JP2003049292A

JP2003049292A - 電着ドラム

Info

Publication number: JP2003049292A
Application number: JP2001237916A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kihara; 満男木原; Kanenobu Adachi; 金信安達
Original assignee: Nippon Stainless Steel Kozai Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Kozai Co Ltd
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】インナードラムとトップスキンとの密着性が
高く、通電性が良好であることは勿論、コスト安にして
実用性に秀れた電着ドラムを提供するものである。【解決手段】インナードラム１の外周面にトップスキ
ン２が設けられた電着ドラムにおいて、インナードラム
１の外周面には銅溶射層３が設けられているものであ
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、電着法による銅
箔，鉄箔，ニッケル箔，ステンレス箔等の金属箔製造に
用いられる電着ドラムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】軟炭素
鋼製等のインナードラムの外周面にチタン製等のトップ
スキンを焼き嵌めて成る金属箔製造用の電着ドラムが提
案されている。

【０００３】ところで、電着ドラムは、インナードラム
とトップスキンとの密着性を高め、良好な通電性を確保
すること重要である。なぜなら、例えば密着性不良によ
る通電ムラが生じると、それだけ不均一な金属箔となっ
たり、局部加熱による変色（ホットスポットと呼ばれる
現象）が発生したりするからである。

【０００４】従って、電着ドラムにおいては、インナー
ドラムとトップスキンとの密着性を高める為の技術が種
々提案されており、例えば、出願人の先願に係る特許第
２９８５０１２号（トップスキンの内周面に爆発圧接手
段によって銅やアルミニウム等の中間素材を付着せし
め、このトップスキンをインナードラムの外周面に被嵌
する技術。以下、従来例という。）がある。この従来例
によれば、インナードラムとトップスキンとの密着性が
高く、良好な通電性が確保できる。

【０００５】しかし、この従来例は、爆発圧接手段とい
う非常に大掛かりな手段が採用されている為、電着ドラ
ムがコスト高となってしまうという問題点がある。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するもので、
インナードラムとトップスキンとの密着性が高く、通電
性が良好であることは勿論、コスト安にして実用性に秀
れた電着ドラムを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】添付図面を参照して本発
明の要旨を説明する。

【０００８】インナードラム１の外周面にトップスキン
２が設けられた電着ドラムにおいて、インナードラム１
の外周面には銅溶射層３が設けられていることを特徴と
する電着ドラムに係るものである。

【０００９】また、請求項１記載の電着ドラムにおい
て、銅溶射層３の表面には銀メッキ若しくは白金メッキ
から成るメッキ層４が設けられていることを特徴とする
電着ドラムに係るものである。

【００１０】また、インナードラム１の外周面にトップ
スキン２が設けられた電着ドラムにおいて、トップスキ
ン２の内周面には銅溶射層５が設けられていることを特
徴とする電着ドラムに係るものである。

【００１１】また、請求項３記載の電着ドラムにおい
て、銅溶射層５の表面には銀メッキ若しくは白金メッキ
から成るメッキ層６が設けられていることを特徴とする
電着ドラムに係るものである。

【００１２】また、インナードラム１の外周面にトップ
スキン２が設けられた電着ドラムにおいて、インナード
ラム１の外周面及びトップスキン２の内周面には夫々銅
溶射層３・５が設けられていることを特徴とする電着ド
ラムに係るものである。

【００１３】また、請求項５記載の電着ドラムにおい
て、銅溶射層３・５の表面には銀メッキ若しくは白金メ
ッキから成るメッキ層６が夫々設けられていることを特
徴とする電着ドラムに係るものである。

【００１４】また、請求項１〜６いずれか１項に記載の
電着ドラムにおいて、トップスキン２がチタン製である
ことを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【００１５】また、請求項１〜７いずれか１項に記載の
電着ドラムにおいて、インナードラム１が鉄製若しくは
ステンレス製であることを特徴とする電着ドラムに係る
ものである。

【００１６】また、請求項１〜８いずれか１項に記載の
電着ドラムにおいて、インナードラム１とトップスキン
２とが焼き嵌めされていることを特徴とする電着ドラム
に係るものである。

【００１７】また、インナードラム１の外周面にトップ
スキン２が設けられた電着ドラムにおいて、インナード
ラム１の外周面若しくはトップスキン２の内周面には夫
々銅層が設けられ、この銅層は、銅の微粒子と、前記イ
ンナードラム１の外周面若しくは前記トップスキン２の
内周面とが物理的に結合された構造であることを特徴と
する電着ドラムに係るものである。

