(57)【要約】【課題】電着面の四隅を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値と、異常成長と、の相関性を簡略に知り得る試験電着用陰極板を提供する。【解決手段】電解採取操業で電解液の条件に応じた電着形態を確認するために電解液に浸漬して試験電着させる試験電着用陰極板（１００）であって、少なくとも一方の表面（１８）にＪ行・Ｋ列（Ｊ，Ｋは１以上の自然数）の格子状配置で複数の突起部（２１〜３２）が電着面（２１〜３２）として形成された金属板（１７）と、その金属板（１７）の突起部（２１〜３２）以外の表面（１９）に所定形状のマスクを施す非導電膜（５０）と、を有し、突起部（２１〜３２）を平面視認した形状は、一辺が所定長さ（Ｅ）の正方形を基本形とし、その四隅（４１〜４４）は規定の曲率半径Ｒ値で角丸に形成され、その角丸を形成する曲率半径Ｒ値は、格子状配置の位置の違いに基づいて変化するように規定された。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非鉄金属の電解採取操業での電解液の条件に応じた電着形態を確認するために前記電解液に浸漬して試験電着させる試験電着用陰極板であって、
少なくとも一方の表面にＪ行・Ｋ列（Ｊ，Ｋともに１以上の自然数）の格子状配置で複数の突起部が電着面として形成された金属板と、
該金属板の突起部以外の表面に所定形状のマスクを施す非導電膜と、
を有し、
前記突起部を平面視認した形状は、
一辺が所定長さの正方形を基本形とし、
該正方形の四隅は規定の曲率半径Ｒ値で角丸に面取りされ、
該角丸を形成する前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の位置の違いに基づいて変化するように規定された試験電着用陰極板。
【請求項２】
前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の一端から数える最初の１行目が最小であり、
前記格子状配置の他端まで数えた最後のＪ行目が最大であり、
同一行では同一に設定された、
請求項１に記載の試験電着用陰極板。
【請求項３】
前記曲率半径Ｒ値が大きくなる順番は、
前記格子状配置の一端から行数を数え、
まず２行進めた位置で順番を１つ進め、
該２行進めた位置から戻すところが有れば１行戻して順番を１つ進めるが、戻すところが無ければさらに２行進めた位置で順番を１つ進めることを繰り返す順番であり、
前記行数Ｊが、１，３，２，４，６，５，７，９，８，１０，…，Ｊの順番に、
前記曲率半径Ｒ値を順次大きくするように変化させた、
請求項２に記載の試験電着用陰極板。
【請求項４】
前記金属板を平面視認した基本外形は縦長の長方形であり、
前記格子状配置の行数Ｊは、前記長方形の縦方向に降順又は昇順であり、
前記格子状配置の列数Ｋは、前記長方形の横方向に昇順され、
前記行数Ｊは、２以上１０以下であり、
前記列数Ｋは、２以上１０以下であり、
前記突起部の高さは、５０μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記非導電膜の最小膜厚は、
隣接する前記突起部それぞれの中心間を通る位置における前記突起部の高さと同一である、
請求項１〜３の何れかに記載の試験電着用陰極板。
【請求項５】
隣接する前記突起部それぞれの中心間を通る位置における前記非導電膜の最小膜厚と、
前記突起部の高さと、の差は、２００μｍ以下である、
請求項１〜４の何れかに記載の試験電着用陰極板。
【請求項６】
前記金属板は、チタン又はステンレス鋼からなる、
請求項１〜５の何れか１項に記載の試験電着用陰極板。
【請求項７】
メッキ用電気ニッケルの製造に使用される、
請求項１〜６の何れか１項に記載の試験電着用陰極板。
【請求項８】
非金属の電解採取操業で電解液の条件に応じた電着形態を確認するために前記電解液に浸漬して試験電着させる試験電着用陰極板の製造方法であって、
金属板の少なくとも一方の表面に、Ｊ行・Ｋ列（Ｊ，Ｋともに１以上の自然数）の格子状配置で複数の突起部を電着面として形成する第１工程（Ｓ１０）と、
前記金属板に複数の突起部が電着面として形成された以外の表面に、非導電膜により所定形状のマスクを施す第２工程（Ｓ２０）と、を有し、
前記第１工程（Ｓ１０）では、
前記突起部を平面視認した形状を、
一辺が所定長さの正方形を基本形とし、
該正方形の四隅を規定の曲率半径Ｒ値で角丸に面取りし、
該角丸を形成する前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の位置の違いに基づいて変化するように規定された、
試験電着用陰極板の製造方法。
【請求項９】
前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の一端から数える最初の１行目が最小であり、
前記格子状配置の他端まで数えた最後のＪ行目が最大であり、
同一行では同一に設定された、
請求項８に記載の試験電着用陰極板の製造方法。
【請求項１０】
前記曲率半径Ｒ値が大きくなる順番は、
前記格子状配置の一端から行数Ｊを数え、
まず２行進めた位置で順番を１つ進め、
該２行進めた位置から戻すところが有れば１行戻して順番を１つ進めるが、戻すところが無ければさらに２行進めた位置で順番を１つ進めることを繰り返す順番であり、
前記行数Ｊが、１，３，２，４，６，５，７，９，８，１０，…，Ｊの順番に、
前記曲率半径Ｒ値を順次大きくするように変化させた、
