めっき装置およびめっき方法
【課題】高電流を流すことが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、給電部のメンテナンス性が優れためっき装置およびめっき方法を提供する。
【解決手段】導電性が付与された長尺帯を、連続して電気めっきするめっき装置であって、めっき液が収容されためっき槽と、めっき液に少なくとも一部分が浸漬されている回転ドラムと、めっき槽内において回転ドラムと所定の間隔を設けて配置されているアノードと、回転手段により全体がループ状に回転し下方部分が回転ドラムを押圧した状態で回転ドラムとアノードとの間を通過するように回転している金属ベルトと、長尺帯を回転ドラムと金属ベルトに押圧させた状態で搬送する搬送手段と、給電部および電源部とが備えられており、金属ベルトは外周側に突起状電極が設けられており、給電部から金属ベルトに給電するように構成されている。
【解決手段】導電性が付与された長尺帯を、連続して電気めっきするめっき装置であって、めっき液が収容されためっき槽と、めっき液に少なくとも一部分が浸漬されている回転ドラムと、めっき槽内において回転ドラムと所定の間隔を設けて配置されているアノードと、回転手段により全体がループ状に回転し下方部分が回転ドラムを押圧した状態で回転ドラムとアノードとの間を通過するように回転している金属ベルトと、長尺帯を回転ドラムと金属ベルトに押圧させた状態で搬送する搬送手段と、給電部および電源部とが備えられており、金属ベルトは外周側に突起状電極が設けられており、給電部から金属ベルトに給電するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性が付与された長尺帯、特に全属多孔体を製造する際に使用されるめっき装置および前記めっき装置を用いためっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電池の電極、各種フイルター、触媒の担体等に、連通気孔を有する三次元網状構造の金属多孔体を使用することが盛んに行われている。
【０００３】
このような金属多孔体は、一般に、発泡ウレタン等の連通気孔を有する三次元網状構造の多孔質樹脂支持体に導電性を付与した後、金属を電気めっきし、その後、多孔質樹脂を熱処理により分解、除去することにより作製される（例えば特許文献１）。
【０００４】
上記の電気めっきは、従来、図３に示すめっき装置を用いて行われていた。図３は従来のめっき装置の概略を模式的に示した図であり、図３において、３１はめっき装置であり、３２はロール、３３はアノード、３４はめっき槽、３５はめっき槽３４に収容されためっき液である。
【０００５】
また、Ｗはワーク（導電性が付与された多孔質樹脂支持体）であり、図示しない巻出ロールから繰出されたワークは矢印の方向に搬送され、めっき液３５を通過中にめっきされた後、図示しない巻取ロールに巻取られる。なお、電流は、整流器を介して、アノード３３およびロール３２に供給される（単純ロール給電）。
【０００６】
このようなめっき装置３１は簡便であるという利点を有しているものの、給電部であるロール３２が液外に設けられており、ワークにおける給電部とめっき部とが離れることにより、両者間の電気抵抗が大きくなるため、高電流を流すことができず、めっき速度を速くすることが困難であるという問題があった。
【０００７】
即ち、ロール３２に供給された電流は、ワークＷの長手方向に流れるが、長手方向の抵抗は厚み方向の抵抗に比べて大きいため、高電流を流すためには電圧を上げる必要がある。しかし、電圧を上げた場合には、めっき液の耐電圧値を超え、めっき液の分解が始まる恐れがあるため、高電流を流すことができず、めっき速度を速くすることが難しい。
【０００８】
また、めっきによる金属の析出は、ワークＷの表面から優先的に行われるため、特にワークが厚くなった場合、多孔体であるワークＷの内部まで充分にめっきして、金属を析出させることが難しい。
【０００９】
そこで、このような従来のめっき装置における問題点を解決するために、図４に示す改良型のめっき装置が開発されている。図４は、この改良型めっき装置の概略を模式的に示した図であり、図４において、４１はめっき装置であり、４２は突起電極ドラム、４２ａは突起電極ドラム４２上に形成された突起、４３はアノード、４４はめっき槽、４５はめっき槽４４に収容されためっき液である。
【００１０】
そして、突起電極ドラム４２は、その下部がめっき液４５に浸漬されて、ワークＷの搬送速度と同じ速度で回転する。このとき、電流は、整流器を介して、アノード４３および突起電極ドラム４２に供給される（突起電極ドラム給電）。
【００１１】
このめっき装置４１においては、突起電極ドラム４２に供給された電流は、ワークＷの厚み方向に流れるが、厚み方向の抵抗は充分に小さく無視することができるため、前記した従来のめっき装置の場合と異なり、発熱やめっき液の分解を起こすことなく、高電流を流すことが可能となる。
【００１２】
また、めっき中、突起４２ａが多孔体であるワークＷの小孔に入り込み、突起４２ａの周囲でめっきが行われるため、ワークＷの内部まで充分にめっきすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２６２８６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記の改良型のめっき装置の場合、突起電極ドラム４２がめっき液４５内に浸漬されているため、突起電極ドラム４２の表面にも金属が析出して、突起４２ａが太くなり、時間が経過するに従って、ワークＷの小孔に入りこまなくなる。そこで、突起電極ドラム４２の表面に析出した金属をバイトなどにより削り落とすことが行われるが、削りかすがワークＷ上やめっき液４５に落ち込み、めっき品質を損ねる恐れがある。
【００１５】
