WO2019116631A1 - 金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置 - Google Patents

金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置 Download PDF

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plating
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斉 土田
竜一 吉川
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富山住友電工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a porous metal body and a plating apparatus.
  • This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2017-240119 filed on Dec. 15, 2017, and uses all the contents described in the aforementioned Japanese application.
  • a sheet-like metal porous body having a skeleton of a three-dimensional network structure is used for various applications such as a filter requiring heat resistance, a battery electrode plate, a catalyst carrier, and a metal composite material.
  • a method of producing the metal porous body there is known a method of conducting a surface treatment of the skeleton of the resin porous body, conducting metal plating by electroplating, and obtaining the metal porous body by removing the resin porous body. (See, for example, Patent Document 1).
  • a metal plating layer is formed from one side or both sides of a sheet-like resin porous body in which the surface of the skeleton is made conductive.
  • the electroplating process is repeatedly performed in a plurality of plating tanks. An electric current is transmitted to the electrode roller by sliding contact between the rotation shaft of the electrode roller and the feeding brush (see, for example, Patent Document 2).
  • the surface of the skeleton of a sheet-like resin porous body having a skeleton of a three-dimensional network structure is subjected to a conductive treatment to obtain a conductive resin porous body having a conductive layer.
  • the plating apparatus includes an electroplating process on the surface of a skeleton of a conductive resin porous body in which a conductive layer is formed on the surface of the skeleton of a sheet-like resin porous body having a skeleton of a three-dimensional network structure.
  • Plating processing device for forming a metal plating layer which has a plating tank and a rotatable rotary shaft, and by rotating the rotary shaft, the conductive resin porous body is made to the plating tank.
  • a contact surface including a feeding electrode roller and a feeding brush made of a sintered body, the feeding brush being in sliding contact with the rotating shaft of the electrode roller via a lubricant containing no conductive metal powder.
  • Plating processing apparatus for forming a metal plating layer, which has a plating tank and a rotatable rotary shaft, and by rotating the rotary shaft, the conductive resin porous body is made to the plating tank.
  • a contact surface including a feeding electrode roller and a feeding
  • the quality of the metal porous body can be improved.
  • a method for producing a metal porous body according to an embodiment of the present invention comprises conducting a conductive treatment on the surface of the skeleton of a sheet-like resin porous body having a skeleton of a three-dimensional network structure.
  • the method for producing a metal porous body wherein, in the electroplating process, the sintered body is rotated relative to the rotating shaft of the rotating electrode roller.
  • the contact surface of the power supply brush is supplied in sliding contact via a lubricant free of conductive metal powder.
  • the contact surface of the feeding brush made of a sintered body is in sliding contact with the rotating shaft of the electrode roller through the lubricant, so that the feeding brush and the electrode roller Frictional resistance with the rotating shaft can be reduced.
  • the amount of plating in the electroplating process is reduced, it is possible to suppress the occurrence of squashing on the rotating shaft of the electrode roller.
  • the quality of a metal porous body can be improved.
  • the lubricant does not contain the conductive metal powder, it is possible to prevent the conductivity from being deteriorated due to the oxidation of the metal powder.
  • the contact between the contact surface and the rotary shaft of the electrode roller The reduction of the area can be prevented, and the stable contact area can be secured.
  • the heat generated by the power supply brush be dissipated to the outside by the heat dissipation member connected to the power supply brush.
  • the heat dissipation member can effectively suppress the temperature rise of the power feeding brush made of the sintered body, the sintered body can be inhibited from corrosion due to the temperature rise. .
  • the groove portion be formed to extend in a direction intersecting with the tangential direction of the rotation axis of the electrode roller. In this case, since the wear powder can be efficiently discharged and guided to the outside by the groove portion, the wear powder is accumulated in the form of aggregated clumps between the contact surface of the power supply brush and the rotating shaft of the electrode roller. Can be further suppressed.
  • the feeding brush is disposed on each of the rotating shafts provided at both axial ends of the electrode roller, and the contact surface of the feeding brush corresponding to each of the rotating shafts. Is preferably supplied in sliding contact via the lubricant.
  • the current density range can be adjusted to a proper current density range by the power supply brush disposed on each of the rotation shafts at both axial ends of the electrode roller.
  • the feeding brush be pressed and urged against the rotating shaft of the electrode roller by a biasing member.
  • the contact surface pressure between the contact surface of the power supply brush and the rotating shaft of the electrode roller can be increased by the biasing member.
  • the power supply brush is made of a sintered body, and this is a lubricant that does not contain conductive metal powder in combination with the formation of irregularities on the surface thereof. Even if the lubricant layer is partially thin (at the contact between the local convex portion of the feeding brush and the electrode roller) and the lubricant does not contain conductive metal powder, It can suppress blocking the flow.
  • the lubricant in the container can be applied to the entire outer periphery of the rotating shaft, so that the contact surface of the power supply brush can be coated with the lubricant through a simple configuration. It can be in sliding contact with the axis of rotation of the Further, since the container is disposed below the rotating shaft of the electrode roller, when the wear powder generated on the contact surface of the power supply brush falls due to its own weight or the like, the dropped wear powder is put into the container. Can. Thereby, the said abrasion powder can be easily collect
  • a plating treatment apparatus is a skeleton of a conductive resin porous body in which a conductive layer is formed on the surface of the skeleton of a sheet-like resin porous body having a skeleton of a three-dimensional network structure.
  • a plating treatment apparatus for forming a metal plating layer by performing electroplating on the surface of the plating which has a plating tank and a rotatable rotating shaft, and the conductive resin is rotated by rotating the rotating shaft.
  • the contact surface of the power supply brush made of a sintered body is in sliding contact with the rotating shaft of the electrode roller through the lubricant, and thus the rotating shaft of the power supply brush and the electrode roller Friction resistance can be reduced.
  • the amount of plating in the electroplating process is reduced, it is possible to suppress the occurrence of squashing on the rotating shaft of the electrode roller.
  • the quality of a metal porous body can be improved.
  • the lubricant does not contain the conductive metal powder, it is possible to prevent the conductivity from being deteriorated due to the oxidation of the metal powder.
  • the contact between the contact surface and the rotary shaft of the electrode roller The reduction of the area can be prevented, and the stable contact area can be secured.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a porous metal body.
  • the metal porous body 10 has a sheet-like appearance and has a skeleton 11 constituting a three-dimensional network structure. A large number of pores defined by this three-dimensional network structure are formed so as to be continuous from the surface of the metal porous body 10 to the inside.
  • the metal porous body 10 can be used as the positive electrode plate 21 of the battery 20. That is, as shown in FIG. 2, the battery 20 using the metal porous body 10 according to the present embodiment mainly includes the positive electrode plate 21, the separator 22, and the negative electrode plate 23 disposed inside the housing 24. Prepare. The positive electrode plate 21, the separator 22 and the negative electrode plate 23 are disposed inside the housing 24 in a stacked state. The laminate of the positive electrode plate 21, the separator 22 and the negative electrode plate 23 is held in a wound state.
  • the positive electrode plate 21 includes the metal porous body 10 according to the present embodiment and an active material (not shown) filled in the metal porous body 10.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a method of manufacturing the porous metal body 10 according to an embodiment of the present invention.
  • a sheet-like resin porous body having a three-dimensional network structure to be a base is prepared (step ST1).
  • FIG. 4A is an enlarged schematic view of the surface of the resin porous body 1 to be a base. A large number of pores defined by a three-dimensional network structure are formed in the resin porous body 1 so as to be continuous from the surface to the inside.
  • step ST2 the surface of the skeleton of the resin porous body 1 is subjected to a conductive treatment.
  • the conductive resin porous body 3 can be obtained by forming the conductive layer 2 of a thin conductor thinly on the surface of the skeleton of the resin porous body 1.
  • the surface of the skeleton of the conductive resin porous body 3 is electroplated (step ST3).
  • skeleton of the electroconductive resin porous body 3 can be obtained.
  • step ST4 the resin porous body 1 which is a substrate is removed from the plating resin porous body 5 (step ST4).
  • the resin porous body 1 is eliminated by incineration or the like, whereby the metal porous body 10 in which only the metal plating layer 4 remains can be obtained (see FIG. 4D). The details of each step will be described in order below.
  • a sheet-like resin porous body 1 having a skeleton of a three-dimensional network structure is prepared.
  • resin foam, a nonwoven fabric, a felt, a woven fabric etc. are mentioned as a raw material of the resin porous body 1, You may combine these as needed.
  • the material of the resin porous body 1 is not particularly limited, but it is preferable that the material can be removed by incineration treatment after the metal plating layer 4 is formed on the surface of the skeleton by electroplating.
  • the raw material of the resin porous body 1 becomes easy to be broken if the rigidity is high especially in a sheet-like thing in the handling, it is preferable that it is a flexible raw material.
  • a resin foam as a material of the resin porous body 1.
