JP2015137380A - Method and apparatus for manufacturing aluminum film - Google Patents
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Abstract
【課題】めっき室内に水分及び酸素が侵入することのないアルミニウム膜の製造方法の提供。【解決手段】導電化処理した長尺状の多孔性樹脂基材Wを溶融塩電解液を収容しためっき室1の入口側に設けたシール室4を通して前記めっき室に搬入する工程と、前記めっき室で多孔性樹脂基材の表面にアルミニウム膜を電着させる工程と、前記アルミニウム膜を電着させた多孔性樹脂基材をめっき室の出口側に設けたシール室5を通してめっき室から搬出する工程とを含み、前記シール室の入口側及び出口側にはそれぞれシールロール6が設けられており、前記シール室内の前記シールロール6に挟まれた空間は少なくとも一つの拡散防止板7によって多孔性樹脂基材の搬送方向に複数室に区画されており、前記拡散防止板の一方の端部は前記多孔性樹脂基材と間隔をおいて配置されている、アルミニウム膜の製造方法。【選択図】図1A method of manufacturing an aluminum film in which moisture and oxygen do not enter a plating chamber is provided. A step of bringing a long porous resin substrate W subjected to a conductive treatment into the plating chamber through a seal chamber 4 provided on the inlet side of the plating chamber 1 containing a molten salt electrolyte, and the plating A step of electrodepositing an aluminum film on the surface of the porous resin substrate in the chamber, and a porous resin substrate electrodeposited with the aluminum film is carried out of the plating chamber through a seal chamber 5 provided on the outlet side of the plating chamber. A seal roll 6 is provided on each of the inlet side and the outlet side of the seal chamber, and the space between the seal rolls 6 in the seal chamber is porous by at least one diffusion prevention plate 7 A method for producing an aluminum film, wherein the aluminum substrate is partitioned into a plurality of chambers in the direction of transport of the resin base material, and one end of the diffusion prevention plate is disposed at a distance from the porous resin base material. [Selection] Figure 1
Description
本発明は長尺状の多孔性樹脂基材表面にアルミニウムを電気めっきして基材上にアルミニウム膜を形成するアルミニウム膜の製造方法及び製造装置に関する。 The present invention relates to an aluminum film manufacturing method and apparatus for electroplating aluminum on the surface of a long porous resin substrate to form an aluminum film on the substrate.
アルミニウムは表面に緻密な酸化膜を形成することにより不動態化し優れた耐食性を発揮する。このため鋼帯などの表面にアルミニウムめっきを施して耐食性を高めることが行われている。
例えば、鋼帯表面にアルミニウムめっきをするには、まず、コンダクタロールを通じて鋼帯をめっき室内に連続的に送給し、めっき室内のめっき液に浸漬された陽極内を走行させる。この時、鋼帯自体は陰極として作用するように電気的に接続されていることから、陽極と陰極である鋼帯との間で電解が起こり、鋼帯の表面にアルミニウムが電着し、アルミニウムめっきが形成される。めっき液内を走行する鋼帯はターンロールによって方向が変更され、今度は上向きに走行するが、この場合にも陽極との間でめっきが行われる。アルミニウムめっきが形成された鋼帯はめっき室を出てからコンダクタロールを経て系外に取り出される(特許文献1参照)。
Aluminum is passivated by forming a dense oxide film on its surface and exhibits excellent corrosion resistance. For this reason, the surface of a steel strip or the like is subjected to aluminum plating to improve the corrosion resistance.
For example, in order to perform aluminum plating on the surface of a steel strip, first, the steel strip is continuously fed into a plating chamber through a conductor roll and travels in an anode immersed in a plating solution in the plating chamber. At this time, since the steel strip itself is electrically connected so as to act as a cathode, electrolysis occurs between the anode and the steel strip that is the cathode, and aluminum is electrodeposited on the surface of the steel strip. A plating is formed. The direction of the steel strip traveling in the plating solution is changed by the turn roll, and this time it travels upward. In this case as well, plating is performed with the anode. The steel strip on which the aluminum plating is formed leaves the plating chamber and then is taken out of the system through a conductor roll (see Patent Document 1).
また、三次元網目構造を有するアルミニウムからなる多孔体は、リチウムイオン電池の正極の容量を向上させるものとして有望である。現在では、アルミニウムの導電性、耐腐食性、軽量などの優れた特徴を生かして、アルミニウム箔の表面にコバルト酸リチウム等の活物質を塗布したものがリチウムイオン電池の正極として使用されている。この正極をアルミニウムからなる多孔体により形成することで、表面積を大きくし、アルミニウムの内部にも活物質を充填することが可能となる。これにより、電極を厚くしても活物質の利用率が減少することがなくなり、単位面積当たりの活物質の利用率が向上し、正極の容量を向上させることが可能となる。 In addition, a porous body made of aluminum having a three-dimensional network structure is promising as improving the capacity of the positive electrode of a lithium ion battery. At present, a material obtained by applying an active material such as lithium cobaltate to the surface of an aluminum foil by taking advantage of the excellent characteristics of aluminum such as conductivity, corrosion resistance and light weight is used as a positive electrode of a lithium ion battery. By forming the positive electrode with a porous body made of aluminum, the surface area can be increased and the active material can be filled inside the aluminum. Thereby, even if the electrode is thickened, the utilization factor of the active material is not reduced, the utilization factor of the active material per unit area is improved, and the capacity of the positive electrode can be improved.
本出願人は、上記のようなアルミニウム多孔体の製造方法として、三次元網目構造を有する樹脂成形体にアルミニウムを電気めっきする方法を提案している(特許文献2参照)。従来のアルミニウム溶融塩浴は高温にする必要があるため、樹脂成形体表面にアルミニウムを電気めっきしようとすると、樹脂が高温に耐えられず溶解してしまうなどの問題があった。しかしながら特許文献2に記載の方法によれば、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(EMIC)や、1−ブチルピリジニウムクロリド(BPC)などの有機塩化物塩と塩化アルミニウム(AlCl3)とを混合することで、室温で液体のアルミニウム浴が形成され、樹脂成形体へのアルミニウムの電気めっきが可能となる。特に、EMIC−AlCl3系では液の特性が良好であり、アルミめっき液として有用である。
The present applicant has proposed a method of electroplating aluminum on a resin molded body having a three-dimensional network structure as a method for producing the aluminum porous body as described above (see Patent Document 2). Since the conventional aluminum molten salt bath needs to have a high temperature, there has been a problem that when the aluminum is electroplated on the surface of the resin molded body, the resin cannot withstand the high temperature and dissolves. However, according to the method described in
ところで、めっき液として溶融塩を用いた連続電気めっき装置では、めっき液である溶融塩が大気に接すると、空気中の水分と反応、吸湿して反応生成物を生じ、めっき液として要求される機能が損なわれる。特に、アルミニウム系のめっきに塩化物系の溶融塩を用いると、溶融塩が空気中の水分と反応することにより塩化水素が生成されて作業場環境が悪化したり、めっき装置の各構成材料が腐食したりするという問題がある。また、金属アルミニウムは非常に酸化されやすい特性を持つため、基材表面に形成されたアルミニウム膜はめっき液中に含まれる微量の溶存酸素とも反応して酸化アルミニウムとなってしまう。このような反応がめっき膜の成長と同時に起こると、アルミニウムの結晶粒が変化してしまい、めっき膜の機械強度が低下したり、電気伝導性が悪くなったりするという問題が生じる。 By the way, in a continuous electroplating apparatus using a molten salt as a plating solution, when the molten salt as a plating solution comes into contact with the atmosphere, it reacts with moisture in the air and absorbs moisture to produce a reaction product, which is required as a plating solution. Function is impaired. In particular, when a chloride-based molten salt is used for aluminum-based plating, the molten salt reacts with moisture in the air to produce hydrogen chloride, which deteriorates the work environment and corrodes each component of the plating equipment. There is a problem of doing. Moreover, since metal aluminum has the characteristic which is very easy to oxidize, the aluminum film formed in the base-material surface also reacts with the trace amount dissolved oxygen contained in a plating solution, and will become aluminum oxide. When such a reaction occurs simultaneously with the growth of the plating film, the crystal grains of aluminum change, causing problems that the mechanical strength of the plating film is lowered and the electrical conductivity is deteriorated.
