JP5388659B2 - Conductive roll for metal foil - Google Patents
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Description
本発明は、厚み30μm以下の金属箔の電気メッキ処理に使用される金属箔用通電ロールに関する。 The present invention relates to a current carrying roll for metal foil used for electroplating of metal foil having a thickness of 30 μm or less.
不溶性電極方式の横型電気メッキセルは、水平方向に搬送される金属箔を挟んで対向配置された一対の不溶性電極と、一対の不溶性電極の出入口近傍にそれぞれ配置された通電ロール及びバックアップロールとを備え、一対の不溶性電極間はメッキ液で満たされている。一対の不溶性電極を陽極、通電ロールを介して通電される金属箔を陰極として電圧を印加すると、陰極で還元反応が起こり、金属箔にメッキ皮膜が形成される。 An insoluble electrode type horizontal electroplating cell includes a pair of insoluble electrodes arranged opposite to each other with a metal foil conveyed in the horizontal direction, and a current-carrying roll and a backup roll arranged near the entrance and exit of the pair of insoluble electrodes, respectively. The space between the pair of insoluble electrodes is filled with a plating solution. When a voltage is applied using a pair of insoluble electrodes as an anode and a metal foil energized through an energizing roll as a cathode, a reduction reaction occurs at the cathode, and a plating film is formed on the metal foil.
通電ロールと金属箔との間の均一な接触が阻害されて接触面積が減少した場合、電流密度が局部的に集中し、アークスポットと呼ばれるメッキ異常部が発生しやすくなる。また、通電ロールの表面が粗くなると、ロール表面模様が金属箔へ転写されるおそれがある。特に、厚み30μm以下の金属箔では高い表面品質が要求されるため、通電ロールの表面粗度が重要となる。そこで、特許文献1では、ガスレーザなどの高密度エネルギー源を用いて、ロール表面の中心線平均粗さRa、最大高さRmax、及び10点平均粗さRzを所定範囲内に調整することで、帯鋼(金属箔)面におけるアークスポットの発生を抑止するコンダクタロール(通電ロール)の発明が開示されている。 When uniform contact between the current-carrying roll and the metal foil is hindered and the contact area is reduced, the current density is concentrated locally, and an abnormal plating portion called an arc spot is likely to occur. Further, when the surface of the energizing roll becomes rough, the roll surface pattern may be transferred to the metal foil. In particular, since a metal foil having a thickness of 30 μm or less requires high surface quality, the surface roughness of the energizing roll is important. Therefore, in Patent Document 1, by using a high-density energy source such as a gas laser, the center line average roughness Ra, the maximum height Rmax, and the 10-point average roughness Rz of the roll surface are adjusted within a predetermined range. An invention of a conductor roll (conducting roll) that suppresses the occurrence of an arc spot on the surface of a steel strip (metal foil) is disclosed.
通電ロールと金属箔とが均一に接触するためには、上述した通電ロールの表面粗度に加えて、通電ロールの剛性が重要となる。通電ロール50をバックアップロール51に押し付けて金属箔Sに通電する際、図5に示すように、通電ロール50の剛性が低いと、通電ロール50が変形し、通電ロール50と金属箔Sとの間に間隙が生じる。その結果、通電ロール50と金属箔Sとの間の電気抵抗が増大し、通電量が頭打ちとなる。因みに、厚みが30μm以下の金属箔を電気メッキ処理した場合、金属箔の板幅1mm当たり2A程度の通電量となる。このため、従来の電気メッキ設備では、数多くの電気メッキセルを連設する必要があった。
In order to make the current supply roll and the metal foil contact uniformly, the rigidity of the current supply roll is important in addition to the surface roughness of the current supply roll described above. When the
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、厚み30μm以下の金属箔の電気メッキ処理において、通電ロールと金属箔との間の通電量を増大させて電気メッキ処理の性能向上を図ることが可能な金属箔用通電ロールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in the electroplating process of a metal foil having a thickness of 30 μm or less, the energization amount between the energizing roll and the metal foil can be increased to improve the performance of the electroplating process. An object of the present invention is to provide a conductive foil for a metal foil.
上記目的を達成するため、本発明は、厚み30μm以下の金属箔の電気メッキ処理に使用される金属箔用通電ロールであって、ロールたわみ率が0.04mm/kg以上0.05mm/kg以下、且つロール表面粗度が0.2μm以上0.3μm以下であることを特徴としている。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a current-carrying roll for metal foil used for electroplating a metal foil having a thickness of 30 μm or less, and the roll deflection rate is 0.04 mm / kg or more and 0.05 mm / kg or less The roll surface roughness is 0.2 μm or more and 0.3 μm or less.