また、ニッケルめっきの場合には、めっき雰囲気は開放系で問題がないものの、アルミめっきの場合は、雰囲気中の水分がめっき性状に大きく影響するため、例えば、露点−４０℃程度の乾燥雰囲気で行う必要がある。このため、めっき装置は、前記雰囲気のグローブボックス内に設けられる。この結果、突起電極ドラム４２のメンテナンスは一層困難となり、「ロールｔｏロール」でのアルミめっきは、現状実現していない。
【００１６】
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑み、高電流を流すことが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、給電部のメンテナンス性が優れためっき装置および前記めっき装置を用いためっき方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す請求項の発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求項の発明について説明する。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、
導電性が付与された長尺帯を、連続して電気めっきするめっき装置であって、
めっき液が収容されためっき槽と、
前記めっき液に、少なくとも一部分が浸漬されている回転ドラムと、
前記めっき槽内において、前記回転ドラムの下方に前記回転ドラムと所定の間隔を設けて、対向して配置されているアノードと、
回転手段により、全体がループ状に回転し、下方部分が前記回転ドラムを押圧した状態で、前記回転ドラムと前記アノードとの間を通過するように回転し、上方部分が前記めっき槽の外部で支持されて回転している金属ベルトと、
前記長尺帯を、前記回転ドラムと前記金属ベルトに押圧させた状態で、長手方向に搬送する搬送手段と、
前記めっき槽の外部に設けられた給電部および電源部と
が備えられており、
前記金属ベルトは、外周側に、所定の間隔で突起状電極が設けられており、
前記給電部から前記金属ベルトに給電することにより、前記長尺帯に、連続的に、電気めっきを施すように構成されている
ことを特徴とするめっき装置である。
【００１９】
本請求項の発明においては、金属ベルトを、液槽内に浸漬された下方部分を除いて、めっき槽の外部に支持して、ループ状に回転させている。この結果、めっき液内に浸漬されている金属ベルトの表面に金属が析出して突起が太くなった場合であっても、析出した金属の削り落としに際し、削りかすのワーク上やめっき液への落ち込みを抑制することができる。
【００２０】
そして、前記したアルミめっきの場合のように、乾燥雰囲気のグローブボックス内にめっき装置を設ける必要がある場合であっても、金属ベルトの一部をグローブボックス外に配置することが可能となるため、容易にメンテナンスを行うことができ、上記と同様に、メンテナンスに伴い発生した削りかすのワーク上やめっき液への落ち込みを抑制することができる。この結果、従来は困難であった「ロールｔｏロール」でのアルミめっきも可能となる。
【００２１】
また、本請求項の発明においては、長尺帯をカソードである金属ベルトに押圧させた状態で電気めっきを施すように構成されている。このため、給電部は、従来の単純ロール給電の場合と同様に、めっき槽の外部にありながら、前記した改良型のめっき装置と同様に、抵抗が充分に小さなワークの厚み方向に電流を流すことができ、高電流を流すことが可能となる（電極搬送給電）。
【００２２】
さらに、長尺帯が連通孔を有する多孔体の場合には、めっき中、金属ベルトに設けられた突起状電極が、多孔体であるワークの小孔に充分に入り込み、突起の周囲でめっきが行われるため、改良型のめっき装置と同様に、ワークの内部まで充分にめっきすることができる。
【００２３】
このように、本請求項の発明によれば、高電流を流すことが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、ワークへの給電部である金属ベルトのメンテナンス性が優れためっき装置を提供することができる。
【００２４】
なお、金属ベルトとして網目状の金属シートを用い、網目状の骨格を切断し、切断された骨格を引き起こすことにより、容易に、突起状電極を形成することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、
前記長尺帯が、連通孔を有する長尺帯状の多孔体であることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置である。
【００２６】
前記したように、長尺帯が連通孔を有する長尺帯状の多孔体である場合、突起状電極がワークの小孔に充分に入り込み、突起の周囲でめっきが行われるため、ワークの内部まで充分にめっきすることができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、
前記金属ベルトが、アルミニウム製のシートからなる金属ベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のめっき装置である。
【００２８】
アルミニウム製のシートからなる金属ベルトを用いた場合、アルミニウム製シートの表面には不動態酸化膜が形成され、この不動態酸化膜上にめっきにより形成された金属膜は剥離されやすいため、メンテナンスがより容易となり好ましい。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のめっき装置を用いて、連通孔を有し導電性が付与された長尺帯に連続して電気めっきを施すことを特徴とするめっき方法である。
【００３０】
