JPH02182889A - 金属箔の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属箔を金属又はその他の適当な可撓性材料
の無端移動ベルト上に電着させる金属箔の製造方法及び
装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の金属箔製造方法においては、特に銅箔のような金
属箔はドラム上に電着させている。これらのドラムは、
陰極として接続され、その外周の約４０％を金属塩水溶
液に漬（つ）けている。陽極は、ドラムの周囲から約１
０ｍｍの距離に配置している。このドラム上に、金属が
電流によって沈着（析出）される。ドラムの回転速度及
び電流設定値により金属箔の厚さが決定され、通常ドラ
ム当た／）２０．０００〜２５．０００アンペアの電流
が使用されている。

このようにして作られた金属箔は、ドラムから引き離し
て巻取られ、続いて別の場所で更に処理が行われている
。

引続いて行う処理（あと処理）では、各金属箔を接（つ
な）いて無端ベルトとし、複数の直流電解槽を通って移
動させ、所望の金属又は合金の被膜を形成している。

上述の従来方法は、多くの欠点があるにも拘らず、今日
まで世界的に広く受入れられてきた。例えば、この方法
では与えられたドラムには一定の電流密度しか適用でき
ないので、電流密度を変えて金属箔の生地の感触に影響
を与える（制御する）ことができない。しかも、あと処
理を別の場所で行わねばならず、面倒で時間がかかる作
業を必要とする。

更に、従来方法の大きな欠点は、厚さが１０μｍ以下の
薄い金属箔は巻取ることができないため、そのような薄
い金属箔を作れないことである。

米国特許第４，１０８，７３７号明細書（エヤハルト外
１名）によって、スチールの無端移動ベルトに電着させ
ることによる超伝導の箔、ストリップ（細長片）又は電
線の製造方法が公知となっている。

しかし、その電着は大体において上述と同じやり方で行
われている。上記米国特許明細書の図面から明らかなよ
うに、その無端移動ベルトは、ただ１つの電解槽の中で
ただ１つのドラムの周りに巻かれている。

したがって、このドラムにはただ１つの特定の強さの電
流しか加えられず、無端移動ベルトは、単に金属箔をパ
シベーション槽及び浄化槽を通って移動させるだけの役
目しか果たしていない。ドラム上で浄化処理を行うには
、大きな費用がかかる。この方法もまた、電着に関して
は、上述の従来方法と同じ欠点を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、本発明の課題（目的）は、無端移動ベルト
上に金属箔を電着させるに際し、上述のような欠点がな
く、余り高（ない相応のコスＩ−で金属箔を製造しうる
方法を提供することである。

［課題を解決するための手段及び作用］本発明方法にお
いては、金属箔を１つ以上の電解槽で電着させるように
し、該電解槽を通過する無端移動ベルトの移動路に沿っ
て電流密度を異なるレベル（値）に設定することにより
、上記の課題を解決した。

また、個々の電解槽内において電流密度のレベルを上記
ベルトの移動路に沿い変えて設定しうるようにすること
も、本発明方法に含まれる。

こうすると、電着工場の複数を可とする電解槽において
異なる電流密度を設定して金属箔の生地の感触を制御し
うるのみならず、各電解槽内における電着特性を変える
ことができる。この特徴は、個々の電解槽において異な
る金属又は金属合金を電着させる、すなわち異なる電解
液を使用する場合に、特に重要である。１つの電解槽し
かない工場でも、本発明方法は金属箔の生地を制御する
のに不可欠である（後述参照）。

上記の方法を実行する装置では、金属のその他の適当な
可撓性材料の無端移動ベルトを１つ以上のほぼ垂直な電
解槽に通し、各電解槽には２つの上部偏向ロールと少な
くとも１つの下部偏向ロールとを設け、上記移動ベルト
の１つの面上に金属箔が次第に付着して成長するように
した。各電解槽にはまた、上記移動ベルトと陽極と側方
に設けた封止側壁とによって構成されその中を電解液が
流れる閉じた縦方向通路を設けた。

上記の電解槽は、必ずしも正確に垂直にする必要はない
。

本発明の装置では、電解槽の少なくとも１つに少なくと
も３つの複数の電流ロールを設け、上記ベルトとの接触
円弧を少なくとも２°とし、陽極を上記ベルトの移動路
に沿って設ける。

