JP4388591B2 - 表面処理液に浸漬されるロール装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧延銅箔又は電解銅箔の表面に、粗化処理、防錆処理、酸化表面処理（黒化処理）等の電気化学的な表面処理を連続的に行う装置に使用するロール装置、特に表面処理液に浸漬されるロール装置に関する。

近年、電子部品及び配線基板等の製造に、銅箔が多く使用されるようになった。
一般に、電解銅箔は、回転する金属製陰極ドラムと、その陰極ドラムのほぼ下方半分の位置に配置した該陰極ドラムの周囲を囲む不溶性金属アノード（陽極）を使用し、前記陰極ドラムとアノードとの間に銅電解液を流動させかつこれらの間に電位を与えて陰極ドラム上に銅を電着させ、所定厚みになったところで、該陰極ドラムから電着した銅を剥がして連続的に銅箔が製造されている。
また、圧延銅箔は、溶解鋳造したインゴットを、多数回の圧延と焼鈍を繰返して製造するものである。
上記のように、電解銅箔及び圧延銅箔は連続的に製造されコイルに巻かれているが、このようにして得た銅箔は、その後いくつかの化学的又は電気化学的な表面処理を施してプリント配線板等に使用される。

一般に、銅箔の電気化学的な表面処理は、図１のような装置を使用して連続的な処理が行なわれる。図１は銅箔の連続表面処理装置の側面概略図を示す。
図１に示すように、コイル（図示せず）に巻かれた銅箔Ｃは巻戻しされ、電解槽Ａの内外に設置した複数の上ロールＤ及び下ロールＦを介して、対向するアノードＢの前に連続的に銅箔Ｃを通過させるとともに、表面処理が行なわれる。表面処理した銅箔Ｃは、再びコイル（図示せず）に巻き取られる。Ｅはガイドロールである。この場合の下ロールＦが表面処理液に浸漬されている。
電解槽には処理用の電解液、例えば粗化処理、防錆処理、めっき液等が備えられている。電解液は電解槽への補充又は建浴した電解液が循環できる構造となっている。アノードと陰極となる銅箔間には、表面処理用の電流が流される。
アノードとしては、通常Ｐｂ板、貴金属酸化物被覆Ｔｉ板等の不溶性アノードが使用されるが、それ自体が溶解し、銅箔に電着する溶性アノードとしても良い。これは電気化学的処理の条件に応じて適宜変更できる。

電気化学的表面処理には硫酸銅、クロム酸等の溶液が使用されるが、これらの処理溶液は強い腐蝕性を持っている。このような状況下で使用されるロールは、処理液が軸受内部に侵入し、軸受の摩耗及び腐食が特に激しくなるとという問題がある。このため、ロールの軸受内部にグリースを充填し摩耗を抑制すると共に、ロール軸受部の交換が容易にできるようにする工夫がなされているが、十分ではなかった。

さらに、上記のように軸受部内にグリースを充填し、軸受内部の腐蝕を抑制するためにオイルシールを行うことも提案されているが、このグリースが軸受部から漏れ出し、ロール本体にまで流れてロールを汚染するという問題も発生した。
従来技術において、プランマブロックという、製品を搬送するロール側へのグリース漏れを防止するために、２重シール構造の漏れ防止ロールが提案されている（特許文献１参照）。しかし、このような構造だけでは、腐蝕環境にある処理液の侵入を防止することができず、ロール軸の摩耗が激しいという問題を解決することができなかった。
特開平８−１５９１６３号公報

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧延銅箔又は電解銅箔の表面に、粗化処理、防錆処理、酸化表面処理（黒化処理）等の電気化学的な表面処理を連続的に行う装置に使用するロール装置に関し、特に表面処理液に浸漬されるロール装置の処理液の侵入による腐蝕を抑制してロール軸及び軸受の摩耗及び腐蝕を抑制すると共に、軸受箱、軸受、その他の部品を容易に交換できる装置を提供するものである。

以上から、本発明は
１．銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置において、ロール軸を収容する軸受箱が分割できる２個の軸受箱からなり、前記軸受箱の一方はロール本体側に配置したロール側軸受箱、他方はロールの軸端側に配置した軸端側軸受箱から構成されており、前記ロール側軸受箱内にロール軸の外周を覆う軸スリーブと該軸スリーブのさらに外周にオイルシールが設けられており、前記軸端側軸受箱には軸の回転を支持する軸受が配置されていることを特徴とする銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
を提供する。

