JP4252680B2

JP4252680B2 - 電着ドラムの製造方法

Info

Publication number: JP4252680B2
Application number: JP21868099A
Authority: JP
Inventors: 文夫清水
Original assignee: 日本ステンレス工材株式会社
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2019-08-02
Also published as: JP2001049482A

Description

【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の製造方法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】
図１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装置の一例を図示したものであり、軟炭素鋼製等のインナドラムの外周面にチタン製等のアウタスキン21を焼嵌めてなる電着ドラム22の軸23を軸受24により回転可能に支持し、軸23に回転駆動源を連結し、電着ドラム22の下側の一部を電解槽25の電解液26中に浸し、電解槽25内に陽極27を設置し、電着ドラム22を陰極側として電着ドラム22と陽極27との間に通電し、アウタスキン21からインナドラムに電流を流し、電着ドラム22が回転して電解液26に浸されている時間に電着ドラム22の外周面即ちアウタスキン21の外周面に電着物例えば銅箔を析出させ、この銅箔を電着ドラム22の外周面から剥離して銅箔を連続生産し得るように構成されている。
【０００３】
ところで、出願人は先願に係る特願平２−２１９４８９号において、インナドラムの外周面とアウタスキンの内周面との間に、導電性，耐食性を有する中間素材を介存せしめる電着ドラムの製造方法として、アウタスキンの内周面に爆発圧接手段により軟質の中間素材を一体的に付着せしめ、このクラッド（積層）型のアウタスキンをインナドラムの外周面に被嵌する方法を提案している（以下、従来例という。）。
【０００４】
この従来例は、アウタスキンの内周面に軟質の中間素材を爆発圧接手段により付着する方法の為、アウタスキンの微細凹部に中間素材が入り込んで両者が極めて良好に密着し、更に、中間素材が軟質な為、前記クラッド型のアウタスキンの内周面の中間素材とインナドラムの外周面とが極めて良好に密着し、必然的にインナドラムとアウタスキンとの結合密着性が向上されることになる。従って、インナドラムの外周面にアウタスキンを直接被嵌する従来の電着ドラムと異なり、電着ドラムにより製造される銅箔の厚みが不均一になったり，異常析出したり，局部加熱による変色所謂ホットスポットが発生したりする等の問題が解決されると共に、電着ドラムに大電流を通して製造速度を向上せしめることが達成することができることになる。
【０００５】
しかし、この従来例には下記の問題点があることが発見された。
【０００６】
(1) 中間素材としてアウタスキンと同じ大きさの中間素材を使用しなければならず、特に大型の電着ドラムを得ようとする場合、爆発圧接が極めて厄介でアウタスキンと中間素材との付着が不良となり易い。また、例えば、アウタスキンより小さな中間素材を複数アウタスキンに付着せしめてクラッド型のアウタスキンを製造する方法も考えられるが、この場合、複数の中間素材同志の接合部分と他の部分とでクラッド型のアウタスキンの通電性が異なってしまい、アウタスキンからインナドラムへの通電が不均一となり、製造される銅箔の厚みが不均一になったり，異常析出したり，局部加熱による変色所謂ホットスポットが発生したりする等の問題点が発生してしまう。
【０００７】
(2) 爆発圧接時の大きなエネルギーが応力としてアウタスキンに残存し易く、このアウタスキンをインナドラムに被嵌する際、アウタスキンの外周面を銅箔の形成に重要な均一湾曲面としにくい。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するもので、アウタスキンの内周面に中間素材を爆発圧接するよりも簡単な方法でありながら、従来例と同様の秀れたインナドラムとアウタスキンとの結合密着性を有し、電着ドラムに大電流を通して製造速度を向上せしめることができる実用性に秀れた電着ドラムの製造方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【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。
