JP5880364B2 - アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法 - Google Patents

アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5880364B2
JP5880364B2 JP2012194779A JP2012194779A JP5880364B2 JP 5880364 B2 JP5880364 B2 JP 5880364B2 JP 2012194779 A JP2012194779 A JP 2012194779A JP 2012194779 A JP2012194779 A JP 2012194779A JP 5880364 B2 JP5880364 B2 JP 5880364B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
aluminum
electrolysis chamber
plating
plating apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012194779A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014051687A (ja
Inventor
西村 淳一
淳一 西村
細江 晃久
晃久 細江
奥野 一樹
一樹 奥野
弘太郎 木村
弘太郎 木村
健吾 後藤
健吾 後藤
英彰 境田
英彰 境田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2012194779A priority Critical patent/JP5880364B2/ja
Priority to CN201380046112.4A priority patent/CN104603332A/zh
Priority to US14/425,457 priority patent/US20150211143A1/en
Priority to PCT/JP2013/066294 priority patent/WO2014038263A1/ja
Priority to DE112013004355.6T priority patent/DE112013004355T5/de
Priority to KR20157002639A priority patent/KR20150046013A/ko
Publication of JP2014051687A publication Critical patent/JP2014051687A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5880364B2 publication Critical patent/JP5880364B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D17/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells for electrolytic coating
    • C25D17/06Suspending or supporting devices for articles to be coated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/42Electroplating: Baths therefor from solutions of light metals
    • C25D3/44Aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/66Electroplating: Baths therefor from melts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/66Electroplating: Baths therefor from melts
    • C25D3/665Electroplating: Baths therefor from melts from ionic liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/003Electroplating using gases, e.g. pressure influence
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/34Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
    • C25D5/42Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of light metals
    • C25D5/44Aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/54Electroplating of non-metallic surfaces
    • C25D5/56Electroplating of non-metallic surfaces of plastics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614Strips or foils
    • C25D7/0621In horizontal cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614Strips or foils
    • C25D7/0642Anodes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

本発明は基体表面にアルミニウムを電気めっきするアルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法に関する。
アルミニウムは表面に緻密な酸化膜を形成することにより不動態化し優れた耐食性を発揮する。このため鋼帯などの表面にアルミニウムめっきを施して耐食性を高めることが行われている。
