特許 5764192 電着ドラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5764192

(24)【登録日】2015年6月19日

(45)【発行日】2015年8月12日

(54)【発明の名称】電着ドラム

(51)【国際特許分類】

   C25D 1/04 20060101AFI20150723BHJP

【ＦＩ】

   C25D1/04

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-261331(P2013-261331)

(22)【出願日】2013年12月18日

(65)【公開番号】特開2015-117409(P2015-117409A)

(43)【公開日】2015年6月25日

【審査請求日】2014年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000229014

【氏名又は名称】日鉄住金工材株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091373

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100097065

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 雅栄

(72)【発明者】

【氏名】金井 健二

(72)【発明者】

【氏名】田中 洋

(72)【発明者】

【氏名】池田 了康

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 将夫

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２０１５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４９２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２８２８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｄ １／００−３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インナードラムの外周面にチタン板を設けた金属箔製造装置に用いられる電着ドラムであって、前記チタン板の外周面の幅方向両端部若しくは前記チタン板の外周面にして金属箔が生成される有効領域の幅方向両端部を起点とし、これら両端部から内方へ最少で２ｍｍ最大で５ｍｍの位置を終点とする範囲には、幅方向中央部に比し硬質な硬質部が設けられ、この硬質部の表面硬さはブリネル硬さで１３０ＨＢＷ以上であることを特徴とする電着ドラム。

【請求項2】

請求項１記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部の表面硬さは前記チタン板の幅方向中央部よりブリネル硬さで５〜４０ＨＢＷ硬いことを特徴とする電着ドラム。

【請求項3】

請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部は、前記チタン板に加工硬化処理を行うことで形成されたものであることを特徴とする電着ドラム。

【請求項4】

請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部は、前記チタン板に該チタン板より硬質な硬質部材を溶接することで形成されたものであることを特徴とする電着ドラム。

【請求項5】

請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部は、前記チタン板に該チタン板より硬質な硬質部材を溶射することで形成されたものであることを特徴とする電着ドラム。

【請求項6】

請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部は、前記チタン板に該チタン板より硬質な硬質部材をイオンプレーティングすることで形成されたものであることを特徴とする電着ドラム。

【請求項7】

請求項１〜６いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部の表面も金属箔が生成される有効領域であることを特徴とする電着ドラム。

【請求項8】

請求項１〜７いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記金属箔は銅箔であることを特徴とする電着ドラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、銅箔等を製造する金属箔製造装置における電着ドラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から電着ドラムの表面に均一な平滑面を有する銅箔を同厚で電着生成するための改良がなされてきたが、現在では電解液に対する耐食性の秀れたチタン板（アウタースキン）をインナードラムの外周面に被着し、チタン板の外周面に均一な平滑面を有する銅箔を同厚で生成する電着ドラムが多用されている（特許文献１等参照）。

【0003】

ところで、この電着ドラムのチタン板の外周面は幅方向の電着範囲を限定するため幅方向両端部で絶縁する必要があり、この絶縁する手段としては、絶縁テープをチタン板の幅方向両端部に貼着するシールテープ方式や、図１に図示したように、チタン板22の幅方向両端面22’に絶縁体から成るシールリング26をリング保持部材24により止着するシールリング方式が知られている。

【0004】

なお、シールリング26は、チタン板22の幅方向両端面22’とリング保持部材24の幅方向端面24’に密着せしめられている。

【0005】

図中符号21はインナードラム、23はインナードラムの側面に被着されるチタン側板である。

【0006】

ここで、シールテープ方式は、チタン板の外周面の絶縁テープが貼着された領域が、銅箔が生成されない無効領域となる欠点がある。

【0007】

そのため、現在では上記欠点のないシールリング方式を用いるのが一般的であるが、シールリング方式にも以下の問題点がある。

【0008】

例えば、図２に図示したように、チタン板22の外周面を平滑化するための弾性砥石25（例えばＰＶＡ研磨砥石）による研磨等を繰り返し行うと、弾性砥石25の一部がチタン板22の幅方向両端面22’に回り込もうとする際に、両端部が研磨されチタン板22のエッジ部Ｅが丸まってしまい、シールリング26との密着性が悪化する可能性がある（図２（ｂ）参照）。

