KR100391839B1 - 전해용복합전극 - Google Patents

Abstract

회전 구동되는 드럼으로 형성된 음극과, 상기 음극과 일정간격으로 대향하는 원호형상의 내면을 갖는 양극을 구비하고, 상기 양극과 상기 음극과의 사이에 전해액을 유지할 수 있는 전해용 복합전극. 양극이, 적어도 전해액과 접하는 위치가 내식성금속으로, 상기 드럼의 회전축에 대하여 평행인 선을 따라 설치된 복수개의 암나사부를 구비하고 있는 제 1 전극기체와, 편면이 전극촉매로 피복되어, 상기 드럼의 회전축에 대하여 평행인 복수의 분할면에서 분할된 티탄띠판으로 형성되어 있고, 상기 분할면과 평행인 중심축 상에 복수개 설치된 구멍을 갖는 제 2 전극기체와, 상기 제 2 전극기체의 구멍을 통하여 연장되어, 상기 제 1 전극기체의 상기 암나사부에 나사식으로 결합되어, 상기 제 2 전극기체를 상기 제 1 전극기체에 고정하는 볼트와, 상기 제 1 전극기체와 상기 제 2 전극기체와의 사이에서, 상기 볼트의 주변부분에 설치된 제 1 중간재와, 상기 제 1 전극기체와 상기 제 2 전극기체와의 사이에서, 상기 제 2 전극기체 주변의 근방에 설치된 제 2 중간재를 구비하고 있다.

Description

전해용 복합전극

최근에 전기도금분야에서는, 고속도금화와 함께 도금전류도 높아져 왔다. 강판으로의 아연도금이나 주석도금, 전기도금법에 의한 금속박의 제조 등에서는, 30 ∼ 250 A/dm²라는 높은 도금전류밀도가 채용되고 있다. 게다가, 띠형상으로 그 폭이 500 ∼ 2000 ㎜ 의 큰 크기의 재료에 도금하는 것, 또는 전기도금에 의해 금속박을 얻는 것이 요구되고 있다. 이 때문에, 이와 같이 큰 크기의 재료의 도금을 얻기 위해서는, 사용하는 불용성전극도 대형의 것이 되지 않을 수 없다. 또, 전기 도금품 제조, 금속박제조에서는, 이들 제품의 품질향상이 더욱더 요구되어, 제품을 제조할 때의 도금전류밀도를 더욱 균일하게 하기 위해, 양극과 음극의 전극간 거리의 편차를 5% 이내로 하는 것이 요구되고 있다.

이와 같이 고전류밀도로 조작되는 대형의 불용성 전극에는, 전도성 및 경제성 등의 관점으로부터, 구리, 철, 알루미늄, 아연, 주석 등의 전도성 금속재료를심재 (芯材) 로 하고, 이 심재에 티탄판으로 피복한 복합전극기체 (composite electrode substrate) 의 사용이 시도되었다.

그러나, 이와 같은 대형의 복합전극기체는 상당한 중량이 되어, 가공처리를 하는 경우의 취급이 더욱 곤란할 뿐만 아니라, 전극촉매물질의 피복처리를 하는 경우에, 다음과 같은 문제를 발생시킨다.

(가) 대형 중량의 전극기체는, 그 열용량이 크고, 특히, 350 ∼ 700 ℃ 의 고온에서의 열처리를 반복함으로써 백금족 금속 또는 그 산화물 등의 전극촉매물질을 피복하여 제조하는 불용성양극에서는, 열처리시의 에너지손실이 크고, 또, 승온 및 냉각에도 많은 시간이 걸린다.

(나) 복합전극기체는, 전극촉매물질을 피복처리하는 경우에, 이종금속의 접합부분에 변형이 발생하거나 손상을 일으키기 쉽다.

(다) 전극촉매물질의 피복가공에는, 수 미크론 오더의 정밀가공이 요구되므로, 대형의 전극기체를 가공하기 위해 상당한 설비비용이 든다.

일본 실용신안공보 평 3-42043 호 공보에서는, 상기의 문제를 해결하는 고안을 개시하고 있다. 그 고안에 의하면, 복합전극기체를 제 1 전극기체로서, 그 제 1 전극기체와는 별도로 제조한 전극촉매물질로 피복처리된 티탄판으로 이루어지는 제 2 전극기체를 제 1 전극기체에 볼트로 지지하여 제 2 전극기체를 착탈할 수 있다.

