(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の軽量化を図り且つ銅箔の厚さ均一性が向上し、しかも、高電流での操業に対応可能でそれだけ製造効率が向上する極めて実用性に秀れた電着ドラムの提供。【解決手段】外周板１と左右の側壁板４とから成るインナードラムＹの前記外周板１の外周面にチタン板２を張設した電着ドラムＸであって、前記インナードラムＹの外周板１及び左右の側壁板４を、アルミニウム板，アルミニウム合金板若しくはアルミニウム板，アルミニウム合金板から成るクラッド板で構成する。【選択図】図２
2008007846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周板と左右の側壁板とから成るインナードラムの前記外周板の外周面にチタン板を張設した電着ドラムであって、前記インナードラムの外周板及び左右の側壁板は、アルミニウム板若しくはアルミニウム合金板で構成されていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項２】
外周板と左右の側壁板とから成るインナードラムの前記外周板の外周面にチタン板を張設した電着ドラムであって、前記インナードラムの外周板及び左右の側壁板は、アルミニウム及びアルミニウム合金から成るクラッド板で構成されている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、前記電着ドラムには、該電着ドラムを支持して電解槽中で回転させるための回転軸が設けられていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記インナードラムの外周板の外周面には複数の凸部若しくは凹部が設けられていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記チタン板の内周面と接触する前記インナードラムの外周板の外周面に、銀，銅，ニッケル若しくは錫等から成る金属鍍金層が設けられていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項６】
外周板と左右の側壁板とから成るインナードラムの前記外周板の外周面にチタン板を張設した電着ドラムであって、前記インナードラムの外周板の外周面と前記チタン板の内周面との間にはアルミニウム板若しくはアルミニウム合金板などの周設アルミニウム系板が上下面夫々密着状態に介在せしめられており、前記インナードラムの左右の側壁板にはアルミニウム板若しくはアルミニウム合金板などの側設アルミニウム系板が設けられており、この側設アルミニウム系板と前記周設アルミニウム系板とは連結されていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項７】
外周板と左右の側壁板とから成るインナードラムの前記外周板の外周面にチタン板を張設した電着ドラムであって、前記インナードラムの外周板の外周面と前記チタン板の内周面との間にはアルミニウム及びアルミニウム合金から成るクラッド板で構成される周設アルミニウム系板が上下面夫々密着状態に介在せしめられており、前記インナードラムの左右の側壁板にはアルミニウム及びアルミニウム合金から成るクラッド板で構成される側設アルミニウム系板が設けられており、この側設アルミニウム系板と前記周設アルミニウム系板とは連結されていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項８】
請求項６，７いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記電着ドラムには、該電着ドラムを支持して電解槽中で回転させるための回転軸が設けられていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項９】
請求項６〜８いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記周設アルミニウム系板の外周面には複数の凸部若しくは凹部が設けられていることを特徴とする電着ドラム。
【請求項１０】
請求項６〜９いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記チタン板の内周面と接触する前記周設アルミニウム系板の外周面に、銀，銅，ニッケル若しくは錫等から成る金属鍍金層が設けられてい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、銅箔を製造する銅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】