本発明方法においては、電解槽を流れる電解液の流速は
０．１〜６．０ｍ／ｓｅｃ、特に１〜４ｍ／ｓｅｃの範
囲内がよい。この流速は、陽極の最下部に断面積が可変
の排液手段を設けることにより自由に調整することがで
きる。

陽極は、例えば鉛１鉛合金又は貴金属被膜を有するチタ
ンで作るか或いは可溶性陽極を使用してもよい。

また、電流ロールは整流器を介して個々に又は組合せて
陽極に接続する。

〔実施例］ 以下、図面により本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明装置の実施例の概略を示す斜視図、第２
図は第１図の電解槽の詳細を示す一部断面図である。

第１図に示すように、無端移動ベルト（１）は複数のほ
ぼ垂直な電解槽（２）を通過して移動する。本例では、
電解槽（２）は３つで１組になっており、このような２
つの組が使用されている。位置決め装置（３）は、無端
移動ベル）　（１）の移動路が上からみて正確に直線状
になるようにする。無端移動ベルト（１）は、電解槽（
２）に入る前に、垂直方向に可動の補正ロール（４）を
通ってブラシ（５）と接触する。無端移動ベルト（１）
は、電解槽（２）を通りながら金属箔で被覆され、電解
槽（２）を通過したあと、少なくとも１つのすすぎ部（
６）及び乾燥部（力を通る。そのあと、金属箔（８）が
無端移動ベルト（１）から引き出され、端縁を切り取ら
れ（トリミングされ）、巻取り手段（９）に巻き取られ
る。ただし、例えばあと処理部（１０）及び乾燥部（１
１）で更に電解的又は純化学的なあと処理を行っから巻
き取ってもよい。本発明方法の変形として、金属箔（８
）を引き出す前に無端移動ベルト（１）の上で少なくと
も部分的にあと処理を行い、金属箔を分離したあと無端
移動ベルト（１）に向いた面のみをあと処理してもよい
１ （１２）は、電解槽（２）の電解液に循環させるための
容器を示す。勿論、複数の循環容器（１２）を設けても
よ（、特に各電解槽（２）又は電解槽の組毎に異なる電
解液を使用する場合には、そうする必要がある。電解液
を再生又は精製後に適用しうる場合、循環容器（１２）
より電解槽（２）に循環ポンプ（図示せず）により電解
液を再循環させる。無端移動ベルト（１）は、移動路を
一巡する毎に通常の装置（図示せず）にて機械的、化学
的又は電気化学的に清掃する。

次に、本発明に使用する電解槽につき、第２図を参照し
て説明する。

無端移動ベルト（１）は、第１の上部偏向（方向変換）
ロール（２１）を介して下部偏向ロール（２２）に行き
、ここから再び第２の上部偏向ロール（２１’）に向か
って上昇する。複数個の電解槽が連続して設けられてい
る場合は、上部偏向ロール（２１）　、　（２１’）を
それぞれ隣接する電解槽（２）の共有とすることができ
る。上部偏向ロール（２１）　、　（２１’）と下部偏
向ロール（２２）との間では、無端移動ベルト（１）は
、垂直ではないが殆ど垂直な方向に移動するよう導かれ
る。陽極（２３）は、本発明では複数の陽極部品で構成
してもよいが、陽極（２３）と無端移動ベルト（１）の
間を電解液が充満して流れるように、該ベルト（１）に
対し適当な間隔を保持して配置する。すなわち、陽極を
無端移動ベルト（１）の移動路に沿って配置し、該ベル
）　（１）と陽極（２３）の間に封止側壁（２４）を設
け、該ベルト（＋）の下部偏向ローノ喧２２）と反対側
を電解液が流れる縦方向通路を作る。この通路のほぼ最
下部に、断面積を調整できる排液孔（２５）を設ける。

この排液孔は、例えば絞り弁をもつパイプ・ニップルの
形として、電解液の流速を調整しうるようにしてもよい
。電解液は、陽極（２３）の上部両側より静流（流れを
静める）容器（２６）及び流入口（２７）を介して縦方
向通路内に導入する。導入された余分の電解液は、溢流
容器（２８）の中に入り、そこから循環容器（１２）に
直接流入する。

