JP2880213B2 - 電着ドラム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電解金属箔の製造に用いられる電着ドラム
に関する。

（従来の技術） 電解金属箔としては銅箔、ニッケル箔、鉄箔などがあ
るが、今日最も大量に生産されているのは印刷回路用電
解銅箔である。そこで電解銅箔を例として従来の製造装
置及び方法を説明する。

電着ドラムを、軸方向が水平になるようにして、その
一部分を例えば硫酸酸性硫酸銅溶液からなる電解液に浸
して回転させ、ドラム面を陰極とし、電解液中にあって
ドラム面に対抗して配設された陽極との間に直流電流を
流して、ドラム面に電解銅層を形成させ、所望の層厚と
なったとき、電解銅箔をドラム面より剥離し、これを巻
取ることにより電解銅箔が生産されている。電着ドラム
の表面は、繰返し行なわれる強酸性液中での電着や剥離
に耐えねばならず、また定期的に行なわれるバフ研磨な
どの表面清浄作用による磨損がさけられず、他方均一厚
の銅箔を商業ベースで生産するためには表面に大電流が
均一に供給されなければならない。そのため電着ドラム
には、ステンレススチール製、チタン製又は表面にクロ
ムメッキなどを施した交換可能なアウタースキンをイン
ナードラムに焼嵌めした構造のものが使われている。

そしてこの電着ドラムのアウタースキンに給電する方
法としては、アウタースキンから側板を通って直接ドラ
ム軸の給電ラインに流す方法と、アウタースキンからそ
れに面接触したインナードラムを通って流す方法があ
る。前者では、高価なチタン材で厚いアウタースキンを
作らなければならないこと、ドラムの縁部から中央部に
なるほど表面の電流密度が小さくなり易いこと、さらに
アウタースキンと給電ラインとの電気的接続が容易でな
いなどの問題がある。後者では、アウタースキンは厚く
なくても良いが、その内表面とインナードラム外表面と
の電気的接触を均一安定に行なうことに問題がある。本
発明は電解電流をアウタースキンからインナードラムに
流す後者の方法を改善するものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記のようにインナードラムの外側にアウタースキン
を嵌着した電着ドラムは、加温された電解液に浸され、
かつ大電流が流れた部分は温度が上昇し、他方電解液か
らでた部分は大気で冷され、かつ通電による発熱もな
い。電解銅箔の製造においては、電着ドラムはこのよう
に加温と冷却がくり返されるために、インナードラムと
アウタースキンの接触面ではかなりの相対移動がくり返
される。その結果、両者の界面において均一安定した電
気的接触が不可能となり、局部的に大電流が流れた部分
がアウタースキン表面にいわゆるホットスポットとして
現われる。この現象は使用電流が大きい程発生しやす
く、電解銅箔の生産速度を制限する要因の１つとなって
いる。

本発明の目的は、前記ホットスポットの発生を防ぐと
共に、インナードラムとアウタースキンの間の通電ロス
を少なくすることである。そのためには、従来も焼嵌め
圧力を高くしたり、インナードラム外面とアウタースキ
ン内面の接触力を強めるこころみが種々なされた。例え
ばインナードラム表面に溝を彫ってアウタースキン内面
と接触する面積を減らして接続性を高め、さらに接触面
に銀めっき層を存在させる方法（特公昭58−24507号公
報）、円筒面全面で接触し、その接触面に銀めっき層を
存在させる方法（特公昭62−233号公報）、円筒面全面
で接触し、その接触面に銀めっき、金めっき、白金めっ
きの層を存在させる方法（特公昭61−60149号公報）な
ど、結果として接触力を高める方法が工夫されている。

しかしながら、上記に例示した、従来のインナードラ
ム表面に溝を彫ってアウタースキンを焼嵌める方法（特
公昭58−24507号公報）は、両者の電気的接続が改良さ
れるが、このようなインナードラムを製作するには、そ
の全外表面に亘って、例えば山部分を巾1.5mm、谷部分
を巾約3.5mm、深さ約0.3mmの交互に高められた部分を設
けた外表面とするため、費用と時間を要し、より効果的
にするために、より微細化すれば、この弱点は、更に顕
著なものとなるので、十分満足できるものではなかっ
た。

