JPH04319048A - ウェブ状金属箔の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可動冷却基体と、この基
体からの短い距離を放出するノズルとを備え、金属箔を
形成するために、このノズルを介して溶融材料が前記基
体に放出されて冷却される、溶融出発材料からウェブ状
金属箔を製造する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】上記型式の装置は、例えば
、米国特許第４，１４２，５７１号明細書から既に知ら
れている。従来の装置は回転ローラもしくはドラムの周
面に向いたノズルを備え、周面から短い距離を隔てて配
置されたノズルの開口は、ノズル開口と貯蔵槽とを接続
するスロット状ノズルチャンネルを介して、ノズル上方
に配設された加熱された溶融金属材料用の貯蔵槽に接続
されている。この貯蔵槽は圧力源に接続され、金属箔を
形成するために、この圧力源を用いて溶融材料をノズル
チャンネル及びノズル開口を通って貯蔵槽から周面に放
出して冷却可能である。

【０００３】上記いわゆるプレーナフローキャスティン
グ技術により製造される金属箔の品質は溶融物の冷却サ
イクルの変化に大きく依存し、この冷却サイクルの変化
により変動することが知られている。従って、所望の均
一な箔品質を達成するためには、可能な限り一定の条件
下で溶融物の冷却サイクルを行うことが重要である。こ
の場合、重要な要素は空気の介在層であり、この介在層
は基体に付き従い、冷却サイクルを阻害し、従って、品
質を害するエアーポケットを溶融物と基体との間に形成
し易くする可能性がある。そのようなエアーポケットに
より生じる品質低下の危険性を防止し、もしくは最小限
にするためには、空気の介在を排除しなければならず、
この排除は従来の装置においては、１つには、ノズル開
口を基体に近接させることにより、また１つには、ノズ
ル開口から基体へ押し出された溶融材料の圧力により達
成される。所定のノズル構造（ノズルチャンネル及びノ
ズル開口のスロット幅）において、空気の介在層を排除
する、基体に対する溶融物の圧力は本質的に貯蔵槽内の
溶融材料に加えられる圧力に依存するので、所望の空気
排除を達成するためには、加えられる圧力は所定の最小
圧力レベル以上に維持しなければならない。また、所定
のノズル構造において、加えられる圧力は強制的に注出
される溶融物の量に、最終的には完成された箔の厚さに
影響を与えるので、均一の箔厚さを確保するためには圧
力は出来る限り一定に維持しなければならない。

【０００４】しかし、従来の装置に固有な問題は、箔の
厚さ変動の原因となる、例えば貯蔵槽への補充と関連す
る圧力変動を防止することが困難であるということであ
る。従来の装置に固有な他の問題は、所定の値、例えば
５０μｍ以下の厚さの金属箔を製造することが全くでき
ないということである。上記に説明したように、所定の
ノズル構造における金属箔の厚さは本質的には貯蔵槽内
の溶融材料に加えられ、押し出し成型される溶融材料の
量を決定する圧力に依存する。注出される溶融材料の量
を増加すると、箔の厚さは増加し、一方、注出される溶
融材料の量を減少すると同じ率で減少する。従って、装
置を所定の厚さの金属箔を製造することから他の薄い金
属箔を製造するのに切り替えるとき、加えられる圧力（
及び注出される溶融材料の量）を対応するように減少さ
せなければならない。そのように圧力が減少すると、介
在空気槽を排除する、基体に対する溶融物の圧力も同時
に減少し、その結果、冷却工程を阻害し、完成された箔
の品質を害する、溶融材料と基体との間のエアーポケッ
トの危険性が増加する。基体に対する減少した溶融物の
圧力が上記に説明したような所望の空気排除を達成する
のに必要とされる圧力以下となるのを防止するためには
、溶融物の注出量を所望の箔厚さに適合する程度に減少
可能とする、ノズル構造（即ち、スロット幅が小さいノ
ズルチャンネル及びノズル開口）の変更が必要である。 しかし、ノズルチャンネル及びノズル開口のスロット幅
が小さいノズル構造は溶融出発材料の純度に非常に影響
を受けやすく、また溶融出発材料の純度を非常に必要と
し、従って、溶融出発材料は、通路に付着したり、通路
の詰まりを生ぜずにノズルチャンネル及びノズル開口を
通過可能なるように純度が高く、大きな大きさの不純物
を全く含まないものでなければならない。従って、従来
の装置を使用する場合、極めて純度が高く、従って、最
終的に製造される金属箔の価格を大幅に上げる要因とな
る高価な出発材料を使用せずに５０μｍ以下、例えば１
０−２０μｍの厚さの金属箔を製造することはできない
。

