JPS5912753B2 - １枚の母板から複数の電着金属片をうる方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明ぼ匹ツケルまたはコバルトの電解精製や、メッ
キ廃液からニッケルまたはコバルトを回収する際に、母
板にこれら金属を電着させたのち、剥離し割つて多数の
小片とする方法に関する。

ニッケルやコバルトの電解精製や、ニッケルメッキ廃液
からニッケルを電解的に回収するときに通常用いられて
いる方法は、ステンレスまたはチタン等の母板に採取し
ようとしている金属を１ｍｍ程度の厚さに電着させた後
に、これを剥離し、吊子を付けて種板とし、この種板の
両面に夫々５ｎ程度の厚さに金属を電着させてニッケル
又はコバルトを得る方法である。この方法は製品電着物
を得るために１枚宛の種板を必要とし、この種板をうる
ために母板からの剥離、吊子付等の煩雑な操作が必要で
あること、また得られた電着物の大きさは電解槽の大き
さによつて決定され、これは多１０くの用途に対して大
き過ぎ、従つてこの電着物は使用前に切断しなければな
らないが切断には大きな剪断装置が必要である。この様
な難点を回避するために、銅電解において母板上に厚く
電着させた後、剥離して製品電気１５銅を得ることによ
り種板を使用しない銅電解精製方法が、特公昭５０−１
７１７６号公報により提案され、また剪断装置を用いず
に小片状電着物を得るために、電気絶縁物によつて母板
表面を小さく区画し、絶縁物で区画された部分内のみに
金属２０を厚く電着させて後剥離して、所望の寸法の小
片状電着物を得るニッケルの電気精錬方法が特公昭４４
−１０６２号公報により提案されている。

これらの方法にも欠点がある。すなわち、種板を用いな
いで全面に電着させた後剥離させる場合２５には、縁を
電気絶縁物で被覆しないと電着物が縁で連なつて剥離が
できない。この電気絶縁物は一般に塗料又はテープが用
いられるが、これの耐久性が乏しく、しばしば補修作業
を必要とすること、また電着面を電気絶縁物によつて小
さく区画する場合には電着のための有効面積が減少して
生産性が低下するなどの欠点の他、電気絶縁物の補修が
再々必要となるなどの欠点を有している。本発明はこれ
ら上述の欠点なく小片に容易に割ることのできるように
板状に電着させ、この電着３５金属板を割つて小片とす
ることのできる方法を提供するものである。

本発明はステンレス、チタン等の圧延板からなる金属平
板の両側端面および下端面には窪みを設けて電気絶縁物
を充填し、表裏面の電着面には任意の線状に金属平板の
肉厚より浅い断面で頂角が７０線〜１１０平のｖ字形溝
を形成した母板を用い、この母板の両面に金属を電着さ
せ、両面から２枚の金属板として剥離し、この金属板を
割つて複数の金属片とするものである。

第１図に示すように金属平板１の表面にｖ字形溝２を設
けると、平滑な金属平板の面に対しては電流線３は直角
であるが、ｖ字形溝２に入つた電流線３はｖ字形溝の内
面に直角に入るように湾曲してくる。

これに対応して第２図に示すように電着金属４の結晶成
長方向は電流線３の方向に対応して矢印５のようになる
。電着金属結晶は普通樹枝状晶であるが、樹枝状晶でな
い微細な多結晶の成長方向をも包含して結晶成長方向５
として示す。第２図に示すようにｖ字形溝２をはさんで
電着集合組織は２つの組織に分れており、その境界に相
互の結晶成長を阻害し合う境界線６が現われる。この境
界線６の存在は電着物の断面を検鏡すれば容易に認める
ことができる。通常一つの電着集合組織内では金属とし
て外力に対して大きな強度を持つているが第２図の境界
線６の部分では時には電解液をまき込んでいたり、幾何
学的形状から来る一次電流分布から見ても、溝の奥に行
くに従つて電着物の厚さも多少薄くなる傾向があり、外
力に対する強度が小さい。

