JP5414257B2 - 電解用電極 - Google Patents

Description

本発明は、電解用電極に関し、より詳しくは、電気めっき法により電解銅箔等の金属箔を製造するのに用いられる電解用電極に関する。

電気めっきによる金属箔の製造においては、近年、電解装置が大電流化及び大型化する傾向にあり、不溶性陽極として用いられる電解用電極としては、省スペース化が可能な曲面状のものが従来から知られている。例えば、特許文献１には、陽極板をボルトにより殻体に取り付けて撓ませることにより円弧状に形成した構成が開示されており、この円弧状の陽極板を回転自在な円筒型陰極の周囲に間隔を空けて配置し、電解液を介在させることで、陰極表面に金属箔を析出させることができる。また、陽極板と殻体との間には接触リングが介在されており、この接触リングの厚みを変えることで、陽極板と陰極との間隔を調整することができる。これにより、陽極板と陰極との間隔を全体にわたって一定に保持することができ、電流密度を均一にして、析出する金属薄膜の厚みの均一化が図られている。

しかし、特許文献１の構成においては、殻体への陽極板の取り付けは、殻体に対して陽極板と反対側からボルトを挿通することにより行われていたため、接触リングの厚みを変更するためには、殻体の外側でボルトの着脱作業を行うと共に、殻体の内側で陽極板の着脱作業が必要になることから、作業が繁雑になるという問題があった。

このため、特許文献２には、図４に示すように、円弧状に形成された第１の電極基体５１の内面側（不図示の陰極と対向する側）に、中間材５２，５３を介して円弧状の第２の電極基体５４を配置し、第１の電極基体５１の内面側からボルト５５で第２の電極基体５４を固定した構成が開示されている。図５に示すように、第２の電極基体５４は、第１の電極基体５１の内周面に多数配置され、ブスバー５６から第１の電極基体５１を介して全ての第２の電極基体５４に一体的に通電することができる。特許文献２の構成によれば、中間材５２，５３の厚み調整を行う場合に、第１の電極基体５１の内面側のみで中間材５２，５３の取り替え作業を行うことができ、作業性の向上が図られている。

ところが、それぞれの第１の電極基体５１について陰極との間隔調整を個別に行うことは、やはり作業面での問題が残り、この点において更に改良の余地があった。
特公平６−４７７５８号公報 特開平８−２０９３９６号公報

そこで、本発明は、電解電流密度の均一化が容易な電解用電極の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、回転可能な陰極に対して間隔をあけて配置される陽極として用いられる電解用電極であって、断面円弧状の基体と、該基体の内面側に配置された複数の電極板とを備え、前記基体と前記電極板との間には、絶縁性の弾性体が介在され、前記電極板は、外方に突出するボスが前記基体の貫通孔に挿通されており、給電板との間に絶縁性の弾性体を介して前記基体を挟持し、前記給電板の外面側からボルトを前記ボスの頭部に螺合することで、前記基体に固定され、前記各電極板は、前記各電極板の間に絶縁用の隙間が確保されるとともに前記各電極板に対して個別に給電可能であり、電極間距離と給電電流値とは反比例の関係にあるため、前記各電極板と前記陰極との電極間距離に対応する給電電流値を予めテーブル化または数式化しておくことで、前記電極板毎の給電電流値を決定するように構成されている電解用電極により達成される。

本発明によれば、電解電流密度の均一化が容易な電解用電極を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電解用電極の断面図であり、電解槽の陽極として用いた場合を示している。

図１に示すように、電解用電極１は断面円弧状に形成されており、本実施形態においては、２つの電解用電極１，１が半円状に配置されて、電解槽２の槽壁を兼ねている。電解用電極１，１の内面側には、回転駆動可能なドラム状の陰極４が、周方向に沿って隙間が略一定となるように、間隔をあけて配置されている。電解槽２には、隣接する２つの電解用電極１，１間に設けられた給液部２ａを介して電解液Ｌを供給することができ、供給された電解液Ｌは、矢示のように電解用電極１，１と陰極４との間を通過し、電解槽２の左右両側に設けられた排出溝２ｂ，２ｂから外部に排出される。