또, 일본 특허공보 평 6-47758 호 공보에서는, 원호형상형의 불용성양극에 있어서, 착탈가능한 양극띠판 (제 2 전극기체) 을 지지하는 지지장치를 갖는 원호형상의 전해조 (제 1 전극기체) 로 양극띠판을 지지하고, 양극띠판을 휘게 하는 기술을 개시하고 있다.

그러나, 전극이 원호형상이 되면, 일본 실용신안공보 평 3-42043 호 공보 및 일본 특허공보 평 6-47758 호 공보의 기술에서는, 제 1 전극기체가 평판 시와 달라 높은 정밀도의 원호형상으로 마무리하는 것이 곤란하기 때문에, 제 2 전극기체를 제 1 전극기체로 지지하여도 양극과 음극의 전극간거리의 편차를 작게 하는 것이 어렵다. 또, 원호형상의 전극에서는 회전 구동하는 음극드럼의 회전축으로부터의 약간의 어긋남에 의해, 전극간 거리에 편차가 발생하거나 하는 문제가 있다.

이들 문제를 해결하기 위해, 또한 일본 특허공보 평6-47758 호에는, 음극과 불용성 전극의 간격을 일정하게 하는 조정기구를 개시하고 있는데, 전해조 (제 1 전극기체) 의 외측으로부터의 조정으로 되어 있기 때문에 다음 문제가 있었다.

첫째로, 양극띠판 (제 2 전극기체) 을 전해조 (제 1 전극기체) 로 지지하는 지지장치에 액누설 대책이 필요하고, 또한 양극띠판 (제 2 전극기체) 을 조정하는 기계를 설치하는 경우에는 보다 복잡한 구조가 된다.

둘째로, 불용성전극을 전해조 (제 1 전극기체) 에 휘게 하여 지지한 경우, 전극촉매의 피복층에 휨에 의한 응력이 부하되어, 높은 전류밀도영역에서 사용하면 전극 촉매층의 열화를 발생시킨다.

셋째로, 음극과 대향하는 불용성 전극면의 위치조정을 회전 구동하는 음극 드럼의 회전축으로부터 거리에 따라 실시하는 경우, 불용성 전극면의 위치조정작업이 복합전극기체측과 불용성 전극측의 양방에서 실시할 필요가 있고, 조정작업시간을 필요로 하거나, 미세조정이 곤란하다.

넷째로, 전해조 (제 1 전극기체) 의 외측으로부터 조정작업을 하기 위한 넓은 공간이 필요하다.

본 발명은 대전류를 통전하는 강판으로의 주석도금, 아연도금, 전기 도금법에 의한 동박제조 등에 이용되는 전해용 불용성 양극을 구비한 전해용 복합전극에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합전극의 일례를 나타낸 사시도이다.

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복합전극의 일례를 나타낸 음극드럼 회전방향의 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 복합전극의 일례를 나타낸 음극드럼 회전방향의 단면도이다.

도 4 는 본 발명의 복합전극의 일례를 나타낸 부분평면도이다.

도 5 는 제 3 전극기체의 고정예를 나타낸 단면도이다.

도 6 은 제 3 전극기체의 고정예를 나타낸 단면도이다.

도 7 은 제 3 전극기체의 고정예를 나타낸 단면도이다.

도 8 은 발명의 제 2 전극기체의 높이측정을 나타낸 음극드럼 회전방향으로 부터의 단면도이다.

본 발명에 따르면, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해,

회전 구동되는 드럼으로 형성된 음극과, 상기 음극과 일정간격으로 대향하는 원호형상내면을 갖는 양극을 구비하고, 상기 양극과 상기 음극과의 사이에 전해액을 유지할 수 있는 전해용 복합전극에 있어서,

상기 양극이,

적어도 전해액과 접하는 위치가 내식성 금속이며, 상기 드럼의 회전축에 대하여 평행인 선을 따라 설치된 복수개의 암나사부를 구비하고 있는 제 1 전극기체와, 편면이 전극촉매로 피복되어 상기 드럼의 회전축에 대하여 평행인 복수의 분할면에서 분할된 티탄띠판으로 형성되어 있고, 상기 분할면과 평행인 중심축 상에 복수개 설치된 구멍을 갖는 제 2 전극기체와,

상기 제 2 전극기체의 구멍을 통하여 연장되어, 상기 제 1 전극기체의 상기 암나사부에 나사식으로 결합되어, 상기 제 2 전극기체를 상기 제 1 전극기체에 고정하는 볼트와,

상기 제 1 전극기체와 상기 제 2 전극기체와의 사이에서, 상기 볼트의 주변부분에 설치된 제 1 중간체와,

상기 제 1 전극기체와 상기 제 2 전극기체와의 사이에서, 상기 제 2 전극기체의 주변의 근방에 설치된 제 2 중간재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극이 제공된다.

