JP2019099897A

JP2019099897A - 金属箔製造装置，電極板及び金属箔の製造方法

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Publication number: JP2019099897A
Application number: JP2017235856A
Authority: JP
Inventors: 八幡　信幸; Nobuyuki Hachiman; 信幸八幡; 金井　健二; Kenji Kanai; 健二金井; 田中　洋; Hiroshi Tanaka; 洋田中; 上野　康秀; Yasuhide Ueno; 康秀上野
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Kozai Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Kozai Co Ltd
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2019-06-24
Anticipated expiration: 2037-12-08
Also published as: JP6970603B2

Abstract

【課題】コスト安に電着ドラムの外周面の幅方向における箔厚の調整が可能となる実用的な金属箔製造装置を提供すること。【解決手段】電解液１が溜められる電解槽２と電着ドラム３と電極板４とを有する金属箔製造装置であって、前記電極板４の表面は前記電着ドラム３の外周面に沿った凹湾曲面に設定し、この電極板４の表面には導電性コーティング膜13が被覆され、この電極板４は前記電着ドラム３の軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体10，11が複数並設された分割構造とし、この分割体10，11のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体12が複数並設された細分割構造とし、この細分割構造の分割体11は、前記導電性コーティング膜13の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体12を組み合わせて構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、金属箔製造装置，電極板及び金属箔の製造方法に関するものである。

従来から、例えば特許文献１に開示されるように、電解液が溜められる電解槽と、一部が電解液に浸漬するように電解槽内に設けられる電着ドラム（陰極）と、この電着ドラムの外周面と所定間隔で対向するように設けられ電解液に浸漬する電極板（陽極）とを有し、電着ドラムと電極板との間に電圧を印加することで電着ドラムの外周面に金属箔を電着生成する金属箔製造装置が知られている。

ところで、このような金属箔製造装置は装置毎に個性があり、電着ドラムの外周面及び電極板（電着ドラムとの対向面）を精度良く加工しても、製造される金属箔の箔厚（電着ドラム外周面の幅方向における箔厚）は装置毎に一定の偏りが生じる。

そのため、従来は例えば電極板の上方側端部近傍に複数の補助陽極を追加しこれらを個別に制御したり（特許文献１及び２）、金属箔の生成を抑制する遮蔽板を電着ドラムと電極板との間に設けたりして（特許文献３）、所望の部位の金属箔生成量を増減させることで、箔厚が電着ドラム外周面の幅方向において均一となるようにしている。

しかしながら、補助陽極を電極板と個別に制御する場合には、電源や制御機構を別途調達する必要があり、導入には多大なコストがかかる。また、遮蔽板を用いる場合には、完成した金属箔製造装置の個性を確認するための試験を行い、この試験結果をもとに遮蔽板の形状を設計して製造する必要があり、試験及び設計に多大な労力がかかる。

特開２０１２−１０７２６６号公報特許第３４１６６２０号公報特開平９−１４３７８４号公報

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、装置の個性に応じて予め導電性コーティング膜の被覆態様が異なる複数種の細分割体を作製することで、コスト安に電着ドラムの外周面の幅方向における箔厚の調整が可能となる極めて実用的な金属箔製造装置，電極板及び金属箔の製造方法を提供するものである。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

電解液１が溜められる電解槽２と、この電解槽２に設けられる電着ドラム３と、表面が前記電着ドラム３の外周面と対向するように前記電解槽２内に設けられる電極板４とを有する金属箔製造装置であって、前記電極板４の表面は前記電着ドラム３の外周面に沿った凹湾曲面に設定され、また、この電極板４の表面には導電性コーティング膜13が被覆され、更に、この電極板４は前記電着ドラム３の軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体10，11が複数並設された分割構造とされ、また、この分割体10，11のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体12が複数並設された細分割構造とされ、この細分割構造の分割体11は、前記導電性コーティング膜13の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体12を組み合わせて構成されていることを特徴とする金属箔製造装置に係るものである。

また、請求項１記載の金属箔製造装置において、前記電着ドラム３の外周面に電着生成された金属箔Ａを剥離して巻き取る巻取部14を備え、この巻取部14による金属箔Ａの剥離位置Ｘに最も近い前記分割体11を前記細分割構造としたことを特徴とする金属箔製造装置に係るものである。

また、請求項１，２いずれか１項に記載の金属箔製造装置において、前記電極板４は前記電着ドラム３の外周面に沿って複数並設され、前記各電極板４のうち、最も上方側の分割体11を夫々前記細分割構造としたことを特徴とする金属箔製造装置に係るものである。

