NL8004577A - Kathode-opbouw voor het elektrolytisch bekleden van metalen. - Google Patents

Description

é.· f t

YQ OÖltO

Titel : Kathode-opbouv voor het elektrolytisch bekleden van metalen.

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde kathode-opbouv voor het elektrolytisch neerslaan van metalen, omvattende een kathode met daaraan bevestigd een paar niet-geleidende randstaven. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een verbeterde kathode, 5 'waaraan randstaven gemakkelijker en permanent bevestigd kunnen worden.

Bij elektrolytische metaalzuiverings- en elektrolytische win-processen heeft men zich reeds lang gerealiseerd, dat het nodig is om. de randen van de kathode te beschermen, omdat het neergeslagen metaal van de kathode "startplaat" terug te winnen. Hierdoor wordt de vorming 10 van bruggen tussen de twee vlakken van de kathode door het neergeslagen metaal verhinderd. Oorspronkelijk werden houten staven gebruikt, welke een groef hadden, die zodanig was' aangepast, dat deze nauw rond de rand van de kathode paste. Deze houten staven hebben een groot aantal nadelen, waarvan de meeste ontstaan door de slechte weerstand die hout 15 biedt- aan de omstandigheden, welke in elektrolysecellen heersen. Er zijn vele pogingen gedaan om te voorzien in een randstaaf, welke zowel doelmatig als relatief goedkoop en tegelijkertijd stevig is en op een zekere wijze aan de kathodeplaat bevestigd kan worden. Deze twee laat-ste wenselijkheden zijn de laatste tijd belangrijker geworden door 20 de introductxe _van kathodestripmachines.

De meeste van de gedane voorstellen omvatten het op een of andere wijze verwijderen van materiaal van de randgebieden van de kathode om te voorzien in middelen voor het bevestigen van de randstrook. In het Amerikaanse octrooischrift no. 68U.921 is een kathode beschreven met een 25 gegroefde rand, waarbij de vorm van de groef niet gespecificeerd is, of met een geperforeerde rand. waarop asfalt wordt aangebracht. In het Amerikaanse octrooischrift no. 1.^-70.883 is een kathode beschreven met een gegroefde rand, welke rand geperforeerd is; een kanaalachtige randstaaf wordt gebruikt, waarbij de staaf wordt vastgehouden door klinknagels door 30 de perforaties. Een verbetering van deze techniek is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift no. 2.857.903, waarin lubberen nagels worden gebruikt.

Het vormen van de rand van de kathode kan een kostbare procedure zijn. Er zijn dan ook verschillende voorstellen gedaan om dit te vermij-35 den en om de randstaaf met behulp van andere middelen te bevestigen.

800 4 5 77 2 , ϊ ί

In het Amerikaanse octrooischrift no. 1,99b.11A wordt een vulcamiserings-procedure voorgesteld. Anderen hebben voorgesteld om lijmen te gebruiken. In het Amerikaanse octrooischrift 3.798.151 is een wigsysteem voorgesteld, waarbij een wig ingébracht wordt in het buitenvlak van de rand-5 staaf om deze beter te verbinden met de rand van een niet-vervormde kathode. In het Amerikaanse octrooischrift no. 2.3^3.161 is een gelijksoortige techniek voorgesteld, omvattende een metalliek kanaalachtig verstijvingselement binnen een uit een rubberkanaal bestaande rand-staaf. Een andere variant daarvan is beschreven in het Amerikaanse oc- 10. trooïschrift no. 3.830.710, waarin de rand van de kathode is voorzien •van inkepingen aan de bovenste en onderste uiteinden ervan om een randstrook vast te houdenwelke gestrekt wordt om op veerkrachtige wijze op de kathode aan te vrijpen.

