JPS6312155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、重合体電鋳マンドレルに関し、さら
に詳細には、平らな重合体電鋳マンドレルに関す
る。

本発明は、電気メツキ用チタンバスケツトでア
ノード物質として使用するのに適した電鋳成形品
を製造するためのマンドレルに関する。従来、そ
のような成形品、特にニツケルラウンド（商標
INCO，Ltd.）はステンレス鋼シートからつくら
れたベースおよび絶縁被覆たとえばエポキシエナ
メルを有するマンドレル上につくられていた。こ
の絶縁被覆は、電鋳部品の所望の形状の開放領域
を除いてマンドレルの全面をおおつている。典型
的には、そのようなマンドレルは、面積一平方メ
ートルおよび厚さ多分１〜５mmを有しかつ各々約
19〜約32mmの直径を有するエポキシ被覆中の円形
開放領域を多数有するステンレス鋼シートであろ
う。これらのマンドレルの難点は、比較的短時間
の、たとえば１０電鋳サイクルにしか満足でない
ということである。有効寿命が終つたら、マンド
レルのエポキシ被覆は剥離して再び仕上げなけれ
ばならない。これには実質的な時間を要し、高価
につく。

米国特許願第864274号明細書（1977年12月27日
付）には、導電性ベース、そのベース上に重ねら
れた導電性重合体シートおよび導電性重合体層上
に重ねられる非導電性重合体物質のマスク層から
本質的になる電鋳用重合体マンドレルが記載され
ている。マスク層には、導電層へ電解液を接近さ
せて電鋳すべき物品の形状を確立させるために多
数の貫通孔が形成されている。再び、典型的に
は、電鋳物品は円板であり、マスク層の切抜き部
分は円形である。米国特許願第864274号明細書に
記録されている米国特許第4040937号明細書は、
導電性重合体マンドレルに関するものであるがし
かしこのマンドレルを出発シートの形成に使用す
ることを開示している。この特許には、主要寸法
約50mmの最大値を有する物品を製造するマンドレ
ルについて何ら開示も示唆もなされていない。米
国特許願第864274号明細書のマンドレルの難点
は、使用に際して、導電性重合体層上の電着物質
が電解液にさらされる領域を拡大しやすいという
ことである。導電性層および非導電性層の両方共
重合体の連続性が存在するので導電性および非導
電性物質間の接合は気密、液密シール接合である
ように意図されているけれども、電着中の金属の
横の成長は異常な圧力を生じ、マスク層と導電層
間に優れた結合が存在しているにもかかわらずマ
スク層の開口の形状および寸法が変形され得るこ
とが見い出された。

本発明は、米国特許願第864274号明細書に記載
されているようなマンドレルに関する改良であ
る。本発明の目的は、新規な改良されたマンドレ
ルを提供することである。

本発明の他の目的は、添付図面を参照して述べ
られる下記説明から明らかであろう。

一般に、本発明は、導電性ベース、普通は銅、
鋼または他の金属からつくつた格子または網のシ
ートまたは広げた面積の部分を有する電鋳用マン
ドレルを包含する。この金属ベースは、少なくと
もその一側面上に、非導電性物質の連続領域に散
在された導電性物質の主要寸法約50mmまでの単層
の共平面をなす気密、液密接合された領域を有す
る重合体物質の単層が重ねられる。少なくとも１
つの重合体物質層は、導電性ベースに、使用の際
電解液が重合体層にのみ遭遇するように付着され
かつそのベースを包囲する。

本発明のマンドレルは特に図面に示される。第
１図を参照するに、マンドレルを図示しない母線
から吊るすことが出来るハンガー１６を有するマ
ンドレル１１が示される。マンドレル１１は、非
導電性樹脂１３のマトリツクスおよび複数個の導
電性樹脂の島１４を有する外部被覆１２を有す
る。この導電性樹脂たとえば重合体―カーボンブ
ラツク混合物は約100オームセンチ以下の抵抗率
を有し、非導電性マトリツクスの重合体と同じか
またはそれと相容性がある（溶融接合出来る）重
合体を含有する。

第２図に示すように、外部重合体層である層１
２は、非導電性領域１３および導電性領域１４を
互いに共平面に有する単層である。これによつ
て、導電性領域１４上に陰極的に成長する金属
は、非導電性重合体物質１３上に機械的力を及ぼ
すことが出来ない。したがつて、導電性および非
導電性重合体領域間に存在する結合は、導電性領
域上の金属成長により影響を受けないまゝであ
る。同時に、金属ベース１５は、重合体層１２に
より電解液から完全に保護される。

本発明のマンドレルは、金属または他の高度に
導電性の基体を選定し、それにハンガー１６を取
り付けることによりつくられる。次に、好ましく
は延ばされたシート状の金属ベースの少なくとも
一側面、好ましくは両側面に導電性プラスチツク
の選定領域を有するプラスチツクシートが積層さ
れる。テスト目的のため、このプラスチツクシー
トは、厚さ3.2mmのポリプロピレンプラスチツク
シートを取り、機械的ドリルによりこのシートに
円形孔を切り抜き；分散カーボンブラツクにより
導電性にされた同じ厚さのプラスチツクシートか
らその孔に対するプラグを切り出し；プラグを上
記シートの孔に挿入し；次いで、シート―プラグ
接合部で超音波溶接によりプラグを所定の場所に
溶接することによりつくつた。選定導電性領域を
有する単一プラスチツクシートを製造する他の手
段を考案することが出来、かつ本出願人により使
用される方法は本質的に説明目的に過ぎないこと
は当業者は理解するであろう。有利には数個の孔
を有する金属ベースは前述したプラスチツクの２
つのわずかに大きいシート間でプレスでサンドイ
ツチにされ、成分は加熱および加圧下でハンガー
１６のみを露出させて互いに積層される。