また、請求項１〜３いずれか１項に記載の金属箔製造装置において、前記細分割体12は夫々同一の電源に接続されていることを特徴とする金属箔製造装置に係るものである。

また、請求項１〜４いずれか１項に記載の金属箔製造装置において、前記細分割構造の分割体11は、前記導電性コーティング膜13が全部若しくは一部に設けられていない少なくとも１つ以上の前記細分割体12を含むことを特徴とする金属箔製造装置に係るものである。

また、請求項５記載の金属箔製造装置において、前記細分割体12の前記導電性コーティング膜13が設けられていない部位にはチタン酸化膜が設けられていることを特徴とする金属箔製造装置に係るものである。

また、電解液１が溜められる電解槽２と、この電解槽２に設けられる電着ドラム３と、表面が前記電着ドラム３の外周面と対向するように前記電解槽２内に設けられる電極板４と、前記電着ドラム３の外周面に電着生成された金属箔Ａを剥離して巻き取る巻取部14とを有する金属箔製造装置における前記電極板４であって、前記電極板４の表面は前記電着ドラム３の外周面に沿った凹湾曲面に設定され、また、この電極板４の表面には導電性コーティング膜13が被覆され、更に、この電極板４は前記電着ドラム３の軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体10，11が複数並設された分割構造とされ、また、この分割体10，11のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体12が複数並設された細分割構造とされ、この細分割構造の分割体11は、前記導電性コーティング膜13の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体12を組み合わせて構成されていることを特徴とする電極板に係るものである。

また、請求項７記載の電極板において、前記巻取部14による金属箔Ａの剥離位置Ｘに最も近い前記分割体11を前記細分割構造としたことを特徴とする電極板に係るものである。

また、請求項７，８いずれか１項に記載の電極板において、前記電極板４は前記電着ドラム３の外周面に沿って複数並設され、前記各電極板４のうち、最も上方側の分割体11を夫々前記細分割構造としたことを特徴とする電極板に係るものである。

また、請求項７〜９いずれか１項に記載の電極板において、前記細分割体12は夫々同一の電源に接続されていることを特徴とする電極板に係るものである。

また、請求項７〜１０いずれか１項に記載の電極板において、前記細分割構造の分割体11は、前記導電性コーティング膜13が全部若しくは一部に設けられていない少なくとも１つ以上の前記細分割体12を含むことを特徴とする電極板に係るものである。

また、請求項１１記載の電極板において、前記細分割体12の前記導電性コーティング膜13が設けられていない部位にはチタン酸化膜が設けられていることを特徴とする電極板に係るものである。

また、電解液１が溜められる電解槽２と、この電解槽２に設けられる電着ドラム３と、表面が前記電着ドラム３の外周面と対向するように前記電解槽２内に設けられる電極板４とを有する金属箔製造装置を用いた金属箔の製造方法であって、前記電極板４の表面は前記電着ドラム３の外周面に沿った凹湾曲面に設定され、また、この電極板４の表面には導電性コーティング膜13が被覆され、更に、この電極板４は前記電着ドラム３の軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体10，11が複数並設された分割構造とされ、また、この分割体10，11のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体12が複数並設された細分割構造とされて、前記導電性コーティング膜13の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体12を適宜組み合わせて配置することで前記電極板４と前記電着ドラム３の外周面との通電度合いを調整して前記電着ドラム３の外周面に箔厚が可及的に均一な前記金属箔Ａを電着生成することを特徴とする金属箔の製造方法に係るものである。

本発明は上述のように、装置の個性に応じて予め導電性コーティング膜の被覆態様が異なる複数種の細分割体を作製することで、コスト安に電着ドラムの外周面の幅方向における箔厚の調整が可能となる極めて実用的な金属箔製造装置，電極板及び金属箔の製造方法となる。

本実施例の概略説明側断面図である。分割体及び細分割体の配置例を説明する概略説明図である。分割体及び細分割体の配置例を説明する概略説明図である。分割体及び細分割体の配置例を説明する概略説明図である。分割体及び細分割体の配置例を説明する概略説明図である。従来例の概略説明図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