Een zeer eenvoudig systeem, bestaande uit een van een spleet 15'- voorziene plastic buis en een gegroefde kathoderand is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift no. 2.536.877» waarin de van een spleet voorziene buis wordt geopend en de rand van de kathode in deze spleet wordt geplaatst : doordat de buis poogt terug te keren in de cirkelvormige vorm ervan kamt deze in aangrijping met de groeven.

20 Al deze systemen bezitten êên of beide van twee nadelen: zij zijn ingewikkeld en er treedt een mogelijke verzwakking op van de randen van de kathode. Wanneer een systeem ingewikkeld is ontstaan onvermijdelijk kostenproblemen. Iedere verzwakking van de rand, zoals bijvoorbeeld door een continue randgroef is .ongewenst, omdat hierdoor de opbouw 25 van de kathode en de randstaven minder stevig wordt en zij ge voeliger worden voor de krachten die optreden in moderne mechanische apparatuur, in het bijzonder geautomatiseerde kathodestripapparatuur.

De uitvinding beoogt te voorzien in een relatief eenvoudige, goedkope en toch stevige kathode-opbouw onder gebruikmaking van een 30 randstaal. Er is voorzien in middelen voor het vasthouden van de rand-staaf zonder dat de kathoderand wordt verzwakt door het verwijderen van metaal.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding is voorzien in een kathode-opbouw voor het elektrolytisch neerslaan van metalen, om-35 vattende in combinatie tenminste een randstaaf die in aangrijping is op tenminste een rand van de kathode, waarbij de^kathode tenminste êên omhoog stekend uitsteeksel op elk van de oppervlakken ervan nabij de rand 8004577 f. ï 3 ervan bezit, waarbij de uitsteeksels elk een opstaand vlak "bezitten, dat zowel in hoofdzaak evenwijdig is aan de meest nabij gelegen katho-derand als daarvan afgericht is, waarbij de vlakken bij voorkeur ook in wezen dezelfde opstaande hoogte bezitten en in wezen op dezelfde af-5 stand van de meest nabij gelegen kathoderand gelegen zijn, waarbij de randstaaf bestaat uit een niet-geleidend plastic materiaal met een kanaalachtige vorm, waarbij de gootvormige binnenvlakken van het kanaal aangepast zijn cm op zekere wijze aan tegaijpeaop de uitsteeksels nabij de kathoderand, om zodoende de randstaaf daarop vast te houden.

10 Volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding is voorzien ia een werkwijze voor het maken van een kathode-opbouw, omvattende in combinatie tenminste een niet-geleidende plastic randstaaf, welke aangrijpt op tenminste êên rand van een kathode, waarbij de werkwijze omvat het vormen van tenminste êên opstaand uitsteeksel, aan elk vlak van 15 de kathode nabij de rand van de kathode, waarbij de uitsteeksels elk een opstaand vlak bezitten, dat zowel in hoofdzaak evenwijdig is aan de nabij gelegen kathoderand als daarvan afgericht is, waarbij de vlakken ook bij voorkeur in wezen dezelfde opstaande hoogte bezitten en op in wezen dezelfde afstand van de nabij gelegen kathoderand gelegen zijn, 20 door het vervormen van het metaal van de kathode in het gebied nabij de rand; door het vormen van een niet-geleidende, plastic randstaaf met een kanaalachtige vorm met gootvormige binnenvlakken, welke aangepast zijn cm aan te grijpen cm de uitsteeksels, welke nabij de kathoderand gevormd zijn; en het aanbrengen van de randstaaf aan de kathoderand, waar-25 door de randstaaf op zekere wijze aangrijpt op de uitsteeksels, welke nabij de kathoderand gevormd zijn.