  • the resin foam may be any porous one, and any known or commercially available one may be used.
  • urethane foam, styrene foam and the like can be mentioned.
  • urethane foam is particularly preferable in view of high porosity.
  • the thickness, porosity, and average pore diameter of the resin foam are not particularly limited in the present invention, and can be appropriately set according to the application.
  • the thickness of the resin foam in this embodiment is, for example, 1.0 mm to 2.5 mm, preferably 1.0 mm to 1.6 mm, and more preferably 1.0 mm to 1.3 mm.
  • the average pore diameter of the resin foam in the present embodiment is, for example, 250 ⁇ m to 500 ⁇ m, preferably 300 ⁇ m to 450 ⁇ m, and more preferably 300 ⁇ m to 400 ⁇ m.
  • the surface of the skeleton of the resin porous body 1 is subjected to a conductive treatment in advance.
  • the method for conducting treatment is not particularly limited as long as the conductive layer 2 can be formed on the surface of the skeleton of the resin porous body 1.
  • the material constituting the conductive layer 2 include metals such as nickel, titanium and stainless steel, as well as amorphous carbon such as carbon black and carbon powder such as graphite. Among these, carbon powder is particularly preferable, and carbon black is more preferable.
  • the conductive layer 2 may be formed continuously on the surface of the skeleton of the resin porous body 1.
  • the weight per unit area of the conductive layer 2 is not particularly limited, and may generally be about 5 g / m 2 to 15 g / m 2 , preferably about 7 g / m 2 to 10 g / m 2 .
  • the conductive treatment for example, in the case of using nickel, electroless plating treatment, sputtering treatment and the like are preferable.
  • a material such as titanium, stainless steel or the like, carbon black, graphite or the like is used, the mixture obtained by adding a binder to the fine powder of these materials is applied to the surface of the skeleton of the porous resin body 1 Is preferred.
  • the resin porous body 1 may be immersed in a known electroless nickel plating bath such as a nickel sulfate aqueous solution containing sodium hypophosphorous sodium as a reducing agent. If necessary, before the immersion of the plating bath, the resin porous body 1 may be immersed in an activation liquid (cleaning liquid manufactured by Kanigen) or the like containing a trace amount of palladium ions.
  • a known electroless nickel plating bath such as a nickel sulfate aqueous solution containing sodium hypophosphorous sodium as a reducing agent.
  • an activation liquid cleaning liquid manufactured by Kanigen
  • a DC voltage is applied between the substrate holder and the target (nickel) while introducing an inert gas,
  • the ionized inert gas may be made to collide with nickel, and the blown nickel particles may be deposited on the surface of the skeleton of the resin porous body 1.
  • the electroplating process may be performed according to a conventional method.
  • known or commercially available plating baths can be used.
  • a watt bath, a chlorination bath, a sulfamic acid bath and the like can be mentioned.
  • Immerse the conductive resin porous body 3 in the plating bath by the above electroless plating process or sputtering process connect the conductive resin porous body 3 to the cathode, connect the counter electrode plate of the plating metal to the anode, and apply direct current or pulse intermittent current
  • the metal plating layer 4 can be further formed on the conductive layer 2 of the conductive resin porous body 3.
  • the metal plating layer 4 may be formed on the conductive layer 2 to such an extent that the conductive layer 2 is not exposed (see FIG. 4C).
  • FIG. 5 is a side sectional view showing an example of the plating treatment apparatus 30 for continuously performing the electroplating treatment on the sheet-like conductive resin porous body 3.
  • the plating treatment apparatus 30 of this embodiment is configured to feed the sheet-like conductive resin porous body 3 from the left side to the right side of FIG. 5, and the first plating tank 31 and the downstream side of the first plating tank 31 And a power supply device 50 (see FIG. 7).
  • the first plating tank 31 includes a plating bath 33, a cylindrical electrode 34 (cylindrical cathode), and an anode 35 (cylindrical anode) provided on the inner wall of the container.
  • a plating bath 33 a cylindrical electrode 34 (cylindrical cathode), and an anode 35 (cylindrical anode) provided on the inner wall of the container.
  • the metal plating layer 4 is formed on one surface side (the lower surface side in FIG. 5) of the conductive resin porous body 3 .
  • the second plating tank 32 is provided with a plurality of tanks 36 for forming the metal plating layer 4 on the other surface side (upper surface side in FIG. 5) of the conductive resin porous body 3.
  • the conductive resin porous body 3 is sequentially fed while being sandwiched by a plurality of feed rollers 37 and a plurality of electrode rollers 38 disposed adjacent to the respective baths 36, and passes through the plating bath 39 to perform metal plating. Is done.
  • an anode 40 is provided on the other surface side of the conductive resin porous body 3 via the plating bath 39, and the rotating shaft 38a of the anode 40 and the electrode roller 38 (feed cathode outside the tank) is provided.
  • the metal plating layer 4 is formed on the other surface side of the conductive resin porous body 3 by supplying power to the conductive resin porous body 3.
  • FIG. 6 is a plan view showing a power feeding structure to the rotation shaft 38a of the electrode roller 38.
  • the rotating shafts 38 a of the electrode roller 38 are provided at both axial ends of the electrode roller 38 which rotates while being in contact with the sheet-like conductive resin porous body 3.
  • the rotating shaft 38a of each electrode roller 38 is fed with a plurality of feeding brushes 51 slidingly in contact with the outer peripheral surface thereof.
  • the feeding brush 51 is made of, for example, a sintered body containing copper as a main component so that a large current can flow through the rotating shaft 38 a of the electrode roller 38.
  • the term "main component” refers to a component having the largest mass content, and may contain impurities within the range where the effects of the present embodiment can be achieved.
  • the rotating shaft 38a of the electrode roller 38 is made of a sintered body made of metal, and the rotating shaft 38a can be plated in order to prevent corrosion.
  • the feeding brush 51 may be made of, for example, a sintered body containing iron or the like other than copper as a main component.
  • Each feeding brush 51 is designed to wear against the rotation shaft 38 a of the electrode roller 38.
  • the dynamic friction coefficient of each power supply brush 51 is about 0.01 to 0.40, preferably 0.10 to 0.30. Below these ranges, the cost is disadvantageous, and beyond these ranges, the slidability is deteriorated and the problem of increased wear amount arises.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a power supply device 50 provided with a plurality of power supply brushes 51.
  • the feeding devices 50 are respectively provided at both axial ends of the electrode roller 38.
  • the feed device 50 of the present embodiment includes a plurality of (two in this case) feed brushes 51 and a plurality of biasing members 52 for pressing the respective feed brushes 51 against the outer peripheral surface of the rotation shaft 38 a of the electrode roller 38. And a housing 53.
  • the housing 53 is made of, for example, a conductive metal member.
  • the housing 53 of the present embodiment is formed in a rectangular shape in cross section so as to surround the rotation shaft 38 a of the electrode roller 38, and the biasing member 52 is provided on the upper and left two surfaces of the four inner side surfaces. Is attached.
  • the biasing member 52 is not particularly limited as long as it biases the feeding brush 51 against the outer peripheral surface of the rotating shaft 38 a of the electrode roller 38, but the biasing member 52 of this embodiment has, for example, an S-shaped cross section. It is comprised by the leaf
  • One end of each biasing member 52 is attached to the inner surface of the corresponding housing 53 by, for example, a fixing plate 56A and a bolt 57A, and the other end of each biasing member 52 is fixed by, for example, the power supply brush 51. It is connected by plate 56B and bolt 57B.
  • the biasing member 52 is preferably made of a metal member excellent in conductivity and heat dissipation.
  • the biasing member 52 of the present embodiment is made of a metal member which has conductivity and is excellent in heat dissipation and is tin-plated on copper.
  • the fixing plates 56A and 56B also have heat dissipation.
  • the biasing member 52 and the fixing plates 56A and 56B function as a heat dissipation member that dissipates the heat generated by the power supply brush 51 connected to the biasing member 52 to the outside.
  • the heat dissipation member connected to the feeding brush 51 may be configured by a member other than the biasing member 52 and the fixing plates 56A and 56B, or the biasing member 52 and the fixing plates 56A and 56B and the housing 53 It may be configured by
  • the surface facing the outer peripheral surface of the rotating shaft 38a of the electrode roller 38 is a contact surface 51a which is in sliding contact with the outer peripheral surface.
  • the contact surface 51 a is formed in an arc shape along the outer peripheral surface of the rotation shaft 38 a of the electrode roller 38.
  • a lubricant 58 containing no conductive metal powder is applied to the contact surface 51a.
  • does not contain conductive metal powder not only does not contain conductive metal powder at all, but also contains some conductive metal powder in a range where the effects of the present embodiment can be exhibited. Is also included.
  • liquid lubricant oil or grease is used as the lubricant 58.
  • liquid lubricant which is a lubricating oil is used as the lubricant 58.
