JP2004315937A

JP2004315937A - 金属箔製造用不溶性電極

Info

Publication number: JP2004315937A
Application number: JP2003114488A
Authority: JP
Inventors: Akinori Kobayashi; 昭典小林
Original assignee: Nippon Stainless Steel Kozai Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Kozai Co Ltd
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】本発明は、ブスバーと電極板とをこの金属板に歪みが発生しないように固定することで薄く且つ均一な厚さの金属箔を製造できる実用性に秀れた金属箔製造用不溶性電極を提供すること。
【解決手段】電解槽１の内部に電極板３を設け、この電極板３の一部に給電体を当接し、前記電解槽１に金属イオンを含む電解液を溜め、この電解液にドラム２を浸漬し、前記給電体から供給した電流を前記電極板３及び前記電解液を経由してドラム２に流すことにより、このドラム２の外周面で金属箔を製造する装置であって、前記給電体として設けたブスバー４を前記電解槽１の上部にして前記電極板３の上部外面に当接してこの電極板３に電流を供給するように構成し、このブスバー４と前記電極板３とを、溶接による固定構造を採用せず、ボルト５の螺着による固定構造で固定せしめたものである。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属箔製造用不溶性電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
銅箔や銀箔等の金属箔を製造する装置が種々提案されている（例えば、出願人の先願に係る特開２００１−４９４８２）。
【０００３】
この金属箔製造用不溶性電極について図１，２に基づいて簡単に説明すると、金属イオンを含む電解液（例えば、硫酸銅溶液）が溜められる電解槽１と、この電解槽１に溜められた電解液に浸漬される円筒状のドラム２とから成り、電解槽１の内部にはドラム２の円弧外縁に対応する半円弧形状の電極板３（アノードプレート）が設けられ、この電極板３の上部外面にはブスバー４と呼ばれる給電体が設けられている。前記電解槽１の底部には、この電解槽１内に電解液を供給する液供給口１１が設けられ、前記ブスバー４には、この電解槽１からオーバーフローした電解液が通過する凹溝状の液通過部８が設けられている。また、前記ドラム２は軸１２を支点に回転する構成である（本実施例と同一構成部分には同一符号を付した。）。
【０００４】
電流は、前記ブスバー４に付設した電極体９から、ブスバー４，電極板３及び電解液を経由してドラム２に供給され、このドラム２から軸１２を経由して放出される。この電流の流れによってドラム２の外周面には金属箔が形成される。この金属箔は、ドラム２から順次剥離されていく。
【０００５】
また、金属箔の形成に伴って電解液中の金属イオンが消費されていく為、前記液供給口１１から電解槽１内に電解液を供給していき、この供給によって溢れた電解液は前記液通過部８から排出される。
【０００６】
金属箔の良好で且つ効果的な形成、即ち、薄く且つ均一な厚さの金属箔を早く形成する為には、ドラム２の外周面に電流が均一に流れることが重要である。その為、ドラム２や電極板３には、電気抵抗の低い金属製のもの（例えば、銅製のもの）を採用したいが、電解液の腐食作用も考慮する必要があり、よって、実際にはチタン製のものが採用されている。そして、前記ブスバー４も電解液とふれることもあることから、チタン製のもの（銅にチタンメッキを施したもの等も含む。）が採用されている。
【０００７】
ところで、従来、ブスバー４の当接部と電極板３とは溶接によって固定される構造が採用されている。この溶接による固定構造で、ブスバー４と電極板３とは密着することができる。
【０００８】
しかし、溶接による固定構造では、特に電極板３に歪みが発生して平面精度や円弧精度が低下してしまい、この電極板３に電圧ムラが発生してしまうという問題点がある。
【０００９】
電極板３に電圧ムラが発生すれば、当然ながら形成される金属箔の厚さにムラが発生してしまい、薄い金属箔の形成も不可能となる。