'Volgens een voorkeur suitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de randstaaf een zich in lengterichting uitstrekkend kanaalelement, waarin de vlakken van de kanaalgoot onderling naar elkaar toe geheld zijn en 30 aan hun buitenranden voorzien zijn van een uitstekende lip, welke aangepast is om over de uitsteeksels op de kathode te grijpen. Op geschikte wijze fran de kathoderandstaaf gevormd worden door het extruderen van een geschikt niet-geleidend plastic materiaal door een geschikte vorm.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is de 35 kathode voorzien van een aantal relatief korte uitsteeksels nabij tenminste êên rand daarvan, waarbij elk uitsteeksel het vereiste opstaande vlak bezit, en waarbij de totale lengte van de ópstaande vlakken in 800 45 77 ï 5 k totaal in vezen minder is dan de totale lengte van de nabij gelegen katdoderand, bijvoorbeeld een kvart daarvan.

De -uitvinding zal in bet hierna volgende nader beschreven vorden aan de band van de tekening. Hierin toont : 5 fig. 1 een kathode-opbouv, vaarin een gedeelte van êén randstaaf verwijderd is; fig. 2 een aanzicht in perspectief van een randgedeelte van de kathode volgens fig. i; fig. 3 een aanzicht in perspectief van een andere vorm van een 10 uitsteeksel; fig. 4 een aanzicht in doorsnede langs de lijn I7-IV uit fig. 1; fig. 5 een aanzicht in doorsnede langs de lijn V-V uit fig. k, velke de plaatsing van éên randstaaf op de kathode toont; fig. 6 een matrijs , velke geschikt is voor het maken van de ka-* 15 thode volgens fig. 1; fig. T schematisch een orgaan voor het maken van de kathode volgens fig. 3; en fig. 8 in doorsnede een kathode volgens fig. 3 met een daaraan bevestigde randstrook.

20 Zoals in fig. 1 getoond is omvat de kathode een metalen plaat 10, velke bevestigd is aan een eindstaaf (vaarmee veer op geschikte vijze elektrisch contact vordt gemaakt) als ondersteuning. Aan iedere vertikale rand 16 van de kathode zijn de randstaven 12 aangebracht.

De randstaaf 12 bedekt tenminste dat gedeelte van de rand 16 van de 25 kathode 10, dat in of nabij het elektrolyt zal zijn vanneer de kathode in een elektrolytische cel geplaatst is. De staaf steekt ge-voonlijk een veinig voorbij de onderrand van de kathode uit cm een on— gevenste brugvorming van het neergeslagen metaal te verhinderen. Om een voortdurend uitsteken van de randstaaf beneden de onderzijde van de ka-30 thode te verzekeren, kan de kathoderand 16 nabij het boveneinde ervan Vervormd zijn om een beveging in langsrichting van de randstaaf, velke veroorzaakt vordt door stoten aan het ondereind ervan, te verhinderen. Een randstaaf 12 is gedeeltelijk veggesneden getoond, om zo de uitsteeksels te tonen die gevormd zijn in het randgedeelte 16 van de kathode.

35 Deze uitsteeksels zijn duidelijker getoond in fig. 2 en 5 en omvatten een opstaand, relatief kort uitsteeksel 18 met een opstaand vlak 20, dat in vezen evenwijdig aan het nabij gelegen kathoderandvlak 22 is.

800 4 5 77 r * 5 -Zoals ia fig. 1 en 2 aangegeven is, zijn er een aantal uitsteeksel 18 en zij zijn zowel in hoofdzaak in êên lijn aangebracht als op dezelfde afstand van het nabij gelegen randvlak 22.

Fig. 2 toont ook, dat een lijn uitsteeksels 18 aan beide vlak-5 ken van de kathodeplaat 10 gevormd is. Zoals uit fig. 5 blijkt zijn de twee lijnen uitsteeksels bij voorkeur met hun vlakken 20 in êên lijn op dezelfde afstand van het nabij gelegen kathoderandvlak 22 geplaatst .