제 1 전극기체의 두께는, 사용하는 재료의 전극저항과 전류에 의해 결정된다. 제 1 전극기체의 만곡의 정밀도는, 음극드럼의 회전축으로부터의 소정길이에 대하여 ±2 ㎜ 이내이면 충분하다. 제 1 전극기체의 적어도 전해액과 접하는 개소에 설치되는 내식성 금속의 최소 두께는, 도금액과의 접촉에 의한 심재의 부식을 방지할 수 있으면 되고, 0.5 ㎜ 이상이 적당하다. 단, 제 2 전극기체를 볼트로 고정하기 위한 암나사부는, 내식성금속판의 두께가 얇으면 내식성을 갖지 않은 심재까지의 깊이가 필요해지기 때문에 그 암나사 구멍개소는 내식성금속을 매입하는 방법 또는 볼트 고정시에 암나사 구멍부로 실링수지 충전 등에 의해, 전해액의 침입을 방지할 필요가 있다. 또, 내식성 금속판을 두껍게 하여, 그 내식성 금속재만에 암나사를 설치할 수도 있다.

이와 같이 제 1 금속기체는, 내식성금속으로 피복되어 있는 구성이어도, 내식성금속을 벗긴 구조이어도 된다. 내식성 금속으로서는, 예를 들면, 티탄, 탄탈, 니오브, 지르코늄, 및 이들을 주성분으로 하는 합금을 이용할 수 있다.

제 2 전극기체의 두께는 2 ∼ 20 ㎜, 바람직하게는 5 ∼ 15 ㎜ 정도의 두께로 설계할 수 있다. 제 1 전극기체에 부착하기 전의 제 2 전극기체의 만곡형상의 곡률반경의 가공정밀도는, 제 2 전극기체를 부착한 경우의 소정반경 (500 ∼ 2000 ㎜) 에 대하여, 동일한 곡률반경으로 가공하는 것이 가장 바람직하지만, 실제로는 이와 같은 가공은 불가능하다. 따라서, 제 2 전극기체의 곡률반경의 정밀도는, 플러스 300 % 이내가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 플러스 200 % 이내로 하는 것이다. 곡률값이 이 값보다 크면, 제 2 전극기체를 제 1 전극기체에 부착에 의해 발생하는 응력이 제 1 전극기체에 가해져, 제 1 전극기체가 변형되어 정밀도의 저하를 초래하기도 하거나, 제 2 전극기체에 피복한 전극 촉매층이 휘어져, 열화될 우려가 발생하기도 하는 문제가 있다. 또, 가공정밀도가 소정의 반경에 대하여 마이너스값을 취하면, 제 2 전극기체의 높이조정을 충분히 할 수 없는 문제를 발생시킨다. 제 2 전극기체의 음극드럼의 회전축에 대하여 평행방향의 분할은, 그 분할된 길이가 200 ∼ 500 ㎜, 바람직하게는 250 ∼ 400 ㎜ 정도가 되도록 하는 것이 정밀도면 및 부착조정 작업면에 적합하다. 또, 제 2 전극기체는, 음극회전방향으로 임의로 분할하는 것이 바람직하다. 그 분할의 방법은, 분할된 제 2 전극기체의 하나에 설치하는 볼트구멍의 수는 2 개 이상이 되고, 바람직하게는 2 개 또는 3 개가 되도록 설계하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 중간재를 이용한 제 2 전극기체의 높이 조정기구를 설치함으로써, 높이조정으로부터 발생하는 음극과 양극간의 간격정밀도에는 전혀 영향을 주지 않는 약간의 변형을, 제 2 전극기체를 음극회전방향으로 임의로 분할함으로써 제거할 수 있어, 조립작업이 용이해지기 때문이다. 또한, 제 2 전극기체를 음극회전방향으로 분할할 때에는, 따로 나열된 제 2 전극기체를 분할하는 선과 일직선이 되지 않도록, 예를 들면 단계형상이 되도록 분할하여 배치할 필요가 있다. 예를 들면, 제 2 전극기체에서의, 음극 드럼의 회전방향으로 신장되어 있는 분할선과, 음극드럼의 회전방향으로 신장되어 있는 다른 분할선이 일직선이 되지 않도록 배치한다.