電極体４には導電性コーティング膜13が存在する部分と存在しない部分があり、導電性コーティング膜13が設けられた部分は対向する電着ドラム３の外周面と（電解液１を介して）良好に通電し、導電性コーティング膜13がない部分は通電し難い。従って、電極体４の分割体10，11のうち、細分割構造の分割体11は、装置の個性に合わせて適宜細分割体12を組み合わせることで、導電性コーティング膜13が存在する部分と存在しない部分とを簡単に自由に設定して電着ドラム３の外周面との通電度合いを調整でき、補助陽極や遮蔽板を別途用いる必要なく電着ドラム３の外周面の幅方向における箔厚を均一化することが可能となる。

即ち、例えば、当該電着ドラム３の個性により、該電着ドラム３の外周面の幅方向において箔厚が厚くなる部分がある場合には、その部分に対応する位置に導電性コーティング膜13がない細分割体12を配置し、箔厚が薄くなる部分がある場合には、その部分に対応する位置に導電性コーティング膜13が全体に設けられた細分割体12を配置し、それらの間の部分には、その部分に対応する位置に半分だけ導電性コーティング膜13が設けられた細分割体12を配置する等、予め用意した複数種類の細分割体12を適宜組み合わせるだけの簡単な作業により、電着ドラム３等の装置の個性に応じて箔厚を調整でき、よって、可及的に均一な金属箔を得ることが可能となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、電解液１が溜められる電解槽２と、この電解槽２に設けられる電着ドラム３と、表面が前記電着ドラム３の外周面と対向するように前記電解槽２内に設けられる電極板４とを有する金属箔製造装置であって、前記電極板４の表面は前記電着ドラム３の外周面に沿った凹湾曲面に設定され、また、この電極板４の表面には導電性コーティング膜13が被覆され、更に、この電極板４は前記電着ドラム３の軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体10，11が複数並設された分割構造とされ、また、この分割体10，11のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体12が複数並設された細分割構造とされ、この細分割構造の分割体11は、前記導電性コーティング膜13の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体12を組み合わせて構成されているものである。

即ち、本実施例は、図１に図示したように、電解液１（硫酸銅液）が溜められる電解槽２と、一部が電解液１に浸漬するように電解槽２内に設けられる電着ドラム３（陰極）と、この電着ドラム３の外周面と所定間隔で対向するように設けられ電解液１に浸漬する電極板４（陽極）とを有し、電着ドラム３と電極板４との間に電圧を印加することで電着ドラム３の外周面に金属箔Ａ（銅箔）を電着生成（メッキ）するものであり、電極板４を所定の形状としたものである。所定厚さとなった金属箔Ａは、巻取部14により剥離位置Ｘで電着ドラム３から剥離せしめられ巻取ロール15に巻き取られる。図中符号16はガイドロールである。

また、電極板４は電着ドラム３の外周面に沿って複数並設されている。本実施例では、電極板４は電着ドラム３の浸漬部分の左側及び右側と夫々対向するように左右一対設けられている。電極板４の表面は電着ドラム３の外周面と対応する凹湾曲面に設定される。

図中、符号５は電極板４を設ける基体、７は電解液１を電着ドラム３と電極板４との対向間隙に供給する液供給部、８は電着ドラム３の回転軸、９は電極板４が取り付けられた基体５を支持する支持体である。

各部を具体的に説明する。

電極板４はチタン製であり、長手方向（電着ドラム３の周方向）において分割された複数の長方形状（帯状）の分割体10，11から成る分割構造とされ、この分割体10，11のうち少なくとも１つは幅方向において更に分割された正方形状の細分割体12から成る細分割構造とされている（図２〜図５参照）。分割体10，11の縦の長さは電極板４の分割数に応じて設定され、横幅は電着ドラム３の幅と同じか若干幅広に設定される。この細分割構造の分割体11は、前記導電性コーティング膜13の被覆態様（設け方）が異なる複数種類の前記細分割体12を組み合わせて構成されている。

また、本実施例は、少なくとも巻取部14による金属箔Ａの剥離位置Ｘに最も近い分割体11を前記細分割構造としている（少なくとも金属箔の電着生成過程の終盤で微調整を行うため。）。具体的には、各電極板４のうち、最も上方側（電解液１の液面側）の分割体11を夫々前記細分割構造としている。

また、細分割構造の分割体11は、少なくとも２つ以上、好ましくは５つ以上の細分割体12で構成される構成とすれば良い。本実施例では６つの細分割体12で構成している。また、細分割体12は夫々同一の電源（図示省略）に接続されている。この電源は他の分割体10とも共通であり、細分割体12だけを特別に制御するものではなく、各分割体10，11は同様に制御される。

