JP7380338B2 - めっき装置およびめっき方法 - Google Patents

Description

本発明は、めっき装置およびめっき方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、銅張積層板などのめっき製品を得るために用いられるめっき装置およびめっき方法に関する。

めっき装置は、めっき槽内を通過させる間に基材フィルムの表面に金属薄膜を電気めっきする装置である。このめっき装置では、長尺帯状の基材フィルムを垂直に立てて、上縁を多数のクランプで吊持した状態で搬送する。そして、クランプを通じて基材フィルムに給電しながら、めっき槽内を通過させて基材フィルムの表面に金属薄膜を形成する。

特許文献１に示すように、基材フィルムを吊持する多数のクランプは、その上端に設けた接触治具に電源に接続された給電体を接触させることで、基材フィルムに電気を供給している。
給電体と接触治具は、接触する際に摩耗するが、接触時に発生する熱で摩耗粉が酸化し、摩耗粉が絶縁性を帯びる。このようにして絶縁性を帯びた摩耗粉が接触治具上へ堆積すると、摩耗粉の堆積層は給電の支障となる。
そのため、接触治具の接触面を定期的に研磨して堆積摩耗粉を除去し、給電状態を良好に維持するようにしていた。

しかるに、接触治具を定期的（たとえば、２カ月に１回程度）に研磨するときは、めっき装置を一日は停止することになるため、めっき装置の稼働率が低下するという問題がある。
また、摩耗粉の堆積により給電不良が生ずると、めっき層の品位が低下する。さらに、堆積により抵抗が増すため電流を多く流す必要がでてくる、このように大電流が流れると整流器が異常と判断しめっき装置の運転を止めるので生産性が落ちるという問題がある。

特開２０１５－６７８５２号公報

本発明は上記事情に鑑み、めっき装置の稼働率を低下させることがなく、めっき層の品位低下も抑止しうるめっき装置およびめっき方法を提供することを目的とする。

第１発明のめっき装置は、長尺帯状の基材フィルムを複数のクランプで吊持して、めっき槽を含むめっき装置内を移動させて、前記基材フィルムの表面にめっき層を形成するめっき装置において、前記クランプは、電流を供給する給電体と接触する接触治具と前記基材フィルムを挟持する挟持部を備えており、前記クランプを移動させる移動経路において、前記接触治具の接触面を清掃する清掃体を具備する清掃器具が設けられていることを特徴とする。
第２発明のめっき装置は、第１発明において、前記清掃器具は、前記クランプの走行方向において前後に２台が配置されていることを特徴とする。
第３発明のめっき装置は、第２発明において、前記清掃器具は、前記清掃体を前記接触治具に押圧付勢する圧縮バネを備えており、走行方向前側のクランプの圧縮バネは押圧付勢力が小さく、走行方向後側のクランプの圧縮バネは押圧付勢力が大きいことを特徴とする。
第４発明のめっき装置は、第１、第２または第３発明において、前記めっき装置における前記移動経路は、前記クランプが前記基材フィルムを把持して移動する把持区間と、前記クランプが前記基材フィルムを把持していない非把持区間とからなり、前記清掃器具は、前記非把持区間に配置されていることを特徴とする。
第５発明のめっき装置は、第１、第２、第３または第４発明において、前記清掃器具は、清掃体と、該清掃体を支持する支持板と、該支持板を支軸を介して支持する本体ボックスとからなり、前記清掃体を前記支持板に取付けた取付位置と前記支持板を前記本体ボックスに取付ける支軸とは、前記クランプの走行方向において間隔があけられていることを特徴とする。
第６発明のめっき装置は、第１、第２、第３、第４または第５発明において、前記清掃体が、針状素材を束ねたブラシ体であることを特徴とする。
第７発明のめっき方法は、長尺帯状の基材フィルムを複数のクランプで吊持して、めっき槽を含むめっき装置内を移動させて、前記基材フィルムの表面にめっき層を形成するめっき方法であって、前記クランプは、その移動経路の適所において、接触治具の接触面が清掃器具で清掃されることを特徴とする。

