JP2009256772A - 電解金属箔製造装置における電極基体 - Google Patents

Abstract

【課題】通電接触抵抗が小さく電力のロスが防げる電解金属箔製造装置における電極基体を提供する。
【解決手段】電解金属箔製造装置の電着ドラムに対向する曲面状のアノード基材２０を複数に分割し、かつ分割された各々のアノード基材に電流を供給する各々の縦ブスバー１０の先端部に、アノード基材の曲率と同一曲率の湾曲面を構成し、この湾曲面を前記アノード基材に密着固定する。または縦ブスバーの先端部１１をアノード基材表面に密着した導電性の横ブスバーに固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電解金属箔製造装置に使用する電極基体の構造に関するものである。

電解金属箔製造装置は、図１に示すように電着ドラム１を電解溶液３に浸して回転させて、陰極としたドラム面と電解溶液３中に配された陽極である電極基体２との間に直流電流を流して、電着ドラム１表面に電解金属箔層を形成させて電解金属箔を製造している。

前記製造装置に使用される電極基体２は図１０及び図１１に示すものであり、電着ドラム１に対向して湾曲したアノード基材２０の表側（電着ドラム１側）表面に電極板を構成したものである。そして、アノード基材２０の裏側表面には電流を供給するために縦ブスバー４０が取り付けられている。

図１０及び図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す従来の縦ブスバー４０は、その先端部４１をアノード基材２０の裏側表面に電極板５０を介してボルト５１，５１を用いて締結固定していた。

前記従来の縦ブスバー４０の固定方法によると、縦ブスバー４０と電極板５０の間に接触抵抗Ｒ１が発生し、また電極板５０の通電抵抗Ｒ２及び電極板５０とアノード基材２０の間に通電抵抗Ｒ３が発生したため、抵抗値が大きくなり電力のロスが生じるという問題点があった。

また、大きな湾曲した電極基体２０に対し、電極板５０は通常１乃至２本であるため、湾曲方向の端部は電路長が長くなり、さらには電極基体２０はチタンのような電気抵抗の大きな耐食性材料を用いているため、電気抵抗が大となる。すなわち、湾曲面の各部で、電極板５０との距離が大きく異なってくる。その結果、全体では平均的な電気抵抗は大きくなり電力ロスとなると共に、湾曲面の各部で電流が不均一となるという問題があった。

また、電極板５０も、チタンのような電気抵抗の大きな耐食性材料を用いているため、縦ブスバーから伝わった電気が幅方向に流れて電極基体２０に電気が伝わるまでの電路長が長くなるに従い、電気抵抗が大きくなる。その結果、縦ブスバー取付部周辺と、そこから離れた場所で電気抵抗の差が生じ、電流も不均一となる。

本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、電極基体を複数に分割して、分割した各々の電極基体に各々の縦ブスバーの先端部を固定し、また縦ブスバーの先端部を、電極基体にボルトで固定した横ブスバーに固定したことにより、通電接触抵抗が小さくなり電力のロスが防げる電解金属箔製造装置における電極基体を提供するものである。

本発明の要旨とするところは、電解金属箔製造装置の円筒型陰極に対向し、裏側表面に電極基体に電流を供給する縦ブスバーを固定した曲面状の電極基体において、前記電極基体を複数に分割して、前記分割した各々の電極基体に各々の縦ブスバーの先端部を固定した電解金属箔製造装置における電極基体である。

また本発明の要旨とするところは、前記縦ブスバーの先端部を、電極基体の裏側表面に固定した導電性の横ブスバーに固定したことを特徴とする電解金属箔製造装置における電極基体である。

また本発明の要旨とするところは、前記縦ブスバーの先端部の表面に、電極基体表面の曲率と同一曲率の湾曲面を構成し、この湾曲面を前記電極基体の表面に密着固定した電解金属箔製造装置における電極基体である。

また本発明の要旨とするところは、前記縦ブスバーを電極基体にボルトで固定し、かつこのボルトと縦ブスバーの間に湾曲ワッシャーを介在させて締結固定した電解金属箔製造装置における電極基体である。

本発明は上記のように電極基体を複数に分割して、前記分割した各々の電極基体に各々の縦ブスバーの先端部を固定した構成であるため、電極基体の電流分布を均一にし、平均的な電気抵抗が小さくなり電力ロスが防げると共に、湾曲面の各部で電流が不均一となることも防止でき、効率の良い電力供給を行うことができると共に、装置の組み立てが容易になるという効果を奏する。

