(57)【要約】【課題】本発明は、電着金属層をカソードから剥がす過程でカソードの損傷を抑制することを課題とする。【解決手段】電着金属の剥離装置１００は、搬送装置１６と、電着金属層Kの左右両端部から先に分離するチゼリング装置１１０とを有する。チゼリング装置１１０は、主チス刃２００と、主チス刃２００の左右両側に配置された一対の超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂと、主チス刃２００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂを上下方向（Ｚ方向）に昇降させる昇降駆動機構２２０と、加振装置２３０とを有する。加振装置２３０は、超音波制御部２４０と、一対の超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂとを有する。超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂは、超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂにより超音波を入力されながら刃先２１２Ａ、２１２Ｂをカソード１２と電着金属層Ｋと間に挿入され、カソード１２と電着金属層Ｋと間に隙間を形成する。【選択図】図６
2014231632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属が電着したカソードを搬送する搬送手段と、
前記カソードに電着した電着金属層を前記カソードから分離するための分離手段と、を備えた電着金属の剥離装置であって、
前記分離手段は、
前記カソードから前記電着金属層を分離する分離器と、
前記分離器に所望の振動を入力する加振手段と、
前記加振手段により振動する前記分離器を前記電着金属層と前記カソードとの間に挿入させる駆動機構とを有することを特徴とする電着金属の剥離装置。
【請求項２】
前記加振手段は、
超音波を発生する超音波発振器と、
前記駆動機構により前記分離器を前記カソードに電着された電着金属層を分離させる際に前記超音波発振器に駆動電流を出力する超音波制御部とを有することを特徴とする請求項１に記載の電着金属の剥離装置。
【請求項３】
前記分離器は、
前記電着金属層に接触する刃先が前記電着金属層の左右両端部から先に分離する主チス刃と、
前記主チス刃の両側に配置され、前記超音波発振器により発生された超音波が入力される一対の超音波チス刃と、
を有し、
前記主チス刃は、前記縁部の左右端部より山型に形成された中間部を有することを特徴とする請求項２に記載の電着金属の剥離装置。
【請求項４】
前記主チス刃は、前記中間部から側方に角度４０度〜８０度の範囲の傾斜を有することを特徴とする請求項３に記載の電着金属の剥離装置。
【請求項５】
前記主チス刃は、前記中間部が、０．２５ｍ〜２.０ｍの曲率半径を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の電着金属の剥離装置。
【請求項６】
前記分離器は、
前記超音波発振器により発生された超音波が入力され、前記電着金属層の左端部を分離する第１の超音波チス刃と、
前記超音波発振器により発生された超音波が入力され、前記電着金属層の右端部を分離する第２の超音波チス刃と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の電着金属の剥離装置。
【請求項７】
さらに、前記分離器は、
前記第１の超音波チス刃及び前記第２の超音波チス刃を水平方向に移動させ、前記第１の超音波チス刃と前記第２の超音波チス刃との離間距離を調整する水平駆動機構と、
前記第１の超音波チス刃及び前記第２の超音波チス刃を前記水平駆動機構と共に、昇降させて前記第１の超音波チス刃及び前記第２の超音波チス刃を前記電着金属層の左右両端部に接触させて前記電着金属層の左右両端部から先に分離する昇降駆動機構と、
を有することを特徴とする請求項６に記載の電着金属の剥離装置。
【請求項８】
金属が電着したカソードを搬送する搬送工程と、
分離器により前記電着金属層と前記カソードとを分離するための分離工程と、を有する電着金属の剥離方法であって、
前記分離工程は、前記分離器に加振手段による所望の振動が入力されながら前記分離器の先端を前記電着金属層と前記カソードとの間に挿入することを特徴とする電着金属の剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカソードに電着した電着金属を剥離する電着金属の剥離装置及び電着金属の剥離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、銅やニッケルなどの金属の電解精製は、電解液で満たされた電解槽内に、カソードとアノードを交互に並べた状態で通電し、カソードの両面に金属を電着させることにより行われる。カソードには繰り返し利用が可能なパーマネントカソードとしてステンレス製の薄板などが一般的に用いられ、カソードの両面に電着した金属は、電解槽から引き上げた後に剥がし取られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、電着金属の剥がし取りは、以下のように行われていた。図１に示されるように、電解槽から引き上げられたカソード１２は、電解槽に吊り下げるためのビーム１４部分を上にして鉛直方向に立てた状態で、搬送装置（搬送手段）１６にてカソード面（垂直面）と平行方向（Ｘ方向）に搬送され、カソードを押圧するフレキシング工程の位置で停止する。カソード１２の平面（おもて面、裏面）には、電着金属層Ｋが密着している。また、カソード１２は、搬送方向（Ｘ方向）の左右端部に搬送装置１６から起立したエッジカバー１７の上下端に取り付けられた４個のコ字固定具１８によって垂直状態に保持されている。