請求項９に記載の試験電着用陰極板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非鉄金属の電解採取法において、本操業前に目的金属の電着状況を確認するための試験電着用陰極板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属の電解採取法において、チタン板の両面にわたって数十個の円形電着部を設け、それ以外は絶縁塗料でマスクが施された（マスキングした）陰極板が知られている。これに対する陽極として、上述の陰極の基本外形と概ね類似した不溶性陽極板が用いられる。電解槽には目的金属イオンを含有した電解液が供給され、前記陽極板と陰極板を電解槽に浸漬して電着（電析）が行われる。
【０００３】
この電解採取法において、一般的な操業に使用される陰極は、金属板の各面それぞれに、マスキング部と概ね同等程度の面積を占める円形電着部が、均等に千鳥状配置されている。千鳥状配置とは、複数の対象物が水平方向に所定間隔で連続的に並べられた１行に対し、つぎの行では、所定間隔の半分だけ水平方向へずらされて、交互に並べられる配置をいう。
【０００４】
例えば、特許文献１には、微量の硫黄を含有する、メッキ用の特殊形状の電気ニッケルを製造する方法が知られている。ニッケルをはじめとする金属の電解による精製では、陰極として、電解採取する金属とは別種のチタンなど繰り返し使用できる材質の母板を使用し、所定時間の電解を行った後、電着物を母板より引き剥がして製造する方法が一般的に行われている。この時、陰極上に絶縁物でマスキングを行っておくことにより、任意の特殊形状の電着物を得ることができる。
【０００５】
メッキ用の陽極として用いる電気ニッケルは、使用の際に陽極ボックス内での充填性やハンドリングなどの観点から、角が立たない丸みのある小塊状の形状が好まれることが多い。そのため、このような特殊形状の電気ニッケルを電解により製造する場合には、表面に多数の円形状の電着部を有するようにマスキングした陰極を用いて通電し、電着物を剥ぎ取ることにより製造している。
【０００６】
また、特許文献２には、メッキ用の特殊形状電気ニッケルの電解採取に用いる陰極について、絶縁物でのマスキングにより形成する電着部が縮小ないし変形することを防止し、電着部の特殊形状を維持することができる方法が開示されている。
【０００７】
特許文献１，２に開示されているように、チタン板の両面にわたって数十個の円形電着部が千鳥状に配置され、それ以外は円形電着面を露出させるように絶縁塗料でマスキングされた陰極板（以下、「千鳥状陰極板」ともいう）が知られている。この千鳥状陰極板による電着の結果、円盤面が平坦で、周縁部には平坦面よりも、円盤の厚さ程度の盛り上がりを含んだ概ね円盤状の電着製品が得られる。
【０００８】
ただし、千鳥状陰極板の短所として、金属板の面形状に対する取り数に損失の生じる点がある。板幅に対して効率良く１行目を配置しても、２行目と４行目の幅方向の両端近傍では、千鳥状配置のため、電着物が得られない範囲が発生する。したがって、電着生産物の生産効率に無駄が生じる短所となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−３０２７８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１０６２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、非鉄金属の電解採取法において、本操業前に目的金属の電着状況を確認するための試験電着用陰極板が必要であり、その使い勝手をより良くしたものが要望されていた。この試験電着用陰極板として、チタン板等の少なくとも片面に複数の電着部を設け、それ以外は絶縁塗料でマスキングしたものが、本操業に先駆けて行われる模擬実験用として使われている。特に、操業の都度に変化する電解液その他の環境変化に対応するための陰極電着面の最適形状を追求する予備実験が簡略化できる試験片が要望されていた。
【００１１】
特許文献１に開示されているメッキ用特殊形状電気ニッケルの製造方法は、表面を絶縁物でマスキングし、そのマスキング箇所以外による複数の円形露出面を陰極の電着部として用いた電解方法である。しかし、電着面の形状について、電着物が得られない範囲を極小化して電着生産物の取り数を多くして効率的に生産可能にすると供に、電着面の四隅（角部）を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値に対応した異常成長状態のほか、必要最低限の曲率半径Ｒ値等を、１回の試験電着だけで簡略に知り得る試験片に特化したものではない。つまり、本操業に先駆けて行われる予備実験用の試験電着用陰極板については開示されていない。
【００１２】
また、特許文献２に開示されている特殊形状電気ニッケルの電解採取用陰極の製造方法は、絶縁物でのマスキングにより形成する電着部が縮小ないし変形することを防止し、電着部の特殊形状を維持する方法である。これも、本操業に先駆けて行われる予備実験用の試験電着用陰極板については開示されていない。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電着物が得られない範囲を極小化し、さらに電着生産物の取り数を多くして効率的な生産を可能にすると供に、本操業前に目的金属の電着状況を知り得る試験片、すなわち、目的金属を異常成長させることなく高品質で安定的に得るために、電着面の四隅（角部）を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値と、異常成長と、の相関性を簡略に知り得る試験電着用陰極板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】
【００１４】
本発明の一態様は、非鉄金属の電解採取操業での電解液（９０）の条件に応じた電着形態を確認するために前記電解液（９０）に浸漬して試験電着させる試験電着用陰極板（１００）であって、