鋼帯表面にアルミニウムめっきをするには、まず、コンダクタロールを通じて鋼帯をめっき槽内に連続的に送給し、めっき槽内のめっき液に浸漬された陽極内を走行させる。この時、鋼帯自体は陰極として作用するように電気的に接続されていることから、陽極と陰極である鋼帯との間で電解が起こり、鋼帯の表面にアルミニウムが電着し、アルミニウムめっきが形成される。めっき液内を走行する鋼帯はターンロールによって方向変更され、今度は上向きに走行するが、この場合にも陽極との間でめっきが行われる。アルミニウムめっきが形成された鋼帯はめっき槽を出てからコンダクタロールを経て系外に取り出される(特開平05−222599号公報(特許文献1))。
また、三次元網目構造を有する金属多孔体としてアルミニウムからなる多孔体は、リチウムイオン電池の正極の容量を向上させるものとして有望である。現在では、アルミニウムの導電性、耐腐食性、軽量などの優れた特徴を生かして、アルミニウム箔の表面にコバルト酸リチウム等の活物質を塗布したものがリチウムイオン電池の正極として使用されている。この正極をアルミニウムからなる多孔体により形成することで、表面積を大きくし、アルミニウムの内部にも活物質を充填することが可能となる。これにより、電極を厚くしても活物質の利用率が減少することがなくなり、単位面積当たりの活物質の利用率が向上し、正極の容量を向上させることが可能となる。
本出願人は、上記のようなアルミニウム多孔体の製造方法として、三次元網目構造を有する樹脂成形体にアルミニウムを電気めっきする方法を提案している(特開2012−007233号公報(特許文献2))。従来のアルミニウム溶融塩浴は高温にする必要があるため、樹脂成形体表面にアルミニウムを電気めっきしようとすると、樹脂が高温に耐えられず溶解してしまうなどの問題があった。しかしながら特許文献2に記載の方法によれば、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(EMIC)や、1−ブチルピリジニウムクロリド(BPC)などの有機塩化物塩と塩化アルミニウム(AlCl3)とを混合することで、室温で液体のアルミニウム浴が形成され、樹脂成形体へのアルミニウムの電気めっきが可能となる。特に、EMIC−AlCl3系では液の特性が良好であり、アルミめっき液として有用である。
上記のような、アルミニウムめっきが形成された鋼帯や三次元網目構造を有するアルミニウム多孔体において、より光沢性に優れた表面にしたり、アルミニウムのめっき層の厚さをより厚くしたりするには、表面がアルミニウムの基体に更にアルミニウムをめっきする必要がある。
しかしながら、上記のようにアルミニウムの表面には酸化膜が形成されているため、アルミニウムを電着させようとしても表面に均質に通電させることができず、島状にめっきが形成されてしまうという問題がある。
特開平05−222599号公報 特開2012−007233号公報
本発明は前記問題点に鑑みて、表面に絶縁性あるいは導電性が低い金属酸化膜等が形成されている基体の表面にも良好にアルミニウムめっきを形成することができるアルミニウムめっき装置を提供することを課題とする。
本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意探求を重ねた結果、めっき槽内において、酸化膜が形成された金属表面を電解除去してからアルミニウムをめっきすることが有効であることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明及び本発明に関連する発明は以下の構成を有する。
(1)めっき槽中に基体を搬送させて、該基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、
前記めっき槽は、前記基体が搬送される上流側から順に、第一の電解室と第二の電解室とに仕切り板により分けられており、
前記第一の電解室中では、前記基体が陽極として作用するように、前記第一の電解室中に設けられた陰極と前記基体とが電気的に接続されており、
前記第二の電解室中では、前記基体が陰極として作用するように、前記第二の電解室中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されている
アルミニウムめっき装置。
上記(1)に記載のアルミニウムめっき装置は、第一の電解室において逆電解を行うため、基体表面に絶縁性あるいは導電性が低い金属酸化膜等が形成されていてもこれを電解除去することができ、続く第二の電解室において良好にアルミニウムを電着させることができる。
(2)前記第一の電解室の入口の上流側に、前記基体に電位を付与すると同時に基体を搬送する第一の給電ローラを有する上記(1)に記載のアルミニウムめっき装置。
上記(2)に記載の発明によれば、基体を搬送しつつ、第一の電解室近傍で基体に電位を付与することができる。
(3)前記第二の電解室の出口の下流側に、前記基体に電位を付与すると同時に基体を搬送する第二の給電ローラを有する上記(1)又は(2)に記載のアルミニウムめっき装置。
上記(3)に記載の発明によれば、基体を搬送しつつ、第二の電解室近傍で基体に電位を付与することができる。
(4)前記めっき槽に、塩化アルミニウムを主成分とする溶融塩浴が収容されている上記(1)〜(3)のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置。
上記(4)に記載の発明によれば、従来の塩化アルミニウムを主成分とする溶融塩浴を用いることができ、良質なアルミニウム膜を得ることができる。
(5)前記基体が、導電化処理された三次元網目構造を有する樹脂成形体からなるシートである上記(1)〜(4)のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置。
上記(5)に記載の発明によれば、三次元網目構造を有する樹脂成形体の表面にアルミニウム膜を有する樹脂構造体を連続的に製造することができる。
(6)上記(1)〜(5)のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置が、前記基体の搬送方向に直列に2以上設けられているアルミニウムめっき装置。
上記(6)に記載の発明によれば、基体のサプライや巻き取り等の付帯設備が1台分で済み、設備投資額を非常に安価にすることができる。
(7)上記(1)〜(6)のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置の前記基体の搬送方向の最上流に、
