(57)【要約】【課題】樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料を電解脱脂しても端部からの剥離が生じ難く、十分な脱脂を行うことができる電解脱脂装置及び電解脱脂方法を提供する。【解決手段】樹脂層２１と金属層２２とを積層してなる複合材料２０の電解脱脂装置１であって、金属層に対向する主電極２と、主電極より複合材料の端部２０ｅ側に位置する補助電極４と、金属層と主電極との間に電流を流すための第１電源６と、主電極にアノード側が接続され、補助電極にカソード側が接続される第２電源７と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂装置であって、
前記金属層に対向する主電極と、
前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極と、
前記金属層と前記主電極との間に電流を流すための第１電源と、
前記主電極にアノード側が接続され、前記補助電極にカソード側が接続される第２電源と、
を備えた電解脱脂装置。
【請求項２】
前記補助電極の電流密度が前記金属層の電流密度の0.6倍以上となるよう前記第２電源の電位が制御されている請求項１に記載の電解脱脂装置。
【請求項３】
前記補助電極は、前記金属層と同一の材料からなるか、又はステンレス鋼製である請求項１又は２に記載の電解脱脂装置。
【請求項４】
前記金属層は銅箔又は銅合金箔である請求項１ないし３のいずれかに記載の電解脱脂装置。
【請求項５】
樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂方法であって、
前記金属層に対向する主電極と、前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極とを用い、
前記金属層と前記主電極との間との間に電流を流すと共に、前記主電極から前記補助電極へ電流を流す電解脱脂方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂フィルムや樹脂塗膜等の樹脂層と、銅箔等の金属層とを積層してなる複合材料を電解脱脂するための電解脱脂装置及び電解脱脂方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、金属材料にめっき等の処理を施す際に、金属材料表面の汚れ等を除去し、めっき被膜等との密着性を向上させたり、めっきはじき等の品質不良を防止するため電解脱脂が行われている（特許文献１参照）。
一方、車載電磁波シールド材として、銅箔又は銅合金箔の一方の面に樹脂層又はフィルムを積層し、他の面にＳｎめっき被膜を形成した構造が用いられている。このようなシールド材にＳｎめっきを行う際には、銅箔と樹脂層とを積層した複合材料を電解脱脂してＳｎめっきする場合や、樹脂層と積層する前に銅箔を電解脱脂した後、樹脂層と積層してからＳｎめっきする場合がある。但し、Ｓｎめっき直前に銅箔の表面をより清浄にできる点では、銅箔と樹脂層とを積層した複合材料を電解脱脂する方が好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-92104号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、樹脂層と積層しない銅板材単体であれば、従来の電解脱脂槽等を用いても電解脱脂を行えるが、銅箔と樹脂層とを積層した複合材料の場合には、電解脱脂の際に、複合材料の端部で樹脂層と銅箔との間に剥離が起きるという問題がある。特に、銅箔などの数μm程度の薄い材料を金属層として用いる場合に剥離が起き易い。
そのため、複合材料を脱脂する際には電解を行わず、脱脂液に浸漬するに留まっており、十分な脱脂が行えないという問題が生じている。又、複合材料のうち剥離が生じた部分をスリットして取り除くと、歩留の低下を招く。