各分割体10，11の電着ドラム３の外周面との対向面（表面）には、導電性コーティング膜13（酸化イリジウムコーティング膜）が成膜（被覆）されている。なお、他の導電性コーティング膜13を採用しても良い。本実施例の導電性コーティング膜13は（１２０℃〜２００℃で３０分以上加熱して硬化・乾燥させる）焼付塗装により形成されている。この際、分割体10，11の導電性コーティング膜13を設けない部位には、同時にチタン酸化膜が形成される。このチタン酸化膜により導電性コーティング膜13がない部分は耐食性が良好となり且つ一層通電し難い部分となる。

この導電性コーティング膜13は、細分割構造でない分割体10は前記対向面（表面）の全面に設けられており、細分割構造の分割体11は前記対向面（表面）の一部に設けられている。

即ち、本実施例では、導電性コーティング膜13が設けられていない細分割体12、若しくは、一部にのみ導電性コーティング膜13が設けられている（一部に導電性コーティング膜13が含まれていない）細分割体12の少なくともいずれかが含まれる。

従って、細分割体12としては、全面に導電性コーティング膜13が設けられたもの（全面コーティング）、導電性コーティング膜13が一切設けられていないもの（コーティングなし）、導電性コーティング膜13が一部の領域にのみ設けられているもの（一部コーティング）の三種類がある。

一部コーティングは、本実施例では、主に表面の５０％に導電性コーティング膜13が設けられる構成とし、対向する辺の中点同士を結ぶ線や対角線で、導電性コーティング膜13を設ける領域と設けない領域とを分けた構成を図示しているが、これに限られるものではなく、導電性コーティング膜13を設ける面積の割合は、例えば表面の１０％〜９０％程度に適宜設定できる。また、導電性コーティング膜13の平面形状は適宜設定できる。即ち、導電性コーティング膜13の被覆態様は、細分割体12の表面における導電性コーティング膜13が設けられる割合、コーティング部位（またはコーティングされない部位）の平面形状、コーティング膜厚等を変えることで適宜設定できる。

図２〜図５に図示したように、細分割体12は全面コーティング、コーティングなし、一部コーティングを自由に組み合わせて配置することで、装置の個性に応じた膜厚調整が可能となる。例えば、最も単純な配置は図２に図示したもので、両端部に全面コーティング、中央部にコーティングなしを配置して、電着ドラム３の外周面の幅方向両端部に比べて中央部で流れる電流を抑制し中央部の金属箔生成量を減少させて箔厚を均一化するものである。図３は図２より両端部の電流抑制量をより細かく調整するもので、図４及び図５は図４より中央部の電流抑制量をより細かく調整するものである。

なお、図６は細分割構造の分割体11を用いない従来の電極板４’であり、この従来の電極板４’は全ての分割体10’の表面全面に一様に導電性コーティング膜13’を設けている。この場合、箔厚調整には、補助陽極や遮蔽板を別途用意する必要がある。

また、この従来の電極板４’の分割体10’または従来の一枚板の電極板の部位毎に、膜の有無や膜厚を設定して通電度合いを調整することも可能ではあるが、装置毎にその個性に応じた分割体10’または一枚板の電極板を用意する必要があり、本実施例に比しコスト性に劣る。

本実施例は上述のように構成したから、電極体４の分割体10，11のうち、細分割構造の分割体11は、装置の個性に合わせて適宜細分割体12を組み合わせることで、導電性コーティング膜13が存在する部分と存在しない部分とを簡単に自由に設定して電着ドラム３の外周面との通電度合いを調整でき、補助陽極や遮蔽板を別途用いる必要なく電着ドラム３の外周面の幅方向における箔厚を均一化することが可能となる。

従って、本実施例によれば、箔厚を均一化させることで金属箔厚さのバラつきによる伸びしわや変色を抑制でき、しかも、多くの電気回路（直流安定化電源や電流制御システム）を必要とせず導入コストの増大を抑制でき、遮蔽板のように装置完成後の設計及び製造にかかる期間を短縮して機会損失を抑制できる。

よって、本実施例は、装置の個性に応じて予め導電性コーティング膜の被覆態様が異なる複数種の細分割体を作製することで、コスト安に電着ドラムの外周面の幅方向における箔厚の調整が可能となる極めて実用的なものとなる。