電解槽（２）を流れた電解液は、同様に排液孔（２５）
より循環容器（１２）内に流入する。

本発明装置の不可欠の特徴は、各電解槽（２）が複数の
電流ロールを有する点である。すなわち、電解槽（２）
の垂直部分に、できれば互いに反射１ｊｌ、＋１に、陽
極（２３）に対向して少なくとも２つの電流ロール（３
０）　、　（３０’）を設ける。下部偏向ロール（２２
）はまた、３つ目の電流ロールの機能をも演する。

第２図には、好適な例として電解槽〔２）に正確に３つ
の電流ロールを設けたものを示す。２つの電流ロール（
３０）　、　（３０’）は電解液の通路の上部に設け、
３つ目の電流ロールは同時に下部偏向ロール（２２）と
して動作させる。電流ロール（３０）　、　（３０’）
及び（２２）並びに設けることがあるその他の電流ロー
ルは、個々に又は群に組合せて陽極（２３）に接続する
。

これらの接続路の中には、少なくとも１つの整流器（３
１）を挿入する。

電流ロール又は電流ロール群に異なる強さの電流を加え
ることにより、電解槽（２）内の無端移動ベルト（１）
に沿って、もっと正確には陽極（２３）に沿って、異な
るレベルの電流密度で無端移動ベルト（１）の上に金属
箔を電着することができる。低い電流密度で電着すると
、粒子分布が均一となり、高い電流密度で電着すると、
粒子の大きさが変わる。

電着した金属箔の機械的特性はまた、例えば上述した生
地の変化によっても変わる。

本発明では更に、異なる電解槽に種々の異なる電解液を
使用して、異なる電解槽で種々の金属又は金属合金を沈
着させることができる。その場合は、無端移動ベルト（
１）及びその上に付着した金属箔を、異なる電解液が入
った次の電解槽に入れる前に、水ですすぐ必要がある。

本発明はまた、複合材料、特に複合金属箔の製造に使用
することができる。すなわち、１つ以上の金属箔製造装
置を合成樹脂のストリップ（細長片）の送りロール装置
と組合せて、金属箔とプラスチックの複合材料を作るこ
とができる。

次に、本発明方法を実験例により更に詳細に説明する。

２つの電解槽、チタン類で幅が１２００ｍｍの無端移動
ベルト及び幅が１０００ｍｍの陽極を有する本発明方法
の実施装置において、硫酸銅電解液に種々の添加剤を加
え、厚さが１７．５μｍの銅箔を得た。適用した電流密
度は８〇八へｄｍ”、電解液の流速は３．４５ｍ／ｓｅ
ｃであった。電着された銅箔は、無端移動ベルトの上で
すすぎ、乾燥することにより容易にはがすことができた
。

他の実験では、乾燥した銅箔を、はがす前に、接着剤を
一面に施したプラスチック・ベルトに接触させて押圧し
、その後無端移動ベルトだけをはぎ取った。

無端移動ベルトの移動速度を最初の例に比し３〜５倍に
上げたところ、厚さが５μｍの銅箔が生成され、そのあ
と同様な処理により該ベルトより容易にはがすことがで
きた。

同じ装置でチタンの無端移動ベルトをニオブで安定化し
た高級スチール・ベルトに取り替え、直列に配置した複
数の電解槽で硫酸亜鉛電解液を使用して、厚さが２０μ
ｍの亜鉛箔を得た。そのあと、すすいだ後火の電解槽で
厚さが５μｍの亜鉛ニッケル被膜で被覆した。この実験
では、亜鉛箔生成時の電流密度は１２ＯＡ／ｄｍ２で、
亜鉛ニッケル被膜生成時の電流密度は６５Ａ／ｄｍ２で
あった。

このあと、実験装置を更に２電解槽分だけ増設し、無端
移動ベルトを銅の表面にチタンをめっきした新しいベル
トと取り替えた。中間の２つの電解槽に、焼結した鉄の
粒を入れたチタンのかご（容器）を不溶性の陽極の代わ
りに使用し、１番目と４番目の電解槽ではそのまま不溶
性の陽極を残した。１番目と４番目の電解槽にはそれぞ
れ亜鉛電解液を使用し、２番目と３番目の電解槽にはそ
れぞれ鉄電解液を使用した。こうして、両面が亜鉛で被
覆された鉄箔をｊ３た。

