JP5492288B2 - 孔開き箔電解析出装置 - Google Patents
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Description
このような要求から、例えば、特許文献1には、陰極ドラムの周面に、絶縁性の高い合成樹脂を埋設した不導体部を所定のパターンで配置した孔開き箔電解析出装置が提案されている。
この孔開き箔電解析出装置では、不導体部には金属箔が析出されないことから、所望する配列パターンと開口率とを有する孔開き箔を製造することができる。
この製造方法では、酸化膜の厚みを管理することにより、所望する開口率を有する孔開き箔を製造することができる。
例えば、特許文献1記載の孔開き箔電解析出装置では、不導体部の配列パターンに従った孔開き箔を製造することができるものの、合成樹脂はチタン等の金属からなる陰極ドラムと強固に接合しないことから、埋設した合成樹脂が陰極ドラムの周面から脱落することがあった。
このようなことから、金属箔電解析出装置には、陰極ドラムの周面を研磨する研磨ロールが設けられており、酸化膜は、この研磨ロールのよって陰極ドラムの周面から定期的に除去される物質として扱われている。
このように酸化膜は、金属箔の析出を阻害する性質と、金属箔の剥離性を向上させる性質の二面性を有する物質であることから、研磨ロールによって定期的に除去され、適度の厚みになるような管理が必要とされていた。
このような酸化膜の性質から、さらに、特許文献2記載の孔開き金属箔の製造方法のように、所望する開口率の孔開き金属箔とするために酸化膜の厚みを陰極ドラムの全周に亘って厳格に管理することは極めて困難であった。
さらに、陰極ドラム20の周面20aには、所定の深さを有する穴231であって研磨ロール80により研磨不能な領域となる研磨不可領域23が複数形成され、この研磨不可領域23には、導電性を有しながらその厚みが厚くなるに従い電気抵抗が増加する所定の導電性物質232が設けられ、導電性物質232が陰極ドラム20の周面20aから突出することなく穴231の内面を所定の厚みで被覆することにより、研磨不可領域23に対応する部分が孔となる金属箔Sを製造可能に構成されている。
以下、本実施形態の孔空き箔電解析出装置1について詳述する。
この底板部11には、陽極板30の周縁部を除いた開口面積(例えば、800mm×800mm)を有するとともに槽外に通じる略矩形状の窓部111が二箇所に形成され、この窓部111を介して陽極板30の一面が槽外に露出されるようになっている。
このように構成された電解槽10は、窓部111を陽極板30で塞ぐことにより、底板部11と側板部12とで囲まれる空間に電解液Lを貯留するとともに、槽外が電解液Lに浸漬されることなく大気雰囲気に曝されるように設置される。
この導電性物質232は、図2に示すように、陰極ドラム20の周面20aから突出することなく穴231の内面を所定の厚み(例えば、100nm以上)ですべて被覆するように形成されている。
また、導電性物質232を、陰極ドラム20の周面20aを構成する金属板21の酸化物(例えば、酸化チタン)とする場合には、陰極ドラム20の周面20aを酸性溶液中で陽極酸化する方法を採用することができる。ここで用いられる溶液としては、硫酸溶液、ホウ酸溶液、リン酸溶液、クロム酸溶液などが挙げられ、陽極酸化する際の電圧は0.01〜10V未満であり、電解時間は通常5〜30秒位が好ましい。
これは、研磨不可領域23を除いた領域(以下、研磨可能領域22という)は研磨ロール80に接触するため、この研磨可能領域22を被覆する導電性物質232は研磨ロール80によって取り去れるものの、穴231の中は研磨不能であるため、穴231の中の導電性物質232は研磨ロール80に接触することなくそのまま取り残されるからである。
また、穴231の大きさ(穴径)、数量、配列を適宜調整することで、所望する配列パターンと開口率とを有する複数の孔の形成された金属箔Sを製造することができる。
前述したように、陰極ドラム20の周面20aに形成される酸化膜は、金属箔Sの剥離とともに一部は剥離されるものの一部は残留することにより、金属箔Sの析出を阻害してピンホールを発生させる反面、金属箔Sの剥離性を向上させる効果を発揮することから、適度な均一性を有する厚みとなるように研磨ロール80により研磨するメンテナンス処理がなされている。
