專利名稱：卷材輸送裝置以及利用卷材輸送裝置進(jìn)行電鍍的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸送裝置，用來輸送一種卷材(長條基質(zhì))，該卷材用作其上形成有功能薄膜的元件或部件，其中卷材卷繞成線圈的形式并在該裝置中得到加工。明確地說，本發(fā)明涉及一種卷材輸送裝置，其中，當(dāng)線圈形式的卷材為用于薄膜沉積而被打開然后再重繞成線圈形式時(shí)，卷材的邊緣處沒有伸展或皺紋出現(xiàn)，并且卷材沿著其預(yù)定路徑輸送而不變形，然后卷繞成邊緣校準(zhǔn)的線圈形式。本發(fā)明還涉及一種采用這樣的卷材輸送裝置進(jìn)行電鍍的電鍍裝置和電鍍方法。
當(dāng)薄膜連續(xù)疊加到作為基底的金屬片上時(shí)，例如該金屬片為一鋼片或一不銹鋼片，在其上可形成太陽電池，通過使卷材繞到繞線軸上呈線圈或卷的形式，在解開線圈用來傳送時(shí)對其進(jìn)行疊加沉積加工，并且將卷材重繞成線圈的形式，從而可在商業(yè)中有效的生產(chǎn)卷材。不過，為了實(shí)現(xiàn)這樣的機(jī)構(gòu)，重要的一點(diǎn)在于卷材在疊加沉積加工中被輸送時(shí)不彎曲，以及在卷繞時(shí)不出現(xiàn)未對準(zhǔn)的情況。特別地，當(dāng)松開的卷材較長時(shí)，即便非常小的輸送偏移也會導(dǎo)致卷繞部分處出現(xiàn)較大的未對準(zhǔn)情況。而且在卷材是彈性變形范圍非常小的金屬的情況下，校正曾出現(xiàn)未對準(zhǔn)的卷材也是困難的。
USP4,485,125(發(fā)明名稱為“Method for continuously producing tandemamorphous photovoltaic cells”,Energy Conversion Devices,1984.11.27)披露了本發(fā)明所涉及的、并在其中不會發(fā)生卷材未對準(zhǔn)情況的輸送系統(tǒng)。在這一發(fā)明中(參見USP4,485,125中的圖9)，卷材的偏移是通過采用一個(gè)光學(xué)擋光邊緣檢測器來檢測的，并且輸出信號被反饋到一個(gè)伺服馬達(dá)，而且該伺服馬達(dá)的輸出通過一個(gè)連接機(jī)構(gòu)傳遞到一齒輪上，該齒輪設(shè)置在一其軸偏心的輥?zhàn)拥囊欢嗣嫔?，從而該輥?zhàn)拥妮S傾斜，并且在該輥?zhàn)右粋?cè)施加到卷材上的張力是相對于該輥?zhàn)恿硪粋?cè)的張力而變化的，以便于在軸向上移動卷材。
USP4,664,951(發(fā)明名稱為“Method provided for corrective lateraldisplacement of a longitudinally moving web held in a planarconfiguration”,Energy Conversion Devices,1987.5.12)提出采用一個(gè)磁輥來防止卷材翹曲或變形，從而防止卷材擺動并使輸送路徑不發(fā)生偏移。
日本專利申請?zhí)卦S公開號5-270710(發(fā)明名稱為“meandering correctionmechanism for web”，申請人為Toppan Printing有限公司，特許
公開日為1993.10.19)公開了一種這樣的機(jī)構(gòu)，其中卷材的彎曲是通過改變一導(dǎo)向輥的方向或軸向移動該輥來校正的(本發(fā)明中的術(shù)語“輥?zhàn)印迸c上述現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例等中提到的“輥”具有相同的含義)。實(shí)際上，此發(fā)明意圖將改變導(dǎo)向輥的方向和軸向移動該輥結(jié)合起來，這樣做容易實(shí)現(xiàn)粗略的彎曲校正，但不容易實(shí)現(xiàn)精細(xì)的彎曲校正，這是因?yàn)楫?dāng)彎曲量大時(shí)，如果僅改變導(dǎo)向輥的方向，那么就會出現(xiàn)皺紋并且也不能進(jìn)行彎曲校正。
日本專利申請?zhí)卦S公開號6-239508(發(fā)明名稱為“controlling apparatusfor web travel”,Shin-Oji paper，特許
公開日為1994.8.30)公開了一種將固定輥與移動輥組合起來的彎曲校正機(jī)構(gòu)。此發(fā)明旨在當(dāng)在移動輥上校正彎曲的卷材時(shí)，各移動輥之間的相對定位是通過一個(gè)按壓接觸力調(diào)整機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，其中移動輥使固定輥間的卷材返回。
而且，日本專利申請?zhí)卦S公開號10-296317(發(fā)明名稱為“a metal stripconveying apparatus”，申請人為Nippon Steel，特許
公開日為1998.11.10)描述了這樣一種方法，即將一個(gè)自由活套、一個(gè)壓緊輥和一個(gè)凸面軋輥組合起來，防止成鋸齒形的運(yùn)動。
作為一項(xiàng)相關(guān)技術(shù)，日本專利申請?zhí)卦S公開號8-197124(一種控制金屬板作鋸齒形運(yùn)動的方法)公開了一種這樣的系統(tǒng)，即形成懸垂線并從兩端懸垂位置的差別判斷出鋸齒量，以便通過使輥?zhàn)拥妮S線傾斜而調(diào)整該鋸齒量。通常為了在輸送金屬板和類似板材時(shí)調(diào)整速度，要可靠地形成懸垂線。
有時(shí)，在金屬卷材上形成功能薄膜的情況下，不論是在真空裝置中采用CVD方法，還是采用噴鍍方法、熱蒸發(fā)方法，或者是采用在濕系統(tǒng)中覆膜的電鍍方法，都需要相當(dāng)嚴(yán)格地注意與對置電極的關(guān)系。此外，從防止被切斷或受污染等的角度看，優(yōu)選使覆膜的表面盡可能地避免與輥?zhàn)拥冉佑|。而且，從同一角度來看，建議不要用一對通常用在滾壓機(jī)或一轉(zhuǎn)動裝置中的輥?zhàn)訆A住覆膜的表面。
因而，在USP4,485,125中，當(dāng)輸送卷材時(shí)，所采用的技術(shù)是在一傳送輥和一卷繞輥之間施加固定不變的張力，從而幾乎總是利用卷材背面(功能薄膜覆膜面的反面)的一支承輥來輸送卷材。在將磁性SUS等用作卷材的情況下，通過由一個(gè)USP4,664,951中的磁性輥進(jìn)行助推，也可能以懸著的方式輸送卷材。因此，一般來說，形成如在日本專利申請?zhí)卦S公開號8-197124中披露的懸垂線或“下垂”并不一定是常規(guī)。
本發(fā)明試圖產(chǎn)生一種如圖2所示的電鍍裝置并在SUS430的卷材上形成氧化物。一般的結(jié)構(gòu)以及實(shí)際產(chǎn)生的電鍍裝置的操作在圖2中示出。而且，其分割和放大的視圖在圖3-9中示出。在圖2和圖3-9中，各部分的名稱和參考標(biāo)號是相同的。
下面參照圖2和圖3-9對采用了本發(fā)明裝置在卷材上覆上或沉積上一層電鍍薄膜的步驟加以描述。
該裝置大致分為一個(gè)傳送繞成線圈的卷材的開卷裝置2012、一個(gè)加工或沉積第一電鍍薄膜的第一電鍍?nèi)萜?066、一個(gè)沉積或加工第二電鍍薄膜的第二電鍍?nèi)萜?116、一個(gè)將加熱的電鍍?nèi)芤貉h(huán)供應(yīng)到該第一電鍍?nèi)萜鞯牡谝谎h(huán)容器2120、一個(gè)將加熱的電鍍?nèi)芤貉h(huán)供應(yīng)到該第二電鍍?nèi)萜鞯牡诙h(huán)容器2222、一個(gè)當(dāng)排放該第一電鍍?nèi)萜髦须婂內(nèi)芤簳r(shí)暫時(shí)儲存溶液的第一排放容器2172、一個(gè)當(dāng)排放該第二電鍍?nèi)萜髦须婂內(nèi)芤簳r(shí)暫時(shí)儲存溶液的第二排放容器2274、一個(gè)通過去除該第一電鍍?nèi)萜鲀?nèi)電鍍?nèi)芤簝?nèi)粉末來凈化溶液的過濾循環(huán)系統(tǒng)(一與第一電鍍?nèi)萜鬟^濾器的循環(huán)過濾器2161相連的管道系統(tǒng))、一個(gè)通過去除該第二電鍍?nèi)萜髦须婂內(nèi)芤褐蟹勰﹣韮艋芤旱倪^濾循環(huán)系統(tǒng)(與第二電鍍?nèi)萜鬟^濾器的循環(huán)過濾器2263相連的管道系統(tǒng))、一個(gè)用來將攪動溶液的壓縮空氣分別傳送到該第一電鍍?nèi)萜骱驮摰诙婂內(nèi)萜鞯墓艿老到y(tǒng)(以引導(dǎo)壓縮空氣的噴孔2182為始端的管道系統(tǒng))、一個(gè)用來通過噴淋純凈水來清潔卷材的純凈水噴淋容器2360，在該卷材上已沉積有電鍍膜，一個(gè)通過用純凈水進(jìn)行第一次清潔的第一熱水容器2361，一個(gè)通過用純凈水進(jìn)行第二次清潔的第二熱水容器2362，一個(gè)用來給這些熱水容器供應(yīng)必要的熱純凈水的純凈水加熱容器2339，一個(gè)用來干燥清潔過的卷材的干燥區(qū)2363，一個(gè)用來再一次以線圈的形狀來卷繞已沉積有薄膜的卷材的卷繞裝置2296，以及一個(gè)用來排放在電鍍中和純凈水的加熱階段或干燥階段中產(chǎn)生的蒸汽的系統(tǒng)(由一電鍍洗滌系統(tǒng)的排氣管2020或一干燥系統(tǒng)排氣管2370構(gòu)成的排氣系統(tǒng))。
卷材在圖中通過該開卷裝置2012、該第一電鍍?nèi)萜?066、該第二電鍍?nèi)萜?116、該純凈水噴淋容器2360、該第一熱水容器2361、該第二熱水容器2362、該干燥區(qū)2363和該卷繞裝置2296從左至右連續(xù)地被輸送，從而沉積上一預(yù)定的電鍍薄膜。
如圖3所示，將一個(gè)在開卷裝置卷軸2001上繞成線圈的卷材2006在該開卷裝置2012中設(shè)定好，其中該開卷裝置通過開卷裝置傳送控制輥2003、開卷裝置方向轉(zhuǎn)換輥2004和開卷裝置排放輥2005來持續(xù)地傳送卷材2006。供給繞成線圈的卷材時(shí)插入一中間層(襯紙)，從而尤其在事先沉積了一底層的情況下保護(hù)基底或薄層。因此，在繞線圈時(shí)插入中間層的情況下，隨著卷材的繞開，通過一個(gè)開卷裝置中間層卷軸2002卷繞上中間層2007。卷材2006的輸送方向由箭頭2010表示，卷繞裝置卷軸2010的轉(zhuǎn)動方向由箭頭2009表示，而開卷裝置中間層卷軸2002的卷繞方向由箭頭2008表示。在附圖中，從開卷裝置卷軸2001抽下的卷材和由開卷裝置中間層卷軸2002卷繞的中間層均表明，在輸送開始時(shí)的位置和輸送結(jié)束時(shí)的位置不發(fā)生干擾。整體的開卷裝置是這樣構(gòu)造的，即由開卷裝置清洗室2011覆蓋，其中該清洗室采用了一個(gè)HEPA過濾器和一種防粉塵的下降流動。
如圖4所示，該第一電鍍?nèi)萜?066裝在該第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065中，該第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065使電鍍?nèi)芤罕３衷跍責(zé)岬臏囟炔⒉槐浑婂內(nèi)芤焊g，從而溫度得到控制的電鍍?nèi)芤簩⒊蔀樵摰谝浑婂內(nèi)芤罕砻?025。隨著在該第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065內(nèi)設(shè)置的隔板溢出的同時(shí)，這一溶液表面的位置也就實(shí)現(xiàn)了。未示出的隔板是這樣安裝的，即，使電鍍?nèi)芤撼摰谝浑婂內(nèi)芤喝菁{容器2065的深度方向往下流，并且聚集到具有斗式結(jié)構(gòu)的第一電鍍?nèi)萜饕绯龇祷乜?024的溢出電鍍?nèi)芤和ㄟ^該第一電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝?117到達(dá)該第一循環(huán)容器2120，并在此被加熱，從而再一次從第一電鍍上游循環(huán)噴嘴管2063和第一電鍍下游循環(huán)噴嘴管2064流回到該第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065，從而使足以要溢出的電鍍?nèi)芤毫魅搿?br> 卷材2006通過一電鍍?nèi)萜魅肟诨匦休?entrance return roller)2013、一第一電鍍?nèi)萜鬟M(jìn)入輥(approach roller)2014、一第一電鍍?nèi)萜魍嘶剌?withdraw roller)2015和一中間電鍍回行輥(return roller)2016行進(jìn)到第一電鍍?nèi)萜?066內(nèi)部。在該第一電鍍?nèi)萜鬟M(jìn)入輥2014和該第一電鍍退回輥2015之間，至少表面覆膜(在本說明中稱作“正面”)了的卷材的下側(cè)面在電鍍?nèi)芤褐?，與陽極2026-2053的28個(gè)單元相對。實(shí)際上，電鍍是這樣進(jìn)行的，即在卷材上施加負(fù)電位而在陽極上施加正電位，并且使伴隨有電化學(xué)反應(yīng)的電鍍電流流到電鍍?nèi)芤旱膬刹糠种g。
在圖2所示的裝置中，第一電鍍?nèi)萜髦械年枠O包括四個(gè)均安裝在七個(gè)陽極安裝臺2054-2060上的單元(參見圖4)。一個(gè)陽極安裝臺是這樣構(gòu)造的，即各陽極是通過絕緣板放置的并且各自的電位都是從一個(gè)獨(dú)立的電源施加的。此外，陽極安裝臺2054-2060具有保持電鍍?nèi)芤褐芯聿暮完枠O2026-2053之間間隙的功能。因此，通常將陽極安裝臺2054-2060設(shè)計(jì)并制造成能調(diào)整可保持預(yù)定間隙的高度。
在第一電鍍?nèi)萜魍嘶剌?015前設(shè)置的第一電鍍?nèi)萜鞅趁骐姌O2061采用電化學(xué)的方式將沉積在卷材的覆膜面的反面(在本說明中稱作“背面”)上的薄膜去除掉，并且實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是通過將第一電鍍?nèi)萜鞅趁骐姌O2061視作給卷材加負(fù)電位的那端。第一電鍍背面電極2061在實(shí)際中是有用的，這是因?yàn)閺囊曈X的觀察看，與形成在卷材覆膜面上的薄膜具有相同性能的薄膜(也就是通過一環(huán)繞電場采用電化學(xué)的方式連接到卷材覆膜面對側(cè)的背面上的薄膜)被快速去除。
對于通過第一電鍍?nèi)萜魍嘶剌?015之后從電鍍?nèi)芤褐谐鰜淼木聿膩碚f，從第一電鍍?nèi)萜鲊娏艹隹?067對其施加電鍍?nèi)芤海瑥亩乐垢材っ娓稍锊⒎乐蛊浔砻娌灰?guī)則。此外，一個(gè)設(shè)置在該第一電鍍?nèi)萜?066和第二電鍍?nèi)萜?116之間的橋接部分中的中間電鍍蓋2019也避免蒸汽從電鍍?nèi)萜髦猩l(fā)并防止卷材的覆膜面干燥。而且，一第二電鍍?nèi)萜鲊娏苋肟?068也具有防干燥的功能。
第一循環(huán)容器2120執(zhí)行的是加熱的功能并保持電鍍?nèi)芤旱臏囟纫约笆蛊湓诘谝浑婂內(nèi)萜?066內(nèi)循環(huán)。如上所述，在該第一電鍍?nèi)萜?066中溢出的電鍍?nèi)芤壕奂降谝浑婂內(nèi)萜饕绯龇祷乜?024中，通過第一電鍍?nèi)萜饕缌鞣祷赝ǖ缆?117，并通過第一電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝方^緣法蘭2118到達(dá)第一循環(huán)容器蓄熱容器2121。在該第一循環(huán)容器蓄熱容器2121內(nèi)部，設(shè)置有8個(gè)第一循環(huán)容器加熱器2122-2129，并且這些組件是在當(dāng)室溫下的電鍍?nèi)芤鹤畛醣患訜峄虍?dāng)電鍍?nèi)芤阂蜓h(huán)降溫而再一次被加熱以使其保持預(yù)定溫度時(shí)起作用。
兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)與第一循環(huán)容器蓄熱容器2121相連接。也就是說，其中一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)是第一電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)回流系統(tǒng)，它通過一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)起始閥2130、一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)泵2132、一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)閥2135、一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)軟管2136和一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)法蘭絕緣管2137而從第一電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2063返回到第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065，而另外一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)是第一電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)回流系統(tǒng)，它通過一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)起始閥2139、一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)泵2142、一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)閥2145、一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)彈性閥2148和一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)法蘭絕緣管2149而從第一電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2064返回到第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065。從第一電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2063和第一電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2064返回到第一電鍍?nèi)萜?066中的電鍍?nèi)芤簳牡谝浑婂內(nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2063和第一電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2064通過分別給噴嘴管穿孔形成的噴孔而形成一股噴射流反回，其中該第一電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2063設(shè)置在第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065的下部，從而在該第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065中實(shí)現(xiàn)電鍍?nèi)芤旱霓D(zhuǎn)換。各循環(huán)回流系統(tǒng)中的返回量受到第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)閥2135或第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)閥2145的閉合液位的控制，并且更精細(xì)的調(diào)整受到設(shè)置在一旁通系統(tǒng)中的一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)泵旁通閥2133或第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)泵旁通閥2141的控制，其中該旁通系統(tǒng)通過把第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)泵2132或第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)泵2142的出口和入口短接而形成連接。該旁通系統(tǒng)在回流量較少的情況下或在溶液溫度極接近沸點(diǎn)時(shí)可防止氣穴現(xiàn)象在泵內(nèi)發(fā)生。在氣穴現(xiàn)象中，溶液沸騰并蒸發(fā)從而液體不再可被傳送，因此氣穴將顯著地縮短泵的壽命。
在第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)噴嘴管2063和第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)噴嘴管2064中穿孔以形成噴射流的情況下，回流量幾乎是由將溶液帶回到第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)噴嘴管2063和第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)噴嘴管2064的壓力確定的。為測出這個(gè)壓力，設(shè)置一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)壓力表2134和一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)壓力表2143，從而可通過這些壓力表來了解回流量的平衡情況。從噴孔排出的回流溶液量正好服從Verneuil法則，但由于在噴嘴管穿的噴孔的直徑不超過幾毫米，所以整個(gè)第一電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2063到第一電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2064上的噴射流量可在實(shí)際中視為固定值。而且，在回流量足夠大的情況下，可非常順利地轉(zhuǎn)換溶液，從而無論第一電鍍?nèi)萜?066有多長，都可有效地實(shí)現(xiàn)溶液濃度和其溫度的均一性。不用說，第一電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝?117應(yīng)具有能滿足足夠的回流量的厚度。
設(shè)置在各循環(huán)回流系統(tǒng)中的第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)軟管2136和第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)軟管2148能吸收管系統(tǒng)中的應(yīng)變，并尤其適用于采用了法蘭絕緣管等類似元件的情況下，其中這些元件會因受應(yīng)變而產(chǎn)生機(jī)械集中。設(shè)置在各循環(huán)回流系統(tǒng)中的該第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)法蘭絕緣管2137和第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)法蘭絕緣管2149使第一循環(huán)容器2120和第一電鍍?nèi)萜?066與設(shè)置在第一電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝?117中間的第一電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝方^緣法蘭2118一起電浮動。這是建立在本發(fā)明的發(fā)明者不考慮不必要電路的基礎(chǔ)上的，也就是說，防止了雜散電流，就能穩(wěn)定并有效地利用電鍍電流進(jìn)行電化學(xué)成膜反應(yīng)。
另外一個(gè)循環(huán)回流系統(tǒng)設(shè)置有一個(gè)旁通回流系統(tǒng)，它由一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤号酝ㄑh(huán)軟管2146和一第一循環(huán)容器電鍍?nèi)芤号酝ㄑh(huán)彈性閥2147構(gòu)成，從而直接返回到一第一循環(huán)容器蓄熱容器2121，并且將這一點(diǎn)用在這樣的情況下，即需要進(jìn)行溶液循環(huán)但溶液流不返回到第一電鍍?nèi)萜?，例如在溫度從室溫上升到預(yù)定的溫度時(shí)和類似情況時(shí)。此外，一個(gè)來自第一循環(huán)容器的循環(huán)回流系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)到達(dá)第一電鍍噴淋出口2067的流體傳送系統(tǒng)，從而將電鍍?nèi)芤菏┘拥揭淹ㄟ^第一電鍍?nèi)萜魍嘶剌?015并從電鍍?nèi)芤褐谐鰜淼木聿纳?，其中電鍍?nèi)芤和ㄟ^第一電鍍噴淋出口閥2150導(dǎo)向第一電鍍噴淋出口2067。通過調(diào)整該第一電鍍噴淋出口閥2150的閉合液位來調(diào)整該第一電鍍噴淋出口2067中的電鍍液體噴量。
實(shí)踐上，第一循環(huán)容器蓄熱容器2121設(shè)有一個(gè)蓋子，從而防止水變成蒸汽并逸出。在溶液溫度高的情況下，蓋子的溫度上升，且因此從安全的角度考慮，粘附上一種絕緣材料和類似物是有必要的。
為了去除第一電鍍?nèi)萜麟婂內(nèi)芤褐械姆勰O(shè)置了一個(gè)過濾循環(huán)系統(tǒng)。該第一電鍍?nèi)萜鞯倪^濾循環(huán)系統(tǒng)是由一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回軟管2151、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回法蘭絕緣管2152、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)起始閥2154、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)吸力過濾器2156、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2157、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵旁通閥2158、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)壓力開關(guān)2159、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)壓力表2160、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2161、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)軟管2164、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)法蘭絕緣管2165、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)閥2166、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)系統(tǒng)電鍍?nèi)芤荷嫌畏祷亻y2167、一第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)系統(tǒng)電鍍?nèi)芤褐杏畏祷亻y2168、第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)系統(tǒng)電鍍?nèi)芤合掠畏祷亻y2169構(gòu)成的。沿著這條路線，電鍍?nèi)芤罕阍诘谝浑婂內(nèi)萜鞯倪^濾循環(huán)方向2155、2162和2163上流動。要去除的粉末可能會從機(jī)器外浸入或者形成在電極的表面上或形成在與電鍍反應(yīng)相對應(yīng)的溶液中。要去除的粉末的最小尺寸是由第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2161的過濾器尺寸確定的。
該第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回軟管2151和該第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)軟管2164吸收管子的變形，從而使管連接部分的液體滲漏程度最小，從而保護(hù)機(jī)械強(qiáng)度差的絕緣管，并可自由安排包括泵的循環(huán)系統(tǒng)的組件。第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回法蘭絕緣管2152和第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)法蘭絕緣管2165的目的是為了防止漂浮在接地部分上的第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065落到接地部分上而使之漂浮著。金屬網(wǎng)或稱之為濾茶器的第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)吸力過濾器2156去掉大量的粉塵，從而保護(hù)了隨后的第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2157或第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2161。該第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2161在這循環(huán)系統(tǒng)中所起的主要作用是將混合或產(chǎn)生在電鍍?nèi)芤褐械姆勰┤コ?。主要采用第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)閥2166，以及隨后采用沿著第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2157平行設(shè)置的第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵旁通閥2158，來對本發(fā)明循環(huán)系統(tǒng)的電鍍?nèi)芤旱难h(huán)流量進(jìn)行精密的調(diào)整。為了觀察通過這些閥調(diào)整的循環(huán)流量，設(shè)置第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)壓力表2160。除了對流量的微小調(diào)整外，第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵旁通閥2158防止了當(dāng)整體的過濾循環(huán)流量減小時(shí)發(fā)生氣穴并防止氣穴現(xiàn)象破壞第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2157。
電鍍?nèi)芤嚎赏ㄟ^第一電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回法蘭絕緣管2152從一第一電鍍?nèi)萜鞣判归y2153傳送到第一排放容器2172。這一傳送是在電鍍?nèi)芤恨D(zhuǎn)換、裝置維護(hù)或應(yīng)急時(shí)進(jìn)行的。通過重力下降使作為傳送的廢液的電鍍?nèi)芤郝淙氲谝粡U液容器廢液儲存容器2144中。就維護(hù)或應(yīng)急而言，第一廢液容器廢液儲存容器2144優(yōu)選具有的容積能儲存至少第一電鍍?nèi)萜?066和第一循環(huán)容器2120的總?cè)芤喝莘e。第一廢液容器廢液儲存容器上蓋2277安裝在第一廢液容器廢液儲存容器2144中，并且為了完成電鍍?nèi)芤旱闹亓ο陆祩魉停O(shè)置了一第一廢液容器放氣閥2171以及一第一廢液容器通氣閥2170。暫時(shí)落到第一廢液容器廢液儲存容器2144中的電鍍?nèi)芤簻囟认陆?，此后在第一廢液容器廢水閥2173的裝配端處對其進(jìn)行廢水處理，或通過一第一廢液容器廢液收集閥2174、一廢液收集起始閥2175、一廢液收集吸力過濾器2176和一廢液收集泵2177聚集到一個(gè)未示出的桶中，從而對其進(jìn)行適當(dāng)處理。在聚集或處理之前，在第一廢液容器廢液儲存容器2144內(nèi)用水稀釋并通過一種化學(xué)液體等來作處理是可能的。
為了通過攪動電鍍?nèi)芤菏闺婂兂赡ぞ鶆颍瑢馀輳脑S多穿在第一電鍍?nèi)萜鲾噭涌諝鈱?dǎo)管2062中的噴孔噴出，該第一電鍍?nèi)萜鲾噭涌諝鈱?dǎo)管2062安裝在第一電鍍?nèi)芤喝菁{容器2065的底部。供應(yīng)到一定指標(biāo)的壓縮空氣從壓縮空氣導(dǎo)孔2182吸進(jìn)來，并通過一電鍍?nèi)芤簲噭訅嚎s空氣壓力開關(guān)2183到達(dá)第一電鍍?nèi)萜鲾噭涌諝鈱?dǎo)管2062，隨后在指向第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣引導(dǎo)方向2184的方向上，通過第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣起始閥2185、第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣流量計(jì)2186、第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣調(diào)整器2187、第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣濕氣分離器2188、第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣導(dǎo)閥2189、第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣軟管2190、第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣絕緣管2191和第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣上游端控制閥2193或第一電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣下游端控制閥2192。
通過中間-電鍍回行輥2016輸送到第二電鍍?nèi)萜?116的卷材要沉積上一第二電鍍薄膜或受到加工。本發(fā)明裝置使用的多樣性可形成這樣的組合，即第二電鍍薄膜可與第一電鍍薄膜相同，從而形成一層具有第一電鍍薄膜和第二電鍍薄膜的薄膜，此外，不論是否采用相同的品種，該雙層層制品可具有不同的特性(例如，層制品的各層氧化鋅的顆粒尺寸不同)，或者不論是否采用相同的特性，該雙層層制品可具有不同的品種(例如，層制品包括作為一層透明導(dǎo)電膜的氧化銦和氧化鋅)，或者該雙層層制品的兩層是完全不同的，而且，在第一電鍍?nèi)萜?066中沉積低氧化物的同時(shí)，還在第二電鍍?nèi)萜?116中繼續(xù)進(jìn)行氧化處理，或者在第一電鍍?nèi)萜?066中沉積氧化物的同時(shí)，在第二電鍍?nèi)萜?116中進(jìn)行蝕刻處理。因此，選擇電鍍或處理?xiàng)l件例如電鍍?nèi)芤夯蛱幚砣芤?、溶液溫度、溶液循環(huán)量、電流密度和攪動量等來完成相應(yīng)的目的。在第一電鍍?nèi)萜?066中的電鍍或處理時(shí)間需要不同于第二電鍍?nèi)萜?166中的情況下，便改變卷材2006的輸送時(shí)間從而使之不同于第二電鍍?nèi)萜?116中的卷材輸送時(shí)間，為此，改變第一電鍍?nèi)萜?066的容器長度從而使之不同于第二電鍍?nèi)萜?116中的容器長度，或者為便于調(diào)整而使卷材返回。