すなわち、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料を電解脱脂しても端部からの剥離が生じ難く、十分な脱脂を行うことができる電解脱脂装置及び電解脱脂方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の電解脱脂装置は、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂装置であって、前記金属層に対向する主電極と、前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極と、前記金属層と前記主電極との間に電流を流すための第１電源と、前記主電極にアノード側が接続され、前記補助電極にカソード側が接続される第２電源と、を備えている。
このようにすると、電解脱脂の際に主電極から補助電極へも電流が流れ、複合材料の端部への電流集中を低減させ、端部に発生する水素ガスに伴う樹脂層と金属層との剥離を防止することができる。
【０００６】
前記補助電極の電流密度が前記金属層の電流密度の0.6倍以上となるよう前記第２電源の電位が制御されていることが好ましい。
前記補助電極は、前記金属層と同一の材料からなるか、又はステンレス鋼製であることが好ましい。
前記金属層は銅箔又は銅合金箔であってもよい。
【０００７】
本発明の電解脱脂方法は、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂方法であって、前記金属層に対向する主電極と、前記主電極より前記複合材料の端部側に位置する補助電極とを用い、前記金属層と前記主電極との間に電流を流すと共に、前記主電極から前記補助電極へ電流を流すものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料を電解脱脂しても端部からの剥離が生じ難く、十分な脱脂を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る電解脱脂装置の全体構成図である。
【図２】主電極と補助電極の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係る電解脱脂装置について説明する。
図１に本発明の実施形態に係る電解脱脂装置１の全体構成の一例を示す。電解脱脂装置１は、脱脂液を収容する電解脱脂槽９、電解脱脂槽９上の通電ロール１２及びアッパーロール１０、電解脱脂槽９内に配置されたシンカーロール８ａ，８ｂを備え、複合材料ストリップ２０を通電ロール１２からシンカーロール８ａ，８ｂを経由してアッパーロール１０へ張り渡し、複合材料ストリップ２０を連続的に走行させて電解脱脂槽９へ出入させるようになっている。又、アッパーロール１０とシンカーロール８ａの間に張り渡された複合材料ストリップ２０の外側に対向して主電極２が垂直に配置され、同様に、通電ロール１２とシンカーロール８ｂの間に張り渡された複合材料ストリップ２０の外側に対向して他の主電極２が垂直に配置されている。脱脂液としては、例えば水酸化ナトリウム水溶液のようなアルカリ性の水溶液を用いることができる。
なお、後述するように、複合材料ストリップ２０は樹脂層２１と銅箔（金属層）２２とを積層してなり、銅箔２２側が主電極２に対向するようになっている。
【００１１】
そして、通電ロール１２と主電極２間に接続された図示しない第１電源（整流器）により、カソードとなる複合材料ストリップ２０とアノードとなる主電極２間に電流が流れ、複合材料ストリップ２０上でカソード反応として水素が発生し、この際の気泡により脱脂効果が生じる。
なお、複合材料ストリップ２０は、アンコイラーからアッパーロール１０を介して電解脱脂装置１に供給される。又、電解脱脂装置１で処理された複合材料ストリップ２０は、通電ロール１２を介して酸洗槽（図示せず）に供給され、酸洗処理された後、Ｓｎめっき装置（図示せず）に供給されて銅箔２２上にＳｎめっきが施される。Ｓｎめっき装置は公知のものを用いることができ、例えば縦型めっき装置の他、横型、ドラム型等全てのめっき装置を適用できる。
【００１２】
図２は、電解脱脂装置１を上から見たとき（複合材料ストリップ２０の走行方向に垂直な方向から見たとき）の、電解脱脂装置１が有する主電極２と補助電極４の配置を示す上面図である。