しかしながら、穴231は、研磨ロール80によって研磨されず、さらに、金属箔Sの剥離に際しても金属箔Sとともに剥離されることなく、酸化物が残留可能に構成されていることから、金属箔Sの析出領域である研磨可能領域22に対しては通常どおりの管理を行いながら、非析出領域である研磨不可領域23の機能を維持することができる。
本実施形態では、二枚の陽極板30が底板部11に取り付けられ、それぞれの陽極板30が窓部111よりも大きい外形を有し(例えば、1000mm×1000mm)、各窓部111をそれぞれ覆うようになっている。
具体的には、陽極板30には溶接等により接合された雄ネジ33が窓部111に沿って複数植設され、これらに座金35を挿入するとともにこの座金35を底板部11の周縁に当接させつつ雌ネジ34を雄ネジ33に螺着することにより、陽極板30と断面略L字状の座金35との間で底板部11の周縁が挟持され、陽極板30が底板部11に固定されるようになっている。
このような取り付けにより、窓部111は陽極板30で塞がれることになり、陽極板30は、電解液Lに曝され陰極ドラム20と対向する電解面30aと、電解液Lに曝されることなく槽外に露出される露出面30bと、を有することになる。
このシール手段は、例えば、断面円形状のゴムやシリコンなどの弾性部材を環状(矩形状)に繋げたリング37からなり、陽極板30の周縁部には、このリング37が嵌め込まれる溝部36が全周に亘って凹設形成されている。
これにより、陽極板30が底板部11に固定されると、このリング37が陽極板30の周縁部と窓部111の周縁との間に挟み込まれ、陽極板30と窓部111との間の隙間がなくなるので、窓部111から槽外への電解液Lの漏出が防止されることになる。
すなわち、修復等のために陽極板30を電解槽10に対して着脱可能としながら、電解槽10からの電解液Lの漏出を防止できるので、電解槽10の単槽化を図ることができる。
各給電端子31は、陽極板30の露出面30bに溶接等により接合された雄ネジからなり、給電端子31と雌ネジ32との間に電気ケーブル40の端子部41(例えば、O型端子、Y型端子)を挟み込んだ状態で雌ネジ32を締め付けることで、電気ケーブル40を給電端子31に接続することができる。
これにより、雌ネジ32を緩めたり、締めたりするだけで、電気ケーブル40を自在に着脱することができ、所定箇所の給電端子31に接続されている電気ケーブル40を取り外したり、一の給電端子31に接続されている電気ケーブル40を、他の給電端子31に接続されている電気ケーブル40と取り替えたりする調整作業を槽外から簡単に行うことができる。
このように各給電端子31が複数の電気ケーブル40を挟み込み可能な長さを有することにより、例えば、析出される金属箔Sの厚みが厚い部分に対応する給電端子31から取り外した一の電気ケーブル40を、既に他の電気ケーブル40の接続されている金属箔Sの厚みが薄い部分に対応する給電端子31に接続することができ、析出される金属箔Sの厚みの均一化を図るための調整を行なうことができる。
具体的には、電解槽10の下部には、所定のポンプに接続された二本の供給管60が配置され、電解液Lは、これらの供給管60から電解液供給部13を介して電解槽10に流入するようになっている。
噴出口133は、液貯留室132から上方に延びる所定の長さの管路からなり、液貯留室132は、電解槽10外から当該液貯留室132に電解液Lを流入させるための流入口として、供給管60と連通する流入口131を備えている。
この流入口131は、噴出口133と直接対向しない位置に配置され、例えば、本実施形態では、流入口131を、側板部12と平行であって噴出口133と直交する位置に配置してある。
本実施形態に係る回収手段50は、電解槽10の上縁部からオーバーフローする電解液Lを受け入れる回収樋51と、回収樋51が受け入れた電解液Lを回収する回収管52とから構成されている。
これにより、電解槽10の上縁部からオーバーフローした電解液Lが電解槽10の外側に周り込むことがないため、露出面30bは電解液Lに接触することはない。
