KR100788268B1

KR100788268B1 - 전극판용 에지 절연부재, 에지 절연부재의 고정방법,제거방법, 및 에지 절연부재 장착지그

Info

Publication number: KR100788268B1
Application number: KR1020027016936A
Authority: KR
Inventors: 타나카히로시; 시미즈후미히코
Original assignee: 미츠비시 마테리알 가부시키가이샤
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2007-12-27
Also published as: DE10196340T1; JP3171193B1; DE10196340B3; AU2001264246B2; KR20030010693A; AU6424601A; US6846395B2; US20040020765A1; JP2001355090A; WO2001096629A1

Abstract

본 발명은, 금속의 전해정련에 이용되는 전극판에 대한 에지 절연부재 및 그 고정방법에 관한 것이다. 본체(22)의 선단부(22A)에는, 전극판(1)을 견고하게 장착하는 장착홈(23)과 턱부(24)가 본체(22)의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되어 있다. 본체(22)의 기단부에는, 지지봉(26)을 장착하는 결합노치(25)가 본체(22)의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되어 있다. 복수의 핀 삽입구멍(27)이 턱부(24)의 측면에 형성되어 있다. 핀(30)과 스토퍼(40)로 이루어진 장착지그가 이 핀 삽입구멍(27)에 착탈가능하게 장착되어 있다. 지지봉(26)은 결합노치(25)에 착탈가능하게 장착되어 있다.

Description

전극판용 에지 절연부재, 에지 절연부재의 고정방법, 제거방법, 및 에지 절연부재 장착지그{EDGE INSULATING MEMBER FOR ELECTRODE PLATE, METHOD OF LOCKING AND UNLOCKING THE EDGE INSULATING MEMBER, AND EDGE INSULATING MEMBER INSTALLATION JIG}

본 발명은, 구리 등의 전해정련(electrolytic refining) 중에 이용되는 전극판의 에지부(edge portion)에 장착되는 절연부재, 그 고정방법 및 제거방법, 및 에지 절연부재에 대한 장착지그(fitting jig)에 관한 것이다.

구리 등과 같은 금속의 전해정련에 대한 공정, 특히, 장시간 전해정련 및 전해추출(electrolytic sampling) 공정에 있어서, 스테인레스강 등의 금속으로 이루어진 전극판을 음극으로 이용한다. 이 음극은 조동(blister copper, 粗銅) 등으로 이루어진 양극과 함께 전해조(electrolytic tank)에 장착되고 거기에 전해액이 채워지고, 전기분해가 수행되어 금속이 전극판의 양면에 침전 및 전착된다. 이를 제거하여 판형태의 정련물(refined product)을 얻는다(이하, 이 침전 및 전착 물질을 음극전착물(electrodeposited cathod material)이라 한다).

도 8 및 도 9는, 전극판의 예를 나타내는 도면으로서, 이들 전극판(1)에는, 에지 절연부재(edge insulation member)가 전극판의 주변 에지부상에 장착되어, 전 극판(1)의 양면에 전착되는 음극전착물이 전극판(1)의 에지부에 접속되는 것을 방지하고, 또한, 음극전착물을 제거하기 쉽게하고, 또한, 양쪽 음극이 접촉하지 않게 한다.

이러한 형식의 에지 절연부재(2)로서, 예를 들면, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같은 것을 들 수 있다. 이러한 형식의 에지 절연부재(12)는, 전극판을 고정하는 장착홈(fitting groove)(13)과 턱부(jaw portion)(14)가 그 선단부(tip portion)에 형성되어, 에지 절연부재(12)의 길이방향을 따라 뻗어 있다.

이러한 형식의 에지 절연부재(12)를 전극판(1)에 장착할 때, 전극판(1)의 에지부가 장착홈(13)에 삽입되고, 둥근핀(round pin)(15)으로 10군데 이상 고정된다. 이 때, 에지 절연부재(12)는, 에지 절연부재(12) 및 전극판(1) 에지부의 소정 위치에 미리 형성된 삽입구멍을 이용하여, 이들 삽입구멍이 서로 겹치도록 전극판(1)을 장착하고, 둥근핀(15)을 이들 삽입구멍에 삽입하고, 둥근핀의 머리부(head portion)를 융착하여 에지 절연부재(12)를 고정함으로써 전극판(1)에 고정된다.

이러한 형식의 에지 절연부재(12)와 둥근핀(15)은 염화비닐, 폴리프로필렌 등의 일반 수지로 이루어질 수도 있다.

또한, 에지 절연부재(12)를 이루는 수지의 변형 또는 열팽창 등에 의해 야기될 수도 있는 전극판(1)과 에지 절연부재(12) 사이의 모든 간극을 메우고, 에지 절연부재(12)의 장착부를 전극판(1)에 대해 밀착시키기 위해, 이 부분에 왁스(16)를 흘려넣어 굳히고, 이 밀착 장착된 부분에 전해액이 스며들지 않도록 한다.

그러나, 이러한 형식의 에지 절연부재(12)에는 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 에지 절연부재(12)가 전극판(1)에 고정될 때마다 왁스(16) 부분을 형성할 필요가 있는 동시에, 음극전착물을 전극판(1)으로부터 제거하는 공정마다 왁스(16)를 제거할 필요가 있기 때문에, 각 공정에 포함되는 작업이 번잡하게 되고, 전극판(1)에 대한 에지 절연부재(12)의 제거 및 장착이 매우 번거롭게 된다.

둘째, 약간의 왁스(16)가 음극전착물에 바람직하지 않게 부착 또는 혼입되어, 전해정련 공정 중에 얻어지는 정련물의 품질이 악화되는 경우가 있다.

세째, 에지 절연부재(12)를 형성하는 수지의 열변형률이 크기 때문에, 에지 절연부재(12)와 전극판(1) 사이의 밀착성이 나쁘므로, 상술한 바와 같이 여러 곳을 둥근핀(15)로 고정할 필요가 있어, 작업이 복잡해지고 초과 비용이 발생된다.