【0009】

チタン板22の両端部のエッジ部Ｅとシールシング26との密着性が悪化すると、異常電析等により銅箔の両端部の厚さが厚くなったり、銅箔が破断したり、巻き取りが良好に行われなくなったりし、生産性や歩留まりの低下を招く。

【0010】

例えば、チタン板22の丸みを帯びた部分等を切削することで、両端部のエッジ部Ｅを回復させることも可能ではあるが、この場合、チタン板22の板厚や板幅が減少し、電着ドラムの使用可能期間や銅箔製造可能領域の減少を招くことになり、好ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特許第４２５２６８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、弾性砥石による研磨の際のチタン板の幅方向両端部の磨耗を抑制することで、シールリングとの密着性を長期間維持することができ、長期間にわたって金属箔製造可能領域の減少を伴わず安定的に均一な平滑面を有する金属箔を生成可能な生産性に秀れる電着ドラムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

【0014】

インナードラム１の外周面にチタン板２を設けた金属箔製造装置に用いられる電着ドラムであって、前記チタン板２の外周面の幅方向両端部若しくは前記チタン板２の外周面にして金属箔が生成される有効領域の幅方向両端部を起点とし、これら両端部から内方へ最少で２ｍｍ最大で５ｍｍの位置を終点とする範囲には、幅方向中央部に比し硬質な硬質部３が設けられ、この硬質部３の表面硬さはブリネル硬さで１３０ＨＢＷ以上であることを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【0015】

また、請求項１記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部３の表面硬さは前記チタン板２の幅方向中央部よりブリネル硬さで５〜４０ＨＢＷ硬いことを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【0016】

また、請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部３は、前記チタン板２に加工硬化処理を行うことで形成されたものであることを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【0017】

また、請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部３は、前記チタン板２に該チタン板２より硬質な硬質部材を溶接することで形成されたものであることを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【0018】

また、請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部３は、前記チタン板２に該チタン板２より硬質な硬質部材を溶射することで形成されたものであることを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【0019】

また、請求項１，２いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部３は、前記チタン板２に該チタン板２より硬質な硬質部材をイオンプレーティングすることで形成されたものであることを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【0020】

また、請求項１〜６いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記硬質部３の表面も金属箔が生成される有効領域であることを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【0021】

また、請求項１〜７いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記金属箔は銅箔であることを特徴とする電着ドラムに係るものである。

【発明の効果】

【0022】

本発明は上述のように構成したから、弾性砥石による研磨の際のチタン板の幅方向両端部の磨耗を抑制することで、シールリングとの密着性を長期間維持することができ、長期間にわたって金属箔製造可能領域の減少を伴わず安定的に均一な平滑面を有する金属箔を生成可能な生産性に秀れる電着ドラムとなる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】シールリング方式の概略説明断面図である。

【図2】弾性砥石による研磨工程の概略説明図である。

【図3】本実施例の概略説明斜視図である。

【図4】本実施例の加工硬化処理の概略説明図である。

【図5】溶接接合処理の概略説明図である。

【図6】肉盛溶接処理の概略説明図である。

【図7】実験条件及び実験結果を示す表である。

【図8】実験条件及び実験結果を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

【0025】

チタン板２を弾性砥石により研磨する際、チタン板２の幅方向両端面に弾性砥石が回り込んでもチタン板２の幅方向両端部が硬質であるから、チタン板２のエッジ部の磨耗が抑制され、従って、チタン板２の幅方向両端部のエッジ部が丸まり難くなり、エッジ部とシールリングとの密着性を長期間にわたって維持することができ、長期間にわたって良好な金属箔の製造が可能となる。また、エッジ部が丸まり難いため、丸みが生じた際に行う切削頻度を減少させることができ、従って、それだけメンテナンスが容易であり、チタン板２の寿命も長期化できる。

