(57)【要約】【課題】電解析出法による生産性向上や連続製造が期待できる、アルミニウム箔製造用陰極およびアルミニウム箔の製造方法を提供する。【解決手段】ドラム部材の外周面の電析領域に電析したアルミニウム膜を剥離してアルミニウム箔を形成するために用いる陰極であって、ドラム部材の軸方向の両側に電析領域を構成するために有する一対の絶縁手段は、リング形状を構成する第１外周面および第１内周面を備える絶縁性の第１リング形状部材と、リング形状を構成する第２外周面および第２内周面を備える絶縁性の第２リング形状部材を有し、第１リング形状部材の第１内周面がドラム部材の外周面に対して密接可能に構成され、第２リング形状部材の第２内周面が前記第１リング形状部材の第１外周面に対して密接可能に構成され、第２リング形状部材が第１リング形状部材よりも小さい熱膨張係数を有するようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱形状のドラム部材の外周面に設けられた電析領域にアルミニウム膜を電析させ、前記アルミニウム膜を前記外周面から剥離してアルミニウム箔を形成するために用いられ、前記ドラム部材の軸方向の両側に前記電析領域を構成するための一対の絶縁手段を有する陰極であって、前記絶縁手段は、リング形状を構成する第１外周面および第１内周面を備え、絶縁性を有する第１リング形状部材と、リング形状を構成する第２外周面および第２内周面を備え、絶縁性を有する第２リング形状部材と、を有し、前記第１リング形状部材の前記第１内周面が前記ドラム部材の前記外周面に対して密接可能に構成されるとともに、前記第２リング形状部材の前記第２内周面が前記第１リング形状部材の前記第１外周面に対して密接可能に構成され、前記第２リング形状部材は前記第１リング形状部材よりも小さい熱膨張係数を有する、アルミニウム箔製造用陰極。
【請求項２】
前記第１リング形状部材は、前記第１内周面から続く前記電析領域側において、前記ドラム部材の軸方向に対して垂直方向に第１側面を備え、前記第１側面は前記外周面から３ｍｍ以上の高さを有する、請求項１に記載のアルミニウム箔製造用陰極。
【請求項３】
前記第１リング形状部材は、前記第１側面の構成要素となり、前記ドラム部材の径方向に張り出す第１鍔部を有する、請求項２に記載のアルミニウム箔製造用陰極。
【請求項４】
前記第２リング形状部材は、前記ドラム部材の径方向において、前記第１リング形状部材の前記第１鍔部の第１鍔部外周面に対して密接可能な第２鍔部内周面を備え、前記電析領域側に張り出す第２鍔部を有する、請求項３に記載のアルミニウム箔製造用陰極。
【請求項５】
前記絶縁手段は、リング形状を構成する第３外周面および第３内周面と、前記ドラム部材の径方向に形成されためねじと、前記めねじと噛み合うおねじと、を備え、絶縁性を有する第３リング形状部材をさらに有し、前記第３内周面が前記第１外周面に対して密接可能で、前記おねじの先端が前記第１外周面に対して当接して押圧可能な構成を有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のアルミニウム箔製造用陰極。
【請求項６】
前記第３リング形状部材は、前記第２リング形状部材の前記第２外周面に対して密接可能な第３鍔部内周面を備え、前記電析領域側に張り出す第３鍔部を有する、請求項５に記載のアルミニウム箔製造用陰極。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアルミニウム箔製造用陰極の前記ドラム部材の前記外周面に設けられた前記電析領域の一部を陽極部材が浸漬されたアルミニウム電解液中に浸漬し、前記電析領域と前記陽極部材との間で通電しながら前記ドラム部材を軸回りに自転させ、前記アルミニウム電解液中の前記電析領域に電析したアルミニウムを成長させてアルミニウム膜を形成し、前記アルミニウム膜を前記電析領域から連続的に剥離してアルミニウム箔を得る、アルミニウム箔の製造方法。
