【発明の詳細な説明】
銅ワイヤの製造方法
技術分野
本発明は、銅ワイヤの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、銅ワイヤ
の製造方法に関し、この方法は電着銅の円板を形成し、この円板の周辺の縁から
銅の薄いストリップを剥離し、そしてこの銅のストリップをスリッティングして
銅ワイヤのストランドを形成する工程を包含する。
発明の背景
銅ワイヤの作製のための従来の方法は、以下の工程を包含する。電解銅(電気
精錬、電気採取(electrowon)、または両方)を溶融し、棒状に鋳造し、そして熱
間圧延してロッド形状にする。次にこのロッドを、引抜ダイスを通過させて冷間
加工(cold-work)する。この引抜ダイスは直径を系統的に低減しながら、ワイヤ
を延伸する。典型的な操作において、ロッドの製造者は、溶融電解銅を、縁が丸
い実質的に台形(trapazoidal)の形状である断面を有する断面積が約7平方インチ
の棒状に鋳造する。この棒を調製ステージ(preparation stage)を通して角を落
とし、そして次に12の圧延機スタンドを通して、直径0.3125インチの銅のロッド
にする。この銅ロッドを次に標準引抜ダイスを通して所望のワイヤのサイズまで
細線化(reduced)する。典型的には、これらの細線化は一連のダイスにおいて起
こり、この細線化は加工ワイヤを軟化させるための最終アニーリング工程および
いくつかの例においては中間アニーリング工程を有する。
従来の銅ワイヤ製造方法は、顕著な量のエネルギーを消費し、そして広範にわ
たる労力および資本コストを必要とする。溶融、鋳造および熱間圧延操作は製品
を酸化させ、そして潜在的に外来物質(例えば、耐熱性材料および圧延材料など)
による汚染の可能性があり、これはその後、引抜の際のワイヤの破断を含むワイ
ヤ引抜(wire drawer)に対する問題を引き起こし得る。
本発明のプロセスの長所によって、銅ワイヤは先行技術に比べた場合、単純か
つ低コストの様式で製造される。本発明のプロセルは、銅源として電着カソード
の銅を利用し、そのため、銅ロッド原料を提供するために先行技術の溶融、鋳造
および熱間圧延工程を必要としない、
米国特許第440,548号はワイヤの製造方法を開示し、この方法は、コア、鋳型
または心棒の上に銅のシェルまたはシリンダーを電着する工程；電着銅をコア、
鋳型または心棒から、熱膨張／収縮、あるいはローラーの圧縮動作と組み合わせ
た旋盤の回転運動によって取り外す工程；取り外した電着銅のシェルまたはシリ
ンダーを、このシェルまたはシリンダーを連続したストリップまたはロッドに環
状に切断するための機械に取り付ける工程；そしてこのストリップまたはロッド
を引抜してワイヤを形成する工程を包含する。
米国特許第4,771,519号は、シリンダー状の金属加工部材から薄い金属ストリ
ップを製造するための装置を開示し、これは加工部材に同軸に取り付けられる回
転可能な加工部材支持構造と、この加工部材をその軸の回りに回転させる駆動手
段と、切削工具を加工部材支持構造上のシリンダー状加工部材の周辺表面に隣接
して支持するための保持手段、保持手段にしっかり留められる切削工具(この切
削工具は鋭利なエッジ(sharpened edge)を有し、これは部分的に1ミリメートル
未満の長さを有するスクイ面によって定義される)と、この切削工具の鋭利なエ
ッジを加工部材の軸を横切って前進させて、加工部材から連続的な薄い金属スト
リップを剥離させる給送手段と、該加工部材から剥離されるストリップを伸張さ
せるストリップ伸張手段と、切削工具とストリップ伸張手段との間のストリップ
方向制御手段(これは、ストリップが加工部材から剥離されるときの、切削工具
のスクイ面に対する伸張ストリップの出口角(exit angle)を変更する)とを備え
る。
米国特許第5,516,408号は、銅ワイヤを銅含有物質から直接作製するためのプ
ロセスを開示する。このプロセスは以下：(A)該銅含有物質を少なくとも1つの水
性浸出溶液の有効量と接触させて、銅イオンを該浸出液に溶解し、そして銅富化
(copper-rich)水性浸出溶液を形成する工程；(B)該銅富化水性浸出溶液を少なく
とも1つの水に不溶な抽出剤の有効量と接触させ、銅イオンを該銅富化水性浸出
溶液から該抽出剤の方に移動させて銅富化抽出剤および銅枯渇(copper-depleted
)水性浸出溶液を形成する工程;(C)該銅富化抽出剤を該銅枯渇水性浸出溶液から
分離
する工程；(D)該銅富化抽出剤を少なくとも1つの水性のストリッピング溶液の有
効量と接触させ、銅イオンを該抽出剤から該ストリッピング溶液に移動させて銅
富化ストリッピング溶液および銅枯渇抽出剤を形成する工程;(E)該銅富化ストリ
ッピング溶液を該銅枯渇抽出剤から分離する工程;(F)該銅富化ストリッピング溶
液をアノードとカソードとの間に流動させ、そして有効量の電圧を該アノードと
該カソードとの間に印加して、該カソード上に銅を析出させる工程；(G)該銅を
該カソードから取り外す工程；および(H)(G)からの該取り外された銅を該銅の融
点を超えない温度で銅ワイヤに加工する工程を包含する。1つの実施態様におい
て、(F)工程の間にカソード上に析出する銅は銅箔の形態であり、そしてこのプ
ロセスは、(H-1)該銅箔を複数の銅ワイヤのストランドにスリッティングする工
程、および(H-2)銅ワイヤのストランドを成形して、所望の断面を有する該銅ワ
イヤのストランドを提供する工程を包含する。1つの実施態様において、(F)工程
の間にカソード上に析出する銅は銅粉末の形態であり、そしてこのプロセスは、
(H-1)該銅粉末を押出して、銅ロッドまたは銅ワイヤを形成する工程、および(H-
2)該銅ロッドまたは銅ワイヤを引抜いて、所望の断面を有する銅ワイヤを形成す
る工程を包含する。1つの実施態様においては、(G)工程の間に、銅は該カソード
上にある間にスコアカット(score cut)されて、薄い銅のストランドを形成し、
次いでカソードから取り外され、そして(H)工程の間に、この薄い銅のストラン
ドは成形されて、所望の断面を有する銅ワイヤを形成する。
発明の要旨
本発明は、銅ワイヤの製造方法に関し、この方法は：(A)電着銅の円板を形成
する工程、(B)この円板をその中心軸の回りに回転させる工程；(C)この円板の周
辺縁に切削工具を給送して、銅のストリップをこの円板から剥離させる工程；お
よび(D)この銅のストリップをスリッティングして、銅ワイヤの複数のストラン
ドを形成する工程を包含する。
図面の簡単な説明
添付の図面において、同じ参照記号は同じ部材または特徴を示す：
図1は、本発明の方法で使用される電着銅を作製するために使用される電着プ
ロ
セスを示す流れ図である。
図2は、本発明の方法で使用される電着銅を作製するために使用される溶媒抽
出、電着プロセスを示す流れ図である。
図3は、本発明の方法で使用される銅の円板を作製するために使用される銅板
の略図である。
図4は、本発明の方法で使用される銅の円板の略図である。
図5は、本発明の方法の剥離工程で使用される装置の頂面図の略図であり、こ
こで切削工具は銅の円板の周辺縁へと給送され、そして銅のストリップが円板の
縁から剥離される。
図5Aは、図5に示す切削工具の拡大頂面図である。
図5Bは、本発明の方法の剥離工程の間の図5Aに示す切削工具を用いる円板の周
辺縁の切削を示す拡大部分略図である。
図5Cは、図5Aに示す切削工具の改変された設計を示す拡大部分略図である。
図6は、本発明の方法で用いられるスリッティング工程の略図であり、ここで
銅のストリップがスリッティングされて銅ワイヤの複数のストランドが形成され
る。
図7は、断片化された銅のストリップの略図であり、これは本発明の方法に従
って部分的にスリッティングされている。
図8は、本発明の方法のスリッティング工程の間に銅のストリップをスリッテ
ィングするために使用される切削刃の分解略図である。
図9は、正方形または矩形の断面を有する銅ワイヤのストランドを円形断面を
有する銅ワイヤのストランドに転換する工程を示す流れ図である。
図10は、本発明の方法に従って、銅ワイヤを引抜くプロセスの略図である。
好適な実施態様の説明
本発明の方法の工程(A)の間に形成される銅の円板は、電着を用いて作製され
る。この円板は典型的には厚みが約0.1インチ〜約1インチであり、そして1つの
実施態様において約0.1インチ〜約0.5インチ、そして1つの実施態様において約0
.2インチから約0.3インチである；そして直径は約60インチまでであり、そして1
つの実施態様において約4インチ〜約60インチ、そして1つの実施態様において約
10インチ〜約40インチであり、そして1つの実施態様において約24インチ〜約40
インチで
ある。1つの実施態様において、円板は直接円板の形状に電着される。
1つの実施態様において、正方形または矩形の板が最初に電着され、そして次
に続いて公知の技術(例えば、打抜加工、パンチング、機械加工など)を用いて切
削または成形して、円板を形成する。板は典型的には厚みが約0.1インチ〜約1イ
ンチの範囲であり、そして1つの実施態様において約0.1インチ〜約0.5インチで
あり、そして1つの実施態様において約0.2インチ〜約0.3インチである;長さは約
12インチ〜約60インチの範囲であり、そして1つの実施態様において約24インチ
〜約40インチである;そして幅は約12インチ〜約60インチの範囲であり、そして1
つの実施態様において約24インチ〜約40インチである。
円板は典型的には銅含有量が少なくとも約96重量％であり、そして1つの実施
態様において少なくとも約98重量％であり、そして1つの実施態様において少な
くとも約99重量％であり、そして1つの実施態様において少なくとも約99.9重量
％であり、そして1つの実施態様において少なくとも約99.99重量％であり、そし
て1つの実施態様において少なくとも約99.999重量％である。円板の密度は典型
的には約8.96グラム毎立方センチメートル(g/cc)までの範囲であり、そして1つ
の実施態様において約8.5g/cc〜約8.96g/ccであり、そして1つの実施態様におい
て約8.7g/cc〜約8.96g/ccであり、そして1つの実施態様において約8.8g/cc〜約8
.96g/ccであり、そして1つの実施態様において約8.9g/cc〜約8.96g/ccであり、
そして1つの実施態様において約8.92g/cc〜約8.96g/ccである。円板、または円
板を作製するために使用される銅板は電着を用いて形成されるので、これはとき
どき銅カソードまたはカソード銅と呼ばれる。電着プロセス
1つの実施態様において、銅の円板または円板を作製するために使用される銅
板は電着プロセスを用いて形成され、この電着プロセスは銅原料として電着銅の
ために使用される任意の通常の銅原料を使用し、これには銅ショット(shot)、ス
クラップ銅金属、スクラップ銅ワイヤ、リサイクル銅、酸化第二銅、酸化第一銅
などが包含される。この実施態様において、円板、または円板を作製するために
使用される銅板は、一連のカソードおよびアノードを備えた電気鋳造セル中で電
着される。典型的には、カソードは垂直に取り付けられ、そして平板な表面を有
す
る。カソードは円形の形態であり得、あるいは正方形または矩形の形状であり得
る。アノードはカソードと隣接し、そして典型的には、カソードと同じ形状を有
する平板の形態である。カソードとアノードとの間の隙間は典型的には約1セン
チメートル〜約10センチメートルであり、そして1つの実施態様において、約2.5
センチメートル〜約5センチメートルである。1つの実施態様において、アノード
は不溶性であり、そして鉛、鉛合金、または白金族金属(すなわち、Pt、Pd、Ir
、Ru)でコーティングされたチタンまたはそれらの酸化物から作製される。カソ
ードは電着銅を受容するために両面が平滑な表面を有し、そして1つの実施態様
において、表面はステンレス鋼、クロムめっきステンレス鋼またはチタンで作製
される。電解質溶液は銅原料を硫酸中に溶解することによって形成される。
電解質溶液はアノードとカソードとの間の隙間を流動し、そして電流が用いら
れ、カソード上に銅を析出させるために有効な量の電圧がアノードとカソードと
の間に印加される。電流は直流または直流バイアスをかけた交流であり得る。ア
ノードとカソードとの間の隙間を通る電解質溶液の流速は通常約5〜約60ガロン