如圖5所示，第二電鍍?nèi)萜?116容納在第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115中，該第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115可使電鍍?nèi)芤罕３衷跍責(zé)岬臏囟炔⒉槐浑婂內(nèi)芤焊g，從而溫度得到控制的電鍍?nèi)芤簩⒊蔀樵摰诙婂內(nèi)芤喝芤罕砻?025。通過在該第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115內(nèi)設(shè)置的隔板溢出，這一溶液表面的位置也就實(shí)現(xiàn)了。未示出的隔板是這樣安裝的，即，使電鍍?nèi)芤撼摰诙婂內(nèi)芤喝菁{容器2115的整個(gè)深度方向往下流，并且聚集到具有斗式結(jié)構(gòu)的第二電鍍?nèi)萜饕绯龇祷乜?075的溢出電鍍?nèi)芤和ㄟ^該第二電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝?219到達(dá)該第二循環(huán)容器2222，并在此被加熱，從而再一次從第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113和第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114返回到該第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115，從而使足以要溢出的電鍍?nèi)芤毫魅搿?br> 卷材2006通過一電鍍中間-容器往復(fù)輥2016、一第二電鍍?nèi)萜鬟M(jìn)入輥2069、一第二電鍍?nèi)萜魍嘶剌?070和一純凈水噴淋容器往復(fù)進(jìn)入輥2279，行進(jìn)到第二電鍍?nèi)萜?116內(nèi)部。在該第二電鍍?nèi)萜鬟M(jìn)入輥2069和該第二電鍍?nèi)萜魍嘶剌?070之間，卷材表面位于電鍍?nèi)芤褐胁⒚嫦?8個(gè)第二電鍍?nèi)萜麝枠O2076-2103。實(shí)際上，電鍍是這樣進(jìn)行的，即在卷材上施加負(fù)電位而在陽極上施加正電位，從而使在卷材和陽極之間引起電化學(xué)反應(yīng)的電鍍電流流到電鍍?nèi)芤褐小?br> 在圖2的裝置中，第二電鍍?nèi)萜髦械亩鄠€(gè)陽極均安裝在七個(gè)第二電鍍?nèi)萜麝枠O安裝臺2104-2110上，每個(gè)安裝臺上有四個(gè)陽極(參見圖5)。每個(gè)陽極安裝臺是這樣構(gòu)造的，即各陽極是通過絕緣板放置的并且各自的電位都是從一個(gè)獨(dú)立的電源施加的。此外，陽極安裝臺2104-2110具有保持電鍍?nèi)芤褐芯聿暮完枠O2076-2103之間間隙的功能。因此，為保持預(yù)定間隙，通常是這樣設(shè)計(jì)并制造陽極安裝臺2104-2110的，即，使其能調(diào)整高度。
在第二電鍍?nèi)萜饕鲚?exit roller)2070前設(shè)置的第二電鍍?nèi)萜鞅趁骐姌O2111采用電化學(xué)的方式將沉積在容器中卷材背面上的薄膜去除掉，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是將第二電鍍?nèi)萜麟姌O2111相對于卷材設(shè)定成負(fù)電極，如同第一電鍍?nèi)萜麟姌O2061。
對于通過第二電鍍?nèi)萜魍嘶剌?070之后從電鍍?nèi)芤褐谐鰜淼木聿膩碚f，從電鍍?nèi)萜鲊娏艹隹?297對其施加電鍍?nèi)芤海⒎乐挂虺赡っ娴母稍锒鸨砻娌黄秸?。此外，一個(gè)純凈水噴淋容器往復(fù)進(jìn)入輥蓋2318設(shè)置在該第二電鍍?nèi)萜?116和純凈水噴淋容器2360之間的連接部分中，它抑制蒸汽從電鍍?nèi)芤褐猩l(fā)，從而防止卷材的成膜面干燥。而且，一純凈水噴淋容器入口表面純凈水噴淋器2299和一純凈水容器入口背面純凈水噴淋器2300除了沖走電鍍?nèi)芤褐庖簿哂邢嗨频墓δ堋?br> 第二循環(huán)容器2222執(zhí)行的是加熱的功能或保持電鍍?nèi)芤旱臏囟纫约笆闺婂內(nèi)芤旱囊毫髟诘诙婂內(nèi)萜?116內(nèi)循環(huán)。如上所述，在該第二電鍍?nèi)萜?116中溢出的電鍍?nèi)芤壕奂降诙婂內(nèi)萜饕绯龇祷乜?075中，沿著一第二電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝?219流動，并通過第二電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝方^緣法蘭2220到達(dá)第二循環(huán)容器加熱槽2223。在該第二循環(huán)容器加熱槽2223內(nèi)部，設(shè)置有8個(gè)第二循環(huán)容器加熱器2224-2234，并且這些組件是當(dāng)室溫下的電鍍?nèi)芤鹤畛跫訜峄虍?dāng)電鍍?nèi)芤阂蜓h(huán)降溫而再一次加熱以使其保持預(yù)定溫度時(shí)起作用。
兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)與第二循環(huán)容器加熱槽2223相連接。具體地說，它們是第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)回流系統(tǒng)和第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)回流系統(tǒng)，其中該第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)回流系統(tǒng)通過一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)起始閥(sourcevalve)2232、一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)泵2234、一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)閥2237、一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)軟管2238和一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)法蘭絕緣管2239而從第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113返回到第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115，而該第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)回流系統(tǒng)通過一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)起始閥(source valve)2242、一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)泵2245、一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)閥2247、一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)軟管2248和一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)法蘭絕緣管2249而從第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114返回到第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115。從第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113和第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114返回到第二電鍍?nèi)萜?116中的電鍍?nèi)芤簳牡诙婂內(nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113和第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114通過分別給噴嘴管穿孔形成的噴孔而形成一股噴射流回流，其中該第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113和第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114設(shè)置在第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115的下方。各循環(huán)回流系統(tǒng)中的回流量主要受到第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)閥2237或第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)閥2247的打開操作的控制，并且精細(xì)的調(diào)整受到設(shè)置在一旁通系統(tǒng)中的一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)泵旁通閥2235或第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)泵旁通閥2244的控制，其中該旁通系統(tǒng)通過把第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)泵2234或第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)泵2245的出口和入口短接而形成連接。該旁通系統(tǒng)還在回流量減少的情況下或在溶液溫度極接近沸點(diǎn)時(shí)防止氣穴現(xiàn)象在泵內(nèi)發(fā)生。正如在第一電鍍?nèi)芤褐兴鞯拿枋瞿菢?，在氣穴現(xiàn)象中，溶液沸騰并蒸發(fā)從而防止了液體的供入，因此氣穴將顯著地縮短泵的壽命。
在第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113和第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114中鉆出噴孔以形成噴射流的情況下，回流量幾乎是由返回到第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113和第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114的溶液壓力確定的。設(shè)置一第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)壓力表2236和一第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)壓力表2246，從而可通過這些壓力表來測出這個(gè)壓力并了解回流量的平衡情況。雖然從噴孔排出的回流液量服從Bernouilli法則，但如果在噴嘴管中穿的噴孔的直徑不超過幾毫米，那么第二電鍍?nèi)萜魃嫌窝h(huán)噴嘴管2113或第二電鍍?nèi)萜飨掠窝h(huán)噴嘴管2114上回流量基本上是完全穩(wěn)定的。而且，在回流量足夠大的情況下，溶液可非常順利地轉(zhuǎn)換，因此即便第二電鍍?nèi)萜?116相當(dāng)長，也可有效地實(shí)現(xiàn)溶液濃度和其溫度的均一性。不用說，第二電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝?219應(yīng)足夠?qū)?，從而能滿足足夠的回流量的流動。
設(shè)置在各循環(huán)回流系統(tǒng)中的第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)軟管2238和第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)軟管2248能吸收管系統(tǒng)中的應(yīng)變，并尤其適用于采用了一法蘭絕緣管或類似元件的情況下，其中這些元件的機(jī)械強(qiáng)度通常不足以承受應(yīng)變。設(shè)置在各循環(huán)回流系統(tǒng)中的該第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤荷嫌窝h(huán)法蘭絕緣管2239和第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤合掠窝h(huán)法蘭絕緣管2249使第二循環(huán)容器2222和第二電鍍?nèi)萜?116與設(shè)置在第二電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝?219中間的第二電鍍?nèi)萜饕绯龇祷赝方^緣法蘭2220一起電浮動。這是建立在本發(fā)明的發(fā)明者不考慮不必要電路的基礎(chǔ)上的，從而防止了雜散電流，利用大多數(shù)電鍍電流進(jìn)行電化學(xué)成膜反應(yīng)。
在一單向循環(huán)回流系統(tǒng)中設(shè)置有一個(gè)旁通系統(tǒng)，它直接返回到第二循環(huán)容器加熱槽2223中，該旁通系統(tǒng)包括一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤号酝ㄑh(huán)軟管2250和一第二循環(huán)容器電鍍?nèi)芤号酝ㄑh(huán)閥2251，并且將這一點(diǎn)用在這樣的情況下，即需要進(jìn)行溶液循環(huán)但溶液流不回流到第二電鍍?nèi)萜?，例如在溫度從室溫上升到預(yù)定的溫度時(shí)的情況下。此外，在兩個(gè)來自第二循環(huán)容器的循環(huán)回流系統(tǒng)中設(shè)有兩個(gè)液體輸送系統(tǒng)，其中一個(gè)液體輸送系統(tǒng)將液體輸送到第二電鍍?nèi)萜鲊娏苋肟?068，用來將電鍍?nèi)芤菏┘拥皆诘诙婂內(nèi)萜鬟M(jìn)入輥2069之前的卷材上，而另外一個(gè)液體輸送系統(tǒng)將液體輸送到第二電鍍?nèi)萜鲊娏艹隹?297，用來將電鍍?nèi)芤菏┘拥酵ㄟ^第二電鍍?nèi)萜魍嘶剌?070之后離開電鍍?nèi)萜鞯木聿纳?。前者通過第二電鍍?nèi)萜鲊娏苋肟陂y2241與第二電鍍?nèi)萜鲊娏苋肟?068相連，而后者通過第二電鍍?nèi)萜鲊娏艹隹陂y2252與第二電鍍?nèi)萜鲊娏艹隹?297相連。通過調(diào)整第二電鍍?nèi)萜鲊娏苋肟陂y2241的打開來調(diào)整從第二電鍍?nèi)萜鲊娏苋肟?068噴射的電鍍液體量，而通過調(diào)整第二電鍍?nèi)萜鲊娏艹隹陂y2252的打開來調(diào)整從第二電鍍?nèi)萜鲊娏艹隹?297噴射的電鍍液體量。
實(shí)際上，第二循環(huán)容器加熱槽2223配備有一個(gè)蓋子，它是這樣構(gòu)造的，即，使其防止水變成蒸汽。在溶液溫度高的情況下，蓋子的溫度也高，且因此從安全操作的角度考慮，粘附上一種絕熱體或類似物是有必要的。
為了去除第二電鍍?nèi)萜麟婂內(nèi)芤褐械姆勰?，設(shè)置了一個(gè)過濾循環(huán)系統(tǒng)。該第二電鍍?nèi)萜鞯倪^濾循環(huán)系統(tǒng)包括一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回軟管2253、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回法蘭絕緣管2253、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)起始閥2256、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)吸力過濾器2258、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2260、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵旁通閥2259、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)壓力開關(guān)2261、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)壓力表2262、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2263、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)軟管2266、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)法蘭絕緣管2267、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)閥2268、一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)系統(tǒng)電鍍?nèi)芤褐杏畏祷亻y2270和一第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)系統(tǒng)電鍍?nèi)芤合掠畏祷亻y2271。沿著這條路線，電鍍?nèi)芤罕阍诘诙婂內(nèi)萜鞯倪^濾循環(huán)方向2257、2264和2265上流動。要去除的粉末可能會從裝置外落入或者形成在電極的表面上或形成在溶液中。要去除的粉末的最小尺寸是由第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2263的過濾器尺寸確定的。