【０００５】従って、本発明の１つの目的は序文の形で
記述した型式の装置を提示することで、この型式の装置
は従来の装置に固有なタイプの欠点を有することなく所
望の厚い（例えば、５０μｍ）、もしくは薄い（例えば
、１０−２０μｍ）厚さの、かつ均一な品質を有する金
属箔の製造を可能とする。

【０００６】本発明の他の目的は使用したノズルのチャ
ンネル及び／もしくは開口の詰まりの危険性を伴うこと
なく、考えられうる最も安価な出発材料（金属屑）を使
用して極めて薄い（１０−２０μｍ）金属箔を製造可能
とする上記型式の装置を考案することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段、構成及び効果】これらの
目的及びその他の目的は、基体とノズルとの間に形成さ
れた空間が真空室、もしくは圧力室と連通可能で、ノズ
ルを通って供給された溶融材料は真空室、もしくは圧力
室を介して吸い込まれ、もしくは押圧されて基体と接触
するように配設されるという特徴を上述の型式の装置に
与えた本発明により達成される。

【０００８】従って、真空室、もしくは圧力室により基
体とノズルとの間の空間に形成された圧力差により、基
体に対する充分に高く、かつ一定の溶融物の圧力、即ち
溶融物圧力を維持することが可能であり、この溶融物圧
力はノズル開口を介して供給される溶融材料の量及び流
入溶融物に発生可能な圧力変動の双方に全く影響されな
い。圧力差により形成される一定の溶融物圧力は均一な
優れた表面品質を有する金属箔を製造し、同時に溶融物
と基体との間の接触効率を高め、それにより溶融物の冷
却サイクルに寄与する極めて良好な前提条件を形成する
。他の利点は、基体に対する溶融物圧力は供給される溶
融物の量に関係なく一定に保つことが可能であるという
ことであり、異なる、即ち厚い金属箔及び薄い金属箔の
双方はノズル（ノズルチャンネル及びノズル開口のスロ
ット幅）の構造を変更することなく製造可能であること
を意味する。従って、非常に厚い、例えば、５０μｍ以
上の金属箔及び非常に薄い、例えば、１０−２０μｍの
金属箔は１つの同一のノズル構造で製造可能である。 特に、ノズルチャンネル及びノズル開口のスロット幅は
非常に大きく、例えば、２−３ｍｍ台で形成可能となり
、これによりノズルは、非常に薄い（１０−２０μｍ）
金属箔を製造する場合でも出発材料の純度にあまり影響
されないか、もしくは全く影響されなくなる。

【０００９】本発明の装置の他の実際的で有利な実施例
は更に、添付特許請求の範囲に記載した特徴を与えられ
ている。

【００１０】次に、添付図面を参照して、本発明をより
詳細に説明する。

【００１１】

【実施例】図１中、一部が図解的に示されている本発明
の装置の全体が参照符号１で示されている。装置１は冷
却可動基体を備え、この基体は図示した実施例において
矢印Ａの方向に水平軸を中心として回転するローラ、も
しくはドラム３の周面、もしくは鋳造面２から成る。上
方ノズルリップ部及び下方ノズルリップ部４ａ及び４ｂ
を備えるノズル４がローラ３に近接して配設され、これ
らのリップ部はその間にノズルチャンネル５の前方端５
ａを形成し、ノズルチャンネルは周面２に向いたスロッ
ト状ノズル開口４ｃ（スロット幅２−３ｍｍ）から注出
する。ノズルチャンネル５は溶融出発材料７、例えば、
金属屑用貯蔵槽６と連通し、貯蔵槽６を越えて延在し、
開放可能なハッチ、もしくはドア８を介して閉鎖される
後方部５ｂが設けられている。

【００１２】図１から明らかなように、ノズルチャンネ
ル５がノズルの後方領域に図示した傾斜角αで示す如く
水平面に対しローラ３に向かって若干上方に傾斜するよ
うに、ノズル４が配設される。ノズル４は更に、ノズル
開口４ｃがローラ３の回転水平軸（図示せず）下方の領
域及びレベルの、即ちローラの回転軸を零点とする座標
系の第４象限内に位置する領域内において、周面２から
非常に短い距離（下方ノズルリップ部４ｂ及び上方ノズ
ルリップ部４ａにおいて約０．３ｍｍ）隔てて注出する
ように配設される。

【００１３】溶融材料７を重力により傾斜ノズルチャン
ネル５，５ａを介して貯蔵槽６からノズル開口４ｃに供
給可能とするために、貯蔵槽６はこの貯蔵槽の溶融材料
面がノズル開口４ｃ上方のレベル（ｈ）に在るように充
填し続けられる。貯蔵槽６が空になると、溶融材料面は
沈み、この面がノズル開口４ｃと同じレベル（即ち、ｈ
＝０）まで沈むのを防止するために貯蔵槽６は貯蔵槽上
方に配設された傾動可能な融解炉（図示せず）から新し
い溶融材料が充填されるように配設される。