De uitsteeksels 18 kunnen op geschikte wijze verkregen worden 10 door het. indrukken van het randgedeelte 16 van de kathodeplaat 10 tussen een paar matrijzen, van het soort, dat schematisch in bovenaanzicht in fig. 6 getoond is. Deze matrijzen maken gebruik van afwisselend holten 2k en ponzen 26. Indien zij in een samenwerkend paar. op het rand— gedeelte 16 van de kathode gedrukt worden, vervormen de ponzen 2b het 15 kathodemetaal in de ermee samenwerkende holten 26, waardoor verdiepingen 28 ontstaan, welke uitsteeksels 18 aan de andere zijde (fig. 2) vormen.

Eet op geschikte wijze vormen van de holte 2k van de matrijs verzekert, dat het uitsteeksel 18 gevormd wordt met het vereiste opstaande vlak 20.

Eet verband tussen de resulterende verdiepingen en uitsteeksels kan men 20 duidelijk in fig. k en 5 zien.

Een. andere vorm van uitsteeksel is getoond in fig. 3, waarin een continu enkel uitsteeksel 30 aangebracht is op elk vlak van de kathodeplaat 10 met een continu opstaand vlak 32. Een gelijksoortig uitsteeksel 30 is aangebracht aan de andere zijde van de plaat, welke ook 25 een opstaand vlak 32 bezit. Deze vorm van uitsteeksel kan genaakt worden met behulp-van de werkwijze welke schematisch in fig. 7 getoond is. De kathodeplaat 10 wordt vastgeklemd tussen matrijsplaten 3b en 36, waarbij een uitstekend (gestippeld getoond) randgedeelte 16 overblijft. Een rol 38, met kegelvormige vlakken Uo wordt dan tegen de nabij gelegen 30 kathoderand 22 aangedrukt, waardoor het metaal vervormd wordt en de vereiste vorm ontstaat.

Uit de fig. 5 sn 8 blijkt, dat dezelfde vorm randstaaf gebruikt wordt voor beide voorkeursuitvoeringsvormen van de uitsteeksels. Het lichaam 12 van de randstaaf is gevormd met een kanaal met binnenvlak h2 -y- en een basis of middenvlak ^4. De buitenrand van deze kanaalvlakken zijn voorzien van binnenwaarts uitstekende lippen U6, elk waarvan een binnenvlak l+8 bezit. De uitwendige vorm van de randstaaf is niet belangrijk: 800 4 5 77 1 'ï β liet afgeronde contour, dat in de figuur getoond is, is gebleken geschikt te zijn. Het belangrijkste vereiste is, dat de staaf buigzaam genoeg is om zich open te spreiden wanneer de lippen b6 over de uitsteeksels 20 bewegen, zoals aan de linkerzijde van fig. 5 getoond is, gedu -5 isnde het aanbrengen ervan op de rand van.de kathode. Verder is het voordelig wanneer de ruimte tussen de lippen U6, voordat de staaf aangebracht is, een weinig kleiner is dan de dikte van de metalen kathodeplaat 10, om een veerkrachtige aangrijping op de tegenover elkaar gelegen ka-thodevlakken te verschaffen.

10 De vorm welke door de randstaaf aangenomen wordt, wanneer deze aangebracht is op de rand..van de kathode, is duidelijk in fig. 5 en 8 • getoond. Het nabij gelegen kathoderandvlak 22 nadert totaan het vlak Uk aan de basis van het kanaal· in de randstaaf wanneer de binnenwaarts gebogen lippen Ué’ van de randstaaf nauw aangrijpen over de uitsteeksels 15 18 (fig, 5? en 30 (fig. 8) , waarbij de vlakken U8 en 20 (fig. 5) of U8 en 32 (fig. 8) wezenlijk met elkaar in contact staan. De randstrook wordt dus door een "klik"-koppeling aangebracht om te voorzien in een permanente opbouw.