【００１８】

【発明の作用及び効果】インナードラム１の外周面に設
けられた銅溶射層３は溶射によって形成されるものであ
るから、該インナードラム１と極めて良好に密着し、更
に、この銅溶射層３は軟質である為、インナードラム１
に設けられたトップスキン２とも極めて良好に密着す
る。更に、この銅溶射層３は通電性が高い銅であるか
ら、必然的にインナードラム１とトップスキン２との通
電性が向上する。

【００１９】また、銅溶射層３は、インナードラム１の
外周面に銅を溶射するだけで形成されるから、電着ドラ
ムはそれだけ簡単且つ安価であり、非常にコスト安とな
る。

【００２０】トップスキン２の内周面に設けられた銅溶
射層５も、上記同様の作用を発揮する。

【００２１】本発明は上述のように構成したから、イン
ナードラムとトップスキンとの密着性が高く、通電性が
良好であり、更に、コスト安にして実用性に秀れた電着
ドラムとなる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図面は本発明の一実施例を図示し
たものであり、以下に説明する。

【００２３】本実施例は、インナードラム１の外周面に
トップスキン２が張設された電着ドラムにおいて、イン
ナードラム１の外周面及びトップスキン２の内周面に夫
々銅溶射層３・５が設けられているものである。

【００２４】インナードラム１は、安価で且つ耐酸化性
に秀れた鉄製（軟鋼）、若しくは、耐酸化性及び耐腐食
性に秀れたステンレス製のものが採用されている。

【００２５】トップスキン２は、耐腐食性に非常に秀れ
たチタン製のものが採用されている。

【００２６】インナードラム１及びトップスキン２は、
夫々板材（平板）10・11を筒状に変形加工し、端部同志
を接合することで円筒体としたものが採用されている。
尚、インナードラム１には、円筒体の両端開口部を閉塞
する閉塞板７及び回転軸部８が設けられている。

【００２７】銅溶射層３・５は、前記板材10・11に銅を
溶射することで形成されている。

【００２８】この銅溶射層３・５の形成は、具体的に
は、前記板材10・11を移動せしめつつ、該板材10・11の
一面に銅を溶射することにより行う。また、銅の溶射
は、例えば線材状の銅を1000℃以上に加熱して熔融せし
め、この熔融した銅を圧搾空気と混合せしめることで微
粒子化し、この微粒子化された銅を前記圧搾空気と共に
前記板材10・11に噴射することにより行う。また、熔融
した銅の噴射は、銅の空気酸化（通電性悪化）を防止す
る為、アルゴンガス雰囲気で行うと良い（図１参照）。
尚、前記銅の噴射速度は、例えば、３６０ｋｍ／時程度
とする。

【００２９】このようにして形成された銅溶射層３・５
は、銅が微粒子化されており、且つ、この微粒子化され
た銅が圧送（圧着）される為、インナードラム１用の板
材10やトップスキン２用の板材11の夫々表面の微細凹凸
にも良好に侵入し、該インナードラム１用の板材10やト
ップスキン２用の板材11と夫々良好に密着する。

【００３０】尚、図１中、符号12は銅溶射装置、13はア
ルゴンガス室、14は前記アルゴンガス室13にアルゴンガ
スを導入する導入管である。

【００３１】また、銅溶射層３・５の表面には夫々銀メ
ッキ若しくは白金メッキから成るメッキ層４・６が設け
られている。このメッキ層４・６は、共に前記銅溶射層
３・５が発揮する通電性をより一層良好にする為に設け
られる。尚、このメッキ層４・６は、上記銅溶射層３・
５と同様に溶射手段によって形成しても良い。

【００３２】また、この銀メッキ若しくは白金メッキに
よるメッキ層４・６の形成は、前記板材10・11に銅溶射
層３・５を形成した後、この銅溶射層３・５の上に形成
すると良い。

【００３３】このようにして形成されたインナードラム
１とトップスキン２は、両者の密着性を良好とする為、
該インナードラム１の外周面に該トップスキン２を焼き
嵌めによって被嵌することで一体化され、電着ドラムに
形成される（図２参照）。

【００３４】従って、この電着ドラムは、図３（図２中
のＸ）に示す拡大図のように、インナードラム１とトッ
プスキン２との間に、インナードラム１に設けられた銅
溶射層３、インナードラム１に設けられたメッキ層４、
トップスキン２に設けられたメッキ層６、トップスキン
２に設けられた銅溶射層５が、この順で介在することに
なり、各銅溶射層３・５及びメッキ層４・６によって非
常に良好に密着することになる。