前記のめっき装置を用いることにより、前記したように、高電流を流すことが可能であって、さらに、長尺帯が多孔体の場合、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、給電部のメンテナンスを容易に行うことができる。このため、高い生産性の下で、高品質のめっきを行うことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、高電流を流すことが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、給電部のメンテナンス性が優れためっき装置およびめっき方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態におけるめっき装置の概要を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるめっき装置に用いられる金属ベルトを説明する図である。
【図３】従来のめっき装置の概要を模式的に示す図である。
【図４】従来の改良型のめっき装置の概要を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００３４】
１．めっき装置
初めに、本実施の形態におけるめっき装置について説明する。図１は、本実施の形態におけるめっき装置の概要を模式的に示す断面図である。図１において、１はめっき装置、１１はカソードとなる金属ベルト、１１ａは金属ベルト１１の外周側に設けられた突起状電極、１２は回転ドラム、１３はアノード、１４はめっき槽、１５はめっき槽１４に収容されためっき液、１６は金属ベルト１１を支持して矢印イで示す方向に回転させる金属ベルト駆動用ロール、１７はワーク（多孔体）Ｗを長手方向に搬送するワーク搬送用ロール、１８は金属ベルト駆動用ロールを兼ねた給電部である。なお、給電部１８およびアノード１３へ、整流器を介して、電源部より電流が供給される。
【００３５】
（１）回転ドラム
図１に示すように、回転ドラム１２の少なくとも一部は、めっき液１５に浸漬されている。そして、めっき液１５中において、回転ドラム１２は、金属ベルト１１およびワークＷにより押圧された状態にある。
【００３６】
（２）アノード
アノード１３は、めっき液１５に浸漬されて、回転ドラム１２の下方に、回転ドラム１２と対向して配置されており、めっき時、ワークＷとアノード１３が接触せずに、ほぼ一定の間隔を保つことができるように、湾曲形状で、回転ドラム１２と適当な間隔を隔てて配置されている。
【００３７】
（３）金属ベルト
金属ベルト１１は、２本の金属ベルト駆動用ロール１６、金属ベルト駆動用ロールを兼ねた給電部１８および回転ドラム１２に支持されて、矢印イで示す方向に回転するように配置されており、給電部１８から給電されることにより、カソードとして働く。
【００３８】
ここで、２本の金属ベルト駆動用ロール１６と金属ベルト駆動用ロールを兼ねた給電部１８とは、めっき槽の外部に設けることができるため、金属ベルト１１の上方部分をめっき槽の外部に位置させることができる。この結果、めっき液１５中で金属ベルト１１の外周側に析出した金属の削り取り作業を、めっき槽の外部で行うことが可能となり、削りかすがワークＷ上やめっき液１５に落ちることもない。アルミめっきの場合のように、乾燥雰囲気のグローブボックス内にめっき装置を設ける必要がある場合も同様に、金属ベルト１１の上方部分をグローブボックスの外部に位置させることができ、メンテナンス作業をグローブボックスの外部で行うことが可能となり、削りかすがワークＷ上やめっき液１５に落ちることもない。
【００３９】
金属ベルト１１としては、一般的には、ワークにめっきする金属と同じ材質の金属ベルトを用いることが好ましい。なお、アルミニウム製のシートからなる金属ベルトを用いた場合、前記したように、アルミニウム製シートの表面には不動態酸化膜が形成され、この不動態酸化膜上にめっきにより形成された金属膜は剥離されやすいため、メンテナンスがより容易となり好ましい。
【００４０】
そして、金属ベルト１１の外周側には、突起状電極１１ａが所定の間隔を設けて配置されている。このため、回転ドラム１２に押圧させた状態で、めっき液１５中をワークＷと共に移動する際、突起状電極１１ａを多孔体であるワークＷの小孔に充分に入り込ませることができる。そして、突起状電極１１ａの周囲でめっきが行われるため、ワークＷの内部まで充分にめっきすることができる。
【００４１】
突起状電極１１ａを備えた金属ベルト１１の一例を図２に示す。図２は、本実施の形態におけるめっき装置に用いられる金属ベルトを説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ−Ａ矢視図である。なお、図２（ａ）では、金属ベルト１１の一部拡大図、および、１点鎖線で囲んだ部分をさらに拡大した図が示されている。
【００４２】
図２（ａ）に示すように、金属ベルト１１としては、エキスパンドメタル等の網目状の金属シートからなる金属ベルトが好ましく用いられる。このとき、金属ベルト１１には、図２（ｂ）に示すように、直径ｄ、高さｈの突起状電極１１ａが、所定のピッチＰで設けられている。この突起状電極１１ａは、図２（ａ）の左側に示すように、網目状の骨格の一部を切断した後、図２（ｃ）に示すように、切断された骨格を引き起こすことにより形成される。
【００４３】
なお、突起状電極１１ａの間隔（ピッチＰ）および高さｈは、ワークＷの厚みや多孔度等に応じて適宜設定される。また、突起状電極１１ａのサイズとしては、一般的に、直径ｄとしては５００μｍ、高さｈとしては１ｍｍ程度が好ましく、またピッチＰとしては２．５ｃｍ程度が好ましいことを、本発明者は実験により確認している。即ち、直径５００μｍ、高さ１ｍｍ程度の突起状電極１１ａは、突起状電極１１ａを中心とする直径２．５ｃｍ程度の範囲でめっきを成長させていることが確認されている。
【００４４】
（４）ワーク搬送用ロール