従つて強い外力を加えた場合に、一つの集合組織は弾性
変形の範囲内で撓む程度にしか変形しない場合でも、こ
の境界線の部分から割れてしまう。従つて、金属平板１
の表裏の電着面に目的とする電着物小片の外形の大きさ
に応じた寸法間隔でｖ字形溝２を設けておけば電着後剥
離してから、外力を加えることにより容易に所望寸法に
割ることが出来る。ｖ字形溝２の線は第３図ａ−ｅに示
すように縦方向にのみｖ字形溝２を設けても、縦横に交
差する溝でもよいし、互に交叉しなくてもよいし、必要
に応じて任意の形に選ぶことが出来る。またｖ字形溝２
の形状は第３図ｅのように曲線であつてもよい。また金
属平板の外形は必ずしも矩形である必要はない。電着面
に設けるｖ字形溝２の断面のｖ形のなす角度については
電着物に境界線が現われる形状であれば特に制限はない
が、溝がコ形であれば電着ノ物の剥離が困難であり、ｖ
字形溝の断面角度が６０剥以下のようにあまり鋭角であ
つても剥離がむづかしい。

１２００以上の鈍角になると二つの結晶組織の境界線が
不明瞭となつて外力を加えても割れにくくなることがあ
るので好ましくない。

このためｖ字形溝２の断面の頂角を７０（１１００の範
囲とする。溝の断面の形状は正しくＶ字形である必要は
なく、剥離しにくかつたりしない限りは、第４図のａ−
ｃの様であつてもよい。溝の深さは電着物の厚さの１／
５〜１／３以上あることが望ましく、電着物の厚さに対
して浅すぎると剥離した後割りにくくなる。

溝底は上記した趣旨から丸味のない溝底に線が明瞭に出
た形のものが好ましい。溝は金属平板の電着面の表裏の
両面に設けるものであるから、金属平板の厚さが特に厚
くない場合には表裏の位置を若干ずらすことが望ましい
。

また金属平板１は繰り返し使用するため、強度の面から
少なくとも５ｍ７！Ｌ以上の厚みの板を用いることにな
るので、ｖ字形溝はプレスでは形成不能で切削加工によ
つて形成することになる。次に金属平板が電解液中に浸
る両側端面及び下端端面についてであるが、これ等端部
の電流線の方向は電解槽側壁との相対位置によつて側壁
の効果が出るため単純ではなく、且つ端部は平面部より
も電流分担率が大きいため、端面に電気絶縁物の被覆を
ほどこさない通常の断面の金属平板の場合には、電着物
の厚さも平面部よりも厚くなるのが普通であつて、この
端面に前記の平板部に設けたと同様なｖ字形溝を設けた
だけで電着を行つたのでは、端面に強度の低い境界線が
できるとは限らない。

そこで本発明では、この端面に第５図ａ〜ｄに例示され
るような凹部７を設け、この凹部７に電気絶縁物８を充
填をしたものである。このようにして電解すれば電流線
の方向も第６図に示すように単純化することができ電着
物も第７図に示すような組織となつて二つの異なつた集
合組織の境界線９を生成させることができる。この境界
線９では強度が低いので金属平板から電着物を剥離する
に際し、電着物全体と金属平板との間に楔や挺子を入れ
ると比較的容易に両面の２枚に分割することができる。
また端面の凹部に充填された電気絶縁物は金属平板の端
面から僅かに露出しているにすぎないので、それにかか
る力が小さく、電着物剥離時に傷つけられることが少な
く、半永久的に使用することができる。

金属平板の材質がテタンの場合には電着物の剥離は容易
であるが、ステンレスの場合は金属平板表面の金属酸化
物皮膜が破壊されて、電着物と強固な金属結合をするた
め、剥離が困難になる場合があるので、電着させる前に
金属平板表面を電解酸化させるなどの方法で強固な酸化
皮膜を形成させるか、電着前に電着面に剥離剤を塗布し
ておくことが必要である。

以下実施例につき説明する。

実施例 １ 幅１２５ｍｍ，長さ１５０ｍｍ，厚さ５ｍ７７！のステ
ンレス板の両面に深さ２ｍｍ頂角の角度９０７のＶ形溝
を２５ｍｍ間隔で表裏両面で同じ位置にこないように若
干ずらせて縦横に格子状に掘り、両側端面及び下端面に
も同型の凹部を設け、端面の凹部にはエボキシ樹脂を充
填し、この板の上部に直径３韮の孔を２ケあけて銅線を
通して吊手として電着用母板とした。

この母板を陽極として（陰極もステンレス）１０重量％
の苛性ソーダ溶液中にて電流密度５Ａ／ｄ？７？ で５
分間通電し、酸化皮膜を強固なものにした。ついで幅１
２０７７！７７！、長さ１５０ｍｍ，厚さ１０ｍ７７！
の電気ニツケル板２枚を陽極とし上記処理を施した電着
用母板１枚を陰極として、電解液の液組成がＮｌＳＯ４
・６Ｈ２０２５０ｇ／１．Ｈ３ＢＯ３２Ｏｇ／！、Ｎａ
ＣＩ５Ｏｇ／１．ＰＨ３の液を用いて液温５０℃カソー
ド電流密度２Ａ／Ｄｄで、母板を１４０ｍｍの深さまで
液中に浸漬して電着物の厚さが片面約３ｍｍになるまで
母板上にニツケルを析出させた。