또, 제 1 전극기체에 제 2 전극기체를 고정하기 위한 제 2 전극기체의 볼트구멍은, 편면이 전극촉매로 피복된 제 3 전극기체를 이용하여, 제 2 전극기체의 전극 촉매면과 제 3 전극기체의 전극 촉매면이 동일면이 되고, 또한 제 3 전극기체로 통전할 수 있도록 막음으로써, 제 2 전극기체의 볼트구멍부의 전류분포의 불균일은 해소할 수 있다. 제 3 전극기체의 고정 및 제 3 전극기체로의 통전은, Ø 1 ∼ 5 ㎜ 정도의 티탄제의 접시머리나사 등을 이용하여, 제 2 전극기체 또는 제 2 전극기체를 고정하는 볼트머리에 고정하는 방법이 채용된다. 또, 제 3 전극기체를 볼트머리에 끼우는 방법도 유효하다.

구멍의 주변에 사용하는 제 1 중간재의 재질은, 티탄, 탄탈, 니오브, 지르코늄 및 이들을 주성분으로 한 합금을 사용할 수 있다. 제 1 중간재가, 제 1 전극기체, 제 2 전극기체 및 중간재끼리 접하는 면은 접촉저항을 낮추기 위해 서브 미크론부터 수 미크론의 백금 등의 피복을 하는 것이 바람직하다. 제 1 중간재의 두께는, 임의의 두께를 사용할 수 있지만, 실질적으로는 0.05 ∼ 30 ㎜ 가 사용되고, 제 1 중간재가 볼트의 조임으로 휘지 않는 두꺼운 평판인 경우, 통전성면으로부터, 제 1 중간재와 접하는 위치의 제 1 전극기체 및 제 2 전극기체가 대향하는 면은, 평행으로 대향하도록 평탄하게 할 필요가 있다. 제 1 중간재의 형상은, 평판, 만곡판, 요철판 등, 전극기체와의 접촉저항 등을 고려하여 자유롭게 선정할 수 있다. 또, 제 2 전극기체의 주변의 근방에 설치되는 제 2 중간재는, 높이조정을 할 수 있어, 내식성을 갖고, 그리고 제 2 전극기체를 지지할 수 있는 형상과 강도를 갖고 있으면, 재질의 제한은 특별히 없다. 제 1 및 제 2 중간재는, 제 1 전극기재 및 제 2 전극기재의 쌍방, 또는 이들의 어느 하나의 일방에, 용접, 나사고정, 코킹(caulking) 가공 등으로 부착할 수도 있다. 또한, 제 1 및 제 2 중간재를 배치하는 수는, 원하는 정밀도에 따라 다르지만, 1 ㎡ 당 30 ∼ 300 개, 바람직하게는 60 ∼ 210 개 정도이다. 1 ㎡ 당 60 이하, 특히 30 이하이면, 편차가 발생하여 충분한 정밀도를 얻을 수 없다. 또, 1 ㎡ 당 210 개 이상, 특히 300 개 이상이면 설치에 시간이 걸려, 경제적으로 부담이 드는 만큼, 기술적 효과를 그다지 얻을 수 없다. 제 1 중간재와 제 2 중간재의 수의 비율은, 1:2 부터 1:10 이 바람직하다. 제 2 중간재의 바람직한 배치의 방법은, 하나의 제 1 중간재와 2 개의 제 2 중간재가, 제 1 중간재를 정점으로 하는 이등변삼각형 또는 정삼각형을 그리듯이, 제 2 중간재를 제 2 전극기재의 주변근방에 적어도 배치한다. 따라서, 제 1 중간재와 제 2 중간재의 수의 비율은, 적어도 1: 2 가 된다. 또, 제 1 중간재에 대하는 제 2 중간재의 수가 너무 많은 경우에는, 경제적으로 부담이 드는 만큼, 기술적 효과를 그다지 얻을 수 없다. 또, 이들의 삼각형의 변의 중간에 위치하도록 제 3 중간재 (도시생략)를 추가 배치함으로써, 보다 높은 정밀도의 조정을 할 수 있게 된다. 이 제 3 중간재도, 상기와 같이, 제 1 전극기재 및 제 2 전극기재의 쌍방, 또는 이들의 어느 하나의 일방에 부착할 수 있다. 또한, 소정의 정밀도가 얻어지고 있는 위치에 대해서는, 제 1, 제 2 및 제 3 중간재의 삽입은 필요로 하지 않는다.