毎分(gpm)の範囲であり、そして1つの実施態様において約20gpm〜約50gpmであり
、そして1つの実施態様において約30gpm〜約40gpmである。電解質溶液は遊離硫
酸濃度が通常1リットル当たり約10〜約300グラムの範囲であり、そして1つの実
施態様において1リットル当たり約60〜約150グラムであり、そして1つの実施態
様において1リットル当たり約70〜約120グラムである。電気鋳造セル中の電解質
溶液の温度は通常約25℃〜約100℃の範囲であり、そして1つの実施態様において
約40℃〜約60℃である。銅イオン濃度は通常1リットル当たり約25〜約125グラム
の範囲であり、そして1つの実施態様において1リットル当たり60〜約125グラム
であり、そして1つの実施態様において1リットル当たり約70〜約120グラムであ
り、そして1つの実施態様において1リットル当たり約90〜約110グラムである。
電解質溶液中の遊離塩素イオン濃度は通常約300ppmまでであり、そして1つの実
施態様において約150ppmまでであり、そして1つの実施態様において約100ppmま
でであり、そして1つの実施態様において約20ppmまでである。特に有利な実施態
様において、遊離塩素イオン濃度は約10ppmまでであり、そして1つの実施態様に
おいて約5ppmまでであり、そして1つの実施態様において約2ppmまでであり、そ
して1つの実施態様
において約1ppmまでであり、そして1つの実施態様において約0.5ppmまでであり
、そして1つの実施態様において約0.2ppmまでであり、そして1つの実施態様にお
いて約0.1ppmまでであり、そして1つの実施態様においてこれはゼロまたは実質
的にゼロである。1つの実施態様において、遊離塩素イオン濃度は約0.01〜約10p
pmの範囲であり、そして1つの実施態様において約0.01ppm〜約5ppmであり、そし
て1つの実施態様において約0.01ppm〜約2ppmであり、そして1つの実施態様にお
いて約0.01ppm〜約1ppmであり、そして1つの実施態様において約0.01ppm〜約0.5
ppmであり、そして1つの実施態様において約0.01ppm〜約0.1ppmである。不純物
のレベルは通常1リットル当たり約50グラムを超えないレベルであり、そして1つ
の実施態様において1リットル当たり約20グラムを超えず、そして1つの実施態様
において1リットル当たり約10グラムを超えない。電流密度は通常約10〜約100ア
ンペア毎平方フィート(ASF)の範囲であり、そして1つの実施態様において約10AS
F〜約50ASFである。
電着の間、電解質溶液は任意に1つまたはそれ以上の活性硫黄含有物質を含み
得る。用語「活性硫黄含有物質」は、通常、二価の硫黄原子を含み、その両結合
が直接1つの炭素原子に結合し、それと共に、1つまたはそれ以上の窒素原子もま
たその炭素原子に直接結合している特徴の物質を言う。このグループの化合物に
おいて、二重結合は、ある場合には、硫黄原子または窒素原子と炭素原子との間
に存在し得、あるいは交互に入れ替わり得る。チオ尿素は有用な活性硫黄含有物
質である。以下の核を有するチオ尿素および基S=C=N-を有するイソチオシアネートが有用である。チ
オシナミン(アリルチオ尿素)およびチオセミカルバジドもまた有用である。活性
硫黄含有物質は電解質溶液に可溶性であるべきであり、そして他の構成物質と適
合性であるべきである。電着の間の電解質溶液中の活性硫黄含有物質の濃度は1
つの実施態様において約20ppmまでであり、そして1つの実施態様において約0.1p
pm〜約15ppmの範囲である。
電解質溶液はまた必要に応じて1種またはそれ以上のゼラチンを含む。本発明
において有用なゼラチンは、コラーゲン由来の水溶性タンパク質の不均一混合物
である。動物の膠が好ましいゼラチンである。なぜならこれは比較的安価であり
、市販されており、そして取り扱いに便利だからである。電解質溶液中のゼラチ
ンの濃度は通常約20ppmまでであり、そして1つの実施態様において約10ppmまで
であり、そして1つの実施態様において約0.1ppm〜約10ppmの範囲である。
電解質溶液はまた必要に応じて電着銅の特性を制御するための当該分野で公知
の他の有機添加剤を含む。例として、サッカリン、カフェイン、モラセス、グア
ーガム、アラビアゴム、ポリアルキレングリコール(例えば、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリイソプロピレングリコールなど)、ジ
チオスレイトール、アミノ酸(例えば、プロリン、ヒドロキシプロリン、システ
インなど)、アクリルアミド、スルホプロピルジスルフィド、テトラエチルチウ
ラムジスルフィド、塩化ベンジル、エピクロロヒドリン、スルホン酸クロロヒド
ロキシプロピル、アルキレンオキシド(例えば、エチレンオキシド、プロピレン
オキシドなど)、スルホニウムアルカンスルホネート、チオカルバモイルジスル
フィド、セレン酸、またはこれらの2つ以上の混合物が挙げられる。1つの実施態
様において、これらの有機添加剤の1つまたはそれ以上が濃度約20ppmまで使用さ
れ、そして1つの実施態様において約10ppmまで使用される。
1つの実施態様において、有機添加剤は電解質溶液中に添加されない。
以下図1を参照して、本発明の方法の工程(A)に従って円板を作製するのに使用
される銅板の電着のプロセスが開示される。このプロセスで使用される装置は、
溶解容器100、フィルタ102および104、ならびに電気鋳造セル106を含む。電気鋳
造セル106は、容器108、垂直に取り付けられたアノード110、および垂直に取り
付けられたカソード112を含む。電解質溶液114は、溶解容器100中で銅金属を硫
酸中に溶解することによって形成される。銅金属を容器100に、矢印116で示され
るように入れる。銅金属は任意の通常の形態であり得、これは上記のように銅シ
ョット、スクラップ銅金属、スクラップ銅ワイヤ、リサイクル銅、酸化第二銅、
酸化第一銅などを含む。硫酸を容器100に、矢印118で示されるように入れる。典
型的
には硫酸濃度は約10〜約300グラム毎リットルの範囲であり、そして1つの実施態
様において約60〜約150グラム毎リットルである。電気鋳造セル106からリサイク
ルされる電解質溶液もまた容器100にライン120を通って入る。電解質溶液114の
容器100中での温度は典型的には約25℃〜約100℃の範囲であり、そして1つの実
施態様において約40℃〜約60℃である。銅原料は硫酸および空気の中に溶解され
電解質溶液114を形成する。電解質溶液114は容器100から容器108へとライン121
および122を通って進む。電解質溶液114はフィルタ102で容器108に入る前に濾過
され得、あるいはライン124を使ってフィルタ102を迂回し得る。容器108中で使
用される電解質溶液114は上記の組成を有する。
電解質溶液118はアノード110とカソード112との間を、約5gpm〜約60gpmの範囲
の速度で流動し、そして1つの実施態様において約20gpm〜約50gpmの速度で流動
し、そして1つの実施態様において約30gpm〜約40gpmの速度で流動する。電圧が
アノード110とカソード112との間に印加され銅板130のカソード上への電着を達
成する。1つの実施態様において、使用される電流は直流であり、そして1つの実
施態様において電流は直流バイアスをかけた交流電圧である。電流密度は約10AS
F〜約100ASFの範囲であり、そして1つの実施態様において約10ASF〜約50ASFであ
る。電解質114中の銅イオンはカソード112の表面で電子を獲得し、これにより各
カソード112の各側面に金属銅が析出またはめっきされる。銅のカソード112上へ
の電着は、析出した銅板130の厚みが所望のレベルに達するまで続けられ、この
レベルは典型的には約0.1インチ〜約1インチの範囲であり、そして1つの実施態
様において約0.1インチ〜約0.5インチであり、そして1つの実施態様において約0
.2インチ〜約0.3インチである。そこで電着をやめる。カソード112は容器108か
ら取り出される。析出した銅板130はカソード112から公知の技術を用いて剥ぎ取
られ、そして次に洗浄および乾燥される。析出した銅は典型的には図3に示すよ
うに正方形または矩形の板130の形態である。しかし、上記のように、析出した
銅は円板の形態であり得る。
電着プロセスは電解質溶液114から銅イオン(および使用される場合有機添加剤
)を枯渇する。これらの成分は連続的に補充される。電解質溶液114は容器108か
らライン126を通して回収され、そしてフィルタ104、ライン120、溶解容器100、
ライン121およびフィルタ102を通って再循環し、そして次に容器108にライン122
を通して再導入される。フィルタ104はライン128を通って迂回され得る。同様に
フィルタ102はライン124を通って迂回され得る。
有機添加剤は電解質溶液114に、容器100、容器108またはライン122中のいずれ
かで容器108に電解質溶液が入る前に添加され得る。これらの有機添加剤の添加
速度は、1つの実施態様において約30mg/分/kAまでの範囲であり、そして1つの実
施態様において約0.1〜約20mg/分/kAであり、そして1つの実施態様において約2
〜約20mg/分/kAである。1つの実施態様において、有機添加剤は添加されない。
以下の実施例は、本発明を例示する目的で提供される。他に指示のない限り、
以下の実施例ならびに明細書および請求の範囲全体を通じて、すべての部および
百分率は重量基準であり、すべての温度は摂氏であり、そしてすべての圧力は大
気圧である。
実施例1
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度50グラムであり、そし
て1リットル当たり硫酸濃度80グラムである。遊離塩素イオン濃度は検出されず
、そして有機添加剤はこの電解質には添加しない。
実施例2
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度93グラムであり、そし
て1リットル当たり遊離硫酸濃度80グラムである。遊離塩素イオン濃度は0.03〜0
.05ppmの範囲である。電解質溶液の温度は54.4℃であり、そして電流密度は1.51
A/cm2である。動物膠をこの電解質溶液に速度9mg/分/kAで添加する。
実施例3
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度100グラムであり、そし
て1リットル当たり遊離硫酸濃度80グラムである。遊離塩素イオン濃度は70〜90p
pmの範囲である。電解質溶液の温度は60℃であり、そして電流密度は1.41A/cm2
である。動物膠をこの電解質溶液に速度4mg/分/kAで添加する。実施例4
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度100グラムであり、そし
て1リットル当たり遊離硫酸濃度80グラムである。遊離塩素イオン濃度は70〜90p
pmの範囲である。電解質溶液の温度は58℃であり、そして電流密度は1.51A/cm2
である。動物膠をこの電解質溶液に速度0.4mg/分/kAで添加する。
実施例5
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度100グラムであり、そし
て1リットル当たり遊離硫酸濃度80グラムである。遊離塩素イオン濃度は2〜5ppm
の範囲である。電解質溶液の温度は57℃であり、そして電流密度は1.0A/cm2であ
る。動物膠をこの電解質溶液に速度2.1mg/分/kAで添加する。
実施例6
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度105グラムであり、そし
て1リットル当たり遊離硫酸濃度80グラムである。遊離塩素イオン濃度は0.1ppm
未満である。電解質溶液の温度は57℃であり、そして電流密度は1.18A/cm2であ
る。動物膠をこの電解質溶液に速度0.07mg/分/kAで添加する。
実施例7
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度103グラムであり、そし
て1リットル当たり遊離硫酸濃度60グラムである。遊離塩素イオン濃度は2.8ppm
である。電解質溶液の温度は66℃であり、そして電流密度は1.17/cm2である。有
