JP2010236028A - Electrolytic degreasing apparatus and electrolytic degreasing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂フィルムや樹脂塗膜等の樹脂層と、銅箔等の金属層とを積層してなる複合材料を電解脱脂するための電解脱脂装置及び電解脱脂方法に関する。 The present invention relates to an electrolytic degreasing apparatus and an electrolytic degreasing method for electrolytic degreasing a composite material formed by laminating a resin layer such as a resin film or a resin coating film and a metal layer such as a copper foil.
従来から、金属材料にめっき等の処理を施す際に、金属材料表面の汚れ等を除去し、めっき被膜等との密着性を向上させたり、めっきはじき等の品質不良を防止するため電解脱脂が行われている(特許文献1参照)。
一方、車載電磁波シールド材として、銅箔又は銅合金箔の一方の面に樹脂層又はフィルムを積層し、他の面にSnめっき被膜を形成した構造が用いられている。このようなシールド材にSnめっきを行う際には、銅箔と樹脂層とを積層した複合材料を電解脱脂してSnめっきする場合や、樹脂層と積層する前に銅箔を電解脱脂した後、樹脂層と積層してからSnめっきする場合がある。但し、Snめっき直前に銅箔の表面をより清浄にできる点では、銅箔と樹脂層とを積層した複合材料を電解脱脂する方が好ましい。
Conventionally, when a metal material is subjected to a treatment such as plating, the surface of the metal material is removed to improve adhesion with a plating film or the like, and electrolytic degreasing has been performed to prevent poor quality such as plating repellency. (See Patent Document 1).
On the other hand, a structure in which a resin layer or a film is laminated on one surface of a copper foil or a copper alloy foil and an Sn plating film is formed on the other surface is used as an in-vehicle electromagnetic shielding material. When Sn plating is performed on such a shield material, a composite material obtained by laminating a copper foil and a resin layer is electrolytically degreased and Sn-plated, or after copper foil is electrolytically degreased before laminating with a resin layer In some cases, Sn plating is performed after laminating with the resin layer. However, it is preferable to electrolytically degrease a composite material obtained by laminating a copper foil and a resin layer in that the surface of the copper foil can be cleaned immediately before Sn plating.
しかしながら、樹脂層と積層しない銅板材単体であれば、従来の電解脱脂槽等を用いても電解脱脂を行えるが、銅箔と樹脂層とを積層した複合材料の場合には、電解脱脂の際に、複合材料の端部で樹脂層と銅箔との間に剥離が起きるという問題がある。特に、銅箔などの数μm程度の薄い材料を金属層として用いる場合に剥離が起き易い。
そのため、複合材料を脱脂する際には電解を行わず、脱脂液に浸漬するに留まっており、十分な脱脂が行えないという問題が生じている。又、複合材料のうち剥離が生じた部分をスリットして取り除くと、歩留の低下を招く。
すなわち、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料を電解脱脂しても端部からの剥離が生じ難く、十分な脱脂を行うことができる電解脱脂装置及び電解脱脂方法の提供を目的とする。
However, if the copper plate material alone is not laminated with the resin layer, it can be electrolytically degreased using a conventional electrolytic degreasing tank or the like, but in the case of a composite material in which a copper foil and a resin layer are laminated, In addition, there is a problem that peeling occurs between the resin layer and the copper foil at the end of the composite material. In particular, peeling is likely to occur when a thin material of about several μm such as a copper foil is used as the metal layer.
For this reason, when the composite material is degreased, electrolysis is not performed, but the composite material is merely immersed in a degreasing solution, which causes a problem that sufficient degreasing cannot be performed. In addition, if the part of the composite material where the peeling occurs is slit and removed, the yield is reduced.
That is, the present invention has been made to solve the above-described problems, and even when electrolytically degreasing a composite material formed by laminating a resin layer and a metal layer, peeling from the end portion hardly occurs and sufficient degreasing is achieved. An object of the present invention is to provide an electrolytic degreasing apparatus and an electrolytic degreasing method capable of performing the above.