  • paraffin is a kind of hydrocarbon compound (organic compound) and is an alkane having 20 or more carbon atoms (a chain saturated hydrocarbon having a general formula of C n H 2 n + 2 ). It is a general term, and it may be regarded as a synonym of aliphatic saturated hydrocarbon C n H 2n + 2 regardless of its carbon number.
  • paraffin is a mixture of hydrocarbons obtained from petroleum crude oil through processes such as distillation and refining, and is a colorless and transparent liquid. Liquid paraffin can be said to be a pure hydrocarbon because it is highly purified by removing impurities such as aromatic hydrocarbons and sulfur compounds contained in a lubricating oil fraction of petroleum as a raw material.
  • liquid paraffin is a mixture (weight-average molecular weight 483) of hydrocarbons (carbon number about 15 to 20), and it is preferable to use a primary equivalent reagent having a purity of about 95%.
  • the density of liquid paraffin is preferably 0.855 g / ml or more, and in the present embodiment, for example, 0.87 g / ml.
  • the viscosity of liquid paraffin is preferably the low viscosity to the medium viscosity lower limit from the viewpoint of easy handling when the low viscosity is 40 cSt to 75 cSt, the medium viscosity is 75 cSt to 300 cSt, and the high viscosity is 300 cSt and so on.
  • the viscosity of liquid paraffin is, for example, 75.8 cSt
  • the kinematic viscosity of liquid paraffin is, for example, 67.65 cSt (when 40 ° C. mm 2 / s).
  • the lubricant 58 is stored in a container 59 disposed below the rotation shaft 38 a of the electrode roller 38 on the lower surface in the housing 53.
  • An opening 59 a is formed on the upper side of the container 59.
  • a part of the outer periphery of the rotating shaft 38 a of the electrode roller 38 is immersed in the lubricant 58 in the container 59 from the opening 59 a.
  • the lubricant 58 in the container 59 is applied to the entire outer peripheral surface of the rotating shaft 38 a by rotating the electrode roller 38, so the contact surfaces 51 a of the respective power supply brushes 51 are interposed with the lubricant 58.
  • FIG. 8A is a side view showing the feeding brush 51.
  • FIG. 8B is the figure which looked at the electric power feeding brush 51 from the lower side of FIG. 8A.
  • a plurality of (here, three) slit-shaped grooves 55 are formed on the contact surface 51a of the power supply brush 51.
  • the grooves 55 are formed at equal intervals in the longitudinal direction (the left and right direction in FIGS. 8A and 8) in the contact surface 51a.
  • Each groove 55 extends in a direction in which the contact surface 51a of the power supply brush 51 intersects with the tangential direction T (see FIG. 8B) of the rotary shaft 38a of the electrode roller 38.
  • each groove 55 in the contact surface 51a is inclined at a predetermined angle (for example, 30 °) with respect to the short direction (vertical direction in FIGS. 8A and 8), the entire short direction It is formed extending linearly.
  • the current density (the ratio of the total cross-sectional area of the current to the feeding brush 51) when feeding from the feeding brush 51 to the rotating shaft 38a of the electrode roller 38 is about 5 A / cm 2 to 15 A / cm 2 , preferably 8 A / cm 2 to It is 13 A / cm 2 .
  • the entire power feeding device 50 becomes large, and the distance from the power feeding device 50 to the corresponding tank 36 becomes long, so that the voltage loss becomes large.
  • these ranges are exceeded, the temperature of the feeding brush 51 rises, and the heat resistance of the peripheral members of the feeding brush 51 needs to be secured, which is disadvantageous in cost.
  • the coating weight of the metal plating layer 4 is not particularly limited, but is usually about 150 g / m 2 to 400 g / m 2 , and as the total coating weight of the conductive layer 2 and the coating weight of the metal plating layer 4 Is preferably 200 g / m 2 or more and 350 g / m 2 or less. If the total amount is less than this range, the strength of the metal porous body may be reduced, and if the total amount exceeds this range, the carbon-made power supply brush has high heat buildup, and the amount of plating increases. It is because it will be disadvantageous in cost by doing.
  • the electroplating process is not limited to the electroplating process of the present embodiment.
  • a plating process using a pre-plating bath, or a plating process using a pre-plating bath and a pull-up main plating bath May be adopted.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a modification of the plating treatment apparatus 30. As shown in FIG.
  • the plating apparatus 30 of the present modification includes a preliminary plating tank 61 and a pull-up type main plating tank 62 disposed downstream of the preliminary plating tank 61.
  • the pre-plating tank 61 includes a plating bath 63, an anode 64 (cylindrical anode), a pressing roller 65, and an electrode roller 66 having a rotating shaft 66a (feeding cathode) at its end.
  • the conductive resin porous body 3 is sequentially fed while being held between the pressing roller 65 and the electrode roller 66, and passes through the inside of the plating bath 63, whereby one surface side of the conductive resin porous body 3 (FIG. Plating is preliminarily performed on the upper surface side).
  • the main plating tank 62 includes a plating bath 67, a first pressing roller 68, a first electrode roller 69 having a rotating shaft 69a (feed cathode) at an end, a pair of first anodes 70 (cylindrical anode), a first feed roller 71, a second feed roller 72, a pair of second anodes 73 (cylindrical anodes), a second pressing roller 74, and a second electrode roller 75 having a rotating shaft 75a (feed cathode) at its end.
  • the conductive resin porous body 3 is sequentially drawn between the pair of first anodes 70 in the plating bath 67 while being sandwiched by the first pressing roller 68 and the first electrode roller 69. Be At that time, plating is performed on both sides of the conductive resin porous body 3 by supplying power to the rotating shaft 69 a of the first electrode roller 69 and the pair of first anodes 70. Next, the conductive resin porous body 3 is sequentially fed between the pair of second anodes 73 by the first and second feed rollers 71 and 72 in the plating bath 67.
  • the conductive resin porous body 3 is pulled up sequentially from within the plating bath 67 in a state of being sandwiched by the second pressing roller 74 and the second electrode roller 75. At that time, plating is performed on both sides of the conductive resin porous body 3 by supplying power to the rotating shaft 75 a of the pair of second anodes 73 and the second electrode roller 75.
  • the rotating shaft 66a of the electrode roller 66 of the pre-plating tank 61 is supplied with power by a power supply brush (not shown) in sliding contact therewith.
  • the rotary shafts 69a and 75a of the first and second electrode rollers 69 and 75 of the main plating tank 62 are supplied with power by a power supply brush (not shown) sliding in contact with these.
  • the feeding brushes for feeding power to the rotating shafts 66a, 69a, 75a of the electrode rollers 66, 69, 75 are configured in the same manner as the above embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the resin porous body 1 is removed from the plated resin porous body 5 (see FIG. 4C) obtained by the electroplating process.
  • this removal treatment for example, after removing the resin porous body 1 from the plating resin porous body 5 in an oxidizing atmosphere such as about 600 ° C. or more and 800 ° C. or less, preferably 600 ° C. or more and 700 ° C. or less, a reducing atmosphere
  • the heating temperature is 750 ° C. or higher (preferably, a high temperature is desirable, but it is disadvantageous in cost and 1000 ° C. from the viewpoint of the furnace material of the reduction furnace).
  • hydrogen gas or a mixed gas of hydrogen and carbon dioxide or an inert gas may be used, or these may be used in combination as needed.
  • the contact surface 51a of the power supply brush 51 which consists of a sintered compact passes the lubricant 58 between the electrode rollers 38. Since the sliding contact is made with the rotary shaft 38a, the frictional resistance between the power supply brush 51 and the rotary shaft 38a of the electrode roller 38 can be reduced. As a result, even if the amount of plating in the electroplating process is reduced, it is possible to suppress the occurrence of looping in the rotating shaft 38a of the electrode roller 38. As a result, since it can suppress that a crack arises in the metal porous body 10 and strength falls, the quality of the metal porous body 10 can be improved.
  • the lubricant 58 does not contain the conductive metal powder, it is possible to prevent the deterioration of the conductivity due to the oxidation of the metal powder.
  • the contact surface 51a and the electrode roller 38 can be prevented.
  • the contact area with the rotary shaft 38a can be prevented from decreasing, and the stable contact area can be secured.
  • the heat generated by the feeding brush 51 can be dissipated to the outside by the biasing member 52 and the fixing plates 56A and 56B connected to the feeding brush 51.
  • the temperature rise of the feeding brush 51 made of a sintered body can be effectively suppressed, so that the sintered body can be suppressed from being corroded due to the temperature rise.
  • the wear powder generated on the contact surface 51 a of the power supply brush 51 can be discharged and guided to the outside by the groove 55 formed on the contact surface 51 a.
  • the wear powder generated on the contact surface 51 a of the power supply brush 51 can be discharged and guided to the outside by the groove 55 formed on the contact surface 51 a.