【０００４】
ここで、フレキシング装置２０の動作について説明する。図２（Ａ）に示されるように、例えば、フレキシング装置２０は、直径φ５０ｍｍで水平方向長さが５００ｍｍを有する一対の丸棒状のフレキシング押し具２２がカソード１２の平面（おもて面及び裏面）に対向するように横架されている。
フレキシング押し具２２は、カソード１２の平面に対して垂直な水平方向（Ｙ方向）に移動して当該カソード１２の中央部を所定距離（例えば、５０ｍｍほど）押込む。このときカソード１２は、図２（Ｂ）に示すようにフレキシング押し具２２に押された水平方向（Ｙ方向）に撓むため、搬送方向（Ｘ方向）から見ると、弓なりに湾曲し、カソード１２の凸状湾曲面側の電着金属層Ｋの上側がカソード１２から剥がれ、カソード１２との間に隙間２４が形成される。
【０００５】
この剥離現象は、フレキシング押し具２２の押圧動作によるフレキシング時に電着金属層Ｋの面内方向に発生する引っ張り応力が、電着金属層Ｋのカソード１２に対する付着力より大きくなるために発現すると考えられる。このフレキシング工程により電着金属層Ｋの上側から剥がれる理由は、電着金属層Ｋの下側はカソード１２下側を取り囲むように電着金属がつながっているため、カソード１２の下側の付着力が上側より強いためと考えられる。フレキシング押し具２２がカソード１２から離れると、カソード１２の湾曲変形は弾性変形のため、カソード１２は元の平らな状態に戻る。フレキシング中にカソード１２から離れた状態にあった電着金属層Ｋの上部は、カソード１２が元の平らな状態に戻ると、カソード１２と同様に平らになり、カソード１２の平面とわずかに隙間２４がある状態になる。以上のようなフレキシングの動作は、カソード１２の両面（おもて面、裏面）に対して交互に同様に行われる。
【０００６】
上記フレキシング工程が終了したカソード１２は、搬送装置１６により次のチゼリング装置３０の前まで搬送され、一時停止する。チゼリング装置（分離手段）３０は、図３（Ａ）（Ｂ）に示されるような長方形状の板状に形成されたチス刃３１を備えている。チス刃３１は、下端に所定の傾斜角を有する刃先３２が形成されている。
【０００７】
ここで、チゼリング装置３０による電着金属層Ｋの剥離工程について説明する。図４（Ａ）に示されるように、チゼリング装置３０は、一対のチス刃３１を有し、チゼリング工程が開始する際に、各チス刃３１の刃先３２をカソード１２のおもて面及び裏面の上端に所定角度傾斜させて接触させるように構成されている。また、各チス刃３１は、カソード１２の搬送方向のほぼ中央部に接触するように取り付けられている。このとき、カソード１２の平面に電着された電着金属層Ｋは、フレキシング工程により上端がカソード１２から隙間２４を介して離間している。
【０００８】
次に、図４（Ｂ）に示されるように、チゼリング装置３０は、一対のチス刃３１を降下させる。各チス刃３１の刃先３２は、カソード１２のおもて面及び裏面に接触したまま、降下するため、フレキシング工程により形成されたカソード１２と電着金属層Ｋとの隙間２４に挿入される。
【０００９】
さらに、図４（Ｃ）に示されるように、各チス刃３１は、刃先３２をカソード１２の中央部に向けて降下し、カソード１２の中央部に付着した電着金属層Ｋを剥がす。
【００１０】
また、電着金属の剥離装置１０は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すようにチゼリング装置３０を有する。チゼリング装置３０は、チス刃３１を上下方向に移動させるチェーン式駆動機構又は空気シリンダ等からなる昇降駆動機構３３を有する。剥離工程において、チゼリング装置３０は、チス刃３１を降下させ、刃先３１を電着金属層Ｋとカソード１２の間に空いたわずかなすき間２４の中央部に上から下に挿入する。尚、剥離工程では、通常はカソード１２の両面（おもて面及び裏面）を一対のチス刃３１により同時に剥離する。しかし電着金属層Ｋの上端に空いた隙間２４が狭いために、１回目の剥離後に片面だけ残る場合は、カソード１２の片面ずつ剥離する場合がある。図５（Ｂ）では、カソード１２の片面に電着金属Ｋが付着している場合の剥離工程を示す。
【００１１】
また、電着金属層Ｋは、各チス刃３１が通過するカソード１２の中央部から剥離されると共に、カソード１２の取り付け角度によりカソード１２の中央部を囲む両側もカソード１２の降下に伴う引張り力により徐々に剥がされる。そして、電着金属層Ｋは、チス刃３１がカソード１２の中央付近まで降下したとき、カソード１２から完全に剥ぎ取られる。
【００１２】
このようにカソード１２から剥離された電着金属層Ｋは、次の処理工程へ搬出される。また、電着金属層Ｋが剥離されたカソード１２は、再び電解槽へ搬送されて再利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１２−１６７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の電着金属の剥離装置１０においては、次のような現象が起きているとの知見を得た。すなわち、図５（Ａ）（Ｂ）に示すチゼリング工程において、時折発生するカソード１２の片面だけ電着金属層１２が剥がれ、反対面に電着金属層Ｋが残っている場合に、密着力の比較的強い中央部の上方からチス刃３１を挿入することで、カソード１２の中央部がチス刃３１を挿入した側に凹形状となる反りが生じ、カソード１２の平坦性が悪化する懸念がある。
【００１５】