【００１０】
更に、溶接による固定構造は、溶接作業に多くの時間を要するという問題点もある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するもので、ブスバーと電極板とをこの金属板に歪みが発生しないように固定することで薄く且つ均一な厚さの金属箔を製造できる実用性に秀れた金属箔製造用不溶性電極を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１３】
電解槽１の内部に電極板３を設け、この電極板３の一部に給電体を当接し、前記電解槽１に金属イオンを含む電解液を溜め、この電解液にドラム２を浸漬し、前記給電体から供給した電流を前記電極板３及び前記電解液を経由してドラム２に流すことにより、このドラム２の外周面で金属箔を製造する装置であって、前記給電体として設けたブスバー４を前記電解槽１の上部にして前記電極板３の上部外面に当接してこの電極板３に電流を供給するように構成し、このブスバー４と前記電極板３とを、溶接による固定構造を採用せず、ボルト５の螺着による固定構造で固定せしめたことを特徴とする金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００１４】
また、前記電極板３の前記ブスバー４と当接する部位に金属メッキ層６を設け、この金属メッキ層６を介して前記電極板３と前記ブスバー４とを当接せしめたことを特徴とする請求項１記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００１５】
また、前記ブスバー４の前記電極板３と当接する部位に金属メッキ層７を設け、この金属メッキ層７を介して前記電極板３と前記ブスバー４とを当接せしめたことを特徴とする請求項１記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００１６】
また、前記電極板３の前記ブスバー４と当接する部位に第一金属メッキ層６を設け、前記ブスバー４の前記電極板３と当接する部位に第二金属メッキ層７を設け、この第一金属メッキ層６及び第二金属メッキ層７を介して前記電極板３と前記ブスバー４とを当接せしめたことを特徴とする請求項１記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００１７】
また、前記金属メッキ層を設ける部位に切削及び研磨処理を施し、この切削及び研磨処理を施した部位に前記金属メッキ層を設けたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００１８】
また、前記電極板３がチタン製であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００１９】
また、前記電極板３として前記円筒状のドラム２の円弧外縁に対応する円弧形状のものを採用したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００２０】
また、前記ブスバー４がチタン，銅若しくは鉛製であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００２１】
また、前記銅製板にチタン板をライニングした、若しくはチタンメッキを施工したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極に係るものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
好適と考える本発明の実施の形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいてその作用効果を示して説明する。
【００２３】
ブスバー４と電極板３とを、溶接による固定構造を採用せず、ボルト５の螺着による固定構造で固定せしめたから、熔接による歪みは生じず、例えばボルトやボルト孔の配置の設定や、また、例えばこのボルト５の締め付け度合いの調節あるいは締め付け時に各ボルトを順次バランス良く締め付けるなどすることにより、電極板３を歪みがほとんど発生しない状態でブスバー４に固定することができる。
【００２４】
