JP4791242B2

JP4791242B2 - 電着ドラム

Info

Publication number: JP4791242B2
Application number: JP2006126040A
Authority: JP
Inventors: 隆親笹倉; 章菅野; 慎太郎守屋; 健次坂巻
Original assignee: 赤星工業株式会社
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: TW200639273A; KR20070047683A; TWI305551B; JP2007146277A

Description

本発明は、電着法による銅箔、ニッケル箔等の金属箔の製造に用いられる電解金属箔製造装置の電着ドラムに関する。

電解金属箔製造装置は、図１に示すように電着ドラム１を電解液９０に浸して回転させて、陰極としたドラム面と電解溶液中に配された陽極９１との間に直流電流を流して、ドラム面に電解金属箔層を形成させて電解金属箔を生産している。
この装置に使用されていた従来の電着ドラムとしては特許文献１に提案されているものがある。この電着ドラムは図１３に示すようにインナードラムの外周板１０１の表面に、インナードラムの外周板１０１及びアウタースキン２００と熱膨張率が同等もしくはそれ以上であり、かつ良導電率をもち耐食性に優れた一定の径の線材４００を巻回し、該線材４００上に該アウタースキン２００を焼嵌めしたものである。
この電着ドラムは、全体の通電状況を均一にし、通電むらによる弊害の発生等を抑制し、全体の通電量の大幅な増加を可能として作業の高速化を図るものである。
特許第３１７１５９２号

しかしながら、上記特許文献１記載の発明では、インナードラムの外周面に巻回した線材が単一の線材であったため、次のような問題点があった。
すなわち、長尺の線材では長さ方向での剛性が大きくなり、アウタースキン裏面の微小な凹凸に対する追従性が悪くなる。また、線材であるために弾力性が小さく、溶液中での加熱及び溶液外での冷却によって膨張と収縮を繰り返すアウタースキンとの間に生じる微小ズレや微小空隙に対して追従できない場合もあり、電流が均一に流れず通電むらがおこるおそれがあった。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、アウタースキン裏面の微小な凹凸に対する追従性が良く、電流が常に均一に流れて通電むらの生じない電着ドラムを提供することを目的とする。

本発明の要旨とするところは、インナードラムの外周板の表面にアウタースキンを焼嵌めした電着ドラムにおいて、上記外周板の表面に、アウタースキン及びインナードラムの外周板と熱膨張率が同等以上で、且つ、導電性良好な素材からなる螺旋体を巻装した電着ドラムである。

また、本発明の要旨とするところは、上記インナードラムの外周板の表面に、螺旋体の直径より小さい深さの溝を削設し、この溝に螺旋体を巻装した電着ドラムである。

また、本発明の要旨とするところは、上記螺旋体に一定の張力を加えて引き伸ばした状態で巻装した電着ドラムである。

また、本発明の要旨とするところは、上記螺旋体が直径０．１〜３ｍｍの銅もしくは銅合金線を螺旋状に形成した電着ドラムである。

また、本発明の要旨とするところは、上記螺旋体が幅０．５〜２０ｍｍの銅もしくは銅合金板を螺旋状に形成した電着ドラムである。

本発明は上記のような構成であるため、インナードラムの外周面に巻装した螺旋体の長さ方向での剛性が著しく小さいため、アウタースキン裏面の凹凸に対する追従性が良くなる。また螺旋体はその構成上弾力性が大きいため、溶液中における加熱による膨張及び溶液外での冷却による収縮の影響を受けても、アウタースキンとの微小ズレ、微小空隙に対して追従性が良い。そのため電流を常に均一に流すことができ、通電量の増加を可能にして作業の高速化が図れる。

上記インナードラムの外周面に溝を構成した場合には、螺旋体の直径が溝の深さよりも大きいため、螺旋体が溝の表面より突出した状態で巻装され、その上からアウタースキンを焼嵌めするから、螺旋体は溝の内周面に密着した状態となり、アウタースキンに対してより追従性がよくなるため、上記記載の効果を一層確実なものとする。

また、上記螺旋体を溝に巻装するときに、螺旋体に一定の張力を加えて引き伸ばした状態で巻装することにより溝から外れることが防止され、かつ溶液中で加熱され螺旋体が膨張した場合に、その浮き上がりを防止できる。