前記縦ブスバーの先端部を、電極基体に固定した横ブスバーに固定した場合には、幅方向での導電性が良くなるため、縦ブスバー取付部周辺と、そこから離れた場所で電気抵抗の差が生ぜず、幅方向でのアノード基材と電着ドラムとの間の電流分布が均一になるという効果がある。

前記縦ブスバーの先端部の表面に、電極基体表面の曲率と同一曲率の湾曲面を構成し、この湾曲面を前記電極基体の表面に密着固定した場合は、前記縦ブスバーから電極基体に送られる電流の抵抗を小さくして、電力のロスを防ぎ効率の良い電力供給を行うことができると共に、従来例のように縦ブスバーを電極板を用いて電極基体に固定しないため部品点数が少なくなるというメリットもあり、製造装置の製造コストや製造効率も向上するという効果を奏する。

前記縦ブスバーを電極基体にボルトで固定し、かつこのボルトと縦ブスバーの間に湾曲ワッシャーを介在させて締結固定した場合には、縦ブスバーをさらに強力に固定することができる。

本発明を実施するための最良の形態は、電解金属箔製造装置の円筒型陰極（電着ドラム）に対向する曲面状の電極基体を複数に分割すると共に、各々の電極基体の表面に各々の縦ブスバーを固定し、これら縦ブスバーの先端部を、電極基体の裏側表面に固定した導電性の横ブスバーに固定したものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は電解金属箔製造装置の構成を示す説明図、図２は本発明の第１実施例の一部切欠拡大正面図、図３は第１実施例の他例の一部切欠拡大正面図、図４は第１実施例の他例の一部切欠拡大正面図と一部拡大図、図５は第１実施例の電極基体への取り付け状態を示す正面図、図６は第２実施例の電極基体への取り付け状態を示す正面図、図７は同側面図、図８は図７の一部拡大正面図、図９は図７の一部切欠拡大斜視図である。

本発明の第１実施例を説明する。
図１に示すように電解金属箔製造装置は電着ドラム１に対向して電極基体２が配置されている。そして図２に示すように前記電極基体２を構成するアノード基材２０の裏側（電着ドラム１と反対側）表面には、製造装置に電流を供給するための複数の縦ブスバー１０，１０・・が取り付けられている。

この縦ブスバー１０は図２に示すように、縦ブスバー１０の先端部１１の表側表面、すなわちアノード基材２０の裏側表面２２に接触する面に湾曲面１２を構成している。この湾曲面１２はアノード基材２０の裏側表面２２と同一の曲率に構成されているため、縦ブスバー１０の先端部１１はアノード基材２０の裏側表面２２に密着して取り付けることができるのである。
なお、前記縦ブスバー１０の先端部１１に湾曲面１２を構成せずに、前記従来例のようにアノード基材２０の裏側表面２２に取り付けることもできる。

次に、縦ブスバー１０の作用について説明する。
まず、縦ブスバー１０の先端部１１の湾曲面１２をアノード基材２０の裏側表面２２に接触させてボルト１５，１５で密着固定する。

その後、縦ブスバー１０からアノード基材２０へ電流を流す。このとき縦ブスバー１０は、湾曲面１２を介してアノード基材２０に直接接触していてボルト１５で固定されているから接触抵抗Ｒ１が小さく、縦ブスバー１０からの電流は効率よくアノード基材２０に供給されるのである。なお図５に示すように、縦ブスバー１０はアノード基材２０に１０本並べて取り付けられている。

図３は第１実施例の他例の一部切欠拡大正面図である。
本例は、縦ブスバー１０をアノード基材２０に固定する方法として、アノード基材２０の表側よりボルト１６，１６を締結している。この方法によればアノード基材２０の表側より縦ブスバー１０の取り付け作業が行えるため、作業が容易であるという長所がある。

図４は第１実施例の他例の一部切欠拡大正面図と一部拡大図である。
本例は、縦ブスバー１０を湾曲ワッシャー１５ａを介してアノード基材２０に固定したものである。この湾曲ワッシャー１５ａは表側表面に縦ブスバー１０の先端部１１の裏側表面１３と同一の曲率の湾曲面１５ｂが構成されているため、縦ブスバー１０の裏側表面に間隙なく密着する。本例の湾曲ワッシャー１５ａによれば、縦ブスバー１０をアノード基材２０により強固に固定できるのである。

図５は前記縦ブスバーの電極基体への取り付け状態を示す正面図である。
本実施例はアノード基材２０を電着ドラム１の中心線に沿って一定間隔に分割して分割基材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅを構成し、前記分割基材２０ａ〜２０ｅの裏面に、各々の分割基材２０ａ〜２０ｅに対応する縦ブスバー１０，１０を固定してある。