従って、ブスバー４から供給される電流は、電極板３にムラ無く均一に作用し、この電極板３に均一に作用した電流がドラム２に均一に作用し、よって、ドラム２の外周面で均一な厚さの金属箔を製造することができる。
【００２５】
【実施例】
本発明の具体的な実施例について図１，３に基づいて説明する。
【００２６】
本実施例は、電解槽１の内部に電極板３を設け、この電極板３の一部にブスバー４と呼ばれる給電体を当接し、前記電解槽１に金属イオンを含む電解液を溜め、この電解液にドラム２を浸漬し、前記給電体から供給した電流を前記電極板３及び前記電解液を経由してドラム２に流すことにより、このドラム２の外周面で金属箔を製造する装置である。
【００２７】
ドラム２は円筒状のものを採用している。このドラム２の中心部には軸１２が設けられ、この軸１２を支点にドラム２は回転する。
【００２８】
このドラム２は、例えば、鉄製のインナードラムの外周面にチタン製のトップスキン（アウタードラム）を被嵌したものを採用する。
【００２９】
軸１２は、陰極（カソード）に接続している。
【００３０】
電解槽１の内部、即ち、電極板３は、ドラム２の下半分の円弧外縁に対応する上方が開口した円弧形状である。尚、図１の紙面表裏方向は、ドラム２の垂直外円に対応する垂直形状で、この部位には電極板は設けられていない。
【００３１】
この電極板３は、アノードプレートと呼ばれている。この電極板３は、厚さ１０〜４０ｍｍ程度のチタン板製で、ドラム２の形状に対応するように曲げ加工若しくは切削加工したものを採用している。
【００３２】
また、電極板３は、約１／４円弧状の二枚のチタン板３・３を対向状態に設け、このチタン板３間の電解槽１の中央底部には、電解槽１内に前記電解液を供給する為の液供給口１１を設けている。
【００３３】
この二枚のチタン板３・３は、支持体１５に固定することよって所定位置に支持されている。
【００３４】
前記ブスバー４は、電解槽１の上部にして前記電極板３の上部外面に当接せしめている。
【００３５】
このブスバー４には、前記電解槽１からオーバーフローした前記電解液を溜め受けたり、また、側方へ排出するようにも構成できる上部が開口した凹溝状の液通過部８を設け、上部が開口した断面視コ字形となっており、外面部の双方を夫々陰・陽の電極に面接する構成としている。
【００３６】
このブスバー４は、チタン板製のもの、若しくは、通電性の高い金属板（例えば銅板）にチタン板をライニングしたり、チタンをメッキしたりしたものを採用している。尚、ブスバー４がチタン板製の場合、このチタン板として厚さ１０〜８０ｍｍ程度のものを採用する。
【００３７】
また、ブスバー４は、電極体９（陽極）に付設している。この電極体９から供給される電流は、ブスバー４、電極板３、電解液の順に通過した後、ドラム２の外周面に達し、このドラム２から前記軸１２を通過して放出される。この電流の通過により、ドラム２の外周面に金属箔（銅箔や銀箔等、電解液によって決定する）を形成できる。
【００３８】
電極体９は、電解液の腐食作用を受けない為、通電性の良い素材製、例えば、銅製や銀製のものを採用する。
【００３９】
この電極体９には、整流器（図示省略）を通過した定電圧の定電流が作用する。
【００４０】
電極体９とブスバー４との固定は、ブスバー４における電圧ムラがドラム２で形成される金属箔に及ぼす影響が少ないから、溶接による固定構造や、ボルトの螺着による固定構造等、任意に選択して良い。
【００４１】
ブスバー４と電極板３との固定は、電極板３において電圧ムラが発生するとドラム２で形成される金属箔の厚さが不均一になるという観点から、精度の良い固定構造を採用する。
【００４２】
この精度の良い固定構造としては、ボルト５の螺着による固定構造を採用する。
【００４３】
具体的には、ブスバー４にして電極板３と当接する側の壁部１６に多数の貫通孔１７を穿設し、この電極板３にして前記貫通孔１７と対応する位置にネジ穴１８を穿設し、前記貫通孔１７側から頭部１９とネジ軸部２０を有するボルト５を挿入し、ネジ軸部２０を前記ネジ穴１８に螺合せしめることで、前記ボルト５の頭部１９と前記電極板３とにより前記ブスバー４の壁部１６を挟持する構成を採用する。
【００４４】
ネジ穴１８は、電極板３を貫通するものでも非貫通のものでもどちらでも採用して良いが、貫通するものを採用した場合、前記ネジ軸部２０の先端面が、電極板３の内面（電解槽１の内部）と面一あるいは少し凹んだ状態となるように構成した方が良い（電極板３に作用する電圧を均一にする為である。）。