めっき槽中に前記基体を搬送させて、前記基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、該めっき槽中では前記基体が陰極として作用するように、該めっき槽中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されているアルミニウムめっき装置が設けられているアルミニウムめっき装置。
上記(7)に記載の発明によれば、表面に絶縁性あるいは導電性が低い金属酸化膜等が形成されていない基体を用いる場合に、基体の搬送方向の最上流に従来のアルミニウムめっき装置を用いることができる。また、基体のサプライや巻き取り等の付帯設備が1台分で済み、設備投資額を非常に安価にすることができる。
(8)上記(1)〜(7)のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置を用いて基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造方法。
上記(8)に記載のアルミニウム膜の製造方法は、表面に絶縁性あるいは導電性が低い金属酸化膜等が形成されている基体であっても、その表面に良質なアルミニウム膜を形成することができる。
本発明により、表面に絶縁性あるいは導電性が低い金属酸化膜等が形成されている基体の表面にも良好にアルミニウムめっきを形成することができるアルミニウムめっき装置を提供することができる。
本発明のアルミニウムめっき装置の一例を示す図である。 本発明のアルミニウムめっき装置の別の一例を示す図である。
本発明に係るアルミニウムめっき装置は、めっき槽中に基体を搬送させて、該基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、前記めっき槽は、前記基体が搬送される上流側から順に、第一の電解室と第二の電解室とに仕切り板により分けられており、前記第一の電解室中では、前記基体が陽極として作用するように、第一の電解室中に設けられた陰極と前記基体とが電気的に接続されており、前記第二の電解室中では、前記基体が陰極として作用するように、前記第二の電解室中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されているアルミニウムめっき装置である。
前記基体は特に限定されるものではないが、表面に金属酸化膜(不働態膜)が形成されている金属のように、従来のアルミニウムめっき装置では上手くアルミニウムを電着させることができないような基体の場合に、顕著な効果が発揮される。このような基体としては、例えば、鋼帯(鋼板)、三次元網目構造を有するアルミニウム多孔体、SUS板、CuあるいはCu合金板、ZnあるいはZn合金板などが挙げられる。
前記めっき槽にはめっき液が収容されるが、当該めっき液はアルミニウムを電気めっきすることが可能な組成であれば特に限定されるものではない。アルミニウムは酸素に対する親和力が大きく、電位が水素より低いため、水溶液系のめっき浴では電気めっきを行うことが困難であるため、溶融塩浴を用いる。溶融塩浴としては塩化アルミニウムを主成分とするものを好適に用いることができる。
溶融塩としては、有機系ハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物の共晶塩である有機溶融塩、アルカリ金属のハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物の共晶塩である無機溶融塩を使用することができる。比較的低温で溶融する有機溶融塩浴を使用すると、基材である樹脂成形体を分解することなくめっきができ好ましい。有機系ハロゲン化物としてはイミダゾリウム塩、ピリジニウム塩等が使用でき、具体的には1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(EMIC)、ブチルピリジニウムクロリド(BPC)が好ましい。
溶融塩中に水分や酸素が混入すると溶融塩が劣化するため、めっきは窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、かつ密閉した環境下で行うことが好ましい。
溶融塩浴としては窒素を含有した溶融塩浴が好ましい。前記基体として三次元網目構造を有する樹脂成形体を用いる際に、溶融塩として高温で溶融する塩を使用した場合は、めっき層の成長よりも樹脂が溶融塩中に溶解や分解する方が早くなり、樹脂成形体表面にめっき層を形成することができない。この場合にはイミダゾリウム塩浴を好ましく用いることができる。イミダゾリウム塩浴は比較的低温であっても樹脂に影響を与えず使用可能である。
イミダゾリウム塩として、1,3位にアルキル基を持つイミダゾリウムカチオンを含む塩が好ましく用いられ、特に塩化アルミニウム−1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(AlCl3−EMIC)系溶融塩が、安定性が高く分解し難いことから最も好ましく用いられる。発泡ウレタン樹脂や発泡メラミン樹脂などへのめっきが可能であり、溶融塩浴の温度は10℃〜100℃、好ましくは25℃〜45℃である。低温になる程めっき可能な電流密度範囲が狭くなり、樹脂成形体表面全体へのめっきが難しくなる。100℃を超える高温では基体樹脂の形状が損なわれる不具合が生じやすい。
また、基体として鋼帯のように融点の高いものを用いる場合には、溶融塩として無機塩浴を用いることもできる。無機塩浴とは、代表的にはAlCl3−XCl(X:アルカリ金属)の2成分系あるいは多成分系の塩である。このような無機塩浴はイミダゾリウム塩浴のような有機塩浴に比べて一般に溶融温度は高いが、水分や酸素など環境条件の制約が少なく、全体に低コストでの実用化が可能である。
基体表面に形成されるアルミニウムめっき膜の平滑性、光沢性の向上を目的として、キシレン、ベンゼン、トルエン、1,10−フェナントロリン等の添加剤を加えてもよい。特に1,10−フェナントロリンを好ましく用いることができる。このような添加剤の添加量は、0.25〜7g/Lが好ましい。0.25g/L以上とすることで充分に平滑なアルミニウムめっき膜が得られ、また7g/L以下とすることでめっき効率の低下を抑制することができる。
以下、適宜図面を参照しながら本件発明をより詳細に説明する。