そこで、めっき液に溶融塩を用いた連続電気めっき装置においてはめっき液を外気から完全に遮断された密閉系とされる(特許文献3参照)。
密閉系とするには、図8に示すように、めっき室1への連続シート材(以下「ワーク」ともいう)の入口部および出口部に2組のシールロール対をそれぞれ有しN2 ガスを充填されたシール室4、5が設けられ、めっき室1のシールが行われる。また、めっき室のN2ガス圧を正圧とすることにより、めっき室内に外気から水分や酸素が進入しないようにしている。
Therefore, in a continuous electroplating apparatus using a molten salt as a plating solution, a closed system in which the plating solution is completely shut off from the outside air is used (see Patent Document 3).
In order to form a closed system, as shown in FIG. 8, N 2 gas has two pairs of seal rolls at the inlet and outlet of the continuous sheet material (hereinafter also referred to as “work”) to the
本発明者が前記のようなシール室を有するめっき装置で三次元網目構造を有する樹脂成形体にアルミニウムを電気めっきしたところ、めっき装置がシール室を有しているにもかかわらず、依然としてわずかに水分及び酸素が電解室に侵入するという問題があることが分かった。
本発明は前記問題点に鑑みて、めっき室内に水分及び酸素が侵入することのないアルミニウム膜の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
When the present inventors electroplated aluminum on a resin molded body having a three-dimensional network structure with a plating apparatus having a sealing chamber as described above, the plating apparatus still has a slight amount even though it has a sealing chamber. It has been found that there is a problem that moisture and oxygen enter the electrolytic chamber.
An object of this invention is to provide the manufacturing method and manufacturing apparatus of an aluminum film which a water | moisture content and oxygen do not penetrate | invade in a plating chamber in view of the said problem.
本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意探求を重ねた結果、シール室に拡散防止板を設けることによりめっき室内への水分の侵入を防ぐことができるとの知見を得て本発明を完成した。 As a result of intensive investigations to solve the above-mentioned problems, the present inventors have obtained the knowledge that the penetration of moisture into the plating chamber can be prevented by providing a diffusion prevention plate in the seal chamber, thereby completing the present invention. did.
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用する。
すなわち、本発明に係るアルミニウム膜の製造方法は、
溶融塩電解液中で、導電性が付与された長尺状の多孔性樹脂基材の表面にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造方法であって、
前記基材をめっき室の入口側に設けたシール室を通して前記めっき室に搬入する工程と、
前記めっき室で多孔性樹脂基材の表面にアルミニウム膜を電着させる工程と、
前記アルミニウム膜を電着させた多孔性樹脂基材をめっき室の出口側に設けたシール室を通してめっき室から搬出する工程と
を含み、
前記シール室の入口側及び出口側にはそれぞれシールロールが設けられており、
前記シール室内の前記シールロールに挟まれた空間は少なくとも一つの拡散防止板によって多孔性樹脂基材の搬送方向に複数室に区画されており、
前記拡散防止板の一方の端部は前記多孔性樹脂基材と間隔をおいて配置されている、
アルミニウム膜の製造方法、
である。
また、本発明に係るアルミニウム膜の製造装置は、
溶融塩電解液中で、導電性が付与された長尺状の多孔性樹脂基材の表面にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造装置であって、
めっき室と、
前記めっき室の前記基材の入口側及び出口側のそれぞれに設けたシール室と、
を有し、
前記シール室は前記基材の入口側及び出口側のそれぞれに設けたシールロールと、
前記シール室内の前記シールロールに挟まれた空間を前記多孔性樹脂基材の搬送方向に 複数室に区画する少なくとも一つの拡散防止板と
を有する、
アルミニウム膜の製造装置、
である。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
That is, the method for producing an aluminum film according to the present invention includes:
In a molten salt electrolyte, a method for producing an aluminum film in which aluminum is electrodeposited on the surface of a long porous resin base material provided with conductivity,
Carrying the substrate into the plating chamber through a seal chamber provided on the inlet side of the plating chamber;
Electrodepositing an aluminum film on the surface of the porous resin substrate in the plating chamber;
Carrying out the porous resin base material electrodeposited with the aluminum film from the plating chamber through a seal chamber provided on the outlet side of the plating chamber,
Seal rolls are respectively provided on the inlet side and the outlet side of the seal chamber,
The space between the seal rolls in the seal chamber is partitioned into a plurality of chambers in the transport direction of the porous resin substrate by at least one diffusion prevention plate,
One end of the diffusion preventing plate is disposed at a distance from the porous resin substrate,
Production method of aluminum film,
It is.
Moreover, the apparatus for producing an aluminum film according to the present invention comprises:
An apparatus for producing an aluminum film in which aluminum is electrodeposited on the surface of a long porous resin base material provided with conductivity in a molten salt electrolyte,
A plating chamber;
A seal chamber provided on each of the inlet side and the outlet side of the substrate of the plating chamber;
Have
The seal chambers are provided on each of an inlet side and an outlet side of the base material;
A space sandwiched between the seal rolls in the seal chamber and at least one diffusion prevention plate that divides the space into a plurality of chambers in the transport direction of the porous resin substrate,
Aluminum film manufacturing equipment,
It is.
本発明により、溶融塩電解液を使用して基材上にアルミニウム膜を形成するアルミニウム膜形成装置において、めっき室に水分及び酸素が侵入するのを確実に防ぐことができる。 According to the present invention, in an aluminum film forming apparatus that forms an aluminum film on a substrate using a molten salt electrolyte, it is possible to reliably prevent moisture and oxygen from entering the plating chamber.
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本発明の実施形態に係るアルミニウム膜の製造方法は、
溶融塩電解液中で、導電性が付与された長尺状の多孔性樹脂基材の表面にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造方法であって、
前記基材をめっき室の入口側に設けたシール室を通して前記めっき室に搬入する工程と、
前記めっき室で多孔性樹脂基材の表面にアルミニウム膜を電着させる工程と、
前記アルミニウム膜を電着させた多孔性樹脂基材をめっき室の出口側に設けたシール室を通してめっき室から搬出する工程と
を含み、
前記シール室の入口側及び出口側にはそれぞれシールロールが設けられており、
前記シール室内の前記シールロールに挟まれた空間は少なくとも一つの拡散防止板によって多孔性樹脂基材の搬送方向に複数室に区画されており、
前記拡散防止板の一方の端部は前記多孔性樹脂基材と間隔をおいて配置されている、
アルミニウム膜の製造方法、
である。
本実施形態よれば、シール室に設けた拡散防止板によって外気中の水分及び酸素がめっき室に侵入するのを確実に防止することができるので、高品質のアルミニウムめっき膜を得ることができ、また、塩化水素などの有害物質の発生を防ぐことができる。
(2)本発明の実施形態に係るアルミニウム膜の製造方法は、前記拡散防止板は断面がL字状の板、断面がT字状の板又は平板である上記(1)に記載のアルミニウム膜の製造方法、である。
本実施形態で規定する形状の拡散防止板を使用することにより優れた拡散防止効果が奏される。
(3)本発明の実施形態に係るアルミニウム膜の製造方法は、前記シール室は、前記多孔性樹脂基材の搬送方向の長さが300mm以上である上記(1)又は(2)に記載のアルミニウム膜の製造方法、である。
本実施形態で規定するシール室長さを採用することにより優れた拡散防止効果が奏せられる。
First, the contents of the embodiment of the present invention will be listed and described.
