WO2002079547A1 - Dispositif de fabrication electrolytique de feuilles metalliques - Google Patents

Dispositif de fabrication electrolytique de feuilles metalliques Download PDF

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WO2002079547A1
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metal foil
rotating cathode
electrolyte
electrolytic
plate
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PCT/JP2002/002650
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Inventor
Fumiaki Hosokoshi
Naomitsu Inoue
Satoru Fujita
Tatsuyoshi Sakada
Original Assignee
Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/04—Wires; Strips; Foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/12—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of copper

Definitions

  • the present invention relates to a metal foil electrolytic manufacturing apparatus, and more particularly to a manufacturing technique for achieving a uniform thickness of a metal foil in a foil width direction.
  • metal foils are used in a variety of applications and are manufactured in large quantities, such as electrolytic copper foils, which are materials for printed wiring boards.
  • electrolytic copper foils which are materials for printed wiring boards.
  • a method for producing such a metal foil a method utilizing an electrolytic reaction is known.
  • the metal foil electrolytic production apparatus 1 shown in FIG. 4 includes a drum-shaped rotating cathode 2 for electrodepositing a metal foil, an anode 3 arranged opposite to the rotating cathode 2 along the peripheral surface shape, and a rotating cathode 2. And a liquid supply means 5 having an electrolyte supply port 4 for supplying an electrolyte from below the rotating cathode 2 between the anode 3 and the anode 3. Metal is electrodeposited on the peripheral surface of the rotating cathode 2, and the electrodeposited metal foil 6 is continuously peeled off from the rotating cathode 2.
  • the metal foil obtained by such an electrolytic manufacturing apparatus has many characteristic requirements, such as strength, surface properties, and thickness uniformity, that can be used in various applications, and must be manufactured to satisfy these requirements.
  • characteristic requirements such as strength, surface properties, and thickness uniformity
  • the uniformity of the foil thickness as well as the strength properties and surface properties are very important as the quality of the metal foil.
  • the metal foil obtained by the metal foil electrolytic manufacturing apparatus is often manufactured by continuously stripping the metal deposited on the rotating cathode, thereby forming a long metal foil into a roll shape.
  • the thickness of the metal foil in the longitudinal direction can be relatively easily and uniformly controlled by controlling the rotating speed of the rotating cathode, but the width of the metal foil is On the other hand, it is not easy to control the thickness uniformly.
  • the anode facing the rotating cathode is divided in the width direction, and the supply of the electrolytic current is performed in the width direction.
  • Control measures have been proposed.
  • such an improved current supply method can control the thickness uniformity of the metal foil in the width direction to some extent, it is not sufficiently satisfactory.
  • the structure of the metal foil electrolysis manufacturing apparatus becomes complicated, which is not preferable in terms of apparatus design.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and when a metal foil is continuously produced by electrodeposition using a drum-shaped rotating cathode, the foil thickness in the width direction of the metal foil is reduced.
  • the purpose of the present invention is to provide a metal foil electrolytic manufacturing apparatus capable of precisely and uniformly controlling.
  • the present inventors have studied in detail a metal foil electrolytic production apparatus using a drum-shaped rotating cathode, and found that an electrode supplied between the rotating cathode and the anode is provided. Focusing on the fact that the liquid flow state of the lysing liquid greatly affects the uniformity of the thickness of the metal foil in the width direction, the present inventors have arrived at the present invention.
  • the present invention relates to a drum-shaped rotating cathode on which a metal foil is electrodeposited, an anode disposed to face along the peripheral surface shape of the rotating cathode, and an electrolytic solution between the rotating cathode and the anode from below the rotating cathode.
  • a liquid supply means having an electrolytic solution supply port for supplying an electrolytic solution, and while supplying the electrolytic solution from the liquid supply means, electro-deposits a metal on the periphery of the rotating cathode by electrolytic reaction, and continuously deposits the electrodeposited metal foil from the rotating cathode
  • the liquid supply means was provided with a plate-shaped damper extending in the width direction of the rotating cathode above the electrolyte supply port.