特許請求の範囲には、本発明に不可欠な事項を記載した
。特許請求の範囲に付記した図面の符号は、実施例と本
発明の構成要素との対応関係を示すもので、本発明を図
示の実施例に限定するものではない。

〔発明の効果〕

本発明の効果は、次のとおりである。

（イ）異なる電解槽の電流密度のみならず１つの電解槽
内の電流密度をも異なるレベルに設定して、金属箔の生
地の感触や電着特性を制御することができる。

（ロ）あと処理を別の場所で行う必要がなく、経済的で
ある。

（ハ）厚さが１０μｍ以下の薄い金属箔を製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例の概略を示す斜視図、第２
図は第１図の電解槽の詳細を示す一部断面図である。 なお、図面の符号については、特許請求の範囲において
図示の実施例と対応する構成要素に付記して示したので
、重複記載を省略する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属又はその他の適当な可撓性材料の無端移動ベル
   ト（１）の上に金属箔を電着させるに際し、１つ以上の
   電解槽（２）を通過する上記ベルトの移動路に沿って電
   流密度が異なるレベルに設定された１つ以上の電解槽に
   おいて電着させることを特徴とする金属箔の製造方法。 ２、電解液を０．１〜６．０ｍ／ｓｅｃの流速で上記電
   解槽に流すことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、上記流速が１〜４ｍ／ｓｅｃの範囲内にあることを
   特徴とする請求項２記載の方法。 ４、上記金属箔が上記移動ベルト上にあり該金属箔をは
   ぎ取る前に、該金属箔を少なくとも部分的にあと処理す
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、上記無端移動ベルトを移動完了毎に機械的、化学的
   又は電気化学的に清掃することを特徴とする請求項１記
   載の方法。 ６、複数の電解槽を用い、異なる電解槽に異なる電解液
   を使用することを特徴とする請求項１記載の方法。 ７、異なる電解槽において異なる金属又は金属合金を電
   着させることを特徴とする請求項６記載の方法。 ８、上記電解槽の個々の電解槽内においても、上記電流
   密度を上記ベルトの移動路の種々の部分に対応して異な
   るレベルに設定することを特徴とする請求項１記載の方
   法。 ９、金属又はその他の適当な可撓材料の無端移動ベルト
   （１）の上に金属箔を電着させる装置であって、 それぞれ２つの上部偏向ロール（２１、２１′）及び少
   なくとも１つの下部偏向ロール（２２）をもつと共に、
   上記無端移動ベルト（１）、陽極（２３）及び封止側壁
   （２４）より成りその中を電解液が流れる１つの閉じた
   縦方向通路をもつ１つ以上のほぼ垂直な電解槽（２）を
   有し、 上記電解槽の少なくとも１つの電解槽に、上記ベルトと
   の接触円弧が２°以上である少なくとも３つの電流ロー
   ル（３０、３０′、２２）を有し、上記陽極（２３）は
   上記ベルト（１）の移動路に沿って伸びていることを特
   徴とする金属箔の製造装置。 １０、上記電解槽（２）の垂直部分に２つの電流ロール
   （３０、３０′）を設け、他の１つの電流ロールは下部
   偏向ロール（２２）を形成することを特徴とする請求項
   ９記載の装置。 １１、上記２つの電流ロール（３０、３０′）は上記電
   解槽（２）の互いに対向する側に設けることを特徴とす
   る請求項１０記載の装置。 １２、少なくとも１つの電解槽の陽極（２３）は少なく
   とも２つの複数の陽極部品より成ることを特徴とする請
   求項９記載の装置。 １３、上記陽極（２３）の最下部に上記電解液の排出手
   段（２５）を設け、その断面積を所望の流速を得るため
   に調整可能とすることを特徴とする請求項９記載の装置
   。 １４、上記電流ロール（３０、３０′、２２）は、上記
   陽極（２３）に整流手段（３１）を介して個別に又は組
   合せて接続することを特徴とする請求項９記載の装置。 １５、上記陽極は鉛、鉛合金又は貴金属被膜をもつチタ
   ンで作ることを特徴とする請求項９記載の装置。 １６、可溶性の陽極を使用することを特徴とする請求項
   ９記載の装置。