(1) An aluminum film manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes:
In a molten salt electrolyte, a method for producing an aluminum film in which aluminum is electrodeposited on the surface of a long porous resin base material provided with conductivity,
Carrying the substrate into the plating chamber through a seal chamber provided on the inlet side of the plating chamber;
Electrodepositing an aluminum film on the surface of the porous resin substrate in the plating chamber;
Carrying out the porous resin base material electrodeposited with the aluminum film from the plating chamber through a seal chamber provided on the outlet side of the plating chamber,
Seal rolls are respectively provided on the inlet side and the outlet side of the seal chamber,
The space between the seal rolls in the seal chamber is partitioned into a plurality of chambers in the transport direction of the porous resin substrate by at least one diffusion prevention plate,
One end of the diffusion preventing plate is disposed at a distance from the porous resin substrate,
Production method of aluminum film,
It is.
According to the present embodiment, it is possible to reliably prevent the moisture and oxygen in the outside air from entering the plating chamber by the diffusion prevention plate provided in the seal chamber, so it is possible to obtain a high-quality aluminum plating film, In addition, generation of harmful substances such as hydrogen chloride can be prevented.
(2) The aluminum film manufacturing method according to the embodiment of the present invention is such that the diffusion prevention plate is a plate having an L-shaped cross section, a plate having a T-shaped cross section, or a flat plate. Manufacturing method.
By using the diffusion prevention plate having the shape defined in the present embodiment, an excellent diffusion prevention effect is exhibited.
(3) The method for producing an aluminum film according to an embodiment of the present invention is described in (1) or (2) above, wherein the seal chamber has a length in the transport direction of the porous resin substrate of 300 mm or more. It is a manufacturing method of an aluminum film.
By adopting the seal chamber length defined in this embodiment, an excellent diffusion preventing effect can be obtained.
(4)本発明の実施形態に係るアルミニウム膜の製造方装置は、溶融塩電解液中で、導電性が付与された長尺状の多孔性樹脂基材の表面にアルミニウムを電着させるアルミニウム膜の製造装置であって、
めっき室と、
前記めっき室の前記基材の入口側及び出口側のそれぞれに設けたシール室と、
を有し、
前記シール室は前記基材の入口側及び出口側のそれぞれに設けたシールロールと、
前記シール室内の前記シールロールに挟まれた空間を前記多孔性樹脂基材の搬送方向に複数室に区画する少なくとも一つの拡散防止板と
を有する、
アルミニウム膜の製造装置、
である。
本実施形態は、シール室に設けた拡散防止板によって外気中の水分及び酸素がめっき室に侵入するのを確実に防止するアルミニウム膜の製造装置を提供する。
(4) An apparatus for producing an aluminum film according to an embodiment of the present invention is an aluminum film in which aluminum is electrodeposited on the surface of a long porous resin substrate provided with conductivity in a molten salt electrolyte. Manufacturing equipment,
A plating chamber;
A seal chamber provided on each of the inlet side and the outlet side of the substrate of the plating chamber;
Have
The seal chambers are provided on each of an inlet side and an outlet side of the base material;
Having at least one diffusion prevention plate that divides a space between the seal rolls in the seal chamber into a plurality of chambers in the transport direction of the porous resin substrate,
Aluminum film manufacturing equipment,
It is.
This embodiment provides an apparatus for manufacturing an aluminum film that reliably prevents moisture and oxygen in the outside air from entering the plating chamber by means of a diffusion prevention plate provided in the seal chamber.
本発明に係るアルミニウム膜の製造方法及び装置について以下詳述する。
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
The method and apparatus for producing an aluminum film according to the present invention will be described in detail below.
In addition, this invention is not limited to this, It is shown by the claim, and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.
本発明に係るアルミニウム膜の製造装置は、めっき室に収容されためっき液中に基材を搬送させて、該基材上にアルミニウムを電着させて基材上にアルミニウム膜を形成するアルミニウム膜の製造装置である。前記アルミニウム膜の製造装置は、めっき液が収容されためっき室と、基材をめっき室に搬入するめっき室の入口側に設けられたシールロールを備えた入口側シール室と、めっき後の基材をめっき室から搬出するめっき室の出口側に設けられたシールロールを備えた出口側シール室とを備えている。
前記入口側シール室及び出口側シール室は外気中に含まれる水分及び酸素がめっき室に侵入するのを防ぐために設けられる。前記シール室にはシールロールが設けられる。
An apparatus for producing an aluminum film according to the present invention includes an aluminum film that transports a base material into a plating solution accommodated in a plating chamber and electrodeposits aluminum onto the base material to form an aluminum film on the base material. It is a manufacturing apparatus. The aluminum film manufacturing apparatus includes a plating chamber in which a plating solution is stored, an inlet-side seal chamber provided with a seal roll provided on the inlet side of the plating chamber for carrying the substrate into the plating chamber, and a base after plating. And an outlet side seal chamber provided with a seal roll provided on the outlet side of the plating chamber for carrying the material out of the plating chamber.
The inlet side seal chamber and the outlet side seal chamber are provided to prevent moisture and oxygen contained in the outside air from entering the plating chamber. A seal roll is provided in the seal chamber.
通常の基材にめっきによってアルミニウム膜を形成する場合にはシールロールのみを設けたシール室によっても十分に水分を遮断することができる。しかしながら、三次元網目構造を有する樹脂成形体(以下、樹脂多孔体ともいう)にアルミニウムを電気めっきする場合には、シールロールのみでは水分の遮断効果が十分ではない。
これは、シールロールに挟まれた樹脂多孔体が多孔質であるため、樹脂多孔体に連続気孔があり、めっき室内の窒素ガス雰囲気内の水分及び酸素の濃度と外気中の水分又は酸素の濃度との濃度勾配により、水分及び酸素が前記空孔を通ってめっき室に拡散してくることが原因であると推察される。
特に、出口側シール室の後ろにアルミニウム膜を形成された基材表面に残留するめっき液を除去するために水洗装置を設けた場合には水洗装置付近の水分濃度が高くなり、水分が拡散によってめっき室に侵入してくると推察される。
When an aluminum film is formed on a normal substrate by plating, moisture can be sufficiently blocked even by a seal chamber provided with only a seal roll. However, when aluminum is electroplated on a resin molded body having a three-dimensional network structure (hereinafter also referred to as a resin porous body), the moisture blocking effect is not sufficient only with the seal roll.
This is because the porous resin body sandwiched between the seal rolls is porous, so the porous resin body has continuous pores, the concentration of moisture and oxygen in the nitrogen gas atmosphere in the plating chamber, and the concentration of moisture or oxygen in the outside air It is assumed that the cause is that moisture and oxygen diffuse into the plating chamber through the holes.
In particular, when a washing device is provided to remove the plating solution remaining on the surface of the substrate on which the aluminum film is formed behind the outlet side seal chamber, the moisture concentration in the vicinity of the washing device increases, and the moisture is diffused. It is presumed that it enters the plating chamber.
そこで、本発明者がシール室にシールロールを設けることに加えて、水分の拡散を防ぐ拡散防止板を備えたところ、めっき室への水分の侵入を確実に防止することができた。
以下では、三次元網目構造を有する樹脂成形体(以下、「樹脂多孔体」ともいう)にアルミニウムを電気めっきしてアルミニウム膜を製造する各工程の概要について述べ、合わせて本発明におけるシール室の具体的構成について詳述する。
Therefore, when the present inventor provided a diffusion prevention plate for preventing the diffusion of moisture in addition to providing a seal roll in the seal chamber, it was possible to reliably prevent moisture from entering the plating chamber.