少なくとも一方の表面（１８）にＪ行・Ｋ列（Ｊ，Ｋともに１以上の自然数）の格子状配置で複数の突起部（２１〜３２）が電着面（２１〜３２）として形成された金属板（１７）と、
該金属板（１７）の突起部（２１〜３２）以外の表面（１９）に所定形状のマスク（１３）を施す非導電膜（５０）と、
を有し、
前記突起部（２１〜３２）を平面視認した形状は、
一辺が所定長さ（Ｅ）の正方形を基本形とし、
該正方形の四隅（４１〜４４）は規定の曲率半径Ｒ値で角丸に面取りされ、
該角丸を形成する前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の位置の違いに基づいて変化するように規定された構成である。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）において、前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の一端から数える最初の１行目が最小であり、
前記格子状配置の他端まで数えた最後のＪ行目が最大であり、
同一行では同一に設定することが好ましい。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）において、前記曲率半径Ｒ値が大きくなる順番は、
前記格子状配置の一端から行数Ｊを数え、
まず２行進めた位置で順番を１つ進め、
該２行進めた位置から戻すところが有れば１行戻して順番を１つ進めるが、戻すところが無ければさらに２行進めた位置で順番を１つ進めることを繰り返す順番であり、
前記行数Ｊが、１，３，２，４，６，５，７，９，８，１０，…，Ｊの順番に、
前記曲率半径Ｒ値を順次大きくするように変化させることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）において、前記金属板（１７）を平面視認した基本外形は縦長の長方形であり、
前記格子状配置の行数Ｊは、前記長方形の縦方向に降順又は昇順であり、
前記格子状配置の列数Ｋは、前記長方形の横方向に昇順され、
前記行数Ｊは、２以上１０以下であり、
前記列数Ｋは、２以上１０以下であり、
前記突起部（２１〜３２）の高さ（Ｈ）は、５０μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記非導電膜（５０）の最小膜厚（Ｔ）は、
隣接する前記突起部（２１〜３２）それぞれの中心間を通る位置（Ｍ）における前記突起部（２１〜３２）の高さ（Ｈ）と同一であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）において、
隣接する前記突起部（２１〜３２）それぞれの中心（Ｍ）の間を通る位置における前記非導電膜（５０）の最小膜厚（Ｔ）と、
前記突起部（２１〜３２）の高さ（Ｈ）と、
の差（Ｇ）は、２００μｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）において、前記金属板（１７）は、チタン又はステンレス鋼からなることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）は、メッキ用電気ニッケルの製造に使用されることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の一態様は、非金属の電解採取操業で電解液（９０）の条件に応じた電着形態を確認するために前記電解液（９０）に浸漬して試験電着させる試験電着用陰極板（１００）の製造方法であって、
金属板（１７）の少なくとも一方の表面（１８）に、Ｊ行・Ｋ列（Ｊ，Ｋともに１以上の自然数）の格子状配置で複数の突起部（２１〜３２）を電着面（２１〜３２）として形成する第１工程（Ｓ１０）と、
前記金属板（１７）に複数の突起部（２１〜３２）が電着面（２１〜３２）として形成された以外の表面（４０）に、非導電膜（５０）により所定形状のマスク（１３）を施す第２工程（Ｓ２０）と、を有し、
前記第１工程（Ｓ１０）では、
前記突起部（２１〜３２）を平面視認した形状を、
一辺が所定長さ（Ｅ）の正方形を基本形とし、
該正方形の四隅（４１〜４４）を規定の曲率半径Ｒ値で角丸に面取りし、
該角丸を形成する前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の位置の違いに基づいて変化するように規定された、
試験電着用陰極板（１００）の製造方法である。
【００２２】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）の製造方法において、前記曲率半径Ｒ値は、
前記格子状配置の一端から数える最初の１行目が最小であり、
前記格子状配置の他端まで数えた最後のＪ行目が最大であり、
同一行では同一に設定されることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る試験電着用陰極板（１００）の製造方法において、前記曲率半径Ｒ値が大きくなる順番は、
前記格子状配置の一端から行数Ｊを数え、
まず２行進めた位置で順番を１つ進め、
該２行進めた位置から戻すところが有れば１行戻して順番を１つ進めるが、戻すところが無ければさらに２行進めた位置で順番を１つ進めることを繰り返す順番であり、
前記行数Ｊが、１，３，２，４，６，５，７，９，８，１０，…，Ｊの順番に、
前記曲率半径Ｒ値を順次大きくするように変化させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、電着物が得られない範囲を極小化し、さらに電着生産物の取り数を多くして効率的な生産を可能にすると供に、本操業前に目的金属の電着状況を知り得る試験片、すなわち、目的金属を異常成長させることなく高品質で安定的に得るために、電着面の四隅（角部）を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値と、異常成長と、の相関性を簡略に知り得る試験電着用陰極板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る試験電着用陰極板（以下、「本陰極板」ともいう）の使用状態を示す斜視図である。