네째, 둥근핀(15)의 머리부가 에지 절연부재(12)에 융착되어 있기 때문에, 에지 절연부재(12)로부터 둥근핀을 제거하는 것이 번잡하게 된다. 또한, 둥근핀(15)이 제거된 후에는 에지 절연부재(12)를 재이용할 수 없다.

다섯째, 음극전착물을 전극판(1)으로부터 제거할 때의 충격으로 인해 둥근핀(15)이 에지 절연부재(12)로부터 파손이탈되는 경우가 있다.

여섯째, 에지 절연부재(12) 및 전극판(1)의 핀 삽입구멍의 간극으로부터 전해액이 침투하고 전극판(1)에 고착된 그 전착물이 에지 절연부재(12)와 둥근핀(15)의 파손을 야기하는 경우가 있다.

이런 식으로, 종래기술의 에지 절연부재(12)에 있어서는, 전극판(1)에 대한 장착 및 제거 공정이 번잡할 뿐만 아니라, 전극판(1)에 대한 밀착성이 불충분하여, 이를 보완하기 위한 고정방법, 즉, 핀으로의 장착에 있어서도 다수 형성할 필요가 있고, 또한, 작업이 복잡해지고, 또한, 그러한 부분의 절연성에 문제가 있다. 또한, 내충격성 등의 강도가 악화된다. 또한, 왁스(16)의 사용에 의해 정련물의 품질이 바람직하지 않게 악화되는 문제가 있다.

본 발명은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이고, 그 목적은, 전해정련 공정에서 이용되는 전극판의 에지 절연부재로서,

(1) 전극판에 대한 제거 및 고정이 용이한 것,

(2) 전극판에 대한 밀착성을 향상시키고 전극판의 에지부를 완전하게 절연하며, 그 밀착성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 것,

(3) 내충격성 등의 강도를 향상시키는 것,

(4) 전해정련 공정 중 음극전착물을 전극판으로부터 제거하는 작업을 용이하게 하는 것,

(5) 에지 절연부재로부터 발생된 물질이 음극전착물로 혼입되는 것을 없애고, 우수한 품질을 가진 정련물을 얻기 위한 것이다.

문제를 해결하기 위해, 본 발명은 금속의 전해정련 공정 중에 금속판의 에지부에 부착되는 에지 절연부재를 제안한다. 이 에지 절연부재는 봉형상의 본체, 핀과 스토퍼(stopper)로 구성된 장착지그(fitting jig), 및 지지봉(support rod)을 포함한다. 봉형상의 본체의 선단(tip portion)에는, 전극판을 밀착장착하기 위한 장착 홈(fitting groove) 및 턱부(jaw portion)가 본체의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되어 있다. 본체의 기단부(base end portion)에는 지지봉을 장착하기 위한 결합노치(engagement notch)가 본체의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되어 있다. 턱부의 측면에는 복수의 핀 삽입구멍이 형성되어 있다. 장착지그는 핀 삽입구멍에 착탈가능하게 장착되어 있고 지지봉은 결합노치에 착탈가능하게 장착되어 있다.

이러한 형식의 에지 절연부재에 따르면, 전극판에 대한 제거 및 부착이 용이해질 수 있고, 에지 절연부재와 전극판 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있으며, 전극판 에지부의 절연성을 증가시킬 수 있다.

스토퍼는, 절연부재의 핀 삽입구멍에 고정될 수 있는 고리형상의 고정부; 이 고정부로부터 타단을 향해 직경이 감소되도록 구비된 삽입구멍; 및 이 삽입구멍의 직경이 감소되는 부분의 측벽면에 구비되고 슬릿이 종방향으로 형성된 슬릿 슬리브(slit sleeve)를 포함하고, 이 슬릿 슬리브에 핀을 삽입함으로써 슬릿 슬리브가 원주방향으로 확장되는 구조를 가질 수 있다.

또한, 핀은, 본체, 본체의 시단부(starting end portion, 始端部)에 형성된 그립부(grip portion), 및 본체의 측면에 형성된 하나 또는 복수의 키부(key portion)를 포함할 수 있다.

또한, 슬릿 슬리브는 핀의 삽입방향에 대해 3°∼45°기울기의 각도를 이루는 경사부를 포함할 수도 있다.

핀 및 스토퍼로 이루어진 이러한 형식의 장착지그에 따르면, 핀이 스토퍼보다 강하게 고정되어 있고, 제거되기 어려우며, 스토퍼가 전극판에 확실하게 맞물려 있기 때문에, 에지 절연부재가 전극판에 견고하게 고정될 수 있다.

또한, 에지 절연부재의 본체 및 장착지그는 수지로 이루어지고, 스토퍼는 본 체 및 핀에 사용되는 수지보다 탄성이 높은 엘라스토머(elastomer)로 이루어진다. 이런 식으로 장착지그에 수지를 사용하고 스토퍼에 탄성이 높은 엘라스토머를 사용함으로써, 스토퍼와 핀 사이의 밀착성 및 스토퍼와 전극판 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있고, 에지 절연부재를 전극판에 견고하게 고정할 수 있다. 또한, 에지 절연부재를 장착할 때나 음극전착물을 제거할 때 등에 겪는 응력에 의해 야기되는 전극판과 에지 절연부재 사이의 편차, 또는 전극판과 에지 절연부재 사이의 열팽창율의 차이로 인해 전기분해 중에 온도가 높을 때 야기되는 두 요소 사이의 편차를 스토퍼에 의해 흡수할 수 있기 때문에, 에지 절연부재와 전극판의 밀착성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.

또한, 본체, 핀과 스토퍼로 이루어진 장착지그, 및 지지봉 중 적어도 하나는 수지 내에 금속심(metal core)이 포함된 구성일 수도 있다.

또한, 지지봉은 원형 단면형상을 가진 원통체, 또는 타원형 단면형상을 가진 타원 원통체일 수도 있다.

또한, 장착홈의 표면에는 밀봉부재가 부착될 수도 있다. 또한, 장착홈의 표면에는 접착층이 구비될 수도 있다.