【００１０】
インナドラム７の外周面とアウタスキン２の内周面との間に、導電性，耐食性を有する中間素材３を介存せしめた電着ドラムの製造方法であって、インナドラム７の外周板１となる板材１に爆発圧接手段若しくは圧延手段によりアウタスキン２より軟質の導電性，耐食性を有する中間素材３を一体的に付着せしめ、この中間素材３が設けられたクラッド型の板材１をインナドラム７の外周板１とし、このクラッド型のインナドラム７の外周面にアウタスキン２を被嵌したことを特徴とする電着ドラムの製造方法に係るものである。
【００１１】
また、インナドラム７の外周面とアウタスキン２の内周面との間に、導電性，耐食性を有する中間素材３を介存せしめた電着ドラムの製造方法であって、インナドラム７の外周板１となる板材１に爆発圧接手段若しくは圧延手段によりアウタスキン２より軟質の導電性，耐食性を有する中間素材３を一体的に付着せしめ、この中間素材３が設けられたクラッド型の板材１をインナドラム７の外周板１とし、このクラッド型のインナドラム７をアウタスキン２の内周面に挿入固定したことを特徴とする電着ドラムの製造方法に係るものである。
【００１２】
また、前記外周板１を、複数の分割板材１’に複数の分割中間素材３’を爆発圧接手段若しくは圧延手段により一体的に付着せしめた複数のクラッド型の分割板材１’から形成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の電着ドラムの製造方法に係るものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
好適と考える本発明の実施の形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてその作用効果を示して説明する。
【００１４】
インナドラム７の外周面とアウタスキン２の内周面との間に、導電性，耐食性を有する中間素材３を介存せしめるが、インナドラム７の外周板１となる板材１に爆発圧接手段若しくは圧延手段によりアウタスキン２より軟質の導電性，耐食性を有する中間素材３を一体的に付着せしめ、このクラッド型の板材１をインナドラム７の外周板１とし、このクラッド型のインナドラム７の外周面にアウタスキン２を被嵌したから、インナドラム７とアウタスキン２との密着が軟質の中間素材３を介することによって良好に行われることになり、アウタスキン２からインナドラム７への通電ムラが生じない。
【００１５】
また、インナドラム７に中間素材３を付着せしめる構成の為、例えば、複数の分割中間素材３’を複数の分割板材１’に付着せしめ、この複数のクラッド形の分割板材１’同志を接合してインナドラム７の外周板１を形成したとしても、アウタスキン２自体は元のまま全く変わっておらず均一な厚さの為、アウタスキン２からインナドラム７への通電ムラが生じない。従って、大きな中間素材３を付着させる為に大規模な爆発圧接手段を採用したりすることなく、複数の小さな分割中間素材３’を小規模な爆発圧接手段等によって板材１に付着するという方法でも大型の電着ドラムを形成することができる。
【００１６】
また、インナドラム７側に中間素材３を付着せしめる構成の為、爆発圧接手段のような大きなエネルギーを使用する方法を採用しても、このエネルギーに起因する応力はインナドラム７に残存することになり、銅箔等の箔の製造に重要なアウタスキン２に応力が残存したりすることはない。
【００１７】
【実施例】
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。
【００１８】
図２〜４は第一実施例を図示したもので、軟炭素鋼製等のインナドラム７の外周面とチタン製等のアウタスキン２の内周面との間に、良導電性，耐食性を有する他の金属例えば銅，アルミ等の中間素材３を介存せしめた電着ドラムの製造方法であって、インナドラム７の外周板１となる板材１に爆発圧接手段若しくは圧延手段等によりアウタスキン２より軟質の導電性，耐食性を有する中間素材３を一体的に付着せしめ、この中間素材３が設けられたクラッド型（積層型）の板材１をインナドラム７の外周板１とし、このクラッド型のインナドラム７の外周面にアウタキン２を被嵌し、アウタスキン２とインナドラム７との間に接触抵抗のない通電回路が構成される電解金属箔製造用の電着ドラム４を得るものである。
【００１９】