  • the reduction in the contact area of the roller 38 with the rotation shaft 38a can be suppressed, and the stable contact area can be secured.
  • the groove 55 is formed by extending the contact surface 51 a of the power supply brush 51 in a direction intersecting the tangential direction T of the rotation shaft 38 a of the electrode roller 38. It is possible to guide discharge to the outside. As a result, it is possible to further suppress the accumulation of the abraded powder in a clump formed between the contact surface 51a of the power supply brush 51 and the rotary shaft 38a of the electrode roller 38.
  • the feeding brushes 51 are disposed on each of the rotating shafts 38a provided at both axial ends of the electrode roller 38, and the contact surfaces 51a of the corresponding feeding brushes 51 with respect to each rotating shaft 38a are Power is supplied while being in sliding contact via the lubricant 58.
  • the power feeding brushes 51 respectively disposed on the rotating shafts 38 a at both axial ends of the electrode roller 38.
  • the feeding brush 51 is urged against the rotating shaft 38a of the electrode roller 38 by the biasing member 52, the contact surface between the contact surface 51a of the feeding brush 51 and the rotating shaft 38a of the electrode roller 38 The pressure can be increased.
  • the contact surface pressure can be increased by the biasing member 52, the power supply brush 51 is made of a sintered body, and a lubricant containing no conductive metal powder in combination with the formation of irregularities on the surface thereof. Even if 58, the lubricant 58 layer is partially thinned (at the contact portion between the local convex portion of the feeding brush 51 and the electrode roller 38), and the lubricant 58 does not contain conductive metal powder.
  • the contact surface 51a of the power supply brush 51 is lubricated by a simple configuration. It can be brought into sliding contact with the rotating shaft 38 a of the electrode roller 38 via the agent 58.
  • the container 59 is disposed below the rotation shaft 38a of the electrode roller 38, when the wear powder generated on the contact surface 51a of the power supply brush 51 falls by its own weight or the like, the dropped wear powder is used as an opening It can be put into the container 59 from 59a. Thereby, the said abrasion powder can be easily collect
  • the method for producing a porous metal body in the above embodiment has been described as applied to a method for producing a porous metal body used as an electrode of a battery, it is not necessarily limited to the electrode of a battery, and heat resistance is required.
  • the present invention may be applied to a method for producing a porous metal body used for a filter, a catalyst carrier, a metal composite material or the like. However, it is particularly effective to apply the method for producing a porous metal body in the above embodiment to the method for producing a porous metal body used as an electrode of a battery.

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Abstract

三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電化処理を施して、導電層を有する導電化樹脂多孔体を得る工程と、前記導電化樹脂多孔体の骨格の表面に電気めっき処理を施して、金属めっき層を有するめっき樹脂多孔体を得る工程と、前記めっき樹脂多孔体から少なくとも前記樹脂多孔体の除去処理を行って金属多孔体を得る工程と、を含む金属多孔体の製造方法であって、前記電気めっき処理では、回転する電極ローラの回転軸に対して、焼結体からなる給電ブラシの接触面を、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して滑り接触させながら給電する、金属多孔体の製造方法。

Description

金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置
　本発明は、金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置に関する。
　本出願は、２０１７年１２月１５日出願の日本出願第２０１７－２４０１１９号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　従来、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の金属多孔体は、耐熱性を必要とするフィルターや、電池用極板、触媒担持体、及び金属複合材など様々な用途に利用されている。前記金属多孔体の製造方法としては、樹脂多孔体の骨格の表面を導電化処理した後、電気めっき処理により金属めっきを施し、樹脂多孔体の除去処理によって金属多孔体を得る方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
　特許文献１に記載された金属多孔体の製造方法では、電気めっき処理を行う際、骨格の表面が導電化されたシート状の樹脂多孔体の片面側または両面側より金属めっき層を形成するために、送りローラと、めっき槽外の給電陰極を兼ねた電極ローラとにより樹脂多孔体を順次送りながら、複数のめっき槽で繰り返し電気めっき処理を施している。電極ローラには、電極ローラの回転軸と給電ブラシを滑り接触させることで電流が伝送される（例えば特許文献２参照）。
特開２０１５－１５３６４８号公報 実開平５－９７０８２号公報 実用新案登録３０７５４３８号公報 特開２００１－１５７４１３号公報 特開２０１１－２０５８１６号公報 特開２００１－３４６３６３号公報 特開平６－８４７７５号公報
　本開示の金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電化処理を施して、導電層を有する導電化樹脂多孔体を得る工程と、前記導電化樹脂多孔体の骨格の表面に電気めっき処理を施して、金属めっき層を有するめっき樹脂多孔体を得る工程と、前記めっき樹脂多孔体から少なくとも前記樹脂多孔体の除去処理を行って金属多孔体を得る工程と、を含む金属多孔体の製造方法であって、前記電気めっき処理では、回転する電極ローラの回転軸に対して、焼結体からなる給電ブラシの接触面を、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して滑り接触させながら給電する、金属多孔体の製造方法である。
　なお、「導電性の金属粉を含まない」とは、導電性の金属粉を全く含まない場合だけでなく、本開示の効果を奏する範囲で、導電性の金属粉が多少含まれている場合も含む意味である。
