方法。
【請求項４】板継溶接後、更に、肉盛溶接して板継部
とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに
記載の電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方
法。
【請求項５】ローラと板継部の硬度差がＨｖ．５０以
上であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つ
に記載の電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方
法
【請求項６】（１）式を満たすように板継部の圧壊を
行うことを特徴とする請求項1乃至５の何れか一つに記
載の電解金属箔製造用ドラムのチタンリング製造方法。｛（ｔｂ＋ｈ−ｔｐ）／（ｔｂ＋ｈ）｝×１００≧３０（１）但し、ｔｂ：母材元厚、ｈ：余盛厚さ、ｔｐ：圧壊後の
板継部の板厚
【請求項７】溶接線方向にローラを移動、または該ロ
ーラを固定し、チタンリングを移動させることにより板
継部を圧壊することを特徴とする請求項１乃至６の何れ
か一つに記載の電解金属箔製造用ドラムのチタンリング
製造方法。
【請求項８】板継部を挟持する複数のローラを有し、
板継部上面または下面ローラの片方または両者を昇降さ
せ、該板継部を挟圧する加圧機構を有することを特徴と
するチタンリング製造装置。