板材１への中間素材３の接合の方法は、圧延手段よりも爆発圧接手段の方が両者が密着する為、爆発圧接手段を採用する方が好適である。
【００２０】
また、この爆発圧接（爆着）手段は以下の通り常法による。
【００２１】
インナドラム７の外周面上や側面上となる部位に配設される外周板１の素材として板材１（母材）を用意し、この板材１に中間素材３（合わせ材）を間隙を持たせて重合し、中間素材３の上面に爆薬をセットし、一端より起爆させると、爆発エネルギーにより中間素材３は板材１の外周面に高速駆動され、衝突面からメタルジェットを発生させながら板材１と中間素材３との圧着が進行することになる。
【００２２】
この際、インナドラム７の外周面と合致する大きさの板材１を用意し、この板材１と合致する大きさの中間素材３を付着せしめることもできるが、例えば、大型のインナドラム７に中間素材３を設ける場合等には、図３や図４に図示したように、インナドラム７の外周板１の素材として複数の分割板材１’を用意し、この複数の分割板材１’に爆発圧接手段等により夫々分割中間素材３’を付着して複数の分割中間素材３’付分割板材１’（クラッド型の分割板材１’）を形成し、この複数のクラッド型の分割板材１’を湾曲した後、分割板材１’同志及び分割中間素材３’同志を溶接等の手段により継合せしめてクラッド型の外周板１を形成し、このクラッド型の外周板１をインナドラム７に設ける方法を採用することもできる。
【００２３】
尚、分割板材１’同志及び分割中間素材３’同志を継合せしめた後湾曲する方法でも同様である。また、一枚の板材１（若しくは分割板材１’）に複数の分割中間素材３’を圧着せしめる方法を採用しても良い。
【００２４】
このような分割中間素材３’を分割板材１’に圧着せしめる方法を採用することにより、中間素材３をインナドラム７の外周板１に爆発圧接する際のエネルギーを小さくすることができ、しかも、夫々の分割中間素材３’がインナドラム７の外周板１に均一な圧接力で圧着することができる。
【００２５】
また、形成されたインナドラム７と中間素材３から成るクラッド型のインナドラム７は、インナドラム７の外周面にアウタスキン２を被嵌するか、この被嵌したアウタスキン２を圧延してインナドラム７に一体化するか、リング状のアウタスキン２の内周面にインナドラム７を嵌め込んで焼嵌めするか、圧入するか、若しくは張り出し金具止めするか等のいずれの方法によっても電着ドラム４に仕上げることが可能である。
【００２６】
また、クラッド型のインナドラム７の外周面に付着せしめられた中間素材３は、中間素材３が軟質な為、インナドラム７の銅製通電側板５に対しても良好に密着することができる。
【００２７】
アウタスキン２のインナドラム７への組み込みはアウタスキン２とインナドラム７の間に滑りが起きないことを満足させる工法でも良く、通電上の配慮は必要がない。
【００２８】
尚、インナドラム７として採用可能な金属は炭素鋼，ステンレス鋼などが考えられ、アウタスキン２として採用可能な金属はチタン，チタン合金，タンタルなどの耐食性に秀れた素材が考えられる。
【００２９】
図中、符号６は回転軸である。
【００３０】
第一実施例は上記構成であるから、次の作用効果を呈することが実験により確認された。
【００３１】
(1) 中間素材３はインナドラム７の外周板１と爆発圧接手段等により圧着されて極めて密着し、中間素材３が軟質である為、この中間素材３はアウタスキン２及び電着ドラム４内部に配置される銅製通電側板５とも良好に密着することになるから、アウタスキン２から回転軸６に至る間の通電回路には接触抵抗が殆ど存在せず、アウタスキン２からインナドラム７への通電が均一で良好となり、よって、製造される銅箔の厚みが不均一になったり，異常析出したり，局部加熱による変色所謂ホットスポットが発生したりしない。
【００３２】
(2) 中間素材３が軟質である為、例えば、電着ドラム４で金属箔を製造する際の温度上昇によってインナドラム７及びアウタスキン２が熱膨張しても、中間素材３がインナドラム７及びアウタスキン２の材質の違いに起因する熱膨張差に追従してこの熱膨張差を吸収することができ、よって、電着ドラム４に歪が発生することを防止する。
【００３３】
(3) チタン製のアウタスキン２の内周面に極めて良好な導電率を有する中間素材３が密着状態に設けられることになり、通電性が大幅に向上された電着ドラム４を得ることができるから、アウタスキン２は耐食性を保持するに足りる板厚であれば良く、高価な素材であるチタンの使用量を減らして電着ドラム４の低コスト化を図ることができる。
【００３４】