　本開示のめっき処理装置は、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電層が形成されてなる導電化樹脂多孔体の骨格の表面に、電気めっき処理を施して金属めっき層を形成するためのめっき処理装置であって、めっき槽と、回転可能な回転軸を有し、当該回転軸を回転させることで前記導電化樹脂多孔体を前記めっき槽に送る電極ローラと、焼結体からなる給電ブラシと、を備え、前記給電ブラシは、前記電極ローラの回転軸に対して、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して滑り接触する接触面を有する、めっき処理装置である。
金属多孔体を示す模式図である。 金属多孔体を正極板として用いた電池を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る金属多孔体の製造方法を示すフロー図である。 樹脂多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 導電化樹脂多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 めっき樹脂多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 金属多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。 めっき処理装置の一例を示す側断面図である。 電極ローラへの給電構造を示す平面図である。 給電装置を示す断面図である。 給電ブラシを示す側面図である。 給電ブラシを図８Ａの下側から見た図である。 めっき処理装置の変形例を示す模式図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　上記従来のようにシート状の樹脂多孔体に電気めっき処理を施す場合、樹脂多孔体の表面積が大きいので、電極ローラに大電流を流す必要がある。このため、一般的に、電極ローラに給電する給電ブラシには、銅または鉄を主成分とする焼結体が用いられている。
　しかし、焼結体を用いた給電ブラシの表面は多孔質になるので、給電ブラシと電極ローラの回転軸との摩擦抵抗が大きくなり、低速回転する電極ローラでしゃくり（回転不良）が発生し易くなる。このようなしゃくりが発生した場合、電気めっき処理で樹脂多孔体へのめっき量が少なければ、製作された金属多孔体のめっき厚が薄くなるので、金属多孔体の骨格にひびが生じることによって強度が低下し、金属多孔体の品質が低下するおそれがある。
　そこで、このような事情に鑑み、金属多孔体の品質を向上させることができる金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置を提供することを目的とする。
［本開示の効果］
　本開示によれば、金属多孔体の品質を向上させることができる。
［本発明の実施形態の説明］
　最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
　（１）本発明の実施形態に係る金属多孔体の製造方法は、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電化処理を施して、導電層を有する導電化樹脂多孔体を得る工程と、前記導電化樹脂多孔体の骨格の表面に電気めっき処理を施して、金属めっき層を有するめっき樹脂多孔体を得る工程と、前記めっき樹脂多孔体から少なくとも前記樹脂多孔体の除去処理を行って金属多孔体を得る工程と、を含む金属多孔体の製造方法であって、前記電気めっき処理では、回転する電極ローラの回転軸に対して、焼結体からなる給電ブラシの接触面を、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して滑り接触させながら給電する。
　前記金属多孔体の製造方法によれば、電気めっき処理において、焼結体からなる給電ブラシの接触面は、潤滑剤を介して電極ローラの回転軸に滑り接触するため、給電ブラシと電極ローラの回転軸との摩擦抵抗を小さくすることができる。これにより、電気めっき処理でのめっき量を少なくしても、電極ローラの回転軸におけるしゃくりの発生を抑制することができる。その結果、金属多孔体にひびが生じて強度が低下するのを抑制できるので、金属多孔体の品質を向上させることができる。
　また、一般的には、電気を流すことを目的とした部品間に流動体を塗布する場合、その流動体内に金属粉などの導電材を混合させ、流動体そのものに導電性を持たせる手法が取られる。しかし、この流動体に相当する潤滑剤に導電性の金属粉が含まれている場合、この潤滑剤を長期間使用すると、金属粉が酸化して導電性が著しく悪化するおそれがある。また、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に前記金属粉が凝集した塊となって蓄積することで、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下したりするおそれがある。
　これに対して、上記（１）では、前記潤滑剤に導電性の金属粉が含まれていないため、金属粉の酸化に起因して導電性が悪化するのを防止することができる。また、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に、金属粉が凝集した塊となって蓄積するのを防止することができるので、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下するのを防止することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
　（２）前記電気めっき処理において、前記給電ブラシで発生した熱を、当該給電ブラシに接続された放熱部材により外部に放熱するのが好ましい。
　この場合、放熱部材により、焼結体からなる給電ブラシの温度が上昇するのを効果的に抑制することができるので、焼結体が温度上昇に起因して腐食するのを抑制することができる。
　（３）前記電気めっき処理において、前記給電ブラシの前記接触面で発生した摩耗粉を、当該接触面に形成された溝部により外部に排出案内するのが好ましい。
　この場合、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に、前記摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのを抑制することができるので、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下するのを抑制することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
　（４）前記溝部は、前記電極ローラの回転軸の接線方向に対して交差する方向に延びて形成されているのが好ましい。
　この場合、溝部により前記摩耗粉を効率的に外部に排出案内することができるので、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に、前記摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのをさらに抑制することができる。
　（５）前記電気めっき処理において、前記電極ローラの軸方向両端部に設けられた前記回転軸それぞれに前記給電ブラシを配置し、前記各回転軸に対して、対応する前記給電ブラシの前記接触面を、前記潤滑剤を介して滑り接触させながら給電するのが好ましい。
　この場合、給電ブラシから電極ローラに給電するときに、電極ローラの軸方向両端部における回転軸それぞれに配置された給電ブラシにより、適正な電流密度範囲に調整することが可能となる。
　（６）前記電気めっき処理において、前記給電ブラシを、付勢部材により前記電極ローラの回転軸に押圧付勢するのが好ましい。
　この場合、付勢部材により、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との接触面圧を高めることができる。
　また、付勢部材により前記接触面圧を高めることができるため、給電ブラシが焼結体からなり、その表面に凹凸が形成されることと相まって、導電性の金属粉を含まない潤滑剤であっても、その潤滑剤の層が部分的に（給電ブラシの局所凸部と電極ローラとの接触部で）薄くなり、導電性の金属粉が含まれていない潤滑剤であっても、電流の流れを妨げるのを抑制することができる。したがって、上記（６）においては、給電ブラシに焼結体を用いることと、付勢部材により給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との接触面圧を高めることと、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を組み合わせることにより、より一層、著しい効果を発揮する。
　（７）前記電気めっき処理において、前記電極ローラを回転させるときに、前記電極ローラの回転軸の外周の一部を、当該回転軸の下方に配置された容器内に貯留している前記潤滑剤に浸漬させるのが好ましい。
　この場合、電極ローラを回転させることで、その回転軸の外周全体に容器内の潤滑剤を塗布することができるので、簡単な構成により、給電ブラシの接触面を、潤滑剤を介して電極ローラの回転軸に滑り接触させることができる。また、前記容器は電極ローラの回転軸の下方に配置されているので、給電ブラシの接触面で発生した摩耗粉が自重等により落下したときに、その落下した摩耗粉を前記容器内に入れることができる。これにより、メンテナンス作業時に前記摩耗粉を容易に回収することができる。
　（８）本発明の実施形態に係るめっき処理装置は、三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電層が形成されてなる導電化樹脂多孔体の骨格の表面に、電気めっき処理を施して金属めっき層を形成するためのめっき処理装置であって、めっき槽と、回転可能な回転軸を有し、当該回転軸を回転させることで前記導電化樹脂多孔体を前記めっき槽に送る電極ローラと、焼結体からなる給電ブラシと、を備え、前記給電ブラシは、前記電極ローラの回転軸に対して、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して滑り接触する接触面を有する。