本発明の目的は上記の問題点を解消して、高品質の金
属箔が高い生産性で製造できる電着ドラムを提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、網状又は多孔状の金属シートを介してアウ
タースキンをインナードラムに焼嵌めてなる電解金属箔
製造用の電着ドラムである。

本発明は、網状又は多孔状の金属シートを介して、ア
ウタースキンをインナードラムに焼嵌めるので、アウタ
ースキンとインナードラムの両者の間の接触力が確実に
高まり、電気的接続の十分な電着ドラムとすることがで
きる。インナードラムは、軟鋼、銅、ステンレススチー
ルなどで作られ、外周表面を旋盤仕上げし、表面が汚れ
て電気的接続を損うおそれのある場合は、銅めっき、銀
めっきなどを必要に応じて行なう。アウタースキンは、
チタン、タンタル、ジルコニウム等、又はそれらの合
金、あるいはステンレススチールもしくはそれにクロム
めっきしたものなどが用いられる。本発明で使用する網
状又は多孔状の金属シートの作成には目的に合致した種
々の方法が採用可能である。

即ちその材質は銅、ニッケル、銀、ステンレススチー
ル、チタン等またはそれらの合金、あるいはそれらにニ
ッケル、銀、金などもめっきしたものでよく、その形態
は、 （ｉ）素線を編んだ所謂金網 （ii）金属板に千鳥配列の切れ目を入れ、同時にこれを
押し延ばして網目とした所謂エキスパンドメタル （iii）パンチやエッチング加工などによって種々の形
の孔をあけた孔あき金属シート など本発明の目的に合致した既に種々実用されている材
料が広く採用可能である。

これらの金属材料がアウタースキンの内表面または、
インナードラムの外周表面と接している面積は、見掛け
面積の10〜90％の割合、更に好ましくは20〜70％の割合
である。

従って、素線を編んだ所謂金網は、単なる編上がりで
なくフラットロールに掛けて、使用時の相手面との接触
面積の割合が上記のようにした方が良い場合が多く、同
様にエキスパンドメタルはフラットロールに掛けて、ス
トランドやボンド部が同一平面となった所謂フラット加
工品の方が良い場合が多い。

またこれらの金属材料は、アウタースキンとインナー
ドラムの間に丸めて円筒状のものを介在させるだけでも
よく、必要によりその合わせ目を溶接、ろう付、半田づ
け、かしめ、縫合などしてあってもよい。

取付け加工の方法は、これらの金属材料をインナード
ラムにかぶせてアウタースキンに挿入し、焼嵌めるか、
単にインナードラムの外側においてアウタースキンを焼
嵌めてもよく、逆にアウタースキンの内側においてイン
ナードラムを挿入し焼嵌めてもよく、これらを加工方法
は、任意に行なうことができる。焼嵌め加工時または使
用中に、これら金属材料の表面が酸化ないし変色してア
ウタースキンまたはインナードラムとの電気的接続の低
下が懸念される場合には、その金属材料の表面に銅、ニ
ッケル、銀、金、白金、ロジウム、パラジウム、オスミ
ウム、ルテニウムあるいはそれらの合金などの金属層を
電気めっきまたは化学めっきなどによって施しておくこ
とは有効である。

網状又は多孔状の金属シート材料を介してアウタース
キンをインナードラムに焼嵌め挿入したあと、アウター
スキン外周表面に旋盤がけ、砥石研摩、バフ研摩して真
円筒に仕上げる。

なお、アウタースキンの外周表面は、そこに電着した
銅などの金属層を適当な剥離抗力で剥すことのできる材
質と仕上げ粗さであれば適宜なものが使用できる。

またインナードラムは、上記アウタースキン円筒より
熱膨張率が高く、ドラムの使用時に熱膨張して、焼嵌め
られた状態よりアウタースキン／網状又は多孔状の金属
シート／インナードラム間の押付け圧力が一層高まり、
アウタースキンとインナードラムとの電気的接続がより
一層確実なものとなる。