図２は、電解用電極１の要部を拡大して示す断面図であり、図３は、これを更に拡大して示す断面図である。図２及び図３に示すように、電解用電極１は、断面円弧状の基体１０の内面側（図１の陰極４に面する側）に、同じく断面円弧状の電極板１２が複数配置されて構成されている。電極板１２は、外方に突出するボス１２ａが基体１０の貫通孔１０ａに挿通されており、電極板１２と給電板１６との間に基体１０を挟持して、給電板１６の外面側（図１の陰極４とは反対側）からボルト１８をボス１２ａの頭部に螺合することで、電極板１２が基体１０に固定されている。基体１０は、例えばチタン板から構成することができ、電極板１２は、例えばチタン板の内面側を酸化イリジウムなどでコーティングした不溶性電極とすることができる。

電極板１２と基体１０との間、及び、基体１０と給電板１６との間には、リング状に形成されたゴム材などの絶縁性を有する弾性体２０，２２が介在されている。

各電極板１２は、基体１０の内面全体を覆うように整列配置されており、それぞれの間には絶縁用の隙間Ｓが確保されている。各電極板１２には、給電板１６に接続された単芯電線からなる配線１６ａを介して、矢示方向に電流を供給することができ、個別に給電可能に構成されている。

上記の構成を有する電解用電極１によれば、各電極板１２と陰極４との電極間距離にばらつきが生じて電流密度が不均一になるおそれがある場合、従来のように電極間距離を調整するのではなく、各電極板１２に給電する電流値を個別に調整することができる。具体的には、測定した電極間距離が小さいときには給電電流値を大きくする一方、電極間距離が大きいときには給電電流値を小さくすることにより、陰極の電流密度分布を均一化することができ、給電電流値の調整のみで、析出金属の厚みを容易に均一化することができる。電極間距離と給電電流値とは、上記のように反比例の関係にあるため、電極間距離に対応する給電電流値を予めテーブル化または数式化しておくことで、電極板１２毎の給電電流値をより容易に決定することができる。

また、基体１０と電極板１２との間に絶縁性の弾性体２０が介在された状態で、電極板１２が基体１０に固定されているため、電解槽２に貯留された電解液Ｌの漏出を確実に防止できると共に、基体１０と電極板１２との間における電気的な絶縁を確保することができる、
更に、基体１０と給電板１６との間にも弾性体２２が介在されることにより、給電板１６を介した電極板１２への安定した給電が可能になり、給電電流値の調整により電流密度を確実に制御することができる。

本発明の一実施形態に係る電解用電極の断面図である。 図１に示す電解用電極の要部を拡大して示す断面図である。 図１に示す電解用電極の要部を更に拡大して示す断面図である。 従来の電解用電極の要部断面図である。 図４に示す電解用電極の全体構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 電解用電極
１０ 基体
１０ａ 貫通孔
１２ 電極板
１２ａ ボス
１６ 給電板
１８ ボルト
２０，２２ 弾性体

Claims (1)

1. 回転可能な陰極に対して間隔をあけて配置される陽極として用いられる電解用電極であって、
   断面円弧状の基体と、該基体の内面側に配置された複数の電極板とを備え、
   前記基体と前記電極板との間には、絶縁性の弾性体が介在され、
   前記電極板は、外方に突出するボスが前記基体の貫通孔に挿通されており、給電板との間に絶縁性の弾性体を介して前記基体を挟持し、前記給電板の外面側からボルトを前記ボスの頭部に螺合することで、前記基体に固定され、
   前記各電極板は、前記各電極板の間に絶縁用の隙間が確保されるとともに前記各電極板に対して個別に給電可能であり、前記各電極板及び前記陰極の電極間距離と給電電流値とが反比例の関係にあることに基づき予めテーブル化または数式化された電極間距離に対応する給電電流値により、前記電極板毎の給電電流値が決定されるように自動制御されている電解用電極。