図２において、複合材料ストリップ２０は樹脂層２１と銅箔（金属層）２２とを積層してなり、銅箔２２に対向して平板状の主電極２が配置されている。又、複合材料ストリップ２０の両端部２０ｅ、２０ｅにそれぞれ対向して２つの平板状の補助電極４が配置されている。補助電極４の表面は、複合材料ストリップ２０の端面に平行になっている。
【００１３】
又、主電極２と補助電極４は、それぞれ第１電源６と第２電源７とに電気的に接続されている。各電源６，７は整流器であってよい。まず、第１電源６のアノード端子（＋）は主電極２に接続され、カソード端子（−）は複合材料ストリップ２０に接続されている。一方、第２電源７のアノード端子（＋）は主電極２に接続され、カソード端子（−）は２つの補助電極４にそれぞれ接続されている。
【００１４】
次に、補助電極４の作用について説明する。従来、電気めっきの際に補助電極を設ける技術は存在していたが、これは、被めっき材の端部におけるめっきのオーバーコートを防止するためである。
一方、電解脱脂は、脱脂対象物をカソードとして脱脂液中で電解し、脱脂対象物表面に水素を発生させ、その気泡により脱脂効果を得ている。そのため、通常は、脱脂対象物の端部における電流集中（及び気泡の集中）は特に問題とはならない。
ところが、樹脂層と金属層とを積層してなる複合材料の電解脱脂を行うと、端部から樹脂層と金属層とが剥離する。これは、複合材料の端部に電流が集中すると多量の水素が発生して樹脂層と金属層との間に入り込み、両者を剥離するためと考えられる。従って、複合材料においては、電解脱脂時の端部への電流集中を防止することが必要となる。そこで、補助電極を設け、電解脱脂の際に主電極から補助電極へも電流を流すことによって、複合材料の端部への電流集中を低減させ、樹脂層と金属層との剥離を防止することができる。
具体的には、図２に示すように、主電極２と補助電極４の電源を別個に設け、第２電源７のアノード端子（＋）を主電極２に接続し、カソード端子（−）を補助電極４に接続すると、主電極２から複合材料２０の端部に集中していた電流の一部が補助電極４へ流れ、複合材料の端部への電流集中が低減する。
【００１５】
本発明に適用される複合材料２０としては、樹脂フィルムを金属層にラミネートしたもの、溶融した樹脂を金属層に流して硬化させて樹脂層を形成するキャスティング法によるもの、を挙げることができる。
又、上記したように電解脱脂の際に発生する水素の気泡による樹脂層と金属層との剥離は、金属層が薄いほど生じ易い。この点で、金属層の厚みが20μｍ以下の場合に本発明が特に有効となる。
【００１６】
補助電極４の電流密度が、金属層２２の電流密度の0.6倍以上となるように第２電源７の電位が制御されていることが好ましい。このようにすると、金属層２２と補助電極４との間に電位差が生じ、主電極２から金属層２２へ流れる電流の一部が補助電極４へ流れるようになる。
補助電極４の電流密度が、金属層２２の電流密度より高いことが好ましいが、あまり高くなりすぎると、補助電極近傍の金属層の脱脂が不十分になることがある。したがって、補助電極４の電流密度が、金属層２２の電流密度の0.6〜5倍が好ましく、より好ましくは1〜3倍である。例えば、金属層２２の電流密度が3A/ dm2の場合、補助電極４の電流密度は3〜9A/dm2の範囲とするのが好ましい。
複合材料ストリップ２０の端部２０ｅからの補助電極４の距離は好ましくは30〜200mmであるが、補助電極４の電流密度が高ければ上記距離は長くなり、電流密度が低ければ上記距離は短くなる。ストリップとの距離が短い場合、ストリップの蛇行等でストリップと補助電極が接触する可能性が高くなる。ストリップと補助電極が触れると、ストリップ端部が折れる不良や、ストリップと補助電極とで電流密度が異なる場合に、スパークが発生する不良が起き易い。一方、ストリップと補助電極とを離しすぎると、補助電極の電流密度を高くする必要がある。
【００１７】
上記したように、補助電極の電流密度は金属層の電流密度の0.6〜5倍が好ましく、金属層の電流密度が適正な範囲であれば、それに応じて補助電極の電流密度を決めることができる。金属層の電流密度を低くすれば、複合材料のエッジでの樹脂層の剥離は起こらないが、一方で脱脂不良となる。このため、金属層の電流密度を3〜10A/ dm2とすることが好ましい。
【００１８】