　前記めっき処理装置によれば、電気めっき処理において、焼結体からなる給電ブラシの接触面は、潤滑剤を介して電極ローラの回転軸に滑り接触するため、給電ブラシと電極ローラの回転軸との摩擦抵抗を小さくすることができる。これにより、電気めっき処理でのめっき量を少なくしても、電極ローラの回転軸におけるしゃくりの発生を抑制することができる。その結果、電気めっき処理後に得られる金属多孔体にひびが生じて強度が低下するのを抑制できるので、金属多孔体の品質を向上させることができる。
　また、一般的には、電気を流すことを目的とした部品間に流動体を塗布する場合、その流動体内に金属粉などの導電材を混合させ、流動体そのものに導電性を持たせる手法が取られる。しかし、この流動体に相当する潤滑剤に導電性の金属粉が含まれている場合、この潤滑剤を長期間使用すると、金属粉が酸化して導電性が著しく悪化したり、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に前記金属粉が凝集した塊となって蓄積することで、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下したりするおそれがある。
　これに対して、上記（８）では、前記潤滑剤に導電性の金属粉が含まれていないため、金属粉の酸化に起因して導電性が悪化するのを防止することができる。また、給電ブラシの接触面と電極ローラの回転軸との間に、金属粉が凝集した塊となって蓄積するのを防止することができるので、前記接触面と電極ローラの回転軸との接触面積が低下するのを防止することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
［本発明の実施形態の詳細］
　以下、本発明の実施形態について添付図面に基づき詳細に説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　＜金属多孔体＞
　図１は、金属多孔体を示す模式図である。金属多孔体１０は、シート状の外観を有し、三次元網目構造を構成する骨格１１を有している。この三次元網目構造により規定される多数の気孔が、金属多孔体１０の表面から内部まで連なるように形成されている。
　金属多孔体１０は、例えば図２に示すように、電池２０の正極板２１として利用できる。すなわち、図２に示すように、本実施形態に係る金属多孔体１０を利用した電池２０は、筐体２４の内部に配置された正極板２１と、セパレータ２２と、負極板２３とを主に備える。これらの正極板２１、セパレータ２２および負極板２３は積層した状態で筐体２４の内部に配置される。正極板２１、セパレータ２２および負極板２３の積層体は、巻回された状態で保持されている。正極板２１は、本実施形態による金属多孔体１０と、当該金属多孔体１０に充填された活物質（図示省略）とを含む。
　＜金属多孔体の製造工程＞
　図３は、本発明の一実施形態に係る金属多孔体１０の製造方法を示すフロー図である。以下、図３を参照して金属多孔体１０の製造方法全体の流れを説明する。
　まず、基体となる三次元網目状構造を有するシート状の樹脂多孔体の準備を行う（ステップＳＴ１）。図４Ａは、基体となる樹脂多孔体１の表面を拡大視した拡大模式図である。樹脂多孔体１には、三次元網目構造により規定される多数の気孔が、表面から内部まで連なるように形成されている。
　次に、樹脂多孔体１の骨格の表面に導電化処理を施す（ステップＳＴ２）。この工程により、図４Ｂに示すように、樹脂多孔体１の骨格の表面に薄く導電体による導電層２を形成してなる導電化樹脂多孔体３を得ることができる。
  続いて、導電化樹脂多孔体３の骨格の表面に電気めっき処理を施す（ステップＳＴ３）。この工程により、図４Ｃに示すように、導電化樹脂多孔体３の骨格の表面に金属めっき層４を形成してなるめっき樹脂多孔体５を得ることができる。
　次に、めっき樹脂多孔体５から、基体である樹脂多孔体１の除去処理を行う（ステップＳＴ４）。この除去処理では、樹脂多孔体１を焼却等により消失させることにより、金属めっき層４のみが残った金属多孔体１０を得ることができる（図４Ｄ参照）。以下各工程の詳細について順を追って説明する。
　＜樹脂多孔体の準備＞
　三次元網目構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体１を準備する。樹脂多孔体１の素材としては樹脂発泡体、不織布、フェルト、織布などが挙げられるが、必要に応じてこれらを組み合わせてもよい。また、樹脂多孔体１の素材は、特に限定されるものではないが、電気めっき処理により骨格の表面に金属めっき層４を形成した後、焼却処理により除去できるものが好ましい。
　また、樹脂多孔体１の素材は、その取り扱い上、特にシート状のものにおいては剛性が高いと折れ易くなるので、柔軟性のある素材であることが好ましい。本実施形態では、樹脂多孔体１の素材として樹脂発泡体を用いることが好ましい。樹脂発泡体は、多孔性のものであればよく、公知又は市販のものを使用できる。例えば、発泡ウレタン、発泡スチレン等が挙げられる。これらの中でも、特に発泡ウレタンは、多孔度が大きいという観点で好ましい。樹脂発泡体の厚み、多孔度、平均孔径は、本発明において特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定することができる。
　本実施形態における樹脂発泡体の厚みは、例えば１．０ｍｍ～２．５ｍｍであり、好ましくは１．０ｍｍ～１．６ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～１．３ｍｍである。
　また、本実施形態における樹脂発泡体の平均孔径は、例えば２５０μｍ～５００μｍであり、好ましくは３００μｍ～４５０μｍ、より好ましくは３００μｍ～４００μｍである。
　＜導電化処理＞
　次に、電解めっき処理を施すために、樹脂多孔体１の骨格の表面を予め導電化処理する。導電化処理の方法は、樹脂多孔体１の骨格の表面に導電層２を形成することができるものであれば特に限定されない。導電層２を構成する材料としては、例えば、ニッケル、チタン、ステンレススチール等の金属の他、カーボンブラック等の非晶質炭素、黒鉛等のカーボン粉末が挙げられる。これらの中でも特にカーボン粉末が好ましく、カーボンブラックがより好ましい。導電層２は、樹脂多孔体１の骨格の表面に連続的に形成されていればよい。導電層２の目付量は、特に限定されるものではなく、通常５ｇ／ｍ２～１５ｇ／ｍ２程度、好ましくは７ｇ／ｍ２～１０ｇ／ｍ２程度とすればよい。
　導電化処理の具体例としては、例えば、ニッケルを用いる場合は、無電解めっき処理、スパッタリング処理等が好ましい。また、チタン、ステンレススチール等の金属、カーボンブラック、黒鉛などの材料を用いる場合は、これら材料の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、樹脂多孔体１の骨格の表面に塗着する処理が好ましい。
　ニッケルを用いた無電解めっき処理としては、例えば、還元剤として次亜リン骸ナトリウムを含有した硫酸ニッケル水溶液等の公知の無電解ニッケルめっき浴に樹脂多孔体１を浸漬すればよい。必要に応じて、めっき浴の浸漬前に、樹脂多孔体１を微量のパラジウムイオンを含む活性化液（カニゼン社製の洗浄液）等に浸漬してもよい。
　ニッケルを用いたスパッタリング処理としては、例えば、基板ホルダに樹脂多孔体１を取り付けた後、不活性ガスを導入しながら、基板ホルダとターゲット（ニッケル）との間に直流電圧を印加することにより、イオン化した不活性ガスをニッケルに衝突させて、吹き飛ばしたニッケル粒子を樹脂多孔体１の骨格の表面に堆積させればよい。
　＜電気めっき処理＞
　上記の無電解めっき処理及びスパッタリング処理の少なくとも一方の処理により金属めっき層の厚みを増していけば、電気めっき処理の必要性はないが、生産性及びコストの観点から、上記したように、まず樹脂多孔体１を導電化処理し、次いで導電化樹脂多孔体３に電気めっき処理により金属めっき層４を形成する方法を採用することが好ましい。
　電気めっき処理は、常法に従って行えばよい。例えばニッケルめっきの場合には、めっき浴としては、公知又は市販のものを使用することができる。例えば、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等が挙げられる。上記の無電解めっき処理やスパッタリング処理により導電化樹脂多孔体３をめっき浴に浸し、導電化樹脂多孔体３を陰極に、めっき金属の対極板を陽極に接続して、直流或いはパルス断続電流を通電させることにより、導電化樹脂多孔体３の導電層２上に、さらに金属めっき層４を形成することができる。金属めっき層４は、導電層２が露出しない程度に当該導電層２上に形成されていればよい（図４Ｃ参照）。
　図５は、シート状の導電化樹脂多孔体３に対して電気めっき処理を連続的に行うめっき処理装置３０の一例を示す側断面図である。本実施形態のめっき処理装置３０は、シート状の導電化樹脂多孔体３を図５の左側から右側に送る構成となっており、第１めっき槽３１と、この第１めっき槽３１の下流側に配置された第２めっき槽３２と、給電装置５０（図７参照）とを備えている。
　第１めっき槽３１は、めっき浴３３と、円筒状電極３４（円筒状陰極）と容器内壁に設けられた陽極３５（円筒状陽極）とを備えている。導電化樹脂多孔体３が円筒状電極３４に沿ってめっき浴３３の中を通過することにより、導電化樹脂多孔体３の一面側（図５の下面側）に金属めっき層４が形成される。
　第２めっき槽３２は、導電化樹脂多孔体３の他面側（図５の上面側）に金属めっき層４を形成するための複数の槽３６を備えている。導電化樹脂多孔体３は、各槽３６に隣接して配置された複数の送りローラ３７、及び複数の電極ローラ３８により挟まれた状態で順次送られ、めっき浴３９を通過することで金属めっきが行われる。複数の槽３６内には、導電化樹脂多孔体３の前記他面側にめっき浴３９を介して陽極４０が設けられおり、この陽極４０及び電極ローラ３８（槽外給電陰極）の回転軸３８ａに給電することで、導電化樹脂多孔体３の前記他面側に金属めっき層４が形成される。
　図６は、電極ローラ３８の回転軸３８ａへの給電構造を示す平面図である。電極ローラ３８の回転軸３８ａは、シート状の導電化樹脂多孔体３に接触しながら回転する電極ローラ３８の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。各電極ローラ３８の回転軸３８ａは、その外周面に滑り接触する複数の給電ブラシ５１によって給電される。給電ブラシ５１は、電極ローラ３８の回転軸３８ａに大電流を流すことができるように、例えば銅を主成分とする焼結体からなる。ここで、「主成分」とは、質量含有量が最も多い成分をいい、本実施形態の効果を奏する範囲で、不純物が含まれていてもよい。
　電極ローラ３８の回転軸３８ａは、金属製の焼結体からなり、当該回転軸３８ａには腐食防止の観点でめっきを施すことができる。なお、給電ブラシ５１は、例えば鉄等、銅以外を主成分とする焼結体からなるものであってもよい。