In the following, an outline of each process for producing an aluminum film by electroplating aluminum on a resin molded body having a three-dimensional network structure (hereinafter also referred to as “resin porous body”) is described. A specific configuration will be described in detail.
(アルミニウム膜の製造工程の概要)
図4は、アルミニウム多孔体の製造工程を示すフロー図である。また図5は、フロー図に対応して基体となる多孔性樹脂基材(以下、「樹脂多孔体」ということがある)を芯材としてアルミニウム膜を形成する様子を模式的に示したものである。両図を参照して製造工程全体の流れを説明する。
(Outline of aluminum film manufacturing process)
FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of the aluminum porous body. FIG. 5 schematically shows a state in which an aluminum film is formed using a porous resin base material (hereinafter sometimes referred to as “resin porous body”) as a base material corresponding to the flow diagram. is there. The flow of the entire manufacturing process will be described with reference to both drawings.
まず樹脂多孔体の準備101を行う。図5(a)は、樹脂多孔体の例として、連通気孔を有する樹脂多孔体の表面を拡大視した拡大模式図である。樹脂多孔体31を骨格として気孔が形成されている。次に樹脂多孔体表面の導電化102を行う。この工程により、図5(b)に示すように樹脂多孔体1の表面には薄く導電体による導電層32が形成される。
First, preparation 101 of the porous resin body is performed. FIG. 5A is an enlarged schematic view in which the surface of a porous resin body having continuous air holes is enlarged as an example of the porous resin body. The pores are formed with the resin
続いて溶融塩中でのアルミニウムめっき103を行い、導電層が形成された樹脂多孔体の表面にアルミニウム膜33を形成する(図5(c))。これで、樹脂多孔体を基材として表面にアルミニウム膜33が形成されたアルミニウム構造体が得られる。必要に応じてアルミニウム構造体から基体樹脂の除去104を行う。
樹脂多孔体1を分解等して消失させることにより金属層のみが残ったアルミニウム多孔体33を得ることができる(図5(d))。
以下各工程について順を追って説明する。
Subsequently, aluminum plating 103 in molten salt is performed, and an
The
Hereinafter, each step will be described in order.
(多孔性樹脂基材の準備)
三次元網目構造を有し連通気孔を有する樹脂多孔体を準備する。樹脂多孔体の素材は任意の樹脂を選択できる。ポリウレタン、メラミン、ポリプロピレン、ポリエチレン等の発泡樹脂成形体が素材として例示できる。発泡樹脂成形体と表記したが、連続した気孔(連通気孔)を有するものであれば任意の形状の樹脂成形体を選択できる。例えば繊維状の樹脂を絡めて不織布のような形状を有するものも発泡樹脂成形体に代えて使用可能である。発泡樹脂成形体の気孔率は80%〜98%、気孔径は50μm〜500μmとするのが好ましい。発泡ウレタン及び発泡メラミンは気孔率が高く、また気孔の連通性があるとともに熱分解性にも優れているため発泡樹脂成形体として好ましく使用できる。
発泡ウレタンは気孔の均一性や入手の容易さ等の点で好ましく、発泡ウレタンは気孔径の小さなものが得られる点で好ましい。
(Preparation of porous resin substrate)
A porous resin body having a three-dimensional network structure and continuous air holes is prepared. Arbitrary resin can be selected as the material of the resin porous body. Examples of the material include foamed resin moldings such as polyurethane, melamine, polypropylene, and polyethylene. Although described as a foamed resin molded article, a resin molded article having an arbitrary shape can be selected as long as it has continuous pores (continuous vent holes). For example, what has a shape like a nonwoven fabric entangled with a fibrous resin can be used instead of the foamed resin molded article. The foamed resin molded article preferably has a porosity of 80% to 98% and a pore diameter of 50 μm to 500 μm. Foamed urethane and foamed melamine can be preferably used as a foamed resin molded article because they have high porosity, have pore connectivity and are excellent in thermal decomposability.
Urethane foam is preferable in terms of pore uniformity and availability, and urethane foam is preferable in that a material having a small pore diameter can be obtained.
樹脂多孔体には発泡体製造過程での製泡剤や未反応モノマーなどの残留物があることが多く、洗浄処理を行うことが後の工程のために好ましい。樹脂基材が骨格として三次元的に網目を構成することで、全体として連続した気孔を構成している。発泡ウレタンの骨格はその延在方向に垂直な断面において略三角形状をなしている。ここで気孔率は、次式で定義される。
気孔率=(1−(樹脂多孔体の重量[g]/(樹脂多孔体体積[cm3]×素材密度)))×100[%]
また、気孔径は、樹脂基材表面を顕微鏡写真等で拡大し、1インチ(25.4mm)あたりの気孔数をセル数として計数して、平均孔径=25.4mm/セル数として平均的な値を求める。
The resin porous body often has residues such as foaming agents and unreacted monomers in the foam production process, and it is preferable to perform a washing treatment for the subsequent steps. The resin base material constitutes a three-dimensional network as a skeleton, thereby constituting continuous pores as a whole. The urethane skeleton has a substantially triangular shape in a cross section perpendicular to the extending direction. Here, the porosity is defined by the following equation.
Porosity = (1− (weight of resin porous body [g] / (volume of resin porous body [cm 3 ] × material density))) × 100 [%]
In addition, the pore diameter is averaged as an average pore diameter = 25.4 mm / cell number by enlarging the surface of the resin base material with a micrograph and counting the number of pores per inch (25.4 mm) as the number of cells. Find the value.
(樹脂多孔体表面の導電化)
電気めっきを行うために、発泡樹脂の表面をあらかじめ導電化処理する。
本発明においては、カーボン等の導電性粒子を含有した導電性塗料を発泡樹脂表面に塗布して導電化処理を行う。
まず、導電性塗料としてのカーボン塗料を準備する。導電性塗料としての懸濁液は、好ましくは、カーボン粒子、粘結剤、分散剤および分散媒を含む。導電性粒子の塗布を均一に行うには、懸濁液が均一な懸濁状態を維持している必要がある。このため、懸濁液は、20℃〜40℃に維持されていることが好ましい。その理由は、懸濁液の温度が20℃未満になった場合、均一な懸濁状態が崩れ、樹脂多孔体の網状構造をなす骨格の表面に粘結剤のみが集中して層を形成するからである。この場合、塗布されたカーボン粒子の層は剥離し易く、強固に密着した金属めっきを形成し難い。一方、懸濁液の温度が40℃を越えた場合は、分散剤の蒸発量が大きく、塗布処理時間の経過とともに懸濁液が濃縮されてカーボンの塗布量が変動しやすい。また、カーボン粒子の粒径は、0.01〜5μmで、好ましくは0.01〜0.5μmである。粒径が大きいと樹脂多孔体の空孔を詰まらせたり、平滑なめっきを阻害したりする要因となり、小さすぎると十分な導電性を確保することが難しくなる。
(Conductivity on the surface of porous resin)
In order to perform electroplating, the surface of the foamed resin is subjected to a conductive treatment in advance.
In the present invention, a conductive coating containing conductive particles such as carbon is applied to the surface of the foamed resin to conduct the conductive treatment.