【請求項８】
前記ドラム部材の軸方向において、前記電析領域を、中央部と、前記中央部の両側に隣接する隣接部とに区分し、前記中央部に対する前記隣接部それぞれの寸法比を０．１％〜１０％とする、請求項７に記載のアルミニウム箔の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解析出法によるアルミニウム箔の製造に好適なアルミニウム箔製造用陰極およびアルミニウム箔の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム箔の製造方法として、アルミニウムイオンを含有した電解液（アルミニウム電解液）からアルミニウムを電解還元により析出させる方法によってアルミニウム箔を作製する方法（電解析出法）が知られている。例えば、特許文献１には、陰極ドラムのドラム周面の一部と、そのドラム周面に対向するように配置された陽極部材とが、電解液槽内のアルミニウム電解液中に浸漬するように構成された、アルミニウム箔の製造装置が開示される。かかるアルミニウム箔の製造装置は、ドラム周面の陰極となる電析領域と陽極となる陽極部材との間に通電し、ドラム周面の電析領域に電析したアルミニウムを陰極ドラムを回転させながら成長させてアルミニウム膜を形成し、そのアルミニウム膜をドラム周面から剥離してアルミニウム箔を形成するものである。アルミニウム箔は、回転するドラム周面の電析領域から連続的に剥離され、巻取りリールに連続的に巻取られる。
【０００３】
電解析出法によって陰極ドラムを用いてアルミニウム箔を製造する場合、電析するアルミニウム膜の幅は、陰極ドラムのドラム周面に設定される電析領域の幅に対応し、ドラム周面の幅方向の両側にアルミニウム膜の幅に対応する間隔をあけて設けられる絶縁領域によって決定付けられる。製箔対象やそれに必要な製造条件は大きく異なるが、一般的な銅箔の製造における絶縁領域としては、例えば特許文献２（第２頁左上欄第２行〜第１５行）に記載のゴムやビニールテープなどの絶縁材をドラム周面の幅方向の両側に周回させて成る構成が知られている。他の構成としては、例えば、特許文献３には、絶縁性および弾性を備えるシール部材を有して成る絶縁手段を、ドラム周面と陽極部材の間に設ける構成が開示される。また、特許文献４には、溶融する非導電性材料をドラム周面に塗布して固化させて成る絶縁帯を、電析領域の幅に対応する間隔をあけて帯状に設ける構成が開示される。また、特許文献５には、帯状の絶縁材を、電析領域の幅に対応する間隔をあけてドラム周面に形成した周回溝に嵌め込む構成が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４６５６１号公報
【特許文献２】特開昭５３−１４６２３０号公報
【特許文献３】特開平５−１９５２９０号公報
【特許文献４】特開２００２−４０７８号公報
【特許文献５】特開２００３−１９３２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したゴムやビニールテープなどの絶縁材をドラム周面に周回させて成る絶縁手段は、金属が絶縁材とドラム周面の隙間に食い込むように電析しやすく、絶縁材に隣接する金属膜のエッジ部に亀裂や破断が発生しやすい問題がある。かかる問題は、電析領域と絶縁領域との間に発生するドッグボーンあるいはエッジビルドと呼ばれる異常な電析が原因である場合もある。
【０００６】