従来より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をインナードラムの表面に被着し、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。
【０００３】
そこで、一般に、チタン板は軟鋼やステンレス鋼で形成したインナードラムの外周部に被着され、この外周部を介して導電されているが、発明者等は、インナードラム側の導電性を良好にすれば、チタン板の導電性が良好でなくても良いこと、及び、チタン板とインナードラムとの密着性を良好にすれば目的通りの均一な平滑面を有する同厚の銅箔が生成されるのではないかと着眼して特許文献１に開示される発明を完成した。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１２１７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで近年、更なる銅箔の厚さ均一性及び銅箔の製造効率の向上が要望されている。
【０００６】
本発明は、上述の要望に鑑みなされたもので、比重が小さく且つ秀れた電気伝導率を有するアルミニウム系板を用いることで、装置の軽量化を図り且つ銅箔の厚さ均一性が向上し、しかも、高電流での操業に対応可能でそれだけ製造効率が向上する極めて実用性に秀れた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】
【０００７】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００８】
外周板１と左右の側壁板４とから成るインナードラムＹの前記外周板１の外周面にチタン板２を張設した電着ドラムＸであって、前記インナードラムＹの外周板１及び左右の側壁板４は、アルミニウム板若しくはアルミニウム合金板で構成されていることを特徴とする電着ドラムに係るものである。
【０００９】
また、外周板１と左右の側壁板４とから成るインナードラムＹの前記外周板１の外周面にチタン板２を張設した電着ドラムＸであって、前記インナードラムＹの外周板１及び左右の側壁板４は、アルミニウム及びアルミニウム合金から成るクラッド板で構成されていることを特徴とする電着ドラムに係るものである。
【００１０】
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、前記電着ドラムＸには、該電着ドラムＸを支持して電解槽16中で回転させるための回転軸９が設けられていることを特徴とする電着ドラムに係るものである。
【００１１】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記インナードラムＹの外周板１の外周面には複数の凸部若しくは凹部が設けられていることを特徴とする電着ドラムに係るものである。
【００１２】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記チタン板２の内周面と接触する前記インナードラムＹの外周板１の外周面に、銀，銅，ニッケル若しくは錫等から成る金属鍍金層が設けられていることを特徴とする電着ドラムに係るものである。
【００１３】
また、外周板１と左右の側壁板４とから成るインナードラムＹの前記外周板１の外周面にチタン板２を張設した電着ドラムＸであって、前記インナードラムＹの外周板１の外周面と前記チタン板２の内周面との間にはアルミニウム板若しくはアルミニウム合金板などの周設アルミニウム系板３ａが上下面夫々密着状態に介在せしめられており、前記インナードラムＹの左右の側壁板４にはアルミニウム板若しくはアルミニウム合金板などの側設アルミニウム系板３ｂが設けられており、この側設アルミニウム系板３ｂと前記周設アルミニウム系板３ａとは連結されていることを特徴とする電着ドラムに係るものである。
【００１４】