該第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回軟管2253和該第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)軟管2266不僅吸收管子的變形，從而使管連接部分的液體滲漏程度最小，還可保護(hù)機(jī)械強(qiáng)度低的絕緣管，從而可提高以一個(gè)泵為始端的循環(huán)系統(tǒng)組件的定位自由度。為了防止漂離接地部分的第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115落到接地部分，設(shè)置第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回法蘭絕緣管2254和第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)法蘭絕緣管2267，用來實(shí)現(xiàn)電漂浮(electrical flotage)。第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)吸力過濾器2258為金屬網(wǎng)狀，稱之為所謂的“濾茶器”，用于去掉大量的粉塵并保護(hù)第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2260和隨后的第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2263。該第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)過濾器2263在這循環(huán)系統(tǒng)中起主要作用，并用于將混合和產(chǎn)生在電鍍?nèi)芤褐械姆勰┤コ?。主要通過第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)閥2268，以及隨后通過與第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2260平行設(shè)置的第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵旁通閥2259，來對這一循環(huán)系統(tǒng)的電鍍?nèi)芤旱难h(huán)流速進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整。為了了解通過這些閥來調(diào)整的循環(huán)流速，設(shè)置第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)壓力表2262。除了對流速的微小調(diào)整外，第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵旁通閥2259還在過濾循環(huán)的整體流速降低的情況下防止發(fā)生的氣穴現(xiàn)象破壞第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)泵2260。
電鍍?nèi)芤嚎赏ㄟ^第二電鍍?nèi)萜鬟^濾循環(huán)返回法蘭絕緣管2254從第二電鍍?nèi)萜鞣判归y2255傳送到第二廢液容器2274。這一傳送是在電鍍?nèi)芤旱霓D(zhuǎn)換、裝置維護(hù)以及應(yīng)急時(shí)進(jìn)行的。通過重力下降使作為要傳送的廢液的電鍍?nèi)芤郝淙氲诙U液容器廢液槽2273中。為達(dá)到維護(hù)和應(yīng)急的目的，第二廢液容器廢液槽2273優(yōu)選具有的容積能儲存第二電鍍?nèi)萜?116和第二循環(huán)容器2222的總液體容積。第二廢液容器廢液槽上蓋2278設(shè)置在第二廢液容器廢液槽2273處，并且為了有效地完成電鍍?nèi)芤旱闹亓ο陆祩魉停O(shè)置了一第二廢液容器氣孔2276和一第二廢液容器通氣閥2275。溶液溫度下降后，落到第二廢液容器廢液槽2273中的電鍍?nèi)芤涸诘诙U液容器排水閥2180的裝配端處被施以廢水處理，或通過一第二廢液容器廢液收集閥2181、一廢液收集起始閥2175、一廢液收集吸力過濾器2176和一廢液收集泵2177聚集到一個(gè)未示出的桶中，并對其進(jìn)行適當(dāng)處理。在聚集或處理之前，最好可在第二廢液容器廢液槽2273內(nèi)用水稀釋或通過一種藥劑或類似物來作處理。
為了通過攪動電鍍?nèi)芤菏闺婂兙鶆?，將氣泡從許多穿在第二電鍍?nèi)萜鲾噭涌諝鈱?dǎo)管2112中的噴孔噴出，該第二電鍍?nèi)萜鲾噭涌諝鈱?dǎo)管2112設(shè)置在第二電鍍?nèi)芤喝菁{容器2115的底部。壓縮空氣從一壓縮空氣導(dǎo)孔2182吸進(jìn)來，并通過一電鍍?nèi)芤簲噭訅嚎s空氣壓力開關(guān)2183，在第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣引導(dǎo)方向2194箭頭所指的方向上按序通過第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣起始閥2195、第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣流量計(jì)2196、第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣調(diào)整器2197、第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣濕氣分離器2198、第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣導(dǎo)閥2199、第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣軟管2220、第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣絕緣管2201和第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣上游端控制閥2202或第二電鍍?nèi)萜鲏嚎s空氣下游端控制閥2272，從而到達(dá)第二電鍍?nèi)萜鲾噭涌諝鈱?dǎo)管2112。
在第一電鍍?nèi)萜?066或第二電鍍?nèi)萜?116處，設(shè)置一個(gè)反向引導(dǎo)系統(tǒng)，從而可引導(dǎo)反向液體或空氣。通過一電鍍?nèi)萜鞣聪蛞龑?dǎo)閥2214、第一電鍍?nèi)萜鞣聪蛞龑?dǎo)閥2215和第一電鍍?nèi)萜鞣聪蛞龑?dǎo)絕緣管2216將液體或空氣從電鍍?nèi)萜鞣聪驅(qū)Э?213引導(dǎo)到第一電鍍?nèi)萜鞑⑦M(jìn)一步通過第一電鍍?nèi)萜鞣聪蛞龑?dǎo)閥2217和第二電鍍?nèi)萜鞣聪蛞龑?dǎo)閥2218引導(dǎo)到第二電鍍?nèi)萜鳌Ｗ钣锌赡芤龑?dǎo)到反向引導(dǎo)系統(tǒng)中的物質(zhì)是一種固定劑或輔劑，用來長期保持溶液的性能不變，某種情況下可以是溶解到溶液中的空氣或用來去除粉末的酸。
在三個(gè)階段進(jìn)行洗滌，這三個(gè)階段分別是純凈水噴淋容器、第一熱水容器和第二熱水容器。洗滌過程是這樣布置的，即，將加熱的純凈水輸送到第二熱水容器，將其廢液用在第一熱水容器中并進(jìn)一步將其廢水用在純凈水噴淋容器中。通過這樣做，在電鍍?nèi)萜髦型瓿呻婂冎蟊憧捎眉兌雀叩乃饾u對卷材進(jìn)行洗滌。
第二熱水容器采用的是最純的純凈水。在卷材移開之前，直接將這種純凈水輸送到第二熱水容器出口背面純凈水噴淋器2309和第二熱水容器出口表面純凈水噴淋器2310。要輸送的純凈水通過一水洗滌系統(tǒng)純凈水供水源2338從一水洗滌系統(tǒng)純凈水口2337開始傳送，其在一純凈水加熱容器2339中儲存，通過純凈水加熱容器純凈水加熱器2340-2343加熱至預(yù)定溫度，依次通過一純凈水加熱容器純凈水傳送閥2344、一純凈水加熱容器傳送泵2346、一純凈水加熱容器壓力開關(guān)2347、一純凈水加熱容器盒型過濾器2349和一純凈水加熱容器流量表2350，然后部分從一第二熱水容器出口背面噴淋閥2351傳送到一第二熱水容器出口背面噴淋器2309，而剩余的那部分從一第二熱水容器出口表面噴淋閥2352傳送到一第二熱水容器出口表面噴淋器2310。加熱有助于提高洗滌效果。輸送到噴淋器并聚集到第二熱水容器固定容器2317中的純凈水形成一種純凈水漂洗溶液，其中卷材是用靜止的水洗滌的。為了防止純凈水的溫度下降，在第二熱水容器處設(shè)置一第二熱水容器熱水溫度固定加熱器2307。
從第二熱水容器固定容器2317溢出的純凈水通過熱水容器之間的連接管2232從第二熱水容器2362輸送到第一熱水容器2361。如同第二熱水容器2362，設(shè)置第一熱水容器熱水溫度固定加熱器2304，從而保持純凈水的溫度。而且，在第一熱水容器2361處，設(shè)置一超聲波源2306，從而肯定能去除第一熱水容器輥2282和第二熱水容器往復(fù)進(jìn)入輥2283之間卷材背面的污點(diǎn)。
在純凈水噴淋容器純凈水噴淋器供水源閥2323之后，純凈水通過一純凈水噴淋容器純凈水噴淋輸送泵2325、一純凈水噴淋容器純凈水噴淋輸送壓力開關(guān)2326、一純凈水噴淋容器純凈水噴淋輸送盒型過濾器2328和一純凈水噴淋容器純凈水噴淋輸送流量表2329從第一熱水容器固定容器2316開始傳送，然后從一純凈水噴淋容器入口表面純凈水噴淋閥2330傳送到一純凈水噴淋容器入口表面純凈水噴淋器2299，從一純凈水噴淋容器入口背面純凈水噴淋閥2331傳送到一純凈水噴淋容器入口背面純凈水噴淋器2300，從一純凈水噴淋容器出口背面純凈水噴淋閥2332傳送到一純凈水噴淋容器出口背面純凈水噴淋器2302，從一純凈水噴淋容器出口表面純凈水噴淋閥2333傳送到一純凈水噴淋容器出口表面純凈水噴淋器2303，同時(shí)分別在純凈水噴淋容器2360的入口和出口處將清潔的噴淋器水流施加到卷材的表面和背面上。已完成噴淋的水裝在一純凈水噴淋容器容納容器2315中，與第一熱水容器熱水固定容器2316和第二熱水容器熱水固定容器2317的一部分相連接，并被排到水洗滌系統(tǒng)排水器2336中。通常，由于最終清潔的水含有離子或其它成分，所以需要對其作一定的處理。
在用于清潔的純凈水噴淋容器2360、第一熱水容器2361和第二熱水容器2362中，卷材通過純凈水噴淋容器往復(fù)進(jìn)入輥2279、純凈水噴淋容器輥2280、第一熱水容器往復(fù)進(jìn)入輥2281、第一熱水容器輥2282、第二熱水容器往復(fù)進(jìn)入輥2283、第二熱水容器輥2284傳送到干燥往復(fù)輥2285。直接在純凈水噴淋容器往復(fù)進(jìn)入輥2279后面設(shè)置一個(gè)純凈水噴淋容器背面刷子2298，從而將粘附在卷材背面上的相對大的顆粒大小的粉末和附著力較弱的生成物去除掉。
首先在干燥區(qū)的入口處，通過干燥區(qū)入口背面氣刀2311和2312使已到達(dá)干燥區(qū)2363的卷材脫水。將空氣引入氣刀是在這樣的一條路線中進(jìn)行的，即，該路線包括一干燥系統(tǒng)壓縮空氣引導(dǎo)口2353、一干燥系統(tǒng)壓縮空氣壓力開關(guān)2354、一干燥系統(tǒng)壓縮空氣過濾調(diào)整器2355、一干燥系統(tǒng)壓縮空氣濕氣分離器2356和一帶動干燥區(qū)入口背面氣刀閥2358或2359的干燥系統(tǒng)壓縮空氣輸送閥2357。由于空氣輸送到干燥區(qū)的水量不特別令人滿意，所以干燥系統(tǒng)壓縮空氣濕氣分離器2356的作用是重要的。
在隨后將卷材從干燥往復(fù)輥2285傳送到卷繞裝置進(jìn)入輥2286的步驟中，通過校準(zhǔn)紅外(IR)燈2313的輻射熱量來進(jìn)行干燥。如果紅外燈的輻射熱量足夠，那么即便將一電鍍薄膜熔進(jìn)真空裝置例如CVD裝置，也不會帶來令人不滿意的效果。在干燥過程中，脫水會引發(fā)濕氣的產(chǎn)生，并且紅外燈的輻射會產(chǎn)生水蒸汽，同時(shí)與排氣管連接的干燥區(qū)口2314不是可有可無的。收集在干燥排氣管2370中的水蒸汽大部分在干燥系統(tǒng)冷凝器2371處變成液體水的形式，并且排到一干燥系統(tǒng)冷凝廢水排水管2373中，而小部分排到干燥系統(tǒng)廢氣2374中。如果水蒸汽中含有害氣體時(shí)，那么應(yīng)對廢氣進(jìn)行一定的處理。
按序通過卷繞裝置進(jìn)入輥2286、一卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287、一卷繞調(diào)節(jié)輥2288，卷繞裝置2296將一卷材卷軸2289上的卷材2006卷繞成線圈的形狀。如果保護(hù)沉積層是必要的，便從一個(gè)中間層抽出軸2290中抽出一中間層，并將其卷繞進(jìn)圖7所示的卷材中。卷材2006的輸送方向由箭頭2292示出，卷材卷軸2289的轉(zhuǎn)動方向由箭頭2293示出而中間層抽出軸2289的卷繞方向由箭頭2294示出。在圖7中，示出了在卷繞在卷材卷軸2289上的卷材和從中間層抽出軸2290中抽出的中間層之間不發(fā)生干擾，因?yàn)樗鼈兎謩e處于輸送開始和結(jié)束的位置。出于防塵的目的，整個(gè)卷繞裝置是這樣構(gòu)造的，即通過采用一個(gè)HEPA過濾器和一下降氣流使其由一個(gè)卷繞裝置清潔室2295蓋住。
有了圖7所示的裝置，卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287便具備校正卷材彎曲的功能。為響應(yīng)彎曲檢測器的信號(該彎曲檢測器設(shè)置在卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287和卷繞調(diào)節(jié)輥2288之間)，卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287通過一個(gè)液壓伺服機(jī)構(gòu)圍繞設(shè)在卷繞裝置進(jìn)入輥2286側(cè)面處的樞軸線擺動，從而能實(shí)現(xiàn)對彎曲的校正。在圖7中，卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287的控制大致是這樣的，即，使輥?zhàn)右苿拥竭@一側(cè)面或內(nèi)側(cè)，其方向與從彎曲檢測器檢測的卷材彎曲方向相反。伺服機(jī)構(gòu)的增益取決于卷材的輸送速率，但一般不需要太大。即便卷繞幾百米長的卷材時(shí)，其端面也可以亞毫米的精度得到校準(zhǔn)。實(shí)際上采用的到卷材上游端的樞軸線為2m長，而朝向卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287前后的輥?zhàn)拥臉休S線為2m或更長，從而即便末端校準(zhǔn)的彎曲校正范圍在幾毫米的寬度內(nèi)，也不會產(chǎn)生耳波。這一點(diǎn)從上述分析中可明顯地看出來。此外，從精密的角度來看，采用一個(gè)反射型激光位置檢測器來進(jìn)行彎曲檢測是有利的。
采用溫度比室溫要高的電鍍?nèi)芤夯驘崴厝粫a(chǎn)生水蒸汽。特別地，如果采用的溫度超過80℃，那么就會產(chǎn)生相當(dāng)多的蒸汽。從容器的電鍍?nèi)芤罕砻娈a(chǎn)生的水蒸汽聚集在溶液表面上并強(qiáng)行從裝置的間隙中排出，在蓋子打開或關(guān)閉時(shí)大量地逸出或者以水滴的形式從該裝置的間隙流下，因而使裝置的操作環(huán)境惡化。因而，建議采用一根排氣管強(qiáng)有力地吸出和排出水蒸汽。與這樣的排氣管相連的排氣口包括第一電鍍?nèi)萜?066的第一電鍍?nèi)萜魃嫌闻艢饪?021、第一電鍍?nèi)萜髦杏闻艢饪?022和第一電鍍?nèi)萜飨掠闻艢饪?023、第二電鍍?nèi)萜?116的第二電鍍?nèi)萜魃嫌闻艢饪?071、第二電鍍?nèi)萜髦杏闻艢饪?072和第二電鍍?nèi)萜飨掠闻艢饪?073、純凈水噴淋容器2360的純凈水噴淋容器排氣口2301、第一熱水容器2361的第一熱水容器排氣口2305和第二熱水容器2362的第二熱水容器排氣口2308。在電鍍?nèi)萜飨到y(tǒng)和水洗滌容器系統(tǒng)排氣管2020收集的水蒸汽通過一絕緣法蘭，絕大部分在一電鍍水洗滌系統(tǒng)排氣管冷凝器2366處返還成液體水的形式并且排到一電鍍水洗滌系統(tǒng)排氣管冷凝廢水排水管2368，而小部分排到電鍍水洗滌系統(tǒng)廢氣2369。如果水蒸汽包含有害氣體的話，那么應(yīng)對廢氣作一定的處理。
在圖2所示的裝置中，由于排氣管是由不銹鋼制成的，所以設(shè)置一電鍍水洗滌系統(tǒng)排氣管主干絕緣法蘭2365和一電鍍水洗滌系統(tǒng)排氣管水洗滌側(cè)絕緣法蘭2364，從而保持第一電鍍?nèi)芤?066的第一電鍍?nèi)芤汗潭ㄈ萜?065和第二電鍍?nèi)芤?116的第二電鍍?nèi)芤汗潭ㄈ萜?115處于不接地的浮動電位，從而使排氣管不與兩固定容器進(jìn)行電連接。