また、上記螺旋体を直径０．１〜３ｍｍの銅もしくは銅合金線によって形成したり、幅０．５〜２０ｍｍの平板状の銅もしくは銅合金板によって形成することにより、最も作業効率の良い螺旋体を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態は、インナードラムの外周板の表面にアウタースキンを焼嵌めした電着ドラムにおいて、上記インナードラムの外周板の表面に螺旋体の直径より小さい深さの溝を削設し、この溝の中にアウタースキン及びインナードラムの外周板と熱膨張率が同等以上で、且つ、導電性良好な素材からなる螺旋体を巻装した電着ドラムである。

図に基づいて本発明の第１実施形態を説明する。
図１は電解金属箔製造装置の一部切欠正面図、図２は電着ドラムの一部切欠正面図、図３は外周板の溝の中に螺旋体を巻装した状態の一部切欠拡大正面図、図４は外周板の溝の中に螺旋体を巻装した状態の一部切欠拡大斜視図、図５及び図６はアウタースキンを焼嵌めた状態の一部切欠拡大正面図、図７は螺旋体の一部拡大模式図、図８は螺旋体の他例の一部拡大模式図、図９乃至図１１は溝の形状を示す模式図及び図１２はインナードラムの他例を示す一部切欠拡大正面図である。

まず本実施形態の構成を説明する。
電着ドラム１は、インナードラム２とアウタースキン４よりなる。インナードラム２の外周を構成する外周板３の外面には断面矩形の溝３１を螺旋状に削設してある。

上記アウタースキン４は、チタンあるいはタンタル等の電解液中で耐食性を有する金属、又はこれらの合金または積層板で作られ螺旋体５上に焼嵌めされる。インナードラム２及びその外周板３は鉄またはステンレスで構成されている。

上記外周板３の表面に削設された溝３１は、図４、図９に示すように外周板３の円周方向に螺旋状に構成されている。図３に示すように、本実施形態では上記溝３１の幅Ｌ１は４ｍｍとしているが、３〜１０ｍｍの範囲で変更可能であり、深さＬ２は３．５ｍｍとしているが、２．５〜９．５ｍｍの範囲で変更可能である。そして溝３１，３１の間のピッチＬ４は１０ｍｍとしているが、５〜５０ｍｍの範囲で変更可能である。

上記溝３１の中に巻装する螺旋体５を構成する。この螺旋体５は、銅もしくは銅合金からなる単一の線材５１を螺旋状に形成したものである。
上記線材５１によって構成した螺旋体５は直径が４ｍｍであるため、巻装時にはインナードラム３の表面から、０．５ｍｍ（高さＬ３）だけ突出するのである（図３、図４参照）。

上記螺旋体５を構成する線材５１は、直径は０．１〜３ｍｍの範囲で選択でき、好ましくは、０．３ｍｍである。そして材質としては、他にアルミまたはアルミ合金線、銅メッキした鋼線等がある。
線材５１の直径が３ｍｍを越えると螺旋体の剛性が増して、アスタースキンを焼嵌めした時に圧縮されにくくなり、その結果、アウタースキン内面の凹部への復元しろが獲得できなくなり均一な密着が図れなくなる。一方直径が０．１ｍｍより小さくなると、螺旋体５あるいは溝３１の作成に手間がかかると共に、それを均一に巻装することが難しくなり、作業効率を損なうことになる。

上記溝３１の大きさ、形状等は本実施形態に限定されず適宜変更可能であり、例えば断面形状がＵ字形の溝も選択できる。
更に、溝３１の構成方法も発明の効果の範囲において変更することができる。例えば図１０に示すように外周板３表面に対して半径方向に略ジグザグ状に連続して構成することもでき、図１１に示すように外周板３表面に対して半径と平行に不連続な溝３１を構成することもできる。

次に本実施形態の作用を説明する。
外周板３に構成した溝３１に螺旋体５を巻装する。その後、アウタースキン４を焼嵌めると、螺旋体５はアウタースキン４によって上方から押圧されて溝３１内に封入されて図５の状態となる。このとき螺旋体５は、インナードラム３の表面から突出している部分の復元力でアウタースキン４に密着すると同時に、上記押圧力により略四角状に変形して溝３１の両壁面と底面に密着した状態となる。
また、アウタースキン４の裏面に凹部４ａがある場合には、図６に示すように螺旋体５は形状を保ったまま凹部４ａとの接触を保持している。