  • the electrolyte collides with the rotating cathode surface, so that a vortex state is easily generated, and the liquid flowing state rises along the rotating cathode peripheral shape. Very complicated liquid flow results.
  • new electrolyte is continuously supplied, so that metal ions to be subjected to electrodeposition are always supplied sufficiently. is there.
  • the flow of the electrolyte is complicated on the surface of the rotating cathode opposite to the electrolyte supply port, so that the supply amount of the electrolyte when viewed in the width direction is larger than that of other rotating cathode surfaces.
  • the present inventors have proposed a plate extending in the width direction of the rotating cathode above the electrolyte supply port. That is, an integral shape damper is provided.
  • an integral shape damper is provided.
  • a complicated liquid flow state generated near the rotating cathode surface at a position facing the electrolyte supply port As a result of solving the above, the inventors have found that the uniformity of the thickness in the width direction can be greatly improved, as estimated by the present inventors. It was also found that the installation of the plate-shaped damper body had the effect of reducing abnormal deposition on the metal foil surface.
  • the plate-shaped damper body of the metal foil electrolytic manufacturing apparatus has a liquid flowing state in which the electrolyte supplied from the electrolyte supply port toward the rotating cathode surface directly collides with the rotating cathode surface. It is only necessary to be able to resolve this, and there are no restrictions on the shape, arrangement, etc.
  • a plate-shaped damper provided across the width of the rotating cathode between the electrolytic supply port and the surface of the rotating cathode provides a flow direction of the electrolyte supplied from the electrolyte supply port toward the rotating cathode surface. Any shape and arrangement may be used as long as it can hinder the operation.
  • the plate-shaped damper body of the apparatus for manufacturing an electrolytic metal foil according to the present invention be provided with a diversion projection extending in the plate longitudinal direction at the plate width center.
  • a plate-shaped damper body is provided above the electrolyte supply port, the supplied electrolyte directly collides with the plate-shaped damper body, and a complicated liquid flow such as a vortex flow is easily formed at that part. Therefore, if a diverting projection is provided in the longitudinal direction of the plate at the center of the width of the plate-shaped damper body, the electrolyte that directly collides with the plate-shaped damper body is divided into two directions by the diverting projection. It will rise smoothly along the shape of the rotating cathode peripheral surface. By providing the diverting projections on the plate-shaped damper body, it is possible to more reliably improve the thickness uniformity of the metal foil in the width direction.
  • the electrolytic solution supply port is divided into a plurality in the width direction of the rotating cathode, and the flow rate of the electrolytic solution supplied from the divided electrolytic solution supply port can be adjusted. Is preferred. This makes it easier to more precisely control the uniformity of the thickness of the metal foil in the width direction.
  • the metal foil electrolysis production apparatus according to the present invention often uses a relatively large rotating cathode or anode in order to achieve high production efficiency. It is difficult to uniformly form the materials of the rotating cathode and anode constituting the device, and the larger the size, the more likely the electrodeposition of each device is biased. Therefore, the thickness variation in the width direction of the manufactured metal foil tends to be different for each device.
  • FIG. 1 is a partially enlarged perspective view of a metal foil electrolytic manufacturing apparatus.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of a metal foil electrolytic manufacturing apparatus in which a plate-shaped damper is arranged.
  • FIG. 3 is a partially enlarged perspective view of the plate-shaped damper.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of a metal foil electrolytic manufacturing apparatus.
  • FIG. 5 is a diagram showing a thickness distribution graph in the width direction when a plate-shaped damper body is arranged.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a thickness distribution graph in the width direction when the plate-shaped damper body is not arranged.
  • the metal foil electrolytic manufacturing apparatus has basically the same structure as a conventionally used apparatus, and FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view thereof.
  • the metal foil electrolytic manufacturing apparatus 1 includes a drum-shaped rotating cathode 2 on which metal foil is electrodeposited, and an anode 3 disposed to face the peripheral surface of the rotating cathode 2.
  • the rotating cathode 2 and the anode 3 are connected to a power supply device (not shown). And, about half of the volume of the rotating cathode 2 is immersed in the electrolytic solution.
