JP4025700B2

JP4025700B2 - 極薄金属板の製造方法およびそれを用いて製造してなる極薄金属板

Info

Publication number: JP4025700B2
Application number: JP2003285667A
Authority: JP
Inventors: 信夫坂本; 英典奥村; 毅入江; 洋中島
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2023-08-04
Also published as: JP2005052862A

Description

本発明は、樹脂被覆金属板を用いて極薄金属板を製造する方法、およびその製造方法を用いて製造してなる極薄金属板に関する。

近年、電子機器などの回路基板やカラー表示用の陰極線管に用いるマスク材料などにおいて、３０〜１００μｍ程度の厚さの銅合金箔、鋼箔、ニッケル−コバルト合金箔など、金属箔が用いられている。これらの金属箔は、特許文献１や特許文献２に開示されているように、使用目的や加工性などを考慮して選択した合金組成となるように金属を溶解鋳造してインゴットを作成し、熱間圧延しさらに冷間圧延して１０ｍｍ前後の板とした後、焼鈍と冷間圧延を繰り返して、３０〜１００μｍ程度の厚さの金属箔として製造される。これらの焼鈍と冷間圧延を繰り返す金属箔の製造方法は、特に長尺帯状の金属ストリップを箔にする場合は、大掛かりな焼鈍工程と圧延工程を何回も繰り返して通板させるために、非常に生産性が乏しい欠点を有している。

金属箔の製造における低い生産性を改善する方法としては、特許文献３や特許文献４に開示されている方法を上げることができる。特許文献３に開示されている方法は、コイル状銅箔を２枚重ねて圧延ロールに通し、リバース圧延して総加工度５０％以上で銅箔とする方法である。しかし、この方法を用いて鋼板などの硬質の金属板を重ねて圧延する場合には、重ね合わせの誤差（重ね部のズレ）があると幅方向のエッジ部分で耳切れが生じて板が千切れてしまい、圧延できなくなる欠点を有している。

特許文献４に開示されている方法は、上下の保護板の間に箔素材をサンドイッチして圧延を繰り返して金属箔とする方法であるが、この方法においても特許文献３に開示されている方法と同様に、鋼板などの硬質の金属板を重ね圧延する場合に、重ね合わせの誤差があると耳切れが生じて圧延できなくなる欠点を有している。

本出願に関する先行技術文献情報として次のものがある。
特開２００１−１５２２６７号公報特開２００３−０７３７８０号公報特開平１１−２７７１０６号公報特開平１１−０１９７０３号公報

本発明は、樹脂被覆金属板を用いて、高生産性で安定して極薄金属板を製造する方法、およびその製造方法を用いて製造してなる極薄金属板を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するため、本発明の極薄金属板の製造方法は、金属板と熱可塑性樹脂層を積層してなる樹脂被覆金属板を圧延して得られる樹脂被覆極薄金属板を、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱して熱可塑性樹脂層を剥離除去することを特長とする極薄金属板の製造方法（請求項１）であり、また
上記（請求項１）の極薄金属板の製造方法において、樹脂被覆金属板として、複数の金属板と複数の熱可塑性樹脂層を交互に積層してなる多層樹脂被覆金属板を用いること（請求項２）を特徴とし、さらに
上記（請求項１または２）の極薄金属板の製造方法において、樹脂被覆極薄金属板を大気中で熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱すること（請求項３）を特徴とし、さらにまた上記（請求項１または２）の極薄金属板の製造方法において、樹脂被覆極薄金属板を非酸化性雰囲気中で熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱すること（請求項４）を特徴とし、さらにまた
上記（請求項１または２）の極薄金属板の製造方法において、樹脂被覆極薄金属板を液体中で熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱すること（請求項５）を特徴とする極薄金属板の製造方法であり、またさらに
上記（請求項１〜５）の極薄金属板の製造方法において、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱して熱可塑性樹脂層を剥離除去した後、洗浄手段を用いて洗浄すること（請求項６）を特徴とし、さらに
上記（請求項６）の極薄金属板の製造方法において、洗浄手段がアルカリ水溶液中における電解洗浄であること（請求項７）を特徴とする。
また本発明の極薄金属板は、上記（請求項１〜７）の極薄金属板の製造方法を用いて製造してなる極薄金属板である。