또한, 본 발명은, 에지 절연부재를 전극판의 에지부에 고정하는 에지 절연부재에 대한 고정방법을 제안한다. 이 고정방법은, 복수의 핀 삽입구멍을 전극판 에지부의 소정 장소에 형성하는 공정; 이 전극판 에지부의 핀 삽입구멍이 상기 에지 절연부재의 핀 삽입구멍과 겹치도록 전극판을 에지 절연부재의 장착홈에 장착하는 공정; 결합노치를 확장시키기 위해 에지 절연부재의 결합노치에 지지봉을 장착하여, 전극판을 홈폭이 좁아진 장착홈에 밀착 장착하는 공정; 스토퍼를 에지 절연부재의 핀 삽입구멍에 장착하는 공정; 및 핀을 에지 절연부재의 핀 삽입구멍과 전극판의 핀 삽입구멍에 삽입하고, 스토퍼에 의해 이 핀을 고정하여, 에지 절연부재를 전극판에 고정하는 공정을 포함한다.

또한, 이 에지 절연부재에 대한 고정방법에는, 스토퍼로서, 절연부재의 핀 삽입구멍에 고정되는 고리형상 고정부, 이 고정부로부터 타단을 향해 직경이 감소되도록 구비된 삽입구멍, 및 이 삽입구멍의 직경 감소 부분의 측벽면에 구비되고, 슬릿이 종방향으로 형성된 슬릿 슬리브를 포함하는 것이 이용될 수도 있고; 핀을 이 스토퍼에 삽입하고, 스토퍼의 슬릿 슬리브를 원주방향으로 확장하여, 슬릿 슬리브를 전극판에 견고하게 맞물리게 하는 공정이 더 포함될 수도 있다.

전극판에 대한 에지 절연부재의 이러한 형식의 고정방법에 따르면, 에지 절연부재를 전극판에 고정하는 것이 용이하고, 에지 절연부재와 전극판 사이의 밀착성을 높일 수 있다. 또한, 왁스가 사용되지 않기 때문에 불순물이 음극전착물에 혼입되지 않고, 전극판으로부터 음극전착물을 제거하는 것이 더 용이하게 된다.

또한, 지지봉으로서, 원형 단면형상을 가진 원통체, 또는 타원형 단면형상을 가진 타원 원통체가 사용될 수도 있다.

또한, 전극판을 에지 절연부재의 장착홈에 삽입하고, 장착홈의 표면에 부착된 밀봉부재를 전극판에 부착함으로써, 전극판이 에지 절연부재의 장착홈에 장착될 수도 있다.

또한, 전극판을 에지절연부의 장착홈에 삽입하고 장착홈의 표면에 구비된 접 착층을 전극판에 확실하게 맞물리게 함으로써, 전극판이 에지 절연부재의 장착홈에 장착될 수도 있다.

또한, 본체, 핀과 스토퍼로 이루어진 장착지그, 및 지지봉 중 적어도 하나는 수지 내에 포함된 금속심을 가질 수도 있다.

또한, 본 발명은 에지 절연부재에 대한 제거방법을 제안한다. 제거방법은 에지 절연부재에 대한 상기 고정방법에 의해 전극판에 고정된 에지 절연부재의 지지봉을 결합노치로부터 떼어내고, 연삭(grinding)에 의해 핀의 그립부(grip portion)를 제거하고, 핀을 제거하여 에지 절연부재를 전극판으로부터 제거하는 것을 포함한다.

삭제

또한, 본 발명은 장착지그를 제안한다. 이 장착지그는 금속의 전해정련 공정에 사용되는 전극판의 에지부에 장착되는 에지 절연부재를 전극판에 고정하는 스토퍼와 핀을 포함한다. 핀은, 본체, 본체의 시단부에 형성된 그립부, 및 본체의 측면에 형성된 하나 또는 복수의 키부를 포함하고, 스토퍼는 고리형상 고정부, 이 고정부로부터 그 타단을 향해 직경이 감소되도록 구비된 삽입구멍, 및 이 삽입구멍의 직경감소부의 측벽면에 구비되고, 종방향으로 형성된 슬릿을 가진 슬릿 슬리브를 포함하고, 핀을 스토퍼에 삽입함으로써, 슬릿 슬리브가 원주방향으로 확장되어 핀을 고정하는 구조를 가진다.

이러한 형식의 장착지그에 따르면, 에지 절연부재를 전극판에 견고하게 고정할 수 있는 동시에, 제거도 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 에지 절연부재의 예를 나타내는 개략단면도로서, 전극판에 장착된 것을 나타내는 도면;

도 2는 본 발명에 따른 에지 절연부재의 예를 나타내는 개략단면도로서, 전극판에 고정된 것을 나타내는 도면;

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 에지 절연부재의 스토퍼의 예를 나타낸 도면으로서, 도 3b는 스토퍼의 평면도, 도 3a는 도 3b에 도시된 평면도의 A-A' 단면도

삭제

도 4는 본 발명에 따른 에지 절연부재의 핀의 예를 나타내는 측면도;

도 5는 본 발명에 따른 에지 절연부재의 핀의 예를 나타내는 측면도;

도 6은 본 발명에 따른 에지 절연부재의 핀이 스토퍼에 삽입되었을 때의 예를 나타내는 측면도;

도 7은 본 발명에 따른 에지 절연부재의 핀이 스토퍼에 삽입되었을 때의 예를 나타내는 측면도;

도 8은 전극판과 에지 절연부재의 예를 나타내는 평면도;

도 9는 전극판과 에지 절연부재의 예를 나타내는 평면도;

도 10은 종래기술의 에지 절연부재의 예를 나타내는 단면도;

도 11은 전극판이 고정되었을 때, 종래기술의 에지 절연부재의 예를 나타내는 단면도;

도 12는 본 발명에 따른 에지 절연부재의 일례를 나타내는 개략 횡단면도로 서, 에지 절연부재가 전극판에 장착되었을 때를 나타내는 도면;

도 13은 본 발명에 따른 에지 절연부재의 일례를 나타내는 개략 횡단면도로서, 에지 절연부재가 전극판에 장착되었을 때를 나타내는 도면;

도 14는 본 발명에 따른 에지 절연부재의 일례를 나타내는 개략 횡단면도로서, 에지 절연부재가 전극판에 장착되었을 때를 나타내는 도면;

도 15는 본 발명에 따른 에지 절연부재의 일례를 나타내는 개략 횡단면도로서, 에지 절연부재가 전극판에 장착되었을 때를 나타내는 도면;

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 에지 절연부재의 제 1실시예를 나타내고, 전극판에 단단히 장착된 상태를 나타내는 도면이다.