제 2 전극기체의 높이측정은, 음극드럼 회전축에 부착되어, 그 회전축을 중심으로 하여 회전하는 정척(定尺) 측정봉과 제 2 전극기체의 간극을 도모하는 방법, 그 측정봉의 선단에 다이얼게이지를 부착하여 실시하는 방법 등이 있다. 제 2 전극기체의 높이조정은, 이들 제 2 전극기체의 높이 측정방법을 이용하여 높이를실제측정하면서, 제 1 및 제 2 중간재의 두께 또는 높이를 바꿈으로써 실시된다.

본 발명에 의한 전해용 복합전극은, 상기와 같은 구조를 가지므로, 종래의 복합전극이 갖고 있는 작용을 잃지 않고, 새로 다음의 작용이 얻어졌다.

1) 양극면의 위치조정작업이 회전 구동하는 음극드럼측에서도 조정할 수 있는 구조로 되어, 간단한 구조로 음극과 양극간과의 간격을 높은 정밀도로 조정할 수 있는 작용이 얻어졌다.

2) 불용성 전극면의 위치조정작업이 회전 구동되는 음극드럼측으로부터 가능하기 때문에, 음극과 대향하는 불용성 전극면의 위치조정이 회전 구동되는 음극드럼의 회전축으로 부터의 거리측정을 하면서 용이하게 할 수 있는 작용이 얻어졌다.

3) 제 2 전극기체를 휘게함으로써 발생하는 제 2 전극기체의 부착 조정상의 문제 (제 1 전극기체가 변형, 제 2 전극기체의 전극촉매층의 휨에 의한 열화) 가 발생하지 않는 작용이 얻어졌다.

4) 또한, 제 2 전극기체를 고정하기 위한 볼트 구멍부에서의 전류불균일의 발생을 제 3 전극기체로 막음으로써, 균일화를 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 나타내고, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 복합전극 (20) 의 양극의 사시도를 나타낸다. 도 2 및 도 3 은, 도 1 의 복합전극 (20) 의 음극드럼 회전방향의 단면도이다. 도 4 는 제 2 전극기체 (2) 의 제 1 전극기체 (1) 로의 부착평면도이다. 도 5, 도 6 및 도 7 은, 제 3 전극기체 (3) 의 부착단면도이다. 도 8 은 복합전극 (20), 음극드럼 회전축 (11) 및 제 2 전극기체 (2) 의 높이측정장치 (12) 의 음극드럼 회전방향의 단면도이다.

도 1, 도 2, 도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이, 복합전극 (20) 은, 복수로 분할된 제 2 전극기체 (2) 가, 제 1 전극기체 (1) 에 제 1 중간재 (4) 및 제 2 중간재 (5)를 통하여 볼트 (6) 로 고정되는 구성으로 이루어진다. 제 1 및 제 2 전극기체 (1 및 2) 는, 만곡된 거의 장방형의 판으로 형성되고, 그 내면은, 원호형상, 즉, 일정한 곡률로 만곡되고, 원주형상의 측벽 일부를 형성하는 형상이다.