本発明の極薄金属板は、複数の金属板と複数の熱可塑性樹脂層を交互に積層してなる多層樹脂被覆金属板を圧延して多層樹脂被覆極薄金属板とした後、樹脂を除去して極薄金属板としたものである。金属板外層が樹脂に保護された状態で圧延する場合は、圧延ロールに接触することなく圧延されるので、金属板表面にスクラッチ等の微少疵を生じることなく圧延することができる。また、金属板や樹脂フィルム、また金属板に樹脂を積層してなる樹脂被覆金属板同士を積層して多層樹脂被覆金属板を作成する際に、精度よく重ね合わせて積層して多層樹脂被覆金属板とすることが可能であるので、この多層樹脂被覆金属板を圧延して多層樹脂被覆極薄金属板とする際に板幅方向端部の重ね合わせのずれに起因する耳切れを生じることがない。さらに、一度の圧延で多数の金属板を薄化できるの極薄金属板を高生産性で得ることができる。

本発明においては、冷延鋼板、ステンレス鋼板などの各種合金鋼板、銅合金板、ニッケル合金板、アルミニウム合金板などの金属板に、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を積層してなる樹脂被覆金属板、特に樹脂被覆金属板として、複数の金属板と複数の熱可塑性樹脂層を交互に積層してなる多層樹脂被覆金属板を圧延して得られる樹脂被覆極薄金属板を、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱して熱可塑性樹脂層を剥離除去することにより、金属板の重ね合わせのズレによる耳切れなどを生じることなく、高生産性で安定して極薄金属板を製造することが可能となった。

以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の極薄金属板の製造方法において、極薄金属板の出発材として用いる樹脂被覆金属板について説明する。樹脂を被覆する基板である金属板としては、冷延鋼板および冷延鋼板に錫、ニッケル、亜鉛、銅などのめっき、またはこれらのめっき金属の２種以上からなる合金めっきを施したもの、電解クロム酸処理や浸漬クロム酸処理などのクロメート処理、リン酸処理、ノンクロム処理（バナジウム塩処理）などの化成処理を施したもの、さらにめっきや合金めっきを施した後にさらにこれらの化成処理を施したものや、ステンレス鋼板などの合金鋼板、銅板および真鍮、青銅、白銅などの銅合金板、ニッケル板およびインバーなどのニッケル合金板、アルミニウム合金板およびアルミニウム合金板にアルマイト処理、クロメート処理、リン酸処理、リン酸クロメート処理、ノンクロム処理（ジルコニウム塩処理）などの化成処理を施したものなどを用いることができる。これらの金属板の厚さは、樹脂を被覆する際の作業性などの観点から０．０５〜０．３ｍｍ程度であることが好ましい。

上記の金属板に被覆する樹脂としては、加熱により溶融する熱可塑性樹脂であることが好ましく、ポリエチレンテレタレート、ポリブチレンテレタレート、ポリエチレンナフタレート、エチレンテレタレート・エチレンイソタレート共重合体、またはこれらの２種以上をブレンドしたものなどのポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、またはこれらをマレイン酸などの不飽和カルボン酸で変性してなるものなどのポリオレフィン樹脂、６−ナイロン、６・１０−ナイロン、６・６−ナイロンなどのポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は樹脂被覆金属板を圧延した後に樹脂の剥離を容易に行えるように、溶融温度が１５０〜２２０℃程度の樹脂であることが好ましい。また、これらの樹脂の厚さは、金属板に被覆する際の作業性などの観点から１０〜２００μｍ程度であることが好ましい。

上記の金属板に上記の樹脂を被覆して出発材として用いる樹脂被覆金属板とする場合、被覆方法として、公地の熱接着法を用いて樹脂を金属板の片面または両面に直接に熱接着してもよいし、金属板と樹脂の間に接着剤を介して接着してもよい。このようにして得られる樹脂被覆金属板は、図１に示すように、金属板の両面に樹脂を被覆してなる単層の樹脂被覆金属板であってもよいし、図２〜図４に示すように、複数の金属板と複数の熱可塑性樹脂層を交互に積層してなる多層樹脂被覆金属板（図２および図４）や単層の樹脂被覆金属板を複数積層した多層樹脂被覆金属板（図３）であってもよい。

次いで、これらの単層樹脂被覆金属板や多層樹脂被覆金属板を圧延して単層樹脂被覆極薄金属板や多層樹脂被覆極薄金属板を作成する。圧延は通常の単スタンドミル、タンデムミル、リバースミルなどの圧延装置を用い、冷間圧延して極薄化する。

図２〜図４に示した多層樹脂被覆金属板の樹脂と金属の積層作業や単層樹脂被覆金属板同士の積層作業においては、樹脂と金属板、または単層樹脂被覆金属板同士を精度よく積層して多層樹脂被覆金属板とすることが可能であるので、これらの多層樹脂被覆金属板を圧延して多層樹脂被覆極薄金属板とする際に、板幅方向の重ね合わせのずれに起因する耳切れを生じることがない。