上記の目的を達成するために、本発明の電解脱脂装置は、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂装置であって、前記金属層に対向する主電極と、前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極と、前記金属層と前記主電極との間に電流を流すための第1電源と、前記主電極にアノード側が接続され、前記補助電極にカソード側が接続される第2電源と、を備えている。
このようにすると、電解脱脂の際に主電極から補助電極へも電流が流れ、複合材料の端部への電流集中を低減させ、端部に発生する水素ガスに伴う樹脂層と金属層との剥離を防止することができる。
In order to achieve the above object, an electrolytic degreasing apparatus of the present invention is a composite electrolytic degreasing apparatus formed by laminating a resin layer and a metal layer, the main electrode facing the metal layer, and the main degreasing apparatus. An auxiliary electrode located on the end side of the composite material from the electrode, a first power source for passing a current between the metal layer and the main electrode, an anode side connected to the main electrode, and the auxiliary electrode And a second power source to which the cathode side is connected.
In this way, current flows also from the main electrode to the auxiliary electrode during electrolytic degreasing, reducing current concentration at the end of the composite material, and the resin layer and metal layer associated with the hydrogen gas generated at the end. Peeling can be prevented.
前記補助電極の電流密度が前記金属層の電流密度の0.6倍以上となるよう前記第2電源の電位が制御されていることが好ましい。
前記補助電極は、前記金属層と同一の材料からなるか、又はステンレス鋼製であることが好ましい。
前記金属層は銅箔又は銅合金箔であってもよい。
It is preferable that the potential of the second power source is controlled so that the current density of the auxiliary electrode is 0.6 times or more the current density of the metal layer.
The auxiliary electrode is preferably made of the same material as the metal layer, or made of stainless steel.
The metal layer may be a copper foil or a copper alloy foil.
本発明の電解脱脂方法は、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂方法であって、前記金属層に対向する主電極と、前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極とを用い、前記金属層と前記主電極との間に電流を流すと共に、前記主電極から前記補助電極へ電流を流すものである。 The electrolytic degreasing method of the present invention is an electrolytic degreasing method of a composite material formed by laminating a resin layer and a metal layer, and a main electrode facing the metal layer, and an end side of the composite material from the main electrode And an auxiliary electrode positioned at the center, and a current is passed between the metal layer and the main electrode, and a current is passed from the main electrode to the auxiliary electrode.
本発明によれば、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料を電解脱脂しても端部からの剥離が生じ難く、十分な脱脂を行うことができる。 According to the present invention, even when a composite material formed by laminating a resin layer and a metal layer is electrolytically degreased, peeling from the end portion hardly occurs and sufficient degreasing can be performed.
以下、本発明の実施形態に係る電解脱脂装置について説明する。
図1に本発明の実施形態に係る電解脱脂装置1の全体構成の一例を示す。電解脱脂装置1は、脱脂液を収容する電解脱脂槽9、電解脱脂槽9上の通電ロール12及びアッパーロール10、電解脱脂槽9内に配置されたシンカーロール8a,8bを備え、複合材料ストリップ20を通電ロール12からシンカーロール8a,8bを経由してアッパーロール10へ張り渡し、複合材料ストリップ20を連続的に走行させて電解脱脂槽9へ出入させるようになっている。又、アッパーロール10とシンカーロール8aの間に張り渡された複合材料ストリップ20の外側に対向して主電極2が垂直に配置され、同様に、通電ロール12とシンカーロール8bの間に張り渡された複合材料ストリップ20の外側に対向して他の主電極2が垂直に配置されている。脱脂液としては、例えば水酸化ナトリウム水溶液のようなアルカリ性の水溶液を用いることができる。
なお、後述するように、複合材料ストリップ20は樹脂層21と銅箔(金属層)22とを積層してなり、銅箔22側が主電極2に対向するようになっている。
Hereinafter, an electrolytic degreasing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an example of the overall configuration of an electrolytic degreasing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The electrolytic degreasing apparatus 1 includes an