機添加剤は添加しない。
実施例8
寸法24×24×1/4インチを有する銅板を図1に示すタイプの電気鋳造セルを用い
て作製する。電解質溶液は1リットル当たり銅イオン濃度103グラムであり、そし
て1リットル当たり遊離硫酸濃度60グラムである。遊離塩素イオン濃度は2.8ppm
である。電解質溶液の温度は60℃であり、そして電流密度は0.98/cm2である。有
機添加剤は添加しない。溶媒抽出／電着プロセス
1つの実施態様において、銅の円板、または円板を作製するために使用される
銅板は、溶媒抽出を電着と組み合わせたプロセスで形成される。この実施態様に
おいて、銅原料は、銅を抽出し得る任意の銅含有物質である。これらの原料は、
銅鉱石、銅精錬煙じん、銅セメント、銅濃縮物、銅精錬製品、硫酸銅、および銅
含有廃棄物を包含する。用語「銅含有廃棄物」は銅を含む任意の固体または液体
廃棄物質(例えば、汚物、汚泥、廃液など)をいう。これらの廃棄物質は危険廃棄
物を包含する。使用され得る廃棄物の具体例は、使用済みの塩化第二銅腐食液(e
tchant)の処理から得られる酸化銅である。
銅鉱石は露天掘り鉱山から採取された鉱石であり得る。鉱石は、堆積浸出ダン
プに運搬される。堆積浸出ダンプは、典型的には厚い高密度ポリエチレンライナ
ーのようなライナーを下に敷いた領域に造られ、浸出液が周囲の流水域中へと入
って損失することを防ぐ。典型的な堆積浸出ダンプは、例えば、約125,000平方
フィートの表面積を有し、そして約110,000トンの鉱石を含む。浸出が進行する
と、新たなダンプが古いダンプの上に作られてゆき、これらはだんだん高くなり
、そして最終的には、例えば約250フィートまたはそれ以上の高さに達する。パ
イプおよびワベラースプリンクラー(wobbler sprinklers)のネットワークが新た
に完成されたダンプの表面におかれ、そして希硫酸溶液が継続的に、例えば100
平方フィートの表面積当たり約0.8ガロン毎分の速度で散布される。浸出液はダ
ンプを通って、下に滲み通り、鉱石中の銅を溶解し、ダンプの底から銅富化水性
浸出溶液として流出し、採集池(collection pond)中へと排出され、そして本発
明の方法を用いる次の処理のために供給池(feed pond)にポンプでくみ出される
。
いくつかの採掘作業とともに、インサイチュ浸出が銅自体(value)を銅鉱石か
ら抽出するために用いられる。このプロセスにより得られた銅富化浸出液は、本
発明の方法において銅含有物質として用いられ得る。インサイチュ浸出は、酸可
溶酸化鉱石の埋蔵物が露天堀り領域の下および地下鉱山の枯渇部分の上にあると
き、または堆積物があまりにも深くに埋まっているために、露天採石方法によっ
ては経済的に開発することが出来ないときに有用である。注入抗井(injection w
ell)
はこの部分に、例えば深さ約1000フィートの深さで穿孔される。この抗井はポリ
塩化ビニルのパイプで包まれ、その底の部分には溶液が鉱石に入るように溝がつ
けられる。希硫酸の浸出液が、穿孔された領域の浸透性に応じた速度で、それぞ
れの抗井に注入される。この溶液は鉱石領域を通って、下に浸透し、銅鉱石を溶
解し、用意された収集場所に排出される。この収集場所は、例えば地下鉱山の運
搬坑道であり得る。生成された銅含有水性浸出溶液は、耐腐食ポンプシステムに
よってポンプで表面に汲み出される。ここでこの銅含有水性浸出溶液は、銅含有
物質として本発明の方法のための使用に利用可能である。
浸出ダンプとインサイチュ浸出との両方が用いられる採掘作業においては、そ
れぞれからの銅含有浸出溶液(ときどき、貴浸出溶液(pregnant leach solution)
という)が組み合わされ、そして銅含有物質として本発明の方法で使用され得る
。
この実施態様において、銅の円板、または円板を作製するために使用される銅
板は以下の工程によって作製される：(A-1)銅含有物質を少なくとも1つの水性浸
出溶液の有効量と接触させて、銅イオンを該浸出溶液に溶解し、そして銅富化水
性浸出溶液を形成する工程；(A-2)銅富化水性浸出溶液を少なくとも1種の水不溶
性の抽出剤の有効量と接触させ、銅イオンを当該銅富化水性浸出溶液から当該抽
出剤の方に移動させて銅富化抽出剤および銅枯渇水性浸出溶液を形成する工程；
(A-3)銅富化抽出剤を銅枯渇水性浸出溶液から分離する工程；(A-4)銅富化抽出剤
を少なくとも1種の水性ストリッピング溶液の有効量と接触させ、銅イオンを当
該抽出剤から当該ストリッピング溶液に移動させて銅富化ストリッピング溶液お
よび銅枯渇抽出剤を形成する工程;(A-5)銅富化ストリッピング溶液を銅枯渇抽出
剤から分離する工程;(A-6)銅富化ストリッピング溶液をアノードとカソードとの
間に流動させ、そして有効量の電圧をアノードとカソードとの間に印加して、カ
ソード上に銅を析出させる工程;そして(A-7)銅をカソードから取り外す工程であ
って、この取り外された銅は所望の銅の円板または所望の銅板である、工程。
本発明のプロセスの工程(A-1)で用いられる水性浸出溶液は、1つの実施態様に
おいて、硫酸溶液、酸ハロゲン化物溶液（HCl、HF、HBrなど）またはアンモニア
溶液である。硫酸または酸ハロゲン化物溶液は、通常、硫酸または酸ハロゲン化
物濃度が1リットル当たり約5グラム〜約50グラムの範囲であり、そして1つの実
施
態様において1リットル当たり約5グラム〜約40グラム、そして1つの実施態様に
おいて1リットル当たり約10グラム〜約30グラムである。
アンモニア溶液は、通常、アンモニア濃度が1リットル当たり約20グラム〜約1
40グラムの範囲であり、そして1つの実施態様において1リットル当たり約30グラ
ムから約90グラムである。この溶液のpHは、通常約7〜約11の範囲であり、そし
て1つの実施態様では約8〜約9である。
工程(A-1)の間に形成される銅富化水性浸出溶液または貴(pregnant)浸出溶液
は、通常、銅イオン濃度が1リットル当たり約0.8グラム〜約5グラムの範囲であ
り、1つの実施態様においては1リットル当たり約1グラム〜約3グラムである。工
程(A-1)で用いられる浸出溶液が硫酸溶液である場合、銅富化水性浸出溶液中の
遊離硫酸の濃度は、通常1リットル当たり約5グラム〜約30グラム、そして1つの
実施態様においては1リットル当たり約10グラム〜約20グラムである。工程(A-1)
で用いられる浸出溶液がアンモニア溶液である場合、銅富化水性浸出溶液中の遊
離アンモニア濃度は、通常1リットル当たり約10グラム〜約130グラム、そして1
つの実施態様においては1リットル当たり約30グラム〜約90グラムである。
工程(A-2)で用いられる水不溶性の抽出剤は、水性媒体から銅イオンを抽出し
得る任意の水不溶性抽出剤であり得る。1つの実施態様においては、抽出剤は水
と混和しない有機溶媒に溶解する。（用語「水と混和しない」および「水不溶性
」は25℃で1リットル当たり約1グラムのレベルを超えて水に溶けない組成物を言
う。）この溶媒は、抽出剤のための任意の水と混和しない溶媒であり得、灯油、
ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、燃料油、ディーゼル燃料などが有
用であり、そして灯油が好ましい。有用な灯油の例としては、Phillips Petrole
umから入手可能であるSX-7およびSX-12が挙げられる。
1つの実施態様においては、抽出剤は、炭化水素連結の異なる炭素原子に結合
した少なくとも2つの官能基を含有する有機化合物であり、その官能基の1つは-O
Hであり、そしてその官能基のもう1つは=NOHである。これらの化合物はオキシム
と称され得る。1つの実施態様においては、抽出剤は以下の式で表されるオキシ
ムである。
ここで、R1、R2、R3、R4、R5、R6およびR7は、独立して、水素または炭化水素基
である。1つの実施態様においては、R1およびR4はそれぞれブチルであり；R2、R3
およびR6はそれぞれ水素であり；そしてR5およびR7はそれぞれエチルである。
この構造を有する化合物は、Henkel Corporationから商品名LIX 63で入手可能で
ある。
1つの実施態様においては、抽出剤は以下の式で表されるオキシムである。
ここで、R1およびR2は、独立して、水素または炭化水素基である。有用な実施態
様には、R1は炭素原子約6個〜約20個のアルキル基であり、1つの実施態様では炭
素原子約9個〜約12個であり；そしてR2は水素、炭素原子1個〜約4個のアルキル
基であり、そして1つの実施態様では炭素原子1個または2個であり、またはR2が
フェニルであるものが包含される。フェニル基は置換されてもよく、あるいは置
換されなくてもよいが、後者が好ましい。以下の化合物は、上記で示した式に基
づき、Henkel Corporation製の以下で示される商品名で入手可能であり、そして
本発明のプロセスに有用である：
商品名 R1 R2
LIX 65 ノニル フェニル
LIX 84 ノニル メチル
LIX 860 ドデシル 水素
Henkel Corporationから市販の有用な他の物質には、以下のものがある：LIX 6
4N（LIX 65とLIX 63との混合物と確認される）；およびLIX 864およびLIX 984（
LIX 860とLIX 84との混合物であると確認される）。
1つの実施態様においては、抽出剤はβジケトンである。これらの化合物は以
下の式で表され得る。
ここでR1およびR2は、独立して、アルキル基またはアリール基である。アルキル
基は、通常1個〜約10個の炭素原子を含有する。アリール基は、通常フェニルで
ある。Henkel Corporationから入手可能な上記の式に対応する市販の抽出剤の例
にはLIX 54がある。これらのβジケトンは、工程(A-1)で用いられる浸出溶液が
アンモニア溶液である場合に、有用である。
有機溶液中の抽出剤の濃度は、通常約2重量％〜約40重量％の範囲にある。1つ
の実施態様において、有機溶液は約5重量％〜約10重量％、または約6重量％〜約
8重量％、または約7重量％のLIX 984を含有し、残りはSX-7である。
1つの実施態様において、抽出剤はイオン交換樹脂である。これらの樹脂は典
型的に小さな顆粒状物質またはビーズ状物質であり、その物質は以下の2つの主
要部分：構造部分として働く樹脂マトリックス、および官能性部分として働くイ
オン活性基からなる。官能基は、通常、銅イオンとの反応性を有する官能基から
選択される。このような官能基の例としては、-SO3-、-COO-、
および
が挙げられる。有用な樹脂マトリックスは、スチレンおよびジビニルベンゼンの
コポリマーを包含する。使用し得る市販の樹脂の例としてはIRC-718（Rohm & Ha
asの製品。スチレンおよびジビニルベンゼンの第3級アミンで置換されたコポリ
マーと確認される）、IR-200（Rohm & Haasの製品。スチレンおよびジビニルベ
ンゼンのスルホン化されたコポリマーとして確認される）、IR-120(Rohm & Haas
の製品。スチレンおよびジビニルベンゼンのスルホン化されたコポリマーとして
確認される)、XFS 4196（Dowの製品、マクロ多孔質ポリスチレン／ジビニルベン
ゼンコポリマー(これにはN-(2-ヒドロキシエチル)-ピコリルアミンが結合してい
る)と確認される）、およびXFS 43084（Dowの製品。マクロ多孔性ポリスチレン
／ジビニルベンゼンコポリマー(これにはN-(2-ヒドロキシプロピル)-ピコリルア
ミン)が結合している)と確認される）が挙げられる。これらの樹脂は、典型的に
は本発明のプロセスにおいて固定床または移動床として用いられる。本発明のプ
ロセスの工程(A-2)の間に、樹脂は工程(A-1)からの銅富化水性浸出溶液と接触し
、この接触は銅イオンが浸出溶液から樹脂に移動するに十分である。次いで、銅
富化樹脂は、工程(A-4)の間にストリッピングされ、銅ストリッピングされた樹
脂または銅枯渇樹脂を提供する。この樹脂は(A-2)の間に用いられ得る。
工程(A-3)の間に分離される銅富化抽出剤は、銅濃度が抽出剤1リットル当たり
約1グラム〜約6グラムの範囲であり、そして1つの実施態様においては、抽出剤1
リットル当たり約2ｇグラム〜約4ｇである。工程(A-3)の間に分離される銅枯渇
水性浸出溶液は、典型的には銅イオン濃度が1リットル当たり約0.01グラム〜約0
.8グラムの範囲であり、そして1つの実施態様においては、1リットル当たり約0.