【００４５】
貫通孔１７は、前記ネジ軸部２０より径大のものを採用すると良い。この貫通孔１７とネジ軸部２０との径の差により、電極板３を歪ませずにブスバー４と固定せしめ易くなる。
【００４６】
このような貫通孔１７やネジ穴１８の配置により、ボルト５の締め付け作用が電極板３に均一に作用することになり、よって、電極板３の歪みを非常に良好に防止することができる。
【００４７】
尚、例えば、ネジ穴１８の代わりに貫通穴を採用し、この貫通穴にして電極板３の内面側に径大部を設け、この径大部にナットを挿入し、このナットに前記ボルト５のネジ軸部２０が螺合するように構成しても良い。この場合にも、ナットの露出端面が電極板３の内面と面一になるように構成した方が良い。
【００４８】
また、電極体９とブスバー４とが当接する部位には、両者の良好な当接、特に、良好な通電性の観点から、金属メッキ層６・７を設けている。
【００４９】
金属メッキ層６・７としては、通電性の高く且つ腐食に強い金属製のもの、具体的には、プラチナ（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等のものを採用する。
【００５０】
この金属メッキ層６・７は、電極体９側若しくはブスバー４側のいずれか一方に設ける構成でも良いが、本実施例は電極体９側及びブスバー４側の双方に金属メッキ層６・７を設けている。この双方に設ける構成の方が金属メッキ層６・７同志が密着し易く、通電性が良好となる（接触抵抗が小さくなる。）。
【００５１】
また、電極体９側及びブスバー４側の金属メッキ層６・７は、同一金属製のメッキ層とする。同一金属での当接の方が、異なる金属での当接の場合より、接触抵抗が小さくなるからである。
【００５２】
金属メッキ層６・７は、金属メッキ層６・７を設ける部位に予め研磨処理を施し、この研磨処理を施した部位に前記金属メッキ層６・７を形成することで設けている。この研磨処理により、形成される金属メッキ層６・７の厚さがムラの無い均一なものとなり、よって、通電性が均一となる。
【００５３】
本実施例は上述のように構成したから、電極板３を歪みがない状態でブスバー４に固定することができ、これにより、電極板３の通電ムラ（電圧ムラ）が無く、ドラム２の外周面で良好に金属箔を形成できる実用性に秀れた金属箔製造用不溶性電極となる。
【００５４】
即ち、金属箔製造用不溶性電極において、ドラム２は直径数メートルと非常に大きく、当然ながら電極板３も非常に大きくて自重等により歪み易く、この為、この電極板３を歪まないようにブスバー４と溶接して固定することは大変厄介であったが、本実施例は、ボルト５の螺着による固定構造であるから、ボルト５の締め付け度合いを調整する等により、電極板３の歪みを防止することができ、これにより電極板３に通電ムラは発生せず、ドラム２の外周面で薄く且つ均一で良好な厚さの金属箔を製造することができる。
【００５５】
また、ブスバー４と電極板３とは金属メッキ層６・７を介して当接する構成であるから、ボルト５の螺着による固定により、前記金属メッキ層６・７が押し潰されて密着することになり、接触抵抗が小さいことになる。
【００５６】
また、金属メッキ層６・７はブスバー４と電極板３との双方に設けたから、ブスバー４と電極板３とは金属メッキ層６・７同志が密着することになり、より一層接触抵抗が小さいことになる。
【００５７】
また、ブスバー４及び電極板３に設けた金属メッキ層６・７は、同一金属製のものであるから、異種金属を当接する場合に比し、接触抵抗が低いことになり、この点においても好適となる。
【００５８】
また、金属メッキ層６・７は、ブスバー４及び電極板３を研磨した部位に設けているから、金属メッキ層６・７の厚さは均一なものとなり、よって、この金属メッキ層６・７の厚さが部位ごとに相違して接触抵抗が異なってしまうことは防止され、この点においても好適となる。
【００５９】