【実施例】

【0026】

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

【0027】

本実施例の電着ドラムは、インナードラム１の外周面にチタン板２を張設したもので、電解槽中で回転させることで前記チタン板２の外周面に銅箔を電着生成させるものである。

【0028】

具体的には、前記チタン板２の外周面の幅方向両端部若しくは前記チタン板２の外周面にして銅箔が生成される有効領域の幅方向両端部を起点とし、これら両端部から内方へ最少で２ｍｍ最大で５ｍｍの位置を終点とする範囲には、夫々幅方向中央部に比し硬質な硬質部３が設けられ、この硬質部３の表面硬さはブリネル硬さで１３０ＨＢＷ以上のものである。

【0029】

なお、ブリネル硬さとは、圧子（金属球）を所定の試験荷重で試料の表面に押し込み、表面に残ったくぼみの表面積を計測して算出する硬さ値である。その試験方法はＪＩＳ Ｚ ２２４３や、ＩＳＯ６５０６において定められており、試験荷重Ｐ（ｋｇｆ）を算出した表面積Ｓ（ｍｍ^２）で割った値がブリネル硬さである。

【0030】

また、図３に図示したように、インナードラム１の側面にはチタン側板４が設けられている。図中符号５は回転軸である。

【0031】

なお、本実施例は、銅箔をチタン板２の外周面に生成する例について説明しているが、例えば、ニッケル、鉄、銀等の他の金属箔を生成する構成としてもよい。

【0032】

本実施例の硬質部３の表面硬さはチタン板２の幅方向中央部（硬質部以外の部分）よりブリネル硬さで５〜４０ＨＢＷ硬くなるように設定している。また、チタン板２の幅方向中央部は、ブリネル硬さで９０ＨＢＷ以上、好ましくは１１０ＨＢＷ以上に設定する。

【0033】

また、本実施例においてチタン板２としてはＴＰ２７０材を採用している。なお、純チタン材に限らず、チタン合金材を採用しても良い。

【0034】

硬質部３は、本実施例においては、適宜な加工具６によりチタン板２の幅方向端面側から端部を冷間圧下して加工硬化させることで形成している（図４（ａ）、（ｂ）参照）。加工具６は自転させながら前記端面に沿って移動させ、一連の動作で全周を略一様に加工する。

【0035】

なお、本実施例においては、チタン板２をインナードラム１の外周面に張設してリング状とした状態で加工硬化処理を行っているが、チタン板２をインナードラム１の外周面に張設する前のシート状の段階で加工硬化処理を行っても良い。

【0036】

また、加工硬化処理を行った後、当該処理により生じた不要部分（凹凸等）を除去し切削等の平坦化（平滑化）処理を行う（図４（ｃ）参照）。従って、前記チタン板２の外周面は平滑面となり、前記硬質部３も銅箔が生成される有効領域となる。

【0037】

なお、加工硬化処理に限らず、前記チタン板２の幅方向両端部に該チタン板２より硬質な硬質部材７（例えば、ＴＰ３４０材）を溶接、溶射若しくはイオンプレーティングすることで硬質部３を形成しても良い。

【0038】

図５は溶接接合により硬質部を設ける例、図６は肉盛溶接により硬質部を設ける例である。この場合も、図５（ａ）及び図６（ａ）に図示したような溶接及び溶射処理後に平坦化処理を行う（図５（ｂ）及び図６（ｂ）参照）。溶接によれば、チタン板２の両端部に硬質部材から成る硬質部３が設けられ、溶射及びイオンプレーティングによれば、チタン板２の両端部の表面に硬質部材から成る硬質皮膜が形成され硬質部３が設けられることになる。

【0039】

なお、上述した加工硬化処理と同様、溶接、溶射若しくはイオンプレーティングについても、インナードラム１の外周面に張設する前のシート状若しくは張設後のリング状のいずれの状態のチタン板２に対して行っても良い。シート状のチタン板２に対して溶接等を行う場合には同様にシート状の硬質部材７を用い、リング状のチタン板２に対して溶接等を行う場合には同様にリング状の硬質部材７を用いる。

【0040】

また、本実施例においては、硬質部３は、チタン板２の外周面の幅方向両端を起点とし該両端から内方へ最少で２ｍｍ最大で５ｍｍの位置を終点とする範囲に設ける。２ｍｍ未満では硬質部３による効果が不十分であり、また、５ｍｍを越えると幅方向中央部と性質の異なる領域が広くなり過ぎるため、銅箔のトリムロスを考慮する必要が生じる。