04グラム〜約0.2グラムである。工程(A-1)で用いられる浸出溶液が硫酸溶液であ
る場合、工程(A-3)の間に分離される銅枯渇水性浸出溶液における遊離硫酸濃度
は、通常1リットル当たり約5グラム〜約50グラムであり、そして1つの実施態様
においては1リットル当たり約5グラム〜約40グラムであり、そして1つの実施態
様においては1リットル当たり約10グラム〜約30グラムである。工程(A-1)で用い
られる浸出溶液がアンモニア溶液である場合、工程(A-3)の間に分離される銅枯
渇水性浸出溶液における遊離アンモニア濃度は、通常1リットル当たり約10グラ
ム〜約130グラムであり、そして1つの実施態様においては1リットル当たり約30
グラム〜約90
グラムである。
1つの実施態様においては、(A-2)および(A-3)の接触工程および分離工程は、2
段階で行われる。この実施態様においては、工程(A-2-1)および(A-2-2)が接触工
程であり、そして工程(A-3-1)および(A-3-2)が分離工程である。従って、この実
施態様においては、本発明のプロセスは以下の順序の工程：(A-1)、(A-2-1)、（
A-3-1)、(A-2-2)、(A-3-2)、(A-4)、(A-5)、(A-6)および(A-7)を伴い、これらの
工程のいくつかからのプロセス流れは、プロセス中の他の工程へと再循環される
。工程(A-2-1)は、工程(A-1)の間に形成される銅富化水性浸出溶液を、工程(A-3
-2)からの少なくとも1種の水不溶性の銅含有抽出剤の有効量に接触させる工程を
伴い、銅イオンを当該銅富化水性浸出溶液から当該銅含有抽出剤に移動させて、
銅富化抽出剤および第1の銅枯渇水性浸出溶液を形成する。工程(A-3-1)は、工程
(A-2-1)の間に形成される銅富化抽出剤を、工程(A-2-1)の間に形成される第1の
銅枯渇水性浸出溶液から分離する工程を伴う。工程(A-3-1)の間に分離される銅
富化抽出剤は、通常、銅濃度が抽出剤1リットル当たり約1グラム〜約6グラムの
範囲であり、そして1つの実施態様においては抽出剤1リットル当たり約2グラム
〜4グラムである。工程(A-3-1)の間に分離される第1の銅枯渇水性浸出溶液は、
通常、銅イオン濃度が1リットル当たり約0.4グラム〜約4グラムの範囲であり、
そして1つの実施態様においては1リットル当たり約0.5グラム〜2.4グラムである
。工程(A-1)で用いられる浸出溶液が硫酸溶液である場合、(A-3-1)の間に分離さ
れる第1の銅枯渇水性浸出溶液中の遊離硫酸の濃度は、通常1リットル当たり約5
グラム〜約50グラムであり、そして1つの実施態様においては1リットル当たり約
5グラム〜約30グラムであり、そして1つの実施態様においては1リットル当たり
約10グラム〜約30グラムである。(A-1)で用いられる浸出溶液がアンモニア溶液
である場合、工程(A-3-1)の間に分離される第1の銅枯渇水性浸出溶液中の遊離ア
ンモニアの濃度は、通常1リットル当たり約10グラム〜約130グラムであり、そし
て1つの実施態様においては1リットル当たり約30グラム〜約90グラムである。
工程(A-2-2)は、工程(A-3-1)の間に分離する第1の銅枯渇水性浸出溶液を、工
程(A-5)からの少なくとも1種の銅枯渇抽出剤の有効量に接触させて、銅イオンを
当該第1の銅枯渇水性浸出溶液から当該銅枯渇抽出剤に移動させ、銅含有抽出剤
およ
び第2の銅枯渇水性浸出溶液を形成する工程を伴う。工程(A-3-2)は、工程(A-2-2
)の間に形成される銅含有抽出剤を、工程(A-2-2)の間に形成される第2の銅枯渇
水性浸出溶液から分離する工程を伴う。工程(A-3-2)の間に分離される銅含有抽
出剤は、通常、銅濃度が抽出剤1リットル当たり約0.4グラム〜約4グラムの範囲
であり、そして1つの実施態様においては抽出剤1リットル当たり約1グラム〜約2
.4グラムである。工程(A-3-2)の間に分離される第2の銅枯渇水性浸出溶液は、通
常、銅イオン濃度が1リットル当たり約0.01グラム〜約0.8グラムの範囲であり、
そして1つの実施態様においては1リットル中約0.04グラム〜約0.2グラムである
。工程(A-1)で用いられる浸出溶液が硫酸溶液である場合、工程(A-3-2)の間に分
離される第2の銅枯渇水性浸出溶液中の遊離硫酸の濃度は、通常1リットル当たり
約5グラム〜約50グラムであり、そして1つの実施態様においては1リットル中約5
グラム〜約40グラムであり、そして1つの実施態様においては1リットル中約10グ
ラム〜約30グラムである。工程(A-1)で用いられる浸出溶液がアンモニア溶液で
ある場合、工程(A-3-2)の間に分離される第2の銅枯渇水性浸出溶液中の遊離アン
モニアの濃度は、一般に1リットル当たり約10グラム〜約130グラムであり、そし
て1つの実施態様においては1リットル当たり約30グラム〜約90グラムである。
本発明のプロセスの工程(A-4)で用いられるストリッピング溶液は硫酸溶液で
あり、その硫酸溶液は、遊離硫酸濃度が通常1リットル当たり約80グラム〜約300
グラムの範囲である。1つの実施態様においては、(A-4)で用いられるストリッピ
ング溶液の遊離硫酸濃度は1リットル当たり約80グラム〜約170グラムであり、そ
して1つの実施態様においては1リットル当たり約90グラム〜約120グラムである
。
電着工程(A-6)は、工程(A-5)からの銅富化ストリッピング溶液を電気鋳造セル
に進める工程およびセル中のカソード上に銅を電着する工程を伴う。電気鋳造セ
ル中で処理される銅富化ストリッピング溶液は、銅富化ストリッピング溶液また
は電解質溶液のどちらで呼んでもよい。1つの実施態様においては、この電解質
溶液はセルに入れられる前に精製または濾過プロセスに供される。このセルは上
記のサブタイトル「電着プロセス」で述べた電気鋳造セルと同様の方法で操作さ
れ、その結果、所望の銅の円板、またはこのような円板を作製するために使用さ
れる銅板が、このようなセルのカソード上に形成される。これらの銅の円板また
は銅
板は銅カソードまたはカソード銅と呼ばれ得る。
ここで、このプロセスを図2を参照して以下説明する。これは、フローシート
であり、銅板を作製するための溶媒抽出、電着プロセスを例示し、この銅板は本
発明のプロセスで必要とされる円板を作製するために使用される。このプロセス
で、銅は銅浸出ダンプ200から抽出され、そして本発明のプロセスの工程(A)に従
って処理され、銅板130を製造する。このプロセスは、沈降機202、204および206
、採取池208、混合機210、212および214、溶解容器100、電気鋳造セル106、およ
びフィルタ102、104および216の使用を含む。この実施態様においては、本発明
のプロセスの工程(A-1)は、浸出ダンプ200で実施される。工程(A-2)および(A-3)
は、混合機210および212、および沈降機202および204を用いて２段階で実行され
る。工程(A-4)および(A-5)は混合機214および沈降機206を用いて実行される。工
程(A-6)および(A-7)は、電気鋳造セル106を用いて実行される。
ライン220からの水性浸出溶液が、浸出ダンプ200の表面上で散布される。浸出
溶液は、遊離硫酸濃度が通常１リットル当たり約５〜約50、そして１つの実施態
様においては約５〜約40、そして１つの実施態様においては１リットル当たり約
10〜約30グラムの硫酸溶液である。浸出溶液は、ダンプを通って、下に滲み通り
、鉱石中から銅を抽出する。浸出溶液は銅富化水性浸出溶液（ときどき、貴浸出
溶液という）としてダンプスペース222を通り、そしてライン224を通って採取池
208に流れる。浸出溶液は採取池208からライン226を通り、混合機212にポンプで
送出される。混合機212にポンプで送出される銅富化水性浸出溶液は、銅イオン
濃度が通常１リットル当たり約0.8〜約５の範囲であり、そして１つの実施態様
においては１リットル当たり約１〜約３グラムであり；そして遊離硫酸濃度が通
常１リットル当たり約５〜約30の範囲であり、そして１つの実施態様においては
１リットル当たり約10〜約20グラムである。混合機212において、銅富化水性浸
出溶液は、沈降機204の堰230からライン228を通って混合機212にポンプで送出さ
れる銅含有有機溶液と混合される。混合機212に加えられる銅含有有機溶液中の
銅の濃度は、通常、有機溶液中の抽出剤１リットル当たり約0.4〜約４グラムで
あり、そして１つの実施態様においては有機溶液中の抽出剤１リットル当たり約
１〜約2.4グラムである。混合機212中で混合する際に、有機相および水相が形成
され、そして混
合される。銅イオンは、水相から有機相へ移動する。混合物は混合機212からラ
イン232を通り、沈降機202にポンプで送出される。沈降機202において、水相お
よび有機相が分離され、有機相は上層を形成し、そして水相は下層を形成する。
有機相は堰234で集められ、そしてライン236を通り、混合機214にポンプで送出
される。この有機相は、銅富化有機溶液である（負荷有機物(loaded organic)と
称され得る）。この銅富化有機溶液は、通常、銅濃度が有機溶液中の抽出剤１リ
ットル当たり約１〜約６グラムであり、そして１つの実施態様においては有機溶
液中の抽出剤１リットル当たり約２〜約４グラムである。
銅富化有機溶液は、混合機214中で、銅枯渇ストリッピング溶液と混合される
。銅枯渇ストリッピング溶液（貧電解質(lean electrolyte)と称され得る）は、
電気鋳造セル106で生成され、セル106から、ライン238を通って混合機214にポン
プで送出される。この銅枯渇ストリッピング溶液は、通常、遊離硫酸濃度が１リ
ットル当たり約80〜約170の範囲であり、そして１つの実施態様においては１リ
ットル当たり約90〜約120グラムであり;そして銅イオン濃度が通常１リットル当
たり約40〜約120であり、そして１つの実施態様においては約80〜約100であり、
そして1つの実施態様においては1リットル当たり約90〜約95グラムである。新し
いストリッピング補給溶液(solution make-up)がライン238にライン240を通して
添加され得る。銅富化有機溶液および銅枯渇ストリッピング溶液は、混合機214
で混合され、その結果、水相と混合した有機相が形成される。銅イオンは有機相
から水相へ移動する。混合物は、混合機214からライン242を通り、沈降機206に
ポンプで送出される。沈降機206で、有機相は水相から分離し、この有機相は堰2
44で集められる。この有機相は、銅枯渇有機溶液である（ときどき、不毛(barre
n)有機物とよばれる）。この銅枯渇有機溶液は、通常、銅濃度が有機溶液中の抽
出剤１リットル当たり約0.5〜約２グラムの範囲であり、そして１つの実施態様
においては有機溶液中の抽出剤１リットル当たり約0.9〜約1.5グラムである。銅
枯渇有機溶液は、沈降機206からライン246を通り、混合機210にポンプで送出さ
れる。新しい有機補給溶液がライン246にライン248を通して添加され得る。
銅含有水性浸出溶液は、沈降機202からライン250を通り、混合機210にポンプ
で送出される。この銅含有水性浸出溶液は、銅イオン濃度が、通常１リットル当
た
り約0.4〜約４の範囲であり、そして１つの実施態様においては１リットル当た
り約0.5〜約2.4グラムであり；そして遊離硫酸濃度が通常１リットル当たり約５
〜約50の範囲であり、そして１つの実施態様においては１リットル当たり約５〜
約30であり、そして１つの実施態様においては約10〜約20グラムである。混合機
210では、有機相および水相が形成され、混合され、そして銅イオンが水相から
有機相へ移動する。混合物はライン252を通って沈降機204へポンプで送出される
。沈降機204で、有機相は水相から分離され、この有機相が堰230で集められる。
この有機相は、銅含有有機溶液であり、沈降機204からライン228を通り、混合機
212にポンプで送出される。この銅含有有機溶液は、銅濃度が通常、有機溶液中
の抽出剤１リットル当たり約0.5〜約４グラムの範囲であり、そして１つの実施
態様においては、有機溶液中の抽出剤１リットル当たり約１〜約2.4グラムであ
る。沈降機204中の水相は、銅枯渇水性浸出溶液であり、これはライン220を通り
、浸出ダンプ200にポンプ送出される。新しい浸出補給溶液がライン220にライン