上述したシール部材を有して成る絶縁手段は、ドラム周面との摺動または電解液によるシール部材の腐食や摩滅、あるいはシール部材が溶出した陽極部材に接することによるシール力の低下などに起因する電解液の漏出が懸念される。また、シール部材の移動を行う場合、シール部材により堰き止められている電解液の排出作業が必要であるため、製箔幅に対応する電析領域の寸法変更が容易ではなく、段取り時間の増長が懸念される。また、アルミニウム箔を製造する場合は水分の混入を嫌う非水性の電解液を用いるので、このような構成は銅箔などを製造する場合とは異なりリスクが高い。すなわち、非水性でない電解液を用いる銅箔などの製造技術は、そのままアルミニウム箔の製造技術に適用するのは困難である。
【０００７】
上述した非導電性材料をドラム周面に固化させて成る絶縁帯（絶縁部）は、絶縁帯を移動する場合、高圧蒸気を吹き付けて溶解するなどの方法により、非電導材料の除去作業が必要であるため、非電導材料の除去に起因するドラム周面の肌荒れが懸念されるし、製箔幅に対応する電析領域の寸法変更が容易ではなく、段取り時間の増長が懸念される。また、アルミニウム箔を製造する場合、非水性の電解液への水分（高圧蒸気）の混入リスクがある。
【０００８】
上述したドラム周面に形成した周回溝に嵌め込まれて成る帯状の絶縁帯は、絶縁材を嵌め込む周回溝の位置が固定されているため、アルミニウム箔の幅に対応する電析領域の幅の変更を行うことができない。
【０００９】
本発明の目的は、アルミニウム箔の幅の変更が容易化され、アルミニウム箔の幅寸法が高精度化され、アルミニウムの絶縁材とドラム周面の隙間への電析が抑制され、さらに、望ましくはドッグボーンあるいはエッジビルドの発生が抑制され、電解析出法によるアルミニウム箔の生産性向上や連続製造が期待できる、アルミニウム箔製造用陰極ドラムおよびアルミニウム箔の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、アルミニウムの電解に適すると考えられる約６０℃〜約１５０℃程度の温度に曝されることを利用し、絶縁手段（絶縁材）のドラム周面に対する密着力が増大し、絶縁手段のドラム周面に対する取付が容易化される簡易な構成を見出し、本発明に到達した。
【００１１】
すなわち、本発明のアルミニウム箔製造用陰極は、円柱形状のドラム部材の外周面に設けられた電析領域にアルミニウム膜を電析させ、前記アルミニウム膜を前記外周面から剥離してアルミニウム箔を形成するために用いられ、前記ドラム部材の軸方向の両側に前記電析領域を構成するための一対の絶縁手段を有する陰極であって、前記絶縁手段は、リング形状を構成する第１外周面および第１内周面を備え、絶縁性を有する第１リング形状部材と、リング形状を構成する第２外周面および第２内周面を備え、絶縁性を有する第２リング形状部材と、を有し、前記第１リング形状部材の前記第１内周面が前記ドラム部材の前記外周面に対して密接可能に構成されるとともに、前記第２リング形状部材の前記第２内周面が前記第１リング形状部材の前記第１外周面に対して密接可能に構成され、前記第２リング形状部材は前記第１リング形状部材よりも小さい熱膨張係数を有する。
【００１２】
前記第１リング形状部材は、前記第１内周面から続く前記電析領域側において、前記ドラム部材の軸方向に対して垂直方向に第１側面を備え、前記第１側面は前記外周面から３ｍｍ以上の高さを有することが好ましい。
【００１３】
また、前記第１リング形状部材は、前記第１側面の構成要素となり、前記ドラム部材の径方向に張り出す第１鍔部を有することが好ましい。
【００１４】
前記第２リング形状部材は、前記ドラム部材の径方向において、前記第１リング形状部材の前記第１鍔部の第１鍔部外周面に対して密接可能な第２鍔部内周面を備え、前記電析領域側に張り出す第２鍔部を有することが好ましい。
【００１５】
前記絶縁手段は、リング形状を構成する第３外周面および第３内周面と、前記ドラム部材の径方向に形成されためねじと、前記めねじと噛み合うおねじと、を備え、絶縁性を有する第３リング形状部材をさらに有し、前記第３内周面が前記第１外周面に対して密接可能で、前記おねじの先端が前記第１外周面に対して当接して押圧可能な構成を有することが好ましい。
【００１６】