(4) インナドラム７の外周面と中間素材３との金属境界面は、爆発圧接等により軟質の中間素材３がインナドラム７の外面微細凹凸に入り込み両者が間隙なく密着し、夫々の金属固有の強度と同等程度で接合される。また、中間素材３とアウタスキン２の内周面や銅製通電側板５との金属境界面も、圧延等の手段によって軟質の中間素材３がアウタスキン２の内面微細凹凸に入り込み両者が間隙なく密着し、夫々の金属固有の強度と同等程度で接合される。これら境界面は圧着によって形成されるものであるから、使用環境に影響を受けず金属箔を継続生産した時の経時変化も一切生じない。
【００３５】
(5) インナドラムの外周面にアウタスキンが直接被嵌される従来の電着ドラムでは、電着ドラムの部分的な通電障害によってアウタスキンにホットスポットが発生してしまう等の不具合により適宜アウタスキンを巻き替えているが、第一実施例では、アウタスキン２とインナドラム７とが中間素材３を介して密着する為、部分的な通電障害は発生せず、よって、アウタスキン２にホットスポットの発生等が生じないのでアウタスキン２の巻き替えは極めて少ないものとなる。
【００３６】
(6) 中間素材３はインナドラム７の外周板１に爆発圧接される為、爆発圧接時に生じる応力はインナドラム７側に作用してもアウタスキン２には作用しないことになり、アウタスキン２の外周面に良好に銅等の電解金属箔を製造できることになる。
【００３７】
(7) 中間素材３として分割中間素材３’を採用しても、アウタスキン２自体は均一な厚さのままであるから、アウタスキン２は均一な通電性を有し、アウタスキン２の外周面に均一な厚さの電解金属箔を良好に製造することができる。従って、従来例と異なり、中間素材３として分割中間素材３’を採用することが可能で、低エネルギーでもインナドラム７の外周面とアウタスキン２の内周面との間に中間素材３を設けることができるようになるから、爆発圧接手段を採用した場合には、爆発力の小さな爆発圧接手段を採用することができ、また、爆発圧接手段のような高エネルギー手段を採用せずに圧延手段などを採用することも可能となり、一般的な工場でも採用し得る設備によって電着ドラム４を製造し得ることになる。
【００３８】
(8) 中間素材３が付着されたクラッド形のインナドラム７を形成する際、複数の分割板材１’に夫々分割中間素材３’を爆発圧接手段等により付着し、この分割中間素材３’付分割板材１’を溶接等により継ぎ合わせることで、大型のクラッド型のインナドラム７でも容易に形成できることになり、必然的に大型の電着ドラム４の製造も容易となる。しかも、付着させる素材を小さくすることによって、中間素材３とインナドラム７の外周板１とが均一且つ良好に密着することになり、必然的に通電性の良好な電着ドラム４を得ることができる。
【００３９】
以下に第一実施例の更に具体的な一例を示す。
【００４０】
軟炭素鋼製の複数の分割板材１’の一面に銅板（分割中間素材３’）を爆発圧接し、この分割中間素材３’付分割板材１’を湾曲せしめた後、夫々分割板材１’同志，分割中間素材３’同志を溶接により継合して組み合わせることにより形成してクラッド型の外周板１を設け、このクラッド型の外周板１をインナドラム７の外周板１としたクラッド型のインナドラム７と銅板との接合状況は、電流回路として軟炭素鋼及び銅の固有の電気抵抗値の他は通電を妨げる接触抵抗のない界面が得られた。
【００４１】
また、このクラッド型のインナドラム７の外周面を削って磨き、このインナドラム７の外周面に、ＪＩＳ１種相当の純チタン板（アウタスキン２）を焼嵌めにより被嵌して得た電着ドラム４の銅とチタンとの接合状況は、電流回路としてチタン及び銅の固有の電気抵抗値の他は通電を妨げる接触抵抗が殆どない界面が得られた。
【００４２】
このことから電解金属箔等の生産中に電着ドラム４の部分的な通電障害から製品の金属箔等に発生するホットスポットは全く発生しなくなった。
【００４３】
また、インナドラムの外周面にアウタスキンが直接被嵌される従来の電着ドラムに対し、本実施例では２倍以上の大電流を流して電解金属箔の製造速度を向上せしめることが出来た。
【００４４】
また、インナドラムの外周面にアウタスキンが直接被嵌される従来の電着ドラムに対し、本実施例では電着ドラム４の固有抵抗が低下したことによって電力原単位も向上した。
【００４５】
図５は第二実施例を図示したもので、インナドラム７の円周方向の外周板１にのみ中間素材３を爆発圧接手段若しくは圧延手段等により一体的に付着せしめ、このインナドラム７の外周面にアウタスキン２を被嵌するものである。