  • the anode 3 is divided into two parts, and between the divided anodes 3, an electrolyte supply means 5 having an electrolyte supply port 4 for supplying an electrolyte from below the rotating cathode 2 is provided. .
  • the electrolytic solution is supplied from the electrolytic solution supply port 4 toward the rotating cathode 2, the electrolytic solution flows so as to rise along the peripheral surface of the rotating cathode 2 as shown by the broken line in FIG. It overflows to 7.
  • the metal foil 6 deposited on the peripheral surface of the rotating cathode 2 is peeled off from the rotating cathode 2 and wound up on a winding roll 9 via a guide roll 8.
  • FIG. 1 is an enlarged perspective view of a portion surrounded by A in FIG.
  • the electrolyte supply port 4 of the electrolyte supply means 5 is divided into a plurality of parts in the width direction of the rotating cathode 2.
  • each of the divided electrolysis night supply ports 4 ′, 4 ′ is provided with a flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the supplied electrolyte.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the metal foil electrolytic manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment, in which a plate-shaped damper body is arranged above the electrolyte supply port 4.
  • FIG. 3 is a partially enlarged perspective view of the plate-shaped damper body.
  • the plate-shaped damper body 10 has a length substantially equal to the width of the rotating cathode 2 and has a plate width slightly longer than the width of the electrolyte supply port 4. 11 are formed in the longitudinal direction of the plate.
  • a partition wall 12 is provided on the lower surface side of the plate-shaped damper body 10, that is, on the side facing the electrolyte supply port 4, in accordance with the divided electrolyte supply port 4 ′.
  • the partition wall 12 is erected on fixed plates 13 located on both sides of the electrolyte supply port 4. Therefore, a liquid outlet 14 is formed in the lower part of the plate-shaped damper integral 10 so as to correspond to the divided electrolyte supply ports 4 ′, 4 ′,.
  • the electrolyte supplied from the electrolyte supply port 4 is:
  • the plate-like damper body 10 collides with the damper body 10, and the flow direction is changed by the branching projection 11 into two directions, and the liquid flow state rises along the peripheral surface of the rotating cathode 2. Will be formed.
  • the results of measuring the thickness distribution in the copper foil width direction are described.
  • the measurement of the thickness distribution in the width direction was performed using a copper foil subjected to electrolytic treatment by supplying an electrolytic solution while the rotating cathode was stationary.
  • the sample that measured the thickness distribution in the width direction is the thickness
  • the electrolytic treatment was performed so that a copper foil equivalent to 70 / zm was formed, and after the electrolytic treatment was stopped, the copper foil that had been electrodeposited on the half circumference of the rotating cathode was peeled off.
  • a belt-shaped sample having a length of 15 O mm X a width of 135 O mm (rotating cathode width) was placed in the circumferential direction of the rotating cathode circumferential surface in a portion facing the electrolyte supply port. A total of four pieces were cut out, two at the front and two at the center (A to D :).
  • each of the cut strips was further subdivided into strips having a width of 10 mm and a length of 10 mm.
  • the strip sample was divided into 84 strips in the width direction.
  • the mass thickness (gZm 2 ) was calculated by measuring each mass of this strip, and this value was used as the thickness of the copper foil.
  • FIG. 5 shows a case where a plate-shaped damper body is arranged
  • FIG. 6 shows a case where a plate-shaped damper body is not arranged.
  • the space between the band-shaped sample B and the binding is a position corresponding to a portion facing the electrolyte solution supply port.
  • the maximum mass thickness value of the strip divided into 84 pieces from the strip sample was specified, and the difference between the mass thickness value and the maximum mass thickness value of each strip was calculated.
  • the thickness ratio (%) is calculated by dividing the thickness difference by the maximum mass thickness value, and the values are plotted.
  • the mass thickness in the width direction of each of the strip samples A to D becomes very uniform, and the standard deviation is 1.89 (A to D). Values calculated from all nights).
  • the thickness distribution survey in the width direction in the present embodiment was performed on a strip subdivided into a strip having a width of 100 mm and a length of 100 mm. In the case of dividing by the above, the fact that the standard deviation could be controlled as low as 1.89 could not be achieved with the conventional copper foil manufacturing equipment at all.