また、カソード１２の平坦性が悪化した場合、電解槽内で電着金属が析出する過程で発生するカソードとアノードの短絡問題が生じるおそれもある。また、カソード１２は、繰り返し再利用されるため、カソード１２の平坦性が悪化した場合には、カソード１２の平坦性を修復しており、メンテナンスに手間を要していた。
【００１６】
さらに、従来は、図２（Ｂ）に示すようにカソード１２が、フレキシング押し具２２に押されて水平方向（Ｙ方向）に撓むため、フレキシング工程においてカソード１２が変形してしまう場合がある。その場合、チゼリング工程において、チス刃３１がカソード１２の変形箇所に接触してカソード１２が損傷させたり、あるいは電着金属層Ｋがカソード１２から剥離できずに残ってしまうといった問題もある。
【００１７】
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、カソードの平坦性が悪化する可能性を低減できる電着金属の剥離装置及び電着金属の剥離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【００１９】
一つの案では、金属が電着したカソードを搬送する搬送手段と、
前記カソードに電着した電着金属層を前記カソードから分離するための分離手段と、を備えた電着金属の剥離装置であって、
前記分離手段は、
前記カソードから前記電着金属層を分離する分離器と、
前記分離器に所望の振動を入力する加振手段と、
前記加振手段により振動する前記分離器を前記電着金属層と前記カソードとの間に挿入させる駆動機構とを有する電着金属の剥離装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
一態様によれば、フレキシング工程が不要になるため、チゼリング工程の前工程でカソードが変形せず、チゼリング工程において、過剰な応力がカソードに加わることなく、容易に電着金属層をカソードから剥がすことができる。そのため、平坦性を維持したカソードを繰り返し操業で利用可能となり、電解槽内で電着金属が析出する過程で発生するカソードとアノードの短絡問題を抑制でき、電着金属層から得られる製品としての電気銅の電力原単位を低減できる。さらに、チゼリング工程によるカソードの変形がなくなり、その分カソードの修復のためのメンテナンスが不要になって電着金属の生産性をより高めることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】カソードが搬送装置によって搬送される様子を示す概略図である。
【図２】フレキシングにより湾曲したカソードから電着金属の上端が剥がれた様子を側方から見た説明図である。
【図３】従来の剥離装置に付属するチス刃を示す概略図である。
【図４】従来の剥離装置における、チス刃の動きを示す説明図である。
【図５】カソードの片面だけに電着金属が付いている場合に、従来の剥離装置におけるチス刃をカソードと電着金属間に挿入した様子を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態１における、山型の主チス刃と超音波チス刃とを有する電着金属の剥離装置を示す概略図である。
【図７】実施形態１の主チス刃の構成を示す図である。
【図８】実施形態１の各チス刃の動きと電着金属の剥離状態を示す正面図である。
【図９】実施形態１の各チス刃の動きと電着金属の上端の剥離状態を示す横断面図である。
【図１０】本発明の実施形態２における、曲率を有した山型の主チス刃と超音波チス刃とを有する電着金属の剥離装置を示す概略図である。
【図１１】実施形態２の主チス刃の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態３における、左右に一対の超音波チス刃に超音波を伝搬する電着金属の剥離装置を示す概略図である。
【図１３】実施形態３の超音波チス刃の構成を示す図である。
【図１４】実施形態３の超音波チス刃を移動させる駆動機構の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００２３】
〔実施形態１〕
図６は本発明の実施形態１における、山型の主チス刃と超音波チス刃とを有する電着金属の剥離装置を示す概略図である。尚、図６において、従来と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
図６に示されるように、電着金属の剥離装置１００は、前述した搬送装置（搬送手段）１６と、電着金属層Kの左右両端部から先に分離するチゼリング装置（分離手段）１１０とを有する。チゼリング装置１１０は、主チス刃（分離器）２００と、主チス刃２００の左右両側に配置された一対の超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ（分離器）と、主チス刃２００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂを上下方向（Ｚ方向）に昇降させる昇降駆動機構２２０と、加振装置（加振手段）２３０とを有する。
【００２５】
加振装置２３０は、超音波制御部２４０と、一対の超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂとを有する。一対の超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂは、それぞれ一対の超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの上端に搭載されている。また、超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂは、例えば、円筒状の筐体内部に振動発生源となる圧電素子（ピエゾ素子など）が組み込まれている。そして、超音波制御部２４０は、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂが電着金属層Ｋを剥離する剥離工程のときに超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂに駆動電流を入力する。