제 1 전극기체 (1) 의 심재 (7) 는 구리와 철의 피복재로 이루어지고, 티탄의 박판 (8) 으로 피복되어 있다. 구리와 철의 피복재는 폭착법 (爆着法) 으로 제작되어 통전성과 기계적 강도를 갖고 있다. 제 1 전극기체 (1) 의 제 2 전극기체 (2)를 볼트 (6) 로 고정하기 위한 암나사부 (9) 는 제 1 전극기체 (1) 에 매입된 티탄으로 이루어지고, 박판 (8) 과 암나사부 (9) 의 간극은 용접에 의해 완전히 밀봉되어, 심재 (7) 로의 전해액 등의 침입을 방지하고, 그리고 암나사부 (9) 의 표면 (제 1 중간재 (4) 와 접하는 면) 은 백금으로 피복되어, 제 1 중간재 (4) 와의 접촉전기저항을 낮추고 있다. 제 1 전극기체 (1) 로의 도금전류의 공급은, 버스바아 (bus-bar : 13) 로부터 실시된다. 한편, 제 1 전극기체 (1) 의 곡률반경의 정밀도는, 소정 반경에 대하여 2 ㎜ 이내의 편차의 범위에 들어가도록 제작되면 충분하다. 이 편차 2 ㎜ 의 값의 정밀도는, 음극과 양극의 전극간 거리를 평균적인 값인 10 ㎜ 로 하면, 최대 20 % 의 전극간 거리의 편차로 나타나, 구해지고 있는 편차 5 % 이내에는 멀리 미치지 않는 값이다.

제 2 전극기체 (2) 는, 티탄재로부터 음극회전드럼과 대향하는 표면이 산화이리듐을 주성분으로 하는 전극촉매로 피복된다. 그리고 제 2 전극기체 (2) 는, 음극드럼측으로부터 볼트 (6) 에 의해, 제 1 중간재 (4)를 통하여, 제 1 전극기체 (1) 에 매립된 티탄의 암나사부 (9) 에 의해 고정됨과 동시에, 제 2 전극기체 (2) 의 양단의 1 부가 제 2 중간재 (5) 에 의해 지지된다. 제 2 전극기체 (2) 는 자유롭게 착탈할 수 있으며, 용이하게 제 1 중간재 (4) 와 제 2 중간재 (5) 의 두께 또는 높이를 변경함으로써, 제 2 전극기체는 그 원호형상을 손상시키지 않고 0.01 ∼0.1 ㎜ 정도의 정밀도로 높이 조정할 수 있다. 그 결과, 제 2 전극기체 (2) 와 대면되는 음극 회전드럼 간의 거리도 0.01 ∼ 0.1 ㎜ 의 정밀도로 조정 가능해져, 제 1 전극기체 (1) 의 정밀도에서의 전극간거리의 편차가 최대 20 % 이었던 것이, 제 1 중간재 (4) 와 제 2 중간재 (5) 를 삽입한 개소에서의 전극간거리의 편차는 최대 1 % 이내로 되어, 제 1 중간재 (4) 와 제 2 중간재 (5) 를 삽입되어 있지 않은 개소에서도 5 % 이내의 편차로 하는 것을 용이하게 할 수 있었다.

제 2 중간재 (5) 의 고정은, 볼트 (6) 의 조임에 의한 제 2 전극기체 (2) 로부터의 억지고정, 또는 볼트 (10) 에 의해 실시된다. 볼트 (6) 는, 제 2 전극기체 (2) 의 구멍을 통하여 연장되고, 제 1 전극기체 (1) 에 설치된 암나사부 (9) 에 나사식으로 결합된다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 제 2 전극기체 (2) 의 구멍은, 볼트 (6) 의 헤드 (21) 의 저부가 접촉하는 견부 (肩部:22) 를 갖는다.

제 2 전극기체 (2) 로의 통전은, 버스바아 (13) 로부터 공급된 전류가 제 1 전극기체 (1), 암나사부 (9), 제 1 중간재 (4) 를 통하고 또 그 전류의 일부가 암나사부 (9) 로부터 제 2 전극기체 (2) 로 통전된다.