（作用） 本発明の電着ドラムにおいては、アウタースキンとイ
ンナードラムとの間に介在させた網状又は多孔状の金属
シート材料とアウタースキン内表面とインナードラム外
周表面とが直接全面接触するよりも少ない表面積で均一
確実に行なわれ、しかもアウタースキンとインナードラ
ムとの熱膨張力および弾性の相互作用によってその効果
を倍加し、両者の電気的接続を高め、より接触を確実な
ものとすることができる。

（実施例） 第１図は電着ドラムを用いた一般的な電解金属箔製造
装置の１例を示す１部欠損側面図である。

電着ドラム１はシャフト２に固定され、シャフト２は
その両端を軸受3,4により電着ドラム１を回転可能に支
持する。シャフト２の１端にはシャフト２と共に電着ド
ラム１を回転させるための回転駆動源を連結する。前者
電着ドラム１は陰極となり、その１部は電解槽５中の電
解液６に浸される。陽極７を電着ドラム１の電解液６中
のドラム面に相対して配設する。シャフト２の端部に設
けたドラム通電用のコンタクトリング８に直流電源９の
陰極側を接続し、陽極７に陽極側を接続する。

前記電着ドラム１はシャフト２の周りに組立てられた
軟鋼製等のインナードラム10の外側にアウタースキン11
を焼嵌めしている。その他は、シャフト２の筒軸12、円
板状の側板13、電解液によるインナードラムの腐蝕を守
るためのカバー14である。

第２図〜第４図は本発明の電着ドラムに用いる孔あき
金属シート、エキスパンドメタル、及び金属鋼又は多孔
シートの形状、装着状態などを示す図面である。

実施例１ 第２図において、厚さｔ＝約0.15mmのニッケルシート
を用いパンチングによって直径ｄ＝約2mmの孔が、間隔
ｌ＝約2.7mmで分布したシートを作り、このシート12を
丸めてアウタースキン11とインナードラム10との焼嵌め
時、両者間に介在させた。

実施例２ 厚さｔ＝約0.4mmの銅シートを用い、実施例１と同様
の孔をエッチングによって作り、表面に銀めっきを３μ
施したシートを作り、これを丸めてアウタースキン11と
インナードラム10との焼嵌め時、両者間に介在させた。

実施例３ 第３図において、ステンレススチールのエキスパンド
メタルを用意し、このシート12を介してアウタースキン
11とインナードラム10との焼嵌め時、両者間に介在させ
た。エキスパンドメタルは、フラット加工したもので、
その寸法は、第３図においてSW＝約3mm、LW＝約6mm、板
厚ｔ＝約0.4mm、ｗ＝約0.6mmであった。

実施例４ 第４図において素線を編んだ銅鋼を圧延して、両者の
平坦部を全面積の約30％とし、これに銀めっきし、これ
を丸めて合わせ目を銀ろう付けし、この銅鋼12を介して
アウタースキン11とインナードラム10との焼嵌めを行な
った。

（発明の効果） 本発明は上述のように、網状又は多孔状の金属シート
を介してアウタースキンをインナードラムに焼嵌めるこ
とによりアウタースキンからインナードラムへの電気的
接続を均一確実なものとすることができ、大電流を通し
ても全体の通電状況を均一にし、かつ局部的なホットス
ポットの発生を抑制することができる。

本発明に用いる金属材料は、金属シートに既に実用化
されているパンチングやエッチングによって孔をあけ、
また、よく知られたエキスパンドメタルや金属網を使用
するなど容易でかつ安価に入手できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電着ドラムを用いた一般的な電解金属箔製造装
置の１例を示す１部欠損側面図であり、第２〜第４図は
本発明の電着ドラムに用いる本発明の網状又は多孔状の
金属シート材料の形状及び装着状況を示す図面である。 １……電着ドラム、２……シャフト 3,4……軸受、５……電解槽 ６……電解液、７……陽極 ８……コンタクトリング、９……直流電源 10……インナードラム、11……アウタースキン 12……孔あき金属シート、エキスパンドメタル及び金属
網など

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】網状又は多孔状の金属シートを介してアウ
   タースキンをインナードラムを焼嵌めてなる電解金属箔
   製造用の電着ドラム。