　各給電ブラシ５１は、電極ローラ３８の回転軸３８ａに対して摩耗するように設計されている。各給電ブラシ５１の動摩擦係数は、０．０１～０．４０程度、好ましくは０．１０～０．３０である。これらの範囲を下回ると、コスト的に不利となり、これらの範囲を上回ると、摺動性が悪くなり、摩耗量が大きくなるという問題が生じるからである。
　図７は、複数の給電ブラシ５１を備えた給電装置５０を示す断面図である。給電装置５０は、電極ローラ３８の軸方向両端部にそれぞれ設けられている。本実施形態の給電装置５０は、複数（ここでは２個）の給電ブラシ５１と、各給電ブラシ５１を電極ローラ３８の回転軸３８ａの外周面に押圧付勢する複数の付勢部材５２と、筐体５３とを備えている。
　筐体５３は、例えば導電性を有する金属部材によって構成されている。本実施形態の筐体５３は、電極ローラ３８の回転軸３８ａを囲むように断面矩形状に形成されており、４つの内側面のうち、上側及び左側の２面には、前記付勢部材５２が取り付けられている。
　付勢部材５２は、給電ブラシ５１を電極ローラ３８の回転軸３８ａの外周面に押圧付勢するものであれば、特に限定されないが、本実施形態の付勢部材５２は、例えば断面Ｓ字形状に折り曲げられた板バネによって構成されている。各付勢部材５２の一端部は、対応する筐体５３の内面に、例えば固定板５６Ａ及びボルト５７Ａにより取り付けられており、各付勢部材５２の他端部には、給電ブラシ５１が例えば固定板５６Ｂ及びボルト５７Ｂにより接続されている。これにより、２個の給電ブラシ５１の接触面５１ａ（後述）は、対応する付勢部材５２の付勢力によって、図７の上側及び左側から、電極ローラ３８の回転軸３８ａの外周面に押し付けられている。
　付勢部材５２は、導電性及び放熱性にも優れた金属部材によって構成されているのが好ましい。本実施形態の付勢部材５２は、導電性を有し、且つ放熱性に優れた銅に錫めっきした金属部材によって構成されている。また、本実施形態では、固定板５６Ａ，５６Ｂも放熱性を有している。これにより、付勢部材５２及び固定板５６Ａ，５６Ｂは、当該付勢部材５２に接続されている給電ブラシ５１で発生した熱を外部に放熱する放熱部材として機能する。なお、給電ブラシ５１に接続される放熱部材は、付勢部材５２及び固定板５６Ａ，５６Ｂ以外の部材で構成されていてもよいし、付勢部材５２及び固定板５６Ａ，５６Ｂと筐体５３とにより構成されていてもよい。
　各給電ブラシ５１において、電極ローラ３８の回転軸３８ａの外周面に対向する面は、当該外周面に滑り接触する接触面５１ａとされている。接触面５１ａは、電極ローラ３８の回転軸３８ａの外周面に沿って円弧状に形成されている。また、接触面５１ａには、導電性の金属粉を含まない潤滑剤５８が塗布されている。ここで、「導電性の金属粉を含まない」とは、導電性の金属粉を全く含まない場合だけでなく、本実施形態の効果を奏する範囲で、導電性の金属粉が多少含まれている場合も含む意味である。
　潤滑剤５８としては、液体の潤滑油、又はグリースが用いられる。本実施形態では、潤滑剤５８として、潤滑油である流動パラフィンが用いられる。ここで、パラフィン（paraffin）とは、炭化水素化合物（有機化合物）の一種であって、炭素原子の数が２０以上のアルカン（一般式がＣｎＨ２ｎ+２の鎖式飽和炭化水素）の総称であり、その炭素数に関わらず、脂肪族飽和炭化水素ＣｎＨ２ｎ+２同義語とされる場合もある。また、パラフィンは、石油原油から蒸留や精製などの工程を経て得られる炭化水素類の混合物であり、無色透明の液体である。流動パラフィンは、原料となる石油の潤滑油留分に含まれている芳香族炭化水素や硫黄化合物などの不純物を除去し、高度に精製しているため、純粋な炭化水素といえる。
　本発明において、流動パラフィンは、炭化水素（炭素数が１５～２０程度）の混合物（重量平均分子量４８３）であって、純度が９５％前後の一級相当試薬を用いるのが好ましい。また、流動パラフィンの密度は、好ましくは０．８５５ｇ／ｍｌ以上であり、本実施形態では、例えば０．８７ｇ／ｍｌである。
　流動パラフィンの粘度は、低粘度を４０ｃＳｔ～７５ｃＳｔ、中粘度を７５ｃＳｔ～３００ｃＳｔ、及び高粘度を３００ｃＳｔ～とした場合、取り扱い易さという観点で、好ましくは低粘度～中粘度下限である。本実施形態では、流動パラフィンの粘度は、例えば７５．８ｃＳｔであり、流動パラフィンの動粘度は、例えば６７．６５ｃＳｔ（４０℃ｍｍ２／ｓのとき）である。
　潤滑剤５８は、筐体５３内の下面において、電極ローラ３８の回転軸３８ａの下方に配置された容器５９内に貯留されている。容器５９の上側には、開口部５９ａが形成されている。そして、電極ローラ３８の回転軸３８ａの外周の一部は、開口部５９ａから容器５９内の潤滑剤５８に浸漬されている。これにより、電極ローラ３８を回転させることで、回転軸３８ａの外周面全体に容器５９内の潤滑剤５８が塗布されるので、各給電ブラシ５１は、その接触面５１ａが潤滑剤５８を介して回転軸３８ａの外周面に滑り接触することで、回転軸３８ａに給電することができる。また、各給電ブラシ５１の接触面５１ａで発生した摩耗粉が自重等により落下したときに、その落下した摩耗粉を開口部５９ａから容器５９内に入れることができる。
　図８Ａは、給電ブラシ５１を示す側面図である。また、図８Ｂは、給電ブラシ５１を図８Ａの下側から見た図である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、給電ブラシ５１の接触面５１ａには、複数（ここでは３個）のスリット形状の溝部５５が形成されている。これらの溝部５５は、接触面５１ａにおいて、その長手方向（図８Ａ及び図８の左右方向）に等間隔をあけて形成されている。
　また、各溝部５５は、給電ブラシ５１の接触面５１ａが電極ローラ３８の回転軸３８ａの接線方向Ｔ（図８Ｂ参照）に対して交差する方向に延びて形成されている。本実施形態では、各溝部５５は、接触面５１ａにおいて、その短手方向（図８Ａ及び図８の上下方向）に対して所定角度（例えば３０°）傾斜した状態で、当該短手方向の全体にわたって直線状に延びて形成されている。これにより、給電ブラシ５１の接触面５１ａにおいて電極ローラ３８の回転軸３８ａとの滑り接触により発生した摩耗粉を、複数の溝部５５によって外部に効率的に排出案内することができる。
　給電ブラシ５１から電極ローラ３８の回転軸３８ａに給電するときの電流密度（電流と給電ブラシ５１の総断面積比）は、５Ａ／ｃｍ２～１５Ａ／ｃｍ２程度、好ましくは８Ａ／ｃｍ２～１３Ａ／ｃｍ２である。これらの範囲を下回ると、給電装置５０全体が大きくなり、給電装置５０から対応する槽３６までの距離が長くなるため、電圧ロスが大きくなる。一方、これらの範囲を超えると、給電ブラシ５１の温度が上昇するため、給電ブラシ５１の周辺部材の耐熱性を確保する必要があるため、コスト的に不利となる。
　金属めっき層４の目付量は、特に限定されるものではないが、通常１５０ｇ／ｍ２～４００ｇ／ｍ２程度であり、導電層２の目付量及び金属めっき層４の目付量の合計量としては、好ましくは２００ｇ／ｍ２以上３５０ｇ／ｍ２以下である。前記合計量がこの範囲を下回ると、金属多孔体の強度が低下するおそれがあり、前記合計量がこの範囲を上回ると、カーボン製の給電ブラシでは発熱性が高くなることや、めっき量が増加することでコスト的に不利となるからである。
　電気めっき処理は、本実施形態の電気めっき処理に限定されるものではなく、例えば、予備めっき槽を用いためっき処理方式や、予備めっき槽と引き上げ式の本めっき槽とを用いためっき処理方式を採用してもよい。
　図９は、めっき処理装置３０の変形例を示す模式図である。本変形例のめっき処理装置３０は、予備めっき槽６１と、この予備めっき槽６１の下流側に配置された引き上げ式の本めっき槽６２とを備えている。
　予備めっき槽６１は、めっき浴６３、陽極６４（円筒状陽極）、押えローラ６５、及び回転軸６６ａ（給電陰極）を端部に有する電極ローラ６６を備えている。導電化樹脂多孔体３は、押えローラ６５と電極ローラ６６とにより挟まれた状態で順次送られ、めっき浴６３の中を通過することにより、導電化樹脂多孔体３の一面側（図９の上面側）に予備的にめっきが行われる。
　本めっき槽６２は、めっき浴６７、第１押えローラ６８、回転軸６９ａ（給電陰極）を端部に有する第１電極ローラ６９、一対の第１陽極７０（円筒状陽極）、第１送りローラ７１、第２送りローラ７２、一対の第２陽極７３（円筒状陽極）、第２押えローラ７４、及び回転軸７５ａ（給電陰極）を端部に有する第２電極ローラ７５を備えている。
　本めっき槽６２において、導電化樹脂多孔体３は、第１押えローラ６８と第１電極ローラ６９とにより挟まれた状態で、めっき浴６７内の一対の第１陽極７０同士の間に順次引き込まれる。その際、第１電極ローラ６９の回転軸６９ａ及び一対の第１陽極７０に給電することで、導電化樹脂多孔体３の両面側にめっきが行われる。
　次いで、導電化樹脂多孔体３は、めっき浴６７内において第１及び第２送りローラ７１，７２により、一対の第２陽極７３同士の間に順次送られる。そして、導電化樹脂多孔体３は、第２押えローラ７４と第２電極ローラ７５とにより挟まれた状態で、めっき浴６７内から順次引き上げられる。その際、一対の第２陽極７３及び第２電極ローラ７５の回転軸７５ａに給電することで、導電化樹脂多孔体３の両面側にめっきが行われる。
　予備めっき槽６１の電極ローラ６６の回転軸６６ａは、これに滑り接触する給電ブラシ（図示省略）によって給電される。同様に、本めっき槽６２の第１及び第２電極ローラ６９，７５の回転軸６９ａ，７５ａは、これらに滑り接触する給電ブラシ（図示省略）によって給電される。
　各電極ローラ６６，６９，７５の回転軸６６ａ，６９ａ，７５ａに給電する給電ブラシは、上記実施形態と同様に構成されているため、説明を省略する。
　＜樹脂多孔体の除去処理＞
　電気めっき処理により得られためっき樹脂多孔体５（図４Ｃ参照）から樹脂多孔体１の除去処理を行う。この除去処理では、例えば、６００℃程度以上８００℃以下、好ましくは６００℃以上７００℃以下の大気等の酸化性雰囲気で、めっき樹脂多孔体５から樹脂多孔体１を除去した後、還元性雰囲気中７５０℃以上（好ましくは高い温度が望ましいが、コスト的に不利となることや還元炉の炉体材質の面から１０００℃）で加熱する。還元性ガスとしては、水素ガス、又は水素と二酸化炭素や不活性ガスとの混合ガスを用いたり、必要に応じてこれらを組み合わせて用いたりすることもできる。特に、水素ガスを還元性ガスに必ず加えるようにすれば、酸化還元性の効率が良くなる点で好ましい。