また、外周板１と左右の側壁板４とから成るインナードラムＹの前記外周板１の外周面にチタン板２を張設した電着ドラムＸであって、前記インナードラムＹの外周板１の外周面と前記チタン板２の内周面との間にはアルミニウム及びアルミニウム合金から成るクラッド板で構成される周設アルミニウム系板３ａが上下面夫々密着状態に介在せしめられており、前記インナードラムＹの左右の側壁板４にはアルミニウム及びアルミニウム合金から成るクラッド板で構成される側設アルミニウム系板３ｂが設けられており、この側設アルミニウム系板３ｂと前記周設アルミニウム系板３ａとは連結されてい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６，７いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記電着ドラムＸには、該電着ドラムＸを支持して電解槽16中で回転させるための回転軸９が設けられている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６〜８いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記周設アルミニウム系板３ａの外周面には複数の凸部若しくは凹部が設けられてい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６〜９いずれか１項に記載の電着ドラムにおいて、前記チタン板２の内周面と接触する前記周設アルミニウム系板３ａの外周面に、銀，銅，ニッケル若しくは錫等から成る金属鍍金層が設けられてい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】
【００１８】
本発明は、上述のように構成したから、装置の軽量化を図ることで銅箔の厚さ均一性が向上し、しかも、高電流での操業に対応可能でそれだけ製造効率が向上する極めて実用性に秀れた電着ドラムとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
アルミニウムの線膨張係数はチタンの３倍弱であり（図４参照）、製箔中の温度上昇によりアルミニウム板若しくはアルミニウム合金板から成る（アルミニウム系）外周板１または周設アルミニウム系板３ａは、チタン板２の内周面に張り付くことになり、チタン板２とアルミニウム系外周板１若しくは周設アルミニウム系板３ａとの密着性が向上する。
【００２１】
また、アルミニウムの方がチタンより数十倍も導電性が良いから（図４参照)、その導電性の良いアルミニウム系外周板１若しくは周設アルミニウム系板３ａを、チタン板２の内側に線膨張係数の良いことを利用して密着状態に内張りすればチタン板２の導電性不足を補うことができる。
【００２２】
この相乗効果により、銅箔は全範囲において均一な平滑面を有する同厚となり、且つ、トラブルの原因となる局部的な電気抵抗熱の発生もなく常に秀れた品質の銅箔がチタン板２の表面に生成される電着ドラムＸとなる。
【００２３】
更に、電着ドラムＸは該電着ドラムＸに突設される回転軸９が軸受17により支持されて電解槽16中で回転するものであるが（図１参照）、アルミニウム若しくはアルミニウム合金は銅や軟鋼等に比し軽量であるから（図４参照）、電着ドラムＸを回転させる機構をそれだけコンパクトにできるのは勿論、図５に図示したように電着ドラムＸの中央部が撓んでドラム中央部と電極７との間隔ｄ１がドラム端部と電極７との間隔ｄ２より狭くなったりせず、それだけ撓みにくい電着ドラムＸとなり、ドラム中央部と電極との間隔ｄ１及びドラム端部と電極との間隔ｄ２が略一定となり、製造する銅箔の厚さをより均一化することが可能となる。更に、間隔ｄ１が間隔ｄ２より狭くなる減少は回転軸９の撓み（しなり）によっても生じるが、電着ドラムＸが軽量であるから、それだけ回転軸９の撓みが減少し、この点においても間隔ｄ２及び間隔ｄ１は略一定となり、銅箔の厚さは均一化する。
【００２４】
また、アルミニウムの比重は銅や軟鋼の約３割程度であるため、重量当たりの電気伝導量を増加させることが可能となる（図４参照）。
【００２５】
例えば、電着ドラムにはドラムを支持する回転軸やドラムの撓み量等を考慮しての重量制限があり、そのため、比重の大きい銅系板を大幅に厚くすることはできず、上記特許文献１においては、対応可能な電流量は６０ｋＡ程度までである。この点、アルミニウムは重量当たりの電気伝導率が銅の約２．１１倍となり、１００ｋＡ〜２００ｋＡ程度での高電流での操業に対応可能となることを確認している。
【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】
図１は、銅箔製造装置Ｚの説明図であって、符号６は導電経路、７は（銅）電極、８は電源、９はＳＳ製の回転軸、13は回転軸９の外周に設けた銅筒、10は導電軸受、11は側設チタン板、14はアルミニウム製補強リブ、15はアルミニウム製補強パイプである。
【００２８】
尚、本実施例に係る電着ドラムＸは軽量であるため、電解槽16内の電解液による浮力で浮かないように構成されている。具体的には、電着ドラムＸは、電解槽16に固定状態に設けられ前記回転軸９を受ける軸受17により回転自在な状態で位置決め固定されている。