이러한 형식의 에지 절연부재(20)는, 전해정련 중에, 도 8에 도시된 바와 같이 전극판(1)의 양쪽 에지부와 하부 에지부에, 또는 도 9에 도시된 바와 같이 전극판의 양쪽 에지부에 고정되어 이용된다.

에지 절연부재(20)는 원통형(봉형) 본체(22), 핀(30)과 스토퍼(40)로 이루어진 장착지그, 및 지지봉(26)을 포함한다.

전극판(1)을 장착하는 장착홈(23)과 턱부(24)는 본체(22)의 선단부(22A)에 형성되어 본체(22)의 길이방향을 따라 뻗어 있다. 장착홈(23)은 전극판(1)을 본체(22)에 장착하도록 구비되어 있고, 턱부(24)에 의해 단면형상이 바뀌도록 구성되어 있다. 전극판(1)이 장착홈에 장착되면, 장착홈(23)의 개구 단면적은 본체(22) 의 전체 단면적의 5%∼20%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15%∼20%이다.

삭제

장착홈(23)의 홈 폭은, 턱부를 장착홈(23)에 장착된 전극판(1)에 밀착장착하거나 제거할 수 있도록 조정될 수 있다.

한편, 지지봉(26)이 장착된 결합노치(25)는 본체(22)의 길이방향으로 뻗도록 본체(22)의 기단부(base end portion)(22B)에 형성되어 있다. 지지봉(26)은 제거 및 재장착될 수 있도록 이 결합노치(25)에 장착되어 있고, 지지봉(26)을 장착함으로써 결합노치(25)의 단면적이 넓어지도록 이루어져 있다.

지지봉(26)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 그 단면형상이 결합노치(25)보다 다소 큰 직경을 가지는 둥근형태의 원형단면 원통체이다. 또는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 그 단면 형상이 타원형을 나타내는 타원단면 원통체의 지지봉(26a)일 수도 있다. 지지봉(26 또는 26a)은 그 회전식 구조를 쥐고 회전시킴으로써 결합노치(25)로부터 제거되거나 결합될 수 있다.

본체(22)는, 지지봉(26)을 결합노치(25)에 장착함으로써 결합노치(25)에 가해진 힘이 턱부(24)에 전달되어 장착홈(23)의 홈 폭이 조정되도록 형성되어 있다.

또한, 본체(22)는, 장착홈(23)과 결합노치(25) 사이로 뻗어있는 측면(22C)과 측면(22D) 사이의 공간이 기단부(22B)로부터 선단부(22A)를 향해 좁아지도록 형성되어 있다.

또한, 핀 삽입구멍[27(27a, 27b, 27c)]은 턱부(24)에 측면(22C)으로부터 측면(22D)의 방향으로 형성되어 있다.

이 핀 삽입구멍(27)에는 전극판(1)을 본체(22)에 고정하기 위한 핀(30)과 스토퍼(40)로 이루어지는 장착지그가 착탈가능하게 장착되어 있다.

도 3a 및 도 3b는, 스토퍼(40)의 예를 나타내는 도면이다. 도 3b는 핀이 삽입되는 방향의 반대방향으로부터 본 평면도이고, 도 3a는 도 3b에 도시된 A-A' 단면으로부터 본 측면도이다.

스토퍼(40)는, 핀 삽입구멍(27)에 고정될 수 있는 고리형 고정부(41), 고정부(41)로부터 그 타단을 향하는 방향으로 직경이 감소되도록 스토퍼(40)의 축선중심부를 따라 구비된 삽입구멍(43), 및 삽입구멍(43)의 직경감소부의 측벽면에 구비되고, 슬릿이 종방향으로 형성된 슬릿 슬리브(42)를 포함하는 관형상(tubular shaped) 부재이다.

슬릿 슬리브(42)는 핀(30)이 삽입구멍(43)에 삽입됨으로써 원주방향의 외측을 향해 확장되도록 이루어져 있다.

삽입구멍(43)의 직경감소부의 측벽면에 구비된 슬릿 슬리브(42)의 직경은 고정부(41)에 있어서 삽입구멍(43)의 직경의 1/2 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 1/2∼1이다. 또한, 슬릿 슬리브(42)는 핀(30)이 삽입되는 방향에 대한 경사각(α)이 3°∼45°인 경사부를 가지도록 이루어진 것이 바람직하다. 이 경사부를 경사각의 범위를 가지도록 구비함으로써, 핀(30)의 삽입 및 제거가 원활하게 되는 동시에, 핀(30)을 견고하게 고정할 수 있다.

슬릿 슬리브(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(22)의 턱부(24)에 형성되어 있는 핀 삽입구멍(27)에 장착되고, 슬릿 슬리브(42)가 전극판(1)의 제 1삽입 구멍(1a)에 결합되면서 고정부(41)가 제 3삽입구멍(27c)에 견고하게 결합되도록 이루어져 있다.

핀(30)은, 핀 본체(31)와 이 핀 본체(31)보다 큰 직경을 가지도록 형성된 그립부(32)를 가지는 요소이다. 이러한 형식의 핀(30)에 대한 기본구조는 도 1 및 도 2에 도시된 원형 단면형상을 가진 원통체가 고려될 수 있지만, 또 다르게는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 구조의 것을 예로서 들 수 있다.