また、多数のボルト５を規則的に配置してブスバー４と電極板３とを固定する構造であるから、この多数のボルト５の夫々の締め付け度合いを調整しててブスバー４と電極板３とを最適な固定状態とすることができ、この点においても電極板３に通電ムラが発生することは防止され、好適となる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は上述のように構成したから、電極板を、歪みが発生しないドラムの外周面に適正に対応した状態でブスバーに固定することができ、よって、電極板に通電ムラ及び電圧ムラが発生せず、前記ドラムの外周面での金属箔の形成を極めて良好に達成できる実用性に秀れた金属箔製造用不要性電極となる。
【００６１】
請求項２，３記載の発明においては、金属メッキ層を介して電極板とブスバーとが当接する構成であるから、電極板とブスバーとの接触抵抗を小さいものとすることができ、この点においても金属箔の形成を良好に達成できることになる。
【００６２】
請求項４記載の発明においては、電極板に設けた第一金属メッキ層とブスバーに設けた第二金属メッキ層とを介して電極板とブスバーとが当接する構成であるから、電極板とブスバーとは金属メッキ層同志で当接することになり、それだけ接触抵抗が小さくなって金属箔の形成をより一層良好に達成できることになる。
【００６３】
請求項５記載の発明においては、切削及び研磨処理を施した部位に金属メッキ層を設けたから、金属メッキ層の厚さが均一となり、当然ながら接触抵抗も均一となり、この点においても、金属箔の形成をより一層良好に達成できることになる。
【００６４】
請求項６，７，８，９記載の発明においては、一層実用性に秀れた金属箔製造用不溶性電極となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属箔製造用不溶性電極の説明側断面図である。
【図２】従来の電極板３とブスバー４との固定構造を示す説明拡大断面図である。
【図３】本実施例の電極板３とブスバー４との固定構造を示す説明拡大断面図である。
【符号の説明】
１電解槽
２ドラム
３電極板
４ブスバー
５ボルト
６金属メッキ層（第一金属メッキ層）
７金属メッキ層（第二金属メッキ層）

Claims

電解槽の内部に電極板を設け、この電極板の一部に給電体を当接し、前記電解槽に金属イオンを含む電解液を溜め、この電解液にドラムを浸漬し、前記給電体から供給した電流を前記電極板及び前記電解液を経由してドラムに流すことにより、このドラムの外周面で金属箔を製造する装置であって、前記給電体として設けたブスバーを前記電解槽の上部にして前記電極板の上部外面に当接してこの電極板に電流を供給するように構成し、このブスバーと前記電極板とを、溶接による固定構造を採用せず、ボルトの螺着による固定構造で固定せしめたことを特徴とする金属箔製造用不溶性電極。
前記電極板の前記ブスバーと当接する部位に金属メッキ層を設け、この金属メッキ層を介して前記電極板と前記ブスバーとを当接せしめたことを特徴とする請求項１記載の金属箔製造用不溶性電極。
前記ブスバーの前記電極板と当接する部位に金属メッキ層を設け、この金属メッキ層を介して前記電極板と前記ブスバーとを当接せしめたことを特徴とする請求項１記載の金属箔製造用不溶性電極。
前記電極板の前記ブスバーと当接する部位に第一金属メッキ層を設け、前記ブスバーの前記電極板と当接する部位に第二金属メッキ層を設け、この第一金属メッキ層及び第二金属メッキ層を介して前記電極板と前記ブスバーとを当接せしめたことを特徴とする請求項１記載の金属箔製造用不溶性電極。
前記金属メッキ層を設ける部位に切削及び研磨処理を施し、この切削及び研磨処理を施した部位に前記金属メッキ層を設けたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極。
前記電極板がチタン製であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極。
前記電極板として前記円筒状のドラムの円弧外縁に対応する円弧形状のものを採用したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極。
前記ブスバーがチタン，銅若しくは鉛製であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極。
前記銅製板にチタン板をライニングした、若しくはチタンメッキを施工したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の金属箔製造用不溶性電極。