【００２６】
超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂは、入力された交流電圧により所定周波数で軸方向（Ｚ方向）に振動する。そして、所定周波数（例えば、２１ＫＨｚ±１．５ＫＨｚ）の超音波が上下方向（Ｚ方向）の振動波として超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂに伝搬される。これにより、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂは、Ｚ方向に高速で振動しながら電着金属Ｋをカソード１２から剥離することが可能になる。また、超音波による振動は、人間の聴覚で識別することが難しいため、電着金属層Ｋをカソード１２から剥離させる際の騒音を低減することが可能になり、騒音対策としての効果も得られる。
【００２７】
尚、加振装置２３０の超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂから発生される超音波は、上記周波数に限るものではなく、任意の周波数に適宜調整することが可能である。また、人間の可聴域の上限周波数は、１６ＫＨｚ〜１８ＫＨｚ程度とされているが、１６ＫＨｚ以下の周波数の振動を超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂに入力した場合でも電着金属層Ｋの剥離を効率良く行うことができる。そのため、加振装置２３０においては、超音波以外の振動周波数（例えば、１６ＫＨｚ以下の周波数）を有する振動を加振するように設定しても良い。
【００２８】
昇降駆動機構２２０は、主チス刃２００の上端２０２に連結された一対の支柱２２２と、支柱２２２より側方（Ｘ方向）に延在して超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂに連結された一対の腕部２２４とを有する。そのため、主チス刃２００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂは、昇降駆動機構２２０により同時に上下方向（Ｚ方向）に移動する。
【００２９】
超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂは、垂下方向に直線的に延在する板状に形成されており、上端が超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂに直結され、下端に刃先２１２Ａ、２１２Ｂが設けられている。また、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂは、主チス刃２００の刃先２０４、２０６よりも下方に突出している。そのため、昇降駆動機構２２０により主チス刃２００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂが同時に降下する際、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂが主チス刃２００の刃先２０４，２０６よりも先に電着金属層Ｋとカソード１２との間に挿入される。
【００３０】
尚、チゼリング装置１１０は、カソード１２のおもて面、裏面に対する主チス刃２００のＹ方向の傾斜角度を調整するチス刃取付角度調整機構（図示せず）も有する。
【００３１】
ここで、主チス刃２００の構成について説明する。図７（Ａ）（Ｂ）に示されるように、主チス刃２００は、電着金属層Kとカソード１２との密着力が中央部に対して比較的弱い電着金属層Kの左右両端部から先に分離するように山型（逆Ｖ字状）に形成されている。
【００３２】
主チス刃２００の搬送方向（X方向）の幅寸法は、カソード１２の幅寸法より狭くなっている。また、主チス刃２００と超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂとを合計した搬送方向（X方向）の幅寸法は、カソード１２の幅寸法とほぼ同じである。
【００３３】
主チス刃２００の下端部は、電着金属層Kの左右両端部に接触する一対の刃先２０４、２０６を有する。さらに、主チス刃２００は、一対の刃先２０４、２０６の中間部に山型（逆Ｖ字状）に形成された傾斜刃２０８、２０９を有する。また、主チス刃２００は、側方からみると、楔形状に形成されている。
【００３４】
傾斜刃２０８、２０９は、中間部のＺ方向の中心線に対して側方（Ｘ方向）に傾斜しており、その傾斜角θが８０°以下に設定されており、望ましくは傾斜角θ＝４０°〜８０°である。また、主チス刃２００は、カソード１２のおもて面、裏面に対するＹ方向の傾斜角度が所望の角度に調整されているので、刃先２０４、２０６がカソード１２のおもて面、裏面に接触するとき、傾斜刃２０８、２０９はカソード１２から僅かに離間している。
【００３５】
〔主チス刃２００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの動き〕
図８は実施形態１の各チス刃の動きと電着金属の剥離状態を示す正面図である。図９は実施形態１の各チス刃の動きと電着金属の上端の剥離状態を示す横断面図である。