도 4에 도시된 핀(130)은, 본체(131)의 시단부에 그립부(132)가 형성되어 있고, 이 그립부(132)측의 본체(131) 단부측면에 복수(도면에는 3개)의 키부(key portion)(133)가 형성되어 있다. 이에 반해, 본체(131)의 타단부에는 핀(130)의 선단부(134)가 모나지 않도록 매끄럽게 형성되어 있고, 또한, 본체(131)보다 더 큰 직경을 가지도록 형성되어 있다. 또한, 그립부(132)의 중앙부에는 원뿔형 구멍(circular cone shaped hole)[소위, 펀치(punch)](135)가 형성되어 있다.

도 5에 도시된 핀(230)은, 도 4에 도시된 바와 마찬가지로, 본체(231)의 시단부에 그립부(232)가 형성되어 있고, 이 그립부(232)측의 본체(231) 단부측면에 복수(도면에는 3개)의 키부(233)가 구비되어 있다. 또한, 이 그립부(232)의 중앙부에는 펀치(235)가 형성되어 있다. 그리고, 이 핀(230)에 있어서는, 키(key) 형상 선단부(234)가 구비되어 있다. 이 선단부(234)는, 본체(231)와 선단부(234) 사이의 경계면의 직경이 본체(231)의 직경보다 다소 크게 설정되어 있고, 또한, 경계면으로부터 선단부의 방향을 향해 직경이 감소하여, 선단부에서의 직경이 본체(231)의 직경보다 작게 되도록 설정되어 있다.

도 6은 도 4에 도시된 핀(130)이 도 3에 도시된 구조의 스토퍼(40)에 삽입되었을 때의 상태를 나타내는 것이다. 또한, 도 7은 도 5에 도시된 핀(230)이 스토퍼(40)에 삽입되었을 때의 상태를 나타내는 것이다.

도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 핀(130 또는 230)을 스토퍼(40)의 삽입구멍(43)에 삽입함으로써, 스토퍼(40)의 슬릿 슬리브가 가압되어 원주방향으로 확장되도록 설정되어 있다. 그리고, 핀(130 또는 230)은 슬릿 슬리브(42)로부터의 복원력에 의해 스토퍼(40)의 삽입구멍(43)에 견고하게 결합되고 고정된다. 또한, 그립부(132 또는 232)에 의해, 핀(130 또는 230)이 스토퍼(40)에 유지될 수 있는 동시에, 전해액이 스토퍼(40)의 내부로 침입하지 않도록 할 수 있다.

또한, 키부(133 또는 233)를 갖춤으로써, 핀(130 또는 230)이 스토퍼(40)로부터 빠져나오기 어렵게 되어 있다. 또한, 핀의 선단부가 도 4에 도시된 선단부(134)처럼 매끄럽거나, 도 5에 도시된 선단부(234)처럼 키형상이라는 사실로 인해, 핀(30)의 삽입이 용이하다. 또한, 핀 본체(131 또는 231)와 선단부(134 또는 234) 사이의 경계면에서 선단부(134 또는 234)의 직경이 핀 본체(131 또는 231)의 직경보다 더 크다는 사실로 인해, 선단부(134 또는 234)가 스토퍼(40)내에 구속되어 핀(130 또는 230)이 빠져나가기 어렵게 된다.

에지 절연부재(20)의 턱부(24)의 측면에 형성되어 있는 핀 삽입구멍(27)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 핀(30)과 스토퍼(40)로 구성된 장착지그를 수용하도록 형성되어 있다. 핀 삽입구멍(27)은, 구멍 직경이 핀(30)의 그립부(32) 직경과 동일하게 이루어진 제 1삽입구멍(27a), 직경이 핀(30) 본체의 직경과 동일하게 이루어 진 제 2 삽입구멍(27b), 및 직경이 스토퍼(40)의 고정부(41) 직경과 동일하게 이루어진 제 3삽입구멍(27c)으로 이루어진다. 제 1삽입구멍(27a) 및 제 3삽입구멍(27c)은, 핀(30)이 최초로 삽입되는 측의 턱부(24)의 측면에 구비되고, 제 2삽입구멍(27b)은 장착홈(23)에만 개구하도록 다른쪽의 턱부(24)에 구비되어 있다.

스토퍼(40)는 이 제 3삽입구멍에 장착되고, 핀(30)의 그립부(32)가 제 1삽입구멍(27a)과 제 3삽입구멍(27c) 사이의 경계면에 고정되도록 형성되어 있다.

이 에지 절연부재(20)[본체(22), 핀(30), 및 스토퍼(40)를 포함]는, 그 주성분으로서, 폴리페닐렌 에테르계 수지(polyphenylene ether type resin) 또는 수퍼 엔지니어링 플라스틱(super engineering plastic) 등, 또는, 구체적으로는, 폴리페닐렌 에테르와 하이 임팩트 폴리스티렌수지(high impact polystyrene resin)를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 에지 절연부재(20)의 내충격성 및 외부 응력에 대한 기계적 강도를 더욱 향상시키기 위해, 에지 절연부재(20)를 이루는 본체(22), 핀(30), 스토퍼(40), 및 지지봉(26) 중 적어도 하나에 대해, 스테인레스강 또는 티타늄 등으로 이루어진 금속심을 상기 수지들 중 하나로 피복한 구조를 사용할 수도 있다. 이 때, 금속심은 수지로 완전히 피복되어, 그 표면이 전해액과 접촉하지 않도록 한다. 에지 절연부재(20)의 전체 질량에 대한 에지 절연부재(20)에 포함되는 금속심의 비율은, 40중량%∼90중량%이 바람직하고, 더욱 바람직하게는,70중량%∼90중량%이다. 금속심의 비율이 40중량% 미만이면, 금속심의 강도가 불충분한 경향을 나타내고, 90중량%보다 크면, 금속심을 피복하는 수지의 표면층의 강도가 불충분한 경향을 나타낸다.