前記分割基材２０ａ〜２０ｅによれば、アノード基材２０の電流分布を均一にでき、装置の組み立てが容易になると共に、金属箔製造装置の効果を最適となるように調節し得るという効果がある。
すなわち、陰極の電着ドラム１と陽極の電極基体２との間の湾曲した電解液部３ａ,３ａ(図１参照)における電解反応は、以下の作用により湾曲方向で一定ではない。
（１）電解反応により陽極面には酸素の気泡が発生し、その気泡の量は湾曲した電解液部３ａ,３ａの上方ほど多く存在することになり、結果的に陽極と陰極間の通電（即ち電解反応）が阻害されるのである。
（２）電着ドラム１下部の電解液供給部３ｂの付近は、銅イオン濃度が高く電解反応が活発であり、電解液部３ａ,３ａの上部に行くに従い濃度が低下、すなわち反応が低下してくる。
本実施例によれば、以上のように一定でない電解反応に対し、電極基体２に供給する電気の電圧及び電流を装置全体として最も効果が良くなるように、各分割基材２０ａ〜２０ｅ毎に調節することが可能となる。

図６乃至図９は本発明の第２実施例を示すものである。
本実施例は長尺の横ブスバー３０，３０・・の一側３１，３１・・を、一定間隔を有してアノード基材２０の前記分割基材２０ａ〜２０ｅの裏側にボルト１８で水平に固定し、かつ他側３２，３２・・に縦ブスバー１０，１０の先端部１１，１１をボルト１７，１７・・で固定したものである。
前記横ブスバーは、電気抵抗の小さな導電材を高耐食性材料で被覆したものであり、１本の横ブスバー３０に１〜２本の縦ブスバー１０を取り付けている。

前記横ブスバー３０は、長方形状であり本体内部の主要部分３０ａを銅または銅合金材で構成し、その全周表面をチタン等の耐食材料３０ｂを用いて被覆してある。
そして、前記横ブスバー３０の一側３１の表側表面には前記第１実施例と同様に、アノード基材２０の裏側表面２２と同一曲率の湾曲面３０ｃが構成されている。

前記第２実施例によれば、前述の第１実施例の効果に加えて、横ブスバー３０，３０・・の主要部分３０ａが電気抵抗の小さな導電材で構成しているため、アノード基材２０の幅方向での電流分布を均一にするという効果がある。

電解金属箔製造装置の構成を示す説明図 本発明の第１実施例の一部切欠拡大正面図 本発明の第１実施例の他例の一部切欠拡大正面図 本発明の第１実施例の他例の一部切欠拡大正面図と一部拡大図 本発明の第１実施例の電極基体への取り付け状態を示す正面図 本発明の第２実施例の電極基体への取り付け状態を示す正面図 本発明の第２実施例の電極基体への取り付け状態を示す側面図 図７の一部拡大正面図 図７の一部切欠拡大斜視図 従来例のアノード基材の電極基体への取り付け状態を示す正面図 （Ａ）は図１０の一部拡大正面図、（Ｂ）はその他例を示す一部拡大正面図

符号の説明

１ 電着ドラム
２ 電極基体
３ 電解溶液
１０ 縦ブスバー
１１ 縦ブスバーの先端部
１２ 縦ブスバーの先端部の表側湾曲面
１５ ボルト
１５ａ 湾曲ワッシャー
１６ ボルト
１７ ボルト
１８ ボルト
２０ アノード基材
２２ アノード基材の裏側表面
３０ 横ブスバー

Claims (4)

1. 電解金属箔製造装置の円筒型陰極に対向し、裏側表面に電極基体に電流を供給する縦ブスバーを固定した曲面状の電極基体において、
   前記電極基体を複数に分割して、前記分割した各々の電極基体に各々の縦ブスバーの先端部を固定した電解金属箔製造装置における電極基体。
2. 前記縦ブスバーの先端部を、電極基体の裏側表面に固定した導電性の横ブスバーに固定したことを特徴とする請求項１記載の電解金属箔製造装置における電極基体。
3. 前記縦ブスバーの先端部の表面に、電極基体表面の曲率と同一曲率の湾曲面を構成し、この湾曲面を前記電極基体の表面に密着固定した請求項１記載の電解金属箔製造装置における電極基体。
4. 前記縦ブスバーを電極基体にボルトで固定し、且つこのボルトと縦ブスバーの間に湾曲ワッシャーを介在させて締結固定したことを特徴とする請求項３記載の電解金属箔製造装置における電極基体。

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