  • the comparison of the surface properties was as follows.
  • a copper foil with a thickness of 35 im was produced at a length of 1 Om, and abnormal copper deposits were obtained on the rough surface (matte surface; the surface corresponding to the surface where electrodeposition was completed) of the obtained copper foil.
  • the abnormal deposition refers to a portion of the metal foil to be manufactured, which is deposited in a state where the surface is abnormally protruded from the periphery on the surface where the electrodeposition is completed.
  • the surface texture was determined by randomly sampling a sample of 100 mm square and 100 mm square from the manufactured copper foil and observing the rough side of the sample with a stereoscopic microscope to confirm the presence or absence of abnormal precipitation. This was done by doing
  • the uniformity of the thickness of the metal foil in the width direction can be precisely controlled, It is also possible to suppress the occurrence of abnormal precipitation occurring on the foil surface.

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Description

技術分野
本発明は、 金属箔の電解製造装置に関し、 特に、 金属箔の箔幅方向における厚 みの均一ィ匕を図る製造技術に関する。
明
背景技術 田
近年、 金属箔は、 プリント配線板材料である電解銅箔を代表として、 様々な用 途に利用されて、大量に製造されている。 このような金属箔の製造方法としては、 電解反応を利用したものが知られている。
この電解反応を利用した金属箔の電解製造装置としては、 例えば、 図 4に示す ドラム状の回転陰極を用いて、 金属箔を連続的に製造するものが用いられる。 こ の図 4に示す金属箔電解製造装置 1は、 金属箔を電着させるドラム状の回転陰極 2と、 該回転陰極 2の周面形状に沿って対向配置した陽極 3と、 回転陰極 2と陽 極 3との間に回転陰極 2の下方側から電解液を供給する電解液供給口 4を有する 液供給手段 5とを備え、 この液供給手段 5から電解液を供給しながら電解反応に より回転陰極 2周面に金属を電着し、 電着した金属箔 6を回転陰極 2から連続的 に剥がし取るようにされたものである。
このような電解製造装置により得られる金属箔は、 各用途に対応できる強度、 表面性状、 厚み均一性等の多くの特性要求があり、 それらを満足したものを製造 しなければならない。 特に、 プリント配線板材料として用いられる銅箔では、 強 度特性や表面性状はもとより、 箔厚みの均一性が金属箔の品質として非常に重要 なものとされる。
この金属箔電解製造装置により得られる金属箔は、 回転陰極に電析した金属を 連続的に剥がし取ることで、 長尺の金属箔をロール状にして製造されることが多 い。 このような場合、 長手方向における金属箔の厚みは、 回転陰極の回転速度を コントロールすることにより比較的容易に均一制御できるものの、 金属箔の幅方 向おいて、 その厚みを均一に制御することは容易ではない。