第１発明によれば、クランプが、めっき装置内を移動する間に給電体との接触により摩耗粉が接触治具上に堆積しようとするが、清掃器具で清掃されて摩耗粉が取り除かれるので、摩耗粉の堆積は生じない。このため、クランプから基材フィルムへの給電が充分に行われるので、電気めっきが支障なく行われ、めっき層の品位も低下しない。また、接触治具の清掃が運転中に常時行われるので、めっき装置の運転を停止してメンテナンスする必要がない。このため、めっき装置の稼働率が向上する。
第２発明によれば、１台目の清掃器具で除き切れなかった摩耗粉が２台目の清掃器具で除けるので、クランプの接触治具の清掃が完全になる。
第３発明によれば、圧縮バネの押圧力が弱い１台目の清掃器具で摩耗粉の大部分を除去しておき、圧縮バネの押圧力が強い２台目の清掃器具で残りのこびり付いた摩耗粉を除去するようにすると、過大な摩耗抵抗を避けながら、摩耗粉を効果的に除去できる。
第４発明によれば、清掃器具がクランプが基材フィルムを把持していない非把持区間に配置されているので、清掃に伴い摩耗粉が落下しても基材フィルムを汚染することがない。このため、特別の防汚装置を講じなくても、品位の高いめっき製品が得られる。
第５発明によれば、清掃体を備えた支持板が支軸を介して本体ボックスに取付けられているが、清掃体を支軸よりもクランプの進行方向下流側に向けておけば、清掃体と支軸との間に間隔があることによって、清掃体の幅方向両端を常に押すので、清掃体が接触治具の進行方向に対して直交した姿勢を保つ。このため、接触治具の接触面の全面を効率良く清掃できる。
第６発明によれば、ブラシ体の針状素材は、接触治具への接触圧力を大きくしたり小さくする設定が容易に行える。このため、適切に摩耗粉堆積物を掻き取ることができる。
第７発明によれば、クランプの接触治具は、めっき装置内を移動する間に給電体との接触により摩耗粉が接触治具上に堆積しようとするが、清掃器具で清掃されて摩耗粉が取り除かれるので、摩耗粉の堆積は生じない。このため、クランプから基材フィルムへの給電が充分に行われるので、めっき品位の高いめっき製品が得られる。また、接触治具の清掃が運転中に常時行われるので、めっき装置の運転を停止してメンテナンスする必要がない。このため、めっき装置の稼働率が向上する。

本発明の一実施形態に係るめっき装置における清掃器具の説明図である。 図１に示す清掃ブラシ４０の側面図である。 図２に示す清掃ブラシ４０の正面図である。 本発明が適用されるめっき装置の概略斜視図である。 クランプ５と給電機構３０の正面図である。 クランプ５と給電機構３０の側面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（めっき装置）
まず、本発明の一実施形態に係るめっき装置Ａを図４に基づき説明する。図示のめっき装置Ａは、後述する本発明に係るめっき方法を実施する装置でもある。

図示のめっき装置Ａは、長尺帯状の基材フィルムＦを搬送しつつ、基材フィルムＦに対して電気めっきを行なう装置である。このめっき装置Ａは、前処理槽１、めっき槽２、および後処理槽３を備えている。前処理槽１は、基材フィルムＦの表面を清浄化したり、濡れ性を高める処理を行う槽である。めっき槽２は、槽内にめっき液を貯留しており、めっき液に基材フィルムＦを浸漬して通過させる槽である。このめっき槽２を通過している間に基材フィルムＦに電流を供給すると電気めっきが行われる。後処理槽３は、めっきがなされた基材フィルムＦの洗浄等を行う槽である。
これらの各槽１，２，３に長尺帯状の基材フィルムＦが順に搬送されて、基材フィルムＦの表面にめっき膜が形成される。なお、本発明では、めっき膜の形成がなされたフィルムを製品フィルムという。