이러한 형식의 수지가 사용되면, 내산성, 내열성, 및 강도에 우수한 유닛을 구비할 수 있다. 이런 방식으로 에지 절연부재(20)가 내산성이 우수하게 되면, 전해액에 의해 부식되지 않고, 장기간에 걸쳐 사용될 수 있다. 또한, 에지 절연부재(20)가 내열성이 우수하게 되면, 전해중 전해액의 온도가 주위 온도보다 40℃∼50℃ 증가해도 그 형태가 크게 변형되지 않게되어, 전극판(1)과의 매우 견고한 결합 정도를 유지할 수 있다. 또한, 에지 절연부재의 강도가 우수하기 때문에, 음극전착물의 제거 공정 중 겪는 충격력에 의해, 또는 장착 중이나 운반 중에 겪는 응력 등에 의해서도 파괴되지 않는다. 또한, 수지는 압출성형성이 우수하기 때문에, 에지 절연부재(20)의 턱부(24) 등이 균일하고 우수한 치수정밀도로 형성될 수 있다. 또한, 금속심을 수지의 내부에 포함시킴으로써, 에지 절연부재(20)의 내충격성 및 외부 응력에 대한 기계적 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이 때, 금속심의 표면은 수지로 완전히 피복되어, 전해액으로부터 완전히 차단된다.

또한, 스토퍼(40)에는, 본체(22) 및 핀[30(130,230)]에 사용되는 수지보다 높은 탄성을 가진 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다. 엘라스토머의 구체적인 예로서는, 폴리에스테르계수지, 폴리올레핀계수지, 스티렌계수지, 염화비페닐계수지, 불소계수지 등이 제안될 수 있다.

그러한 형식의 엘라스토머를 사용하여 스토퍼(40)를 제조함으로써, 핀[30(130, 230)]을 고정할 때, 핀[30(130, 230)]에 스토퍼(40)가 견고하게 맞물려, 핀[30(130, 230)]을 핀 삽입구멍(27)으로부터 빠져나오기 어렵게 할 수 있다. 또한, 스토퍼(40)를 전극판(1)의 핀 삽입구멍(1a)에 견고하게 맞물릴 수 있고, 이 부분에 전해액이 스며드는 것을 방지할 수 있다. 또한, 에지 절연부재(20)와 전극판(1) 등의 열팽창률 차이에 의해 야기된 고정부 사이의 편차를 이 스토퍼(40)에 의해 흡수할 수 있기 때문에, 에지 절연부재(20)와 전극판(1) 사이에 간극이 생기지 않는다.

또한, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 장착홈(23)의 표면에 밀봉부재(44)를 장착할 수 있다. 밀봉부재를 장착홈(23)과 전극판(1) 사이에 구비함으로써, 에지 절연부재(20)와 전극판(1) 사이의 견고한 결합을 향상시킬 수 있고, 전해액과 전극판(1) 사이의 접촉을 방지할 수 있다. 밀봉부재(44)로서는, 접착테이프가 이용될 수 있다. 접착테이프로서는, 폴리에스테르수지, 폴리프로필렌수지, 불소수지 등을 주성분으로 하는 기재(base substance)의 편면에, 아크릴계수지 또는 고무계수지 등의 합성수지를 함유하는 접착제를 도포한 것을 사용할 수 있다.

또한, 밀봉부재(44)와 전극판(1) 사이에 접착제를 도포하여 이루어진 접착층(45)을 더 구비할 수도 있다. 이렇게 함으로써, 밀봉부재(44)와 전극판(1) 사이의 견고한 결합을 향상시킬 수 있고, 전해액과 전극판(1) 사이의 접촉을 차단할 수 있다. 접착제로서는, 아크릴계접착제, 에폭시계접착제, 올레핀계접착제 등을 사용할 수 있다. 또한, 접착층(45)은 밀봉부재(44)와 장착홈(23)의 표면 사이에 구비될 수도 있다. 또한, 접착층(45)은, 밀봉부재(44)의 양면에 구비될 수도 있어서, 장착홈(23)과 전극판(1)이 더욱 견고하게 서로 고정될 수 있다. 에지 절연부재(20)의 본체(22)는 압출성형에 의해 제조될 수 있다.

핀(30)과 스토퍼(40)는 사출성형에 의해 만들어질 수 있다. 또한, 상기 핀 삽입구멍(27)은, 에지 절연부재(20)가 제조된 후, 기계적으로 드릴링함으로써 용이하게 만들어질 수 있다.

다음으로, 이러한 형식의 에지 절연부재(20)를 전극판(1)에 고정하기 위한, 에지 절연부재(20)의 고정방법에 대해 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 핀 삽입구멍(1a)이 전극판(1)의 에지부에 미리 형성된다. 이 핀 삽입구멍(1a)이 에지 절연부재(20)의 핀 삽입구멍에 겹치게 하기 위해, 전극판(1)이 에지 절연부재(20)의 장착홈(23)에 삽입된다. 그런데, 전극판(1)은, 결합노치(25)가 확장되도록 본체(22)의 결합노치(25)에 지지봉(26)을 장착함으로써, 본체(22)의 턱부(24)에 의해 밀착 장착된다. 이때, 장착홈(23)의 표면에 구비된 밀봉부재(44) 또는 접착층(45)을 전극판(1)에 견고하게 결합시킴으로써, 전극판(1)을 더욱 밀착되게 장착할 수 있다.

다음으로, 턱부(24)에 구비되어 있는 핀 삽입구멍(27)에 스토퍼(40)가 장착된다. 핀(30)을 이 핀 삽입구멍(27), 스토퍼(40), 및 전극판(1)의 핀 삽입구멍(1a)에 삽입함으로써, 이 핀(30)이 스토퍼(40)와 고정된다.

이 때, 핀(30)의 머리부, 즉, 그립부(32) 상에, 열경화성 접착제 또는 실리콘 코킹제(silicon caulking meterial) 등의 마스킹제(masking material)(29)를 도포함으로써, 핀 삽입구멍(27)의 내부를 밀봉할 수 있다. 이렇게 함으로써, 전해액의 침입을 더욱 방지할 수 있고, 내부의 절연성을 향상시킬 수 있다.