図1は本発明のアルミニウムめっき装置の構成の一例を表す図である。図1に示すように本発明のアルミニウムめっき装置は、めっき液が収容されるめっき槽(102)が仕切り板(103)によって第一の電解室(104)と第二の電解室(105)とに分けられている。そして、基体(101)は第一の電解室(104)から第二の電解室(105)へと連続的に搬送される。
仕切り板(103)は第一の電解室(104)と第二の電解室(105)とを電気的に隔てる目的で設けるものであり、絶縁性のものを好ましく用いることができる。例えば、テフロン(登録商標)、セラミックス、ガラス、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)などのスーパーエンジニアリングプラスチック、耐熱塩化ビニル樹脂等を用いることができる。
また、仕切り板(103)には基体の通り口が設けられているが、当該通り口は基体が通ることのできる最小限のものであることが好ましい。例えば、基体の通り口をスリット状にすることが好ましい。
基体(101)が最初に搬送される第一の電解室(104)には陰極(107)が設けられており、第一の電解室(104)の中で基体(101)が陽極として作用するように電気的に接続されている。これにより陰極(107)と基体(101)との間で電解が生じ、基体(101)の表面に形成されていた金属酸化膜が電解除去され、基体(101)を構成している金属表面が露出する。
陰極(107)は特に限定される物ではなく、例えば、アルミニウム、チタン、銅等を好ましく用いることができる。
図1では陰極(107)は基体(101)の上下方向に2つ設けた場合が例示されているが、陰極(107)の数は特に限定されるものではなく、1つでも、3つ以上でも構わない。また、陰極(107)を設ける位置も特に限定される物ではないが、なるべく基体(101)の近傍に位置するように設けた方が効率よく電解が起こるため好ましい。
第一の電解室(104)の中で基体(101)が陽極として作用するようにするためには、陰極(107)と接続されている電源の陽極端子と、基体(101)とを接続すればよい。このとき、基体(101)は第一の電解室(104)の入口近傍の上流側で陽極と接続されていると、効率よく電解が起こるため好ましい。
図1は第一の電解室(104)の入口の上流側に第一の給電ローラ(106)を設け、当該第一の給電ローラ(106)と電源の陽極とを接続している場合を示している。これにより、基体(101)は、第一の給電ローラ(106)と第一の搬送ローラ(110)によって連続的に搬送されつつ第一の給電ローラ(106)から電位が付与され、第一の電解室(104)の中で陽極として作用するようになる。なお、図1では第一の給電ローラ(106)の向かい側に第一の搬送ローラ(110)を設けた場合を示しているが、第一の搬送ローラ(110)の代わりに、陽極と接続された給電ローラを設けてもよい。
第一の電解室(104)において電解除去する金属酸化膜の量は、基体(101)上に形成されている酸化膜の量に応じて適宜調整すればよい。例えば、基体がアルミニウムである場合には、アルミニウムの析出量又は溶解量は次式に基づいて調製することができる。
アルミニウム析出量/電解量[g]
=0.3352×I[A]×t[Hr] (式)
上記式においてIは電流値、tは時間を表し、定数0.3352はアルミニウムに特有の定数であり、基体が他の金属の場合には、その金属に特有の定数に変更して計算すればよい。
上記のようにして金属酸化膜が除去された基体(101)は、続いて仕切り板(103)に設けられたスリットを通じて第二の電解室(105)へと搬送される。第二の電解室(105)には陽極(109)が設けられており、第二の電解室(105)の中で基体(101)が陰極として作用するように電気的に接続されている。これにより、陽極(109)と基体(101)との間で電解が生じ、基体(101)の表面にアルミニウムが電着する。
前記のように基体(101)の表面に形成されていた金属酸化膜は第一の電解室(104)において除去されているため、第二の電解室(105)では基体(101)の表面に均一なアルミニウムめっきを形成することが可能である。
陽極(109)は特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、チタン、銅等を好ましく用いることができる。
陰極(107)と同様に図1では陽極(109)を基体(101)の上下方向に2つ設けた場合を例示しているが、陽極(109)の数は特に限定されるものではなく、1つでも、3つ以上でも構わない。また、陽極(109)を設ける位置も特に限定される物ではないが、なるべく基体(101)の近傍に位置するように設けた方が効率よく電解が起こるため好ましい。
第二の電解室(105)の中で基体(101)が陰極として作用するようにするためには、陽極(109)と接続されている電源の陰極端子と、基体(101)とを接続すればよい。このとき、基体(101)は第二の電解室(105)の出口近傍の下流側で陰極と接続されていると、効率よく電解が起こるため好ましい。
図1は第二の電解室(105)の出口の下流側に第二の給電ローラ(108)を設け、当該第二の給電ローラ(108)と電源の陰極とを接続している場合を示している。これにより、基体(101)は、第二の給電ローラ(108)と第二の搬送ローラ(111)によって連続的に搬送されつつ第二の給電ローラ(108)から電位が付与され、第二の電解室(105)の中で陰極として作用するようになる。なお、図1では第二の給電ローラ(108)の向かい側に第二の搬送ローラ(111)を設けた場合を示しているが、第二の搬送ローラ(111)の代わりに、陰極と接続された給電ローラを設けてもよい。
第二の電解室(105)において析出させるアルミニウムの量は、上記式によって計算することができる。従って、所望のアルミニウムが基体(101)表面に電着するように、電流値、及び時間を調整すればよい。時間は基体(101)の搬送速度を変更することで調整することができる。
以上のように、本発明のアルミニウムめっき装置を用いることにより、表面に絶縁性あるいは導電性が低い金属酸化膜等が形成されている基体の表面にも良好にアルミニウムめっきを形成することができる。
また、鋼帯や三次元網目構造を有する樹脂成形体からなるシートのように、長尺の基体にアルミニウムめっきをする場合には、本発明のアルミニウムめっき装置を用いることにより、線速を上げて効率よく製品を製造することができる。