従来より、 この金属箔電解製造装置により得られる金属箔の幅方向における厚 み均一性を向上するために、 回転陰極と対向する陽極を幅方向に分割し、 電解電 流の供給を幅方向で制御する対策が提案されている。 しかしながら、 このような電流供給方法の改善は、 金属箔の幅方向における厚 みの均一性をある程度は制御できるものの、 十分に満足できるものではない。 ま た、分割した陽極に異なる電解電流を供給できるようにするためには、 金属箔電 解製造装置構造が複雑になり、 装置設計的にも好ましくない。
更に、 昨今の金属箔に対する品質要求は、 各用途の技術進歩に伴い厳しくなつ てきており、 特に、 薄い箔厚みの金属箔を強く要望する傾向がある。 例えば、 プ リント配線板材料として用いられている電解銅箔で見ると、 従来 3 5 m、 1 8 mの箔厚みが主流であつたが、 最近では、 1 2 zm、 9 /mという極薄銅箔の 要求が高まつている。 このような極薄銅箔を上記金属箔電解製造装置で製造する 場合、 幅方向の厚み均一性が精密に維持されていないと、 回転陰極から金属箔を 剥がして巻き取りする際、箔にシヮを生じてしまい製品として使用が困難となる。 従来提案されている金属箔幅方向の厚みの均一性を図るための対応では、 このよ うな極薄の金属箔を製造するために必要な幅方向厚みの均一性を精密に制御する ことが難しい。 そのため、 極薄銅箔のような薄い厚みの金属箔を安定して巿場に 供給するには、 従来よりも更に精密に幅方向厚みを均一ィ匕できる金属箔電解製造 技術を確立することが必要不可欠なものといえる。 発明の開示
本発明は、 上記のような事情を背景になされたもので、 ドラム状の回転陰極を 用いて電析により金属箔を連続的に製造する場合において、 金属箔の幅方向にお ける箔厚みを精密に均一制御できる金属箔電解製造装置の提供を目的としている。 上記課題を解決するために、 本発明者等は、 ドラム状の回転陰極を用いる金属 箔電解製造装置を詳細に検討をしたところ、 回転陰極と陽極との間に供給する電 解液の液流動状態が、 金属箔の幅方向における厚みの均一性に大きく影響するこ とに着目し、 本発明を想到するに至った。
本発明は、 金属箔を電着させるドラム状の回転陰極と、 該回転陰極の周面形状 に沿つて対向配置した陽極と、 回転陰極と陽極との間に回転陰極の下方側から電 解液を供給する電解液供給口を有する液供給手段とを備え、 液供給手段から電解 液を供給しながら電解反応により回転陰極周面に金属を電着し、 電着した金属箔 を回転陰極から連続的に剥がし取るものである金属箔電解製造装置において、 液 供給手段は、 電解液供給口の上方に、 回転陰極幅方向にわたる板状ダンパー体を 備えたものとした。
金属箔を電着させるドラム状の回転陰極と該回転陰極の周面形状に沿って対向 配置'した陽極との間に、 回転陰極の下方側からに電解液を供給する場合、 図 4の 破線矢印で示すように、 供給される電解液は、 電解液供給口と対向する位置の回 転陰極表面に衝突し、 回転陰極の周面形状に沿って二方向に分かれて上昇する液 流動を形成する。
この電解液供給口と対向する位置の回転陰極表面近傍では、 電解液が回転陰極 表面に衝突するため、 渦流状態を生じやすく、 回転陰極周面形状に沿って上昇す る液流動状態と比べ、 非常に複雑な液流動となる。 また、 この電解液供給口と対 向する位置の回転陰極表面では、 新たな電解液が連続的に供給されるので、 電析 に供することになる金属イオンは常に十分に供給されている状態である。 このこ とを考慮すると、 電解液供給口と対向する位置の回転陰極表面では、 その液流動 は複雑なため、 他の回転陰極表面に比べ、 幅方向で見た場合の電解液の供給量は 不均一になり易いものと考えられる。 そして、 電解液が衝突する回転陰極表面で は、 電析に供する金属イオンが常時十分に供給されているため、 金属箔の幅方向 における厚みの不均一を引き起こす電析が生じているものと、 本発明者等は推測 したのである。