ここで、「ロールたわみ率」は、両端が支持された通電ロールのロール部に総重量1kgの等分布荷重を負荷した場合の支点間中央のたわみ量のことである。また、「ロール表面粗度」は、JIS B0601で規定されている算術平均粗さRaのことである。 Here, the “roll deflection rate” is a deflection amount at the center between fulcrums when a uniformly distributed load having a total weight of 1 kg is applied to the roll portion of the energizing roll supported at both ends. The “roll surface roughness” is an arithmetic average roughness Ra defined in JIS B0601.
本発明では、高い表面品質が要求される厚み30μm以下の金属箔を対象としており、通電ロールと金属箔との間の通電量を増大させることにより電気メッキ処理の性能向上を図るものである。具体的には、通電ロールのロールたわみ率を0.04mm/kg以上0.05mm/kg以下、且つロール表面粗度を0.2μm以上0.3μm以下とすることにより、通電ロールと金属箔との間の通電量を30A/mm〜35A/mmに増大させることができる。なお、「A/mm」は、金属箔の板幅1mm当たりの電流値を表している。 In the present invention, a metal foil with a thickness of 30 μm or less that requires high surface quality is targeted, and the performance of electroplating treatment is improved by increasing the amount of current flowing between the current-carrying roll and the metal foil. Specifically, by setting the roll deflection rate of the energizing roll to 0.04 mm / kg to 0.05 mm / kg and the roll surface roughness to 0.2 μm to 0.3 μm, the energizing roll and the metal foil Can be increased to 30 A / mm to 35 A / mm. “A / mm” represents a current value per 1 mm of the plate width of the metal foil.
また、本発明に係る金属箔用通電ロールでは、前記金属箔が銅箔あるいはアルミニウム箔、且つメッキが錫メッキであることを好適とする。 In the energizing roll for metal foil according to the present invention, it is preferable that the metal foil is a copper foil or an aluminum foil, and the plating is tin plating.
通電ロールのロールたわみ率を0.04mm/kg以上0.05mm/kg以下、且つロール表面粗度を0.2μm以上0.3μm以下とすることにより、通電ロールと金属箔との間の通電量を30A/mm〜35A/mmに増大することができる。その結果、電気メッキ処理の性能が向上し、高品質のメッキが可能となると共に、電気メッキセルの総数を大幅に削減することができる。加えて、ロール表面模様の金属箔への転写も防止することができる。 By setting the deflection rate of the energizing roll to 0.04 mm / kg to 0.05 mm / kg and the roll surface roughness to 0.2 μm to 0.3 μm, the energization amount between the energizing roll and the metal foil Can be increased from 30 A / mm to 35 A / mm. As a result, the performance of the electroplating process is improved, high-quality plating is possible, and the total number of electroplating cells can be greatly reduced. In addition, transfer of the roll surface pattern to the metal foil can also be prevented.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
図1に、本発明の一実施の形態に係る金属箔用通電ロール10を用いた不溶性電極方式の横型電気メッキセル(以下では、単に「電気メッキセル」と呼ぶ。)20の模式図を示す。電気メッキセル20は、水平方向に搬送される金属箔Sを挟んで対向配置された一対の不溶性電極14と、金属箔Sの上面に摺接する通電ロール10と、通電ロール10と同じ位置で金属箔Sの下面に摺接するバックアップロール11とを備えている。
FIG. 1 shows a schematic diagram of an insoluble electrode type horizontal electroplating cell (hereinafter, simply referred to as “electroplating cell”) 20 using a
各不溶性電極14は平板状とされ、対向面の中央部には、メッキ液16を吐出するための液供給口15が設けられている。また、対向面の裏側には、ブスバー13と呼ばれる導電体が装着されている。
Each
通電ロール10とバックアップロール11は、一対の不溶性電極14の出入口近傍にそれぞれ設置されている。通電ロール10は金属製とされ、電源17を介してブスバー13と接続されている。通電ロール10のロールたわみ率は0.04mm/kg以上0.05mm/kg以下、且つ通電ロール10のロール表面粗度は0.2μm以上0.3μm以下とされている。
一方、バックアップロール11は、ウレタンゴム等で被覆されたゴムロールである。各バックアップロール11の直下には、液供給口15から吐出されたメッキ液16を貯留するための液受タンク12が設置されている。
The
On the other hand, the
ロールたわみ率は、図2に示すように、両端部10bが支持された通電ロール10のロール部10aに総重量1kgの等分布荷重wを負荷した際の支点間中央のたわみδをいう。なお、たわみδには、通電ロール10の自重によるたわみは含んでいない。
As shown in FIG. 2, the roll deflection rate refers to a deflection δ at the center between fulcrums when a uniformly distributed load w having a total weight of 1 kg is applied to the
一方、ロール表面粗度は、JIS B0601で規定されている算術平均粗さRaのことであり、(1)式で定義される。(1)式において、Zは凹凸の高さ、Lは測定長さである。 On the other hand, the roll surface roughness is an arithmetic average roughness Ra defined in JIS B0601, and is defined by the equation (1). In the formula (1), Z is the height of the unevenness, and L is the measurement length.