従来のめっき槽が一槽のアルミニウムめっき装置で線速を上げて生産能力を高めようとするには、例えば、重力方向にめっきする場合はめっき槽を深くする、水平方向にめっきする場合はめっき槽を長くする等により、陽極を長くすることが考えられる。しかしながら、実際には、めっきに有効な陽極の長さには限界がある。つまり、コンダクタロールに近い箇所では高電流密度でめっきされるが、コンダクタロールから遠い所ではめっきされないことから、めっき槽が一槽の装置では線速向上に限界があり、生産能力を高めることはできない。
このため、めっき槽を2槽以上で構成して線速を上げることが考えられるが、従来のめっき装置を2槽以上タンデムに配置して連続処理を行ったとしても、アルミニウムのように表面に酸化膜を形成しやすい金属の場合には、前のめっき槽で形成した皮膜上にアルミニウムを上手くめっき出来ないという問題がある。すなわち、めっき槽間でアルミニウムの表面に酸化膜が形成されてしまい、酸化膜があると、アルミニウムが島状に析出してしまい、うまくめっきをすることができない。なお、めっき槽の間をN2等の不活性雰囲気にしたとしても、完全に酸素を除去することはできず酸素がppmオーダーで存在し、この程度の微量の酸素に曝された場合であってもアルミニウムの表面には酸化膜(不働態膜)が形成されてしまう。
上記のような問題に対して、本発明のアルミニウムめっき装置はアルミニウム表面に形成されている酸化膜を第一の電解室の中で除去することができるものであるから、基体の搬送方向に直列に2つ以上設けることにより、2槽目以降も平滑で良質なアルミニウムめっきを形成することができる。このような、前記アルミニウムめっき装置が前記基体の搬送方向に直列に2以上設けられているアルミニウムめっき装置により基体の線速を上げることが可能となり、製品の生産効率を高めることができる。更に、当該アルミニウムめっき装置は、複数のアルミニウムめっき装置を用いて連続的にアルミニウムめっきを行うため、基体のサプライや巻き取り等の付帯設備が1台分で済み、設備投資額を非常に安価にすることができる。
直列に設けるアルミニウム装置の数は特に限定されず、形成するアルミニウムめっき膜の厚さ等、目的に応じて適宜選択すればよい。例えば、基体として三次元網目構造を有する樹脂成形体を用いる場合には、2〜20程度配置することにより効率よくアルミニウム多孔体を作製することができる。
また、基体としてカーボン塗布等により導電化処理をした三次元網目構造を有する樹脂成形体を用いる場合には、前記本発明のアルミニウムめっき装置の基体の搬送方向の最上流に従来のアルミニウムめっき装置を設けてもよい。従来のアルミニウムめっき装置としては、図2に示すような、めっき槽(202)中に基体(101)を通過させて該基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、該めっき槽(202)中では前記基体(101)が陰極として作用するように、該めっき槽(202)中に設けられた陽極(209)と前記基体(101)とが電気的に接続されているアルミニウムめっき装置を好ましく用いることができる。
すなわち、本発明に係るアルミニウムめっき装置は、前記アルミニウムめっき装置の前記基体の搬送方向の最上流に、めっき槽中に前記基体を搬送させて、前記基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、該めっき槽中では前記基体が陰極として作用するように、該めっき槽中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されているアルミニウムめっき装置が設けられているアルミニウムめっき装置である。このような、直列に設けられた2番目以降のアルミニウムめっき装置に、逆電解を行う第一の電解室を備える前記本発明のアルミニウムめっき装置を直列的に配置してアルミニウムめっきを行うことにより、基体上に均質で良質なアルミニウムめっきを効率よく形成することが可能となる。また、前記のように、本発明のアルミニウムめっき装置は、基体のサプライや巻き取り等の付帯設備が1台分で済むため、設備投資額を非常に安価にすることができる。
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は例示であって、本発明のアルミニウムめっき装置等はこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の範囲によって示され、特許請求の範囲の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
[実施例1]
図1に示す本発明のアルミニウム装置を10個直列に配置して基体にアルミニウムめっき膜を形成した。
−基体−
基体としてスパッタリング法により表面にアルミニウム膜を形成した三次元網目構造を有する樹脂成形体を用いた。
三次元網目構造を有する樹脂成形体として、気孔率95%、1インチ当たりの気孔数(セル数)約50個、気孔径約550μm、幅500mm、厚さ1mmの発泡ウレタン樹脂成形体を用いた。当該発泡ウレタン樹脂成形体に、スパッタリング法により目付量10g/m2のアルミニウム膜を形成して導電化処理した。
樹脂成形体表面のアルミニウム膜には30nmの酸化アルミニウム膜が形成されていることが確認された。
−アルミニウムめっき装置−
図1に示すアルミニウム装置を10個用意して直列に配置した。各アルミニウムめっき装置同士の間が不活性雰囲気になるように窒素を充填した。搬送される基体の線速が0.1〜1.0m/minとなるようにローラの回転速度を調整した。各アルミニウム装置の構成は次の通りとした。
(溶融塩浴)
窒素雰囲気で、33mol%EMIC−67mol%AlCl3となるように混合して溶融塩浴を作製した。更に1,10−フェナントロリンを0.5g/Lとなるように添加した。
また、めっき液中には窒素を導入して、アルミニウムが電着している最中に酸化膜が形成されないようにした。
(仕切り板)
めっき槽内にテフロン(登録商標)製の仕切り板を配置して、めっき槽を第一の電解室と第二の電解室とに区画した。仕切り板には基体の通り口となる560mm幅×5mm高さのスリットを形成した。
(第一の給電ローラ)
ローラの中心が電源の陽極端子と接続されたアルミニウム製の第一の給電ローラを用いた。
(陰極)
第一の電解室の中にアルミニウム製の陰極を設けた。陰極は図1に示すように基体の上面側と下面側の2箇所に配置した。