電着後電着ニツケルの液面部と母板の間にたがねを入れ
て挺子にして電着物を剥したところ両面共容易に剥離し
、端部も両面が容易に分離できた。

片面の電着物を金属床の上に置いて、金槌で叩いたとこ
ろ全部２５騙角のニツケル片に分離した。他の片面の電
着物の一部を溝の部分が中央にくるように幅１０ｍｍ、
長さ４５ｍｍに切り出し、比較試料として電気ニツケル
板を厚さ３ｍｍで同寸法に切出し、中央に頂角９０板で
深さ０，８ｍｍ（電着物の表面の凹みの深さ０．８ｍｍ
と一致させた）のＶ字形溝を掘つたものを作り、この両
者の試験片をシアノルビー衝撃試験機にかけて衝撃破断
に要する力を比較したところ、本発明の試験片は０．４
５Ｋｆ−ｍ、電気ニツケル板は２４２Ｋｆ−ｍと言う値
を示し、本発明による電着物の溝の部分の強さは、通常
の電着物の１／５〜１／６以下の強度しかないことがわ
かつた。

なお同様の方法で２０回母板に電着、剥離を繰返したが
、同様の破断性が得られ、１０回電着、剥離後の母板は
変形、損傷等は全く認められず繰返し多数回の使用に耐
えることがわかつた。実施例 ２ 実施例１と同寸法のチタン圧延板の両面に深さ１．５ｍ
Ｔ１Ｌ，頂角の角度９００のＶ字形溝を２５ｍｍ間隔で
表裏両面で同じ位置にこないように若干ずらして縦横に
格子状に掘り、両側端面及び下端面にも同型の深さ２ｍ
７７！の溝形の凹部を設け、端面の凹部にはエポキシ樹
脂を充填し、この板の上部に直径３ｕＵの孔を２ケあけ
て銅線を通して吊手として電着用母板とした。

幅１２０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１０ｆｆｉ７！の
電気コバルト板２枚を陽極とし、上記チタン製母板１枚
を陰極とし、電解液の液組成がＣＯＳＯ４・７Ｈ２０９
５ｆ！／１．Ｈ３ＢＯ３２Ｏ９／ｌ、ＮａＣｌｌＯｇ／
１．ＨＣＯＯＨ５９／１．ＰＨ５．Ｏの液を用いて液温
５５℃、カソード電流密度１．５Ａ／Ｄｄで電着物の厚
さが片面約３鼎になるまで母板上にコバルトを析出させ
た。電着後電着物の剥離は実施例１と同様容易で破断も
容易で、残りの片面の試験片と、電気コバルトより切り
出した試験片のシヤルピ一衝撃試験値は夫々０．２５Ｋ
ｆ−Ｍ，ｌ．５ｌＫ９−ｍで、本発明による電着物の溝
の部分の強さは、通常の電着物の約１／６であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属電着用母板に対する電流線の方向を示す説
明図、第２図は母板に電着した電着金属の結晶成長方向
を示す図、第３図ａ−ｅは本発明方法に使用する金属電
着用母板の各実施例の正面図、第４図ａ−ｃは本発明に
より母板に形成するｖ字形溝の各例を示した図、第５図
ａ−ｄは本発明方法に使用する母板の両端側端面及び下
端面への電気絶縁物の各充填例を示した図、第６図は本
発明方法に使用する母板の両側端面及び下端面に対する
電流線の方向を示す説明図、第７図は本発明方法に使用
する母板の両側端面及び下端面への電着金属の生長状態
を示した図である。 １・・・母板、２・・・Ｖ字形溝、３・・・電流線、４
・・・電着金属、５・・・結晶成長方向、６・・・境界
線、７・・・凹部、８・・・電気絶縁物、９・・・境界
線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属平板に、その実際の肉厚よりも深さの浅い線状
   に連続した断面で頂角が７０°〜１１０°のＶ字形溝を
   表裏面に設け下端面及び両側端面に設けた凹部に電気絶
   縁物を充填した母板を使用して、該母板の両面に金属を
   電着させ、電着した金属を母板の両面から２枚の金属板
   として剥離し、該金属板を夫々割つて複数の金属片とす
   ることを特徴とする１枚の母板から複数の電着金属片を
   うる方法。