ワーク搬送用ロール１７は、回転ドラム１２の左右に設けられており、巻出ロール（図示せず）から繰出された長尺のワークＷを矢印ロに示す長手方向に搬送する。このとき、左側のワーク搬送用ロール１７を通過したワークＷは、金属ベルト１１と共に、回転ドラム１２に押圧させた状態でめっき液１５中を移動し、めっきを施されて、右側のワーク搬送用ロール１７を経由して、巻取りロール（図示せず）に巻取られる。
【００４５】
２．めっき方法
次に、上記のめっき装置を用いためっき方法について説明する。
【００４６】
まず、巻出ロールから長尺のワークＷを繰出し、ワーク搬送用ロール１７を通過した時点で、回転する金属ベルト１１と重ね合わせる。重ね合わされたワークＷと金属ベルト１１は、そのまま、めっき液１５中に送られ、回転ドラム１２に押圧させた状態でめっき液１５中を移動する。
【００４７】
このとき、給電部１８から金属ベルト１１へ供給された電流が、ワークＷの厚み方向に流れ、ワークＷの表面にめっきが施されると共に、突起状電極１１ａへ供給された電流により、突起多孔体内部にも充分にめっきが施される。このように、電流を抵抗が小さなワークＷの厚み方向に流すため、高電流を流すことが可能となり、めっき速度を向上させることができる。
【００４８】
めっきが施されたワークＷと金属ベルト１１は、めっき液１５を出た後、給電部１８、ワーク搬送用ロール１７に至って、重ね合わせが解放されて、ワークＷは巻取りロールに巻取られ、一方、金属ベルト１１は上方に移動する。
【００４９】
上方に移動した金属ベルト１１は、めっき槽の外部で、その表面に析出した金属を削り取られて、メンテナンスされる。このように、メンテナンスはめっき槽の外部での作業であるため、容易にメンテナンスを行うことができ、また削りかすなどがめっき液１５やワークＷの表面に落ちることがない。グローブボックス内にめっき装置を設ける必要がある場合も同様であり、メンテナンスがグローブボックスの外部での作業となるため、容易にメンテナンスを行うことができ、また削りかすなどがめっき液１５やワークＷの表面に落ちることがない。
【実施例】
【００５０】
以下、多孔体として、連通気孔を有する三次元網状構造のウレタン樹脂多孔体を用い、Ａｌめっきを施す場合を例に挙げ、本発明をより具体的に説明する。
【００５１】
１．ワークの準備
先ず、幅１ｍ、厚み０．１４ｍｍ、多孔度９６％、孔径５００μｍのウレタン樹脂多孔体に、カーボン塗布法を用いてカーボン粒子をウレタン表面に被覆することにより導電性を付与して、電気めっき用のワークを作製した。
【００５２】
２．めっき
以下に示すめっき装置を用い、以下に示すめっき条件でめっきを行った。
【００５３】
（１）めっき装置
図１に示しためっき装置であって、以下の構成のめっき装置を用いた。
回転ドラム ：ドラム径１ｍ
金属ベルト 材質 ：Ａｌエキスパンドメタル
幅 ：１．５ｍ
長さ ：全長３０ｍ（グローブボックス外部における長さ：２０ｍ）
突起状電極 ：高さ１ｍｍ、径５００μｍ、ピッチ２５ｍｍ
【００５４】
（２）めっき条件
めっき液の組成 ：ＡｌＣｌ３／ＥＭＩＣ＝２ｍｏｌ／１ｍｏｌ
通電電流 ：１３００Ａ
線速 ：７００ｍｍ／分
めっき付着量 ：１０ｇ／ｍ２
ワークの浸漬長さ ：２．５ｍ
【００５５】
３．評価
本実施例により、１３００Ａという高電流の下、７００ｍｍ／分という高速めっきが可能であることが確認された。また、断面ＳＥＭ（走査型顕微鏡）観察によりワークの厚み方向におけるめっき状況を調べた結果、ワークの内部まで充分にめっきされており、ワークの厚み方向におけるめっきの均一性が良好であることが確認された。
【００５６】
また、めっき中、金属ベルトに析出した金属の除去は、グローブボックスの外部で容易に行うことができた。
【００５７】
なお、その後、メッキ処理されたウレタン樹脂多孔体を加熱処理することにより、樹脂成分を熱分解、除去し、金属のみからなる金属多孔体を作製した。
【００５８】
このように、本実施の形態によれば、高電流の下で高速めっきが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、ワークへの給電部である金属ベルトのメンテナンス性が優れためっき装置およびめっき方法を提供することができることが分かる。
【００５９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１、３１、４１ めっき装置
１１ 金属ベルト
１１ａ 突起状電極
１２ 回転ドラム
１３、３３、４３ アノード
１４、３４、４４ めっき槽
１５、３５、４５ めっき液
１６ 金属ベルト駆動用ロール
１７ ワーク搬送用ロール
１８ 給電部
３２ ロール
４２ 突起電極ドラム
４２ａ 突起
ｄ 突起状電極の直径
ｈ 突起状電極の高さ
Ｐ 突起状電極のピッチ
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性が付与された長尺帯、特に全属多孔体を製造する際に使用されるめっき装置および前記めっき装置を用いためっき方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電池の電極、各種フイルター、触媒の担体等に、連通気孔を有する三次元網状構造の金属多孔体を使用することが盛んに行われている。
【０００３】
このような金属多孔体は、一般に、発泡ウレタン等の連通気孔を有する三次元網状構造の多孔質樹脂支持体に導電性を付与した後、金属を電気めっきし、その後、多孔質樹脂を熱処理により分解、除去することにより作製される（例えば特許文献１）。
【０００４】
上記の電気めっきは、従来、図３に示すめっき装置を用いて行われていた。図３は従来のめっき装置の概略を模式的に示した図であり、図３において、３１はめっき装置であり、３２はロール、３３はアノード、３４はめっき槽、３５はめっき槽３４に収容されためっき液である。
【０００５】
また、Ｗはワーク（導電性が付与された多孔質樹脂支持体）であり、図示しない巻出ロールから繰出されたワークは矢印の方向に搬送され、めっき液３５を通過中にめっきされた後、図示しない巻取ロールに巻取られる。なお、電流は、整流器を介して、アノード３３およびロール３２に供給される（単純ロール給電）。