(第一の電解室)
第一の電解室において、基体と陰極との間で電解が生じて電流密度が10A/dm2となるようにした。
(第二の給電ローラ)
ローラの中心が電源の陰極端子と接続されたアルミニウム製の第二の給電ローラを用いた。
(陽極)
第二の電解室の中にアルミニウム製の陽極を設けた。陽極は図1に示すように基体の上面側と下面側の2箇所に配置した。
(第二の電解室)
第二の電解室において、基体と陽極との間で電解が生じて電流密度が5A/dm2となるようにした。
上記の電電化処理した基体を上記の構成の10個のアルミニウム装置に連続的に搬送し、基体表面にアルミニウムめっき膜を形成した。これにより基体表面には10μmのアルミニウム膜が形成された。また、形成されためっき膜は均質であり良質な膜であった。
以上により、本発明のアルミニウムめっき装置を用いることで、表面に酸化アルミニウム膜が形成されている基体であっても、良質なアルミニウムめっき膜を更に形成することができることが確認された。
[実施例2]
図2に示すように、基体の搬送方向に対して最上流側に従来のアルミニウムめっき装置を配置した。そしてその下流側に実施例1で用いた本発明のアルミニウム装置を9個直列に配置して基体にアルミニウムめっき膜を形成した。
−基体−
実施例1と同様の三次元網目構造を有する樹脂成形体を用いた。
樹脂成形体の導電化処理は、導電性塗料としてのカーボン塗料を樹脂多孔他表面に塗布することにより行った。カーボン塗料の成分は、カーボン粒子25%を含み、樹脂バインダー、浸透剤、消泡剤を含む。カーボンブラックの粒径は0.5μmとした。
−アルミニウムめっき装置−
基体の搬送方向に対して最上流側に配置した従来のアルミニウムめっき装置は、実施例1で用いたアルミニウムめっき装置における第二の電解室と同様の構成とした。即ち、めっき液、給電ローラ、陽極をそれぞれ、実施例1のめっき液、第二の給電ローラ、陽極と同一の構成にした。
2番目以降のアルミニウムめっき装置は、実施例1で用いたアルミニウムめっき装置と同一の構成とし、当該装置を9個直列に配置した。
表面にアルミニウムめっき膜が形成された基体を観察したところ、基体表面には10μmのアルミニウム膜が形成さており、形成されためっき膜は均質で良質な膜であった。
[比較例1]
アルミニウムめっき装置として従来のアルミニウムめっき装置を10個直列に配置して用いた以外は実施例1と全く同様にして基体表面にアルミニウムめっき膜を形成した。従来のアルミニウムめっき装置としては、実施例2で最上流側に配置したアルミニウムめっき装置を用いた。なお、アルミニウムめっき装置同士の間を窒素で満たして不活性雰囲気にすることも実施例1と同様の条件とした。
基体表面に形成されたアルミニウムめっき膜を観察したところ、島状に析出しており、実施例1の装置を用いて形成した膜よりも品質的に劣るものであった。
[比較例2]
アルミニウムめっき装置として従来のアルミニウムめっき装置を10個直列に配置して用いた以外は実施例2と全く同様にして基体表面にアルミニウムめっき膜を形成した。従来のアルミニウムめっき装置としては、実施例2で最上流側に配置したアルミニウムめっき装置を用いた。なお、アルミニウムめっき装置同士の間を窒素で満たして不活性雰囲気にすることも実施例2と同様の条件とした。
基体表面に形成されたアルミニウムめっき膜を観察したところ、島状に析出しており、実施例2の装置を用いて形成した膜よりも品質的に劣るものであった。
101 基体
102 めっき槽
103 仕切り板
104 第一の電解室
105 第二の電解室
106 第一の給電ローラ
107 陰極
108 第二の給電ローラ
109 陽極
110 第二の搬送ローラ
111 第二の搬送ローラ
202 めっき槽
208 給電ローラ
209 陽極

Claims (8)

  1. めっき槽中に基体を搬送させて、該基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、
    前記めっき槽は、前記基体が搬送される上流側から順に、第一の電解室と第二の電解室とに仕切り板により分けられており、
    前記第一の電解室中では、前記基体が陽極として作用するように、前記第一の電解室中に設けられた陰極と前記基体とが電気的に接続されており、
    前記第二の電解室中では、前記基体が陰極として作用するように、前記第二の電解室中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されており、
    前記第一の電解室の入口の上流側に、前記基体に電位を付与すると同時に基体を搬送する第一の給電ローラを有する、
    アルミニウムめっき装置。
  2. めっき槽中に基体を搬送させて、該基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、
    前記めっき槽は、前記基体が搬送される上流側から順に、第一の電解室と第二の電解室とに仕切り板により分けられており、
    前記第一の電解室中では、前記基体が陽極として作用するように、前記第一の電解室中に設けられた陰極と前記基体とが電気的に接続されており、
    前記第二の電解室中では、前記基体が陰極として作用するように、前記第二の電解室中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されており、
    前記第二の電解室の出口の下流側に、前記基体に電位を付与すると同時に基体を搬送する第二の給電ローラを有する、
    アルミニウムめっき装置。
  3. めっき槽中に基体を搬送させて、該基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、
    前記めっき槽は、前記基体が搬送される上流側から順に、第一の電解室と第二の電解室とに仕切り板により分けられており、
    前記第一の電解室中では、前記基体が陽極として作用するように、前記第一の電解室中に設けられた陰極と前記基体とが電気的に接続されており、
    前記第二の電解室中では、前記基体が陰極として作用するように、前記第二の電解室中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されており、
    前記第一の電解室の入口の上流側に、前記基体に電位を付与すると同時に基体を搬送する第一の給電ローラを有し、
    前記第二の電解室の出口の下流側に、前記基体に電位を付与すると同時に基体を搬送する第二の給電ローラを有する、