複合材料ストリップ２０の端部２０ｅに対して補助電極４を配置する位置は特に限定されず、主電極２端部２０ｅ側に位置すればよい。たとえば、補助電極４を、複合材料ストリップ２０の端部２０ｅの前後（複合材料ストリップ２０の表面と裏面側）にそれぞれ補助電極４を配置してもよく、複合材料ストリップ２０の端部２０ｅから見て斜め前又は斜め後ろ（複合材料ストリップ２０の表面と裏面のどちらかに偏位した位置）に補助電極４を配置してもよく、補助電極４の形状も問わない。
補助電極４は、複合材料ストリップ２０の金属層２２と同一の材料からなっていると、脱脂液へ補助電極４の成分が溶解してもコンタミネーションの問題が生じないので好ましい。又、補助電極４をステンレス鋼製とすれば、脱脂液へ補助電極４の成分が溶解し難いので好ましい。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００２０】
図１、図２に示した電解脱脂装置１を用い、複合材料ストリップ２０を電解脱脂した。複合材料ストリップ２０としては、圧延銅箔（7.8μｍ）の片面に厚さ3μｍの接着層を介してＰＥＴフィルム（12.5μｍ）をラミネートしたもの（幅(W)600mm）を用い、ストリップ２０の銅露出面を電解脱脂装置１の主電極２に対向させた。脱脂液としてはアルカリ性水溶液（ユケン工業株式会社製  パクナP105）40g/Lを用い、液温を50℃とした。脱脂の際のライン速度を5m/minとし、表１に示す電流密度で電解脱脂を行った。複合材料ストリップ２０の端部２０ｅと、補助電極４との距離を50ｍｍ又は100ｍｍとした。
主電極２はステンレス鋼板とし、補助電極４は銅板とした。
【００２１】
＜複合材料端部の樹脂層の剥離の有無＞
電解脱脂後の試料の端部を切断して樹脂に埋込み、断面を研磨後に光学顕微鏡で400倍（又は1000倍）で観察し、ＰＥＴフィルム（樹脂層）剥離の有無を評価した。
＜複合材料の端部の折れ不良の有無＞
複合材料の表面を目視観察し、端部の折れの有無を目視で評価した。
＜複合材料の脱脂不良の有無＞
複合材料の表面を目視観察し、めっき表面に存在しめっき素材の汚れを起因とする汚れや模様の有無を目視で評価した。
＜総合判定＞
以下の基準で判定した。
◎：樹脂層の剥離無し、端部の折れ無し、脱脂不良無し
×：樹脂層の剥離、端部の折れ(歩留が悪くなるため)、又は脱脂不良の少なくともいずれか有り
【００２２】
なお、実施例１〜４については図２の補助電極４を用いたが、比較例１，４の場合、補助電極４に通電しなかった。得られた結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１から明らかなように、補助電極４を用い、補助電極４の電流密度が金属層２２の電流密度の0.6倍以上となるようにした実施例１〜６の場合、総合判定が良好となった。これは、金属層２２と補助電極４との間に電位差が生じ、主電極２から金属層２２へ流れる電流の一部が補助電極４へ流れたためと考えられる。
一方、補助電極を用いなかった比較例１の場合は剥離が生じた。
また、補助電極を用いたものの、ストリップと補助電極との距離を２５０ｍｍと極端に離し、補助電極４の電流密度が金属層２２の電流密度の0.6倍未満となった比較例２の場合は剥離を生じた。
補助電極４を用いたものの、ストリップと補助電極との距離を５ｍｍと極端に近づけた比較例３の場合、ストリップ端部に折れ不良が生じた。
補助電極を用いず、さらに金属層２２の電流密度を3A/ dm2未満とした比較例４の場合、剥離は生じないものの、脱脂不良が認められた。
【符号の説明】
【００２５】
１                    電解脱脂装置
２                    主電極
４                    補助電極
６                    第１電源
７                    第２電源
２０                  複合材料ストリップ
２０ｅ                複合材料の端部
２１                  樹脂層
２２                  金属層
【図１】
2010236028.tif 000004
【図２】
2010236028.tif 000005