【図２】本陰極板の概略を示した斜視図である。
【図３】電着面の四隅（角部）を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値（以下、単に「Ｒ値」ともいう）について、複数の突起部が格子状に配置された位置の違いに基づいて変化（以下、「配置に応じたＲ値の変化」ともいう）することを説明するための図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）はＹ−Ｙ線断面図、図３（Ｃ）はＸ−Ｘ線断面図、図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）の破線丸囲い部の拡大図、図３（Ｅ）は、図３（Ｄ）の破線丸囲い部の拡大図、をそれぞれ示している。
【図４】本発明の一実施形態に係る試験電着用陰極板の製造方法（以下、「本方法」ともいう）の手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１の使用状態で本陰極板に試験電着した結果を説明するための一部平面拡大図である。
【図６】Ｒ値と異常成長との関係を説明するための斜視図であり、図６（Ａ）はＲ値が小さいため、いびつな形状に生成された製品、図６（Ｂ）はＲ値が大きいため、理想に近い形状に生成された製品、をそれぞれ示している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２７】
図１は、本陰極板の使用状態を示す斜視図である。図１に示すように、金属の電解採取は、採取したい金属のイオンを含む水溶液（以下、電解液９０という）に陽極（以下、「陽極（Ｎｉ）板」ともいう）８０と陰極（本陰極板）１００を浸漬させて通電し、本陰極板１００上に当該金属を析出させることにより行われる。なお、本陰極板１００の下方から不図示のエアブロウノズルから気泡が供給されている。一方、電解液の供給機構については、図解説明ともに、ここでは省略する。また、代表的な電解採取の例としては、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、鉛、白金族金属が適用されている。ここでは、メッキ用電気ニッケルの製造に使用される電解採取を例示する。
【００２８】
本陰極板１００は、非鉄金属、例えばニッケルの電解採取法において、本操業前に目的金属の電着状況を確認するための試験電着用に反復利用可能な金属板１７である。ニッケルの電解採取法において、電解槽には、電解液９０としてＮｉＣｌ２（塩化ニッケル(II)、nickel(II) chloride）水溶液を満たし、その電解液９０に、無垢のＮｉ板でなる陽極８０と、例えばチタン製の本陰極板１００と、を浸漬する。これら、陽極（Ｎｉ）板８０及び本陰極板１００のそれぞれに対し、直流電源装置から所定の直流電流を流す。
【００２９】
この直流電流によって、電解液９０中のＮｉイオンは本陰極板１００側に移動する。このＮｉイオンが、負電圧を印加された本陰極板１００に電着されて金属Ｎｉとなる。このようにして所望の厚さだけ電着された金属Ｎｉが、機械工具等により本陰極板１００から剥ぎ取られて製品となる。ここで産出される金属Ｎｉ製品の形状は、後述するような、本陰極板１００に形成された「電着面の形状」に影響される。
【００３０】
図２は、本陰極板の概略を示した斜視図である。図２に示すように、本陰極板１００の母材を形成する金属板１７は、チタン又はステンレス鋼からなる長方形の無垢板であり、その表面の所定位置を電解採取法における電着面２１〜３２として用いられるものである。なお、金属板１７は、硬度が高くて耐久性に優れたチタン製であることが好ましい。
【００３１】
図３は、電着面の四隅（角部）を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値について、複数の突起部が格子状に配置された位置の違いに基づいて変化すること（配置に応じたＲ値の変化）を説明するための図である。図３（Ａ）は平面図である。図３（Ｂ）はＹ−Ｙ線断面図である。図３（Ｃ）は、Ｘ−Ｘ線断面図である。図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）における破線丸囲い部の拡大図である。図３（Ｅ）は、図３（Ｄ）における破線丸囲い部の拡大図である。また、図３（Ａ）でいう平面図とは、図１に示すような本陰極板１００を立てた姿勢において、正面から視認した図をいう。
【００３２】
また、曲率とは、曲率半径Ｒ値の逆数（１／Ｒ）である。方形（以下、一例として正方形とする）の電着面２１〜３２において、それぞれの四隅４１〜４４に対し、面取りした角丸形状を示す場合、曲率半径Ｒ値と、その逆数（１／Ｒ）との何れで表示しても構わないが、本願においては、曲率半径Ｒ値に統一している。なお、電着面２１〜３２が、異なるＲ値であっても、それぞれの四隅４１〜４４は、左上を４１、右上を４２、右下を４３、左下を４４と、共通の符号で説明している。また、１つの電着面に対する四隅４１〜４４に対しては、同一のＲ値を例示しているが、それに限定しなくても構わない。
【００３３】
図３に示すように、この金属板１７において、少なくとも一方の表面１８に、微小な高さＨのテーブル状をなす複数の突起部２１〜３２が、Ｊ行・Ｋ列（Ｊ，Ｋともに１以上の自然数）に格子状配置され、その表面が電着面２１〜３２として形成されている。なお、後述するように、各位置の突起部２１〜３２に対する平面視認形状は、位置付けに応じて変形するように構成されている。