Indien gewenst kan een elektrolyt-bestendig hechtmiddel of 20 vulmiddel ook gebruikt worden cm eventuele spleten, welke aanwezig blijven tussen de randstaaf en de kathode te vullen. Deze kunnen hetzij aangebracht worden op de kathode of op het vlak Uk van de randstaaf voor samenbouw. Het aanbrengen van de randstaaf op de kathoderand zal er dan ook toe dienen cm het hechtmiddel uit te spreiden cm eventuele, 25 resterende holten op te vullen.

Het zal uit de voorgaande gedetailleerde beschrijving duidelijk zijn, dat een groot aantal kenmerken van de onderhavige uitvinding gewijzigd kunnen worden. De meest voor de hand liggende variant is de afstand tussen het vlak van het uitsteeksel en de rand van de kathode.

30 Dit is duidelijk een kwestie van keuze; gebleken is, dat voor een kathode met een dikte van ongeveer 5 mm een afstand van 7 - 10 mm van de rand voor de kathodevlakken geschikt is. Op gelijke wijze is de opstaande hoogte voor de uitsteeksels ongeveer 1 mm geschikt gebleken. Vanneer de uitvoeringsvorm met een aantal uitsteeksels (volgens fig. 2) wordt toege-35 past, zijn er een groot aantal variabelen. Het is het gemakkelijkst om de uitsteeksels te vormen door middel van met elkaar samenwerkende matrijzen, en dus kunnen zij niet direkt tegenover elkaar gelege n zijn. Een 800 4 5 77 f t 7 mi&ificatie van de techniek met de rol, welke gebruikt wordt voor het continue uitsteeksel, zou dit' echter wel mogelijk kunnen maken. Het geniet echter de voorkeur cm. de uitsteeksels aan heide zijden van de kathoden af te wisselen, maar dit is duidelijk niet de enige opstelling. De be-. 5 palende factor is het vereiste, dat er voldoende uitsteeksels zijn om de randstrook op juiste wijze vast te houden.

Als alternatief voor een paar matrijzen kan ook een paar van een contour voorziene rollen gebruikt worden.

Er bestaat ook een ruime keuzemogelijkheid voor het plastic 10. materiaal voor de randstaaf, een groot aantal van deze materialen is in de literatuur besproken. De belangrijkste kriteria zijn, dat het materiaal niet-geleidend. en niet breekbaar moet zijn en een voldoende elas-. . ticiteit en stijfheid moet hebben cm over de rand van de kathode te grijpen. Eet materiaal moet ook de enigszins moeilijke omstandigheden, . 15: welke in het bad aanwezig zijn, kannen weerstand. Een voorkeurmate- riaal is een acrylonitrile-butadieen-styreen copolymeer.

8004577

Claims (13)

1. Kathode-opbouw voor het elektrolyt isch neerslaan van metalen, erarattende in combinatie tenminste êên randstaaf, welke in aangrijping is op tenminste êên rand ran een kathode, met het kenmerk, dat de ka- thede tenminste êen opstaand uitsteeksel aan elk ran de oppervlakken 5 ervan nabij die rand bezit, waarbij de uitsteeksels elk een opstaand vlak bezitten, dat zowel in hoofdzaak evenwijdig is aan de nabij gelegen kathoderand als daarvan afgericht is, en dat de niet-geleidende, plastic randstaaf een kanaalachtige vorm bezit, waarbij de binnen-gootvlakken van het kanaal aangepast zijn om op zekere wijze aan te 1 o grijpen, op de uitsteeksels nabij de kathoderand, om zo de randstaaf . ;^daar vast te houden.

2. Opbouw volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de vlakken van de uitsteeksels., in. hoofdzaak dezelfde opstaande hoogte bezitten en op in hoofdzaak dezelfde afstand van de nabij gelegen kathoderand gelegen zijn.

3. Opbouw volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de kathode voorzien is van randstaven over tenminste dat gedeelte van de zijranden ervan, dat hetzij in of nabij het elektrolyt van de cel zal zijn. k. Opbouw volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat de opstaan- 20 de uitsteeksels ook continu zijn en in hoofdzaak dezelfde lengte bezitten als de kathoderand.