一対の不溶性電極14を陽極、通電ロール10を介して通電される金属箔Sを陰極として電圧を印加すると、陰極で還元反応が起こり、メッキ液16に含まれる金属イオンが析出し、金属箔Sにメッキ皮膜が形成される。対象とする金属箔Sは、厚み30μm以下3μm以上の銅やアルミニウム及びそれらの合金などである。また、メッキ皮膜としては錫や亜鉛、ニッケルなどが挙げられる。
When a voltage is applied using the pair of
[実施例]
金属箔として厚さ30μmの銅箔を用い、通電ロールのロールたわみ率とロール表面粗度をパラメータとして実施した錫メッキ試験について説明する。
試験に使用した通電ロールの諸元は以下の通りである。
ロール部の外径:250mm、ロール部の長さ:1200mm、支点間距離:1500mm
[Example]
A tin plating test will be described in which a copper foil having a thickness of 30 μm was used as the metal foil, and the roll deflection rate and roll surface roughness of the energizing roll were used as parameters.
The specifications of the energizing roll used in the test are as follows.
Roll part outer diameter: 250 mm, roll part length: 1200 mm, fulcrum distance: 1500 mm
厚さ30μm以下の金属箔を電気メッキ処理する場合、通電ロールと金属箔との間の通電量を30A/mm以上とすることにより、電気メッキセルの総数を従来の1/10とすることができる。一方、通電量が35A/mmを超えると、メッキ面に「ヤケ」と称する品質不良が発生する。そこで、本発明では、通電量の最適値を30A/mm〜35A/mmとし、上記最適値を満たす、通電ロールのロールたわみ率とロール表面粗度を求めた。 When electroplating a metal foil having a thickness of 30 μm or less, the total number of electroplating cells can be reduced to 1/10 of the conventional one by setting the energization amount between the energizing roll and the metal foil to 30 A / mm or more. . On the other hand, when the energization amount exceeds 35 A / mm, a quality defect called “burn” occurs on the plated surface. Therefore, in the present invention, the optimum value of the energization amount is set to 30 A / mm to 35 A / mm, and the roll deflection rate and roll surface roughness of the energizing roll satisfying the above optimum values were obtained.
図3にロールたわみ率と通電量との関係を、図4にロール表面粗度と通電量との関係をそれぞれ示す。なお、ロールたわみ率と通電量との関係について試験した際は、ロール表面粗度を0.3μmとし、ロール表面粗度と通電量との関係について試験した際は、ロールたわみ率を0.05mm/kgとした。また、図中の実線は、試験結果から算出された回帰曲線である。これらの図から、通電ロールのロールたわみ率を0.04mm/kg以上0.05mm/kg以下、ロール表面粗度を0.2μm以上0.3μm以下とした場合、通電量が30A/mm〜35A/mmとなることがわかる。 FIG. 3 shows the relationship between the roll deflection rate and the energization amount, and FIG. 4 shows the relationship between the roll surface roughness and the energization amount. When the relationship between the roll deflection rate and the energization amount was tested, the roll surface roughness was 0.3 μm, and when the relationship between the roll surface roughness and the energization amount was tested, the roll deflection rate was 0.05 mm. / Kg. The solid line in the figure is a regression curve calculated from the test results. From these figures, when the roll deflection rate of the energizing roll is 0.04 mm / kg or more and 0.05 mm / kg or less and the roll surface roughness is 0.2 μm or more and 0.3 μm or less, the energizing amount is 30 A / mm to 35 A. It can be seen that / mm.
以上、本発明の一実施の形態について説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、上記実施の形態では、横型電気メッキセルについて説明したが、竪型電気メッキセルでもよい。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and is within the scope of matters described in the claims. Other possible embodiments and modifications are also included. For example, in the above embodiment, a horizontal electroplating cell has been described, but a vertical electroplating cell may be used.
10:通電ロール、10a:ロール部、10b:端部、11:バックアップロール、12:液受タンク、13:ブスバー、14:不溶性電極、15:液供給口、16:メッキ液、17:電源、20:電気メッキセル、S:金属箔 10: energizing roll, 10a: roll section, 10b: end, 11: backup roll, 12: liquid receiving tank, 13: bus bar, 14: insoluble electrode, 15: liquid supply port, 16: plating liquid, 17: power supply, 20: Electroplating cell, S: Metal foil
Claims (2)
ロールたわみ率が0.04mm/kg以上0.05mm/kg以下、且つロール表面粗度が0.2μm以上0.3μm以下であることを特徴とする金属箔用通電ロール。 A metal foil energizing roll used for electroplating a metal foil having a thickness of 30 μm or less,
An electrically conductive roll for metal foil, characterized in that a roll deflection rate is 0.04 mm / kg or more and 0.05 mm / kg or less, and a roll surface roughness is 0.2 μm or more and 0.3 μm or less.
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