【０００６】
このようなめっき装置３１は簡便であるという利点を有しているものの、給電部であるロール３２が液外に設けられており、ワークにおける給電部とめっき部とが離れることにより、両者間の電気抵抗が大きくなるため、高電流を流すことができず、めっき速度を速くすることが困難であるという問題があった。
【０００７】
即ち、ロール３２に供給された電流は、ワークＷの長手方向に流れるが、長手方向の抵抗は厚み方向の抵抗に比べて大きいため、高電流を流すためには電圧を上げる必要がある。しかし、電圧を上げた場合には、めっき液の耐電圧値を超え、めっき液の分解が始まる恐れがあるため、高電流を流すことができず、めっき速度を速くすることが難しい。
【０００８】
また、めっきによる金属の析出は、ワークＷの表面から優先的に行われるため、特にワークが厚くなった場合、多孔体であるワークＷの内部まで充分にめっきして、金属を析出させることが難しい。
【０００９】
そこで、このような従来のめっき装置における問題点を解決するために、図４に示す改良型のめっき装置が開発されている。図４は、この改良型めっき装置の概略を模式的に示した図であり、図４において、４１はめっき装置であり、４２は突起電極ドラム、４２ａは突起電極ドラム４２上に形成された突起、４３はアノード、４４はめっき槽、４５はめっき槽４４に収容されためっき液である。
【００１０】
そして、突起電極ドラム４２は、その下部がめっき液４５に浸漬されて、ワークＷの搬送速度と同じ速度で回転する。このとき、電流は、整流器を介して、アノード４３および突起電極ドラム４２に供給される（突起電極ドラム給電）。
【００１１】
このめっき装置４１においては、突起電極ドラム４２に供給された電流は、ワークＷの厚み方向に流れるが、厚み方向の抵抗は充分に小さく無視することができるため、前記した従来のめっき装置の場合と異なり、発熱やめっき液の分解を起こすことなく、高電流を流すことが可能となる。
【００１２】
また、めっき中、突起４２ａが多孔体であるワークＷの小孔に入り込み、突起４２ａの周囲でめっきが行われるため、ワークＷの内部まで充分にめっきすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２６２８６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記の改良型のめっき装置の場合、突起電極ドラム４２がめっき液４５内に浸漬されているため、突起電極ドラム４２の表面にも金属が析出して、突起４２ａが太くなり、時間が経過するに従って、ワークＷの小孔に入りこまなくなる。そこで、突起電極ドラム４２の表面に析出した金属をバイトなどにより削り落とすことが行われるが、削りかすがワークＷ上やめっき液４５に落ち込み、めっき品質を損ねる恐れがある。
【００１５】
また、ニッケルめっきの場合には、めっき雰囲気は開放系で問題がないものの、アルミめっきの場合は、雰囲気中の水分がめっき性状に大きく影響するため、例えば、露点−４０℃程度の乾燥雰囲気で行う必要がある。このため、めっき装置は、前記雰囲気のグローブボックス内に設けられる。この結果、突起電極ドラム４２のメンテナンスは一層困難となり、「ロールｔｏロール」でのアルミめっきは、現状実現していない。
【００１６】
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑み、高電流を流すことが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、給電部のメンテナンス性が優れためっき装置および前記めっき装置を用いためっき方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す請求項の発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、各請求項の発明について説明する。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、
導電性が付与された長尺帯を、連続して電気めっきするめっき装置であって、
めっき液が収容されためっき槽と、
前記めっき液に、少なくとも一部分が浸漬されている回転ドラムと、
前記めっき槽内において、前記回転ドラムの下方に前記回転ドラムと所定の間隔を設けて、対向して配置されているアノードと、
回転手段により、全体がループ状に回転し、下方部分が前記回転ドラムを押圧した状態で、前記回転ドラムと前記アノードとの間を通過するように回転し、上方部分が前記めっき槽の外部で支持されて回転している金属ベルトと、
前記長尺帯を、前記回転ドラムと前記金属ベルトに押圧させた状態で、長手方向に搬送する搬送手段と、
前記めっき槽の外部に設けられた給電部および電源部と
が備えられており、
前記金属ベルトは、外周側に、所定の間隔で突起状電極が設けられており、
前記給電部から前記金属ベルトに給電することにより、前記長尺帯に、連続的に、電気めっきを施すように構成されている
ことを特徴とするめっき装置である。
【００１９】
本請求項の発明においては、金属ベルトを、液槽内に浸漬された下方部分を除いて、めっき槽の外部に支持して、ループ状に回転させている。この結果、めっき液内に浸漬されている金属ベルトの表面に金属が析出して突起が太くなった場合であっても、析出した金属の削り落としに際し、削りかすのワーク上やめっき液への落ち込みを抑制することができる。
【００２０】
そして、前記したアルミめっきの場合のように、乾燥雰囲気のグローブボックス内にめっき装置を設ける必要がある場合であっても、金属ベルトの一部をグローブボックス外に配置することが可能となるため、容易にメンテナンスを行うことができ、上記と同様に、メンテナンスに伴い発生した削りかすのワーク上やめっき液への落ち込みを抑制することができる。この結果、従来は困難であった「ロールｔｏロール」でのアルミめっきも可能となる。