【００３６】
図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示されるように、主チス刃２００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂは、カソード１２の上方から下方（Ｚ方向）に降下すると共に、密着力が中央部に対して比較的弱い電着金属層Kの左右両端部に超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂが接触し、カソード１２と電着金属層Ｋと間に挿入される。その際、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂは、超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂより入力された超音波により上下方向（Ｚ方向）に高速で振動（例えば、周波数が１６ＫＨｚ以上の振動）しており、電着金属層Ｋをカソード１２から容易に剥離して電着金属層Ｋとカソード１２との間に隙間を形成する。
【００３７】
そして、主チス刃２００の左右両端部の刃先２０４、２０６は、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂによって形成されたカソード１２と電着金属層Ｋとの間に形成された隙間２４に挿入される。そのため、主チス刃２００の左右両端部の刃先２０４、２０６は、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂによって形成された隙間２４に殆ど抵抗なく挿入される。
【００３８】
このような超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂ、続いて主チス刃２００の左右両端部の刃先２０４、２０６が電着金属Ｋとカソード１２の間に上方から挿入されると、まず電着金属Ｋの上端とカソード１２の密着力が中央部に対して比較的弱い左右両端部から先に剥離を開始する。その際、剥離開始時の電着金属層Ｋによる負荷が比較的小さいため、剥離動作がスムーズに行える。
【００３９】
図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示されるように、さらに超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂが先行して上記隙間２４を拡張する。続いて、主チス刃２００が下方（Ｚ方向）に降下すると共に、主チス刃２００の傾斜刃２０８、２０９がカソード１２の中間部分に付着した電着金属Ｋをカソード１２から容易に剥離する。このとき、電着金属層Ｋは、左右両端部が超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂにより少しずつ剥離され、さらに主チス刃２００の刃先２０４、２０６により剥がされ、続いて中間部分の傾斜刃２０８、２０９の傾斜角度θによる傾斜面に沿うようにして連続的に剥がされる。
【００４０】
図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）に示されるように、さらに超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ及び主チス刃２００がカソード１２の上方から下方（Ｚ方向）に降下すると、カソード１２から剥がされた電着金属層Ｋの全体がスムーズに剥離される。すなわち、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ及び主チス刃２００が降下するとともに、主チス刃２００の傾斜刃２０８、２０９がカソード１２の左右端部から中央部に向かうことで電着金属槽Ｋは、カソード１２から完全に剥がされる。
【００４１】
ここで、電着金属層Ｋとカソード１２との密着力が中央部より左右両端部の方が弱い理由は、電着した金属がカソード電着面内方向に圧縮応力を与え、中央部から外周に向けた径方向に大きくなるせん断応力を生じるためである。
【００４２】
また、カソード１２の上部のビーム１４の中央部から垂直に下した仮想平面（Ｘ方向とＺ方向の２辺を有する垂直なＸ−Ｚ平面）からの最大変位量をひずみ量とした場合、チゼリング工程で増加するひずみ量は、従来のチス刃３１で平均２ｍｍだったものが、本発明による超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ及び山型の主チス刃２００を用いたことで平均１ｍｍまで低減した。
【００４３】
上記超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ及び主チス刃２００を用いたチゼリング工程においては、フレキシング工程が不要になると共に、過剰な応力がカソード１２に加わることなく、容易に電着金属層Ｋをカソード１２から剥がすことが可能になる。そのため、平坦性を維持したカソード１２を繰り返し操業で利用可能となり、電解槽内で電着金属が析出する過程で発生するカソードとアノードの短絡問題を抑制することが可能になる。さらに、その結果として製品である電気銅の電力原単位を低減することができる。
【００４４】
また、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの及び主チス刃２００を用いることで剥離工程の効率が高まり、剥離工程における時間も２０％程度短縮することが可能になる。さらに、フレキシング工程が無くなることで、フレキシング工程によるカソード１２の損傷が抑制されるため、カソード１２の修復作業も不要になり、カソード１２のメンテナンスも容易に行える。