【００３５】本実施例は上述のように構成したから、イ
ンナードラム１の外周面に設けられた銅溶射層３及びト
ップスキン２に内周面に設けられた銅溶射層５が、夫々
インナードラム１の外周面及びトップスキン２に内周面
に良好に密着し、また、この夫々の銅溶射層３・５は軟
質であるから、互いに良好に密着し、よって、インナー
ドラム１とトップスキン２とが極めて良好に密着し、該
インナードラム１とトップスキン２の通電性が極めて良
好且つ均一になる極めて実用性に秀れた電着ドラムとな
る。

【００３６】また、軟質の銅溶射層３・５の表面には溶
射の際に形成された微細凹凸が存在するが、この微細凹
凸はインナードラム１とトップスキン２を焼き嵌めする
際に押し潰されて該銅溶射層３・５同志の密着度合いを
向上せしめる作用を発揮し、よって、この微細凹凸の存
在によってもインナードラム１とトップスキン２とが極
めて良好に密着することになり、必然的に通電性が極め
て良好且つ均一になる極めて実用性に秀れた電着ドラム
となる。

【００３７】また、銅溶射層３・５は微細粒子化された
銅を溶射することによって形成されているから、溶射の
作用により極めて均一であり、よって、前記通電性は極
めて均一で、前記ホットスポットの問題が確実に防止さ
れた電着ドラムとなる。

【００３８】また、夫々の銅溶射層３・５の表面に設け
られた通電性に秀れたメッキ層４・６が該夫々の銅溶射
層３・５同志の接触面の電気抵抗をより一層低減せしめ
る作用を発揮し、この点においても通電性が極めて良好
で且つ均一になる極めて実用性に秀れた電着ドラムとな
る。

【００３９】また、前記メッキ層４・６は銀メッキ若し
くは白金メッキであるから、耐腐食性が高く、前記銅溶
射層３・５やインナードラム１を腐食から防護して通電
性を維持する作用も発揮し、銅箔等を製造する際の酸化
雰囲気（通電による加熱及び銅箔を形成する為の硫酸銅
溶液のミストが存在する雰囲気。）にも耐えられる実用
性，耐久性に秀れた電着ドラムとなる。

【００４０】以下、本実施例の電着ドラムの性能に関す
る実験結果について詳述する。

【００４１】実験例１銅溶射層の有無による導電率と表面電気抵抗の違いを確
認し、下記表１を得た。また、軟鋼について、電着ドラ
ムがさらされる４００℃環境（焼き嵌め時の環境）での
状態を確認する為、４００℃に熱処理した後のものにつ
いても導電率及び表面電気抵抗も確認した。また、軟鋼
について、銅溶射層を過剰（厚さ３．５ｍｍ）に形成し
た後、該溶射層の一部（厚さ１ｍｍ）を切削除去したも
のについても導電率及び表面電気抵抗も確認した。尚、
銅の溶射は空気中で行い、また、導電率及び表面電気抵
抗は、板材の状態で測定した。

【００４２】

【表１】

【００４３】この表１の結果をまとめると下記のように
なる。

【００４４】ａチタン板に銅溶射を施すと導電率が平
均３．０％から平均１７．４％へ向上した。即ち、チタ
ン板の導電性が向上することが確認された。

【００４５】ｂステンレス板に銅溶射を施すと導電率
が平均２．５％から平均１８．２％へ向上した。即ち、
ステンレス板の導電性が向上することが確認された。

【００４６】ｃ軟鋼への銅溶射結果より、溶射の厚さ
が厚い程、導電率が高まることが判明した。

【００４７】ｄ軟鋼への銅溶射片を４００℃熱処理し
ても、表面電気抵抗が上昇しない事が判明した。

【００４８】ｅいずれも銅溶射を施した表面の電気抵
抗値は、約０．０３５Ωとなっていた。

【００４９】ｆ軟鋼への銅溶射片を表面より１ｍｍ切
削した場合でも、導電率は殆ど変わらなかった。

【００５０】以上の実験例１から、インナードラム１の
外周面やトップスキン２の内周面に銅溶射層３・５が設
けられた電着ドラムは、該インナードラム１の外周面と
トップスキン２の内周面との界面の電気抵抗が小さいも
のとなることが期待される。