前記第３リング形状部材は、前記第２リング形状部材の前記第２外周面に対して密接可能な第３鍔部内周面を備え、前記電析領域側に張り出す第３鍔部を有することが好ましい。
【００１７】
上述した本発明のアルミニウム箔製造用陰極を用いた電解析出法により、アルミニウム箔を連続的に製造することができる。すなわち、本発明のアルミニウム箔の製造方法は、上述した本発明のアルミニウム箔製造用陰極の前記ドラム部材の前記外周面に設けられた前記電析領域の一部を陽極部材が浸漬されたアルミニウム電解液中に浸漬し、前記電析領域と前記陽極部材との間で通電しながら前記ドラム部材を軸回りに自転させ、前記アルミニウム電解液中の前記電析領域に電析したアルミニウムを成長させてアルミニウム膜を形成し、前記アルミニウム膜を前記電析領域から連続的に剥離してアルミニウム箔を得る方法である。
【００１８】
前記ドラム部材の軸方向において、前記電析領域を、中央部と、前記中央部の両側に隣接する隣接部とに区分し、前記中央部に対する前記隣接部それぞれの寸法比を０．１％〜１０％とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のアルミニウム箔製造用陰極ドラムおよびアルミニウム箔の製造方法を適用すれば、アルミニウム箔の幅の変更が容易化され、アルミニウム箔の幅寸法が高精度化され、アルミニウムの絶縁材とドラム周面の隙間への電析が抑制され、さらにドッグボーンあるいはエッジビルドの発生を抑制することができる。したがって、電解析出法によるアルミニウム箔の生産性向上や連続製造が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に適用可能なアルミニウム箔製造装置（製箔装置）の構成例を示す図である。
【図２】本発明に適用可能なドラム型陰極（陰極ドラム）の構成例を示す図である。
【図３】本発明に適用可能な絶縁手段の構成例（第１実施形態の第１構成例）を、陰極ドラムの周方向における断面視で示す図である。
【図４】本発明に適用可能な絶縁手段の構成例（第１実施形態の第２構成例）を、陰極ドラムの周方向における断面視で示す図である。
【図５】本発明に適用可能な絶縁手段の構成例（第１実施形態の第３構成例）を、陰極ドラムの周方向における断面視で示す図である。
【図６】本発明に適用可能な絶縁手段の構成例（第２実施形態の第１構成例）を、陰極ドラムの周方向における断面視で示す図である。
【図７】本発明に適用可能な絶縁手段の構成例（第２実施形態の第２構成例）を、陰極ドラムの周方向における断面視で示す図である。
【図８】本発明に適用可能な絶縁手段の構成例（第３実施形態の第１構成例）を、陰極ドラムの周方向における断面視で示す図である。
【図９】本発明に適用可能な絶縁手段の構成例（第３実施形態の第２構成例）を、陰極ドラムの周方向における断面視で示す図である。
【図１０】絶縁テープを絶縁手段に用いたときのアルミニウムの電析形態の一例を示す図（写真）である。
【図１１】本発明に適用可能な絶縁手段を用いたときのアルミニウムの電析形態の一例を示す図（写真）である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に適用可能なアルミニウム箔の製造装置（製箔装置）の構成例を図１に示す。図１に示す製箔装置１００は、後述する本発明のアルミニウム箔製造用陰極の実施形態となるドラム型の陰極（陰極ドラム１０１）を用いて構成され、陰極ドラム１０１の回転軸１０１ａに対して垂直方向における断面視で示される。この製箔装置１００では、アルミニウム箔の製造を行う前の準備段階として、電析させるアルミニウムに適するように組成などを調整した電解液１０５を、その電解液１０５に適するように雰囲気などを調整した電解浴槽１０４に貯留して使用される。その電解液１０５中に、陰極ドラム１０１の外周面１０２の電析領域の一部と、その外周面１０２に対向するように配置した陽極部材１０３が浸漬される。また、陰極ドラム１０１の外周面１０２に電析して所定の厚さに成長した最初のアルミニウム膜１０９を連続的に剥離し、その剥離したアルミニウム膜（アルミニウム箔）を引き出すためのリード材１０８の一端が陰極ドラム１０１の外周面１０２に密着され固定される。一方、リード材１０８の他端は、電解浴槽１０４の引出し口１０６から外側へ導かれて巻取りリール１０７へ固定される。