As will be described later, the
そして、通電ロール12と主電極2間に接続された図示しない第1電源(整流器)により、カソードとなる複合材料ストリップ20とアノードとなる主電極2間に電流が流れ、複合材料ストリップ20上でカソード反応として水素が発生し、この際の気泡により脱脂効果が生じる。
なお、複合材料ストリップ20は、アンコイラーからアッパーロール10を介して電解脱脂装置1に供給される。又、電解脱脂装置1で処理された複合材料ストリップ20は、通電ロール12を介して酸洗槽(図示せず)に供給され、酸洗処理された後、Snめっき装置(図示せず)に供給されて銅箔22上にSnめっきが施される。Snめっき装置は公知のものを用いることができ、例えば縦型めっき装置の他、横型、ドラム型等全てのめっき装置を適用できる。
Then, current flows between the
The
図2は、電解脱脂装置1を上から見たとき(複合材料ストリップ20の走行方向に垂直な方向から見たとき)の、電解脱脂装置1が有する主電極2と補助電極4の配置を示す上面図である。
図2において、複合材料ストリップ20は樹脂層21と銅箔(金属層)22とを積層してなり、銅箔22に対向して平板状の主電極2が配置されている。又、複合材料ストリップ20の両端部20e、20eにそれぞれ対向して2つの平板状の補助電極4が配置されている。補助電極4の表面は、複合材料ストリップ20の端面に平行になっている。
FIG. 2 shows the arrangement of the
In FIG. 2, the
又、主電極2と補助電極4は、それぞれ第1電源6と第2電源7とに電気的に接続されている。各電源6,7は整流器であってよい。まず、第1電源6のアノード端子(+)は主電極2に接続され、カソード端子(−)は複合材料ストリップ20に接続されている。一方、第2電源7のアノード端子(+)は主電極2に接続され、カソード端子(−)は2つの補助電極4にそれぞれ接続されている。
The
次に、補助電極4の作用について説明する。従来、電気めっきの際に補助電極を設ける技術は存在していたが、これは、被めっき材の端部におけるめっきのオーバーコートを防止するためである。
一方、電解脱脂は、脱脂対象物をカソードとして脱脂液中で電解し、脱脂対象物表面に水素を発生させ、その気泡により脱脂効果を得ている。そのため、通常は、脱脂対象物の端部における電流集中(及び気泡の集中)は特に問題とはならない。
ところが、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂を行うと、端部から樹脂層と金属層とが剥離する。これは、複合材料の端部に電流が集中すると多量の水素が発生して樹脂層と金属層との間に入り込み、両者を剥離するためと考えられる。従って、複合材料においては、電解脱脂時の端部への電流集中を防止することが必要となる。そこで、補助電極を設け、電解脱脂の際に主電極から補助電極へも電流を流すことによって、複合材料の端部への電流集中を低減させ、樹脂層と金属層との剥離を防止することができる。
具体的には、図2に示すように、主電極2と補助電極4の電源を別個に設け、第2電源7のアノード端子(+)を主電極2に接続し、カソード端子(−)を補助電極4に接続すると、主電極2から複合材料20の端部に集中していた電流の一部が補助電極4へ流れ、複合材料の端部への電流集中が低減する。
Next, the operation of the auxiliary electrode 4 will be described. Conventionally, there has been a technique of providing an auxiliary electrode during electroplating, but this is to prevent plating overcoat at the end of the material to be plated.
On the other hand, electrolytic degreasing uses a degreasing target as a cathode to perform electrolysis in a degreasing solution, generates hydrogen on the surface of the degreasing target, and obtains a degreasing effect by the bubbles. Therefore, normally, current concentration (and bubble concentration) at the end of the object to be degreased is not particularly problematic.
However, when electrolytic degreasing of a composite material formed by laminating a resin layer and a metal layer is performed, the resin layer and the metal layer are peeled from the end portion. This is presumably because a large amount of hydrogen is generated when the current concentrates at the end of the composite material, enters between the resin layer and the metal layer, and peels off both. Therefore, in the composite material, it is necessary to prevent current concentration at the end during electrolytic degreasing. Therefore, by providing an auxiliary electrode and flowing current from the main electrode to the auxiliary electrode during electrolytic degreasing, current concentration at the end of the composite material is reduced and peeling between the resin layer and the metal layer is prevented. Can do.
Specifically, as shown in FIG. 2, power sources for the
本発明に適用される複合材料20としては、樹脂フィルムを金属層にラミネートしたもの、溶融した樹脂を金属層に流して硬化させて樹脂層を形成するキャスティング法によるもの、を挙げることができる。
又、上記したように電解脱脂の際に発生する水素の気泡による樹脂層と金属層との剥離は、金属層が薄いほど生じ易い。この点で、金属層の厚みが20μm以下の場合に本発明が特に有効となる。
Examples of the
Further, as described above, peeling between the resin layer and the metal layer due to hydrogen bubbles generated during electrolytic degreasing tends to occur as the metal layer is thinner. In this respect, the present invention is particularly effective when the thickness of the metal layer is 20 μm or less.