そこで、 本発明者等は、 この電解液供給口と対向する位置の回転陰極表面で生 じる複雑な液流動状態を解消すべく、 電解液供給口の上方に、 回転陰極幅方向に わたる板状ダンバ一体を設けるようにしたのである。 この板状ダンパー体を設け て、 電解液供給口と対向する位置の回転陰極表面付近で生じる複雑な液流動状態 を解消した結果、 本発明者等の推測通り、 幅方向における厚みの均一性が大きく 向上できることを見出したのである。 そして、 この板状ダンパー体を設置するこ とで、 金属箔表面に生じる異常析出も低減される効果が有ることも判明したので ある。
本発明に係る金属箔電解製造装置の板状ダンパー体は、 電解液供給口から回転 陰極表面に向けて供給される電解液が、 直接的に回転陰極表面に衝突するような 液流動状態となることを解消できればよく、 その形状、 配置等に制約はない。 要 するに、 電解供給口と回転陰極表面との間に、 回転陰極幅方向にわたって設けら れた板状ダンパー体が、 電解液供給口から回転陰極表面に向けて供給される電解 液の流動方向を妨げる状態となるものであれば、 どのような形状、 配置を行って も構わないものである。
そして、本発明に係る金属箔電解製造装置の板状ダンパー体には、板幅中心に、 板長手方向に延びる分流用突起部を設けることが望ましい。 電解液供給口の上方 に板状ダンパー体を設けると、供給される電解液は板状ダンパー体に直接衝突し、 その部分で渦流等の複雑な液流動を形成しやすい。 そこで、 この板状ダンパー体 の板幅中心に、 分流用の突起部を板長手方向に設けておけば、 板状ダンパー体に 直接衝突する電解液は分流用突起部により 2方向に分けられ、 回転陰極周面形状 に沿ってスムーズに上昇することになる。 この分流用突起部を板状ダンパー体へ 設けることにより、 金属箔の幅方向における厚み均一性をより確実に向上できる ものとなる。
また、 本発明に係る金属箔電解製造装置では、 電解液供給口が回転陰極幅方向 に複数に分割されており、 分割された電解液供給口から供給する電解液流量を調 整できるものであることが好ましい。 このようにすると、 金属箔の幅方向におけ る厚みの均一性をより精密に制御することが容易となる。 本発明に係る金属箔電 解製造装置は、 高い生産効率を実現するため、 比較的大型の回転陰極や陽極を使 用されることが多いが、 このような大型の金属箔電解製造装置では、 装置を構成 する回転陰極や陽極の材質を均一に形成することが難しく、 大型になるほど、 装 置毎の電析の偏りが生じやすい。 そのため、 製造される金属箔の幅方向における 厚みバラツキも、 装置毎に異なる傾向がある。 このような装置毎の電析の偏りが ある場合であっても、 各装置での箔幅方向の厚みバラツキに合わせて、 分 ^1され た電解液供給口から供給する電解液の流量を調節するようにすると、 本発明に係 る板状ダンパー体の効果と相乗して、 金属箔幅方向における厚みの均一性を精密 に制御することが容易に行えることになる。 図面の簡単な説明
図 1は、 金属箔電解製造装置の部分拡大斜視図である。 図 2は、 板状ダンパ一 体を配置した金属箔電解製造装置の部分拡大断面図である。 図 3は、 板状ダンパ 一体の部分拡大斜視図である。図 4は、金属箔電解製造装置の概略断面図である。 図 5は、 板状ダンパー体を配置した場合の幅方向厚み分布グラフを示した図であ る。 図 6·は、 板状ダンパー体を配置しない場合の幅方向厚み分布グラフを示した 図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態の金属箔電解製造装置は、 従来から使用されている装置と基本的に 同様な構造で、 その断面概略を図 4に示している。 金属箔電解製造装置 1は、 金 属箔を電着させるドラム状の回転陰極 2と、 回転陰極 2の周面形状に沿って対向 配置した陽極 3とを備えている。 この回転陰極 2と陽極 3とは、 図示せぬ給電装 置と接続されている。 そして、 回転陰極 2は、 容積のほぼ半分が電解液に浸漬す るようにされている。 陽極 3は、 二分割されており、 その分割された陽極 3の間 には、 回転陰極 2下方から電解液を供給するための電解液供給口 4を有する電解 液供給手段 5が設けられている。 この電解液供給口 4から回転陰極 2に向けて電 解液を供給すると、 図 4の破線で示すように、 電解液は回転陰極 2周面形状に沿 つて上昇するように流動し、 電解槽 7にオーバーフローするようになっている。 回転陰極 2周面に電析した金属箔 6は、 回転陰極 2から剥がされ、 ガイドロール 8を介して巻き取りロール 9に巻き取られる。