また、上記螺旋体５の巻装時に、螺旋体５に一定の張力を加えてわずかに引き伸ばした状態で巻装することもできる。この方法によれば、螺旋体５の収縮力により溝３１の底面に圧接した状態となり、アウタースキン４の焼嵌め時に、螺旋体５が溝３１から外れることを防止して確実に溝３１内に巻装することができる。さらに、張力が発生するから溝３１への密着度が高くなり、溶液中で加熱され螺旋体５が膨張した場合にも、その浮き上がりが防止される。

上記のように構成したインナードラム２によれば、作業中に加熱、冷却等の作用により、インナードラム２の外周板３の表面とアウタースキン４内周面との接触状況が不均一となる状況が生じた場合に、アウタースキン４内周面の微小なひずみや凹凸のある部分に対しても、軟質な銅の線材５１よりなる螺旋体５が入りこむことにより、全体の接触状況を均一に保持できるのである。
更に、作業時に発生する熱により、螺旋体５が熱膨張するため外周板３とアウタースキン４との電気的接続がより強固となり、いわゆる通電むらの発生を抑制でき、超高電流の通電が可能となる。

図８に螺旋体の他例を示す。この螺旋体６は、構成材を断面平板状の板材６１としている。この板材６１は、幅０．５〜２０ｍｍ、厚さ０．１〜１ｍｍの銅もしくは銅合金板からなり、好ましくは、幅２ｍｍ、厚さ０．３ｍｍである。
上記螺旋体６は上記螺旋体５と同様に溝３１に巻装して使用するもので同様の効果を有するが、上記単一の線材５１に比べ表面積が大きいため、アウタースキン４の焼嵌め時に、溝３１の壁面とアウタースキン４の表面に対する密着度が高くなり、さらに良好な電気的接続を得られるのである。

図１２に示すインナードラムの他例は、外周板３の表面に銅板３５を被覆したものである。溝３１はこの銅板３５の表面に削設されている。この例によれば螺旋体５と銅板３５の電気的接続が良好となる。

電解金属箔製造装置の一部切欠正面図電着ドラム一部切欠正面図外周板の溝の中に螺旋体を巻装した状態の一部切欠拡大正面図外周板の溝の中に螺旋体を巻装した状態の一部切欠拡大斜視図アウタースキンを焼嵌めた状態の一部切欠拡大正面図アウタースキンを焼嵌めた状態の一部切欠拡大正面図螺旋体の一部拡大模式図螺旋体の他例の一部拡大模式図溝の形状を示す模式図溝の形状を示す模式図溝の形状を示す模式図インナードラムの他例を示す一部切欠拡大正面図従来例の一部切欠拡大正面図

符号の説明

１電着ドラム
２インナードラム
３外周板
４アウタースキン
５螺旋体
５１線材
６螺旋体
６１板材
３１溝
Ｌ１溝の幅
Ｌ２溝の深さ
Ｌ３螺旋体がインナードラム表面より突出した高さ
Ｌ４溝のピッチ

Claims

インナードラムの外周板の表面にアウタースキンを焼嵌めした電着ドラムにおいて、上記外周板の表面に、アウタースキン及びインナードラムの外周板と熱膨張率が同等以上で、且つ、導電性良好な素材からなる螺旋体を巻装したことを特徴とする電着ドラム。
上記インナードラムの外周板の表面に、螺旋体の直径より小さい深さの溝を削設し、この溝に螺旋体を巻装したことを特徴とする請求項１記載の電着ドラム。
上記螺旋体に一定の張力を加えて引き伸ばした状態で巻装したことを特徴とする請求項２記載の電着ドラム。
上記螺旋体が直径０．１〜３ｍｍの銅もしくは銅合金線を螺旋状に形成したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電着ドラム。
上記螺旋体が幅０．５〜２０ｍｍの銅もしくは銅合金板を螺旋状に形成したものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電着ドラム。