    アルミニウムめっき装置。
  4. 前記めっき槽に、塩化アルミニウムを主成分とする溶融塩浴が収容されている請求項1〜3のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置。
  5. 前記基体が、導電化処理された三次元網目構造を有する樹脂成形体からなるシートである請求項1〜4のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置が、前記基体の搬送方向に直列に2以上設けられているアルミニウムめっき装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置の前記基体の搬送方向の最上流に、
    めっき槽中に前記基体を搬送させて、前記基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウムめっき装置であって、該めっき槽中では前記基体が陰極として作用するように、該めっき槽中に設けられた陽極と前記基体とが電気的に接続されているアルミニウムめっき装置が設けられているアルミニウムめっき装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載のアルミニウムめっき装置を用いて基体上にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造方法。
JP2012194779A 2012-09-05 2012-09-05 アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法 Active JP5880364B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012194779A JP5880364B2 (ja) 2012-09-05 2012-09-05 アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法
CN201380046112.4A CN104603332A (zh) 2012-09-05 2013-06-13 镀铝装置以及使用该装置制造铝膜的方法
US14/425,457 US20150211143A1 (en) 2012-09-05 2013-06-13 Aluminum plating apparatus and method for producing aluminum film using same
PCT/JP2013/066294 WO2014038263A1 (ja) 2012-09-05 2013-06-13 アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法
DE112013004355.6T DE112013004355T5 (de) 2012-09-05 2013-06-13 Aluminium-Plattieranlage und Verfahren zur Erzeugung eines Aluminiumfilmes unter deren Verwendung
KR20157002639A KR20150046013A (ko) 2012-09-05 2013-06-13 알루미늄 도금 장치 및 이것을 이용한 알루미늄막의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012194779A JP5880364B2 (ja) 2012-09-05 2012-09-05 アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014051687A JP2014051687A (ja) 2014-03-20
JP5880364B2 true JP5880364B2 (ja) 2016-03-09

Family

ID=50236886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012194779A Active JP5880364B2 (ja) 2012-09-05 2012-09-05 アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150211143A1 (ja)
JP (1) JP5880364B2 (ja)
KR (1) KR20150046013A (ja)
CN (1) CN104603332A (ja)
DE (1) DE112013004355T5 (ja)
WO (1) WO2014038263A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014210959A (ja) * 2013-04-19 2014-11-13 日東電工株式会社 めっき装置、めっき方法、配線回路基板の製造方法および配線回路基板
DE102015121349A1 (de) * 2015-12-08 2017-06-08 Staku Anlagenbau Gmbh Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung eines Endlosmaterials sowie deren Verwendung
US20210087701A1 (en) * 2017-05-16 2021-03-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Aluminum plating film and method for producing aluminum plating film
CN107644973B (zh) * 2017-09-21 2023-12-15 中创新航技术研究院(江苏)有限公司 一种复合锂带生产装置及生产方法
WO2021164474A1 (zh) 2020-02-20 2021-08-26 深圳市海瀚新能源技术有限公司 镀膜导电装置、镀膜系统及导电膜的镀膜方法
CN113630963A (zh) * 2021-07-08 2021-11-09 广州美维电子有限公司 改善超薄板板变形的方法