本発明は、また
２．前記ロール側軸受箱内に配置したロール軸の外周を覆う軸スリーブの内周面と軸の外周面との間に、表面処理液の侵入を抑制するＯリングを設けたことを特徴とする上記１記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
３．オイルシールが内環とスプリングを備えていることを特徴とする上記１又は２記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
４．前記ロール側軸受箱と軸端側軸受箱との接触面に、表面処理液の侵入を抑制するＯリングを配置したことを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
を提供する。

本発明は、また
５．前記ロール側軸受箱と軸端側軸受箱のロールフレームへの組み立て後、それぞれを固定ボルトにより固定することを特徴とする上記１〜４のいずれかに記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
６．軸端側軸受箱の側面に軸受内部に閉じ込められた空気を排出するプラグを設けたことを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
７．軸スリーブのロール本体側の側面がロール本体と接触し、ロール軸と一体回転することを特徴とする上記１〜６のいずれかに記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
を提供する。

本発明は、圧延銅箔又は電解銅箔の表面に、粗化処理、防錆処理、酸化表面処理（黒化処理）等の電気化学的な表面処理を連続的に行う装置に使用するロール装置において、表面処理液に浸漬されるロール装置の処理液の侵入による腐蝕を抑制してロール軸及び軸受の摩耗及び腐蝕を抑制すると共に、軸受箱、軸受、その他の部品を容易に交換できる装置を提供し、表面処理装置の生産性を向上させることができるという優れた効果を有する。

銅箔の連続表面処理装置の側面概略図を示す。 表面処理液に浸漬されるロール装置の軸受部の断面説明図である。

次に、本願発明の代表的な例を図面に添って説明する。なお、以下の説明は好適な一例を示すもので、本発明はこれらに限定されるものではない。したがって、本願特許請求の範囲及び明細書に記載する発明の技術思想に含まれる変形、他の例又は態様は、全て本発明に含まれるものである。
本発明の表面処理液に浸漬されるロール装置は、ロール軸１を収容する軸受箱が分割できる２個の軸受箱からなる。前記軸受箱の一方はロール本体側に配置したロール側軸受箱２からなり、他方はロールの軸端側に配置した軸端側軸受箱３から構成されている。軸受箱は通常、耐熱性塩化ビニールを使用する。耐熱性の樹脂であれば、これ以外の材料を使用することができる。

前記ロール側軸受箱２内には、ロール軸１の外周を覆う軸スリーブ４と軸シール４のさらに外周にオイルシール５を設ける。そして、前記軸端側軸受箱３にはロール軸１の回転を支持する軸受１５を配置する。この軸スリーブ４を使用することにより、ロール軸１とオイルシール５が直接接触しないため、ロール軸１の磨耗を防止することができる。軸シール４の外周に配置したオイルシール５はバイトン又はニトリルゴム等のゴムを使用することができる。特に、酸系のメッキ液にはバイトンを使用し、アルカリ系ではニトリルを使用する。
このオイルシール５は複数個配置することができる。このオイルシール５によって、表面処理液がロール軸１の回転を支持する軸受６へ浸透するのを防止し、ロール軸等の摩耗を抑制する。

前記ロール側軸受箱内に配置したロール軸１の外周を覆う軸スリーブ４の内周面と軸の外周面との間に、Ｏリング８を設けて表面処理液の侵入を効果的に抑制することができる。また、オイルシールが内環とスプリングを設けることが有効である。これにより、オイルシールをより確実にすることが可能となる。
このオイルシールの内環６とスプリング７の材質として、ステンレス（ＳＵＳ３１６）製とすることが望ましい。適度な強度と耐食性を備えているならば、他の材料を使用することもできる。さらに、前記ロール側軸受箱２と軸端側軸受箱３との接触面に、表面処理液の侵入を抑制するＯリング９を配置し、表面処理液の侵入を効果的に抑制することができる。