基材フィルムＦの搬送は、基材フィルムＦの長手方向に沿って進行させるとき、基材フィルムＦの短手方向を上下に向けた懸垂状態で行われる。この懸垂状態の基材フィルムＦを搬送するため、エンドレスベルト４が用いられ、またエンドレスベルト４に多数のクランプ５が連結されている。
めっき装置Ａには、前処理槽１手前の入側ガイドローラ６、前処理槽１とめっき槽２の間の第１中間ガイドローラ７、めっき槽２と後処理槽３の間の第２中間ガイドローラ８、および後処理槽３直後の出側ガイドローラ９が備えられている。

前記エンドレスベルト４は、入側ガイドローラ６、第１中間ガイドローラ７、第２中間ガイドローラ８、および出側ガイドローラ９の順に周回するように移動していく。
そして、多数のクランプ５は基材フィルムＦの上縁を吊持しているので、エンドレスベルト４と共に基材フィルムＦは、前処理槽１、めっき槽２、後処理槽３の内部を移動する。

めっき装置Ａは、基材フィルムＦをロール状に巻き取った原反ロールを繰り出す供給装置１１と、めっき後の製品フィルム（たとえば、銅張積層板）を製品ロールとしてロール状に巻き取る巻取装置１２とを有する。後処理槽３と巻取装置１２との間には、乾燥用のヒーター１３等が配置されている。
なお、１４は基材フィルムＦを同じ姿勢で案内する水平ガイドロール、１５は基材フィルムＦの搬送姿勢を変換する傾斜ガイドロールである。

前記供給装置１１から繰り出された基材フィルムＦは、クランプ５が入側ガイドローラ６を通過した直後にクランプ５でその上縁が把持される。基材フィルムＦが前処理槽１、めっき槽２、および後処理槽３を通過すると、クランプ５が出側ガイドローラ９を通過する直前に基材フィルムＦを開放し、基材フィルムＦが巻取装置１２で巻き取られる。

基材フィルムＦはめっき槽２内を搬送されつつ、電気めっきによりその表面に銅めっき等の被膜が形成される。これにより、めっき処理が完了した製品フィルムが得られる。たとえば、基材フィルムＦの材質が樹脂フィルムであり、これに下地金属層を介して銅をめっき成膜すれば、製品フィルムとしての銅張積層板が得られる。

上記めっき装置Ａにおいて、クランプ５が入側ガイドローラ６を通過した後から第１中間ガイドローラ７、第２中間ガイドローラ８を経て出側ガイドローラ９を通過する直前までの間では、クランプ５が基材フィルムＦの上縁を把持している。本明細書では、この間を把持区間という。そして、出側ガイドローラ９と入側ガイドローラ６の間はクランプ５は基材フィルムＦを把持していない。本明細書では、この間を非把持区間という。

つぎに、クランプ５まわりを図５および図６に基づき説明する。
クランプ５は、接触治具２０と、その下端に結合された吊持板２１を備えている。接触治具２０は上端部に電気の供給を受ける接触板２２を有している。接触板２２には、移動方向の前端に前下りの案内部２２ａ（図２参照）が形成されている。また、接触治具２０は、表裏両面にローラ２３を軸支しており、ローラ２３はめっき装置Ａ内の固定部材である案内板２４上を転動するようになっている。接触治具２０には図４に示すエンドレスベルト４（図５および図６では不図示）が結合されているので、エンドレスベルト４が移動すると、接触治具２０、ひいてはクランプ５が一定の高さを保って移動することになる。

前記吊持板２１には、基材フィルムＦを吊持するための挟持部２５が取付けられている。挟持部２５は一対の挟持片２５ａ，２５ｂからなる。一方の挟持片２５ｂは吊持板２１に固定されており、他方の挟持片２５ａにはレバー２６が固定されている。レバー２６の中間部はブラケットとピン２７を介して固定側の挟持片２５ｂに対して揺動自在に取付けられている。また、ピン２７にはねじりコイルバネ２８（以下、単にバネ２８という）が介装され、一方の挟持片２５ａを他方（固定側）の挟持片２５ｂに押し付けて閉じ方向に付勢している。
前記レバー２６の先端には、ブラケットを介してローラ２９が回転自在に取付けられている。