도 5 내지 7 은, 제 3 전극기체 (3) 의 부착예의 단면을 나타내고, 그 제 3 전극기체 (3) 의 음극과 대향하는 표면은 제 2 전극기체 (2) 와 동일하게 산화이리듐을 주성분으로 한 전극촉매로 피복되어 있다. 도 5 는 그 제 3 전극기체 (3) 의 이면의 중심에 육각구멍이 형성된 볼트 (6) 의 육각구멍에 끼우기 위한 돌기 (15) 가 설치되고, 그 돌기 (15) 를 육각구멍에 박아 넣음으로써, 제 3 전극기체 (3) 는 볼트 (6) 에 부착된다. 또, 도 6 은 제 3 의 전극기체 (3) 의 중심에 구멍을 형성하여, 육각구멍이 부착된 볼트 (6) 의 육각구멍의 중심에 암나사를 설치하여 티탄의 접시머리나사 (16) 를 이용하여, 제 3 전극기체 (3) 를 볼트 (6) 에 부착한 예이다. 이 때에 사용되는 접시머리나사 (16) 의 직경은, 3 ∼ 5 ㎜ 정도로 충분하기 때문에, 접시머리나사 (16) 에서 유래하는 불균일 전류분포는 매우 한정된 범위에 머물고, 도금품의 품질에는 영향을 주지 않는다. 또한, 도 7 은, 제 3 전극기체 (3) 를 복수의 접시머리나사 (16)를 이용하여 제 2 전극기체 (2) 에 부착한 예이다. 도 7 의 부착방법은, 음극과 대향하는 제 2 전극기체 (2) 의 면과 제 3 전극기체 (3) 의 면과의 단차의 발생이 적고, 높은 도금전류의 균일성을 구하는 경우에는, 유효한 부착법이다.

이들 제 3 전극기체 (3) 의 부착은, 제 2 전극기체 (2) 의 높이조정 완료 후에 실시하고, 볼트 (6) 근방의 약간의 도금전류의 불균일분포는 더욱 경감된다.

또, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극기체 (1) 및 제 2 전극기체 (2) 가, 제 1 중간재 (4) 및 제 2 중간재 (5) 에 의해, 이간하게 되어 있고, 이들의 사이에 공극 (23) 이 존재한다. 이 공극 (23) 내에 전해액이 존재한다. 이 때문에, 전해액의 대류에 의해, 제 1 전극기체 (1) 및 제 2 전극기체 (2)에서, 발생하는 열을 방산시킬 수 있다. 예를 들면 펌프 등을 이용하여, 적극적으로 전해액을 이 공극 내를 흐르게 함으로써, 제 1 전극기체 (1) 및 제 2 전극기체 (2) 에서, 발생하는 열을 효과적으로 방산시킬 수 있다. 한편, 낮은 전류밀도에서의 조업으로 발생하는 열을 방산시킬 필요가 없는 경우, 공극 (23) 에 염화비닐이나 에폭시계 등의 수지, 실리콘고무 또는 공기 봉지 등을 삽입하여, 열의 방산을 방지할 수도 있다.

본 발명의 전해용 복합전극은, 상기와 같은 구성을 가지므로, 종래의 복합전극이 갖고 있는 효과를 잃지 않고, 새로 다음의 효과가 얻어졌다.

1) 양극면의 위치조정작업이 회전 구동되는 음극드럼측으로부터도 조정할 수 있는 구조로 되어, 간단한 구조로 양극과 음극간과의 간극을 높은 정밀도로 조정할 수 있게 되어, 종래의 기계가공기술의 범위에서, 회전드럼의 음극과 그것과 대향하는 양극의 전극간 거리를 높은 정밀도로 균일하게 할 수 있게 된다. 그 결과, 경제성으로도 우수한 대형의 전해용 복합전극이 얻어지고, 제 2 전극기체의 높이 조정기구로 부터의 도금액의 누설걱정도 없어져, 용이한 양극의 메인터넌스에 의해, 도금전류의 균일화가 도모되어, 품질이 균일한 도금품을 얻는 효과가 얻어진다. 또한, 도금전류의 균일화가 도모됨으로써, 양극표면의 전류분포가 균일해지는 결과, 양극의 내구성이 향상되는 효과도 얻어진다.

2) 불용성 전극면의 위치조정작업이 회전 구동되는 음극드럼측으로부터 가능하기 때문에, 음극과 대향하는 불용성 전극면의 위치조정이 회전 구동되는 음극드럼의 회전측으로부터의 거리측정을 하면서 용이하게 할 수 있게 된다. 그 결과, 전해용 복합전극조립, 조정이 용이해짐과 동시에, 조립정밀도도 향상되는 효과가 얻어진다.