TWI806455B (zh) * 2022-03-01 2023-06-21 日商荏原製作所股份有限公司 鍍覆裝置及鍍覆方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5347336A (en) * 1976-10-12 1978-04-27 Kogyo Gijutsuin Method descaling band steel by electrolysis
JPS57126999A (en) * 1980-10-06 1982-08-06 Fuji Photo Film Co Ltd Electrolytic treatment of strip like metal plate
JPS60100697A (ja) * 1983-11-02 1985-06-04 Fuji Photo Film Co Ltd 電解処理方法
AT399167B (de) * 1991-06-10 1995-03-27 Andritz Patentverwaltung Verfahren und vorrichtung zum elektrolytischen beizen von kontinuierlich durchlaufendem elektrisch leitendem gut
JP4177626B2 (ja) * 2002-09-20 2008-11-05 有限会社 関西エンジニアリング 線材の電気めっき方法、電気めっき装置、及び電気めっき線材
TW200741037A (en) * 2006-01-30 2007-11-01 Ibiden Co Ltd Plating apparatus and plating method
JP2008218777A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Bridgestone Corp 光透過性電磁波シールド材の製造方法
JP5598027B2 (ja) * 2009-03-05 2014-10-01 日立金属株式会社 アルミニウム多孔質材およびその製造方法、アルミニウム多孔質材を電極集電体として用いた蓄電デバイス
JP2012144763A (ja) * 2011-01-11 2012-08-02 Sumitomo Electric Ind Ltd アルミニウム構造体の製造方法およびアルミニウム構造体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014051687A (ja) 2014-03-20
DE112013004355T5 (de) 2015-05-28
US20150211143A1 (en) 2015-07-30
CN104603332A (zh) 2015-05-06
KR20150046013A (ko) 2015-04-29
WO2014038263A1 (ja) 2014-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5880364B2 (ja) アルミニウムめっき装置及びこれを用いたアルミニウム膜の製造方法
US8110076B2 (en) Apparatus and foam electroplating process
TWI651421B (zh) 電解銅箔、包含該電解銅箔之電極、包含該電解銅箔之二次電池以及該電解銅箔之製造方法
JP6202344B2 (ja) アルミニウム膜の製造方法及びアルミニウム箔の製造方法
CN106414806A (zh) 用于电镀移动的金属条的方法和由此制造的镀层金属条
CN101956221A (zh) 用于薄膜的连续电镀装置及对薄膜进行连续电镀的方法
US20120292191A1 (en) Method of producing aluminum structure and aluminum structure
WO2014045798A1 (ja) アルミニウム膜の製造方法
US20170002474A1 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus for aluminum film
JP2016000838A (ja) アルミニウム膜、アルミニウム膜形成体、及びアルミニウム膜の製造方法
TW201510285A (zh) 電解金屬箔的連續製造方法及電解金屬箔連續製造裝置
JP5704026B2 (ja) アルミニウム構造体の製造方法
JP6143005B2 (ja) アルミニウムめっき液及びアルミニウム膜の製造方法
US11117805B2 (en) Roll-to-roll graphene production, transfer of graphene, and substrate recovery
WO2015111533A1 (ja) アルミニウムめっき液、アルミニウム膜、樹脂構造体、アルミニウム多孔体、及びアルミニウム多孔体の製造方法
KR20020082860A (ko) 배터리 전극용 스트립 연속 전기주형 방법과전기주형공정에 사용될 맨드릴
CN113529140B (zh) 一种新型电解铜箔生产方法
US20210087701A1 (en) Aluminum plating film and method for producing aluminum plating film
CN106917134A (zh) Fe‑Ni系合金金属箔的电镀装置及方法
JP6146581B2 (ja) アルミニウム膜の製造方法及び製造装置
JP2015137378A (ja) アルミニウム膜の製造方法及び製造装置
JP2015083716A (ja) アルミニウム構造体を含む電極材料、それを用いた電池および電気二重層コンデンサ、ならびにアルミニウム構造体を用いた濾過フィルタおよび触媒担体
JP2017137517A (ja) アルミニウムめっき液、アルミニウムめっき膜の製造方法、及びアルミニウム多孔体
JP2017014540A (ja) 不溶性陽極、めっき装置および電気めっき方法ならびに銅張積層板の製造方法
WO2015129108A1 (ja) アルミニウム多孔体及びアルミニウム多孔体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150320

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5880364

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250