254から添加され得る。
沈降機206中で分離する水相は、銅富化ストリッピング溶液である。これは沈
降機206からライン260を通り、フィルタ216にポンプで送出され、そしてフィル
タ216からライン262を通り、その後：ライン264を通って電気鋳造セル106にポン
プ送出されるか；あるいはライン266を通ってフィルタ104にポンプ送出され、そ
してフィルタ104からライン120を通って溶解容器100へポンプ送出される。フィ
ルタ216は、ライン217を通って迂回され得る。同様に、フィルタ104はライン128
を通って迂回され得る。この銅富化ストリッピング溶液は、銅イオン濃度が通常
１リットル当たり約50〜約150グラムの範囲であり、そして１つの実施態様にお
いて１リットル当たり約90〜約110グラムであり;そして遊離硫酸濃度が通常１リ
ットル当たり約70〜約140の範囲であり、そして１つの実施態様において約80〜
約110グラムである。電気鋳造セル106または溶解容器100に入る銅富化ストリッ
ピング溶液はまた、電解質溶液114と称され得る。電解質溶液の組成が調節(例え
ば有機添加剤の添加、銅イオン濃度の増加など)を必要とする場合、電解質溶液
は、電気鋳造セル106に送られる前に、溶解容器100に送られる。電解質溶液の組
成に調節が必要ない場合、電解質溶液は電気鋳造セル106にライン264を通って直
接送られる。
電気鋳造セル106において、電解質溶液114はアノード110とカソード112との間を
流動する。電圧がアノード110とカソード112との間に印加されると、カソード表
面で銅の電着が起こり、その結果、電着銅板130が各カソード112の各側面上で形
成される。
電解質溶液114は、電気鋳造セル106で銅枯渇電解質溶液に転化され、そしてセ
ル106からライン268または238のいずれかを通り、回収される。ライン238または
ライン268のいずれかにおける銅枯渇電解質溶液は、銅イオン濃度が通常１リッ
トル当たり約40〜約120グラムの範囲であり、そして１つの実施態様において１
リットル当たり約80〜約100グラムであり、そして1つの実施態様において1リッ
トル当たり約90〜約95グラムであり；そして遊離硫酸濃度が通常１リットル当た
り約80〜約170グラムの範囲であり、そして１つの実施態様において１リットル
当たり約90〜約120グラムの範囲である。この銅枯渇電解質は：(1)ライン268お
よび266を通りフィルタ104(これは任意にライン128を通って迂回され得る)にポ
ンプで送出され、そしてフィルタ104(またはライン128)からライン120に、ライ
ン120を通って溶解容器100に、そして容器100からライン121を通ってフィルタ10
2に、フィルタ102(これはライン124を通って迂回され得る)を通ってライン122に
ポンプ送出され、そしてセル106に戻されるか；あるいは(2)ライン238を通り、
混合機214に銅枯渇ストリッピング溶液としてポンプで送出されるかのいずれか
である。任意に、矢印116で示されるような追加の銅原料、矢印118で示されるよ
うな硫酸、活性硫黄含有物質、ゼラチンおよび／または上述のタイプの他の望ま
しい添加剤が容器100中の電解質溶液に添加される。また不純物ならびに塩化物
イオンが電解質溶液114からフィルタ102または104のいずれかまたは両方を用い
て除去され得る。
矢印116に示されるように容器100に入れられる追加の銅原料は任意の通常の形
態であり得、これは銅ショット、スクラップ銅金属、スクラップ銅ワイヤ、リサ
イクル銅、酸化第二銅、酸化第一銅などを包含する。追加の硫酸は矢印118に示
されるように容器100に入れられる。電気鋳造セル106からリサイクルされる電解
質溶液114もまた容器100にライン120を通して入れられる。電解質溶液114の容器
100中での温度は典型的には約25℃〜約51℃の範囲であり、そして1つの実施態様
において約32℃〜約43℃である。電解質溶液114は容器100から容器108に、ライ
ン1
21および122を通して進む。電解質溶液114はフィルタ102で容器108に入る前に濾
過され得、あるいは容器108への途上にライン124を通り、そしてそのことにより
、フィルタ102を迂回し得る。
容器100から容器108へと進む電解質溶液114は遊離硫酸濃度が通常1リットル当
たり約10グラム〜約300グラムの範囲であり、そして1つの実施態様において1リ
ットル当たり約60グラムから約150グラムであり、そして1つの実施態様において
1リットル当たり約70グラム〜約120グラムである。銅イオン濃度は1リットル当
たり通常約25グラム〜125グラムの範囲であり、そして1つの実施態様において1
リットル当たり約60グラム〜約125グラムであり、そして1つの実施態様において
1リットル当たり約70グラム〜約120グラムであり、そして1つの実施態様におい
て1リットル当たり約90グラム〜約110グラムである。電解質溶液中の遊離塩化物
イオン濃度は通常約300ppmまでであり、そして1つの実施態様において約150ppm
までであり、そして1つの実施態様において約100ppmまでであり、そして1つの実
施態様において約20ppmまでである。特に有利な実施態様において、遊離塩化物
濃度は約10ppmまでであり、そして1つの実施態様において約5ppmまでであり、そ
して1つの実施態様において約2ppmまでであり、そして1つの実施態様において約
1ppmまでであり、そして1つの実施態様において約0.5ppmまでであり、そして1つ
の実施態様において約0.2ppmまでであり、そして1つの実施態様において約0.1pp
mまでであり、そして1つの実施態様においてゼロまたは実質的にゼロである。1
つの実施態様において、遊離塩化物イオン濃度は約0.01ppm〜約10ppmの範囲であ
り、そして1つの実施態様において約0.01ppm〜約5ppmであり、そして1つの実施
態様において約0.01ppm〜約2ppmであり、そして1つの実施態様において約0.01pp
m〜約1ppmであり、そして1つの実施態様において約0.01ppm〜約0.5ppmであり、
そして1つの実施態様において約0.01ppm〜約0.1ppmである。不純物レベルは通常
1リットル当たり約50グラムを超えないレベルであり、そして1つの実施態様にお
いて1リットル当たり約20グラムを超えず、そして1つの実施態様において1リッ
トル当たり約10グラムを超えない。容器108中の電解質溶液の温度は通常約25℃
〜約100℃の範囲であり、そして1つの実施態様において約40℃〜約60℃である。
電解質溶液114はアノード110とカソード112との間を速度約5gpm〜約60gpmの範
囲の速度で流動し、そして1つの実施態様では約20gpm〜約50gpmであり、そして1
つの実施態様では約30gpm〜約40gpmである。電圧をアノード110とカソード112と
の間に印加して、カソード上に銅の電着を達成する。1つの実施態様において、
使用される電流は直流であり、そして1つの実施態様において電流は直流バイア
スをかけた交流である。電流密度は約10ASF〜約100ASFの範囲であり、そして1つ
の実施態様において約10ASF〜約50ASFである。電解質114中の銅イオンはカソー
ド112の表面で電子を獲得し、ここで金属銅が銅板130の形態で各カソード112の
各側面にめっきされる。カソード112上の銅の電着を銅板130の厚みが所望のレベ
ルになるまで続ける。これは例えば、約0.1インチ〜約1インチであり得、そして
1つの実施態様において約0.1インチ〜約0.5インチであり、そして1つの実施態様
において約0.2インチ〜約0.3インチである。次に電着を停止する。カソード112
を容器108から取り出す。銅プレート130をカソード112からストリッピングし、
そして次に洗浄および乾燥する。銅プレート130は典型的には図3に示すように正
方形または矩形の形態である。しかし、銅板130は円形であり得る。
電着プロセスは電解質溶液114から銅イオン(および使用される場合有機添加剤
)を枯渇させる。これらの成分は連続的に補充される。電解質溶液114は容器108
からライン268を通って回収され、そしてフィルタ104、ライン120、溶解容器100
、ライン121およびフィルタ102を通って再循環し、そして次に容器108にライン1
22を通して再導入される。フィルタ104はライン128を通って迂回され得る。同様
にフィルタ102はライン124を通って迂回され得る。
有機添加剤は電解質溶液114に、容器100、容器108のいずれかの中で添加され
得、またはライン122中に容器108に電解質溶液が入る前に添加され得る。これら
の有機添加剤の添加速度は、1つの実施態様において約30mg/分/kAまでの範囲で
あり、そして1つの実施態様において約0.1〜約20mg/分/kAであり、そして1つの
実施態様において約2〜約20mg/分/kAである。1つの実施態様において、有機添加
剤は添加されない。
実施例9
24×24×1/4インチの寸法を有する銅板130を図2に示すプロセスを用いて調製
する。浸出ダンプ200上にライン220から散布される水性浸出溶液は、１リットル
当たり20グラムの硫酸濃度を有する硫酸溶液である。ミキサー212にライン226を
通ってポンプで送出される銅富化水性浸出溶液は、１リットル当たり1.8グラム
の銅イオン濃度、および１リットル当たり12グラムの遊離硫酸濃度を有する。有
機溶液は、SX-7中の７重量％のLIX 984溶液である。ミキサー212に沈降機204か
ら加えられる銅含有有機溶液中の銅の濃度は、１リットル当たり1.95グラムの銅
濃度を有する。ミキサー214に沈降機202からポンプで送出される銅富化有機溶液
は、LIX 984１リットル当たり３グラムの銅濃度を有する。ミキサー214にライン
238から加えられる銅枯渇ストリッピング溶液は、１リットル当たり170グラムの
遊離硫酸濃度および1リットル当たり40グラムの銅イオン濃度を有する。沈降機2
06からミキサー210にポンプで送出される銅枯渇有機溶液はLIX 984１リットル当
たり1.25グラムの銅濃度を有する。沈降機202からミキサー210にポンプで送出さ
れる銅含有水性浸出溶液は１リットル当たり0.8グラムの銅イオン濃度および１
リットル当たり12グラムの遊離硫酸濃度を有する。沈降機204からライン220を通
り、ポンプで送出される銅枯渇水性溶液は１リットル当たり0.15グラムの銅濃度
および１リットル当たり12グラムの遊離硫酸濃度を有する。沈降機206から取り
出される銅富化ストリッピング溶液は、１リットル当たり50グラムの銅イオン濃
度および１リットル当たり160グラムの遊離硫酸濃度を有する。140ガロンの銅富
化ストリッピング溶液を、ミキサー／沈降機を通して２ガロン毎分(gpm)の速度
で再循環させる。溶液中でLIX 984の１リットル当たり３グラムの銅濃度を有す
る銅富化有機溶液の新しい流れもまた、２gpmの速度でミキサーに加える。許容
できるストリッピング反応速度(kinetics)を確実にするために必要な場合は、硫
酸を加える。銅富化ストリッピング溶液の温度は、約37.8℃またはそれ以上で保
持され、硫酸銅の結晶化を防止する。この手順から生成する最終的な電解質溶液
は１リットル当たり92グラムの銅イオン濃度、および１リットル当たり83グラム
の遊離硫酸濃度を有する。この電解質溶液を電気鋳造セル106に送る。セル106中
の電解質溶液は検出可能なレベルの遊離塩化物イオンを有しない。この電解質溶
液には有機添加剤は加えない。セル106中で銅板130が形成されるまで電着を続け
る。銅ワイヤを形成するための金属加工工程
本発明の工程(A)の間に形成される銅の円板は直接円板の形態に電着されるか
、
あるいは正方形または矩形の銅板の形態に電着され、これを次に公知の技術(例
えば、スタンピング、パンチング、機械加工など)を用いて切断して、円板を形
成するかのいずれかである。次にこの円板を金属加工工程に供する。この工程は
円板をその中心軸の回りに回転させ、切削工具をこの円板の周辺縁に給送して銅
のストリップをこの円板から剥離し、銅のストリップをスリッティングして複数
の銅ワイヤのストランドを形成し、そしてこの銅ワイヤのストランドを成形して
、所望の断面の形状およびサイズを有するストランドを提供する。