【００３４】
図３（Ａ）に例示するように、金属板１７を平面視認した基本外形は縦長の長方形で、一例として、縦×横×厚さ＝２００ｍｍ×１００ｍｍ×４ｍｍである。また、突起部（電着面）２１〜３２の格子状配置について、行数Ｊ値は長方形の縦方向に降順又は昇順である。同様に、格子状配置の列数Ｋ値は、長方形の横方向に降順又は昇順されるものとする。その行数Ｊ値は２以上１０以下であり、列数Ｋ値は２以上１０以下であることが好ましいが、一例として、行数Ｊ・列数Ｋは３行×３列である。
【００３５】
このように、２≦Ｊ≦１０，２≦Ｋ１０とする理由は、Ｎｉの電解採取法による本操業で用いられ陰極板（以下、「本操業用陰極板」ともいう）の外形寸法は、１ｍ×１ｍ位である。これに対し、試験電着用陰極板１００は、本操業用陰極板よりもはるかに小さく、必要最小限の大きさで試験目的を達成できるような手軽なものとするためである。
【００３６】
以下に、陰極板１００の形状について、より具体的に例示する。本陰極板１００における突起部２１〜３２を平面視認した形状は、一辺が所定長さＥの正方形を基本形である。Ｅ＝１５ｍｍ、突起部２１〜３２の相互間隔は１２ｍｍ、突起部（電着面）２１〜３２の格子状配置は、行数Ｊ・列数Ｋが３行×３列である。突起部（電着面）２１〜３２について、個別の大きさを変えずに、格子状配置について１０行×１０列に拡張した場合でも、外形寸法は、０．３ｍ×０．３ｍ位に収まるので、手軽と感じられる範囲である。
【００３７】
また、突起部２１〜３２の高さＨは、５０μｍ以上１０００μｍ以下であり、非導電膜（以下、「樹脂膜」、「塗膜」又は「マスク」ともいう）５０の最小膜厚（以下、「樹脂膜厚」、「塗膜厚」又は、単に「膜厚」ともいう）Ｔは、隣接する突起部２１〜３２それぞれの中心間を通る位置Ｍ（図３）における突起部２１〜３２の高さＨと同一である。例えば、Ｈ＝３００μｍであることが好ましい。
【００３８】
なお、突起部２１〜３２の高さＨと、膜厚Ｔが同一で、しかも膜厚Ｔが均等であり、両者が面一であることが好ましい。しかし、図３（Ｅ）に示すように、突起部２１〜３２の高さＨと、膜厚Ｔとの差（以下「誤差」ともいう）Ｇが、規定範囲内であれば、実用上の問題は少ない。この点については、より詳しくは、隣接する突起部２１〜３２それぞれの中心Ｍの間を通る位置における非導電膜５０の最小膜厚Ｔと、突起部２１〜３２の高さＨとの差Ｇは、２００μｍ以下であることが好ましい。なお、図３（Ｅ）では、Ｔ＜Ｈのみ示しているが、逆にＨ＜Ｔの場合も同様である。
【００３９】
その一方で、突起部２１〜３２の高さＨについては、極めて低いテーブル状である点で全て一律である。また、ここでは、複数の突起部２１〜３２が、金属板１７の表面１８において、どこに位置付けられているかを明確に特定することがより重要である。したがって、各位置の突起部２１〜３２と、それぞれの電着面２１〜３２と、に同一符号を付して図解し説明している。
【００４０】
図３（Ｄ）及び図３（Ｅ）に示すように、金属板１７の表面１８において、電着面２１〜３２以外の表面１９に、例えば樹脂製のマスク５０が被覆されている。マスク５０は、金属板１７における表面１８に配置された複数の突起部２１〜３２を露出させる窓枠形状であり、それぞれの窓孔に突起部２１〜３２が密嵌される関係である。
【００４１】
また、マスク５０は、テーブル状の突起部２１〜３２の微小な高さＨに相当する厚さである。したがって、各テーブルの表面を形成する電着面２１〜３２と、マスク５０と、は面一であることが好ましい。ただし、面一であることは、過度に厳格である必要もなく、上述した程度の許容範囲（２００μｍ以下）であれば、面一に対する誤差Ｇがあっても構わない。
【００４２】
また、図１に示すように、電着面２１〜３２以外の表面１９の全てに樹脂製のマスク５０が被覆されているとは限らず、金属板１７の表面１８における上方や縁部には、マスク５０が被覆されず、無垢の金属板１７が露出した箇所も残されている。
【００４３】
その結果、マスク５０は、金属板１７の表面１８において、額縁状の露出部を残し、やや下方寄りに長方形の外形を有する。そのマスク５０内において、横３列、縦３列の格子状に略方形の電着面２１〜３２が配置されている。以下に、Ｊ行・Ｋ列に格子状配置された突起部２１〜３２の表面に形成された電着面２１〜３２（同一符号）について、より詳細に説明する。
【００４４】
突起部２１〜３２を平面視認した形状は、一辺が所定長さＥの正方形を基本形である。これら正方形の四隅（以下、「角部」ともいう）４１〜４４は、規定のＲ値で角丸に面取りされている。これら角丸を形成するＲ値は、格子状配置の位置の違いに基づいて変化するように規定されている。このＲ値は、格子状配置の一端から数える最初の１行目が最小であり、格子状配置の他端まで数えた最後のＪ行目が最大であり、同一行では同一に設定されている。以下、「配置に応じたＲ値の変化」について、より詳細に説明する。
【００４５】
Ｒ値の大小関係は、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４である。ただし、Ｒ値が大きくなる順番は、行数Ｊ値に単純比例するものではない。図３に示すように、Ｒ値について、１行目の突起部２１〜２３はＲ１、２行目の突起部２４〜２６はＲ３、３行目の突起部２７〜２９はＲ２、４行目の突起部３０〜３２はＲ４である。
【００４６】
行数Ｊ値について、まず格子状配置の一端、ここでは上からＪ＝１行目と数える。つまり、１行目の突起部２１〜２３はＲ１である。そこから下へ２行進めたＪ＝３行目の位置でＲ値は順番を１つ進めてＲ１からＲ２へと１段階大きくなる。つまり、３行目の突起部２７〜２９はＲ２である。
【００４７】