또한, 전극판(1)의 핀 삽입구멍(1a)의 구멍직경은 스토퍼(40)의 외경보다 다소 큰 직경이어서, 핀(30)이 삽입될 때 스토퍼(40)가 견고하게 맞물리는 것을 확실 하게 하는 것이 바람직하다.

이러한 형식의 고정방법이 사용되면, 스토퍼(40)의 슬릿 슬리브(41)가 핀의 삽입에 의해 외측 원주방향으로 확장되고, 그로 인해 전극판(1)에 견고하게 맞물리기 때문에, 그로 인해, 핀(30)을 견고하게 고정할 수 있는 동시에, 전극판(1)의 밀착 장착부[장착홈(23)] 내에 전해액이 침입하지 않아서, 이 밀착 장착부의 절연성을 향상시킬 수 있다.

또한, 결합노치(25)에 지지봉(26)을 장착함으로써, 장착홈(23)의 폭이 좁아지고, 전극판(1)이 턱부(24)에 의해 견고하게 장착되고, 또한, 핀(30)과 스토퍼(40)로 구성된 장착지그에 의해 에지 절연부재(20)가 전극판(1)에 고정되기 때문에, 그로 인해, 전극판(1)과 에지 절연부재(20)의 견고한 결합을 향상시킬 수 있고, 종래기술의 예와 같은 방법을 이용하여 장착홈(23)에 전해액이 침투하는 것을 방지할 필요가 없다.

또한, 핀(30)에 의해 에지 절연부재(20)를 전극판(1)에 고정하는 동시에, 스토퍼(40)가 전극판(1)에 견고하게 결합되어 있음으로써 에지 절연부재(20)가 전극판(1)에 고정되어 있기 때문에, 장착지그로 인해 고정성능이 종래의 경우보다 한층 향상될 수 있고, 에지 절연부재(20)에 대한 장착지그의 장착부를 종래기술의 경우보다 줄일 수 있다[예를 들면, 에지 절연부재(20)에 대한 장착지그의 장착부를 종래기술의 것의 약 1/3로 만들 수 있다]. 또한, 그 장착 중에, 또는 전극판으로부터 음극전착물을 제거할 때의 충격 등으로 인해, 핀(30)이 스토퍼(40)로부터 일탈하지 않는다.

또한, 핀(30)이 스토퍼(40)에 의해 고정되기 때문에, 핀(30)을 에지 절연부 재(20)에 융착하여 고정할 필요가 없어서, 핀(30)을 장착하는 작업이 용이하다.

다음으로, 에지 절연부재(20)의 제거방법을 설명한다.

에지 절연부재(20)는, 지지봉(26)을 결합노치(25)로부터 제거하고 핀(30)을 제거함으로써 전극판(1)으로부터 쉽게 제거될 수 있다. 이 때, 핀(30)의 그립부(32)에 형성되어 있는 펀칭된 부분에 미는 힘을 가하여, 연삭에 의해 그립부(32)를 쉽게 제거할 수 있어서, 스토퍼(40)를 핀 삽입구멍(27)으로부터 간단히 제거할 수 있다.

이러한 방식으로, 핀(40)이 에지 절연부재(20)에 융착에 의해 고정되어 있지 않기 때문에, 핀(30)을 쉽게 제거할 수 있고, 이들 핀(30)을 제거할 때 에지 절연부재(20)가 손상되지 않는다. 따라서, 단지 핀(30)을 교환하는 것만으로 재이용될 수 있기 때문에, 에지 절연부재(20)의 제품수명이 길다.

본 발명의 에지 절연부재는, 전극판과의 견고한 결합성을 증가시킬 수 있고, 전극판의 에지부를 완벽하게 절연할 수 있으며, 또한, 이 견고한 결합성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 또한, 전극판에 대한 착탈공정이 용이하기 때문에, 재이용이 가능하다. 또한, 내충격성 등 강도가 우수하고, 음극전착물의 제거 공정도 용이하게 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 에지 절연부재에 대한 고정방법에 왁스를 이용하지 않기 때문에, 전극판과 에지 절연부재 사이의 견고한 결합성이 증가되어 튼튼하게 고정할 수 있고, 전극판 에지부의 절연성을 증가시킬 수 있다. 그러므로, 전해정련 공정에 서, 에지 절연부재로 인한 물질의 음극전착물로의 혼입이 없어서, 제품 품질이 우수한 정련물을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 에지 절연부재의 제거 방법은, 에지 절연부재를 전극판으로부터 용이하게 제거할 수 있고, 에지 절연부재의 파괴가 없기 때문에, 에지 절연부재의 재이용이 가능하게 된다.

본 발명의 에지 절연부재에 대한 장착지그에 따르면, 에지 절연부재를 전극판에 견고하게 결합 및 고정할 수 있다. 또한, 에지 절연부재에 대한 착탈이 용이하다.

Claims

금속의 전해정련 공정 중에 전극판의 에지부에 부착되는 에지 절연부재로서, 봉형상 본체, 핀과 스토퍼로 구성된 장착지그, 및 지지봉을 포함하고;

상기 전극판을 견고하게 장착 및 고정하는 장착홈과 턱부가 상기 봉형상 본체의 선단에 상기 본체의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되고,

상기 지지봉을 장착하는 결합노치가 상기 본체의 기단부에 상기 본체의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되며,

복수의 핀 삽입구멍이 상기 턱부의 측면에 형성되며,

상기 장착지그는 핀 삽입구멍에 착탈가능하게 장착되며,

상기 지지봉은 상기 결합노치에 착탈가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 상기 스토퍼는,

상기 절연부재의 핀 삽입구멍에 고정될 수 있는 고리형상 고정부;