【００２１】
また、本請求項の発明においては、長尺帯をカソードである金属ベルトに押圧させた状態で電気めっきを施すように構成されている。このため、給電部は、従来の単純ロール給電の場合と同様に、めっき槽の外部にありながら、前記した改良型のめっき装置と同様に、抵抗が充分に小さなワークの厚み方向に電流を流すことができ、高電流を流すことが可能となる（電極搬送給電）。
【００２２】
さらに、長尺帯が連通孔を有する多孔体の場合には、めっき中、金属ベルトに設けられた突起状電極が、多孔体であるワークの小孔に充分に入り込み、突起の周囲でめっきが行われるため、改良型のめっき装置と同様に、ワークの内部まで充分にめっきすることができる。
【００２３】
このように、本請求項の発明によれば、高電流を流すことが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、ワークへの給電部である金属ベルトのメンテナンス性が優れためっき装置を提供することができる。
【００２４】
なお、金属ベルトとして網目状の金属シートを用い、網目状の骨格を切断し、切断された骨格を引き起こすことにより、容易に、突起状電極を形成することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明は、
前記長尺帯が、連通孔を有する長尺帯状の多孔体であることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置である。
【００２６】
前記したように、長尺帯が連通孔を有する長尺帯状の多孔体である場合、突起状電極がワークの小孔に充分に入り込み、突起の周囲でめっきが行われるため、ワークの内部まで充分にめっきすることができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、
前記金属ベルトが、アルミニウム製のシートからなる金属ベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のめっき装置である。
【００２８】
アルミニウム製のシートからなる金属ベルトを用いた場合、アルミニウム製シートの表面には不動態酸化膜が形成され、この不動態酸化膜上にめっきにより形成された金属膜は剥離されやすいため、メンテナンスがより容易となり好ましい。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のめっき装置を用いて、連通孔を有し導電性が付与された長尺帯に連続して電気めっきを施すことを特徴とするめっき方法である。
【００３０】
前記のめっき装置を用いることにより、前記したように、高電流を流すことが可能であって、さらに、長尺帯が多孔体の場合、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、給電部のメンテナンスを容易に行うことができる。このため、高い生産性の下で、高品質のめっきを行うことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、高電流を流すことが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、給電部のメンテナンス性が優れためっき装置およびめっき方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態におけるめっき装置の概要を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるめっき装置に用いられる金属ベルトを説明する図である。
【図３】従来のめっき装置の概要を模式的に示す図である。
【図４】従来の改良型のめっき装置の概要を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００３４】
１．めっき装置
初めに、本実施の形態におけるめっき装置について説明する。図１は、本実施の形態におけるめっき装置の概要を模式的に示す断面図である。図１において、１はめっき装置、１１はカソードとなる金属ベルト、１１ａは金属ベルト１１の外周側に設けられた突起状電極、１２は回転ドラム、１３はアノード、１４はめっき槽、１５はめっき槽１４に収容されためっき液、１６は金属ベルト１１を支持して矢印イで示す方向に回転させる金属ベルト駆動用ロール、１７はワーク（多孔体）Ｗを長手方向に搬送するワーク搬送用ロール、１８は金属ベルト駆動用ロールを兼ねた給電部である。なお、給電部１８およびアノード１３へ、整流器を介して、電源部より電流が供給される。
【００３５】
（１）回転ドラム
図１に示すように、回転ドラム１２の少なくとも一部は、めっき液１５に浸漬されている。そして、めっき液１５中において、回転ドラム１２は、金属ベルト１１およびワークＷにより押圧された状態にある。
【００３６】
（２）アノード
アノード１３は、めっき液１５に浸漬されて、回転ドラム１２の下方に、回転ドラム１２と対向して配置されており、めっき時、ワークＷとアノード１３が接触せずに、ほぼ一定の間隔を保つことができるように、湾曲形状で、回転ドラム１２と適当な間隔を隔てて配置されている。
【００３７】
（３）金属ベルト
金属ベルト１１は、２本の金属ベルト駆動用ロール１６、金属ベルト駆動用ロールを兼ねた給電部１８および回転ドラム１２に支持されて、矢印イで示す方向に回転するように配置されており、給電部１８から給電されることにより、カソードとして働く。
【００３８】