このように、２行進めた３行目の位置から戻すところが有れば１行戻したＪ＝２行目の位置でＲ値は順番を１つ進めてＲ２からＲ３へと１段階大きくなる。つまり、２行目の突起部２４〜２６はＲ３である。そこから下へ２行進めたＪ＝４行目の位置でＲ値は順番を１つ進めてＲ３からＲ４へと１段階大きくなる。つまり、４行目の突起部３０〜３２はＲ４である。
【００４８】
行数Ｊ＝４までしか例示していないが、５≦Ｊである場合、Ｊ＝４から１行戻してＪ＝３としたくても戻すところがない、すなわち１行戻した３行目は、既に数えられている。このように戻るところが無いならば、さらに下へ２行進めた６行目でＲ値の順番をＲ４からＲ５へと１つ進める。このように行の飛び越しを繰り返す順番により、Ｒ値の大小関係を変化させる。つまり、「配置に応じたＲ値の変化」については、行数Ｊ値が、１，３，２，４，６，５，７，９，８，１０，…，Ｊの順番に、曲率半径Ｒ値を順次大きく変化させる。
【００４９】
上述の「配置に応じたＲ値の変化」について、行の飛び越しを繰り返す順番により、Ｒ値の大小関係を変化させている。このことによって、電解液９０が位置別に極端な成分変化する不具合を避ける効果がある。ここで、その作用を説明する。電着速度について、Ｒ値が小さい電着面２２の近傍では、電流密度の高い角部４１〜４４に対して急激に電着物が異常成長することに伴って、電解液９０が極端に成分変化する。
【００５０】
その点について、Ｒ値が大きい電着面３１の近傍では比較的緩慢である。したがって、行の飛び越しを繰り返す順番により、Ｒ値の大小関係を変化させていることにより、「配置に応じたＲ値の極端な変化」を緩和する作用がある。そのため、本陰極板１００の下方からのエアブロウと相まって、電解液９０の位置別による極端な成分変化を避けられる効果がある。
【００５１】
図４は、本発明の一実施形態に係る試験電着用陰極板の製造方法（以下、「本方法」ともいう）の手順を説明するためのフローチャートである。本方法は、非金属の電解採取操業で電解液９０の条件に応じた電着形態を確認するために電解液９０に浸漬して試験電着させる試験電着用陰極板１００の製造方法である。図４に示すように、本方法は、第１工程（Ｓ１０）と、第２工程（Ｓ２０）と、を有している。
【００５２】
第１工程（Ｓ１０）では、金属板１７の少なくとも一方の表面１８に、Ｊ行・Ｋ列（Ｊ，Ｋともに１以上の自然数）の格子状配置で複数の突起部２１〜３２を電着面２１〜３２として形成する。この第１工程（Ｓ１０）では、突起部２１〜３２を平面視認した形状を、一辺が所定長さＥの正方形を基本形とし、正方形の四隅４１〜４４を規定の曲率半径Ｒ値で角丸に面取りする。このとき、角丸を形成する曲率半径Ｒ値は、格子状配置の位置の違いに基づいて変化するように規定される。
【００５３】
つぎの第２工程（Ｓ２０）では、金属板１７に複数の突起部２１〜３２が電着面２１〜３２として形成された以外の表面１９に、非導電膜５０により所定形状のマスク５０を施す。なお、マスク５０は、金属板１７の表面１８において、額縁状の露出部を残しても良い。あるいは、電着面２１〜３２として形成された以外の表面１９の全部と、裏面や端面の全部とを完全に被覆しても構わない。
【００５４】
その場合、図３（Ｅ）を用いて上述したように、非導電膜５０の（最小）膜厚Ｔと、突起部２１〜３２の高さＨとの差Ｇ、すなわち、面一に対する誤差Ｇが許容範囲（２００μｍ以下）であれば、金属板１７の裏面や端面の全部については、膜厚Ｔの厚さに多少の不均一が生じても構わない。それによって、第２工程（Ｓ２０）では、より簡素な絶縁塗料や樹脂コーティング等による絶縁被覆の方法を採用することが可能である。
【００５５】
電着面２１〜３２は、縦列Ｋ毎に方形の四隅４１〜４４が異なる曲率半径Ｒ値となるように面取りされている。これは、電解液９０中において、電流集中が生じ易い電着２１〜３２面の四隅４１〜４４において、電着物の異常成長による不具合を是正すると供に、効率良く電着物を生産するために、電着面２１〜３２の四隅４１〜４４に対する面取り形状を確認し、選択するためのものである。
【００５６】
したがって、本陰極板１００は、縦列Ｋ毎に異なる電着面２１〜３２の面取り形状により、本操業前の試験電解時において、電着面２１〜３２の形状の相違に基づく電着物の電着状態の相違を試験することができ、本操業用陰極板における電着面の面取り形状の判断に寄与することができる。
【００５７】
本陰極板１００は、格子状の位置に電着面２１〜３２が並ぶように、また、電着面２１〜３２が正方形となるようにマスクが施され、正方形の四隅４１〜４４は、それぞれ異なる曲率半径Ｒ値と（曲率）を備えている。
【００５８】
このような形状の特徴を有する本陰極板１００は、上述した電着物が得られない範囲を極小化することができるので、電着生産物を効率良く生産することが可能になる。さらに、曲率半径Ｒ値と製品不具合の関係を調査することができる。
【００５９】
図５は、図１の使用状態で本陰極板に試験電着した結果を説明するための一部平面拡大図である。図５に示すように、電解採取法において、本操業前に目的金属の電着状況を確認するために、本陰極板１００を用いて試験電着した結果、電着面２１〜３２に、それぞれのＲ値に基づく傾向的な形状で電着する。また、平面視認形状のみならず、立体視認形状については、図６の斜視図を用いて後述する。なお、ここでは電着物として金属Ｎｉを例示している。
【００６０】
電着面２１〜２３は、それらの角部４１〜４４において、Ｒ値がＲ１と小さく、そうでない箇所よりも集中的に電流密度が高くなるため、それに応じて大きく突出し、いびつな形状に金属Ｎｉが電着する。この電着面２１〜２３の上下及び縦横方向には、まちまちであるが、平均の厚さＰ１で薄く電着している。
【００６１】