不過，當(dāng)采用這個(gè)裝置在卷材上形成氧化物時(shí)，在輸送系統(tǒng)中就會帶來下列的不便之處。也就是說，在圖7中將一帶有視為樞軸的卷材上游端的彎曲校正系統(tǒng)加入卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287中時(shí)，輸送路線幾乎是固定的而且沒有彎曲，并且卷材在室溫下卷繞在卷材卷軸2289上，端部得到正確的調(diào)整。不過，當(dāng)采用調(diào)到指定溫度例如為85℃的電鍍?nèi)芤簛磉M(jìn)行輸送時(shí)，卷材實(shí)際上還卷繞在卷材卷軸2289上，端部也得到正確的調(diào)整，但是卷繞的卷材卻出現(xiàn)了波紋狀的永久變形或通常稱作耳波的變形。沒有對上述實(shí)例中討論的這樣的耳波提出對策，也沒有采取克服這一點(diǎn)的對策。
從本發(fā)明發(fā)明者所作的研究看來，我們發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)樵谑覝叵禄ハ嗥叫性O(shè)置的各輸送輥中，因?qū)ο鄳?yīng)的電鍍?nèi)芤杭訜岫鹬С须婂內(nèi)萜鞯闹U發(fā)生熱變形，而且由它們支承和固定的輥軸也滑移出原位。盡管卷繞裝置方向轉(zhuǎn)換輥2287的功率足夠大并且完成了端面的校正，但一部分超過屈服應(yīng)力的變形還是導(dǎo)致了耳波的出現(xiàn)，其中，在該輥中含有一個(gè)帶有作為樞軸的卷材上游側(cè)的彎曲校正系統(tǒng)。
在日本專利申請?zhí)卦S公開號10-194540(發(fā)明名稱為“Steering Apparatusand Steering Method of Strip”，申請人為Sumitomo Metal,Ltd，
公開日為1998.7.28)中，控制樞軸和其傾斜，從而僅通過轉(zhuǎn)動輥(turn roll)而不用輔助輥便可完成彎曲的校正，并且通過控制這兩者可防止耳波的出現(xiàn)。這源于下面的構(gòu)思，即，使轉(zhuǎn)動輥繞著樞軸轉(zhuǎn)動必然會在卷材的兩側(cè)上形成太長和太短的路線，且因此太長和太短路線之間的差別通過用來校正差別的同步傾斜控制而變得最小，從而防止耳波的出現(xiàn)。由于在不考慮校正輥的情況下，本發(fā)明者視為問題的耳波已經(jīng)出現(xiàn)，所以這一發(fā)明并不適用。
此外，在采用圖2所示的裝置進(jìn)行研究后，還帶來了下列弊端。這就是沉積到長條基質(zhì)上的部分薄膜與其它部分相比更薄、電阻更高或因異常生長產(chǎn)生更大量的微小凸起，并且這一部分難于用作閉光反射層。
本發(fā)明發(fā)明者的重復(fù)研究表明，電流的不均勻/不穩(wěn)定也會產(chǎn)生這樣的弊端。同時(shí)，造成電流不均勻/不穩(wěn)定的原因在于從供給輥輸送到長條基質(zhì)上的電流少，換句話說，供給輥和長條基質(zhì)之間的連接部分或?qū)硬糠植痪鶆颉?br> 因此，考慮到上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣的一種形成功能薄膜的卷材輸送裝置，它能按預(yù)定速度輸送卷繞成線圈形狀的卷材而不產(chǎn)生耳波，并且保持與用來成膜的對置電極的距離而不產(chǎn)生偏移。具體地說，以低成本形成的電鍍裝置不需要像真空成膜裝置那樣的剛性元件。因此，支承輥?zhàn)拥囊徊糠秩菀资軠囟群蛷埩Φ挠绊懚冃?。在這種情況下，提供一種合適的輸送裝置是重要的。
考慮到上述問題，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種連續(xù)電鍍氧化膜的裝置和一種連續(xù)電鍍氧化膜的方法，它們能使電鍍電流均勻平穩(wěn)地流動，從而連續(xù)地在長條基質(zhì)上電鍍一層平整的氧化鋅薄膜。
隨后，本發(fā)明提供了這樣一種卷材輸送裝置，它用來在固定并輸送卷材的同時(shí)將張力施加到卷材上，其特征在于，該輸送裝置包括許多與輸送的卷材接觸而輸送的輥?zhàn)樱约耙粋€(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)用于通過這些輥?zhàn)又械闹辽僖粋€(gè)輥?zhàn)佣鴮⒕聿牡淖冃瘟肯拗频結(jié)/E或更小，其中Y是卷材的屈服強(qiáng)度，而E是卷材的楊氏模量。
該卷材輸送裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例體現(xiàn)為上述機(jī)構(gòu)是一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即用來控制具有該機(jī)構(gòu)的輥?zhàn)拥妮S的傾斜。
此外，優(yōu)選該卷材輸送裝置包括一個(gè)彎曲校正機(jī)構(gòu)，用來校正上述卷材的彎曲，還優(yōu)選該彎曲校正機(jī)構(gòu)包括一個(gè)位移檢測信號發(fā)生器和一弧形運(yùn)動輥，其中該位移檢測信號發(fā)生器利用激光傳感器來產(chǎn)生位移檢測信號，而該弧形運(yùn)動輥基于該位移檢測信號使卷材作與其位移相反的運(yùn)動。
此外，優(yōu)選該控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)是一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即，通過向上或向下移動該輥?zhàn)虞S的一端而用該輥?zhàn)虞S的另一端作為支軸來控制軸的傾斜，并優(yōu)選具有一個(gè)帶有非接觸傳感器的傾斜檢測機(jī)構(gòu)，還優(yōu)選具有一個(gè)帶有許多離散控制值的伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)，以及優(yōu)選具有一個(gè)帶有連續(xù)控制值的伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)，此外還優(yōu)選具有一個(gè)伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)和一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即防止由該伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的最大控制值超過卷材邊緣的屈服應(yīng)力。
優(yōu)選施加到卷材上的張力是通過這種機(jī)構(gòu)控制的，即1cm卷材寬度的張力大小為0.49N或更大，并優(yōu)選該卷材輸送裝置還包括一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即用來保持輥?zhàn)拥妮S與前輥和后輥的軸之間的傾斜差在1.025/1000弧度內(nèi)，其中上述輥?zhàn)泳哂猩鲜隹刂破漭佪S傾斜的機(jī)構(gòu)。還優(yōu)選該具有控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)的輥是一供電輥此外，本發(fā)明提供了一種電鍍裝置，它包括上述的卷材輸送裝置、一個(gè)容納電鍍?nèi)芤旱碾婂內(nèi)萜骱鸵粋€(gè)用于電鍍的電極，其中，在電鍍?nèi)芤褐袑氲木聿倪M(jìn)行電鍍。
此外，本發(fā)明提供了一種卷材輸送方法，它采用了一個(gè)用于通過向卷材施加張力而輸送卷材并固定卷材的電鍍裝置，其特征在于，該電鍍裝置包括許多與輸送的卷材接觸而輸送的輥?zhàn)?，并且在輸送卷材的同時(shí)，通過一個(gè)機(jī)構(gòu)將卷材的變形量限制到Y(jié)/E或更小，其中這些輥?zhàn)又兄辽儆幸粋€(gè)輥?zhàn)釉O(shè)有這種機(jī)構(gòu)。
在該輸送方法中優(yōu)選由上述機(jī)構(gòu)控制具有該機(jī)構(gòu)的輥?zhàn)拥妮S的傾斜。
除此之外，優(yōu)選通過該彎曲校正機(jī)構(gòu)來對上述卷材的彎曲校正來進(jìn)行卷材的輸送，并更加優(yōu)選上述彎曲校正機(jī)構(gòu)包括一位移檢測信號發(fā)生器和一弧形運(yùn)動輥，其中該位移檢測信號發(fā)生器利用激光傳感器來產(chǎn)生位移檢測信號，并且該弧形運(yùn)動輥基于該位移檢測信號移動并作與卷材位移相反的運(yùn)動。
而且，還優(yōu)選通過控制上述輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)，使輥?zhàn)虞S的一端垂直運(yùn)動而使另一端作為支點(diǎn)來進(jìn)行卷材的輸送。還優(yōu)選該控制上述輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一帶有非接觸傳感器的傾斜檢測機(jī)構(gòu)，并且在輸送卷材的同時(shí)，通過該檢測機(jī)構(gòu)監(jiān)測軸的傾斜，該控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)和一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即通過該伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)將最大控制值控制在不超過卷材邊緣的屈服應(yīng)力的范圍內(nèi)，并且在輸送卷材的同時(shí)，這些機(jī)構(gòu)控制卷材的變形量而使其在不超過卷材邊緣屈服應(yīng)力的范圍內(nèi)，輸送卷材時(shí)施加到卷材上的張力是這樣控制的，即1cm卷材寬度的張力大小為0.49N或更大，在輸送卷材的同時(shí)，輥?zhàn)拥妮S與輥前和輥后的輥軸之間的傾斜差在1.025/1000弧度內(nèi)，其中該輥?zhàn)泳哂锌刂破渖鲜鲚佪S傾斜的機(jī)構(gòu)，并且，在輸送卷材的同時(shí)，該控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)控制供電輥的軸的傾斜。
此外，本發(fā)明提供了一種電鍍方法，其特征在于卷材是通過上述卷材輸送方法來輸送的，從而通過電鍍?nèi)芤?，并通過電鍍在卷材上沉積一層膜。
本發(fā)明所提供的卷材輸送裝置的另一實(shí)施例是這樣的，即該卷材輸送裝置包括一個(gè)卷繞輥，用來提供驅(qū)動力，從而按預(yù)定速度輸送卷材并將其繞成線圈形式，并且通過設(shè)置其端部而卷繞加工過的卷材；一個(gè)傳送輥(繞開輥)，用來連續(xù)地傳送卷材，同時(shí)保持未加工的卷材并向該卷繞輥和該傳送輥之間的卷材施加張力；許多從動輥，用來轉(zhuǎn)換按預(yù)定速度輸送的卷材的行進(jìn)方向，同時(shí)，根據(jù)卷材料的處理，張力由該卷繞輥和該傳送輥保持著；以及一個(gè)彎曲校正裝置，用來通過該卷繞輥設(shè)置端部而卷繞卷材，其特征在于，該許多從動輥中的至少一個(gè)輥?zhàn)釉O(shè)有用來將由輥軸產(chǎn)生的卷材變形量限制到Y(jié)/E或更小的裝置，其中Y是卷材的屈服強(qiáng)度，而E是卷材的楊氏模量。與該裝置類似，用于控制輥軸傾斜的軸傾斜控制裝置是優(yōu)選的。
在上述的卷材輸送裝置中，優(yōu)選該彎曲校正機(jī)構(gòu)包括一位移檢測信號發(fā)生器和一弧形運(yùn)動輥，其中該位移檢測信號發(fā)生器利用激光傳感器來產(chǎn)生位移檢測信號，而該弧形運(yùn)動輥基于該位移檢測信號使卷材作與其位移相反的運(yùn)動。
還優(yōu)選上述軸傾斜控制裝置通過向上或向下移動從動輥軸的一端并將其另一端作為支軸來控制該從動輥的軸的傾斜。
此外，優(yōu)選上述軸傾斜控制裝置包括一個(gè)帶有非接觸傳感器的傾斜檢測裝置和一個(gè)帶有許多離散控制值的伺服運(yùn)動裝置。
或者，優(yōu)選上述軸傾斜控制裝置包括采用了非接觸傳感器的傾斜檢測裝置和帶有連續(xù)控制值的伺服運(yùn)動裝置。
并且，優(yōu)選上電伺服運(yùn)動裝置的最大控制值不超過卷材邊緣的屈服應(yīng)力。
此外，本發(fā)明提供了具有該卷材輸送裝置的電鍍裝置。
本發(fā)明提供的另一連續(xù)電鍍裝置是這樣的，即在其中，電流施加到浸入電鍍?nèi)芤褐械木聿?長條基質(zhì))和陽極之間，從而連續(xù)地采用電化學(xué)方式在該長條基質(zhì)上沉積上一層膜，其特征在于，對該長條基質(zhì)施加張力，并且將其一部分基質(zhì)卷繞在一供電輥上而輸送該基質(zhì)，該供電輥通過一供電裝置供給或接收所有電鍍的電流，且其中，在輸送過程中，該供電輥與前輥和后輥的軸之間的傾斜度保持在一個(gè)預(yù)定的角度內(nèi)，該預(yù)定角度是建立在長條基質(zhì)的屈服強(qiáng)度與楊氏模量所成比例的基礎(chǔ)上而確定的。
在上述連續(xù)電鍍氧化膜的裝置中，優(yōu)選是，相對于1cm的卷材寬度，所施加到該長條基質(zhì)上的張力為0.49N或更大。
優(yōu)選該供電輥的軸與前輥和后輥的軸所成的傾斜度保持在1.025/1000或更小的弧度內(nèi)。
此外，優(yōu)選該氧化膜是一層沉積在電鍍?nèi)芤褐械难趸\膜，其至少包含硝酸根離子和鋅離子。
該長條基質(zhì)優(yōu)選是金屬基質(zhì)。
另一方面，在本發(fā)明的連續(xù)氧化膜電鍍裝置中，輸送的長條基質(zhì)和與之對置的陽極都浸在電鍍?nèi)芤褐?，并且該長條基質(zhì)和陽極之間施加電流，從而連續(xù)地采用電化學(xué)方式在長條基質(zhì)上電鍍上一氧化膜，其特征在于向該長條基質(zhì)施加張力，同時(shí)通過將其一部分卷繞在一供電輥上來輸送該長條基質(zhì)，該供電輥通過一供電裝置供給或接收所有電鍍的電流，且其中，在輸送過程中，該供電輥與前輥和后輥的軸之間的傾斜度保持在一個(gè)預(yù)定的角度內(nèi)，該預(yù)定角度是建立在長條基質(zhì)的屈服強(qiáng)度與楊氏模量所成比例的基礎(chǔ)上而確定的。
在上述的連續(xù)電鍍氧化膜裝置中，相對于1cm的卷材寬度，所施加到該長條基質(zhì)上的張力為0.49N或更大。
優(yōu)選該供電輥的軸和前輥和后輥的軸所成的傾斜度保持在1.025/1000或更小的弧度內(nèi)。
氧化膜優(yōu)選是一層沉積在電鍍?nèi)芤褐械难趸\膜，其至少包含硝酸根離子和鋅離子。
同時(shí)優(yōu)選使用金屬基質(zhì)作為長條基質(zhì)。
需要說的是，在互相不矛盾的情況下，可聯(lián)合采用這些優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)形式。


圖1A、1B和1C是示出了要輸送的卷材和從動輥之間關(guān)系的示意圖；圖2是示出了本發(fā)明電鍍裝置實(shí)例的示意圖；圖3是示出了本發(fā)明電鍍裝置中的一開卷裝置的示意圖4是示出了本發(fā)明電鍍裝置中的一第一循環(huán)容器的示意圖；圖5是示出了本發(fā)明電鍍裝置中的一第二循環(huán)容器的示意圖；圖6是示出了本發(fā)明電鍍裝置中的一第一液體排出容器和一第二液體排出容器的示意圖；圖7是示出了本發(fā)明電鍍裝置中的一純凈水噴淋容器、一第一熱水容器、一第二熱水容器、一干燥裝置和卷繞裝置的示意圖；圖8是示出了本發(fā)明電鍍裝置中的一純凈水加熱容器和類似裝置的示意圖；圖9是示出了本發(fā)明電鍍裝置中的一排水系統(tǒng)的示意圖；圖10是示出了本發(fā)明中輥軸傾斜控制裝置實(shí)例的示意圖；圖11是示出了本發(fā)明中該軸傾斜控制裝置的伺服機(jī)構(gòu)反饋實(shí)例的圖表說明；圖12是示出了一具有按本發(fā)明制造的氧化膜的太陽電池的示意剖視圖。
發(fā)明者實(shí)施了下列關(guān)于本發(fā)明的研究工作。
圖1A示出了這樣一種狀態(tài)，即由于繞在輥?zhàn)由系膶挾葹閣的卷材1006的運(yùn)行，輥?zhàn)拥妮S傾斜了δ角。點(diǎn)C是一瞬時(shí)前的輥?zhàn)庸潭c(diǎn)。在圖1B中示出了一延伸的卷材，其中輥?zhàn)由叩囊幻嬉布凑嫜舆t了d=w tanδ·sinθ，因此卷材1006的加工方向P傾斜了β角。如果在輥?zhàn)雍途聿?006之間沒有產(chǎn)生摩擦，那么傾斜的卷材1006的加工方向?qū)е略谳佔(zhàn)由习磛d/w[mm/min]的速度輸送的卷材的偏移(在這種情況下，朝向正前方)。另一方面，如圖1C所示，在輥軸傾斜了s距離的情況下，進(jìn)行類似于移動d距離的處理操作也是可能的。
上述分析示出了在輥軸因受熱和張力的影響而傾斜的情況下，卷材1006的輸送會偏移到不同的方向，并且傾斜該輥軸肯定能校正輸送卷材1006的彎曲。
順便說一下，輥軸的傾斜程度不能無限制地大?？扇菀淄茢嗟爻?，過大的角度會導(dǎo)致卷材中大的張力變形，因而使邊緣超過屈服強(qiáng)度，就會產(chǎn)生永久變形。這種現(xiàn)象就是所謂的耳波(ear wave)。發(fā)明者的研究結(jié)果表明，在下面的情況下不產(chǎn)生耳波以一個(gè)輥?zhàn)觼碚f，如果假定與瞬時(shí)前輥的間距是L1，到達(dá)瞬時(shí)后輥的間距是L2，楊氏模量是E，卷材材料的屈服強(qiáng)度是Y，那么卷材的變形量便為d/(L1+L2)，并且Y/E≥d/(L1+L2)是保持不變的。這種關(guān)系與輥軸側(cè)向傾斜中的情況相同。左端是由卷材的材料和形狀而確定的。另一方面，輥?zhàn)娱g的間距是在設(shè)計(jì)裝置時(shí)確定的。換句話說，卷材的確定和輥?zhàn)又g間距的確定相繼確定了輥軸之間的容許偏差。相反，為了允許有偏差，輥?zhàn)又g的間距應(yīng)該事先設(shè)定成一個(gè)較大的值。如果允許的話，可以在安裝成膜裝置后來選擇卷材的有效的形狀和材料。
如果輥?zhàn)又g的間距可設(shè)定成該較大的值，或者，如果卷材的變形可通過減少施加到卷材上的張力而減小的話，那么上述的要求可放松。此外，在卷材自身具有彈性的情況下，要求也不是這樣嚴(yán)。