補助電極4の電流密度が、金属層22の電流密度の0.6倍以上となるように第2電源7の電位が制御されていることが好ましい。このようにすると、金属層22と補助電極4との間に電位差が生じ、主電極2から金属層22へ流れる電流の一部が補助電極4へ流れるようになる。
補助電極4の電流密度が、金属層22の電流密度より高いことが好ましいが、あまり高くなりすぎると、補助電極近傍の金属層の脱脂が不十分になることがある。したがって、補助電極4の電流密度が、金属層22の電流密度の0.6〜5倍が好ましく、より好ましくは1〜3倍である。例えば、金属層22の電流密度が3A/ dm2の場合、補助電極4の電流密度は3〜9A/dm2の範囲とするのが好ましい。
複合材料ストリップ20の端部20eからの補助電極4の距離は好ましくは30〜200mmであるが、補助電極4の電流密度が高ければ上記距離は長くなり、電流密度が低ければ上記距離は短くなる。ストリップとの距離が短い場合、ストリップの蛇行等でストリップと補助電極が接触する可能性が高くなる。ストリップと補助電極が触れると、ストリップ端部が折れる不良や、ストリップと補助電極とで電流密度が異なる場合に、スパークが発生する不良が起き易い。一方、ストリップと補助電極とを離しすぎると、補助電極の電流密度を高くする必要がある。
It is preferable that the potential of the
It is preferable that the current density of the auxiliary electrode 4 is higher than the current density of the
The distance of the auxiliary electrode 4 from the
上記したように、補助電極の電流密度は金属層の電流密度の0.6〜5倍が好ましく、金属層の電流密度が適正な範囲であれば、それに応じて補助電極の電流密度を決めることができる。金属層の電流密度を低くすれば、複合材料のエッジでの樹脂層の剥離は起こらないが、一方で脱脂不良となる。このため、金属層の電流密度を3〜10A/ dm2とすることが好ましい。 As described above, the current density of the auxiliary electrode is preferably 0.6 to 5 times the current density of the metal layer. If the current density of the metal layer is in an appropriate range, the current density of the auxiliary electrode can be determined accordingly. . If the current density of the metal layer is lowered, the resin layer does not peel off at the edge of the composite material, but on the other hand, degreasing failure occurs. For this reason, the current density of the metal layer is preferably 3 to 10 A / dm 2 .
複合材料ストリップ20の端部20eに対して補助電極4を配置する位置は特に限定されず、主電極2端部20e側に位置すればよい。たとえば、補助電極4を、複合材料ストリップ20の端部20eの前後(複合材料ストリップ20の表面と裏面側)にそれぞれ補助電極4を配置してもよく、複合材料ストリップ20の端部20eから見て斜め前又は斜め後ろ(複合材料ストリップ20の表面と裏面のどちらかに偏位した位置)に補助電極4を配置してもよく、補助電極4の形状も問わない。
補助電極4は、複合材料ストリップ20の金属層22と同一の材料からなっていると、脱脂液へ補助電極4の成分が溶解してもコンタミネーションの問題が生じないので好ましい。又、補助電極4をステンレス鋼製とすれば、脱脂液へ補助電極4の成分が溶解し難いので好ましい。
The position where the auxiliary electrode 4 is disposed with respect to the
It is preferable that the auxiliary electrode 4 is made of the same material as that of the
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
図1、図2に示した電解脱脂装置1を用い、複合材料ストリップ20を電解脱脂した。複合材料ストリップ20としては、圧延銅箔(7.8μm)の片面に厚さ3μmの接着層を介してPETフィルム(12.5μm)をラミネートしたもの(幅(W)600mm)を用い、ストリップ20の銅露出面を電解脱脂装置1の主電極2に対向させた。脱脂液としてはアルカリ性水溶液(ユケン工業株式会社製 パクナP105)40g/Lを用い、液温を50℃とした。脱脂の際のライン速度を5m/minとし、表1に示す電流密度で電解脱脂を行った。複合材料ストリップ20の端部20eと、補助電極4との距離を50mm又は100mmとした。
主電極2はステンレス鋼板とし、補助電極4は銅板とした。
The
The
<複合材料端部の樹脂層の剥離の有無>
電解脱脂後の試料の端部を切断して樹脂に埋込み、断面を研磨後に光学顕微鏡で400倍(又は1000倍)で観察し、PETフィルム(樹脂層)剥離の有無を評価した。
<複合材料の端部の折れ不良の有無>
複合材料の表面を目視観察し、端部の折れの有無を目視で評価した。
<複合材料の脱脂不良の有無>
複合材料の表面を目視観察し、めっき表面に存在しめっき素材の汚れを起因とする汚れや模様の有無を目視で評価した。
<総合判定>
以下の基準で判定した。
◎:樹脂層の剥離無し、端部の折れ無し、脱脂不良無し
×:樹脂層の剥離、端部の折れ(歩留が悪くなるため)、又は脱脂不良の少なくともいずれか有り
<Presence or absence of peeling of the resin layer at the end of the composite material>
The edge part of the sample after electrolytic degreasing was cut and embedded in the resin, and the cross section was polished and observed with an optical microscope at 400 times (or 1000 times) to evaluate the presence or absence of PET film (resin layer) peeling.