First, a carbon paint as a conductive paint is prepared. The suspension as the conductive paint preferably contains carbon particles, a binder, a dispersant and a dispersion medium. In order to uniformly apply the conductive particles, the suspension needs to maintain a uniform suspension state. For this reason, it is preferable that the suspension is maintained at 20 ° C to 40 ° C. The reason is that when the temperature of the suspension is lower than 20 ° C., the uniform suspension state is lost, and only the binder is concentrated on the surface of the skeleton forming the network structure of the porous resin body to form a layer. Because. In this case, the applied carbon particle layer is easy to peel off, and it is difficult to form a metal plating that is firmly adhered. On the other hand, when the temperature of the suspension exceeds 40 ° C., the amount of evaporation of the dispersant is large, and the suspension is concentrated as the coating treatment time elapses, and the amount of carbon applied tends to fluctuate. The particle size of the carbon particles is 0.01 to 5 μm, preferably 0.01 to 0.5 μm. If the particle size is large, it becomes a factor that clogs pores of the resin porous body or inhibits smooth plating, and if it is too small, it is difficult to ensure sufficient conductivity.
樹脂多孔体へのカーボン粒子の塗布は、上記懸濁液に対象となる樹脂多孔体を浸漬し、絞りと乾燥を行うことで可能である。
図6は実用上の製造工程の一例として、骨格となる帯状の樹脂多孔体を導電化する処理装置の構成例を模式的に示す図である。図示の如く、この装置は長尺状樹脂基材(以下「帯状樹脂」ともいう)51を供給するサプライボビン52と、導電性塗料の懸濁液54を収容した槽55と、槽55の上方に配置された1対の絞りロール57と、走行する帯状樹脂51の側方に対向して設けられた複数の熱風ノズル56と、処理後の帯状樹脂51を巻き取る巻取りボビン58とを備えている。また、帯状樹脂51を案内するためのデフレクタロール53が適宜配置されている。以上のように構成された装置において、三次元網状構造を有する帯状樹脂51は、サプライボビン52から巻き戻され、デフレクタロール53により案内されて、めっき室55内の懸濁液内に浸漬される。槽55内で懸濁液54に浸漬された帯状樹脂51は、上方に向きを変え、懸濁液54の液面上方の絞りロール57の間を走行する。このとき、絞りロール57の間隔は、帯状樹脂51の厚さよりも小さくなっており、帯状樹脂51は圧縮される。従って、帯状樹脂51に含浸された過剰な懸濁液は、絞り出されて槽55内に戻る。
The carbon particles can be applied to the resin porous body by immersing the target resin porous body in the suspension, and performing squeezing and drying.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration example of a processing apparatus that conducts a band-shaped porous resin body serving as a skeleton as an example of a practical manufacturing process. As shown in the figure, this apparatus includes a
続いて、帯状樹脂51は、再び走行方向を変える。ここで、複数のノズルから構成された熱風ノズル56が噴射する熱風により懸濁液の分散媒等が除去され、充分に乾燥された上で帯状樹脂51は巻取りボビン58に巻き取られる。尚、熱風ノズル56の噴出する熱風の温度は40℃から80℃の範囲であることが好ましい。以上のような装置を用いると、自動的かつ連続的に導電化処理を実施することができ、目詰まりのない網目構造を有し、且つ、均一な導電層を具備した骨格が形成されるので、次工程の金属めっきを円滑に行うことができる。
Subsequently, the strip-shaped
(アルミニウム膜の形成:溶融塩めっき)
次に溶融塩中で電解めっきを行い、樹脂多孔体表面にアルミニウム膜を形成する。
溶融塩浴中でアルミニウムのめっきを行うことにより特に三次元網目構造を有する樹脂多孔体のように複雑な骨格構造の表面に均一に厚いアルミニウム膜を形成することができる。
表面が導電化された樹脂多孔体を陰極とし、アルミニウムを陽極として溶融塩中で直流電流を印加する。
また、溶融塩としては、有機系ハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物の共晶塩である有機溶融塩、アルカリ金属のハロゲン化物とアルミニウムハロゲン化物の共晶塩である無機溶融塩を使用することができる。比較的低温で溶融する有機溶融塩浴を使用すると、基材である樹脂多孔体を分解することなくめっきができ好ましい。有機系ハロゲン化物としてはイミダゾリウム塩、ピリジニウム塩等が使用でき、具体的には1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド(EMIC)、ブチルピリジニウムクロライド(BPC)が好ましい。
溶融塩中に水分や酸素が混入すると溶融塩が劣化するため、めっきは窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で、かつ密閉した環境下で行うことが好ましい。
(Formation of aluminum film: Molten salt plating)
Next, electrolytic plating is performed in a molten salt to form an aluminum film on the surface of the porous resin body.
By performing aluminum plating in a molten salt bath, a thick aluminum film can be uniformly formed on the surface of a complicated skeleton structure such as a resin porous body having a three-dimensional network structure.
A direct current is applied in molten salt with the porous resin body having a conductive surface as the cathode and aluminum as the anode.
As the molten salt, an organic molten salt that is a eutectic salt of an organic halide and an aluminum halide, or an inorganic molten salt that is a eutectic salt of an alkali metal halide and an aluminum halide can be used. Use of an organic molten salt bath that melts at a relatively low temperature is preferable because plating can be performed without decomposing the porous resin body as a base material. As the organic halide, imidazolium salt, pyridinium salt and the like can be used. Specifically, 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (EMIC) and butylpyridinium chloride (BPC) are preferable.
Since the molten salt deteriorates when moisture or oxygen is mixed in the molten salt, the plating is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon and in a sealed environment.
溶融塩浴としては窒素を含有した溶融塩浴が好ましく、中でもイミダゾリウム塩浴が好ましく用いられる。溶融塩として高温で溶融する塩を使用した場合は、めっき膜の成長よりも樹脂が溶融塩中に溶解や分解する方が早くなり、樹脂多孔体表面にめっき膜を形成することができない。イミダゾリウム塩浴は、比較的低温であっても樹脂に影響を与えず使用可能である。イミダゾリウム塩として、1,3位にアルキル基を持つイミダゾリウムカチオンを含む塩が好ましく用いられ、特に塩化アルミニウム−1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド(AlCl3−EMIC)系溶融塩が、安定性が高く分解し難いことから最も好ましく用いられる。発泡ウレタン樹脂や発泡メラミン樹脂などへのめっきが可能であり、溶融塩浴の温度は10℃から100℃、好ましくは25℃から45℃である。低温になる程めっき可能な電流密度範囲が狭くなり、多孔体表面全体へのめっきが難しくなる。100℃を超える高温では基材樹脂の形状が損なわれる不具合が生じやすい。 As the molten salt bath, a molten salt bath containing nitrogen is preferable, and among them, an imidazolium salt bath is preferably used. When a salt that melts at a high temperature is used as the molten salt, the resin dissolves or decomposes in the molten salt faster than the growth of the plating film, and the plating film cannot be formed on the surface of the porous resin body. The imidazolium salt bath can be used without affecting the resin even at a relatively low temperature. As the imidazolium salt, a salt containing an imidazolium cation having an alkyl group at the 1,3-position is preferably used. In particular, an aluminum chloride-1-ethyl-3-methylimidazolium chloride (AlCl 3 -EMIC) -based molten salt is used. It is most preferably used because it is highly stable and hardly decomposes. Plating onto foamed urethane resin or foamed melamine resin is possible, and the temperature of the molten salt bath is 10 ° C to 100 ° C, preferably 25 ° C to 45 ° C. The lower the temperature, the narrower the current density range that can be plated, and the more difficult it is to plate on the entire porous body surface. At a high temperature exceeding 100 ° C., a problem that the shape of the base resin is impaired tends to occur.