図 1には、 図 4の Aで囲まれた部分を拡大した斜視図を示している。 電解液供 給手段 5の電解液供給口 4は、 回転陰極 2の幅方向に複数分割されており、 この 分割された各電解 ί夜供給口 4 '、 4 ' · · · ·には、 図示を省略するが、 供給する 電解液の流量を調整する流量調整手段がそれぞれ備えられている。
図 2には、 本実施形態における金属箔電解製造装置 1に板状ダンパー体を電解 液供給口 4の上部に配置した断面拡大図を示している。 また、 図 3は、 その板状 ダンパー体を部分的に拡大して斜視図として示している。板状ダンパー体 1 0は、 回転陰極 2の幅と略等しい長さで、 電解液供給口 4の幅よりも若干長い板幅を有 したものであり、 その板幅中央に、 分流用突起部 1 1が板長手方向にわたって形 成されている。 また、 板状ダンパー体 1 0の下面側、 即ち、 電解液供給口 4に対 面する側には、 分割された電解液供給口 4 ' に合わせて仕切壁 1 2が設けられて いる。 そして、 この仕切壁 1 2は、 電解液供給口 4の両側に位置する固定板 1 3 に立設されている。 従って、 板状ダンパ一体 1 0の下部には、 分割された電解液 供給口 4 '、 4 ' · · ·に合わせて液流出口 1 4を形成するようになっている。 この図 2及び図 3で示す板状ダンパー体 1 0を電解液供給口 4の上部に配置す ると、 図 2の矢印で示すように、 電解液供給口 4から供給される電解液は、 板状 ダンパー体 1 0に衝突することになり、 また、 分流用突起部 1 1により、 その流 動方向を変更し二方向に分かれ、 回転陰極 2周面形状に沿って上昇する液流動状 態を形成することになる。
次ぎに、 本実施形態に係る金属箔電解製造装置により、 金属箔として銅箔を製 造し、 製造された銅箔の箔幅方向における厚み分布及び表面性状を調査した結果 について説明する。
金属箔として銅箔を製造する場合、 周面表面が T i製のドラム状回転陰極 （直 径 3 m、 幅 1 . 3 5 m) と、 D S Aと呼ばれる不溶性陽極とを用い、 回転陰極と 不溶性陽極との間隙が約 2 0 mmとなるように配置した銅箔電解製造装置を使用 した。 そして、 分流用突起部を設けた板状ダンパー体は T i材により形成し （仕 切板、 固定板も T i材にて形成)、 回転陰極と陽極との間の中間位置で、電解液供 給口の上方に配置した。 この板状ダンパー体の設置は、 陽極と固定板との間に絶 縁材を介在させて行い、板状ダンパー体に電解電流が流れないようにした。また、 電解液には硫酸銅溶液を用いた。
この銅箔電解製造装置において、 板状ダンパー体を配置した場合と配置してな い場合とで、 それぞれ電解処理をして銅箔を製造し、 銅箔幅方向における厚み分 布及び表面性状を比較調査した。
まず、 銅箔幅方向における厚み分布を測定した結果について述べる。 この幅方 向における厚み分布測定は、 回転陰極を静止した状態で電解液を供給して電解処 理した銅箔によって行った。 幅方向の厚み分布状態を測定したサンプルは、 厚さ
7 0 /z m相当の銅箔が形成されるように電解処理を行い、 電解処理停止後、 回転 陰極の半周面に電析した銅箔を剥がし取ったものを用いた。 この静止電解により 得られたサンプルから、 回転陰極周面の円周方向で、 長さ 1 5 O mmX幅 1 3 5 O mm (回転陰極幅） の帯状試料を、 電解液供給口と対向する部分を中心に、 前 後 2枚ずつ、 合計 4枚切り出した （A〜D：)。
そして、 この切り出した各帯状試料は、 さらに、 幅 1 O mmX長さ 1 0 O mm の短冊状に細分した。 この細分により帯状試料は、 幅方向に 8 4個の短冊に分割 された。 そして、 この短冊の各質量を測定することで、 質量厚み （gZm2) を 算出し、 この値を銅箔の厚みとした。
静止電解から切り出した 4つ帯状試料 （A〜D) について、 8 4分割した短冊 の各質量を測定し、 その幅方向位置に合わせてプロットしたものを図 5及び図 6 に示す。