5. Opbouw volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat de kathode een aantal opstaande uitsteeksels op elk oppervlak ervan bezit, waarbij de opstaande vlakken daarvan op elk oppervlak van de kathode in hoofd- ' zaak in êên lijn gelegen zijn evenwijdig aan de nabij gelegen kathoderand.

6. Opbouw volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de kanaal- gootwanden van de randstaaf voorzien zijn van uitstekende lippen aan de buitenranden ervan, welke lippen aangepast zijn om over de uit-30 steeksels op elk oppervlak van de kathode te bewegen en om op veerkrachtige wijze aan te grijpen op tegenover gelegen kathodevlakken. J. Opbouw volgens conclusie 1 of 6 met het kenmerk, dat de rand staaf gevormd is uit een acrylonitriele-butadieen-styreen copolymeer.

8. Opbouw volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat voorzien is in 35 ... een hechtmiddel of afdichtmiddel, dat geplaatst is tussen de randstaaf 800 4 5 77 t t en de Kathode,

9. Werkwijze voor het maken, van een kathode-opbouv, omvattende in combinatie tenminste êên niet-geleidende plastic randstaaf, welke aangrijpt op tenminste een rand van een kathode, met het kenmerk, dat de , . . 5. werkwijze omvat het nabij de rand van de kathode door het verwarmen van het metaal van de kathode, in een gebied nabij de rand daarvan, vormen van tenminste een opstaand uitsteeksel op ieder vlak. van de kathode, waar-/ .· bij de uitsteeksels ook een vlak bezitten, dat in hoofdzaak evenwijdig is aan de nabij gelegen kathoderand en daarvan afgericht, is; het vormen · 10. van een niet-geleidende plastic randstaaf met een kanaalachtige vorm met binnengootranden, welke aangepast zijn om op zekere wijze aan te •grijpen op de uitsteeksels welke nabij de kathoderand gevormd zijn; en het aanbrengen van de kathodestaaf op de kathoderand waarbij de randstaaf op zekere wijze aangrijpt op de uitsteeksels, welke nabij de ka-15 thoderand gevormd zijn.

10. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de opstaande uitsteeksels op ieder vlak van de kathode gevormd zijn op in hoofdzaak dezelfde afstand van de nabij gelegen kathoderand en ook gevormd zijn met in hoofdzaak dezelfde opstaande hoogte.

11. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat een enkel ópstaand uitsteeksel op elk vlak van de kathode gevormd is nabij de rand daarvan, en zich in hoofdzaak over de volledige lengte van de rand uit strekt..

12. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat een aantal 25 uitsteeksels op elk vlak van de kathode gevormd is, waarbij de opstaande vlakken van de uitsteeksels in hoofdzaak evenwijdig zijn aan de nabij gelegen kathoderand en elk op in hoofdzaak dezelfde afstand van de nabij gelegen kathoderand gelegen zijn.

13. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de kathode-30 staaf gevormd is door het extruder en van een niet-geleidend plastic materiaal, ik. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de randstaaf gevormd is met lippen aan de buitenrand van de kanaalgoot, waarbij de lippen binnenwaarts uitsteken en aangepast zijn om te bewegen over de 35 uitsteeksels, welke nabij de rand van de kathode gevormd zijn en om op veerkrachtige wijze aan te grijpen op tegenover gelegen kathodevlakken.

15. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat een hecht- 800 4 5 77 > * * middel of een afdichtmiddel wordt aangebracht op de rand van de kathode voordat de randstaaf daarop wordt aangebracht.

16·. Werkwijze volgens· conclusie 9 met het kenmerk, dat een hecht-. -middel of afdichtmiddel wordt aangebracht op tenminste êên vlak van 5 de goot in de randstaaf, voordat de randstaaf op de kathode wordt aan-gebracht, 8004577