金属表面への溶融塩アルミニウムめっきにおいて、めっき表面の平滑性向上の目的でAlCl3−EMICにキシレン、ベンゼン、トルエン、1,10−フェナントロリンなどの添加剤を加えることが報告されている。本発明者らは特に三次元網目構造を備えた樹脂多孔体上にアルミニウムめっきを施す場合に、1,10−フェナントロリンの添加によりアルミニウム多孔体の形成に特有の効果が得られることを見出した。すなわち、多孔体を形成するアルミニウム骨格が折れにくいという第1の特徴と、多孔体の表面部と内部とのめっき厚さの差が小さい均一なめっきが可能であるという第2の特徴が得られるのである。 In molten salt aluminum plating on metal surfaces, it has been reported that additives such as xylene, benzene, toluene and 1,10-phenanthroline are added to AlCl 3 -EMIC for the purpose of improving the smoothness of the plating surface. The inventors of the present invention have found that when aluminum plating is performed on a resin porous body having a three-dimensional network structure, an effect specific to the formation of the aluminum porous body can be obtained by adding 1,10-phenanthroline. That is, the first feature that the aluminum skeleton forming the porous body is not easily broken and the second feature that uniform plating with a small difference in plating thickness between the surface portion and the inside of the porous body can be obtained. It is.
一方、樹脂が溶解等しない範囲で溶融塩として無機塩浴を用いることもできる。無機塩浴とは、代表的にはAlCl3−XCl(X:アルカリ金属)の2成分系あるいは多成分系の塩である。このような無機塩浴はイミダゾリウム塩浴のような有機塩浴に比べて一般に溶融温度は高いが、水分や酸素など環境条件の制約が少なく、全体に低コストでの実用化が可能とできる。樹脂が発泡メラミン樹脂である場合は、発泡ウレタン樹脂に比べて高温での使用が可能であり、60℃〜150℃での無機塩浴が用いられる。 On the other hand, an inorganic salt bath can be used as the molten salt as long as the resin is not dissolved. The inorganic salt bath is typically a two-component or multi-component salt of AlCl 3 -XCl (X: alkali metal). Such an inorganic salt bath generally has a higher melting temperature than an organic salt bath such as an imidazolium salt bath, but is less restricted by environmental conditions such as moisture and oxygen, and can be put into practical use at a low cost overall. . When the resin is a foamed melamine resin, it can be used at a higher temperature than the foamed urethane resin, and an inorganic salt bath at 60 ° C. to 150 ° C. is used.
(めっき装置)
図1に本発明の実施形態に係るアルミニウム膜の製造装置の一例を示す。
アルミニウム膜の製造装置はめっき室1と、めっき室1の基材入口側に設けられる入口側シール室4と基材出口側に設けられる出口側シール室5とを含む。
前記シール室内には図2(A)に示すような断面がL字状である拡散防止板7が設けられている。
(Plating equipment)
FIG. 1 shows an example of an apparatus for producing an aluminum film according to an embodiment of the present invention.
The aluminum film manufacturing apparatus includes a
A
基材を送り出すサプライボビン9から繰り出された基材Wは入口側シール室4の上流側のシールロール6を通ってシール室内に搬送される。シール室内には拡散防止板7がワークWと接触しないような位置に配置されて、水分及び酸素の侵入を防ぐ。ワークWは下流側のシールロール6を経てめっき室1内に搬送される。
めっき室1内でアルミニウム膜を形成されたワークWは出口側シール室5を経て水洗装置8で水洗されたのち巻取りボビン10に巻き取られる。
The base material W fed out from the
The workpiece W on which the aluminum film is formed in the
−めっき室−
図1に示すようにめっき室1は陽極2とめっき液3とを含む。
めっき室1としては従来使用されているものを使用することができ、液中給電方式のものであっても、液外給電方式のものであっても良い。
図1には基材がめっき液中を水平方向に搬送されるものを示したが、ワークを搬送ドラムの円周面に沿って搬送しながらアルミニウム膜を形成するタイプのものであってもよい。また、ワークWは押さえロール11によって給電ロール12に押圧され、給電ロール12から給電される。めっき液3はめっき槽からオーバーフローして貯液槽14に貯留され、貯液槽14からポンプ13によってめっき槽に循環される。
-Plating chamber-
As shown in FIG. 1, the
As the
Although FIG. 1 shows that the substrate is conveyed in the plating solution in the horizontal direction, it may be of a type that forms an aluminum film while conveying the workpiece along the circumferential surface of the conveying drum. . Further, the work W is pressed against the
−入口側シール室及び出口側シール室
入口側シール室4及び出口側シール室5はそれぞれ同じタイプのものを使用しても良く、異なるタイプのものを使用しても良い。以下では入口側シール室4及び出口側シール室5を単に「シール室」ということがある。
図2(A)は、図1において示したシール室の構造を示し、図2(B)は拡散防止板7の構造を示す。
シール室は少なくとも一枚の拡散防止板7によって複数室に区画されており、拡散防止板7の端部はワークと所定の間隔をおいて配置されている。
-Inlet side seal chamber and outlet side seal chamber The inlet side seal chamber 4 and the outlet
2A shows the structure of the seal chamber shown in FIG. 1, and FIG. 2B shows the structure of the
The seal chamber is divided into a plurality of chambers by at least one
図2(A)に示したものにおいては、拡散防止板7は断面がL字状の形状を有している。
断面がL字状の拡散防止板7はワーク側の端部に長さbの水平部分を有しており、この水平部分がワークWと所定の間隔をおいて隙間aを形成しており、ワークWの通過を可能とすると共に、水分及び酸素の拡散侵入を防止する。
なお、拡散防止板は図2に示したL字型が左右反転した形となるように設けても良い。
In the case shown in FIG. 2A, the
The
The diffusion prevention plate may be provided so that the L shape shown in FIG.
拡散防止板は一枚でもよいが複数枚設けることが好ましい。一枚だけ設ける場合には長さbを長くし、複数枚設ける場合には長さbを短くしても良い。
また、隙間aは小さければ小さいほど良いが現実的には0.5mmから3mmであり、好ましくは0.5〜2mmである。隙間aが小さければ長さbは短くても良く、隙間aが大きければ長さbは長くする必要がある。
b/a比は15〜600であることが好ましい。
One diffusion prevention plate may be provided, but a plurality of diffusion prevention plates are preferably provided. When only one sheet is provided, the length b may be increased, and when a plurality of sheets are provided, the length b may be decreased.
Further, the gap a is preferably as small as possible, but in reality it is 0.5 mm to 3 mm, and preferably 0.5 to 2 mm. If the gap a is small, the length b may be short, and if the gap a is large, the length b needs to be long.
The b / a ratio is preferably 15 to 600.
シール室の長さは拡散防止板の個数、形状、大きさによって適宜設定することができるが、300mm以上であることが好ましい。
シール室の長さは長いほどよいが余り長くするとスペース的に問題があるので現実的には10m以下、好ましくは5m以下である。
The length of the seal chamber can be appropriately set depending on the number, shape, and size of the diffusion prevention plate, but is preferably 300 mm or more.
The longer the length of the seal chamber, the better. However, if the length is too long, there is a problem in terms of space.
図3に拡散防止板の他の例を示す。図3(A)に示す拡散防止板は断面がT字状の形状を有するものであり、図3(B)に示すものは平板状の形状を有するものである。拡散防止板の形状は上記のものに限られず、水分及び酸素の拡散侵入を防ぐものであればいかなる形状のものでも用いることができる。
また、拡散防止板の縦の部分の角度はワークに垂直となるようにしても良く、傾斜していても良い。
FIG. 3 shows another example of the diffusion prevention plate. The diffusion prevention plate shown in FIG. 3 (A) has a T-shaped cross section, and the one shown in FIG. 3 (B) has a flat plate shape. The shape of the diffusion preventing plate is not limited to the above, and any shape can be used as long as it prevents diffusion of moisture and oxygen.
Further, the angle of the vertical portion of the diffusion preventing plate may be perpendicular to the workpiece or may be inclined.