上記の圧延作業において、圧延後の単層樹脂被覆極薄金属板や多層樹脂被覆極薄金属板における樹脂を剥離した後の極薄金属板の厚さは１００μｍ以下であることが好ましい。上記の方法を用いて厚さが１００μｍを超える極薄金属板を得ることは可能であるが、上記の方法を用いずとも製造することができる。図１〜図３に示した単層樹脂被覆極薄金属板および多層樹脂被覆極薄金属板においては、圧延加工後まで金属面が樹脂で保護されるので、樹脂を剥離した後、金属板表面にスクラッチなどの微少疵のない極薄金属板が得られる。図４に示した多層樹脂被覆極薄金属板においては、最上層と最下層の金属板が圧延ロールと接触するので、金属板表面にスクラッチなどの微少疵のない極薄金属板が求められる場合は、これらの最上層と最下層の２枚の極薄金属板以外を採用すればよい。

本発明の極薄金属板は、上記のようにして作成した単層樹脂被覆極薄金属板や多層樹脂被覆極薄金属板から樹脂を剥離除去することにより得ることができる。樹脂の剥離は単層樹脂被覆極薄金属板や多層樹脂被覆極薄金属板を樹脂（熱可塑性樹脂）の溶融温度以上に加熱することにより、容易に行うことができる。加熱方法としては、大気中におけるオーブンや赤外線ヒータなどの外部加熱手段による加熱、加熱ロールなど、加熱した金属などのブロックに接触させる加熱、抵抗加熱、誘導加熱などの内部加熱手段による加熱、または真空、水素、水素−窒素混合気などの還元ガス、窒素、アルゴンなどの非酸化性ガスなどの非酸化性雰囲気中におけるオーブンや赤外線ヒータなどの外部加熱手段による加熱、抵抗加熱、誘導加熱などの内部加熱手段による加熱、もしくは菜種油、大豆油、椰子油などの植物油、魚油、ラード、鯨油などの動物油、流動パラフィン、タービン油、スピンドル油、切削油、熱処理油などの鉱物油、またはこれらの混合油、錫などの低融点金属、各種のハロゲン化アルカリからなる溶融塩などの加熱液体中に浸漬することによる加熱などの方法を用いることができる。これらのいずれかの加熱方法を用いて、単層樹脂被覆極薄金属板や多層樹脂被覆極薄金属板を被覆した樹脂（熱可塑性樹脂）の溶融温度以上に加熱することにより、樹脂が溶融したり分解するので極薄金属板から容易に剥離することが可能となる。加熱により金属板表面に酸化被膜が生成することを回避したい場合は、非酸化性雰囲気中または液体中において加熱することが好ましい。

以上のようにして、単層樹脂被覆極薄金属板や多層樹脂被覆極薄金属板から樹脂を剥離除去して得られる極薄金属板は、特に加熱液体中に浸漬して樹脂を剥離した場合に金属板表面に浸漬浴の残滓が付着しているので除去する必要がある。また、他の加熱手段による場合も溶融した樹脂の残滓が金属板表面に付着していることがあり、除去する必要がある。除去方法としては、水酸化ナトリウムや炭酸ナトリウムなどのアルカリの水溶液中で、極薄金属板を陰極として直流を印加して電解洗浄することが好ましい。このようにして直流電解すると、陰極の極薄金属板の表面に水素が発生し、極薄金属板表面の付着物が水素の気泡とともに極薄金属板表面から除去される。本発明の極薄金属板はこのようにして得ることができる。

（実施例１）
厚さ：０．１６ｍｍのステンレス鋼板（ＪＩＳ：３０４）の両面に厚さ：２０μｍのマレイン酸変性ポリエチレンフィルムを熱接着して被覆し、樹脂被覆ステンレス鋼板とした。この樹脂被覆ステンレス鋼板をリバース圧延機を用いて厚さが０．０５ｍｍとなるまで圧延し、樹脂被覆極薄ステンレス鋼板とした。この樹脂被覆極薄ステンレス鋼板を２００℃のオーブン中で加熱してマレイン酸変性ポリエチレンフィルムを除去した後、樹脂を除去した極薄ステンレス鋼板を陰極として、１％水酸化ナトリウム水溶液中で直流電解し、電解洗浄した。このようにして厚さ：０．０４ｍｍの極薄ステンレス鋼板を得た。