【００１４】拡大したノズル開口４ｃの領域を図解的に
図示する図２から明らかなように、下方ノズルリップ部
４ｂの前方端と周面２との間に真空室１０と連通する、
もしくは連通可能な空間９が設けられる。図示の実施例
において、空間９は全軸長に亘ってほぼ一定のスロット
幅（約０．３ｍｍ）を有する細長い、スロット状構造に
形成される。周面２と上方ノズルリップ部４ａの前方端
との間に空間９と同じスロット幅（即ち、約０．３ｍｍ
）のスロット状の細長い空間１１が更に設けられる。 貯蔵槽６からノズル開口４ｃまでのチャンネル５の全通
路に亘って溶融材料７を材料の融解点（例えば、９５０
℃）以上の一定温度に維持するために、加熱装置１２、
例えば、グローカンタル管が上方ノズルリップ部及び下
方ノズルリップ部４ａ及び４ｂの双方に設けられ、この
グローカンタル管により溶融材料はノズル４から注出前
に冷却するのを防止される。

【００１５】図３は本発明の他の実施例によるノズルの
注出部を示し、明確化のためにプリモ記号を付した図２
と同じ参照番号を対応する部材に使用した。従って、図
３のノズル４′は上方ノズルリップ部４ａ′と下方ノズ
ルリップ部４ｂ′とを備え、これらのノズルリップ部は
その間にノズル開口５′を形成する。下方ノズルリップ
部４ｂ′の前方端と基体の面２′との間に真空室１０′
と連通し、もしくは連通可能な同様な細長い空間９′が
設けられる。空間９′は図２の空間９と、基体の移動方
向から見て）後方にテーパ部、もしくはＶ字状横断面を
形成する点で、即ち、ノズルリップ部４ｂ′と周面２′
との間の距離（スロット幅）がノズル開口４ｃ′から後
方に減少する点で相違する。一方、上方ノズルリップ部
４ａ′と面２′との間の空間１１′は全軸長に亘ってほ
ぼ一定のスロット幅に形成される。

【００１６】図１及び２の装置１は下記方法でウェブ状
金属箔１３を製造する。空間９は真空室１０と連通する
ように配置され、溶融材料７は重力によりノズルチャン
ネル５を介して貯蔵槽６からノズル開口４ｃに供給され
てノズル開口領域にいわゆる溶融物塊７′を形成する。 空間９を満たす圧力（例えば、７０−９０ｃｍ水柱）に
より溶融物塊の後方部は空間９内に、従って、周面２に
一定の充分に高い圧力で吸い込まれて矢印Ａの方向に（
例えば、３０ｍ／ｓの速度で）移動する周面に伴う空気
の介在層を排除する。冷却（約１７０℃）基体と接触す
ると、溶融物塊は下方から冷却されて周面２に伴う金属
箔１３を形成し、空間１１を通過後、金属箔は周面から
巻き取られ、箔ロールに巻かれる。

【００１７】装置１を使用して金属箔はこのように、変
動するが個々の全て場合に均一の厚さで、かつ均一の優
れた表面品質で製造可能である。例えば、所定の厚さ（
５０μｍ）の金属箔を望む場合、供給される溶融物の量
は対応するように規制され、一方、より薄い（１０−２
０μｍ）金属箔を製造しようとする場合は対応するよう
に減少した量の溶融物が供給される。各場合に供給され
る溶融物の量は本質的には貯蔵層６の溶融物面とノズル
開口４ｃとの間のレベル差（ｈ）により決定され、この
レベル差は融解炉（図示せず）からの新しい溶融物の供
給を制御することにより規制容易である。

【００１８】対応する方法で金属箔１３′は図３に示し
たノズル４′を使用して製造される。このノズルに固有
な利点は、空間９′のテーパ状横断面は、周面に向き、
ノズル開口４ｃから後方の方向に増加する圧力成分を生
じるので、空間９′の真空は周面２′に対する意図され
た十分に高い溶融物圧力を達成するのに空間９の真空ほ
ど大きくする必要はない。ノズル４を使用する方法と同
じ方法でノズル４′は、変動するが各個々の場合に均一
の厚さで、かつ均一の優れた表面品質の金属箔を製造す
るのに役立ちうる。例えば、所定の適合した量の溶融材
料を供給することにより約５０μｍの厚さの金属箔を製
造することができ、一方、例えば、１０−２０μｍ台の
より薄い金属箔は供給される溶融材料の量を対応するよ
うに下方レベルに保持することにより製造される。