【0041】

なお、チタン板２の外周面の幅方向両端の極僅かな範囲、具体的には１〜２ｍｍ程度の範囲に銅箔が生成されない無効領域を設ける場合には、外周面にして銅箔が生成される有効領域の幅方向両端から上記所定範囲に硬質部３を設ける。この場合も、無効領域は通常極僅かであることからチタン板２の外周面の幅方向両端から所定範囲に設ける場合と同様、上記数値範囲に設定する。また、無効領域も硬質部３としても良い。

【0042】

本実施例は上述のように構成したから、チタン板２を弾性砥石４により研磨する際、チタン板２の幅方向両端面に弾性砥石４が回り込んでもチタン板２の幅方向両端部が硬質であるためにエッジ部の磨耗が抑制され、よって、チタン板２の幅方向両端部のエッジ部が丸まり難くなり、図１に図示したようなシールリング方式を用いて金属箔を生成するに際し、エッジ部とシールリングとの密着性を長期間にわたって維持することができ、長期間にわたって良好な金属箔の製造が可能となる。また、エッジ部が丸まり難いため、丸みが生じた際に行う切削頻度を減少させることができ、従って、それだけメンテナンスが容易であり、チタン板２の寿命も長期化できる。

【0043】

よって、本実施例は、弾性砥石による研磨の際のチタン板の幅方向両端部の磨耗を抑制することで、シールリングとの密着性を長期間維持することができ、長期間にわたって金属箔製造可能領域の減少を伴わず安定的に均一な平滑面を有する金属箔を生成可能な生産性に秀れる電着ドラムとなる。

【0044】

以下に、本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。

【0045】

次の１．〜７．の手順でサンプルを作製し、条件毎の研磨耐性を比較した。図７，８に実験条件及び実験結果を示す。

【0046】

１．母材硬さがブリネル硬さで夫々１０８、１１０、１２０、１３５ＨＢＷであるチタ
ン熱延板（厚さ８ｍｍ×幅３００ｍｍ×長さ３００ｍｍ）を、各幅方向の端面を機械
加工により平坦に仕上げる。

【0047】

２．上記チタン熱延板の各幅方向の端面に該端面から５ｍｍ以上の範囲に及ぶように加
工硬化処理を施す。

【0048】

３．上記チタン熱延板の各表裏面（内外周面）、各幅方向の両端面を機械加工により平
坦に仕上げ、加工済みチタン熱延板（厚さ６ｍｍ×（幅３００ｍｍ−α［ｍｍ］）×
長さ３００ｍｍ）を得る。なお、硬質部が両端面から夫々５ｍｍ以内の範囲に収まる
ようにする。また、−αとは機械加工により減ずる幅寸法である。

【0049】

４．各表面（外周面）と端面のエッジが立っていることを確認する。

【0050】

５．外径３０５ｍｍ×幅３０ｍｍのＰＶＡ研磨砥石とＰＶＡ油を用い、砥石回転速度１
５００ｒｐｍ、砥石押し付け力１５Ｎ、長さ方向送り速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、幅方
向送り速度１５ｍｍ／ｍｉｎ、エッジ部の砥石乗り越し量が１５ｍｍ前後になるよう
に上記各加工済みチタン熱延板に、研磨砥石番手が♯１８０、♯３２０、♯６００の
順に１００パスずつＰＶＡ研磨を施す。

【0051】

６．ＰＶＡ研磨終了後、幅方向両端部のエッジ部の状況と、表面段差の有無を評価する
。評価は熟練検査員が目視により行う。

【0052】

７．硬質部が端面から３、２、１ｍｍの範囲に収まるように加工した加工済みチタン熱
延板についても同様の研磨及び評価を行う。

【0053】

この実験結果から、本発明で規定した硬質部を設ける位置及び範囲、硬質部のブリネル硬さ並びに硬質部と中央部とのブリネル硬さの差により、弾性砥石による研磨の際のチタン板の幅方向両端部の磨耗を良好に抑制できることが確認できる。

【符号の説明】

【0054】

１ インナードラム
２ チタン板
３ 硬質部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】