(洗浄)
めっきされた樹脂多孔体基材表面にアルミニウム膜が形成されたアルミニウム構造体に窒素ブローでめっき液を十分除去した後、洗浄してアルミ多孔体を得る。
洗浄液としては通常は水を用いるが、有機溶剤を用いても良い。
(Washing)
The aluminum structure having an aluminum film formed on the surface of the plated resin porous substrate is sufficiently blown with nitrogen to remove the plating solution, and then washed to obtain an aluminum porous body.
As the cleaning liquid, water is usually used, but an organic solvent may be used.
以上の工程により骨格の芯として樹脂多孔体を有するアルミニウム構造体(アルミニウム多孔体)が得られる。各種フィルターや触媒担体などの用途によっては、このまま樹脂と金属の複合体として使用しても良い。また使用環境の制約などから、樹脂が無い金属構造体として用いる場合には樹脂を除去しても良い。樹脂の除去は、有機溶媒、溶融塩、又は超臨界水による分解(溶解)、加熱分解等任意の方法で行うことができる。ここで、高温での加熱分解等の方法は簡便であるが、アルミニウムの酸化を伴う。アルミニウムはニッケル等と異なり、一旦酸化すると還元処理が困難であるため、たとえば電池等の電極材料として使用する場合には、酸化により導電性が失われることから用いることが出来ない。
このため、アルミニウムの酸化が起こらないように、以下に説明する溶融塩中での熱分解により樹脂を除去する方法が好ましく用いられる。
The aluminum structure (aluminum porous body) which has a resin porous body as a core of skeleton by the above process is obtained. Depending on uses such as various filters and catalyst carriers, the resin and metal composite may be used as they are. In addition, the resin may be removed when used as a metal structure having no resin due to restrictions on the use environment. Removal of the resin can be performed by any method such as decomposition (dissolution) with an organic solvent, molten salt, or supercritical water, and thermal decomposition. Here, methods such as thermal decomposition at high temperatures are simple, but involve oxidation of aluminum. Unlike nickel and the like, aluminum is difficult to reduce once oxidized. For example, when used as an electrode material for a battery or the like, it cannot be used because conductivity is lost due to oxidation.
For this reason, a method of removing the resin by thermal decomposition in a molten salt described below is preferably used so that oxidation of aluminum does not occur.
(樹脂の除去:溶融塩中熱分解)
溶融塩中での熱分解は以下の方法で行う。表面にアルミニウム膜を形成した樹脂成形体を溶融塩に浸漬し、アルミニウム膜に負電位を印加しながら加熱して発泡樹脂成形体を分解する。溶融塩に浸漬した状態で負電位を印加すると、アルミニウムを酸化させることなく発泡樹脂成形体を分解することができる。加熱温度は発泡樹脂成形体の種類に合わせて適宜選択できるが、アルミニウムを溶融させないためにはアルミニウムの融点(660℃)以下の温度で処理する必要がある。好ましい温度範囲は500℃以上600℃以下である。また印加する負電位の量は、アルミニウムの還元電位よりマイナス側で、かつ溶融塩中のカチオンの還元電位よりプラス側とする。
(Resin removal: thermal decomposition in molten salt)
Thermal decomposition in the molten salt is performed by the following method. A resin molded body having an aluminum film formed on the surface is immersed in a molten salt and heated while applying a negative potential to the aluminum film to decompose the foamed resin molded body. When a negative potential is applied while being immersed in the molten salt, the foamed resin molded product can be decomposed without oxidizing aluminum. Although heating temperature can be suitably selected according to the kind of foaming resin molding, in order not to melt aluminum, it is necessary to process at the temperature below melting | fusing point (660 degreeC) of aluminum. A preferable temperature range is 500 ° C. or more and 600 ° C. or less. The amount of negative potential to be applied is on the minus side of the reduction potential of aluminum and on the plus side of the reduction potential of cations in the molten salt.
樹脂の熱分解に使用する溶融塩としては、アルミニウムの電極電位が卑となるようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属のハロゲン化物の塩が使用できる。具体的には塩化リチウム(LiCl)、塩化カリウム(KCl)、塩化ナトリウム(NaCl)、塩化アルミニウム(AlCl3)からなる群より選択される1種以上を含むと好ましい。このような方法によって連通気孔を有し、表面の酸化層が薄く酸素量の少ないアルミニウム多孔体を得ることができる。 As the molten salt used for the thermal decomposition of the resin, a salt of an alkali metal or alkaline earth metal halide that makes the electrode potential of aluminum base can be used. Specifically, it is preferable to include one or more selected from the group consisting of lithium chloride (LiCl), potassium chloride (KCl), sodium chloride (NaCl), and aluminum chloride (AlCl 3 ). By such a method, an aluminum porous body having continuous air holes, a thin oxide layer on the surface and a small amount of oxygen can be obtained.
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲の範囲によって示され、特許請求の範囲の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, these Examples are illustrations and this invention is not limited to these. The scope of the present invention is defined by the scope of the claims, and includes meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.
[実施例1]
図1に示す本発明の実施形態に係るアルミニウム装置を用いて樹脂多孔質基材にアルミニウムめっき膜を形成した。めっきの条件は以下の通りとした。
(多孔性樹脂基材)
基材として、幅1m、厚さ1mm、気孔率95体積%、1インチ当たりの気孔数(セル数)約50個の発泡ウレタンを用意した。そして、この発泡ウレタンをカーボン懸濁液に浸漬して乾燥させることにより導電性を付与させた。カーボン懸濁液の成分は、黒鉛とカーボンブラックを17質量%、樹脂バインダーを7質量%含み、更に、浸透剤及び消泡剤を含むものとした。カーボンブラックの粒径は0.5μmとした。
[Example 1]
The aluminum plating film was formed in the resin porous base material using the aluminum apparatus which concerns on embodiment of this invention shown in FIG. The plating conditions were as follows.
(Porous resin substrate)
As the base material, urethane foam having a width of 1 m, a thickness of 1 mm, a porosity of 95% by volume, and a pore number (cell number) of about 50 per inch was prepared. The urethane foam was immersed in a carbon suspension and dried to impart conductivity. The components of the carbon suspension included 17% by mass of graphite and carbon black, 7% by mass of a resin binder, and further included a penetrant and an antifoaming agent. The particle size of carbon black was 0.5 μm.
(シール室)
入口側シール室4及び出口側シール室5の長さは500mm、高さ200mmとした。
拡散防止板としてL字状のものを用い、隙間a、長さb及び個数cは下記の通りとした。
a : 2mm
b : 40mm
c : 12個
(Seal room)
The length of the inlet side seal chamber 4 and the outlet
An L-shaped diffusion preventing plate was used, and the gap a, length b, and number c were as follows.
a: 2 mm
b: 40 mm
c: 12
(めっき条件)
めっき条件は下記の通りとした。
めっき液の組成 :AlCl3/EMIC=2mol/1mol
通電電流 :5000A
ワーク :発泡ウレタン(厚さ1mm、幅1000mm、孔径0.5mm)
ワークの速度 :700mm/分
ワークの浸漬長さ :2.5m
(Plating conditions)
The plating conditions were as follows.
Composition of plating solution: AlCl 3 / EMIC = 2 mol / 1 mol
Energizing current: 5000A
Workpiece: urethane foam (thickness 1mm, width 1000mm, hole diameter 0.5mm)
Work speed: 700 mm / min Work immersion length: 2.5 m
(評価)
上記のめっき装置を24時間稼動させた後、めっき室内の雰囲気ガスである窒素ガスをエアポンプで吸引して採取し、露点、塩化水素濃度及び酸素濃度を、それぞれ露点計(静電容量式)、塩化水素濃度計、酸素濃度計を用いて測定した。なお、露点及び塩化水素濃度は水分量を示す指標である。
測定結果は以下の通りであった。
露点 : −42℃
酸素濃度 : 0.2vol%
塩化水素濃度 : 2.5ppm
(Evaluation)
After operating the above plating apparatus for 24 hours, nitrogen gas, which is the atmospheric gas in the plating chamber, is collected by suction with an air pump, and the dew point, hydrogen chloride concentration, and oxygen concentration are respectively measured as a dew point meter (capacitance type), It measured using the hydrogen chloride concentration meter and the oxygen concentration meter. Note that the dew point and the hydrogen chloride concentration are indicators of water content.