【００２９】
本実施例は、上記銅箔製造装置Ｚに用いられるものであり、外周板１と左右の側壁板４とから成るインナードラムＹの前記外周板１の外周面にチタン板２を張設した電着ドラムにおいて、前記インナードラムＹの外周板１の外周面１ａと前記チタン板２の内周面２ａとの間にはアルミニウム板若しくはアルミニウム合金板などの周設アルミニウム系板３ａが上下面夫々密着状態に介在せしめられており、前記インナードラムＹの左右の側壁板４にはアルミニウム板若しくはアルミニウム合金板などの側設アルミニウム系板３ｂが設けられており、この側設アルミニウム系板３ｂと前記周設アルミニウム系板３ａとは介在部材を介さずに直接連結されたものである。
【００３０】
本実施例においては、周設アルミニウム系板３ａの外周面には、複数の凸部若しくは凹部が設けられている。具体的には、図６に図示したように周設アルミニウム系板３ａの外周面にパンチング穴12を、格子状に多数並設している。
【００３１】
尚、格子状に限らず、千鳥状等、他の配列形態を採用しても良い。また、パンチング穴12に限らず、周設アルミニウム系板３ａの外周面の幅方向若しくは周方向に延設される溝を複数並設する構成としても良い。また、周設アルミニウム系板３ａだけでなく、側設アルミニウム系板３ｂにパンチング穴や溝等の凹凸を設けても良い。
【００３２】
従って、チタン板２と焼き嵌めされる周設アルミニウム系板３ａのチタン板２に対する追従性が向上してチタン板２と周設アルミニウム系板３ａとの密着性がより一層向上し、チタン板２の導電性不足を一層良好に補うことができる。また、パンチング穴12によりアルミニウム板の表面積が増大し、それだけ放熱効率が向上し、高電流操業に適したものとなる。
【００３３】
また、チタン板２の内周面と接触する周設アルミニウム系板３ａの外周面に、銀，銅，ニッケル若しくは錫等から成る金属鍍金層を設けても良い。この場合、チタン板２と周設アルミニウム系板３ａとの界面抵抗が減少し、より導電性が良好となる。尚、周設アルミニウム系板３ａの外周面に銀鍍金した銅棒若しくは鉛棒をインナードラムの長さ方向と平行若しくは垂直に埋設する構成としても良い。
【００３４】
また、本実施例においては、前記周設アルミニウム系板３ａ及び前記側設アルミニウム系板３ｂとして、アルミニウム板を採用している。尚、アルミニウム板に限らず、アルミニウム及びアルミニウム合金から成るクラッド板を採用しても良い。例えば、クラッド板としては、ＳＳ＋Ａｌ（合金），ＳＳ＋Ａｌ（合金）＋Ｔｉ，ＳＵＳ＋Ａｌ（合金），ＳＵＳ＋Ａｌ（合金）＋Ｔｉ若しくはＳＳ＋Ａｌ（合金）＋Ｃｕを用いると良い。この場合、ヤング率が小さいアルミニウム板の撓みを抑制できる。
【００３５】
各部を具体的に説明する。
【００３６】
インナードラムＹに設けた中間補強板５には、アルミニウム板，アルミニウム合金板若しくは上記同様のクラッド板などの中間アルミニウム系板３ｃを設け、この中間アルミニウム系板３ｃと前記周設アルミニウム系板３ａとを導電状態に連設している。
【００３７】
具体的には、図３に図示したように、中間補強板５に中間アルミニウム系板３ｃを付設し、この中間アルミニウム系板３ｃの外端部を周設アルミニウム系板３ａに導電状態に連設している。更に具体的には、中間アルミニウム系板３ｃの外縁に水平リング状の鍔部３ｃ’を連設し、この鍔部３ｃ’と周設アルミニウム系板３ａとを栓溶接した栓溶接部12を介して連設した構造としている。
【００３８】
また、アルミニウム系板はチタン板より熱伝導性が良好である（図４参照）。
【００３９】
従って、上述のように周設アルミニウム系板３ａ，側設アルミニウム系板３ｂ及び中間アルミニウム系板３ｃを設けることで熱伝導性も良好となり、局部的ホットゾーンを作ることを防止する作用効果も発揮し、表面平滑にして等厚の製箔を行い得ることになる。
【００４０】
本実施例に係る電着ドラムＸの大きさの一例を示すと次の通りである。              
電着ドラム                                        φ２３００ｍｍ  径
電着ドラム                                          １２００ｍｍ  巾
ＳＵＳ若しくはＳＳ製のドラム外周板                      ２２ｍｍ  厚
チタン板                                                  ５ｍｍ  厚