図 5は板状ダンパー体を配置した場合であり、 図 6は板状ダンパー体を配位置 していない場合を示している。 この帯状試料 A〜Dにおいて、 帯状試料 Bとじと の間が電解液供給口に対向する部分に相当する位置である。 尚、 図 5及び図 6で は、 帯状試料から 8 4分割した短冊のうち最大質量厚み値を特定し、 各短冊の質 量厚み値と最大質量厚み値との差をそれぞれ計算し、 各質量厚み差を最大質量厚 み値で割ることより、 各厚み比率 （％) 値を算出して、 その値をプロットしてい る。
板状ダンパー体を配置していない場合、 A〜Dの帯状試料の全てで見ると、 最 大 1 4. 2 %の質量厚みの相違が生じており、 平均 6 . 5 %の質量厚みの相違が あった。 また、 図 6を見ると判るように、 板状ダンパー体を配置しないと、 A〜 Dの各帯状試料における幅方向の質量厚みにかなりのバラツキが生じており、 こ のときの標準偏差は 3 . 0 5 (A〜Dの全てのデータより算出した値）であった。 一方、 板状ダンパー体を配置した場合、 最大でも 1 0 . 8 %の質量厚みの相違 に低減しており、 平均 3 . 4 %の質量厚みの相違となっていた。 そして、 図 5を 見ると判るように、 板状ダンパー体を配置すると、 A〜Dの各帯状試料における 幅方向の質量厚みは非常に均一となり、 標準偏差も 1 . 8 9 (A〜Dの全てのデ 一夕より算出した値） となっていることが確認された。 尚、 本実施形態での幅方 向の厚み分布調査は、 幅 1 O mmX長さ 1 0 0 mmの短冊に細分化したものより 行っているが、 銅箔幅方向でこのような精密なレベルで分割した場合において、 標準偏差 1 . 8 9という低いバラツキに制御できたことは、 従来の銅箔製造装置 で全く成し得なかったことである。
続いて、 銅箔の表面性状調査を行った結果について述べる。 表面性状の比較調 查は、 厚さ 3 5 imの銅箔を長さ 1 O m製造して、 得られた銅箔の粗面 （マツト 面；電析終了面に相当する表面） における異常析出を観察することで行った。 こ の異常析出とは、 製造される金属箔表面の電析終了面側において、 周辺よりも異 常に突起した状態で析出している部分をいうものである。この表面性状の調查は、 製造した銅箔から 1 0 O mmX 1 0 0 mm角のサンプルをランダムに採取して、 そのサンプルの粗面側を実体顕微鏡で観察し、 異常析出の存在有無を確認するこ とによって行った。
その結果、 板状ダンパー体を設けていない場合の銅箔では、 殆どすベてのサン プルにおいて、 異常析出と見られるものが多く確認された。 一方、 板状ダンパー 体を設けた場合の銅箔では、 どのサンプルにおいても、 異常析出と見られるもの は非常に少なく、 板状ダンパー体が異常析出の低減に効果的であることが確認さ れた。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 ドラム状の回転陰極を用いて電析により金属箔を連続的に製 造する場合において、 金属箔の幅方向における厚みの均一性を精密に制御するこ とができ、 金属箔表面に生じる異常析出の発生を抑制することも可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 金属箔を電着させるドラム状の回転陰極と、 該回転陰極の周面形状に沿 つて対向配置した陽極と、 回転陰極と陽極との間に回転陰極の下方側から電解液 を供給する電解液供給口を有する液供給手段とを備え、
液供給手段から電解液を供給しながら電解反応により回転陰極周面に金属を電 着し、 電着した金属箔を回転陰極から連続的に剥がし取るものである金属箔電解 製造装置において、
液供給手段は、 電解液供給口の上方に、 回転陰極幅方向にわたる板状ダンパー 体を備えたことを特徴とする金属箔電解製造装置。
2 . 板状ダンパー体は、 板幅中心に、 板長手方向に延びる分流用突起部を設 けたものである請求の範囲 1に記載の金属箔電解製造装置。
3 . 電解液供給口は、 回転陰極幅方向に複数に分割されており、 分割された 電解液供給口から供給する電解液流量を調整できるものである請求の範囲 1又は 2に記載の金属箔電解製造装置。
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