図５および図６において、３０は給電機構であり、クランプ５に電流を供給するために設けられている。給電機構３０は、電極バー３１と給電体３２と押圧バネ３３を有している。電極バー３１はクランプ５の走行方向に沿って延びる長い電極であって、整流器を介して電源に接続されている。電極バー３１の下方には複数個の給電体３２が等間隔に取付けられている。

電極バー３１と給電体３２との間には押圧バネ３３が介装されており、この押圧バネ３３により給電体３２をクランプ５の接触治具２０に押し付けている。電極バー３１から給電される電流は、給電体３２と接触治具２０の接触を介して、吊持板２１を経て挟持部２５から基材フィルムＦに供給される。
上記の電極バー３１は、めっき槽２の上部に配置されており、めっき槽２を通過中の基材フィルムＦに電流が供給される。

つぎに、接触治具２０の清掃器具を説明する。
本発明で用いられる清掃器具の清掃体は、クランプ５の接触板２２上に堆積する摩耗粉を除去できるなら、どのようなものでも用いることができる。たとえば、針状素材で掻き取るブラシ体、回転ポリッシャー、板材で掻き取るスクレーパ、水や清掃用液体を圧力をかけて噴射する噴射装置などを、清掃体として例示できる。
また、ブラシ体を用いる場合、針状素材の選択にはとくに制限ない。このため、金属製のほか、ゴム製のもの、ＰＰやＰＥＴ等の合成樹脂製のものを例示できる。ブラシ体を金属製とする場合も、銅、真鍮、ＳＵＳなどをとくに制限なく用いることができる。

以下では、清掃器具として清掃ブラシ４０を用いた実施形態を説明する。
図１に示すように、清掃ブラシ４０は、クランプ５における接触板２２の上面を清掃できるように、その上方に配置される。また、その配置位置は、クランプ５の移動方向Ｍに沿った位置である。

図２および図３に基づき、清掃ブラシ４０の詳細を説明する。
清掃ブラシ４０は、ブラシ体４１と支持板４２と本体ボックス４３とを有している。ブラシ体４１は、ＳＵＳ材等のワイヤからなるブラシ４４を数１０本から数百本を束ねて上端部で一体的に固定したものである。ブラシ４４の長さは概ね３０～５０ｍｍ程度が好ましく、束ねられたブラシ４４の厚さは概ね６～１０ｍｍ程度、幅は４０～６０ｍｍ程度が好ましい。ただし、本発明において寸法はこれらに限られない。ブラシ体４１におけるブラシ４４の長さと厚さは清掃の効率から選択すればよい。ブラシ体４１の幅は、図３に示すように、清掃対象である接触板２２の幅より広くしておくことが好ましい。

前記支持板４２はブラシ体４１の上端に取付けられた平板状の部材である。図２では支持板４２の先端（図中左端）がブラシ体４１に取付けられ、基端（図中右端）が本体ボックス４３への取付け側となっている。つまり、支持板４２の基端部には垂直に延びる支軸４５が固定されており、この支軸４５の中間部から上方の部分は本体ボックス４３内で上下に昇降自在に保持されている。なお、支軸４５は自軸まわりの回転は拘束されておらず許容されている。

支軸４５には圧縮バネ４６が挿入されており、この圧縮バネ４６は、本体ボックス４３の底壁と支持板４２の上面との間に介装されている。このため、圧縮バネ４６で支持板４２、ひいてはブラシ体４１が下方に付勢されている。

図２に示すように、ブラシ体４１は支持板４２において、クランプ５の走行方向の下流側に取付けられ、支軸４５は上流側に取付けられている。つまり、ブラシ体４１を支持板４２に取付けた取付位置と支持板４２を本体ボックス４３に取付ける支軸４５とは、クランプ５の走行方向において間隔ｄがあけられている。