（実施例２）
厚さ：０．１５ｍｍの冷延鋼板の片面にエチレンテレフタレート（８０モル％）・エチレンテイソタレート（２０モル％）共重合体からなる厚さ：２０μｍのポリエステルフィルムを熱接着して被覆し、片面樹脂被覆鋼板とした。また同様の冷延鋼板の両面に、上記と同様にして同様の共重合体のポリエステルフィルムを熱接着して被覆し、両面樹脂被覆鋼板とした。この両面樹脂被覆鋼板の片面にポリエステル系接着剤を介して上記の片面樹脂被覆鋼板を接着して２層の冷延鋼板と３層のポリエステルフィルムが交互に積層した複層樹脂被覆鋼板とした。同様にしてこの複層樹脂被覆鋼板に順次上記と同様にして作成した片面樹脂被覆鋼板を接着して上記の両面樹脂被覆鋼板が重ね合わせの最下部となるようにして、両面樹脂被覆鋼板の上に片面樹脂被覆鋼板を３枚、鋼板面同士が当接することがないようにしてトータル厚さ：０．７ｍｍの樹脂被覆積層鋼板を作成した。この樹脂被覆積層鋼板をリバース圧延機を用いて厚さが０．１８ｍｍとなるまで圧延したが、耳切れすることなく圧延することが可能であった。このようにして得られた樹脂被覆極薄鋼板を、水素：５％と窒素９５％からなる混合ガスの気流中で２２０℃に加熱してポリエステルフィルムを除去した後、樹脂を除去した極薄鋼板を陰極として、１％水酸化ナトリウム水溶液中で直流電解し、電解洗浄した。このようにして厚さ：０．０３８ｍｍの極薄鋼板を得た。

（実施例３）
厚：０．１０ｍｍの２枚の冷円鋼板の間に厚さ：２０μｍのマレイン酸変性ポリエチレンフィルムを挟んで熱接着し、樹脂鋼複合板を作成した。この樹脂鋼複合板を２組作成し、それらの樹脂鋼複合板の間に上記と同様のマレイン酸変性ポリエチレンフィルムを挟んで熱接着して、２重の樹脂鋼複合積層板を作成した。次いでこの２重の樹脂鋼複合積層板と前記の樹脂鋼複合板を準備し、その間に上記と同様のマレイン酸変性ポリエチレンフィルムを挟んで熱接着して、２重の樹脂鋼複合積層板を作成し、トータル厚さ：０．４６ｍｍの樹脂鋼複合積層板とした。この樹脂鋼複合積層板をリバース圧延機を用いて厚さが０．０８ｍｍとなるまで圧延したが、耳切れすることなく圧延することが可能であった。このようにして得られた樹脂鋼複合極薄積層板を、２００℃に加熱した菜種油中に浸漬して加熱してマレイン酸変性ポリエチレンフィルムを除去した後、樹脂を除去した極薄鋼板を陰極として、１％水酸化ナトリウム水溶液中で直流電解し、電解洗浄した。このようにして厚さ：０．０１７ｍｍの極薄鋼板を得た。

本発明の極薄金属板の製造方法は、高生産性で極薄金属板を製造する方法として好適に利用することができる。

樹脂被覆金属板の一例を示す概略図。多層樹脂被覆金属板の一例を示す概略図。多層樹脂被覆金属板の他の一例を示す概略図。多層樹脂被覆金属板の他の一例を示す概略図。

符号の説明

１ａ：両面樹脂被覆金属板
２ａ：片面樹脂被覆金属板
１０：樹脂
１０ａ：樹脂
２０：金属板
３０：樹脂被覆金属積層板
５０：樹脂金属複合板

Claims

金属板と熱可塑性樹脂層を積層してなる樹脂被覆金属板を圧延して得られる樹脂被覆極薄金属板を、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱して熱可塑性樹脂層を剥離除去することを特長とする、極薄金属板の製造方法。
樹脂被覆金属板として、複数の金属板と複数の熱可塑性樹脂層を交互に積層してなる多層樹脂被覆金属板を用いることを特徴とする、請求項１に記載の極薄金属板の製造方法。
樹脂被覆極薄金属板を大気中で熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱することを特徴とする、請求項１または２に記載の極薄金属板の製造方法。
樹脂被覆極薄金属板を非酸化性雰囲気中で熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱することを特徴とする、請求項１または２に記載の極薄金属板の製造方法。
樹脂被覆極薄金属板を液体中で熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱することを特徴とする、請求項１または２に記載の極薄金属板の製造方法。
熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱して熱可塑性樹脂層を剥離除去した後、洗浄手段を用いて洗浄することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の極薄金属板の製造方法。
洗浄手段がアルカリ水溶液中における電解洗浄であることを特徴とする、請求項６に記載の極薄金属板の製造方法。
請求項１〜７のいずれかに記載の極薄金属板の製造方法を用いて製造してなる極薄金属板。