　以上、本実施形態における金属多孔体の製造方法、及びめっき処理装置５０によれば、電気めっき処理において、焼結体からなる給電ブラシ５１の接触面５１ａは、潤滑剤５８を介して電極ローラ３８の回転軸３８ａに滑り接触するため、給電ブラシ５１と電極ローラ３８の回転軸３８ａとの摩擦抵抗を小さくすることができる。これにより、電気めっき処理でのめっき量を少なくしても、電極ローラ３８の回転軸３８ａにおけるしゃくりの発生を抑制することができる。その結果、金属多孔体１０にひびが生じて強度が低下するのを抑制できるので、金属多孔体１０の品質を向上させることができる。
　また、一般的には、電気を流すことを目的とした部品間に流動体を塗布する場合、その流動体内に金属粉などの導電材を混合させ、流動体そのものに導電性を持たせる手法が取られる。しかし、この流動体に相当する潤滑剤に導電性の金属粉が含まれている場合、この潤滑剤を長期間使用すると、金属粉が酸化して導電性が著しく悪化したり、給電ブラシ５１の接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの間に前記金属粉が凝集した塊となって蓄積することで、前記接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの接触面積が低下したりするおそれがある。
　これに対して、本実施形態では、潤滑剤５８に、導電性の金属粉が含まれていないため、金属粉の酸化に起因して導電性が悪化するのを防止することができる。また、給電ブラシ５１の接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの間に、金属粉が凝集した塊となって蓄積するのを防止することができるので、前記接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの接触面積が低下するのを防止することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
　また、電気めっき処理において、給電ブラシ５１で発生した熱を、当該給電ブラシ５１に接続された付勢部材５２及び固定板５６Ａ，５６Ｂにより外部に放熱することができる。これにより、焼結体からなる給電ブラシ５１の温度が上昇するのを効果的に抑制することができるので、焼結体が温度上昇に起因して腐食するのを抑制することができる。
　また、電気めっき処理において、給電ブラシ５１の接触面５１ａで発生した摩耗粉を、当該接触面５１ａに形成された溝部５５により外部に排出案内することができる。これにより、給電ブラシ５１の接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの間に、前記摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのを抑制することができるので、前記接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの接触面積が低下するのを抑制することができ、安定した前記接触面積を確保することができる。
　また、溝部５５は、給電ブラシ５１の接触面５１ａが電極ローラ３８の回転軸３８ａの接線方向Ｔに対して交差する方向に延びて形成されているので、溝部５５により前記摩耗粉を効率的に外部に排出案内することができる。これにより、給電ブラシ５１の接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの間に、前記摩耗粉が凝集した塊となって蓄積するのをさらに抑制することができる。
　また、電気めっき処理において、電極ローラ３８の軸方向両端部に設けられた回転軸３８ａそれぞれに給電ブラシ５１を配置し、各回転軸３８ａに対して、対応する給電ブラシ５１の接触面５１ａを、潤滑剤５８を介して滑り接触させながら給電する。これにより、給電時において、電極ローラ３８の軸方向両端部における回転軸３８ａそれぞれに配置された給電ブラシ５１により、適正な電流密度範囲に調整することが可能となる。
　また、電気めっき処理において、給電ブラシ５１を、付勢部材５２により電極ローラ３８の回転軸３８ａに押圧付勢するので、給電ブラシ５１の接触面５１ａと電極ローラ３８の回転軸３８ａとの接触面圧を高めることができる。
　また、付勢部材５２により前記接触面圧を高めることができるため、給電ブラシ５１が焼結体からなり、その表面に凹凸が形成されることと相まって、導電性の金属粉を含まない潤滑剤５８であっても、その潤滑剤５８の層が部分的に（給電ブラシ５１の局所凸部と電極ローラ３８との接触部で）薄くなり、導電性の金属粉が含まれていない潤滑剤５８であっても、電流の流れを妨げるのを抑制することができる。したがって、本実施形態においては、給電ブラシに焼結体を用いることと、付勢部材５２により給電ブラシ５１の接触面と電極ローラ３８の回転軸３８ａとの接触面圧を高めることと、導電性の金属粉を含まない潤滑剤５８を組み合わせることにより、より一層、著しい効果を発揮する。
　また、電極ローラ３８ａを回転させることで、その回転軸３８ａの外周面全体に容器５９内の潤滑剤５８を塗布することができるので、簡単な構成により、給電ブラシ５１の接触面５１ａを、潤滑剤５８を介して電極ローラ３８の回転軸３８ａに滑り接触させることができる。また、容器５９は電極ローラ３８の回転軸３８ａの下方に配置されているので、給電ブラシ５１の接触面５１ａで発生した摩耗粉が自重等により落下したときに、その落下した摩耗粉を開口部５９ａから容器５９内に入れることができる。これにより、メンテナンス作業時に前記摩耗粉を容易に回収することができる。
　［その他］
　上記実施形態における金属多孔体の製造方法は、電池の電極として用いられる金属多孔体の製造方法に適用する場合について説明したが、必ずしも電池の電極に限定されるものではなく、耐熱性を必要とするフィルター、触媒担持体又は金属複合材等に用いられる金属多孔体の製造方法に適用してもよい。但し、上記実施形態における金属多孔体の製造方法は、電池の電極として用いられる金属多孔体の製造方法に適用することが特に有効である。
　なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求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ことが意図される。
　　１　樹脂多孔体
　　２　導電層
　　３　導電化樹脂多孔体
　　４　金属めっき層
　　５　めっき樹脂多孔体
　１０　金属多孔体
　１１　骨格
　２０　電池
　２１　正極板
　２２　セパレータ
　２３　負極板
　２４　筐体
　３０　めっき処理装置
　３１　第１めっき槽
　３２　第２めっき槽
　３３　めっき浴
　３４　円筒状電極
　３５　陽極
　３６　槽    
　３７　送りローラ
　３８　電極ローラ
　３８ａ　回転軸
　３９　めっき浴
　４０　陽極
　５０　給電装置
　５１　給電ブラシ
　５１ａ　接触面
　５２　付勢部材（放熱部材）
　５３　筐体
　５５　溝部
　５６Ａ，５６Ｂ　固定板（放熱部材）
　５７Ａ，５７Ｂ　ボルト
　５８　潤滑剤
　５９　容器
　５９ａ　開口部
　６１　予備めっき槽
　６２　本めっき槽
　６３　めっき浴
　６４　陽極
　６５　押えローラ
　６６　電極ローラ
　６６ａ　回転軸
　６７　めっき浴
　６８　第１押えローラ
　６９　第１電極ローラ
　６９ａ　回転軸
　７０　第１陽極
　７１　第１送りローラ
　７２　第２送りローラ
　７３　第２陽極
　７４　第２押えローラ
　７５　第２電極ローラ
　７５ａ　回転軸
　Ｔ　接線方向

Claims (8)

  1. 　三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電化処理を施して、導電層を有する導電化樹脂多孔体を得る工程と、
    　前記導電化樹脂多孔体の骨格の表面に電気めっき処理を施して、金属めっき層を有するめっき樹脂多孔体を得る工程と、
    　前記めっき樹脂多孔体から少なくとも前記樹脂多孔体の除去処理を行って金属多孔体を得る工程と、を含む金属多孔体の製造方法であって、
    　前記電気めっき処理では、回転する電極ローラの回転軸に対して、焼結体からなる給電ブラシの接触面を、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して滑り接触させながら給電する、金属多孔体の製造方法。
  2. 　前記電気めっき処理において、前記給電ブラシで発生した熱を、当該給電ブラシに接続された放熱部材により外部に放熱する、請求項１に記載の金属多孔体の製造方法。
  3. 　前記電気めっき処理において、前記給電ブラシの前記接触面で発生した摩耗粉を、当該接触面に形成された溝部により外部に排出案内する、請求項１又は請求項２に記載の金属多孔体の製造方法。
  4. 　前記溝部は、前記電極ローラの回転軸の接線方向に対して交差する方向に延びて形成されている、請求項３に記載の金属多孔体の製造方法。
  5. 　前記電気めっき処理において、前記電極ローラの軸方向両端部に設けられた前記回転軸それぞれに前記給電ブラシを配置し、前記各回転軸に対して、対応する前記給電ブラシの前記接触面を、前記潤滑剤を介して滑り接触させながら給電する、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の金属多孔体の製造方法。
  6. 　前記電気めっき処理において、前記給電ブラシを、付勢部材により前記電極ローラの回転軸に押圧付勢する、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の金属多孔体の製造方法。
  7. 　前記電気めっき処理において、前記電極ローラを回転させるときに、前記電極ローラの回転軸の外周の一部を、当該回転軸の下方に配置された容器内に貯留している前記潤滑剤に浸漬させる、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の金属多孔体の製造方法。
  8. 　三次元網目状構造の骨格を有するシート状の樹脂多孔体の前記骨格の表面に導電層が形成されてなる導電化樹脂多孔体の骨格の表面に、電気めっき処理を施して金属めっき層を形成するためのめっき処理装置であって、
    　めっき槽と、
    　回転可能な回転軸を有し、当該回転軸を回転させることで前記導電化樹脂多孔体を前記めっき槽に送る電極ローラと、
    　焼結体からなる給電ブラシと、を備え、
    　前記給電ブラシは、前記電極ローラの回転軸に対して、導電性の金属粉を含まない潤滑剤を介して滑り接触する接触面を有する、めっき処理装置。
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