ここで、２本の金属ベルト駆動用ロール１６と金属ベルト駆動用ロールを兼ねた給電部１８とは、めっき槽の外部に設けることができるため、金属ベルト１１の上方部分をめっき槽の外部に位置させることができる。この結果、めっき液１５中で金属ベルト１１の外周側に析出した金属の削り取り作業を、めっき槽の外部で行うことが可能となり、削りかすがワークＷ上やめっき液１５に落ちることもない。アルミめっきの場合のように、乾燥雰囲気のグローブボックス内にめっき装置を設ける必要がある場合も同様に、金属ベルト１１の上方部分をグローブボックスの外部に位置させることができ、メンテナンス作業をグローブボックスの外部で行うことが可能となり、削りかすがワークＷ上やめっき液１５に落ちることもない。
【００３９】
金属ベルト１１としては、一般的には、ワークにめっきする金属と同じ材質の金属ベルトを用いることが好ましい。なお、アルミニウム製のシートからなる金属ベルトを用いた場合、前記したように、アルミニウム製シートの表面には不動態酸化膜が形成され、この不動態酸化膜上にめっきにより形成された金属膜は剥離されやすいため、メンテナンスがより容易となり好ましい。
【００４０】
そして、金属ベルト１１の外周側には、突起状電極１１ａが所定の間隔を設けて配置されている。このため、回転ドラム１２に押圧させた状態で、めっき液１５中をワークＷと共に移動する際、突起状電極１１ａを多孔体であるワークＷの小孔に充分に入り込ませることができる。そして、突起状電極１１ａの周囲でめっきが行われるため、ワークＷの内部まで充分にめっきすることができる。
【００４１】
突起状電極１１ａを備えた金属ベルト１１の一例を図２に示す。図２は、本実施の形態におけるめっき装置に用いられる金属ベルトを説明する図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＡ−Ａ矢視図である。なお、図２（ａ）では、金属ベルト１１の一部拡大図、および、１点鎖線で囲んだ部分をさらに拡大した図が示されている。
【００４２】
図２（ａ）に示すように、金属ベルト１１としては、エキスパンドメタル等の網目状の金属シートからなる金属ベルトが好ましく用いられる。このとき、金属ベルト１１には、図２（ｂ）に示すように、直径ｄ、高さｈの突起状電極１１ａが、所定のピッチＰで設けられている。この突起状電極１１ａは、図２（ａ）の左側に示すように、網目状の骨格の一部を切断した後、図２（ｃ）に示すように、切断された骨格を引き起こすことにより形成される。
【００４３】
なお、突起状電極１１ａの間隔（ピッチＰ）および高さｈは、ワークＷの厚みや多孔度等に応じて適宜設定される。また、突起状電極１１ａのサイズとしては、一般的に、直径ｄとしては５００μｍ、高さｈとしては１ｍｍ程度が好ましく、またピッチＰとしては２．５ｃｍ程度が好ましいことを、本発明者は実験により確認している。即ち、直径５００μｍ、高さ１ｍｍ程度の突起状電極１１ａは、突起状電極１１ａを中心とする直径２．５ｃｍ程度の範囲でめっきを成長させていることが確認されている。
【００４４】
（４）ワーク搬送用ロール
ワーク搬送用ロール１７は、回転ドラム１２の左右に設けられており、巻出ロール（図示せず）から繰出された長尺のワークＷを矢印ロに示す長手方向に搬送する。このとき、左側のワーク搬送用ロール１７を通過したワークＷは、金属ベルト１１と共に、回転ドラム１２に押圧させた状態でめっき液１５中を移動し、めっきを施されて、右側のワーク搬送用ロール１７を経由して、巻取りロール（図示せず）に巻取られる。
【００４５】
２．めっき方法
次に、上記のめっき装置を用いためっき方法について説明する。
【００４６】
まず、巻出ロールから長尺のワークＷを繰出し、ワーク搬送用ロール１７を通過した時点で、回転する金属ベルト１１と重ね合わせる。重ね合わされたワークＷと金属ベルト１１は、そのまま、めっき液１５中に送られ、回転ドラム１２に押圧させた状態でめっき液１５中を移動する。
【００４７】
このとき、給電部１８から金属ベルト１１へ供給された電流が、ワークＷの厚み方向に流れ、ワークＷの表面にめっきが施されると共に、突起状電極１１ａへ供給された電流により、突起多孔体内部にも充分にめっきが施される。このように、電流を抵抗が小さなワークＷの厚み方向に流すため、高電流を流すことが可能となり、めっき速度を向上させることができる。
【００４８】
めっきが施されたワークＷと金属ベルト１１は、めっき液１５を出た後、給電部１８、ワーク搬送用ロール１７に至って、重ね合わせが解放されて、ワークＷは巻取りロールに巻取られ、一方、金属ベルト１１は上方に移動する。
【００４９】
上方に移動した金属ベルト１１は、めっき槽の外部で、その表面に析出した金属を削り取られて、メンテナンスされる。このように、メンテナンスはめっき槽の外部での作業であるため、容易にメンテナンスを行うことができ、また削りかすなどがめっき液１５やワークＷの表面に落ちることがない。グローブボックス内にめっき装置を設ける必要がある場合も同様であり、メンテナンスがグローブボックスの外部での作業となるため、容易にメンテナンスを行うことができ、また削りかすなどがめっき液１５やワークＷの表面に落ちることがない。
【実施例】
【００５０】
以下、多孔体として、連通気孔を有する三次元網状構造のウレタン樹脂多孔体を用い、Ａｌめっきを施す場合を例に挙げ、本発明をより具体的に説明する。
【００５１】
１．ワークの準備
先ず、幅１ｍ、厚み０．１４ｍｍ、多孔度９６％、孔径５００μｍのウレタン樹脂多孔体に、カーボン塗布法を用いてカーボン粒子をウレタン表面に被覆することにより導電性を付与して、電気めっき用のワークを作製した。
【００５２】
２．めっき
以下に示すめっき装置を用い、以下に示すめっき条件でめっきを行った。
【００５３】
（１）めっき装置
図１に示しためっき装置であって、以下の構成のめっき装置を用いた。
回転ドラム ：ドラム径１ｍ
金属ベルト 材質 ：Ａｌエキスパンドメタル
幅 ：１．５ｍ
長さ ：全長３０ｍ（グローブボックス外部における長さ：２０ｍ）
突起状電極 ：高さ１ｍｍ、径５００μｍ、ピッチ２５ｍｍ
【００５４】
（２）めっき条件