このように、電着厚さＰ１が薄い場合、電着面２１〜２３の隣接する相互間において、電着物を得られない範囲（以下、「非電着部」ともいう）Ｑが少なからず発生すると共に、大きく突出した角部４１〜４４どうしが、ブリッジＶを形成し、隣接する相互間で連結されてしまう。そこで、非電着部Ｑを極小化して電着量を確保する（後述する第１評価基準）と共に、理想的な電着物の形状を得る（後述する第２評価基準）ためのＲ値を模索することが、本陰極板１００の主な目的である。
【００６２】
一方、電着面２１〜２３とは逆に、電着面３０〜３２では、それらの角部４１〜４４におけるＲ値がＲ４と緩やかなため、大きく突出することなく、上下及び縦横方向に概ね均等で比較的大きな厚さＰ４で、より丸みを帯びた平面視認形状に金属Ｎｉが電着する。また、上述した１行目と４行目の電着面２１〜２３，３０〜３２の中間位置、すなわち、２行目と３行目の電着面２４〜２６，２７〜２９では、それらの上下及び縦横方向には、まちまちであるが、中位の厚さＰ３，Ｐ２で、それぞれ電着している。
【００６３】
本陰極板１００は、試験電着のための試験片であり、本操業前に目的金属の電着状況を１回の電解採取で簡略に確認することができる。ここで、電着状況を確認するために、図５に示した試験電着の結果を評価する。多項目にわたる評価基準があるなかで、ここでは以下の２点に限定して評価する。
【００６４】
第１評価基準として、１枚板に多数存在する電着面２１〜３２の何れか１箇所における電着量を比較考慮する。すなわち、第１評価基準とは、１つの電着面から得られる電着量の多寡をいう。これは、当然に多い程良い。第２評価基準として、１枚板に多種類のＲ値の混在する電着面２１〜３２それぞれのＲ値別に得られる製品形状を比較考慮する。これは、薄手の直方体、又は厚手の円盤型に近い程良く、当然に均一な仕上がりである方が良い。すなわち、第２評価基準とは、電着製品の形の良さをいう。
【００６５】
上述した電着量の多寡をいう第１評価基準によれば、電着面２１〜２３は、それらの角部４１〜４４以外において、非電着部Ｑが発生する分だけ不利であり、電着面３０〜３２の方が有利である。また、上述した製品形状及びその均一性をいう第２評価基準によれば、電着面２１〜２３は、それらの角部４１〜４４が大きくいびつに突出するだけでなく、ブリッジＶで複数単位が連結された状態のままでは、商品価値が得られないため不利であり、電着面３０〜３２の方が、同一形状で有利である。
【００６６】
なお、ここでは、Ｒ値がＲ４の電着面３１が優良評価で、Ｒ値がＲ１の電着面２２は劣悪評価との結果であるが、これは一例に過ぎない。すなわち、電解液９０その他の環境が変化する都度に、四隅４１〜４４に対する最適な面取り形状も変化するので、図５に示す結果とは異なる場合があることは当然である。
【００６７】
図６は、図３に示した電着面の四隅（角部）を面取りした角丸のＲ値と異常成長との関係を説明するための斜視図である。まず、図６（Ａ）は図２及び図３における電着面２２の角部４１〜４４において、Ｒ値がＲ１と小さいため、いびつな形状に電着Ｎｉが生成された製品を示している。逆に、図６（Ｂ）は図２及び図３における電着面３１の角部４１〜４４において、Ｒ値がＲ４と大きいため、理想に近い形状に電着Ｎｉが生成された製品を示している。
【００６８】
なお、本陰極板１００を用いた電着の予備試験では、同一行における両端の列よりも中心の列の電着状態を高い信頼性のある試験結果として採用する。例えば、図３（Ａ）及び図５において、両端に位置する第１列や第３列の電着結果は参考として見るに止め、中心に位置する第２列の電着結果を試験結果として採用する。
【００６９】
このように、本陰極板１００は、正方形を基本形とする各電着面２１〜３２を格子状配置した陰極板であるため、従来の円形だけの各電着面を千鳥配置した陰極板に比べ、電着物が得られない範囲を極小化し電着生産物の取り数を多くして効率的な生産を可能にできる。
【００７０】
そればかりでなく、正方形の四隅４１〜４４における目的金属の異常成長により、製品形状がいびつ化し、マスク５０が破損される不具合を避けることを可能にできる。つまり、異常成長の原因である電流集中を緩和できるように、試行錯誤して最適値を求めるべきＲ値の角丸を形成する。さらに、１枚の試験片の面上に異なる複数のＲ値でなる角丸を形成する。
【００７１】
これにより、本操業前に目的金属の電着状況を１回の予備実験で簡略に知り得る試験片が得られる。すなわち、目的金属を異常成長させることなく高品質で安定的に得るために、電着面の四隅（角部）を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値に対する、異常成長の関係を、１回の予備実験で簡略に知り得る試験電着用陰極板１００を提供できる。
【００７２】
本陰極板１００は、各電着面２１〜３２それぞれの角部４１〜４４に対し、異なるＲ値を設定している。そのため、曲率半径Ｒ値と製品不具合の関係を、１回の試験電着によって調査できる。また、円形だけの各電着面を千鳥配置した場合、上述した電着物が得られない範囲が生ずる。その点について、本陰極板１００が、各電着面を円形から、正方形に近づけることにより、上述した電着物が得られない範囲を極小化することができるので、電着生産物を効率よく生産可能になる。以下、この点も交えて、より詳細に説明する。
【００７３】
特許文献１，２に開示されているように、千鳥状陰極板による電着の結果、円盤面が平坦で、周縁部には平坦面よりも、円盤の厚さ程度の盛り上がりを含んだ概ね円盤状の電着製品が得られる。本操業用陰極板には、千鳥状陰極板の長所を生かせる形状の陰極板を採用することが好ましい。
【００７４】
ただし、千鳥状陰極板の短所として、金属板の面形状に対する取り数に損失の生じる点がある。すなわち、板幅に対して効率良く１行目を配置しても、２行目と４行目の幅方向の両端近傍では、千鳥状配置のため、電着物が得られない無駄な範囲が発生する。したがって、１回の電解採取操業で生産可能な電着生産物の取り数を最大限まで追求する生産効率の点で、無駄を生じるという短所になる。
【００７５】