本発明の方法で使用されるプラスチツクシート
は水性電解質媒体中で陰極的水素発生条件下で安
定な水不溶性重合体でつくることが出来る。その
ようなプラスチツクシートで使用するのに適当な
重合体として、ポリプロピレン、ポリエチレン、
ポリスルホン、ポリ塩化ビニルおよびガラス強化
ポリエステルが挙げられる。製造の容易さから、
プラスチツクシートの重合体は、浸出性可塑剤を
含まない熱可塑性物質であるのが有利である。し
かしながら、適当な環境下では、熱硬化性物質を
使用することも出来る。

当業者に本発明を分りやすくするために、下記
に例を述べる。

例 １ ２つの0.32cmポリプロピレンシートを用いて、
水平線の孔が中心間で約2.7cm離隔し、水平線が
中心線間で約2.5cm離隔しかつ水平線毎の孔が互
いに段違いになつている間隔パターンで1.43cm直
径の孔をドリルで開けた。

これらの孔に、孔自身より直径が0.007cm大き
いプラグを充填した。プラグはポリプロピレンシ
ートと同じ厚さを有し、導電性にするためカーボ
ンブラツクが充填されていた。

ニツケルメツキ軟鋼のシートを電流導体として
使用し、ポリプロピレンシート間にサンドイツチ
にした。このサンドイツチを170℃で３時間予熱
し、次いで、170℃で約４Kg／cm²圧でプレスした。

例 ２ 鋼電流導体の外周のまわりに0.47cmの孔を開け
て金属とプラスチツク間のより良好な結合を得よ
うとしたことを除いて、例１と同じ物質からなる
サンドイツチ構造体を使用した。

例 ３ 外周部の孔に非導電性ポリプロピレンのプラグ
を充填し、その後プレスしたことを除いて、例２
と同じニツケルメツキ軟鋼シートおよびポリプロ
ピレンシートのサンドイツチ構造体をつくつた。
これは、プラスチツクと金属間の結合を改良する
ために行つた。

例 ４ より均一な電流分布および電鋳マンドレル全体
の付加強度を得るために、ポリプロピレンシート
の導電性プラスチツクプラグと同じパターンに対
応する追加の孔を電流導体に開けたことを除いて
例３と同じサンドイツチ構造体をつくつた。

例 ５ ニツケルメツキ軟鋼の代りにステンレス鋼を使
用したことを除いて例４と同じサンドイツチ構造
体をつくつた。また、導電性プラグと同じパター
ンに対応する孔に、プレス前に導電性プラスチツ
クのプラグを充填し、ポリプロピレンシートの導
電性プラグへの電流分布を高めた。

例 ６ 例１〜５のサンドイツチ構造体の代りに、エク
スパンド鋼シートの両側およびそのシートの中心
のまわりに導電性プラグを挿入した２つのポリプ
ロピレンシートを有するサンドイツチ構造体をつ
くつた。

例 ７ 導電性プラスチツクペレツトをエクスパンドメ
タル開口内にポリプロピレンシートの導電性プラ
グのパターンに対応するように入れたことを除い
て例６と同じサンドイツチ構造体をつくつた。こ
れは、マンドレルのプレス前に使用するのに好ま
しい方法である。

電鋳マンドレルの前記７つの例は、通常の金属
電解回収浴、特にニツケル電解精錬および電解採
取浴で使用するように意図された。ニツケルの電
着には約5.4amps／ｄm²の電流密度を使用した。
各場合において、サンドイツチ構造の電鋳マンド
レルの性能は、ニツケル電着の多数の繰り返えし
サイクル後でさえ満足なものであつた。

本発明は好ましい実施態様に関連して記載され
たが、当業者に容易に分るように、本発明の精神
および範囲から逸脱することなく変更および修正
が可能であることは言うまでもない。そのような
修正および変更は本発明の範囲に入るものと考え
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の改良マンドレルの外観図、第
２図は線−で取つた第１図のマンドレルの断
面図である。 １１…マンドレル、１２…外部被覆、１３…マ
トリツクス、１４…島、１５…金属ベース、１６
…ハンガー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相容性非導電性重合体の共平面マトリツクス
   により互いに隔離された約50mm以下の主要寸法の
   重合体導電性領域を一体として有する重合体シー
   トに積層された高導電性のシート形ベースからな
   る、約50mm以下の主要寸法を有する物品の電鋳用
   マンドレル。 ２ 高導電性のシート形ベースが、金属ベースで
   ある、特許請求の範囲第１項に記載のマンドレ
   ル。 ３ 金属ベースがエクスパンドメタルのシートで
   ある、特許請求の範囲第２項に記載のマンドレ
   ル。 ４ エクスバンドメタルシートが軟鋼である、特
   許請求の範囲第３項に記載のマンドレル。 ５ 導電性領域が本質的に円形である、特許請求
   の範囲第３項に記載のマンドレル。 ６ 重合体シートが、ポリプロピレン、ポリエチ
   レン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニルまたはガラ
   ス強化ポリエステルからつくられる、特許請求の
   範囲第１項に記載のマンドレル。