清掃中は、ブラシ体４１は移動しているクランプ５の接触板２２から摩擦抵抗を受けている。この摩擦抵抗は多少なりとも変動しつつ、ブラシ体４１の幅方向両端を常時押している。ブラシ体４１と支軸４５との間に間隔ｄがあることによって、ブラシ体４１の両端部で押す力は概ね左右均等にバランスする。このため、ブラシ体４１の幅方向は接触治具２０の進行方向に対してほぼ直交した姿勢を保たれる。この結果、接触治具２０の接触板２２の上面を効率良く清掃できる。

図１に示すように、清掃ブラシ４０は、クランプ５の移動方向Ｍにおいて前後に２台（４０Ａ，４０Ｂ）が配置されている。この清掃ブラシ４０の配置位置は、図４に示すめっき装置Ａにおいて、出側ガイドローラ９と入側ガイドローラ６の間におけるクランプ５が基材フィルムＦを把持していない非把持区間とすることが最も好ましい。
その理由は、清掃ブラシ４０で接触治具２０を掃除して発生する清掃粉によって基材フィルムＦが汚れることがないからである。

上記非把持区間以外の場所であっても、清掃ブラシ４０の設置は可能である。たとえば、前処理槽１とめっき槽２との間、およびめっき槽２と後処理槽３との間に清掃ブラシ４０を設置することもできる。ただし、この場合は、基材フィルムＦに清掃粉が付着しないようにするカバーを設けたり、清掃粉を吸引して外部に排出する等の汚染防止装置を設けることが好ましい。
また、前処理槽１、めっき槽２および後処理槽３をクランプ５が移動する経路上に清掃ブラシ４０を設置することも可能ではあるが、各槽１，２，３への汚染防止をより徹底できる汚染防止装置を設けることが必要となる。

図２および図３に示すブラシ体４１は、ブラシ４４自体が可撓性に富むので、接触治具２０の接触板２２への接触圧力を容易に調整できる。つまり、接触圧力を大きくするのも小さくするのも、圧縮バネ４６のバネ設定を変えることで容易に実現でき、適切に摩耗粉堆積物を掻き取ることができる。

清掃ブラシ４０を２台設ける場合は、図１に示すように、走行方向前側の清掃ブラシ４０Ａの圧縮バネ４６は押圧付勢力が小さく、走行方向後側の清掃ブラシ４０Ｂの圧縮バネ４６は押圧付勢力が大きくなるように設定することができる。
圧縮バネ４６の押圧力が弱い１台目の清掃ブラシ４０Ａで摩耗粉の大部分を除去しておき、圧縮バネ４６の押圧力が強い２台目の清掃ブラシ４０Ｂで残りのこびり付いた摩耗粉を除去するようにすると、過大な摩耗抵抗を避けながら、摩耗粉を効果的に除去できる。また、１台目の清掃ブラシ４０Ａで除き切れなかった摩耗粉が２台目の清掃ブラシ４０Ｂで除けるので、クランプ５の接触治具２０の清掃が完全になる。

上記のように、清掃ブラシ４０は２台設けるのが好ましいが、１台でもよく、３台以上設けてもよい。本発明において、清掃ブラシ４０の設置台数の選択は清掃の必要度合に応じて決めてよい。

本実施形態では、接触治具２０の清掃が運転中に常時行われるので、めっき装置Ａの運転を停止してメンテナンスする必要がない。このため、めっき装置Ａの稼働率が向上する。また、本めっき装置Ａを用いると、クランプ５から基材フィルムＦへの給電が充分に行われるので、電気めっきが設計どおりに行われ、めっき品位の高いめっき製品が得られる。