めっき液の組成 ：ＡｌＣｌ３／ＥＭＩＣ＝２ｍｏｌ／１ｍｏｌ
通電電流 ：１３００Ａ
線速 ：７００ｍｍ／分
めっき付着量 ：１０ｇ／ｍ２
ワークの浸漬長さ ：２．５ｍ
【００５５】
３．評価
本実施例により、１３００Ａという高電流の下、７００ｍｍ／分という高速めっきが可能であることが確認された。また、断面ＳＥＭ（走査型顕微鏡）観察によりワークの厚み方向におけるめっき状況を調べた結果、ワークの内部まで充分にめっきされており、ワークの厚み方向におけるめっきの均一性が良好であることが確認された。
【００５６】
また、めっき中、金属ベルトに析出した金属の除去は、グローブボックスの外部で容易に行うことができた。
【００５７】
なお、その後、メッキ処理されたウレタン樹脂多孔体を加熱処理することにより、樹脂成分を熱分解、除去し、金属のみからなる金属多孔体を作製した。
【００５８】
このように、本実施の形態によれば、高電流の下で高速めっきが可能であって、さらに、多孔体の内部にまで充分にめっきすることが可能でありながら、ワークへの給電部である金属ベルトのメンテナンス性が優れためっき装置およびめっき方法を提供することができることが分かる。
【００５９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１、３１、４１ めっき装置
１１ 金属ベルト
１１ａ 突起状電極
１２ 回転ドラム
１３、３３、４３ アノード
１４、３４、４４ めっき槽
１５、３５、４５ めっき液
１６ 金属ベルト駆動用ロール
１７ ワーク搬送用ロール
１８ 給電部
３２ ロール
４２ 突起電極ドラム
４２ａ 突起
ｄ 突起状電極の直径
ｈ 突起状電極の高さ
Ｐ 突起状電極のピッチ
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性が付与された長尺帯を、連続して電気めっきするめっき装置であって、
めっき液が収容されためっき槽と、
前記めっき液に、少なくとも一部分が浸漬されている回転ドラムと、
前記めっき槽内において、前記回転ドラムの下方に前記回転ドラムと所定の間隔を設けて、対向して配置されているアノードと、
回転手段により、全体がループ状に回転し、下方部分が前記回転ドラムを押圧した状態で、前記回転ドラムと前記アノードとの間を通過するように回転し、上方部分が前記めっき槽の外部で支持されて回転している金属ベルトと、
前記長尺帯を、前記回転ドラムと前記金属ベルトに押圧させた状態で、長手方向に搬送する搬送手段と、
前記めっき槽の外部に設けられた給電部および電源部と
が備えられており、
前記金属ベルトは、外周側に、所定の間隔で突起状電極が設けられており、
前記給電部から前記金属ベルトに給電することにより、前記長尺帯に、連続的に、電気めっきを施すように構成されている
ことを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記長尺帯が、連通孔を有する長尺帯状の多孔体であることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。
【請求項３】
前記金属ベルトが、アルミニウム製のシートからなる金属ベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のめっき装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のめっき装置を用いて、連通孔を有し導電性が付与された長尺帯に連続して電気めっきを施すことを特徴とするめっき方法。
【請求項１】
導電性が付与された長尺帯を、連続して電気めっきするめっき装置であって、
めっき液が収容されためっき槽と、
前記めっき液に、少なくとも一部分が浸漬されている回転ドラムと、
前記めっき槽内において、前記回転ドラムの下方に前記回転ドラムと所定の間隔を設けて、対向して配置されているアノードと、
回転手段により、全体がループ状に回転し、下方部分が前記回転ドラムを押圧した状態で、前記回転ドラムと前記アノードとの間を通過するように回転し、上方部分が前記めっき槽の外部で支持されて回転している金属ベルトと、
前記長尺帯を、前記回転ドラムと前記金属ベルトに押圧させた状態で、長手方向に搬送する搬送手段と、
前記めっき槽の外部に設けられた給電部および電源部と
が備えられており、
前記金属ベルトは、外周側に、所定の間隔で突起状電極が設けられており、
前記給電部から前記金属ベルトに給電することにより、前記長尺帯に、連続的に、電気めっきを施すように構成されている
ことを特徴とするめっき装置。
【請求項２】
前記長尺帯が、連通孔を有する長尺帯状の多孔体であることを特徴とする請求項１に記載のめっき装置。
【請求項３】
前記金属ベルトが、アルミニウム製のシートからなる金属ベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のめっき装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のめっき装置を用いて、連通孔を有し導電性が付与された長尺帯に連続して電気めっきを施すことを特徴とするめっき方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１７２２２０（Ｐ２０１２−１７２２２０Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３６９４１（Ｐ２０１１−３６９４１）
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２３日（２０１１．２．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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