【００４５】
〔実施形態２〕
図１０は本発明の実施形態２における、曲率を有した山型のチス刃と超音波チス刃とを有する電着金属の剥離装置を示す概略図である。図１１は実施形態２のチス刃の構成を示す図である。尚、図１０において、従来と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
図１０に示されるように、電着金属の剥離装置３００は、電着金属層Kの左右両端部から先に分離するチゼリング装置（分離手段）３１０を有する。チゼリング装置３１０は、電着金属層Kとカソード１２との密着力が中央部に対して比較的弱い電着金属層Kの左右両端部から先に分離する主チス刃（分離器）４００と、主チス刃２００の左右両側に配置された一対の超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ（分離器）と、主チス刃２００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂを上下方向（Ｚ方向）に昇降させる昇降駆動機構４１０と、加振装置（加振手段）２３０とを有する。
【００４７】
尚、チゼリング装置３１０は、カソード１２のおもて面、裏面に対する主チス刃４００の傾斜角度を調整するチス刃取付角度調整機構（図示せず）も有する。また、昇降駆動機構４１０は、実施形態１の昇降駆動機構２２０と同様に、主チス刃４００の上端４０２に連結された一対の支柱４１２と、支柱４１２より側方（Ｘ方向）に延在して超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂに連結された一対の腕部４１４とを有する。そのため、主チス刃４００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂは、昇降駆動機構４１０により同時に上下方向（Ｚ方向）に移動する。
【００４８】
また、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂは、主チス刃４００の刃先４０４、４０６よりも下方に突出している。そのため、昇降駆動機構４１０により主チス刃４００及び超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂが同時に降下する際、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの刃先２１２Ａ、２１２Ｂが主チス刃４００の刃先４０４、４０６よりも先に電着金属層Ｋとカソード１２との間に挿入される。
【００４９】
ここで、主チス刃４００の構成について説明する。図１１（Ａ）（Ｂ）に示されるように、主チス刃４００の上端部４０２は、搬送方向（Ｘ方向）の幅寸法がカソード１２の幅寸法とほぼ同じである。主チス刃４００の搬送方向（X方向）の幅寸法は、カソード１２の幅寸法より狭くなっている。また、主チス刃４００と超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂとを合計した搬送方向（X方向）の幅寸法は、カソード１２の幅寸法とほぼ同じである。
【００５０】
主チス刃４００の下端部は、密着力が中央部に対して比較的弱い電着金属層Kの左右両端部に接触する一対の刃先４０４、４０６を有する。さらに、主チス刃４００は、一対の刃先４０４、４０６の中間部に山型（逆Ｕ字状）に形成された傾斜刃４０７、４０８と、傾斜刃４０７、４０８の間を接続する湾曲刃４０９とを有する。また、主チス刃４００は、側方からみると、楔形状に形成されている。
【００５１】
傾斜刃４０７、４０８は、縦方向の中心線に対する傾斜角θが８０°以下に設定されており、望ましくは傾斜角θ＝４０°〜８０°である。また、電着金属層Ｋを引き剥がす際、カソード１２に作用する応力を考慮すると、傾斜刃４０７、４０８に中間部に形成された湾曲刃４０９の曲率半径は０．２５ｍ〜２．０ｍの範囲内であることが望ましい。
【００５２】
また、主チス刃４００は、カソード１２のおもて面、裏面に対するＹ方向の傾斜角度が所望の角度に調整されているので、刃先４０４、４０６がカソード１２のおもて面、裏面に接触するとき、傾斜刃４０７、４０８及び湾曲刃４０９はカソード１２から僅かに離間している。
【００５３】
上記主チス刃４００の動きは、前述した実施形態１の主チス刃２００の場合と同様であるので、図８及び図９に示すように動作して電着金属層Ｋを効率良くカソード１２から剥がすことが可能になる。
【００５４】
また、カソード１２の上部のビーム１４の中央部から垂直に下した仮想平面（Ｘ方向とＺ方向の２辺を有する垂直なＸ−Ｚ平面）からの最大変位量をひずみ量とした場合、チゼリング工程で増加するひずみ量は、従来のチス刃３１で平均２ｍｍだったものが、本発明による山型の主チス刃４００及び音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂを用いたことで平均１ｍｍまで低減した。
【００５５】
上記超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ及び主チス刃４００を用いたチゼリング工程においては、フレキシング工程が不要になると共に、過剰な応力がカソード１２に加わることなく、容易に電着金属層Ｋをカソード１２から剥がすことが可能になる。そのため、平坦性を維持したカソード１２を繰り返し操業で利用可能となり、電解槽内で電着金属が析出する過程で発生するカソードとアノードの短絡問題を抑制することが可能になる。さらに、その結果として製品である電気銅の電力原単位を低減することができる。