そこで、円形電着部の千鳥状配置に代えて、正方形のテーブル形状を基本形とする電着部（以下、「正方形電着部」又は単に「電着部」ともいう）２１〜３２を格子状に配置することにより、電着生産物の生産効率に無駄を解消できた。すなわち、正方形電着部２１〜３２を格子状に配置された陰極板（以下、「角型格子列の陰極板」ともいう）１００であれば、板幅に対して効率良く等間隔で１行目を配置し、行の間隔Ｆも列の間隔Ｆに揃えて２行目以降も整然かつ均等に配置される。
【００７６】
また、本陰極板１００の縦横の大きさは、正方形電着部２１〜３２の一辺の長さＥと、各行の間隔Ｆと、各列の間隔Ｆと、これらの間隔Ｆの半分以下〜数倍の余白部を本陰極板１００の周縁部に設定するように配慮されている。
【００７７】
上述のように、角型格子列の本陰極板１００は、千鳥状陰極板にない長所を有するが、以下にいう短所もある。すなわち、正方形電着部２１〜３２は、円形電着部と異なりエッジ部、特に四隅４１〜４４の電流密度が高くなるので、それに応じて、他の箇所よりも多くの電着が生じるため、目的製品の形状に不均一が生じるという短所である。
【００７８】
それを解消するために、正方形電着部２１〜３２の四隅４１〜４４を面取りして緩やかな曲面を形成する試みがある。一方、電解液９０その他の環境は、操業の都度に変化する。そのような環境変化に伴って、最適な四隅４１〜４４を面取り形状も変化する。そこで、非鉄金属の電解採取操業で電解液９０その他の環境条件に応じた電着形態を確認するため、電解液９０に浸漬して試験電着することが必要となる。それには、本操業用陰極板を模擬して小さく形成された試験片、すなわち試験電着用陰極板が用いられる。
【００７９】
このように、電解液９０その他の環境が変化する都度に、四隅４１〜４４に対する最適な面取り形状も変化するなかで、簡略な試験電着により、四隅４１〜４４の面取り形状の最適な曲率半径Ｒ値を見出すことが要望されていた。さらに、曲率半径Ｒ値と製品不具合の関係を、１回の試験電着によって調査できることが望ましい。
【００８０】
調査の目的は、電着製品１個の電着量、及び電解採取１回の取り数で損することなく、ほぼ正方形の電着部２１〜３２の四隅４１〜４４における目的金属の異常成長を抑制することである。この異常成長により、製品形状がいびつ化し、マスク５０が破損される不具合が生じる。この異常成長を抑制するため、四隅４１〜４４を角丸に面取りすることにより、Ｒ値を大きくして緩やかな曲面にする程に、異常成長の原因である電流集中が緩和される。
【００８１】
しかし、Ｒ値を大きくし過ぎると正方形が円形になり、取り数で損する千鳥状陰極板に戻ってしまう。このように相反する利害得失の妥協点を見出すことが必要となる。そこで、本発明者らは、Ｒ値の異なる多種類の電着面２１〜３２が、１枚板の面上に配置された試験片を発明した。この試験片、すなわち本陰極板１００によれば、取り数で損しないばかりか、Ｒ値と異常成長との相関性のほか、必要最低限のＲ値を究明する等について、１回の試験電着によって知り得るように工夫されている。
【００８２】
本発明によれば、電気ニッケルを始めとする非鉄金属の電解採取法において、電着物が得られない範囲を極小化し、さらに電着生産物の取り数を多くして効率的な生産を可能にすると供に、本操業前に目的金属の電着状況を知り得る試験片、すなわち、目的金属を異常成長させることなく高品質で安定的に得るために、電着面の四隅（角部）を面取りした角丸の曲率半径Ｒ値と、異常成長と、の相関性を簡略に知り得る試験電着用陰極板を提供することできる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、非鉄金属の電解採取法において、本操業前に目的金属の電着状況について管理指標を得る手段として利用される可能性がある。特に、操業の都度に変化する電解液その他の環境変化に対応するための陰極電着面の最適形状を追求する予備実験を簡略化できる試験片、すなわち試験電着用陰極板、及びその製造方法として好適に利用される可能性がある。
【００８４】
なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。したがって、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【００８５】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、試験電着用陰極板や、それに対してマスクを被覆する非導電膜の材料及び構成も本発明の各実施形態及び各実施例で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１３  マスク、１７  金属板、１８  （本陰極板の）一方の表面、１９  （突起部２１〜３２以外の）表面、２１〜３２  （金属板１０）突起部・電着面、４１〜４４  正方形の四隅（角部）、５０  非導電膜（樹脂膜、塗膜）、８０  陽極８０（Ｎｉ）板、９０  電解液、１００  試験電着用陰極板（本陰極板）、Ｅ  （正方形一辺の）長さ、Ｆ  行・列の間隔、Ｇ  （面一に対する）差（誤差）、Ｈ  （突起部２１〜３２の）高さ、Ｊ  行数、Ｋ  列数（Ｊ，Ｋともに１以上の自然数）、Ｍ  （突起部２１〜３２それぞれの中心間を通る）位置、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  （電着）厚さ、Ｑ  非電着部、Ｒ  （角丸を形成する）曲率半径Ｒ値、Ｔ  （非導電膜５０の）最小膜厚、Ｓ１０  第１工程、Ｓ２０  第２工程、Ｖ  ブリッジ
【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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