本発明の剥離工程は、円板をその中心軸の回りに回転させ、そして切削工具を
円板の周辺縁に給送して、銅のストリップを円板から剥離しする工程を包含する
。これは当該分野でときどき用語「スカイビング」とよばれる。
図3および4を参照すると、電着銅板130は、1つの実施態様において、標準的技
術を用いて切断され、円板300を形成する。円板300は周辺縁302および中心孔304
を有する。円板300は平滑または光沢のある一面と、粗面またはつや消し面を有
する対向面とを有する。平滑または光沢側は電着の間、カソードの表面に接して
いた側である。1つの実施態様において、円板の粗面またはつや消し面を機械加
工して、剥離工程の前に平滑または光沢面を形成する。しかし、1つの実施態様
において、この機械加工工程は省略される。実際、本発明の利点は、剥離の前に
円板の粗面またはつや消し面を平滑にする必要がないということである。
本発明の剥離工程は図5、5Aおよび5Bを参照すると最も良く理解され得る。図5
を参照すると、剥離工程に使用される装置は、円板300を支持するための円板支
持装置(図示せず)を含む。円板支持装置は、円板300を回転させることができ、
そして切削工具306を円板300の周辺縁302中に侵入させることができる任意の従
来の設計であり得る。例えば、円板支持装置は、水平に配置されたボール移動ユ
ニットを含み得る。円板支持装置はスピンドル308を備え、これは支持装置から
上方に中央孔304を通して突出する。円板300はスピンドル308に固定される。剥
離工程の間に、円板300は円板支持装置上で反時計回りに水平面で回転する。切
削工具306はスライディングブロック309の上に取り付けられる。スライディング
ブロック309はスライド310の上に取り付けられ、そしてスライド310に沿って円
板300に対して半径方向に水平(図5では上下で示される)に動くように適合してい
る。スライド
310は円板300の下方に円板300に平行に位置する水平面を有する。剥離工程の間
、スライドブロック309は、切削工具給送モーター(図示せず)によって、円板300
の外側縁から円板300の中心に向かってスライド310に沿って水平に駆動する。ス
ライディングブロック309の動きにより工具306は円板300の周辺縁302に侵入し、
そして銅ストリップ312を縁302から円板300の回転に従って剥離する。円板300は
スピンドルモーター314によって回転される。スピンドルモーター304は駆動チェ
ーン316を駆動し、これはスピンドルドライブ318に接続する。スピンドルドライ
ブ318はスピンドル308の一部であり、そしてスピンドルドライブ318の回転の結
果スピンドル308および円板300が回転する。銅ストリップ312は円板300の周辺縁
302から剥離され、そしてロール320、322および324に沿って前進してリール326
に巻き取られる。ロール320はスライドブロック309上に取り付けられる。ロール
322はスライド310に取り付けられる。巻き取りリール326は巻き取りモーター328
によって回転する。巻き取りモーター328は巻き取りリール326に駆動チェーン33
0および巻き取りドライブ332を通じて接続する。巻き取りリール326の回転の結
果、銅ストリップ312は巻き取りリール326の周りに巻き上げられ、そして銅スト
リップが円板300から剥離されるにつれて、所望の張力(例えば、約1〜約20ポン
ド・f(pounds of force)、そして1つの実施態様では約1〜約8ポンド・f、そして
1つの実施態様では約1〜約2ポンド・f)が銅ストリップ312に提供される。
切削工具306は図5Aにより詳細に図示される。切削工具306は工具保持具340に
取り付けられ、そしてクランプ342と344との間の固定位置に固定される。クラン
プ342は工具保持具340の一部を形成し、保持具340から垂直に上方に突出する。
クランプ344はクランプ342にボルト346によって固定される。工具保持具340はス
ライディングブロック309に取り付けられ、そしてそこにボルト348によって固定
される。切削工具306は鋭利なエッジ350、スクイ面352およびクリアランス面354
を有する。鋭利なエッジ350は開先角度Aが約40°から約60°であり、そして1つ
の実施態様においては約40°から約47°であり、そして1つの実施態様において
約45°から約47°であり、これはスクイ面352とクリアランス面354との交点に形
成される。1つの実施態様では、スクイ面352およびクリアランス面354の両方の
仕上げは8-12RMS仕上げである。鋭利なエッジは好ましくは約16ミクロンを超え
る欠陥を有し
ない。切削工具306は超硬工具であり、これはK68、K91、K910またはVR Wesson 6
60の等級であり得る。1つの実施態様において、切削工具306の組成物は炭化タン
グステンを含む。1つの実施態様において、切削工具306は60重量％の炭化タング
ステン、および約12重量％のコバルト、および約28重量％の炭化タンタルを含む
組成を有する。
切削工具306の円板300への侵入を図5Bに示す。工具306はクリアランス面354が
円板表面360の接線からの角度Cが約2°〜約4°、1つの実施態様では約2°〜約3
°となるように位置する。剥離運転の間、円板300は矢印364で示される方向に回
転し、そして銅ストリップ312が円板から剥離される。剥離運転のねじ切り(thre
ading)段階の間、円板表面(すなわち周辺縁302)の速度は約1〜約50フィート毎分
であり、そして1つの実施態様では約10〜約30フィート毎分である。運転速度は
約5〜約5000フィート毎分であり、そして1つの実施態様では約100〜約2000フィ
ート毎分であり、そして1つの実施態様では約200〜約1000フィート毎分であり、
そして1つの実施態様では約400〜約600フィート毎分であり、そして1つの実施態
様では約500フィート毎分である。スクイ面352と銅ストリップ312との間の角度
Ｄは、典型的には約5°までであり、そして1つの実施態様では、銅ストリップが
剥離されるにつれて、約0.5°〜約5°である。
剥離工程の間に、冷却剤または潤滑剤が切削工具306を冷却および／または潤
滑するために任意に使用され得る。銅の剥離のために使用される公知の任意の冷
却剤または潤滑剤が使用され得る。
銅ストリップ312は典型的には厚みが約0.002インチ〜約0.5インチであり、そ
して1つの実施態様では約0.002インチ〜約0.25インチであり、そして1つの実施
態様では約0.002インチ〜約0.1インチであり、そして1つの実施態様では約0.002
〜約0.05インチであり、そして1つの実施態様では約0.006〜約0.02インチである
。銅ストリップ312は典型的には幅が約0.1インチ〜約1インチであり、そして1つ
の実施態様では約0.1インチ〜約0.5インチであり、そして1つの実施態様では約0
.2インチ〜約0.3インチである。1つの実施態様において、銅ストリップ312は幅
が約0.25インチであり、そして厚みが約0.008インチ〜約0.012インチである。銅
ストリップ312の長さは典型的には約100フィート〜約40,000フィートの範囲であ
り、そし
て1つの実施態様では約100フィート〜約20,000フィートであり、そして1つの実
施態様では約100〜約10,000フィートであり、そして1つの実施態様では約500〜
約5000フィートであり、そして1つの実施態様では約900フィート〜約3000フィー
トである。
切削工具306の改変された設計を図5Cに示す。図5Cに示される改変された切削
工具306Aは図5、5Aおよび5Bに示される切削工具306と同じであるが、ただし306A
は逃げ面355を有し、これはスクイ面352からの角度Bでスクイ面から鋭利なエッ
ジ350から離れる方向に引き出される。角度Bはは約5°までであり、そして1つの
実施態様では約1°〜約5°の範囲である。鋭利なエッジ352から縁353に伸びるス
クイ面352の長さは約0.002インチ〜約0.01インチであり、そして1つの実施態様
では約0.005インチである。
本発明のプロセスのスリッティング工程は図6〜8を参照すると最も良く示され
る。プロセスのこの工程において、円板300から剥離された銅ストリップ312がス
リッティングされて複数のワイヤのストランドを形成し、これは正方形または矩
形の断面を有する。図6〜8に図示した実施態様において、銅ストリップ312をス
リッター380を用いてスリッティングして、ワイヤストランド402、404、406、40
8および410が製造される。スクラップワイヤストランド400および412もまた形成
される。このプロセス工程の系列は、銅ストリップ312をリール326から巻き外す
工程、これをアキュムレータ370を通して張力シーブ372へと進め、そして張力シ
ーブ372を回ってスリッター380に進める工程を伴う。アキュムレータ370は固定
シーブ374およびダンサーシーブ（dancer sieve）376を含み、これは銅ストリッ
プ312がスリッター380へと進む間、銅ストリップ312の張力の維持を提供する。
スリッター380で銅ストリップ312はスリッティングされてワイヤストランド402
、404、406、408および410が形成され、そしてこれらのワイヤストランドはスリ
ッター380から製品スプール382、384、386、388および390へと各々進む。スクラ
ップワイヤストランド400および412もまたスリッター380で形成され、そしてこ
れらのストランドはスプール392および394に各々進む。スクラップワイヤストラ
ンド400および412は溶解容器100へリサイクルされ得る。製品ワイヤストランド4
02、404、406、408および410は正方形または矩形の断面を有し、各々のストラン
ドは1つの実
施態様では幅約0.008インチ〜約0.02インチであり、そして1つの実施態様では約
0.008インチ〜約0.012インチであり;そして厚み(または高さ)が約0.002インチ〜
約0.2インチであり、そして1つの実施態様では約0.002インチ〜約0.1インチであ
り、そして1つの実施態様では約0.006インチ〜約0.01インチである。1つの実施
態様において、製品ワイヤストランドの各々は矩形の断面を有し、幅約0.012イ
ンチおよび厚み(または高さ)約0.008インチである。1つの実施態様において、製
品ワイヤストランドの各々は正方形または実質的に正方形の断面を有し、これは
約0.005×0.005インチ〜約0.050×0.050インチ、または約0.010×0.010インチ〜
約0.030×0.030インチ、または約0.020×0.020インチである。
上記のように、本発明プロセスの1つの利点は、円板300が本発明のプロセスの
剥離またはスリッティング工程の前に平滑化または機械加工される必要がないこ
とである。これはスリッティング工程が、スクラップワイヤストランド400およ
び412の製造を提供することによって、銅ストリップ312の縁が不揃いであること
を考慮に入れているという事実に依る。
スリッター380で、銅ストリップ312は図7に模式的に示されそして一般的に参
照番号420で同定される切刃アセンブリを用いてスリッティングされる。切刃ア
センブリ420は、エッジスペーサー422、424、426および428、切刃430、432、434
、436および438、ならびにスペーサー440、442、444、446および448を含む。切
刃およびスペーサーは銅箔をカッティングするのに適した任意の工具鋼で構築さ
れ得る。このような工具鋼の例はM2である。切刃430、432、434、436および438
の厚み(または幅)は典型的には約0.002インチ〜約0.2インチの範囲であり、そし
て1つの実施態様では約0.008インチ〜約0.014インチであり、そして1つの実施態
様では約0.0105インチである。スペーサー440、442、444、446および448の厚み(
または幅)は典型的には約0.002インチ〜約0.2インチの範囲であり、そして1つの
実施態様では約0.008インチ〜約0.014インチであり、そして1つの実施態様では
約0.011インチである。エッジスペーサー422、424、426および428の厚み(または
幅)は約0.1インチ〜約0.5インチの範囲であり得、そして1つの実施態様では約0.