このように、電解槽10からオーバーフローした電解液Lを露出面30bに接触させることなく回収することができるので、電解槽10を、その槽外を電解液Lに浸漬させることなく大気雰囲気に曝すように設置することができる。
まず、供給管60から流入する電解液Lは、陰極ドラム20の下部から電解槽10に供給され、陰極ドラム20の周面20aと陽極板30の電解面30aとの間を通過する。このとき、電解液Lは、電解液供給部13に設けられた液貯留室132と噴出口133とにより、均一な流れとなって、陰極ドラム20の周面20aと陽極板30の電解面30aとの間を通過することになる。
これにより、陰極ドラム20の周面20aには均一な厚みの金属箔Sが析出されることになる。
さらに、穴231の大きさ(穴径)、数量、配列を適宜調整することで、所望する配列パターンと開口率とを有する複数の孔の形成された金属箔Sを析出することができる。
そして、析出された金属箔Sは陰極ドラム20の周面20aから剥離ロール70によって剥離され、所定の巻き取りロールに巻き取られることになる。
これにより、電解槽10を、槽外が電解液Lに浸漬されることなく大気雰囲気に曝されるように設置することができることから、析出された金属箔Sの厚みにムラが生じているときには、給電端子31に接続された電気ケーブル40を槽外から直接着脱することにより、金属箔Sの厚みが均一になるような微調整を行うことができる。
これにより、金属箔Sの析出領域である研磨可能領域22に対しては通常どおりの研磨管理を行いながら、研磨ロール80によって研磨されない穴231は、非析出領域としての機能を継続して維持することができる。
これにより、電気ケーブル40を着脱する調整を行いつつ、析出される銅箔の厚みの微調整を槽外から行なうことができる。
また、陽極板30は、その一面が槽外に露出し、さらに電解槽10が単槽構造を有することから、陽極板30に対する槽外からのメンテナンス作業や、陽極板30の着脱作業が容易となる。
また、穴231は、鍋状、すり鉢状など種々の形状から任意に選択することができるが、穴231の内面(研磨不可領域23)と研磨可能領域22との境界に明確なエッジ(好ましくは、鋭角)が形成されることが好ましい。また、穴231を、穴径の異なる穴が積層された段付き穴とすることもできる。
この場合には、底板部11にそれぞれの陽極板30に対応する合計四つの窓部111を形成し、各窓部111の周縁と各陽極板30の周縁部との間にシール手段(リング37)をそれぞれ設ける必要がある。
10 電解槽
11 底板部
111 窓部
12 側板部
13 電解液供給部
131 流入口
132 液貯留室
133 噴出口
20 陰極ドラム
20a 周面
21 金属板
22 研磨可能領域(析出領域)
23 研磨不可領域(非析出領域)
231 穴
232 導電性物質
30 陽極板
30a 電解面
30b 露出面
31 給電端子
37 リング(シール手段)
40 電気ケーブル
50 回収手段
51 回収樋
52 回収管
60 供給管
70 剥離ロール
80 研磨ロール
Claims (2)
- 所定の電解液を貯留可能な電解槽と、前記電解槽内において回転駆動される陰極ドラムと、前記電解槽内において前記陰極ドラムの周面に対向配置される陽極板と、前記陰極ドラムに摺接してその周面に形成される所定の酸化物を除去する研磨ロールと、を備え、前記電解液を介して前記陰極ドラムと前記陽極板との間を通電することにより、前記陰極ドラムの周面に孔開きの金属箔を析出させる孔開き箔電解析出装置であって、
前記陰極ドラムの周面には、所定の深さを有する穴であって前記研磨ロールにより研磨不能な領域となる研磨不可領域が複数形成され、
前記研磨不可領域には、金属箔の析出を妨げる所定の物質が設けられ、
前記物質は、前記陰極ドラムの周面から突出することなく前記穴の内面を所定の厚みで覆い、
前記研磨不可領域に対応する部分が孔となる金属箔を析出する
ことを特徴とする孔開き箔電解析出装置。 - 前記物質は、前記金属箔の析出に伴い前記陰極ドラムの周面に形成され、前記研磨ロールにより除去される前記酸化物である
ことを特徴とする請求項1記載の孔開き箔電解析出装置。
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