The measurement results were as follows.
Dew point: -42 ° C
Oxygen concentration: 0.2 vol%
Hydrogen chloride concentration: 2.5ppm
[実施例2]
拡散防止板としてL字状のものを用い、隙間a、長さb及び個数cは下記の通りとした以外は実施例1と同様にしてめっきを行った。
a : 0.5mm
b : 240mm
c : 2個
めっき室内の窒素ガスを採取してその露点、酸素濃度及び塩化水素濃度を分析した。
測定結果は以下の通りであった。
露点 : −48℃
酸素濃度 : 0.1vol%
塩化水素濃度 : 1.8ppm
[Example 2]
Plating was performed in the same manner as in Example 1 except that an L-shaped diffusion preventing plate was used and the gap a, length b, and number c were as follows.
a: 0.5 mm
b: 240 mm
c: 2 pieces Nitrogen gas in the plating chamber was collected and analyzed for its dew point, oxygen concentration and hydrogen chloride concentration.
The measurement results were as follows.
Dew point: -48 ° C
Oxygen concentration: 0.1 vol%
Hydrogen chloride concentration: 1.8ppm
[実施例3]
拡散防止板を平板に代えた以外は実施例1と同様にしてめっきを行い、めっき室内の窒素ガスを採取してその露点、酸素濃度及び塩化水素濃度を分析した。
測定結果は以下の通りであった。
露点 : −40℃
酸素濃度 : 0.3vol%
塩化水素濃度 : 2.9ppm
[Example 3]
Plating was performed in the same manner as in Example 1 except that the diffusion prevention plate was replaced with a flat plate, and nitrogen gas in the plating chamber was collected and analyzed for dew point, oxygen concentration, and hydrogen chloride concentration.
The measurement results were as follows.
Dew point: -40 ° C
Oxygen concentration: 0.3 vol%
Hydrogen chloride concentration: 2.9ppm
[実施例4]
シール室の長さを290mmとしたこと以外は実施例1と同様にしてめっきを行い、めっき室内の窒素ガスを採取してその露点、酸素濃度及び塩化水素濃度を分析した。
特定結果は以下の通りであった。
露点 : −39℃
酸素濃度 : 0.3vol%
塩化水素濃度 : 3.1ppm
[Example 4]
Plating was performed in the same manner as in Example 1 except that the length of the seal chamber was 290 mm. Nitrogen gas in the plating chamber was collected, and its dew point, oxygen concentration, and hydrogen chloride concentration were analyzed.
The specific results were as follows.
Dew point: -39 ° C
Oxygen concentration: 0.3 vol%
Hydrogen chloride concentration: 3.1ppm
[比較例1]
シール室内に拡散防止板を設けないでシールロールのみを設け、シール室の長さを150mmとした以外は実施例1と同様にしてめっきを行い、実施例1と同様にめっき室内の窒素ガスを分析した。
測定結果は以下の通りであった。
露点 : −10℃
酸素濃度 : 2.2vol%
塩化水素濃度 : 25ppm
[Comparative Example 1]
Plating was performed in the same manner as in Example 1 except that only a sealing roll was provided without providing a diffusion prevention plate in the sealing chamber, and the length of the sealing chamber was set to 150 mm. Nitrogen gas in the plating chamber was supplied in the same manner as in Example 1. analyzed.
The measurement results were as follows.
Dew point: -10 ° C
Oxygen concentration: 2.2 vol%
Hydrogen chloride concentration: 25ppm
[比較例2]
シール室内に拡散防止板を設けなかった以外は実施例1と同様にしてめっきを行い、実施例1と同様にめっき室内の窒素ガスを分析した。
測定結果は以下の通りであった。
露点 : −14℃
酸素濃度 : 1.9vol%
塩化水素濃度 : 18ppm
[Comparative Example 2]
Plating was performed in the same manner as in Example 1 except that no diffusion prevention plate was provided in the seal chamber, and nitrogen gas in the plating chamber was analyzed in the same manner as in Example 1.
The measurement results were as follows.
Dew point: -14 ° C
Oxygen concentration: 1.9 vol%
Hydrogen chloride concentration: 18ppm
1 めっき室
2 陽極
3 めっき液
4 入口側シール室
5 出口側シール室
6 シールロール
7 拡散防止板
8 水洗装置
9 サプライボビン
10 巻取りボビン
11 押さえロール
12 給電ロール
13 ポンプ
14 貯液槽
31 樹脂多孔体
32 導電層
33 アルミニウム膜
51 長尺状多孔性樹脂基材(帯状樹脂)
52 サプライボビン
53 デフレクタロール
54 導電性塗料の懸濁液
55 槽
56 熱風ノズル
57 絞りロール
58 巻取りボビン
DESCRIPTION OF
52
Claims (4)
前記基材をめっき室の入口側に設けたシール室を通して前記めっき室に搬入する工程と、
前記めっき室で多孔性樹脂基材の表面にアルミニウム膜を電着させる工程と、
前記アルミニウム膜を電着させた多孔性樹脂基材をめっき室の出口側に設けたシール室を通してめっき室から搬出する工程と
を含み、
前記シール室の入口側及び出口側にはそれぞれシールロールが設けられており、
前記シール室内の前記シールロールに挟まれた空間は少なくとも一つの拡散防止板によって多孔性樹脂基材の搬送方向に複数室に区画されており、
前記拡散防止板の一方の端部は前記多孔性樹脂基材と間隔をおいて配置されている、
アルミニウム膜の製造方法。 In a molten salt electrolyte, a method for producing an aluminum film in which aluminum is electrodeposited on the surface of a long porous resin base material provided with conductivity,
Carrying the substrate into the plating chamber through a seal chamber provided on the inlet side of the plating chamber;
Electrodepositing an aluminum film on the surface of the porous resin substrate in the plating chamber;
Carrying out the porous resin base material electrodeposited with the aluminum film from the plating chamber through a seal chamber provided on the outlet side of the plating chamber,
Seal rolls are respectively provided on the inlet side and the outlet side of the seal chamber,
The space between the seal rolls in the seal chamber is partitioned into a plurality of chambers in the transport direction of the porous resin substrate by at least one diffusion prevention plate,
One end of the diffusion preventing plate is disposed at a distance from the porous resin substrate,
A method for producing an aluminum film.
めっき室と、
前記めっき室の前記基材の入口側及び出口側のそれぞれに設けたシール室と、
を有し、
前記シール室は前記基材の入口側及び出口側のそれぞれに設けたシールロールと、
前記シール室内の前記シールロールに挟まれた空間を前記多孔性樹脂基材の搬送方向に複数室に区画する少なくとも一つの拡散防止板と
を有する、
アルミニウム膜の製造装置。 An apparatus for producing an aluminum film in which aluminum is electrodeposited on the surface of a long porous resin base material provided with conductivity in a molten salt electrolyte,
A plating chamber;
A seal chamber provided on each of the inlet side and the outlet side of the substrate of the plating chamber;
Have
The seal chambers are provided on each of an inlet side and an outlet side of the base material;
Having at least one diffusion prevention plate that divides a space between the seal rolls in the seal chamber into a plurality of chambers in the transport direction of the porous resin substrate,
Aluminum film manufacturing equipment.
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| JP2000087287A (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Apparatus and method for circulating liquid between closed containers |
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