【００４６】
この第二実施例によれば、電解金属箔の生成が行われる為に特に重要な電着ドラム４の円周方向の外周面にのみ中間素材３を付着することになる為、中間素材３を付着する作業を必要最小限とすることができ、それでいて第一実施例の電着ドラム４と同様の秀れた通電性などの作用効果を発揮する電着ドラム４を得ることができる。
【００４７】
また、その余は第一実施例と同様である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は上述のようにするから、アウタスキンの内周面に中間素材を一体的に付着する方法と同様に電解金属箔の高生産性の確保を妨げるアウタスキンとインナドラム間の接触抵抗による通電容量の制限が解消され、大電流を流して電解金属箔の製造速度を向上せしめることができる実用性に秀れた電着ドラムの製造方法となる。
【００４９】
また、中間素材が軟質である為、インナドラムとアウタスキンとの材質の違いによる熱膨張などを吸収することができ、電着ドラムに歪みが発生することを防止することができる実用性に秀れた電着ドラムの製造方法となる。
【００５０】
また、インナドラムの外周面となる外周板に中間素材を一体的に付着する方法を採用したから、アウタスキンの内周面に中間素材を一体的に付着する方法と異なり、例えば、中間素材として複数の分割中間素材を採用し、この複数の分割中間素材をインナドラムの外周板に夫々付着する方法を採用したり、外周板を複数分割した分割板材に夫々分割中間素材を付着する方法を採用したりしたとしても、アウタスキン自体は均一な厚さのままであるからアウタスキンからインナドラムへの通電性は均一で良好となり、従って、小規模の爆発圧接手段や圧延手段等の採用し易い方法によってインナドラムの外周板に前記複数の分割中間素材を付着する等の方法によりインナドラムの外周板に中間素材を一体的に付着することができ、更に、大型の電着ドラムを製造する場合にも複数の分割中間素材を付着する方法を採用することでインナドラムの外周板に圧着ムラなく均一な圧着状態で中間素材を付着することができ、通電性が均一で極めて良好な電解金属箔を製造可能な電着ドラムを得ることができる実用性，生産性に秀れた電着ドラムの製造方法となる。
【００５１】
また、インナドラムの外周板に中間素材を一体的に付着する方法を採用したから、中間素材を付着する際の爆発圧接等による応力はインナドラム側に作用することになり、電解金属箔の製造に重要なアウタスキン側には中間素材を付着する際の応力が全く作用せず、均一且つ良好な導電性を発揮して良好な電解金属箔を製造可能な電着ドラムを得ることができる実用性，生産性に秀れた電着ドラムの製造方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】製箔装置の一例の説明図である。
【図２】第一実施例の説明部分断面正面図である。
【図３】第一実施例の説明側断面図である。
【図４】第一実施例の別例の説明正面図である。
【図５】第二実施例の説明部分断面正面図である。
【符号の説明】
１外周板，板材
１’ 分割板材，クラッド型の分割板材
２アウタスキン
３中間素材
３’ 分割中間素材
７インナドラム

Claims

インナドラムの外周面とアウタスキンの内周面との間に、導電性，耐食性を有する中間素材を介存せしめた電着ドラムの製造方法であって、インナドラムの外周板となる板材に爆発圧接手段若しくは圧延手段によりアウタスキンより軟質の導電性，耐食性を有する中間素材を一体的に付着せしめ、この中間素材が設けられたクラッド型の板材をインナドラムの外周板とし、このクラッド型のインナドラムの外周面にアウタスキンを被嵌したことを特徴とする電着ドラムの製造方法。
インナドラムの外周面とアウタスキンの内周面との間に、導電性，耐食性を有する中間素材を介存せしめた電着ドラムの製造方法であって、インナドラムの外周板となる板材に爆発圧接手段若しくは圧延手段によりアウタスキンより軟質の導電性，耐食性を有する中間素材を一体的に付着せしめ、この中間素材が設けられたクラッド型の板材をインナドラムの外周板とし、このクラッド型のインナドラムをアウタスキンの内周面に挿入固定したことを特徴とする電着ドラムの製造方法。
前記外周板を、複数の分割板材に複数の分割中間素材を爆発圧接手段若しくは圧延手段により一体的に付着せしめた複数のクラッド型の分割板材から形成したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の電着ドラムの製造方法。