在上述的公式中，張力已經(jīng)計(jì)算在內(nèi)。這是因?yàn)椴捎昧饲?qiáng)度Y。當(dāng)一側(cè)延伸時(shí)，如果假定卷材的厚度是t、寬度是w，那么施加到整個(gè)卷材上的最大張力便為Ytw/2。在厚度為0.125、寬度為356mm的SUS情況下，這個(gè)值大約為3920N。
在采用上述公式的過程中，例如在發(fā)明者嘗試采用的SUS情況下，Y/E值必定要限制到約1.025/1000的變形量，也即相對于前后位置的輥?zhàn)娱g距離為1m時(shí)的1mm變形量。實(shí)際上，在圖2(圖3-圖9)所示的裝置中，輥?zhàn)拥妮S因受熱而變形的量約為5mm。另一方面，為了保持與相對的電極的間距，施加了980N的張力，因而可知耳波是非常容易產(chǎn)生的。
此外，當(dāng)圖1B中的位移b超過了卷材(長條基質(zhì))的彈性變形范圍時(shí)，延伸的一端便發(fā)生塑性變形而另一端從供電輥的位置上升，或者這兩種現(xiàn)象頻繁地同時(shí)發(fā)生。長條基質(zhì)的塑性變形是固有變形，且因此與隨后太陽電池的制造步驟相抵觸。除此之外，在這樣的情況下，想要該長條基質(zhì)周圍的區(qū)域固定地抵抗供電輥的轉(zhuǎn)動是困難的。因此，在這樣的情況下，該長條基質(zhì)的供給變得不均勻。此外，在該長條基質(zhì)從該供電輥位置上升的過程中，可明顯地看出不能實(shí)現(xiàn)均勻的供給。如上所述，該長條基質(zhì)的輸送不會受塑性變形的影響，這對于實(shí)現(xiàn)均勻的供給是必要的。
另一方面，當(dāng)該長條基質(zhì)的變形減小且減小該長條基質(zhì)的張力是一參考項(xiàng)時(shí)，塑性變形不會發(fā)生。不過，在實(shí)踐中，較小的張力還是導(dǎo)致與供電輥較弱的碰撞，使得長條基質(zhì)的供給較少。通過采用發(fā)明者所使用的實(shí)際上為長條的基質(zhì)(厚度為0.125mm，寬度為356mm，材料為SUS430)來進(jìn)行評算并以此為基礎(chǔ)，通過觀察從供電輥流向該長條基質(zhì)的電流，可從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中明顯地看出該基質(zhì)每1cm寬度的張力為0.49N，也即該長條基質(zhì)的張力約為17.4N，它是所必要的最小張力值。這一張力與使整個(gè)長條基質(zhì)塑性延長所必要的力的1/5000相當(dāng)。
通過采用上述處理操作，變形(卷材變形)量表示為d/L。在發(fā)明者所作的研究中，為了抑制塑性變形，如果假定長條基質(zhì)的屈服強(qiáng)度是Y、楊氏模量是E，那么最大變形量不超過Y/E也即d/L＜Y/E是必要的。在這種關(guān)系的基礎(chǔ)上，要求長條基質(zhì)(厚度為0.125mm，寬度為356mm，材料為SUS430)的容許變形量為1.025/1000。對于1mL來說，為0.125mm。如果這一容許變形是由供電輥的傾斜產(chǎn)生的，那么該供電輥和前輥之間的部分的變形就幾乎等同于該供電輥和后輥之間部分的變形，因此要充分考慮上下端輥?zhàn)又械娜魏我粋€(gè)的情況。
基于上述研究，在圖2的裝置中，長條基質(zhì)接收足以撞倒每個(gè)輥?zhàn)拥?800N的張力，從而進(jìn)行輸送實(shí)驗(yàn)。由于電鍍?nèi)芤旱臏囟壬仙龑?dǎo)致電鍍?nèi)萜鞯目蚣馨l(fā)生熱變形并且向長條基質(zhì)施加的張力引起了張力變形，所以該電鍍?nèi)萜魅肟谥械霓D(zhuǎn)動輥2013的軸朝著該供電輥也即開卷裝置的排出輥2005的軸，并相對于該電鍍?nèi)萜鞯膶挾纫苿恿?.5m，從而在輸送時(shí)饋電電流出現(xiàn)大的變化。因此，如上所述，這便會使薄膜厚度小、電阻高，并且由于異常生長出現(xiàn)微小凸起。
接著，進(jìn)行機(jī)械加固，即，使該電鍍?nèi)萜魅肟谥械妮?013的支承部分的框架變?yōu)閮杀洞?，并要考慮到該電鍍?nèi)萜鞯目蚣芤螂婂內(nèi)芤簻囟鹊纳仙鸬臒嶙冃魏拖蛟撻L條基質(zhì)施加張力引起的張力變形以及這二者，該電鍍?nèi)萜魅肟谥休?013的軸適于落在下列范圍，即相對于長條基質(zhì)的寬度、對于供電輥也即開卷裝置的排出輥2005的軸移動為1mm。該電鍍?nèi)萜魅肟谥械妮?013的軸和供電輥也即開卷裝置的排出輥2005的軸之間的距離是1m并落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在這種狀態(tài)下輸送長條基質(zhì)時(shí)的饋電電流非常穩(wěn)定。
換句話說，為了均勻并恒定地供應(yīng)饋電電流，要求供電輥和前后輥的軸的傾斜度保持在1.025/1000(弧度)或更小。
下面將描述本發(fā)明中卷材輸送裝置的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明不受該實(shí)施例的限制。
該實(shí)施例卷材輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的主要部件基本上與圖2和圖3-9所示的電鍍裝置中采用的部件構(gòu)造相似。不過，為解決該裝置中出現(xiàn)的問題已進(jìn)行了多種改進(jìn)。因此，為簡便而言，下面采用那些與圖2和圖3-9中相似的參照標(biāo)記進(jìn)行描述。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例之一中的電鍍裝置例如是在卷材2006上制造連續(xù)平整的氧化膜的裝置，它包括用來發(fā)送已纏繞成像線圈一樣的卷材2006的開卷裝置2012，用來沉積或處理第一電鍍薄膜的第一電鍍?nèi)萜?066，用來沉積或處理第二電鍍薄膜的第二電鍍?nèi)萜?116，用來將加熱的電鍍?nèi)芤貉h(huán)輸送到該第一電鍍?nèi)萜鞯牡谝谎h(huán)容器2120，用來將加熱的電鍍?nèi)芤貉h(huán)輸送到該第二電鍍?nèi)萜鞯牡诙h(huán)容器2222，用來儲存一次以便排出該第一電鍍?nèi)萜髦须婂內(nèi)芤旱牡谝灰后w排出容器2172，用來儲存一次以便排出該第二電鍍?nèi)萜髦须婂內(nèi)芤旱牡诙后w排出容器2274，一個(gè)通過去除該第一電鍍?nèi)萜髦须婂內(nèi)芤褐蟹勰﹣韮艋芤旱倪^濾循環(huán)系統(tǒng)(一與第一電鍍?nèi)萜鬟^濾器的循環(huán)過濾器2161相連的管道系統(tǒng))，通過去除該第二電鍍?nèi)萜髦须婂內(nèi)芤褐蟹勰﹣韮艋芤旱倪^濾循環(huán)系統(tǒng)(采用第二電鍍?nèi)萜鬟^濾器的循環(huán)過濾器2263的管道系統(tǒng))，用來將攪動溶液的壓縮空氣分別傳送到該第一電鍍?nèi)萜骱驮摰诙婂內(nèi)萜鞯墓艿老到y(tǒng)(從引導(dǎo)壓縮空氣的噴孔2182開始的管道系統(tǒng))，用來通過噴淋純凈水清潔長條基質(zhì)的純凈水噴淋容器2360(在該長條基質(zhì)上已沉積有電鍍膜)，通過用純凈水進(jìn)行第一次清潔的第一熱水容器2361，通過用純凈水進(jìn)行第二次清潔的第二熱水容器2362，一個(gè)用來給這些熱水容器供應(yīng)必要的熱純凈水的純凈水加熱容器2339，用來干燥清潔過的卷材的干燥部分2363，用來再一次以線圈的形狀來卷繞已沉積有薄膜的卷材的卷繞裝置2296，以及一個(gè)用來排放在電鍍?nèi)芤汉图儍羲募訜犭A段或干燥階段中產(chǎn)生的蒸汽的排氣系統(tǒng)(包括電鍍洗滌系統(tǒng)排氣管2020或一干燥系統(tǒng)排氣管2370)。
換句話說，本發(fā)明的電鍍裝置是這樣制成的，即采用卷裝進(jìn)出系統(tǒng)來輸送穿過輥?zhàn)拥木聿?006，例如將之配備為該電鍍裝置的主要部件，因而穿過輥?zhàn)拥木聿?006在圖2中從左向右沿下列裝置輸送，即開卷裝置2012、第一電鍍?nèi)萜?066、第二電鍍?nèi)萜?116、純凈水噴淋容器2360、第一熱水容器2361、第二熱水容器2362、干燥部分2363以及卷繞裝置2296，從而沉積一層預(yù)定的電鍍薄膜。
特別優(yōu)選的是，長條基質(zhì)接收張力并以部分繞在供電輥上的形式輸送，其中供電輥通過供給裝置供給或接收所有用來電鍍的電流，并且輸送過程中供電輥和前后輥的軸的傾斜度保持在預(yù)定的角度或更小，這一預(yù)定角度是根據(jù)基質(zhì)的屈服強(qiáng)度和楊氏模量的比而確定的。
下面將詳細(xì)地描述每個(gè)構(gòu)件。
卷材舉例說明，本發(fā)明中采用的卷材(長條基質(zhì))所適用的金屬如不銹鋼(SUS)、鐵、銅、鋁和黃銅，或那些在其表面上涂鍍而準(zhǔn)備的材料，以及紙張和樹脂。不過，紙張和樹脂具有大的彈性范圍，且因此在輥?zhàn)娱g距離小的情況下是特別有效的。原則上來說，選擇一種卷材材料的常數(shù)是重要的，并且表面性能不應(yīng)有太多影響。
對于圖2所示裝置采用的卷材(長條基質(zhì))電鍍材料來說，那些對于制備薄膜的表面具有導(dǎo)電性并且不被電鍍?nèi)芤焊g的材料可以采用，例如為不銹鋼(SUS)、Al、Cu和Fe這樣的金屬。那些涂布有金屬的例如為一PET膜的材料也可采用。在這些材料中，SUS作為長條基質(zhì)在后加工處理中對于器件的準(zhǔn)備來說是良好的材料。
對于SUS，不論是非磁性的SUS還是磁性的SUS都可采用。前者的代表為可磨性良好的SUS304，它只要約0.1s就可制成鏡面了。后者的代表為純鐵系列的SUS430，它通過采用磁力可有效地用于輸送。
基質(zhì)的表面可是光滑的或粗糙的。在SUS的軋制過程中，改變一種軋輥就會引起表面性能的變化。所謂的BA具有一種近乎鏡子的性能，而2D顯示出一種隆起的不規(guī)則表面。在任何一種表面中，通過采用一種SEM(掃描電子顯微鏡)進(jìn)行觀察，偶而會發(fā)現(xiàn)一種微小的孔。作為太陽電池基質(zhì)，一種微小結(jié)構(gòu)代替了一種大的波形不規(guī)則表面，不管怎么樣，它也表現(xiàn)出了太陽電池的性能。
此外，在這些基質(zhì)中，為達(dá)到電鍍的目的，又一種導(dǎo)電材料被用作要選的薄膜。有時(shí)，為了通過電鍍方法穩(wěn)定地提高沉積的速度，可采用另外的方法預(yù)先形成一層非常薄的氧化鋅。當(dāng)然，電鍍方法的成本應(yīng)低一些。不過，即便另外實(shí)施了一種造價(jià)大的方法，當(dāng)總成本可能降低時(shí)，這兩系統(tǒng)的組合使用是有利的。
張力張力是通過開卷裝置的長條基質(zhì)的軸2001和用于該長條基質(zhì)的一卷繞軸2289來拉伸長條基質(zhì)的，將其這樣布置，即每1cm的基質(zhì)寬度其大小為0.49-490N。當(dāng)張力小于0.49N時(shí)，基質(zhì)馬上就掉下來，并移動到預(yù)定輸送通路的外面，通過從輥?zhàn)由贤庖苿佣鴮⒁粋€(gè)邊緣拉伸，也就是說，對彎曲校正的控制操作明顯地變差了。另一方面，過大的張力導(dǎo)致基質(zhì)本身的膨脹，也即在輸送時(shí)有偏移，如上所述，僅僅是邊緣拉長從而形成與Undaria pinnatifida(一種棕色藻)的菌體相似的形式或使整個(gè)裝置發(fā)生變形。
對于本發(fā)明采用的卷材可施加更優(yōu)選的張力，就厚度為0.125mm、寬度為356mm、由SUS制成的卷材來說，可從約98N-1176N范圍內(nèi)選擇設(shè)定值。需要提及的是，張力設(shè)得大，就需要一種與支承框架的輥軸相對應(yīng)的剛性框架。輥軸的移動范圍優(yōu)選在0.1mm-0.3mm內(nèi)或更小。最好在施加張力的狀態(tài)下調(diào)整輥軸。在這種情況下，必須注意時(shí)間順序。
通過一種用于卷繞長條基質(zhì)的卷繞軸2289的力的滑移和一個(gè)與開卷裝置的長條基質(zhì)的卷軸2001的軸心相配的支柱(一個(gè)粉末支柱和類似裝置都可有效地使用)，可產(chǎn)生張力。在這種情況下，不管張力有多大，輸送通路幾乎不改變并且中間輥都可分配為從動輥，因此，組件如輥?zhàn)?、成形輸送系統(tǒng)的布置方式的設(shè)計(jì)自由性很大；另一方面，不輸送時(shí)也沒有張力產(chǎn)生，因而為了防止基質(zhì)在靜止的狀態(tài)下落下，還需要其它的鎖緊裝置。
也可通過采用張力輥或類似的能移動其軸的裝置來產(chǎn)生張力。在這種情況下，可容易地進(jìn)行對張力的控制和監(jiān)測；不過，張力輥的位置改變，且因此需要對保持其行程這方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且輥?zhàn)拥钠叫卸雀淖?，從而產(chǎn)生彎曲。
而且，通過確實(shí)將一中間輥移動到可與基質(zhì)產(chǎn)生摩擦的方向，可產(chǎn)生張力。這種方法顯現(xiàn)出了輸送通路不改變并在靜止?fàn)顟B(tài)下運(yùn)作的優(yōu)勢。另一方面，動摩擦與靜摩擦大大不同的材料是不容易設(shè)計(jì)的。
不必說的是，張力影響的是從側(cè)向接觸的輥?zhàn)?，而不是按大面積覆蓋其圓周的形式輸送的輥?zhàn)印＿@些預(yù)期效果可由供電輥、彎曲校正輥和卷繞輥來體現(xiàn)。
輥?zhàn)佑糜趫D2中所示裝置的輥?zhàn)颖仨氁獫M足這樣的功能，即確定長條基質(zhì)的輸送通路、給長條基質(zhì)施加必要的電位以及非必要時(shí)不形成電流偏離通路。
長條基質(zhì)的確定是特別重要的。不用說，剛一開始便應(yīng)保持平行度，并且即便電鍍?nèi)芤旱臏囟壬仙饺?0℃的高溫，從而引起大溶液容器的熱膨脹時(shí)，位置的移動也應(yīng)限制到最小的程度。在實(shí)踐中，移動亞毫米數(shù)量級的間隙是允許的；不過，就平行度來說，在溫度上升時(shí)優(yōu)選保持100分?jǐn)?shù)量級的精確度。平行和扭曲程度中的差異尤其引起電鍍?nèi)萜髦虚L條基質(zhì)的偏移，接著Undaria pinnatifida菌體邊緣頻繁地出現(xiàn)劃痕和波形。不過，正如本發(fā)明的研究所述，塑性變形中的變形成為一個(gè)問題。因此，在輥?zhàn)又g的間距大的情況下，輥軸的傾斜度也即平行的程度就并不顯得那么重要了。
如果長條基質(zhì)柔的話，那么輥?zhàn)颖闶瞧叫休仯蚨砻嫣幚砭筒皇怯绕浔匾?。不過，在軟基質(zhì)例如是一鋁箔的情況下，最好按稱作冠狀的日式鼓形式使輥?zhàn)勇∑饋?，或者制成用于排泄的凹槽。在這種情況下，不施加足以使輥?zhàn)訌膭拥膹埩?，且因此，為了避免這一點(diǎn)，輥?zhàn)拥耐津?qū)動起到了一定效果。
為了用電提升，輥?zhàn)涌刹捎靡环N樹脂如尼龍或聚乙烯來制備，并且金屬輥的軸也可采用該樹脂進(jìn)行制備，此外，在已安裝支承件的部分之間放置一種樹脂元件，從而實(shí)現(xiàn)絕緣。
除非對基質(zhì)的供給直接用刷子進(jìn)行，或者通過一種溶液來進(jìn)行供給，要不然最好安裝至少一個(gè)施加電位的輥?zhàn)右布垂╇娸仭Ｈ绻拷婂儾糠值妮佔(zhàn)颖环峙錇楣╇娸?，那么關(guān)于電鍍電流的電路設(shè)計(jì)是最簡單的了。在電鍍?nèi)芤褐械幕瘜W(xué)物質(zhì)與電鍍?nèi)芤航佑|而發(fā)生反應(yīng)，且接著供電輥不能靠近陽極時(shí)，其它系統(tǒng)如刷供給或溶液供給都應(yīng)作為替換或混合使用而予以考慮。這是因?yàn)殚L條基質(zhì)的電阻約為1米0.01Ω，且因此當(dāng)采用幾十安培的電鍍電流時(shí)，會出現(xiàn)非常大的熱損失。
就彎曲校正來說，原則上最好是通過形成輥?zhàn)拥钠叫卸葋斫缀醪灰苿拥妮斔拖到y(tǒng)，并且一卷繞便校正出一點(diǎn)點(diǎn)小的移動。通過一個(gè)前饋系統(tǒng)或反饋系統(tǒng)來檢測校正操作，使彎曲校正輥復(fù)位。計(jì)算復(fù)雜的前饋系統(tǒng)與一個(gè)高速系統(tǒng)有關(guān)，其每秒超過幾米，而不適合高速輸送的反饋系統(tǒng)的好處在于其結(jié)構(gòu)簡單。
在所有這樣的情況下，優(yōu)選安裝彎曲校正輥，其在校正的方向上移動基質(zhì)。在圖2的裝置中，一個(gè)卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287(參見圖7)執(zhí)行這樣的操作。優(yōu)選在校正的方向上移動基質(zhì)時(shí)長條基質(zhì)的摩擦較大。另一方面，為了吸收由校正運(yùn)動引起的長條基質(zhì)的變形，優(yōu)選長條基質(zhì)在彎曲校正輥?zhàn)由匣瑒?。?shí)踐中施加的摩擦力的大小經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明包括張力。有時(shí)，通過選擇能使基質(zhì)實(shí)現(xiàn)最佳摩擦值的材料并進(jìn)行使表面粗糙的處理可產(chǎn)生這種效果。為了在校正的方向上移動基質(zhì)，可這樣來構(gòu)造出結(jié)構(gòu)，即，使整個(gè)輥?zhàn)悠叫械匾苿?，并允許這樣一個(gè)形狀(稱作切向輥)，即圍繞軸如轉(zhuǎn)軸在一定間隔位置作擺動。平行移動的輥?zhàn)芋w現(xiàn)出大位移的效果，而另一方面，切向輥簡化了裝置的結(jié)構(gòu)。
輸送輥本發(fā)明輸送輥的材料并不受限制，只要它能保持住卷材、能通過分解卷繞輥的卷繞力向卷材施加一定的張力、并能控制卷材的輸送速度就行了。分解通常是通過一個(gè)共軸安裝在輥?zhàn)又械闹еM(jìn)行的。通過將一個(gè)由速度傳感器和一轉(zhuǎn)動編碼器檢測的速度反饋到卷繞輥的驅(qū)動系統(tǒng)來進(jìn)行對輸送速度的控制。
卷繞輥本發(fā)明中的卷繞輥優(yōu)選是這樣的，即它能通過馬達(dá)的驅(qū)動來卷繞卷材，更優(yōu)選是它能通過伺服機(jī)構(gòu)控制轉(zhuǎn)動速度。在這種情況下，可反饋來自輸送輥的轉(zhuǎn)動速度信號。在卷繞輥周圍，卷繞了通過一彎曲校正系統(tǒng)的卷材，因此邊緣便照此排列著。優(yōu)選通過卷繞輥卷繞的卷材的輸送速度達(dá)到每分鐘200mm-500smm。