2インチ〜約0.4インチであり得、そして1つの実施態様ではその各々の厚みは約0
.3745インチであり得る。エッジスペーサーおよび切刃の直径は約2インチ〜約6
インチの範囲
であり得、そして1つの実施態様では約3インチ〜約5インチであり得る。スペー
サー440、442、444、446および448の直径は約2インチ〜約6インチの範囲であり
得、そして1つの実施態様では約3インチ〜約5インチであり得る。切刃アセンブ
リ420は追加の切刃およびスペーサーを含み得、これは図示されないが、当業者
には容易に明らかである。
1つの実施態様において、銅ストリップ312がスリッター380を通って進むにつ
れて、金属加工潤滑剤がこの銅ストリップ312の表面に付与される。潤滑剤は銅
のカッティングまたはスリッティングに使用される任意の公知の金属加工潤滑剤
であり得る。例はDie Magicであり、これはDiversified Technology Incorpora
tedの製品である。
上記のように、銅ストリップ312はスリッター380でスリッティングされて製品
ワイヤストランド402、404、406、408および410ならびにスクラップワイヤスト
ランド400および412が形成される。これらのワイヤストランドのすべてはスリッ
ター380からワイヤガイド(またはローラー)480および482の上を通ってガイド484
に進み、そして次にガイド484の下を通ってガイド486に進む。ワイヤストランド
402はガイド486の上を通り、ガイド488を回り、製品スプール382に進む。ガイド
484は負荷センサーを備え、負荷センサーはそれに接するワイヤストランドの張
力を検出し、そしてこの情報を用いてスプール382の回転を制御し、そしてそれ
によりワイヤストランド402の張力を制御する。残りのワイヤストランドはガイ
ド490に進み、そして次にガイド490の下を通りガイド492に進む。ワイヤストラ
ンド404はガイド492からスプール384に進む。ガイド490は負荷センサーを備え、
これはそれに接するワイヤストランドの張力を検出し、そしてスプール384の回
転およびワイヤストランド404の張力を制御する信号を供給する。残りのワイヤ
ストランドはガイド492からガイド494に進み、そして次にガイド494の下を通り
ガイド496に進む。ワイヤストランド406はガイド496からガイド498を回り、スプ
ール386に進む。ガイド494は負荷センサーを備え、負荷センサーはそれに接する
ワイヤストランドの張力を検出し、そしてスプール386の回転を制御する信号を
供給し、それによりワイヤストランド406の張力を制御する。残りのワイヤスト
ランドはガイド496からガイド500に進み、そして次にガイド500の下を通りガイ
ド502に進む。ワイヤス
トランド408はガイド502からスプール388に進む。ガイド500は負荷センサーを備
え、負荷センサーはスプール388の回転を制御する信号を供給し、それによりワ
イヤストランド408の張力を制御する。残りのワイヤストランドはガイド502から
ガイド504に進み、そして次にガイド504の下を通りガイド506に進む。ワイヤス
トランド410はガイド506からガイド508を回りスプール390に進む。ガイド504は
負荷センサーを備え、負荷センサーはそれに接するワイヤストランドの張力を検
出し、そしてスプール390の回転を制御する信号を供給し、それによりワイヤス
トランド410の張力を制御する。残りのワイヤストランドはガイド506からガイド
510に進み、そして次にガイド510の下を通りガイド512に進む。ワイヤストラン
ド400はガイド512からガイド514に進み、そして次にガイド514を回りスプール39
2に進む。ガイド510は負荷センサーを備え、負荷センサーはスプール392の回転
を制御する信号を供給し、それによりワイヤストランド400の張力を制御する。
ワイヤストランド412はガイド512からガイド516に進み、ガイド516の下を通りガ
イド518に進み、ガイド518の上を通りガイド520に進み、そしてガイド520の下を
通りスプール394に進む。ガイド516は負荷センサーを備え、負荷センサーはワイ
ヤストランド412の張力を検出し、そしてスプール394の回転を制御する信号を供
給し、それによりワイヤストランド412の張力を制御する。
図6および7に開示されるスリッターアセンブリは5本の製品ワイヤストランド
および2本のスクラップワイヤストランドの製造に備えるが、追加の切削刃を切
削刃アセンブリ420に提供することによって、追加の製品ワイヤストランドが製
造され得ることは当業者には明らかである。同様に、製造される製品ワイヤスト
ランドの幅は切削刃アセンブリ420で使用されるスペーサーのサイズを変更する
ことによって変更され得る。また、このアセンブリで製造される製品ワイヤスト
ランドの長さは、このスリッティング工程で使用される銅ストリップ312の長さ
を変更することによって変更され得る。製造された製品ワイヤストランドは他の
同様に製造されたワイヤストランドに公知の技術(例えば突き合わせ溶接)を用い
て溶接され得、より長いワイヤストランドが製造される。
一般に、本発明に従って製造される銅ワイヤは従来入手可能な任意の断面形状
を有し得る。これらには、円形断面、正方形、矩形、台形、多角形、楕円などが
包含される。これらの形状の縁は鋭利であっても、または丸くされていても良い
。これらのワイヤは、1つの、または一連の、または組み合わせたTurksヘッドミ
ル、および／または引抜ダイスを用いて作製され得、所望の形状およびサイズが
提供される。これらのワイヤは、断面積直径または主な寸法が約0.0002インチ〜
約0.25インチの範囲であり、そして1つの実施態様では約0.002インチ〜約0.1イ
ンチであり、そして1つの実施態様では約0.004インチ〜約0.05インチであり、そ
して1つの実施態様では約0.006インチ〜約0.012インチであり、そして1つの実施
態様では約0.008インチ〜約0.012インチであり得る。
1つの実施態様において、銅ワイヤのストランドは1つまたは一連のTurksヘッ
ド成形ミルを用いて圧延され、ここで各々の成形ミルにおいてストランドは2対
の対向する固定されたフォーミングロールを通して引かれる。1つの実施態様に
おいて、これらのロールは溝を刻まれて、丸くされた縁を有する形状(例えば矩
形、正方形など)が製造される。ロールが駆動される駆動式Turksヘッドミルが使
用され得る。Turksヘッドミルの速度は約100フィート毎分〜約5000フィート毎分
であり得、そして1つの実施態様では約300フィート毎分〜約1500フィート毎分で
あり得、そして1つの実施態様では約600フィート毎分である。
1つの実施態様において、ワイヤストランドは3つのTurksヘッドミルを連続的
に通過し、断面が矩形の銅ワイヤが断面が正方形のワイヤに転換される。第1に
、ストランドを断面0.005×0.010インチから断面0.0052×0.0088インチまで圧延
する。第2に、ストランドを断面0.0052×0.0088インチから断面0.0054×0.0070
インチまで圧延する。第3に、ストランドを断面0.0054×0.0070インチから断面0
.0056×0.0056インチまで圧延する。
1つの実施態様において、ワイヤストランドは2つのTurksヘッドミルを連続的
に通過する。第1に、ストランドを断面0.008×0.010インチから断面0.0087×0.0
093インチまで圧延する。第2に、ストランドを断面0.0087×0.0093インチから断
面0.0090×0.0090インチまで圧延する。
1つの実施態様において、本発明に従って作製されたワイヤのストランドをダ
イスまたは一連のダイスを通して引抜き、丸い断面のストランドを提供する。ダ
イスは、ある形状(例えば、正方形、楕円形、矩形など)から円形へのパスのダイ
ス
であり、ここで入っていくワイヤのストランドは引抜コーン中で平面位置に沿っ
てダイスに接触し、そして平面位置に沿ってダイスから出る。1つのダイスまた
は複数のダイスは丸から丸へのパスのダイスであり得る。ダイスの開先角度は、
１つの実施態様において約8°、12°、16°、24°または当該分野で公知の他の
角度である。1つの実施態様において、引抜きの前に、ワイヤのストランドは浄
化および溶接される(上記のように)。
ゲージが約29AWG〜約36AWGのワイヤ、そして1つの実施態様では約33AWG〜約35
AWGのワイヤが形成され得る。1つの実施態様において、0.0056×0.0056インチの
正方形の断面を有するワイヤのストランドを1回のパスでダイスを通して引抜き
、円形の断面を有し、そして断面の直径が0.0056インチ(AWG35)のワイヤを提供
する。
1つの実施態様において、本発明の方法のスリッティング工程で製造された正
方形または矩形の断面のワイヤストランドは最初に成形ラインで処理され、ここ
で断面がこのような正方形または矩形から円形または楕円形の断面を有するワイ
ヤストランドへと転換される。楕円形または円形の断面を有するワイヤストラン
ドを次に丸ダイスを通して引抜いて、所望のサイズの円形断面を有するワイヤス
トランドを提供する。図9を参照すると、ワイヤストランド402はスプール382か
ら巻き戻され、そしてアキュムレータ540へと進む。(あるいは、任意のワイヤス
トランド404、406、408または410がスプール384、386、388または390から各々巻
き戻され、アキュムレータ540へ進む)。ワイヤストランド402は次にアキュムレ
ータ540から成形ユニット550に進む。アキュムレータ540は固定シーブ542および
ダンサーシーブ544を含み、これらは成形ユニット550に進むワイヤストランド40
2の張力を維持するために備えられる。成形ユニット550に入るワイヤストランド
402は典型的には正方形または矩形の断面積を有し、これは幅が約0.006インチ〜
約0.02インチ、そして1つの実施態様では約0.010インチ〜約0.014インチであり
；そして高さ(または厚み)が約0.002〜約0.02インチ、そして1つの実施態様では
約0.006インチ〜約0.01インチである。1つの実施態様において、成形ユニット55
0に入るワイヤストランド402は約0.008×0.012インチの寸法の矩形の断面を有す
る。成形ミル550は駆動式Turksヘッドミル、キャップスタンユニットと組み合わ
せたプルスルー(pull-through)Turksヘッドミル、またはキャップスタンユニッ
トと組み
合わせたダイスボックスを備える。成形ユニット550でワイヤストランド402の断
面が矩形または正方形から楕円形に変形される。1つの実施態様において、楕円
の長径は約0.008インチ〜約0.014インチ、そして1つの実施態様では約0.008イン
チ〜約0.010インチであり；そして短径は約0.004インチ〜約0.01インチ、そして
1つの実施態様では約0.006インチ〜約0.009インチである。1つの実施態様では、
成形ユニット550で成形されるワイヤストランドは楕円の断面を有し、これは長
径が約0.010インチおよび短径が約0.008インチである。ワイヤストランド402は
成形ユニット550から高荷重(dead weight)ダンサーシーブ560の上から成形ユニ
ット570へと進む。成形ユニット570はキャップスタンユニットと組み合わせたダ
イスボックスを備える。成形ユニット570で楕円形の断面のワイヤが丸められて
、円形断面または円形に近い断面が形成される。1つの実施態様において、成形
ユニット570で成形されるワイヤストランドは円形またはほぼ円形であり、そし
て長径が約0.008インチ〜約0.012インチ、そして1つの実施態様では約0.009イン
チ〜約0.010インチである。1つの実施態様では、成形ユニット570で形成される
ワイヤストランドは実質的に円形であり、長径0.009インチおよび短径0.008イン
チである。ワイヤストランドは成形ユニット570からアキュムレータ580を通りス
プール590に進み、ここで巻き取られる。アキュムレータ580は固定シーブ582お
よびダンサーシーブ584を含み、これらが成形ユニット570からスプール590に進
む銅ワイヤストランドの張力の維持のために備えられる。
図10を参照すると、成形ユニット570(図9)で製造された円形または実質的に円
形のワイヤストランド402はダイスポックス610中の一連のダイスを通して引抜か
れ、円形断面および所望の直径を有するワイヤストランドが製造され、これがス
プール630に集められる。ダイスボックス610は、ワイヤストランドを所望の直径
またはワイヤゲージまで細線化するために選択される丸ダイス612の列を含む。
図10では14個のダイスが図示されるが、当業者は任意の所望の数のダイスが使用
され得ることを認識する。ワイヤ402はスプール590からシーブ600の上を通り、
ダイスボックス610中の第1ダイスを通り、シーブ620を回り、ダイスボックス610
の下を通り、シーブ600を回り、そしてダイスボックス610中の第2ダイスへと進
み、そしてこの第2ダイスを通る。この一連の操作をワイヤストランドがダイス
ボックス
610中の最後のダイスを通り、次にシーブ620へ進み、そしてシーブ620からスプ
ール630へ進み、ここで集められるまで続ける。各ダイスで必要とされる細線化
は当業者によって決定され得る。1つの実施態様では、完全な細線化が各ダイス
で達成される(例えば34AWGから35AWGへ)。1つの実施態様では、各ダイスで1/3細
線化が達成される(例えば34AWGから34 1/3AWGへ)。ダイスポックス610での細線
化の間に、従来の金属加工潤滑剤がダイスの潤滑を目的として使用される。銅ワ
イヤの引抜きに適した任意の金属加工潤滑剤が使用され得る。例として、HSDL N
o.2およびHSDL No.20が挙げられ、これらの両方はG．Whitfield Richards Co.の
製品である。このワイヤ引抜工程の間に、ワイヤストランドは約AWG 32から約AW
G 48まで細線化され、そして1つの実施態様では約AWG 32から約AWG 54まで細線
化される。1つの実施態様では、ゲージが約AWG 32〜約AWG 60の銅ワイヤストラ
ンドが作製され得る。特に有利な実施態様では、ゲージが約AWG 20〜約AWG 60、
そして1つの実施態様では約AWG 30〜約AWG 60、そして1つの実施態様では約AWG
40〜約AWG 60、そして1つの実施態様では約AWG 45〜約AWG 60、そして1つの実施
態様では約AWG 50〜約AWG 60、そして1つの実施熊様では約AWG 55〜約AWG 60の
ワイヤストランドが作製され得る。
本発明の利点はゲージが約AWG 50〜約AWG 60、そして1つの実施態様では約AWG
55〜約AWG 60の細いワイヤが作製され得ることである。これは、銅ワイヤの粒
子構造が、このワイヤを作製するために使用される銅の電着のために使用される
電着浴の化学物質(chemistry)を制御することによって、正確な範囲内で制御さ
れ得るからである。
実施例10
幅0.25インチ、厚み0.008インチ、および長さ100フィートの銅ストリップ312
を直径6インチの銅の円板300から、図5、5Aおよび5Bに示される装置を用いて剥
離する。銅ストリップ312を図6および7に示される装置を用いて剪断し、5本のワ