【００２２】
本発明のアルミニウム箔の製造方法では、例えば上記製箔装置１００を用いる場合、陰極ドラム１０１の外周面１０２の電析領域と陽極部材１０３との間で通電しながら陰極ドラム１０１を軸回りに自転させ、電解液１０５中の陰極ドラム１０１の外周面１０２の電析領域に電析したアルミニウムを成長させる。そして、所定の厚さに形成したアルミニウム膜１０９が陰極ドラム１０１の自転によって電解液１０５中から引き出された後は、陰極ドラム１０１の自転に同期する巻取りリール１０７の回転によってリード材１０８を引き出し、このリード材１０８とともにアルミニウム膜１０９を陰極ドラム１０１の外周面１０２の電析領域から剥離する。そのまま陰極ドラム１０１および巻取りリール１０７の同期回転を継続することにより、リード材１０８とともに剥離されたアルミニウム膜１０９に続いて、新たに電析して成長したアルミニウム膜そのものが連続的に剥離されるため、例えば約１μｍ〜約５０μｍの厚さのアルミニウム箔を連続的に巻取りリール１０７に巻き取ることができる。こうした製造方法で作製できる例えば約３μｍ〜約２０μｍの厚さのアルミニウム箔は、小型化や大容量化に向けて薄肉化の要求が強まっている二次電池の正極集電体の本体に適するものとなる。
【００２３】
陰極ドラム１０１の外周面１０２の少なくとも電析領域は、チタン材質であることが好ましく、電解法によって後述する銅のリード材１０８やアルミニウム膜を形成するときに陰極ドラム１０１の外周面１０２に対する十分な密着が得られる。上記チタン材質は、熱膨張係数が小さく、アルミニウム電解液に対する耐食性が良い、純チタンや６４チタン（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）が好ましい。なお、約０℃〜約１００℃における平均熱膨張係数は、純チタンが８．４×１０−６／℃程度、６４チタンが８．８×１０−６／℃程度であり、一般的なステンレス鋼の平均熱膨張係数よりも小さい。
【００２４】
実際の製箔に際しては、陰極ドラム１０１の外周面１０２に電析したアルミニウムがアルミニウム膜１０９に成長したとき、製造すべきアルミニウム箔と同等の厚さに形成されるように、電解液１０５の温度や、陰極ドラム１０１と陽極部材１０３の間の通電量（印加する電流（電解電流）の大きさ）や、陰極ドラム１０１の自転時の周速などの製造条件を適切に調整するなどの準備プロセスを経ることが好ましい。なお、アルミニウムを電析させる電解液１０５の温度は、その組成に適するように約６０℃〜約１５０℃の間で調整することができるが、電析状態が安定化しやすい約８０℃〜約１２０℃の間で調整することが好ましい。
【００２５】
本発明のアルミニウム箔製造用陰極は、円柱形状のドラム部材ドラム型の陰極（陰極ドラム１０１）の外周面１０２に設けられた電析領域にアルミニウム膜を電析させ、アルミニウム膜を外周面１０２から剥離してアルミニウム箔を形成するために用いられ、ドラム部材（陰極ドラム１０１）の軸方向の両側に電析領域を構成するための一対の絶縁手段を有する。本発明に適用可能なアルミニウム箔製造用陰極の構成例を図２に示す。この構成例で示すドラム型の陰極（陰極ドラム２０１）は、図１に示す製箔装置１００に備わる陰極ドラム１０１との互換が可能である。陰極ドラム２０１は、円柱形状の外周面が陰極ドラム２０２の軸方向（外周面の幅方向）において少なくとも５つの領域に区分され、中央部２０２ｃと、その中央部２０２ｃの両側の隣接部２０２ａと、その隣接部２０２ａの外側の絶縁部（絶縁手段１０）とによって構成される。中央部２０２ｃと隣接部２０２ａはともにアルミニウムの電析領域である。絶縁部（絶縁手段１０）は、アルミニウム箔の幅寸法を決定するために設けられ、電解液１０５への耐性と、その電解液１０５や一般的な電解条件ではアルミニウムが容易に電析しない絶縁性を有して構成される。