【００５６】
また、超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂ及び主チス刃４００を用いることで剥離工程の効率が高まり、剥離工程における時間も２０％程度短縮することが可能になる。さらに、フレキシング工程が無くなることで、フレキシング工程によるカソード１２の損傷が抑制されるため、カソード１２の修復作業も不要になり、カソード１２のメンテナンスも容易に行える。
【００５７】
〔実施形態３〕
図１２は本発明の実施形態３における、左右に一対の超音波チス刃を備えた電着金属の剥離装置を示す概略図である。尚、図１２において、従来と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図１２に示されるように、電着金属の剥離装置５００は、電着金属層Kの左右両端部から先に分離するチゼリング装置（分離手段）５１０を有する。すなわち、チゼリング装置５１０は、一対の超音波チス刃（第１、第２の超音波チス刃）６００Ａ、６００Ｂと、一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂを水平方向に移動させる水平駆動機構６１０と、水平駆動機構６１０と共に一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂを昇降させる昇降駆動機構６２０と、加振装置（加振手段）２３０とを有する。
【００５９】
実施形態３では、主チス刃が無く、超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂより入力された超音波により一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂを上下方向に振動させながら、カソード１２と電着金属層Ｋとの間に挿入し、且つ一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂを水平方向に駆動して電着金属層Ｋを剥離する。
【００６０】
尚、チゼリング装置５１０は、カソード１２のおもて面、裏面に対する超音波チス刃６００Ａ、６００ＢのＹ方向の傾斜角度を調整するチス刃取付角度調整機構（図示せず）も有する。また、昇降駆動機構６２０は、従来の昇降駆動機構３３と同様な構成であるので、詳細は省略する。
【００６１】
図１３は実施形態３のチス刃の構成を示す図である。図１３（Ａ）（Ｂ）に示されるように、超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、左右対称な構成になっており、電着金属層Kとカソード１２との密着力が中央部に対して比較的弱い電着金属層Kの左右両端部から先に分離するように分散配置されている。また、それぞれ密着力が中央部に対して比較的弱い電着金属層Kの左端部、右端部に接触する一対の刃先６０２Ａ、６０２Ｂを有する。さらに、超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、傾斜刃６０４Ａ、６０４Ｂを有する。また、超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、側方からみると、楔形状に形成されている。
【００６２】
傾斜刃６０４Ａ、６０４Ｂは、Ｚ方向の中心線に対する傾斜角θが８０°以下に設定されており、望ましくは傾斜角θ＝４０°〜８０°である。
【００６３】
また、超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、カソード１２のおもて面、裏面に対する傾斜角度が所望の角度に調整されているので、刃先６０２Ａ、６０２Ｂがカソード１２のおもて面、裏面に接触するとき、傾斜刃６０４Ａ、６０４Ｂはカソード１２から僅かに離間している。
【００６４】
上記チス刃６０４Ａ，６０４Ｂの降下動作は、前述した実施形態１の超音波チス刃２１０Ａ、２１０Ｂの場合と同様であるので、図８及び図９に示すように密着力が中央部に対して比較的弱い電着金属層Kの左右両端部から先に分離するように動作して電着金属層Ｋを効率良くカソード１２から剥がすことが可能になる。
【００６５】
また、実施形態３では、一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、水平駆動機構６１０により水平方向（Ｘ方向）に移動可能に支持されている。水平駆動機構６１０は、図１４に示されるように、超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂの上端に結合された支持棒６０６Ａ、６０６Ｂと、支持棒６０６Ａ、６０６Ｂに固定されたスライダ６０８Ａ、６０８Ｂと、スライダ６０８Ａ、６０８Ｂに連結されたタイミングベルト６０９Ａ、６０９Ｂとを有する。さらに、水平駆動機構６１０は、昇降駆動機構６２０の空気シリンダのロッド６２２Ａ、６２２Ｂにより昇降可能に支持された昇降ベース６１２と、昇降ベース６１２の正面に設けられ、タイミングベルト６０９Ａ、６０９Ｂに噛合するギヤ６１４〜６１７とを有する。各ギヤ６１４〜６１７は、昇降ベース６１２に設けられたモータに回転駆動される。
【００６６】
そのため、水平駆動機構６１０は、モータの回転方向を制御することによりスライダ６０８Ａ、６０８Ｂを水平方向（Ｘ方向）に移動させることができるので、例えば、一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂの昇降動作（Ｚ方向動作）と連動して一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂの水平方向の間隔（Ｘ方向の離間距離）を任意の距離に調整することが可能である。