【００１９】最後に、本発明の装置は溶融物を基体に対
し一定の圧力で押圧するために、上述の、特に図面に示
した真空室の代わりに、ノズルと基体との間に圧力室を
設けることが可能であることに注目しなければならない
。理想的には、圧力室は（基体の移動方向から見て）ノ
ズルから供給される溶融物の前方に配設しなければなら
ない。従って、本発明によれば、基体に対する一定の高
い溶融物圧力は、装置がノズルと基体との間に形成し、
真空室と連通可能な空間、もしくは上述のように圧力室
と連通可能な空間を介して達成される圧力差により形成
される。

【００２０】上記記載から明らかなように、構造及び操
作モードの双方が極めて簡単で、出発材料に存在する粒
子のためにノズルチャンネル及び／もしくはノズル開口
が詰まる危険性を伴うことなく可能な最も安価な材料、
例えば、金属屑を使用して極めて薄い金属箔（１０−２
０μｍ）の製造が可能な装置を使用して、溶融出発材料
から厚い金属箔と薄い金属箔の双方を製造することが本
発明により可能である。

【００２１】本発明は上述し、図面に示したものに限定
されるものと考えるべきでなく、添付特許請求の範囲の
精神及び範囲から逸脱することなく多くの変更が考えら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例による装置の部分断面図を図
解的に示す図。

【図２】図１の装置のノズル開口領域の拡大図を図解的
に示す図。

【図３】本発明による装置の他の好ましい実施例のノズ
ル開口領域の拡大図を図解的に示す図。

【符号の説明】

１　　装置 ２　　周面 ２′　　周面 ３　　ローラ ４　　ノズル ４′　　ノズル ４ａ　　上方ノズルリップ部 ４ａ′　　上方ノズルリップ部 ４ｂ　　下方ノズルリップ部 ４ｂ′　　下方ノズルリップ部 ４ｃ　　ノズル開口 ４ｃ′　　ノズル開口 ５　　ノズルチャンネル ５′　　ノズルチャンネル ５ａ　　前方端 ５ｂ　　後方部 ６　　貯蔵槽 ７　　溶融材料 ８　　ドア ９　　空間 ９′　　空間 １０　　真空室 １０′　　真空室 １１　　空間 １１′　　空間 １２　　加熱装置 １３　　金属箔 １３′　　金属箔

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　可動冷却基体（２；２′）と、この基
   体からの短い距離を放出するノズル（４；４′）とを備
   え、金属箔を形成するために、このノズルを介して溶融
   材料が前記基体に放出されて冷却される、溶融出発材料
   （７）からウェブ状金属箔を製造する装置であって、前
   記ノズル（４；４′）と前記基体（２；２′）との間に
   空間（９；９′）を設け、この空間は前記基体と、前記
   ノズルから供給された溶融材料との間に圧力差を形成す
   るために、この圧力差により前記溶融材料を前記基体に
   押圧するように真空室（１０；１０′）と、もしくは圧
   力室と連通可能であることを特徴とする製造装置。
2. 【請求項２】　　前記空間（９：９′）は細長く、この
   空間の長手方向軸線が前記基体にほぼ平行であることを
   特徴とする請求項１に記載の製造装置。
3. 【請求項３】　　前記空間（９′）は前記ノズルの開口
   （４ｃ′）から離れる方向へ先細になっていることを特
   徴とする請求項２に記載の製造装置。
4. 【請求項４】　　前記基体（２′）は回転ローラ若しく
   はドラム（３）の周面から成ることを特徴とする請求項
   １から３のいずれか一項に記載の製造装置。
5. 【請求項５】　　前記ノズル（４；４′）は前記ローラ
   の回転軸線より下方のレベルに配設されることを特徴と
   する請求項４に記載の製造装置。
6. 【請求項６】　　前記ノズル（４；４′）は上方リップ
   部（４ａ；４ａ′）と下方リップ部（４ｂ；４ｂ′）と
   を備え、これらのリップ部は基体（２；２′）に向いた
   ノズル開口（４ｃ；４ｃ′）を形成し、前記真空室（１
   ０；１０′）と連通可能な前記空間（９；９′）は前記
   基体と前記下方リップ部との間に配設されていることを
   特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の製造
   装置。
7. 【請求項７】　　前記基体（２：２′）と前記下方リッ
   プ部（４ｂ；４ｂ′）の間の距離は前記基体と前記上方
   リップ部（４ａ；４ａ′）の間の距離より小さいことを
   特徴とする請求項６に記載の製造装置。
8. 【請求項８】　　前記上方リップ部及び下方リップ部の
   双方はノズル（４；４′）を出発材料の融解温度を越え
   る温度に維持する加熱装置（１２；１２′）を備えるこ
   とを特徴とする請求項６または７に記載の製造装置。
9. 【請求項９】　　貯蔵槽（６）に向かって配設されたチ
   ャンネルの部分が貯蔵槽を越えて延在し、開放可能なハ
   ッチもしくはドア（８）を介して閉鎖される後方部を有
   することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に
   記載の製造装置。