3) 제 2 전극기체를 휘게함으로써 발생하는 제 2 전극기체의 부착조정 상의 문제 (제 1 전극기체가 변형, 제 2 전극기체의 전극촉매층의 휨에 의한 열화) 가 발생하지 않는다. 그 결과, 제 1 전극기체의 구조가 간소화되어도, 제 2 전극기체가 발생하는 전해용 복합전극전체의 변형발생도 현저하게 감소하고, 음극과 양극간과의 간격을 일정하게 유지할 수 있어, 용이하게 도금전류의 균일화가 도모되어, 품질이 균일한 도금품을 얻는 효과가 얻어진다. 또, 제 2 전극기체의 전극촉매층의 휨에 의한 열화도 해소하는 효과가 얻어진다.

Claims (9)

1. 회전 구동되는 드럼으로부터 형성된 음극과, 상기 음극과 일정간격으로 대향하는 원호형상내면을 갖는 양극을 구비하고, 상기 양극과 상기 음극과의 사이에 전해액을 유지할 수 있는 전해용 복합전극 (20) 에 있어서,

   상기 양극이,

   전해액과 접하는 위치가 내식성 금속이며, 상기 드럼 측면의 상기 드럼의 회전축에 대하여 평행인 선을 따라 형성된 복수개의 암나사부 (9) 를 구비하고 있는 제 1 전극기체(first electrode substrate; 1)와,

   편면이 전극촉매로 피복되어 상기 드럼의 회전축에 대하여 평행인 복수의 분할면에서 분할된 티탄띠판으로 형성되어 있고, 상기 드럼의 회전축과 평행인 상기 티탄따판면의 중심축 상에 복수개 형성된 구멍을 갖는 제 2 전극기체(second electrode substrate;2) 로서, 인접하는 제 2 전극기체 끼리가 겹침부를 형성하지 않도록 배치되어 있는 제 2 전극기체와,

   상기 제 2 전극기체의 구멍을 통하여 연장되어, 상기 제 1 전극기체의 상기 암나사부에 나사식으로 결합되어, 상기 제 2 전극기체를 상기 제 1 전극기체에 고정하는 볼트 (6) 와,

   상기 제 1 전극기체와 상기 제 2 전극기체와의 사이에서, 상기 볼트의 주변부분에 설치된 상기 제 1 전극기체 및 상기 제 2 전극기체와 다른 부품이며, 통전 기능을 갖는 제 1 중간재 (4) 와,

   상기 제 1 전극기체와 상기 제 2 전극기체와의 사이에서, 상기 제 2 전극기체의 상기 드럼의 회전축에 대하여 직각방향의 단부 근방에 형성된 상기 제 1 전극기체 및 상기 제 2 전극기체와 다른 부품인 제 2 중간재 (5) 를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전극기체 (1) 와 상기 제 2 전극기체 (2) 와의 사이에서, 상기 제 1 중간재와 상기 2 중간재를 연결하는 선의 중간에 설치된 제 3 중간재를 구비하고 있는 전해용 복합전극.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 중간재 (4) 및 상기 제 2 중간재 (5) 의 일부 또는 전부가, 상기 제 1 전극기체 (1) 및 상기 제 2 전극기체 (2) 의 쌍방 또는 어느 하나의 일방에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 전극기체 (1) 에 볼트 (6) 로 고정된 상기 제 2 전극기체 (2) 의 구멍을 막기 위해, 편면이 전극촉매로 피복된 제 3 전극기체 (3) 가, 상기 제 2 전극기체의 전극촉매면과 상기 제 3 전극기체의 전극촉매면이 동일면으로 되고, 또한 제 3 전극기체로 통전할 수 있도록 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 전극기체 (2) 의 상기 드럼의 회전축에 대하여 직각방향의 분할선이 일직선으로 되지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 전극기체 (1) 에 볼트 (6) 로 고정된 상기 제 2 전극기체 (2) 의 구멍을 막기 위해, 편면이 전극촉매로 피복된 재 3 전극기체 (3) 가, 상기 제 2 전극기체의 전극촉매면과 상기 제 3 전극기체의 전극촉매면이 동일면으로 되고, 또한 제 3 전극기체로 통전할 수 있도록 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 전극기체 (2) 의 상기 드럼의 회전축에 대하여 직각방향의 분할선이 일직선으로 되지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 전극기체 (2) 의 상기 드럼의 회전축에 대하여 직각방향의 분할선이 일직선으로 되지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전해용 복합전극.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 제 2 전극기체 (2) 의 상기 드럼의 회전축에 대하여 직각방향의 분할선이 일직선으로 되지 않도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는전해용 복합전극.