前記ロール側軸受箱２と軸端側軸受箱３のロールフレーム１０への組み立て後、それぞれを固定ボルト１１により固定することができる。
さらに、軸端側軸受箱３の側面に軸受内部に閉じ込められた空気を排出するプラグ１２を設けることができる。プラグ１２はステンレス（ＳＵＳ３１６）製のプラグキャップ１３を備え、このプラグ１２の設置箇所には、Ｏリングでシールし、表面処理液の侵入を防止する。
軸スリーブ４のロール本体側の側面がロール本体１３と接触し、ロール軸１と一体回転するようになっている。この接触によって、ロール本体１４の軸方向のずれを防止することができる。

軸受部の交換に際しては、ロール軸１を軸スリーブ４と共にロール側軸受箱２及び軸端側軸受箱３から取り外した後、軸受箱の固定ボルト１１を外すことにより、ロール側軸受箱２と軸端側軸受箱３との固定を開放し、軸端側軸受箱３及びロール側軸受箱２をフレーム１０から容易に取り外すことができる。
ロール側軸受箱２と軸端側軸受箱３との開放により、Ｏリング９を交換できる。また、ロール側軸受箱2に収容されているオイルシール５（内環６、スプリング７を含む）を交換できる。同様に軸端側軸受箱３に収容されている軸受１５を交換することが出来る。ロール軸１から軸スリーブ４を取り外すことにより軸スリーブ４及びオイルシール８を交換することが出来る。
上記については、部品を交換する場合の取り外し方について説明したが、組み立てる場合は、この逆の操作を行うことにより達成することができる。
上記の通り、本発明のロール装置は、摩耗や腐蝕を効果的に抑制できるだけでなく、軸受等の部品の交換時間を短縮化できるという著しい効果を有する。

本発明に使用する銅箔（ワーク）は、電解銅箔又は圧延銅箔のいずれにも適用できる。また、銅箔の厚さに制限なく使用できることは言うまでもない。表面処理の種類としては、めっき等により粒子層を形成する粗化処理、かぶせめっき、めっき処理後のクロム及び又は亜鉛を含有する防錆処理、黒化処理等の電気化学的処理の全てに適用できる。本願発明は、腐蝕性の処理液中に浸漬されるロール装置のロール軸及び軸受の摩耗及び腐蝕を抑制するための要求があるものであれば、全てのロール装置に適用できる。

本発明は、表面処理銅箔の製造に際し、銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置の軸受を保護し、軸受の寿命延長を図ることが可能であり、ロール又は軸受の交換時の所要時間を短縮できる効果を有する。また、軸スリーブを使用することにより、ロール軸とゴムシールの直接接触を避け、ロール軸の摩耗を防止し、ロールの軸方向のずれを防止できる。これらによって、生産性を向上させることができ、圧延銅箔又は電解銅箔の表面への粗化処理、防錆処理、酸化表面処理（黒化処理）等の電気化学的な連続的表面処理のロール装置有用である。

Claims (4)

1. 銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置において、ロール軸を収容する軸受箱が分割できる２個の軸受箱からなり、前記軸受箱の一方はロール本体側に配置したロール側軸受箱、他方はロールの軸端側に配置した軸端側軸受箱から構成されており、前記ロール側軸受箱内にロール軸の外周を覆う軸スリーブと該軸スリーブのさらに外周にオイルシールを設け、前記軸端側軸受箱には軸の回転を支持する軸受を配置し、前記オイルシールは内環とスプリングを備え、前記ロール側軸受箱内に配置したロール軸の外周を覆う軸スリーブの内周面と軸の外周面との間に、表面処理液の侵入を抑制するＯリングが設けられており、軸スリーブのロール本体側の側面がロール本体と接触しロール軸と一体回転することを特徴とする銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
2. 前記ロール側軸受箱と軸端側軸受箱との接触面に、表面処理液の侵入を抑制するＯリングを配置したことを特徴とする請求項１記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
3. 前記ロール側軸受箱と軸端側軸受箱のロールフレームへの組み立て後、それぞれを固定ボルトにより固定することを特徴とする請求項１又は４のいずれか一項に記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。
4. 軸端側軸受箱の側面に軸受内部に閉じ込められた空気を排出するプラグを設けたことを特徴とする請求項１、４又は５のいずれか一項に記載の銅箔の表面処理液に浸漬されるロール装置。

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