１電解液
２電解槽
３電着ドラム
４電極板
10 分割体
11 分割体
12 細分割体
13 導電性コーティング膜
14 巻取部
Ａ金属箔
Ｘ剥離位置

Claims

電解液が溜められる電解槽と、この電解槽に設けられる電着ドラムと、表面が前記電着ドラムの外周面と対向するように前記電解槽内に設けられる電極板とを有する金属箔製造装置であって、前記電極板の表面は前記電着ドラムの外周面に沿った凹湾曲面に設定され、また、この電極板の表面には導電性コーティング膜が被覆され、更に、この電極板は前記電着ドラムの軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体が複数並設された分割構造とされ、また、この分割体のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体が複数並設された細分割構造とされ、この細分割構造の分割体は、前記導電性コーティング膜の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体を組み合わせて構成されていることを特徴とする金属箔製造装置。
請求項１記載の金属箔製造装置において、前記電着ドラムの外周面に電着生成された金属箔を剥離して巻き取る巻取部を備え、この巻取部による金属箔の剥離位置に最も近い前記分割体を前記細分割構造としたことを特徴とする金属箔製造装置。
請求項１，２いずれか１項に記載の金属箔製造装置において、前記電極板は前記電着ドラムの外周面に沿って複数並設され、前記各電極板のうち、最も上方側の分割体を夫々前記細分割構造としたことを特徴とする金属箔製造装置。
請求項１〜３いずれか１項に記載の金属箔製造装置において、前記細分割体は夫々同一の電源に接続されていることを特徴とする金属箔製造装置。
請求項１〜４いずれか１項に記載の金属箔製造装置において、前記細分割構造の分割体は、前記導電性コーティング膜が全部若しくは一部に設けられていない少なくとも１つ以上の前記細分割体を含むことを特徴とする金属箔製造装置。
請求項５記載の金属箔製造装置において、前記細分割体の前記導電性コーティング膜が設けられていない部位にはチタン酸化膜が設けられていることを特徴とする金属箔製造装置。
電解液が溜められる電解槽と、この電解槽に設けられる電着ドラムと、表面が前記電着ドラムの外周面と対向するように前記電解槽内に設けられる電極板と、前記電着ドラムの外周面に電着生成された金属箔を剥離して巻き取る巻取部とを有する金属箔製造装置における前記電極板であって、前記電極板の表面は前記電着ドラムの外周面に沿った凹湾曲面に設定され、また、この電極板の表面には導電性コーティング膜が被覆され、更に、この電極板は前記電着ドラムの軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体が複数並設された分割構造とされ、また、この分割体のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体が複数並設された細分割構造とされ、この細分割構造の分割体は、前記導電性コーティング膜の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体を組み合わせて構成されていることを特徴とする電極板。
請求項７記載の電極板において、前記巻取部による金属箔の剥離位置に最も近い前記分割体を前記細分割構造としたことを特徴とする電極板。
請求項７，８いずれか１項に記載の電極板において、前記電極板は前記電着ドラムの外周面に沿って複数並設され、前記各電極板のうち、最も上方側の分割体を夫々前記細分割構造としたことを特徴とする電極板。
請求項７〜９いずれか１項に記載の電極板において、前記細分割体は夫々同一の電源に接続されていることを特徴とする電極板。
請求項７〜１０いずれか１項に記載の電極板において、前記細分割構造の分割体は、前記導電性コーティング膜が全部若しくは一部に設けられていない少なくとも１つ以上の前記細分割体を含むことを特徴とする電極板。
請求項１１記載の電極板において、前記細分割体の前記導電性コーティング膜が設けられていない部位にはチタン酸化膜が設けられていることを特徴とする電極板。
電解液が溜められる電解槽と、この電解槽に設けられる電着ドラムと、表面が前記電着ドラムの外周面と対向するように前記電解槽内に設けられる電極板とを有する金属箔製造装置を用いた金属箔の製造方法であって、前記電極板の表面は前記電着ドラムの外周面に沿った凹湾曲面に設定され、また、この電極板の表面には導電性コーティング膜が被覆され、更に、この電極板は前記電着ドラムの軸方向に所定長の横幅を有し且つ縦が所定長を有する分割体が複数並設された分割構造とされ、また、この分割体のうち少なくとも１つは更に分割された細分割体が複数並設された細分割構造とされて、前記導電性コーティング膜の被覆態様が異なる複数種類の前記細分割体を適宜組み合わせて配置することで前記電極板と前記電着ドラムの外周面との通電度合いを調整して前記電着ドラムの外周面に箔厚が可及的に均一な前記金属箔を電着生成することを特徴とする金属箔の製造方法。