周設アルミニウム系板                                      ４ｍｍ  厚
側設アルミニウム系板                                      ５ｍｍ  厚
中間アルミニウム系板                                      ７ｍｍ  厚
ＳＵＳ若しくはＳＳ製の側壁板                            ２２ｍｍ  厚
ＳＵＳ若しくはＳＳ製の中間補強板                        ２２ｍｍ  厚
回転軸の外周に設けた銅筒の径大部                        ６０ｍｍ  厚
側設チタン板                                              ４ｍｍ  厚
【００４１】
尚、本実施例は上述のように構成したが、図７に図示したように、前記インナードラムＹの外周板１及び左右の側壁板４を、上記周設アルミニウム系板３ａ及び側設アルミニウム系板３ｂと同様の前記アルミニウム板若しくは前記アルミニウム合金板で構成し、上記周設アルミニウム系板３ａ及び側設アルミニウム系板３ｂを設けずに、外周板１及び側壁板４にチタン板２及び側設チタン板11を設けた場合も同様である。この場合、より軽量且つ安価な電着ドラムＸを実現できる。
【００４２】
本実施例は上述のように構成したから、線膨張係数の良いアルミニウム系板３ａ・３ｂがチタン板２・11の内周面に張り付くことになり、チタン板とアルミニウム系板との密着性が向上し、且つ、アルミニウム系板の方がチタン板より極めて導電性が良いからチタン板の導電性不足を補い、この相乗効果により表面腐食層や表面酸化層の皮膜発生による絶縁妨害防止作用が低下することを補正し、連続的に製造する銅箔は、全範囲において均一な平滑面を有する同厚の箔となり、且つトラブルの原因となる電気抵抗熱の発生もなく秀れた品質の銅箔がチタン板の表面に生成されることになる。
【００４３】
また、電着ドラムＸの左右側壁の外面に付設した側設アルミニウム系板３ｂと、チタン板２の内側に張設した周設アルミニウム系板３ａとを直接連結したから、この側設アルミニウム系板３ｂによる周設アルミニウム系板３ａへの通電量が極めて良好で、且つ、チタン板２の導電性が増大することになる。
【００４４】
即ち、インナードラム側の導電性を良好にすることができ、また、アルミニウムは銅より線膨張係数が高いため、温度上昇によりチタン板との密着性も良好となる。従って、均一平滑面を有する同厚の銅箔を生成可能となる。
【００４５】
特に、アルミニウム若しくはアルミニウム合金は銅や軟鋼に比し軽量であり、それだけインナードラムの撓み量が減少してインナードラム外周面と電極との間隔が略一定となり、製造する銅箔の厚さをより均一化することが可能となる。
【００４６】
また、軽量化に伴い、回転軸９をより細くすることができると共に、必要なトルクが減少し、ドラムを駆動回転するためのモータの消費電力も少なくなり、一層経済性に秀れる。
【００４７】
また、アルミニウムの比重は銅や軟鋼の約３割程度であるため、重量当たりの電気伝導量を増加させることが可能となり、高電流での操業に対応可能となる。
【００４８】
従って、本実施例は、装置の軽量化を図ることで銅箔の厚さ均一性が向上し、しかも、高電流での操業に対応可能でそれだけ製造効率が向上する極めて実用性に秀れた電着ドラムとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】銅箔製造装置の概略説明図である。
【図２】本実施例の要部の概略縦断面図である。
【図３】中間に中間アルミニウム系板を付設した中間補強板を設けたタイプのアルミニウム系板以外のハッチング線を省略した概略縦断面図である。
【図４】アルミニウムと他金属の物性比較表である。
【図５】電着ドラムの撓みを説明する概略説明図である。
【図６】電着ドラムの一部を切り欠いた概略説明斜視図である。
【図７】別例の要部の概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  外周板
２  チタン板
３ａ  周設アルミニウム系板
３ｂ  側設アルミニウム系板
４  側壁板
９  回転軸
16  電解槽
Ｘ  電着ドラム
Ｙ  インナードラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008007846.tif 000006
【図５】
2008007846.tif 000007
【図６】
2008007846.tif 000008
【図７】
2008007846.tif 000009