【００６７】
また、一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂの刃先６０２Ａ、６０２Ｂは、超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂから入力された超音波により上下方向に高速振動しながらカソード１２の左右端部に位置する離間距離に調整される。そのため、一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、カソード１２の上端で電着金属Ｋとの隙間２４に挿入されるとき、高速振動しながらＺ方向へ降下すると共に、Ｘ方向の離間距離を徐々に狭くして中央部の剥離を促進する。
【００６８】
すなわち、超音波により加振された一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、フレキシング工程が無くても電着金属層Ｋとカソード１２との間に上方から同時に挿入されると、電着金属層Ｋとカソード１２との密着力が中央部に対して比較的弱い左右両端部から容易に剥離を開始する。そして、各超音波チス刃６００Ａ、６００ＢがＺ方向へ降下するとともに各超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂをカソード１２の中央部方向（近接方向）に向けて水平移動させることで、電着金属層Ｋは左右両側から挟まれるように剥がされてカソード１２から完全に分離される。
【００６９】
また、各超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、超音波発振器２５０Ａ、２５０Ｂにより超音波が入力されて上下方向に高速で振動しながらＺ方向へ降下と共に、上記水平方向（Ｘ方向）の近接・離間動作を繰り返すことでカソード１２の全面から全ての電着金属層Ｋを分離させることが可能になる。
【００７０】
さらに、左右に分散配置された一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂは、各々独立した駆動機構で制御されているため、カソード１２の位置が多少ずれている、またはカソード１２が若干変形している場合にも、スムーズに電着金属層Ｋをカソード１２から剥離することができる。
【００７１】
また、カソード１２の上部のビーム１４の中央部から垂直に下した仮想平面（Ｘ方向とＺ方向の２辺を有する垂直なＸ−Ｚ平面）からの最大変位量をひずみ量とした場合、チゼリング工程で増加するひずみ量は、従来のチス刃３１で平均２ｍｍだったものが、本発明による一対の超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂを用いたことで平均１ｍｍまで低減した。
【００７２】
上記超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂを用いたチゼリング工程においては、フレキシング工程が不要になると共に、過剰な応力がカソード１２に加わることなく、容易に電着金属層Ｋをカソード１２から剥がすことが可能になる。そのため、平坦性を維持したカソード１２を繰り返し操業で利用可能となり、電解槽内で電着金属が析出する過程で発生するカソードとアノードの短絡問題を抑制することが可能になる。さらに、その結果として製品である電気銅の電力原単位を低減することができる。
【００７３】
また、超音波チス刃６００Ａ、６００Ｂを用いることで剥離工程の効率が高まり、剥離工程における時間も２０％程度短縮することが可能になる。さらに、フレキシング工程が無くなることで、フレキシング工程によるカソード１２の損傷が抑制されるため、カソード１２の修復作業も不要になり、カソード１２のメンテナンスも容易に行える。
【００７４】
尚、上記水平駆動機構６１０は、モータ、ギヤ、タイミングベルト等の組み合わせた駆動機構により一対の超音波チフ刃６００Ａ、６００Ｂを水平方向（Ｘ方向）に移動させて離間距離を任意の距離に調整する構成としたが、これに限らず、他の形式（例えば、空気シリンダを水平方向に配置した駆動機構）でも良い。
【符号の説明】
【００７５】
K  電着金属層
１２  カソード
２４  隙間
１００、３００、５００  電着金属の剥離装置
１１０、３１０、５１０  チゼリング装置（分離手段）
２００、４００  主チス刃（分離器）
２０２、４０２  上端部
２０４、２０６、４０４、４０６、６０２Ａ、６０２Ｂ、２１２Ａ、２１２Ｂ  刃先
２０８、２０９、４０７、４０８、６０４Ａ、６０４Ｂ  傾斜刃
２１０Ａ、２１０Ｂ、６００Ａ、６００Ｂ  超音波チス刃（分離器）
２２０、４２０、６２０  昇降駆動機構
２３０  加振装置
２４０  超音波制御部
２５０Ａ、２５０Ｂ  超音波発振器
４０９  湾曲刃
６０６Ａ、６０６Ｂ  支持棒
６０８Ａ、６０８Ｂ  スライダ
６０９Ａ、６０９Ｂ  タイミングベルト
６１０  水平駆動機構
６１２  昇降ベース
６１４〜６１７  ギヤ
６２２Ａ、６２２Ｂ  ロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014231632.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2014231632.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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