【００２６】
電解析出法では、陰極ドラム２０２のように幅方向の両側に絶縁部を設け、その間を電析領域として金属（金属膜）を電析させることが一般的である。しかし、通電により金属が電析して金属膜に成長する間、絶縁部と高電導性を有する電析領域との境界部（隣接部）には大きな電界集中が発生するため、その境界部において金属（金属膜）の異常な電析が少なからず発生することは避けられない。この電界集中に起因する金属（金属膜）の異常な電析を完全になくすことは技術的に困難である。したがって、金属膜（金属箔）の絶縁部に隣接するエッジ部分は、中央部分に比べると、厚さの均等性や表面の平滑性が不十分になって品位がばらつくため、最終的に除去されることが多い。この点は、アルミニウム箔（アルミニウム膜）に関しても同様である。
【００２７】
そこで、陰極ドラム２０２のように、ドラム部材の軸方向において、アルミニウムの電析領域を、中央部２０２ｃと、この中央部２０２ｃの両側に隣接する隣接部２０２ａとに区分し、中央部２０２ｃに対する隣接部２０２ａの寸法比を０．１％〜１０％とすることが好ましい。例えば、中央部２０２ｃの寸法をＷｃとし、隣接部２０２ａの寸法をＷａとするとき、Ｗａ／Ｗｃ×１００で求まる値が０．１％〜１０％の範囲になるように、アルミニウムの電析領域を区分することができる。なお、隣接部２０２ａが狭過ぎる（０．１％未満の寸法比）と中央部２０２ｃに電界集中が及ぶ懸念があり、隣接部２０２ａが広過ぎる（１０％を超える寸法比）とアルミニウム箔のエッジ部分を除去したときに歩留が低下することがある。したがって、アルミニウム箔の品質と歩留の観点では、上記寸法比を０．１％〜１０％とすることが好ましい。
【００２８】
ここで、電析領域における隣接部２０２ａは、粒状のアルミニウムが積層した形態の電析が起こるため後工程で除去することが一般的なアルミニウム箔（膜）のエッジ部分を形成する領域であってよい。例えば、製箔するアルミニウム箔の全幅が６００ｍｍであるとき、ドラム部材の軸方向における隣接部２０２ａそれぞれの寸法比を上記全幅に対して約１．５％に設定するとき、隣接部２０２ａそれぞれの設定寸法は約９ｍｍ（より安全性を考慮すれば１０ｍｍでもよい）となる。あるいは、電析領域における隣接部２０２ａは、アルミニウム膜の剥離の安定化のため中央部２０２ｃよりも平滑化したアルミニウム箔（膜）のエッジ部分に対応する領域であってよい。例えば、電析領域における隣接部２０２ａそれぞれの表面粗さＲａを中央部２０２ｃの表面粗さＲａに対して約２５％平滑化するとき、隣接部２０２ａそれぞれの表面粗さＲａは約０．０８ｍｍとなる。この場合、中央部２０２ｃの表面粗さＲａは約０．３２ｍｍとなる。
【００２９】
本発明における重要な特徴は、上記絶縁部（陰極ドラム２０２に備わる絶縁手段１０）に係る構成にある。以下、本発明のアルミニウム箔製造用陰極に適用可能な絶縁部（絶縁手段１０）の実施形態を挙げて、適宜図面を参照し、詳細に説明する。また、説明に際し、簡便のため、各図に示す構成部品の呼称や符号を共用する。なお、本発明は以下の記載に限定する意図はない。
【００３０】
（第１実施形態）
第１実施形態として、図３に第１構成例を、図４に第２構成例を、図５に第３構成例を示す。
【００３１】
＜第１構成例＞