イヤのストランドを形成し、その各々は断面が0.008×0.012インチである。これ
らのワイヤストランドを脱脂、洗浄、すすぎ、酸洗い、電解研磨、すすぎおよび
乾燥する。ワイヤのストランドをロールおよび引抜ダイスの組み合わせを用いて
円形の断面に成形する。第1パスは小型化(miniaturized)駆動式Turksヘッド成形
ミ
ルを用いて、寸法が0.012インチの側を約0.010〜0.011インチに細線化する。次
のパスは第2Turksヘッドミルを通り、ここでこの寸法がさらに約0.008〜0.010イ
ンチまで圧縮され、全体の断面は正方形である。これらのパスは両方とも上記の
寸法に関しては圧縮的であり、横方向の寸法(圧縮される方向に対して垂直な断
面方向の寸法)およびワイヤの長さは増大する。縁は各パスで丸くされる。ワイ
ヤのストランドを次に引抜ダイスに通し、ここでストランドは丸くされ、そして
延伸され、直径は0.00795インチ(AWG 32)まで細線化される。本発明のプロセスで作製される銅ワイヤ
1つの実施態様では、本発明のプロセスで製造される銅ワイヤは実質的に均一
な非配向の粒子構造を有し、これは本質的に円柱状の粒子を含まない。1つの実
施態様では、このワイヤの粒子構造は本質的に双晶境界(twin boundary)を含ま
ない。1つの実施態様では、このワイヤは実質的に空隙(porosity)を有さない。
「本質的に円柱状の粒子を含まない」、「本質的に双晶境界を含まない」、およ
び「実質的に空隙を有さない」という表現は、ほとんどの場合、ワイヤを顕微鏡
または透過型電子顕微鏡(TEM)で分析すると、このワイヤが円柱状の粒子を含ま
ず、双晶境界を含まず、あるいは空隙を有さないが、ときには少量の円柱状粒子
形成、双晶境界形成および／または空隙が観察され得るという事実をいう。1つ
の実施態様では、このワイヤは酸化物が入っていない。これらの性質を有する銅
ワイヤは、このような性質を有さないものよりも容易に引抜され得る。
1つの実施態様では、本発明のプロセスで作製されたワイヤは銅含量が約99重
量％〜約99.999重量％であり、そして1つの実施態様では約99.9重量％〜約99.99
重量％である。
1つの実施態様では、本発明のプロセスで作製されるワイヤは極限引張強さ(UT
S)が23℃で約60,000psi〜約95,000psiの範囲であり、そして1つの実施態様では
約60,000psi〜約85,000psiであり、そして1つの実施態様では約65,000psi〜約75
,000psiである。1つの実施態様では、このワイヤの伸び率は23℃で約8％〜約18
％であり、そして1つの実施態様では約9％〜約16％であり、そして1つの実施態
様では約9％〜約14％である。
1つの実施態様では、本発明のプロセスで作製されるワイヤは冷間加工(cold w
ork)されて、約60％まで細線化され、そしてその引張強さが約65,000psi〜約90,
000psiの範囲であり、そして1つの実施態様では約70,000psi〜約75,000psiであ
り;そして伸び率は約0％〜約4％であり、そして1つの実施態様では約0％〜約2％
であり、そして1つの実施態様では約1％である。
1つの実施態様では、本発明プロセスで作製されるワイヤは冷間加工されて、
約60％まで細線化され、そして次に温度200℃で2時間アニールされ、そしてその
引張強さが約25,000psi〜約40,000psiの範囲であり、そして1つの実施態様では
約27,000psi〜約30,000psiであり；そして伸び率は約30％〜約40％である。
1つの実施態様では、本発明のプロセスで作製される銅ワイヤは伝導度が少な
くとも約100％IACS(International Annealed Copper Standard)であり、そして1
つの実施態様では約100％〜約102.7％IACSである。
本発明のプロセスで作製されるワイヤは公知の化学的、機械的または電解研磨
技術を用いて浄化され得る。化学的クリーニングは、ワイヤを硝酸または熱(例
えば約25℃〜70℃)の硫酸のエッチング浴または酸洗い浴に通すことによって達
成され得る。電解研磨は、電流および硫酸を用いて行われ得る。機械的クリーニ
ングは、ブラシなどを用いてバリや同様の粗い部分をワイヤの表面から取り除く
ことによって達成され得る。1つの実施態様では、ワイヤを苛性ソーダ溶液を用
いて脱脂し、洗浄し、すすぎ、熱(例えば約35℃)硫酸を用いて酸洗いし、硫酸を
用いて電解研磨し、すすぎ、そして乾燥する。
1つの実施態様では、本発明のプロセスを用いて作製されるワイヤのストラン
ドは長さが約100,000フィートまでであり、そして1つの実施態様では約5000フィ
ート〜約50,000フィートであり、そして1つの実施態様では約10,000〜約50,000
フィートである。1つの実施態様では、本発明のプロセスで作製されるワイヤの
ストランドは、比較的長さが短く(例えば約500フィート〜約5000フィート、そし
て1つの実施態様では約1000フィート〜約3000フィートであり、そして1つの実施
態様では約2000フィートである)、そしてこれらのワイヤのストランドを他の同
様に製造されたワイヤのストランドに公知の技術(例えば、突き合わせ溶接)を用
いて溶接し、比較的に長さが長い(例えば、長さが約100,000フィートを越える、
あるいは約20
0,000フィートを越え、約1,000,000フィート以上まで)ワイヤのストランドを製
造する。
本発明の利点は、本発明のプロセスで作製されるワイヤの特性が、電解質溶液
の組成を制御することによって大幅に制御され得ることである。従って、例えば
、有機添加剤を含まず、そして遊離塩化物イオン濃度が1ppm未満、そして1つの
実施態様ではゼロまたは実質的にゼロである電解質溶液は、超薄型銅ワイヤ(例
えば約AWG 40〜約AWG 60、そして1つの実施態様では約AWG 50〜約AWG 60)の製造
に特に適する。
1つの実施態様では、本発明のプロセスで作製されるワイヤは以下のコーティ
ングの1つ以上でコートされる：
(1) 鉛、または鉛合金(80 Pb-20Sn) ASTM B189
(2) ニッケル ASTM B355
(3) 銀 ASTM B298
(4) スズ ASTM B33
これらのコーティングは(a)接続ワイヤ(hookup-wire)用途のためのハンダ付け性
能(solderability)を保持するため、(2)銅とゴムのような絶縁材料との間のバリ
アを提供するため(ゴムのような絶縁材料は銅と反応しそしてそれに付着する(そ
のため電気的接続成立のためにワイヤから絶縁体を剥ぎ取ることが困難になる))
または(c)高温でのサービスの際の銅の酸化を防ぐために付与され得る。スズ-鉛
合金コーティングおよび純粋なスズのコーティングが最も一般的である；ニッケ
ルおよび銀は特別なそして高温での用途のために使用される。銅ワイヤは溶融金
属浴中の熱浸漬、電気めっきまたはクラッディングによってコートされ得る。1
つの実施態様では、連続式プロセスが使用される。連続式プロセスは、ワイヤ引
抜操作の後の「オンライン」コーティングを可能にする。
撚り合わされたワイヤは、可撓性のケーブルを提供するために、いくつかのワ
イヤを一緒にねじりあるいは編組みして製造され得る。個々のワイヤの数、サイ
ズおよび配置を変更することによって、所与の電流通過能(currrent-carrying c
apacity)に対して、異なる程度の可撓性が達成され得る。ソリッドワイヤ、同軸
ストランド、ロープストランド、および束(bunch)ストランドの順で可撓性の度
合
いが高くなる。最後の3つのカテゴリの中では、より細いワイヤがより多数であ
るほど可撓性がより高くなる。
撚り合わされたワイヤおよびケーブルは「結束機」または「ストランダ」とし
て知られる機械で作製され得る。従来の結束機は小直径のワイヤ(34 AWGから10A
WGまで)を撚り合わせるために使用される。個々のワイヤは設備の横側に位置す
るリールから繰り出され、そしてフライヤアームを越えて送られる。フライヤア
ームはテークアップリール(take-up reel)の回りを回転し、ワイヤを捩る。テー
クアップ速度に対するアームの回転速度は束のより目の長さを制御する。小さい
、ポータブルの可撓性のケーブルのためには、個々のワイヤは通常30〜40AWGで
あり、各ケーブル中には30,000本もの多数のワイヤが存在し得る。
ユニット内部に取り付けられたワイヤを繰り出すリール(wire-payoff reel)を
18個まで有する環状結束機が使用され得る。ワイヤは各リールから出発する(tak
e off)が、その間、水平面に保持され、これが管状バレルに従って通され、そし
てバレルの回転動作によって他のワイヤと捻り合わされる。テークアップの最後
には、ストランドはクロージングダイス(closing die)を通り、最終束構造を形
成する。仕上がったストランドはこれもまた機械内にあるリール上に巻き取られ
る。
1つの実施態様では、ワイヤは絶縁体または被覆物でコートまたは被覆される
。３つのタイプの絶縁材料または被覆材料が用いられ得る。これらは、ポリマー
、エナメル、および紙と油(paper-and-oil)である。
１つの実施態様において、用いられるポリマーは、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポ
リエチレン、エチレンプロピレンゴム(EPR)、シリコーンゴム、ポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)およびフッ素化エチレンプロピレン(FEP)である。ポリアミ
ドコーティングは、耐火性が最も重要な場合、例えば有人宇宙船用の配線用ハー
ネスなどに用いられる。天然ゴムも使用され得る。良好な可撓性が維持されなけ
ればならない場合(例えば、溶接ケーブルまたは採鉱用ケーブル)にはいつも、合
成ゴムが用いられ得る。
多様なPVCが有用である。これにはいくつかの耐火性のPVCが包含される。PVC
は良好な誘電強度および可撓性を有し、そして最も安価な従来的な絶縁および被
覆材料の１つであるため、特に有用である。PVCは主として通信ワイヤ、制御用
ケ
ーブル、建築用ワイヤ(building wire)および低電圧電力ケーブルに用いられる
。PVC絶縁体は、通常、約75℃までの低温での連続的な操作を必要とする用途に
選択される。
ポリエチレンは、その低くかつ安定な誘電率のため、より優れた電気的特性が
要求される場合に有用である。ポリエチレンは摩耗および溶媒に耐性である。ポ
リエチレンは主として接続ワイヤ、通信ワイヤおよび高電圧ケーブルに使用され
る。架橋ポリエチレン(XLPE)は、ポリエチレンに有機過酸化物を添加し、次いで
混合物を加硫することによって製造され、良好な耐熱性、良好な機械的特性、良
好なエージング特性を有し、周囲の応力によるひび割れを生じない。特別のコン
パウンディングにより、架橋ポリエチレンに耐火性が提供され得る。通常の最高
持続操作温度は約90℃である。
PTFEおよびFEPは、耐熱性、耐溶媒性および高い信頼性が重要である、ジェッ
ト機用ワイヤ、電気設備ワイヤおよび特別の制御用ケーブルを絶縁するために用
いられ得る。これらの電気ケーブルは、約250℃までの温度で操作され得る。
これらのポリマー化合物は、押出しによって、ワイヤ上に塗布され得る。押出
機は、ペレットまたは粉末の熱可塑性ポリマーを連続的なカバーに変換する機械
である。絶縁化合物をホッパに入れ、このホッパは絶縁化合物を、長い加熱され
たチャンバーに供給する。連続的に回転するスクリューは、加熱された領域にペ
レットを移動させ、そこでポリマーが軟化し、流体となる。チャンバーの終端で
溶融化合物は小さなダイスを通って、移動するワイヤを覆って押し出される。こ
のワイヤもまたダイ開口部を通る。絶縁されたワイヤは押出機を出ると水冷され
、そしてリールに巻き取られる。EPRおよびXLPEで被覆されたワイヤは、好まし
くは、冷却の前に加硫チャンバーを通され、架橋プロセスを完了させる。
フィルムコートワイヤは、通常、細いマグネットワイヤであり、一般に、薄く
フレキシブルなエナメルフィルムでコートされた銅ワイヤを含む。これらの絶縁
された銅ワイヤは、電気装置の電磁コイルに用いられ、そして高いブレイクダウ
ン電圧に耐え得なければならない。温度定格は、約105℃〜約220℃の範囲であり
、エナメル組成に依存する。有用なエナメルは、ポリビニルアセタール、ポリエ
ステルおよびエポキシ樹脂に基づく。
ワイヤをエナメルコーティングするための装置は、大量のワイヤを同時に絶縁
するように設計される。１つの実施態様において、ワイヤはエナメルアプリケー
タを通り、このエナメルアプリケータは制御された厚みの液体エナメルをワイヤ
上に塗布する。次いで、ワイヤは一連のオーブンに通されて、コーティングが硬
化され、そして仕上がったワイヤはスプール上に集められる。エナメルの厚い(h
eavy)コーティングを作製するために、ワイヤを何回かこのシステムに通すこと
が必要であり得る。粉末コーティング法も有用である。これらの方法は、従来の
エナメルの硬化の特徴である溶媒の放出を防ぎ、従って製造者にとってOSHAおよ
びEPA規格に適合することがより容易になる。静電噴霧器、流動床などが、この
ような粉末コーティングを塗布するために用いられ得る。
本発明をその好適な実施態様に関して説明してきたが、その種々の改変は本明
細書を読めば当業者には明らかであることが理解される。従って、本明細書中に
開示される本発明は、添付の請求の範囲の範囲内のこのような改変をカバーする
ことを意図することが理解されるべきである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ
，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，
ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ
Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ
，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ
，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，
ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ
Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ
，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，
ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ
Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ
，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，
ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ
Ｎ，ＹＵ，ＺＷ
(72)発明者 ハセガワ，クレイグ ジェイ.
アメリカ合衆国 オハイオ 44094，ウィ
ロービー，スティーブンス ブールバード
36530