從動輥在本發(fā)明的優(yōu)選從動輥中，對于輥?zhàn)又g間距1m的情況下，表面轉(zhuǎn)動精度不能超過1mm，并優(yōu)選為0.3mm或小一些。這個(gè)距離包括軸的偏心距，且因此當(dāng)采用一種制成軸承的軟樹脂時(shí)，一暫時(shí)變化可超過該容許量。如果可能的話，使用的軸承優(yōu)選是由SUS或類似材料制成的。輥?zhàn)拥谋砻婵捎山饘偌皹渲缒猃堉瞥桑徊贿^，例如安裝在電鍍?nèi)萜髦械妮佔(zhàn)訒艿饺芤骸囟群蛷埩Φ挠绊?，接著會?dǎo)致流變變形超出該容許量。因此，應(yīng)注意到這一點(diǎn)。
輥?zhàn)拥谋砻媾c卷材有稍微大的摩擦來干擾滑動是重要的。因此，使用的表面材料是尼龍和SUS?？紤]到卷材的表面特性，如果滑動容易時(shí)就應(yīng)施加較大的張力。
軸傾斜控制裝置本發(fā)明中采用的軸傾斜控制裝置例如是一個(gè)電伺服機(jī)構(gòu)和一個(gè)液壓伺服機(jī)構(gòu)或類似機(jī)構(gòu)。特別地,為保證傾斜度為1/1000或更小些，就必須要保證1/1000卷材寬度的行程，即通常從幾十微米到幾百微米。其它有用的系統(tǒng)是安裝一個(gè)限制上下限的輔助機(jī)構(gòu)并使之與上下端吻合。
對于軸傾斜控制裝置，為了反饋一個(gè)必要的信號，一般需要檢測裝置。在這個(gè)檢測裝置中，優(yōu)選檢測卷材的位移，因此，一個(gè)激光邊緣位置傳感器、一個(gè)渦流傳感器和一個(gè)磁性傳感器是適用的。不論是反射型還是透射型，該激光傳感器的邊緣位置都適合用在需要有精度的情況下。該渦流傳感器優(yōu)選用在安裝傳感器有一空間限制的情況下。該磁性傳感器對磁性卷材具有一定效果。
優(yōu)選地，由這些檢測裝置引起的卷材的移動設(shè)定成具有至少幾十微米的精度，優(yōu)選從10-20幑米。這些值可通過采用上述傳感器來設(shè)定。
電鍍?nèi)芤嚎刹捎猛ㄟ^例如燒杯的小實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行研究的電鍍?nèi)芤骸＞途哂胁灰?guī)則表面并具有施加到太陽電池的底層上的閉光效果的氧化鋅沉積來說，可以采用日本專利申請?zhí)卦S公開10-195693中披露的溶液。在電鍍氧化鋅的情況下，優(yōu)選將硝酸鋅和添加劑聯(lián)合使用，并當(dāng)添加劑為糖時(shí)，薄膜的均勻性得到提高。具體地說，糊精所起的效果尤其顯著。
在電鍍?nèi)芤簻囟雀卟?dāng)蒸汽的產(chǎn)生劇烈時(shí)，如圖2所示，優(yōu)選通過安裝一個(gè)排氣管來抽出蒸汽，因?yàn)檫@樣可防止裝置空間中的蒸汽和凝結(jié)形成的水滴的排出。此外，當(dāng)在容器中安裝一個(gè)未示出的蓋子時(shí)，當(dāng)將蓋子移走時(shí)，蒸汽就危險(xiǎn)地突然冒出，排氣管的安裝就尤其顯得有必要了。在通過電鍍?nèi)芤寒a(chǎn)生蒸汽并抽出廢氣來減小液體體積時(shí)，最好周期性地添加純凈水。
電鍍的條件就電鍍來說，將負(fù)和正電位分別施加到長條基質(zhì)和陽極上，從而加快電化學(xué)反應(yīng)。為了進(jìn)行對薄膜厚度的控制，優(yōu)選通過電流的調(diào)整來進(jìn)行電鍍。優(yōu)選將具有一定密度的電流指定在0.3-100mA/cm2的范圍內(nèi)。
陽極就陽極來說，純度在2N-4N范圍內(nèi)的鋅板可用作溶解的陽極。在表面被沾污的情況下，最好用硝酸稍微清洗一下。優(yōu)選陽極的一條供電線是通過上緊一個(gè)長期可靠地保證電觸點(diǎn)的SUS螺栓而形成的。SUS和Pt可作為一個(gè)不溶解的陽極。
特別地，優(yōu)選將溶解的陽極包封在一陽極袋里，這樣便防止了產(chǎn)生的氧化鋅粉末散布到電鍍?nèi)芤褐?。就作為陽極袋的材料來說，可采用在電鍍液中不被腐蝕的棉織品和酰胺樹脂纖維，并優(yōu)選將其制備成一合適的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)眼的大小是通過指定粉末的最大尺寸而確定的，其表面與電鍍?nèi)芤嚎煽康亟佑|，產(chǎn)生粉塵。通常，選擇從0.5mm到幾毫米的網(wǎng)眼大小。
電鍍的電源優(yōu)選每個(gè)電源具有浮動輸出。在電位調(diào)整的過程中，在施加了預(yù)定電位的情況下，當(dāng)在吸力方向上可能有電流流動時(shí)必須采用一個(gè)吸力型電源。每個(gè)電源將電位施加到單一的或成束的許多電極上，從而使電流流動。為了防止電源之間有干擾，優(yōu)選盡可能地防止出現(xiàn)與陽極連接的電流通路。為此，在電鍍?nèi)芤褐邪惭b這樣的絕緣板如聚四氟乙烯或氯乙烯是有效的。
下面將對本發(fā)明的實(shí)例進(jìn)行描述。
實(shí)例1一個(gè)本發(fā)明中的防耳波裝置已安裝在如圖2所示的電鍍?nèi)萜髦g的一回行輥2016中。圖10示出了其狀態(tài)。
在圖10中，參照標(biāo)記3005代表圖2的電鍍?nèi)萜髦g的回行輥2016(參見圖4)。在這個(gè)輥3005中，其輥軸3004由軸承3003和3008支承。該軸承3003安裝在裝置3001的框架中。另一軸承3008安裝在一托架3010中。在該托架3010中，已安裝有一LM導(dǎo)向器的滑塊3012，該導(dǎo)向器包括該滑塊3012和一軌道3011。該LM導(dǎo)向器的軌道3011安裝在該裝置的框架3002中。根據(jù)這一點(diǎn)，托架3010的運(yùn)動被限制為垂直運(yùn)動。因此，該輥軸3004在軸承3003周圍大致按箭頭3009移動。
另一方面，托架3010接收有一伺服機(jī)構(gòu)操作信號并作出箭頭3014所示的運(yùn)動，因而控制上述輥軸3004的傾斜，其中托架的固定端已與安裝在框架3002中的電伺服積構(gòu)3013的一操作端相連接。
卷材位置的檢測是通過一個(gè)渦流位移傳感器3016來進(jìn)行的，該渦流位移傳感器3016安裝在一個(gè)與托架3010連接的傳感器支架3015上。渦流位移傳感器3016的輸出作為卷材位置信號通過一傳感器放大器3017和一模擬控制器3018傳送到一定序器。
在接近輥?zhàn)?005的位置，有一個(gè)蓋子3007，用來防止蒸汽從電鍍?nèi)芤褐幸莩觯⒎乐咕聿牡母稍镆约胺乐狗蹓m粘到卷材上。
下面將具體地描述發(fā)明者所采用的組件渦流位移傳感器3016是一個(gè)由KEYENCE公司制造的傳感器EX022，放大器3017是由同一家公司制造的EX510，并且模擬控制器3018也是由同一家公司制造的RDE50E。渦流位移傳感器的優(yōu)勢在于安裝空間小、溫度性能好、容許蒸汽的進(jìn)入等，并優(yōu)選符合下列情況蓋子放在電鍍?nèi)萜髦g的回行輥2016之上，從而不至于形成一個(gè)太大的空間，電鍍?nèi)芤旱臏囟壬?5℃，并且電鍍?nèi)芤旱恼羝蓪?dǎo)入。在本發(fā)明傳感器結(jié)合了放大器的基礎(chǔ)上，側(cè)向移動至10mm的卷材移動便轉(zhuǎn)換成0-10V的電位，從而輸出電位。分辨率達(dá)到0.1mm或更高，對于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的來說是令人滿意的。
所采用的電伺服機(jī)構(gòu)3013是由松下公司制造的MSM022AIF。進(jìn)行連續(xù)的操作是可能的，不過與此同時(shí)，采用一個(gè)限制器來進(jìn)行±0.3mm(包括一個(gè)節(jié)點(diǎn))的3值(3-value)運(yùn)作。在本實(shí)施例中，電伺服機(jī)構(gòu)可做得小一些，這樣方便安裝到托架上。如果輥?zhàn)拥闹亓看?，那么可采用液壓伺服機(jī)構(gòu)。就作為LM導(dǎo)向器來說，采用的是由THK公司制造的SR30TB。行程足夠大，在安裝時(shí)可隨意調(diào)整。
由定序器的控制系統(tǒng)控制的伺服機(jī)構(gòu)的反饋是在渦流位移傳感器的輸出是±1mm的情況下進(jìn)入該伺服機(jī)構(gòu)的中心的，并在超過1mm時(shí)反方向剛好行進(jìn)了0.3mm。
上述輥軸傾斜控制系統(tǒng)位于圖2所示的電鍍裝置中，并處于電鍍?nèi)芤旱臏囟葹槭覝氐臓顟B(tài)下，其中卷材是通過手工調(diào)整的。此后，約980N的張力施加到初期輸送的卷材上。此時(shí)，所有的輥?zhàn)釉谒椒较蛏闲?zhǔn)完畢。由于初期輸送的結(jié)果，除非本發(fā)明的輥軸傾斜控制裝置在工作，才能進(jìn)行良好的輸送。卷材的位移處在約±2mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，并且卷材卷繞成其邊緣經(jīng)校準(zhǔn)的線圈形式。
其后，電鍍?nèi)芤旱臏囟壬仙?5℃；沉積電鍍膜，從而輸送卷材。然后，卷材的位移增至約±6mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，盡管卷材的彎曲可得到校正，但耳波還是出現(xiàn)并且下面的步驟與之不相容。當(dāng)張力減小到約588N時(shí)，卷材的位移降至±5mm的范圍內(nèi)；但耳波仍然去除不掉。
接著，本實(shí)例中上述的輥軸傾斜控制裝置處在操作中，10分鐘后，整個(gè)卷材的彎曲程度減小，并且卷材的位移降至約±2mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，因此，卷材卷繞成邊緣經(jīng)校準(zhǔn)的線圈形式。
薄膜是面對一個(gè)面沉積的，其位移是通過一傾斜角控制輥校正的，不過，該輥是從動輥，并且薄膜表面上的摩擦力不起作用(卷材是緊貼著輥?zhàn)虞斔偷?，因此不會產(chǎn)生裂紋和壓痕從而影響功能。
實(shí)例2與實(shí)例1中相同的控制系統(tǒng)相比，本實(shí)例的區(qū)別在于僅將伺服機(jī)構(gòu)的反饋系統(tǒng)修正為一個(gè)圖11中所示的連續(xù)系統(tǒng)。
當(dāng)電鍍?nèi)芤旱臏囟葹槭覝貢r(shí)，將卷材調(diào)整好。初期輸送顯示出與實(shí)例1相似的良好輸送狀態(tài)，包括卷繞但不產(chǎn)生耳波。接著，在電鍍?nèi)芤旱臏囟壬仙?5℃之后，進(jìn)行卷材的輸送，然后與實(shí)例1相似，卷材的位移增至約±6mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，其后，輥軸傾斜控制裝置處于工作中，然后比實(shí)例1稍早一些過了5分鐘之后，整個(gè)卷材的彎曲程度減小。卷材的位移降至約±2mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，因此，卷材卷繞成邊緣經(jīng)校準(zhǔn)的線圈形式。
實(shí)例3在與實(shí)例1相同的控制系統(tǒng)中，加入一個(gè)圖2所示電鍍裝置中純凈水噴淋容器的回行前向(returning forwarding)輥2279。
與實(shí)例1和2相似，在實(shí)例3中，初期輸送是良好的，并緊接著溫度上升至85℃之后，卷材的位移增至約±6mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，其后，輥軸傾斜控制裝置處于工作中，過了10分鐘之后，整個(gè)卷材的彎曲程度減小。卷材的位移降至約±1mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，因此，卷材卷繞成邊緣經(jīng)校準(zhǔn)的線圈形式。
在本實(shí)例中，電鍍裝置溫度的上升和下降是重復(fù)的，且因此，可觀察得到已逐漸平行排列的輥軸是按時(shí)序變化的。對于卷材寬度輥軸的平均傾斜度是約1.5mm。在這種情況下，即便處于溶液溫度為室溫的狀態(tài)下，整個(gè)卷材的彎曲程度減小，并且卷材的位移降至約±3mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，雖然沒有產(chǎn)生耳波，但與輥軸按時(shí)序變化之前的狀態(tài)相比，彎曲程度還是增大了。
因此，在溶液溫度上升時(shí)，還需要校正彎曲及防止耳波的產(chǎn)生。實(shí)際上，在這個(gè)實(shí)例中，當(dāng)本發(fā)明的兩個(gè)傾斜控制裝置關(guān)閉時(shí)，一部分卷材被一電極框架截住，因而輸送基本上是不可能的。此外，在僅一個(gè)傾斜控制裝置工作時(shí)，卷材的位移降至約±5mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，并且輸送和卷繞都是可能的；不過，即便減小張力也不能去除掉耳波現(xiàn)象。與之相反，在兩傾斜角控制裝置都工作的情況下，卷材的位移降至約±2mm的范圍內(nèi)，其中卷材的彎曲是通過采用卷繞裝置的方向轉(zhuǎn)換輥2287來校正的，并且優(yōu)選的是輸送和卷繞都是可能的，且不產(chǎn)生耳波。
實(shí)例4通過采用圖2(從圖3至圖9)中所示的電鍍裝置，本發(fā)明便開始制備圖12所示的太陽電池4001。在圖12中，參照標(biāo)記4002是基底。4003是一反射金屬層，4004是一噴鍍氧化鋅薄膜，4005是電鍍氧化鋅薄膜，4006是一n型層，4007是一i型層，4008是一p型層，4009是一ITO層。
采用這樣的長條基質(zhì)來作為基底4002，即其2D表面的厚度為0.125mm、寬度為356mm、長度為1050m(變形容許量=1.025/1000)，并采用一個(gè)未示出的長條基質(zhì)噴鍍裝置，通過噴鍍沉積一2000的鋁薄膜4003，接著沉積一1700的氧化鋅薄膜4004。這在圖2的電鍍裝置中是設(shè)好了的。包含濃度為0.2mol/L的硝酸鋅和0.07g/L的糊精的電鍍?nèi)芤涸诘谝浑婂內(nèi)萜?066和第二電鍍?nèi)萜?116中循環(huán)流動，并分別保持其溫度為85℃。
在圖2電鍍裝置中設(shè)好的基底4002中，輸送速度為500mm/min，張力為588N(每1cm基底寬度大約為16.5N)，并且176A的總陽極電流(在第一電鍍?nèi)萜?066和第二電鍍?nèi)萜?116中的所有陽極中流動的電流之和)從用作供電輥的開卷裝置的排出輥2005輸送出來(實(shí)際上，電流的方向是從基底朝向供電輥的方向，因此接收方向是正確的；不過，在這里不需要區(qū)分陽極和陰極，因此任一方向的電流都可稱之為“供給”)，從而連續(xù)地電鍍氧化鋅薄膜4005。接著，供電輥前后輥軸的位移都為0.7/1000或更小，并且長條基質(zhì)輸送路徑的位移最大值為2mm，其彎曲較好校正過，并且是圍繞一個(gè)長條基質(zhì)卷繞軸2289在±3mm的精度范圍內(nèi)卷繞的。
其后，在一個(gè)未示出的長條基質(zhì)CVD薄膜制備裝置中對其上形成有電鍍氧化鋅薄膜4005的長條基質(zhì)予以調(diào)整，按序、連續(xù)地形成一300的n型非晶態(tài)硅層4006、一2000的i型非晶態(tài)硅層4007和一200的p型微晶硅層4008。隨后，采用未示出的長條基質(zhì)噴鍍裝置，形成一660的ITO薄膜4009，從而形成圖12所示的太陽電池3001的結(jié)構(gòu)。
完成的長條基質(zhì)在長度方向上給出了樣品，一個(gè)輸出電極構(gòu)造為在一調(diào)幅(AM)1.5仿太陽光線(AM 1.5 imitation sunray)下的太陽電池，從而通過IV測量法來計(jì)算熱轉(zhuǎn)換效率并在其偏差的基礎(chǔ)上采用由圖2的電鍍裝置計(jì)算的電鍍層數(shù)。實(shí)際上，太陽電池可在1050m長條基質(zhì)的800m部分上形成，因?yàn)檠b置的引導(dǎo)部分是主要的。便針對這800m的長條基質(zhì)研究太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到7.5-7.9％的穩(wěn)定生產(chǎn)率是可能的。
比較實(shí)例為作比較，采用與實(shí)例1相同的試驗(yàn)，其中，在加強(qiáng)電鍍?nèi)萜魅肟谥械幕匦休?013的軸支承的調(diào)整量之前，供電輥前后輥軸的位移量是1.5/1000，采用相同的方法將圖12的太陽電池制備成800m長。就這一800m的部分來說，通過采用與實(shí)例4相似的方式來研究太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，平均值為7.4-7.9％。不過，按照每幾十米為一倍的比例，會發(fā)現(xiàn)并聯(lián)電阻因電流密度不足而降低了效率等。以此發(fā)明者的研究為基礎(chǔ)，這是因?yàn)楫惓ＩL和帶薄電鍍氧化鋅層的部分都在氧化鋅膜上生成，而該氧化鋅膜是通過圖2的電鍍裝置采用電鍍方法形成的。如上所述，將實(shí)例4與這一比較實(shí)例作比較，可明顯地看出本發(fā)明的效果。
實(shí)例5實(shí)例4中裝在圖2電鍍裝置中(圖3-9)的基底的張力升至588N-980N的范圍(每1cm基底寬度大約為27.5N)，從而制備相似的太陽電池。開卷裝置的排出輥2005用作供電輥，它距離供電輥前后輥軸的位移上升到1.0/1000，而基底與供電輥的接觸進(jìn)一步顯示了該長度的可靠性的提高。具備了這一點(diǎn)，圖12所示的800m長的太陽電池便可通過與實(shí)例4相同的工藝來制備。
800m長的太陽電池的轉(zhuǎn)換效率為7.6-8.0％，與實(shí)例4相比有所增加。從IV特性的研究來看，這是由于增大的短電流密度Jsc引起的。在圖2所示的電鍍裝置中，長條基質(zhì)增加的張力保證了陽極基質(zhì)間距長期穩(wěn)定，這是由于長期攪動溶液也幾乎沒有什么影響。因此實(shí)現(xiàn)了電鍍氧化鋅膜的穩(wěn)定成形。