【００５１】実験例２銅の溶射によって形成された銅溶射層がどのようになっ
ているかを確認する為、銅溶射層の不純物を分析し、ま
た、銅溶射層に含まれる酸素の割合を測定した。不純物
の分析にはＩＣＰ法を使用し、また、酸素の割合はピー
クプロファイル法を採用した。尚、ピークプロファイル
法では、加圧電圧が大きい程、測定面から奥まった位置
に存在する酸素の割合を測定することができ、実験例２
の場合、２０ｋＶでは銅溶射層の表裏中間位置に存在す
る酸素の割合を測定している。また、カウント数が多い
程、酸素の割合が多いことを示している。

【００５２】

【表２】

【００５３】この表２の結果をまとめると下記のように
なる。

【００５４】ｇ銅溶射層には、溶射された銅以外の不
純物は殆ど含まれず、銅の有する性質が極めて良好に発
揮されることが判明した。

【００５５】ｈ銅溶射層の表面には酸素が多く存在
し、また、銅溶射層の奥深くには酸素が少ないことが判
明した。この結果は、銅溶射層の表面では、銅が酸化さ
れた状態にあることを示唆している。この酸化された銅
は、銅の有する通電性を低下せしめる為、銅溶射層の形
成には銅の酸化を防止する為の手段を採用した方が良い
ことが判明した。この実験結果やチタンの反応性等を考
慮してアルゴンガス雰囲気中で銅の溶射を行ったとこ
ろ、酸素が殆ど存在しない好適な銅溶射層が形成される
ことが判明した。

【００５６】以上、本実施例は、インナードラム１の外
周面とトップスキン２の内周面の双方に夫々銅溶射層３
・５とメッキ層４・６が存在する場合を説明したが、例
えば、いずれか一方若しくは双方のメッキ層４・６を省
略する構成や、いずれか一方の銅溶射層３・５を省略す
る構成を採用しても、通電性に秀れたコスト安の電着ド
ラムとなる。尚、メッキ層４・６を省略する場合、軟質
の銅溶射層３・５の表面には溶射の際に形成された微細
凹凸が存在しており、この微細凹凸がインナードラム１
とトップスキン２を焼き嵌めする際に押し潰されて該銅
溶射層３・５同志の密着度合いを向上せしめる作用を発
揮し、よって、この微細凹凸の存在によってインナード
ラム１とトップスキン２とが極めて良好に密着すること
になり、必然的に通電性が良好且つ均一になる極めて実
用性に秀れた電着ドラムとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の銅溶射層を形成する工程の説明図で
ある。

【図２】本実施例の電着ドラムの説明図である。

【図３】本実施例のインナードラム１とトップスキン２
の接触部分の説明図である。

【符号の説明】

１インナードラム２トップスキン３銅溶射層４メッキ層５銅溶射層６メッキ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インナードラムの外周面にトップスキン
が設けられた電着ドラムにおいて、インナードラムの外
周面には銅溶射層が設けられていることを特徴とする電
着ドラム。
【請求項２】請求項１記載の電着ドラムにおいて、銅
溶射層の表面には銀メッキ若しくは白金メッキから成る
メッキ層が設けられていることを特徴とする電着ドラ
ム。
【請求項３】インナードラムの外周面にトップスキン
が設けられた電着ドラムにおいて、トップスキンの内周
面には銅溶射層が設けられていることを特徴とする電着
ドラム。
【請求項４】請求項３記載の電着ドラムにおいて、銅
溶射層の表面には銀メッキ若しくは白金メッキから成る
メッキ層が設けられていることを特徴とする電着ドラ
ム。
【請求項５】インナードラムの外周面にトップスキン
が設けられた電着ドラムにおいて、インナードラムの外
周面及びトップスキンの内周面には夫々銅溶射層が設け
られていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項６】請求項５記載の電着ドラムにおいて、銅
溶射層の表面には銀メッキ若しくは白金メッキから成る
メッキ層が夫々設けられていることを特徴とする電着ド
ラム。
【請求項７】請求項１〜６いずれか１項に記載の電着
ドラムにおいて、トップスキンがチタン製であることを
特徴とする電着ドラム。
【請求項８】請求項１〜７いずれか１項に記載の電着
ドラムにおいて、インナードラムが鉄製若しくはステン
レス製であることを特徴とする電着ドラム。
【請求項９】請求項１〜８いずれか１項に記載の電着
ドラムにおいて、インナードラムとトップスキンとが焼
き嵌めされていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項１０】インナードラムの外周面にトップスキ
ンが設けられた電着ドラムにおいて、インナードラムの
外周面若しくはトップスキンの内周面には夫々銅層が設
けられ、この銅層は、銅の微粒子と、前記インナードラ
ムの外周面若しくは前記トップスキンの内周面とが物理
的に結合された構造であることを特徴とする電着ドラ
ム。