図３に示す絶縁手段１０は、円柱形状のドラム部材（陰極ドラム２０２）の軸方向の両側の外周面に設けられ、軸方向において内側の電析領域ＰＳｅ（中央部２０２ｃおよび隣接部２０２ａ）と、外側の外周面ＰＳとを区分する。なお、外側の外周面ＰＳは設けなくてもよいが、設ける場合は絶縁被覆を行う。絶縁手段１０は、リング形状を構成する第１外周面１ａおよび第１内周面１ｂを備え、絶縁性を有する第１リング形状部材１と、リング形状を構成する第２外周面２ａおよび第２内周面２ｂを備え、絶縁性を有する第２リング形状部材２と、を有し、第１リング形状部材１の第１内周面１ｂがドラム部材の外周面に対して密接可能に構成されるとともに、第２リング形状部材２の第２内周面２ｂが第１リング形状部材１の第１外周面１ａに対して密接可能に構成され、第２リング形状部材１は第１リング形状部材２よりも小さい熱膨張係数を有する。
【００３２】
アルミニウムを電析させる場合、上述したように電解液１０５の温度を約６０℃〜約１５０℃（好ましくは約８０℃〜約１２０℃）の間で調整するため、電解液１０５中へのドラム部材（陰極ドラム２０２）の外周面に設けられた電析領域の一部の浸漬によって絶縁手段１０の温度が上昇する。このとき、上記構成を有する絶縁手段１０であると、第２リング形状部材２の熱膨張係数が第１リング形状部材１の熱膨張係数よりも小さいことにより、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２がともに熱膨張したときに、第２リング形状部材２の熱膨張が第１リング形状部材１の熱膨張よりも小さくなり、両者の間に熱膨張差が生じる。そのため、第１リング形状部材１をドラム部材の外周面と第２リング形状部材２の第２内周面２ｂの間に設けることにより、熱膨張がより小さい第２リング形状部材２の拘束によって第１リング形状部材１の外方向（ドラム部材の外周面から遠ざかる方向）への熱膨張が抑止される。したがって、第２リング形状部材２の第２内周面２ｂによって第１リング形状部材１の第１外周面１ａが押圧され、さらに第１リング形状部材１の第１内周面１ｂによってドラム部材の外周面が押圧されることとなる。
【００３３】
つまり、上記構成の絶縁部材１０は、電解液１０５からの伝熱による熱膨張の差分を利用し、熱膨張が小さい第２リング形状部材２によって熱膨張が大きい第１リング形状部材２を拘束する作用効果を得ている。具体的には、第１リング形状部材１の第１外周面１ａによる作用（圧力）と第２リング形状部材２の第２内周面２ｂによる反作用（反力）の関係、および、第１リング形状部材１の第１内周面１ｂによる作用（圧力）とドラム部材の外周面による反作用（反力）の関係により、第２リング形状部材２によって第１リング形状部材１を内方向（ドラム部材の外周面に近づく方向）へ押圧し、さらに内方向へ押圧された第１リング形状部材１がドラム部材の外周面を押圧する作用効果を得ている。これにより、絶縁手段１０（第１リング形状部材１の第１内周面１ｂ）とドラム部材の外周面との密着を高めて、図３に点Ｐで示す箇所における絶縁部とドラム部材の外周面の隙間に起因する異常な電析の抑制効果を得ることができる。なお、図３などのドラム部材の周方向における断面視で示す点Ｐは、ドラム部材の軸方向における断面視ではドラム部材の外周円（曲線）となる。
【００３４】
絶縁性を有する第１リング形状部材１は、例えばフッ素系樹脂であるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を用いて形成されたものであってよく、全体が絶縁材料であるものや、熱膨張係数が大きい樹脂や金属材料を用いた基材の表面に絶縁被覆が施されて形成されたものであってよい。ＰＴＦＥは、優れた絶縁性（６０Ｈｚにおいて、誘電率が約２．１、誘電正接＜１×１０−５、電気抵抗＞１×１０１８Ω・ｃｍ）、耐熱性（連続使用温度が約２６０℃、２５℃〜１００℃における平均熱膨張係数が約１２．４×１０−５／℃、熱伝導率が０．２３Ｗ／ｍ・Ｋ）、耐薬品性（ほとんどの酸、アルカリ、有機溶剤に侵されない）および非吸水性（吸水率が０．０１％／２４ｈ）を有するので好ましい。