상기 고정부로부터 타단을 향해 직경이 감소하도록 구비된 삽입구멍; 및

상기 삽입구멍의 직경감소부의 측벽면에 구비되고, 슬릿이 길이방향으로 형성되어 있는 슬릿 슬리브를 포함하고,

상기 슬릿 슬리브는 상기 핀을 상기 슬릿 슬리브에 삽입함으로써 상기 슬릿 슬리브가 원주방향으로 확장되는 구조를 가진 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 상기 핀은 본체, 상기 본체의 시단부에 형성된 그립부, 및 상기 본체의 측면에 형성된 하나 또는 복수의 키부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 2항에 있어서, 상기 슬릿 슬리브는 상기 핀의 삽입방향에 대해 3°∼45°의 경사각을 이루는 경사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 상기 에지 절연부재의 본체 및 상기 장착지그는 수지로 이루어지고, 상기 스토퍼는 상기 본체와 핀에 사용된 수지보다 탄성이 높은 엘라스토머로 이루어진 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 상기 본체, 상기 핀과 상기 스토퍼로 이루어진 상기 장착지그, 및 상기 지지봉 중 하나 이상은 수지 내에 포함된 금속심으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 상기 지지봉은 원형 단면형상을 가진 원형 원통체인 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 상기 지지봉은 타원형 단면형상을 가진 타원형 원통체인 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 밀봉부재가 상기 장착홈의 표면에 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
제 1항에 있어서, 접착층이 상기 장착홈의 표면에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재.
에지 절연부재를 전극판의 에지부에 고정하는 고정방법으로서,

상기 에지 절연부재는 봉형 본체, 핀과 스토퍼로 이루어진 장착지그, 및 지지봉을 포함하고,

상기 봉형 본체의 선단부에는 전극판을 견고하게 장착 및 고정하는 장착홈 및 턱부가 상기 본체의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되며,

상기 본체의 기단부에는 상기 지지봉을 장착하는 결합노치가 상기 본체의 길이방향을 따라 뻗도록 형성되며,

복수의 핀 삽입구멍이 상기 턱부의 측면에 형성되며,

상기 장착지그는 상기 핀 삽입구멍에 착탈가능하게 장착되며,

상기 지지봉은 상기 결합노치에 착탈가능하게 장착되며:

상기 고정방법은,

상기 전극판 에지부의 소정 장소에 복수의 핀 삽입구멍을 형성하는 단계;

상기 전극판 에지부의 핀 삽입구멍이 상기 에지 절연부재의 핀 삽입구멍에 겹치도록 상기 에지 절연부재의 장착홈에 전극판을 장착하는 단계;

상기 결합노치가 확장되도록 상기 에지 절연부재의 상기 결합노치에 상기 지지봉을 장착함으로써 상기 전극판을 상기 턱부에 의해 견고하게 장착하는 단계;

상기 에지 절연부재의 상기 핀 삽입구멍에 상기 스토퍼를 장착하는 단계; 및

상기 에지 절연부재의 상기 핀 삽입구멍과 상기 전극판의 상기 핀 삽입구멍에 상기 핀을 삽입하고, 상기 핀을 스토퍼에 의해 고정하며, 상기 에지 절연부재를 상기 전극판에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 고정방법.
제 11항에 있어서, 상기 스토퍼로서, 상기 절연부재의 상기 핀 삽입구멍에 고정된 고리형상 고정부; 상기 고정부로부터 그 타단을 향해 직경이 감소되도록 구비된 삽입구멍; 및 상기 삽입구멍의 직경감소부의 측벽면에 구비되고, 슬릿이 길이방향으로 형성되어 있는 슬릿 슬리브를 포함하는 것을 이용하고:

상기 방법은, 상기 스토퍼에 상기 핀을 삽입하고, 상기 스토퍼의 상기 슬릿 슬리브를 원주방향으로 확장시켜 상기 슬릿 슬리브를 상기 전극판에 견고하게 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 고정방법.
제 11항에 있어서, 상기 지지봉으로서, 원형 단면형상을 가지는 원형 원통체를 사용하는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 고정방법.
제 11항에 있어서, 상기 지지봉으로서, 타원형 단면형상을 가지는 타원형 원통체를 사용하는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 고정방법.
제 11항에 있어서, 상기 전극판을 상기 에지 절연부재의 장착홈에 삽입하고, 상기 장착홈의 표면에 접착된 밀봉부재를 상기 전극판에 접착함으로써 상기 전극판이 상기 에지 절연부재의 상기 장착홈에 장착되는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 고정방법.
제 11항에 있어서, 상기 전극판을 상기 에지 절연부재의 장착홈에 삽입하고, 상기 장착홈의 표면에 구비된 접착층을 상기 전극판에 견고하게 결합함으로써 상기 전극판이 상기 에지 절연부재의 상기 장착홈에 장착되는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 고정방법.
제 11항에 있어서, 상기 본체, 상기 핀과 상기 스토퍼로 이루어진 상기 장착지그, 및 상기 지지봉 중 하나 이상은 수지 내에 포함된 금속심을 가지는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 고정방법.
에지 절연부재의 제거방법으로서, 제 6항에 기재된 에지 절연부재의 고정방법에 의해 상기 전극판에 고정된 에지 절연부재의 지지봉을 상기 결합노치로부터 제거하는 단계; 상기 핀의 상기 그립부를 연삭에 의해 제거하는 단계; 및 상기 핀을 제거함으로써 상기 에지 절연부재를 상기 전극판으로부터 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에지 절연부재의 제거방법.
장착지그로서, 금속의 전해정련 공정에 이용되는 전극판의 에지부에 장착되는 에지 절연부재를 전극판에 고정하는 스토퍼와 핀을 포함하고,

상기 핀은 본체, 상기 본체의 시단부에 형성된 그립부, 및 상기 본체의 측면에 형성된 하나 또는 복수의 키부를 포함하며,

상기 스토퍼는, 고리형상 고정부, 상기 고정부로부터 그 타단을 향해 직경이 감소되도록 구비된 삽입구멍, 및 상기 삽입구멍의 직경감소부의 측벽면에 구비되고 슬릿이 길이방향으로 형성된 슬릿 슬리브를 포함하고, 상기 핀이 상기 스토퍼에 삽입됨으로써 상기 슬릿 슬리브가 원주 방향으로 확장되어 상기 핀을 고정하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 장착지그.