（めっき方法）
つぎに、本発明に係るめっき方法を説明する。代表的には本発明のめっき方法は、上記しためっき装置Ａを用いて実施される。
上記めっき装置Ａにおいて、長尺帯状の基材フィルムＦを複数のクランプ５で吊持して、前処理槽１、めっき槽２、後処理槽３を順に移動させて、基材フィルムＦの表面にめっき膜を形成する。
そして、クランプ５は、移動経路の適所（好ましくは、クランプ５が基材フィルムＦを把持していない非把持区間）において、接触治具２０の接触面を清掃ブラシ４０で清掃する。

クランプ５の接触治具２０は、めっき装置Ａ内を移動する間に給電体３２との接触により摩耗粉が接触治具２０上に堆積しようとするが、清掃ブラシ４０で清掃されて摩耗粉が取り除かれる。このため、摩耗粉の堆積は生じない。この結果、クランプ５から基材フィルムＦへの給電が充分に行われるので、電気めっきが設計どおりに行われ、めっき品位の高いめっき製品が得られる。このように、接触治具２０の清掃が運転中に常時行われるので、めっき装置Ａの運転を停止してメンテナンスする必要がない。このため、めっき装置Ａの稼働率が向上する。

本発明のめっき方法において、基材フィルムＦの材質が樹脂フィルムであり、これに下地金属層を介して銅をめっき成膜すれば、製品フィルムとしての銅張積層板が得られる。

上記実施形態では、めっきされた製品フィルムとして銅張積層板を例示したが、本発明はこれに限られず、ニッケルめっきやクロムめっきなど種々のめっき膜成形フィルムの製造に適用できる。

Ａ めっき装置
１ 前処理槽
２ めっき槽
３ 後処理槽
４ エンドレスベルト
５ クランプ
６ 入側ガイドローラ
７ 第１中間ガイドローラ
８ 第２中間ガイドローラ
９ 出側ガイドローラ
２０ 接触治具
２２ 接触板
２５ 挟持部
３０ 給電機構
３２ 給電体
４０ 清掃ブラシ
４１ ブラシ体
４２ 支持板
４３ 本体ボックス
４５ 支軸
４６ 圧縮バネ

Claims (7)

1. 長尺帯状の基材フィルムを複数のクランプで吊持して、めっき槽を含むめっき装置内を移動させて、前記基材フィルムの表面にめっき層を形成するめっき装置において、
   前記クランプは、電流を供給する給電体と接触する接触治具と前記基材フィルムを挟持する挟持部を備えており、
   前記クランプを移動させる移動経路において、前記接触治具の接触面を清掃する清掃体を具備する清掃器具が設けられている
   ことを特徴とするめっき装置。
2. 前記清掃器具は、前記クランプの走行方向において前後に２台が配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載のめっき装置。
3. 前記清掃器具は、前記清掃体を前記接触治具に押圧付勢する圧縮バネを備えており、
   走行方向前側のクランプの圧縮バネは押圧付勢力が小さく、走行方向後側のクランプの圧縮バネは押圧付勢力が大きい
   ことを特徴とする請求項２記載のめっき装置。
4. 前記めっき装置における前記移動経路は、前記クランプが前記基材フィルムを把持して移動する把持区間と、前記クランプが前記基材フィルムを把持していない非把持区間とからなり、
   前記清掃器具は、前記非把持区間に配置されている
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載のめっき装置。
5. 前記清掃器具は、清掃体と、該清掃体を支持する支持板と、該支持板を支軸を介して支持する本体ボックスとからなり、
   前記清掃体を前記支持板に取付けた取付位置と前記支持板を前記本体ボックスに取付ける支軸とは、前記クランプの走行方向において間隔があけられている
   ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のめっき装置。
6. 前記清掃体が、針状素材を束ねたブラシ体である
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載のめっき装置。
7. 長尺帯状の基材フィルムを複数のクランプで吊持して、めっき槽を含むめっき装置内を移動させて、前記基材フィルムの表面にめっき層を形成するめっき方法であって、
   前記クランプは、その移動経路の適所において、接触治具の接触面が清掃器具で清掃される
   ことを特徴とするめっき方法。