<Presence / absence of defects at the end of the composite material>
The surface of the composite material was visually observed, and the presence / absence of bending of the end portion was visually evaluated.
<Presence / absence of degreasing failure of composite material>
The surface of the composite material was visually observed, and the presence or absence of stains and patterns that were present on the plating surface and caused by stains on the plating material was visually evaluated.
<Comprehensive judgment>
Judgment was made according to the following criteria.
A: No peeling of the resin layer, no bending of the end portion, no degreasing failure ×: There is at least one of peeling of the resin layer, bending of the end portion (because the yield deteriorates), or degreasing failure
なお、実施例1〜4については図2の補助電極4を用いたが、比較例1,4の場合、補助電極4に通電しなかった。得られた結果を表1に示す。 For Examples 1 to 4, the auxiliary electrode 4 of FIG. 2 was used, but in the case of Comparative Examples 1 and 4, the auxiliary electrode 4 was not energized. The obtained results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、補助電極4を用い、補助電極4の電流密度が金属層22の電流密度の0.6倍以上となるようにした実施例1〜6の場合、総合判定が良好となった。これは、金属層22と補助電極4との間に電位差が生じ、主電極2から金属層22へ流れる電流の一部が補助電極4へ流れたためと考えられる。
一方、補助電極を用いなかった比較例1の場合は剥離が生じた。
また、補助電極を用いたものの、ストリップと補助電極との距離を250mmと極端に離し、補助電極4の電流密度が金属層22の電流密度の0.6倍未満となった比較例2の場合は剥離を生じた。
補助電極4を用いたものの、ストリップと補助電極との距離を5mmと極端に近づけた比較例3の場合、ストリップ端部に折れ不良が生じた。
補助電極を用いず、さらに金属層22の電流密度を3A/ dm2未満とした比較例4の場合、剥離は生じないものの、脱脂不良が認められた。
As is clear from Table 1, in the case of Examples 1 to 6 in which the auxiliary electrode 4 is used and the current density of the auxiliary electrode 4 is 0.6 times or more of the current density of the
On the other hand, in the case of Comparative Example 1 where no auxiliary electrode was used, peeling occurred.
Further, although the auxiliary electrode was used, the distance between the strip and the auxiliary electrode was extremely separated as 250 mm, and in the case of Comparative Example 2 in which the current density of the auxiliary electrode 4 was less than 0.6 times the current density of the
Although the auxiliary electrode 4 was used, in the case of Comparative Example 3 in which the distance between the strip and the auxiliary electrode was extremely close to 5 mm, the strip end portion was broken.
In the case of Comparative Example 4 in which the auxiliary electrode was not used and the current density of the
1 電解脱脂装置
2 主電極
4 補助電極
6 第1電源
7 第2電源
20 複合材料ストリップ
20e 複合材料の端部
21 樹脂層
22 金属層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記金属層に対向する主電極と、
前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極と、
前記金属層と前記主電極との間に電流を流すための第1電源と、
前記主電極にアノード側が接続され、前記補助電極にカソード側が接続される第2電源と、
を備えた電解脱脂装置。 An electrolytic degreasing device for a composite material formed by laminating a resin layer and a metal layer,
A main electrode facing the metal layer;
An auxiliary electrode located on the end side of the composite material from the main electrode;
A first power source for passing a current between the metal layer and the main electrode;
A second power source having an anode side connected to the main electrode and a cathode side connected to the auxiliary electrode;
An electrolytic degreasing apparatus comprising:
前記金属層に対向する主電極と、前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極とを用い、
前記金属層と前記主電極との間との間に電流を流すと共に、前記主電極から前記補助電極へ電流を流す電解脱脂方法。 An electrolytic degreasing method for a composite material formed by laminating a resin layer and a metal layer,
Using a main electrode facing the metal layer and an auxiliary electrode located on the end side of the composite material from the main electrode,
An electrolytic degreasing method in which a current is passed between the metal layer and the main electrode and a current is passed from the main electrode to the auxiliary electrode.
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