實(shí)例6采用的SUS基質(zhì)的厚度增大到0.125-0.15mm的范圍。這是從提高太陽電池的獨(dú)立性的主要目的出發(fā)而考慮的。不過，線圈的尺寸將允許太陽電池成形的長度限制到600m。
此時(shí)，本發(fā)明中的變形容許量也即供電輥前后輥軸位移的容許量不改變。變化了的張力會帶來相同的變化。換句話說，該實(shí)例需要的張力是1176N而不是980N，但卻帶來與實(shí)例5相同的基質(zhì)變形。張力的增大引起輥軸較大的變形。不過，增加支承軸的框架剛性并不現(xiàn)實(shí)，因此輥?zhàn)娱g的間距為1m-1.5m。根據(jù)這一點(diǎn)，最大變形量為0.8/1000，并且不超過預(yù)定的Y/E。
優(yōu)選的是，輸送按上述方法設(shè)定的長條基質(zhì)，并形成圖12所示的太陽電池，與圖5相似。600m的轉(zhuǎn)換效率為7.7-8.0％，這個(gè)值比實(shí)例2的要更穩(wěn)定些。這是因?yàn)榛|(zhì)變?nèi)崃恕Ｇ乙虼?，與圖2所示電鍍裝置相同的對置電極的機(jī)械精度提高了。
如上所述，就本發(fā)明的卷材輸送裝置來說，如分析和實(shí)例中的描述那樣，在形成功能薄膜時(shí)，輸送系統(tǒng)可設(shè)置成能加入制膜裝置中的形式，其中通過該輸送系統(tǒng)，要處理的、卷繞成線圈形式的卷材可按預(yù)定的速度輸送，而不會有耳波產(chǎn)生、并保持著與一成膜對置電極間的距離不變，同時(shí)也不會發(fā)生彎曲。
另一方面，這個(gè)系統(tǒng)具有彎曲校正裝置、弧形運(yùn)動輥的傾斜控制裝置，且因此，即便由于溫度、張力及瞬時(shí)變化而發(fā)生輥軸的傾斜時(shí)，仍可設(shè)置能卷繞卷材的輸送系統(tǒng)，而不會出現(xiàn)耳波和彎曲。
此外，伺服機(jī)構(gòu)反饋控制著非接觸傳感器和許多離散控制值，因此，檢測部分可安裝在一個(gè)較小的空間中，并且采用一種簡單的算法就可實(shí)現(xiàn)控制了。
而且，通過伺服機(jī)構(gòu)反饋而控制連續(xù)的反饋值，便可縮短從卷材的移動到返回預(yù)定通路的反應(yīng)時(shí)間。
并且，傾斜控制裝置的最大控制量不超過卷材邊緣的屈服應(yīng)力，因此，不會由該傾斜控制裝置產(chǎn)生耳波。
在本發(fā)明中，氧化鋅膜使得用于長條基質(zhì)電鍍的電流流動得均勻而穩(wěn)定，并不會出現(xiàn)異常生長，并且可連續(xù)地電鍍上均勻的膜厚和電阻。
在本發(fā)明中，對1cm寬的長條基質(zhì)施加0.49或更高的張力，從而防止長條基質(zhì)從供電輥的位置上升，并防止由于電流的不流動而引起的膜厚的減小。因此，均勻的氧化鋅膜可連續(xù)地電鍍到長條基質(zhì)的長度方向上。
而且，通過使供電輥和前、后棍的軸傾斜度為1.025/1000(弧度)或更小，本發(fā)明使長條基質(zhì)兩側(cè)供電輥周圍的區(qū)域變得均勻，均勻的電流可在長條基質(zhì)的寬度方向上通過，且因此，可連續(xù)地電鍍在寬度方向上均勻的氧化鋅膜。
權(quán)利要求
1.一種卷材輸送裝置，它用于在輸送卷材的同時(shí)保持卷材，并向卷材施加張力，其特征在于，該輸送裝置包括多個(gè)與輸送的卷材接觸的輥?zhàn)?，并且這些輥?zhàn)又械闹辽僖粋€(gè)輥?zhàn)影ㄒ粋€(gè)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)將卷材的變形量限制到Y(jié)/E或更小，其中Y是卷材的屈服強(qiáng)度，而E是卷材的楊氏模量。
2.如權(quán)利要求1所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該機(jī)構(gòu)是一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即，用來控制具有該機(jī)構(gòu)的輥?zhàn)拥妮S的傾斜。
3.如權(quán)利要求1所述的卷材輸送裝置，包括一個(gè)校正卷材彎曲的彎曲校正機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該彎曲校正機(jī)構(gòu)包括一個(gè)位移檢測信號發(fā)生器和一弧形運(yùn)動輥，其中該位移檢測信號發(fā)生器利用激光傳感器來產(chǎn)生位移檢測信號，而該弧形運(yùn)動輥基于該位移檢測信號使卷材作與其位移相反的運(yùn)動。
5.如權(quán)利要求2所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該用于控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)是一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即，通過向上或向下移動該輥?zhàn)虞S的一端并支承住該輥?zhàn)虞S的另一端來控制軸的傾斜。
6.如權(quán)利要求2所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該用于控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一個(gè)帶有非接觸傳感器的傾斜檢測機(jī)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求2所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該用于控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一個(gè)帶有許多離散控制值的伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求2所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該用于控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一個(gè)帶有連續(xù)控制值的伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求2所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該用于控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一個(gè)伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)和一個(gè)防止由該伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的最大控制值超過卷材邊緣屈服應(yīng)力的機(jī)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的卷材輸送裝置，其特征在于，施加到卷材上的張力是這樣控制的，即1cm卷材寬度的張力大小為0.49N或更大。
11.如權(quán)利要求2所述的卷材輸送裝置，還包括一個(gè)這樣的機(jī)構(gòu)，即用來保持輥?zhàn)拥妮S與前后輥軸之間的傾斜差在1.025/1000弧度內(nèi)，其中該輥?zhàn)泳哂锌刂戚佪S的機(jī)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求2所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該用于控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)是一供電輥。
13.一種電鍍裝置，它包括一個(gè)如權(quán)利要求1-12中任何一項(xiàng)所述的卷材輸送裝置、一個(gè)容納電鍍?nèi)芤旱碾婂內(nèi)萜骱鸵粋€(gè)用于電鍍的電極，其中，在電鍍?nèi)芤褐袑氲木聿倪M(jìn)行電鍍。
14.一種卷材輸送方法，它采用了一個(gè)用于在輸送卷材的同時(shí)保持卷材并向卷材施加張力的裝置，其特征在于，該輸送裝置包括多個(gè)與輸送的卷材接觸的輥?zhàn)?，并且在輸送卷材的同時(shí)，通過一個(gè)機(jī)構(gòu)將卷材的變形量限制到Y(jié)/E或更小，其中這些輥?zhàn)又兄辽儆幸粋€(gè)輥?zhàn)釉O(shè)有這個(gè)機(jī)構(gòu)，Y是卷材的屈服強(qiáng)度，而E是卷材的楊氏模量。
15.如權(quán)利要求14所述的卷材輸送方法，其特征在于，該機(jī)構(gòu)控制著具有該機(jī)構(gòu)的輥?zhàn)拥妮S的傾斜。
16.如權(quán)利要求14所述的卷材輸送方法，其特征在于，卷材被輸送時(shí)，卷材的彎曲受到一卷材彎曲校正機(jī)構(gòu)的校正。
17.如權(quán)利要求16所述的卷材輸送方法，其特征在于，該彎曲校正機(jī)構(gòu)包括一位移檢測信號發(fā)生器和一弧形運(yùn)動輥，其中該位移檢測信號發(fā)生器利用激光傳感器來產(chǎn)生位移檢測信號，并且在卷材被輸送時(shí)，該機(jī)構(gòu)通過使該弧形運(yùn)動輥根據(jù)該位移檢測信號移動而使卷材作與其位移相反的運(yùn)動。
18.如權(quán)利要求15所述的卷材輸送方法，其特征在于，輸送卷材的同時(shí)，該控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)向上或向下移動輥?zhàn)虞S的一端，而支承住該輥?zhàn)虞S的另一端。
19.如權(quán)利要求15所述的卷材輸送方法，其特征在于，該控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一帶有非接觸傳感器的傾斜檢測機(jī)構(gòu)，并且在輸送卷材的同時(shí)，該檢測機(jī)構(gòu)監(jiān)測軸的傾斜。
20.如權(quán)利要求15所述的卷材輸送方法，其特征在于，該控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)具有一伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)和一個(gè)防止由該伺服運(yùn)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的最大控制值超過卷材邊緣屈服應(yīng)力的機(jī)構(gòu)，并且在輸送卷材的同時(shí)，這些機(jī)構(gòu)使得卷材邊緣的應(yīng)力不超過屈服應(yīng)力。
21.如權(quán)利要求15所述的卷材輸送方法，其特征在于，輸送卷材時(shí)施加到卷材上的張力是這樣控制的，即1cm卷材寬度的張力大小為0.49N或更大。
22.如權(quán)利要求15所述的卷材輸送方法，其特征在于，在輸送卷材的同時(shí)，輥?zhàn)拥妮S與前后輥軸之間的傾斜差在1.025/1000弧度內(nèi)，其中該輥?zhàn)泳哂锌刂戚佪S的機(jī)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求15所述的卷材輸送方法，其特征在于，在輸送卷材的同時(shí)，該控制輥?zhàn)虞S傾斜的機(jī)構(gòu)控制著供電輥的軸的傾斜。
24.一種電鍍方法，它包括通過如權(quán)利要求14-23中任何一項(xiàng)所述的卷材輸送方法來輸送卷材，使卷材通過電鍍?nèi)芤?，并通過電鍍在卷材上沉積一層膜。
25.一種卷材輸送裝置，它包括一個(gè)卷繞輥，用來提供驅(qū)動力，從而按預(yù)定速度輸送呈線圈形式的卷材，并且卷繞其邊緣經(jīng)校準(zhǔn)加工過的卷材；一個(gè)傳送輥，用來連續(xù)地傳送卷材，同時(shí)保持未加工的卷材并向該卷繞輥和該傳送輥之間的卷材施加張力；多個(gè)從動輥，用來轉(zhuǎn)換按預(yù)定速度輸送的卷材的行進(jìn)方向，在該卷繞輥和該傳送輥之間保持該從動輥的張力；一個(gè)彎曲校正方向裝置，用來允許該卷繞輥卷繞其邊緣經(jīng)校準(zhǔn)的卷材，其特征在于，該多個(gè)從動輥中的至少一個(gè)輥?zhàn)釉O(shè)有一軸傾斜控制裝置，用來在控制輥?zhàn)虞S的同時(shí)，將輥?zhàn)娱g卷材的變形量限制到Y(jié)/E或更小，其中Y是卷材的屈服強(qiáng)度，而E是卷材的楊氏模量。
26.如權(quán)利要求25所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該彎曲校正機(jī)構(gòu)包括一位移檢測信號發(fā)生器和一弧形運(yùn)動輥，其中該位移檢測信號發(fā)生器利用激光傳感器來產(chǎn)生位移檢測信號，而該弧形運(yùn)動輥根據(jù)該位移檢測信號使卷材作與其位移相反的運(yùn)動。
27.如權(quán)利要求25所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該軸傾斜控制裝置通過向上或向下移動從動輥軸的一端并支承其另一端來控制該從動輥的軸的傾斜。
28.如權(quán)利要求25所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該軸傾斜控制裝置包括一個(gè)帶有非接觸傳感器的傾斜檢測裝置和一個(gè)帶有許多離散控制值的伺服運(yùn)動裝置。
29.如權(quán)利要求25所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該軸傾斜控制裝置包括一個(gè)帶有非接觸傳感器的傾斜檢測裝置和一個(gè)帶有連續(xù)控制值的伺服運(yùn)動裝置。
30.如權(quán)利要求25所述的卷材輸送裝置，其特征在于，該軸傾斜控制裝置包括一個(gè)伺服運(yùn)動裝置，并且該伺服運(yùn)動裝置的最大控制值不超過卷材邊緣的屈服應(yīng)力。
31.一種連續(xù)的氧化膜電鍍裝置，用來通過在浸入電鍍?nèi)芤褐械拈L條基質(zhì)和陽極之間施加電流，用電化學(xué)方式在該長條基質(zhì)上連續(xù)地電鍍一層氧化膜，其特征在于，輸送該長條基質(zhì)的同時(shí)對其施加張力，并且一部分基質(zhì)卷繞在一供電輥上，該供電輥通過一供電裝置供給或接收所有電鍍的電流，且其中，在輸送過程中，該供電輥與前輥和后輥的傾斜度保持在一個(gè)預(yù)定的角度內(nèi)，該預(yù)定角度是根據(jù)該長條基質(zhì)的屈服強(qiáng)度與楊氏模量的比率而定的。
32.如權(quán)利要求31所述的連續(xù)氧化膜電鍍裝置，其特征在于，對于1cm的卷材寬度，所施加到該長條基質(zhì)上的張力為0.49N或更大。
33.如權(quán)利要求31所述的連續(xù)氧化膜電鍍裝置，其特征在于，在輸送過程中，該供電輥與前輥和后輥的傾斜度保持在1.025/1000的弧度內(nèi)。
34.如權(quán)利要求31所述的連續(xù)氧化膜電鍍裝置，其特征在于，該氧化膜是一層沉積在電鍍?nèi)芤褐械难趸\膜，該電鍍?nèi)芤褐辽侔跛岣x子和鋅離子。
35.如權(quán)利要求31所述的連續(xù)氧化膜電鍍裝置，其特征在于，該長條基質(zhì)是金屬基質(zhì)。
36.一種連續(xù)的氧化膜電鍍方法，用來通過浸沒所輸送的長條基質(zhì)和與之相對的陽極，并在該長條基質(zhì)和陽極之間施加電流，用電化學(xué)方式在該長條基質(zhì)上連續(xù)地電鍍上一氧化膜，其特征在于，輸送該長條基質(zhì)的同時(shí)對其施加張力，并且一部分基質(zhì)卷繞在一供電輥上，該供電輥通過一供電裝置供給或接收所有電鍍的電流，且其中，在輸送過程中，該供電輥與前輥和后輥的傾斜度保持在一個(gè)預(yù)定的角度內(nèi)，該預(yù)定角度是根據(jù)長條基質(zhì)的屈服強(qiáng)度與楊氏模量的比率而定的。
37.如權(quán)利要求36所述的連續(xù)氧化膜電鍍方法，其特征在于，對于1cm的卷材寬度，所施加到該長條基質(zhì)上的張力為0.49N或更大。
38.如權(quán)利要求36所述的連續(xù)氧化膜電鍍方法，其特征在于，在輸送過程中，該供電輥與前輥和后輥的傾斜度保持在1.025/1000的弧度內(nèi)。
39.如權(quán)利要求36所述的連續(xù)氧化膜電鍍方法，其特征在于，該氧化膜是一層沉積在電鍍?nèi)芤褐械难趸\膜，該電鍍?nèi)芤褐辽侔跛岣x子和鋅離子。
40.如權(quán)利要求36所述的連續(xù)氧化膜電鍍方法，其特征在于，該長條基質(zhì)是金屬基質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種卷材輸送裝置,它用來在輸送卷材的同時(shí)保持卷材并向卷材施加張力,該輸送裝置具有許多與所輸送的卷材接觸的輥?zhàn)?并且至少該許多輥?zhàn)又械囊粋€(gè)輥?zhàn)泳哂幸粋€(gè)將卷材的變形量限制在Y/E內(nèi)的機(jī)構(gòu),本發(fā)明還提供了一種卷材輸送方法,它采用的是這樣一種卷材輸送裝置,該裝置用來在輸送卷材的同時(shí)保持卷材并向卷材施加張力,該輸送裝置具有許多與輸送的卷材接觸的輥?zhàn)?并且輸送在卷材的同時(shí),卷材的變形量被一個(gè)機(jī)構(gòu)限制在Y/E內(nèi),其中至少該許多輥?zhàn)又械囊粋€(gè)輥?zhàn)釉O(shè)有該機(jī)構(gòu)。該裝置和該方法都能防止卷材彎曲。
文檔編號C25D7/06GK1323731SQ0111967
公開日2001年11月28日 申請日期2001年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月28日
發(fā)明者荒尾浩三, 遠(yuǎn)山上, 園田雄一, 宮本祐介 申請人:佳能株式會社