【００３５】
絶縁性を有する第２リング形状部材２は、第１リング形状部材１よりも熱膨張係数が小さい材料を用いて形成されたものであればよく、第１リング形状部材１との熱膨張係数の差がより大きくなることが好ましい。例えば、第１リング形状部材１がＰＴＦＥを用いて形成されたものである場合は、第２リング形状部材２は、熱膨張係数がＰＴＦＥ（約１２．４×１０−５／℃）よりも小さい、例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金を用いた基材、Ｆｅ−Ｎｉ系合金を用いた基材、あるいはＳＵＳ３０４などのステンレス鋼他の金属材料を用いた基材に対して、その表面にフッ素系などの絶縁被覆が施されて形成されたものとすることができる。
【００３６】
なお、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金（例えばＦｅ−２９Ｎｉ−１７Ｃｏ合金）の平均熱膨張係数は、約２５℃〜約２００℃において４．６×１０−６／℃〜５．５×１０−６／℃程度である。また、Ｆｅ−Ｎｉ系合金（例えばＦｅ−４２Ｎｉ）の平均熱膨張係数は、約２５℃〜約２００℃において６．４×１０−６／℃〜７．４×１０−６／℃程度である。また、一般的なステンレス鋼の平均熱膨張係数は、約０℃〜約１００℃においては９．９×１０−６／℃〜１７．３×１０−６／℃程度（ＳＵＳ３０４は１７．３×１０−６／℃、ＳＵＳ４３０は１０．４×１０−６／℃）であり、約０℃〜約３２０℃においては１０．１×１０−６／℃〜１７．８×１０−６／℃程度（ＳＵＳ３０４は１７．８×１０−６／℃、ＳＵＳ４３０は１１．０×１０−６／℃）である。上記金属材料を用いた基材は、上記ＰＴＦＥよりも平均熱膨張係数が十分に小さいので好ましい。また、本発明では、熱膨張の差によって生じる圧力作用を利用しているため、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２の機械的強さは実用的な範囲で強い方が好ましい。
【００３７】
第１リング形状部材１と第２リング形状部材２の熱膨張係数に関して、第１リング形状部材１の熱膨張係数をａ１とし、第２リング形状部材２の熱膨張係数をａ２とするとき、ａ１／ａ２で求まる熱膨張係数比が２以上であることが好ましい。例えば、ＰＴＦＥを用いた第１リング形状部材１と、ＳＵＳ３０４を基材に用いたフッ素系絶縁被覆を有する第２リング形状部材２をを組合せた構成の場合、ａ１／ａ２が５程度の値になる。なお、上記熱膨張係数比は、理論的にはａ１＞ａ２を満足する限り上限がなく、実用的には市販材料のうち熱膨張係数の差が最大のものを組合せた構成の場合が上限になる。
【００３８】
本発明における絶縁手段１０は、第１リング形状部材１が、第１内周面１ｂから続く電析領域ＰＳｅ側において、ドラム部材（陰極ドラム２０２）の軸方向に対して垂直方向に第１側面１ｃを備えることが好ましく、その第１側面１ｃは前記外周面から３ｍｍ以上の高さ（図３に示すｈ）を有することが好ましい。第１リング形状部材１の第１側面１ｃが３ｍｍ以上の高さｈを有することにより、電析領域ＰＳｅと絶縁領域（点Ｐから左方側）との間に発生しやすいドッグボーンあるいはエッジビルドと呼ばれる異常な電析の抑制効果を得ることができる。なお、第１リング形状部材１の第１側面１ｃは、ドラム部材の軸方向に対して垂直方向に備えることが望ましいが、該垂直方向からの傾き（角度）は±約１５度以内ならば許容可能であり、望ましくは±１０度以内である。また、第１リング形状部材１の第１側面１ｃの高さｈに係る構成は、上述した第１実施形態の第１構成例に限らず、後述する第１実施形態の第２構成例および第３構成例、第２実施形態、第３実施形態にも適用可能である。
【００３９】
＜第２構成例＞
図４に示す絶縁手段１０は、第１構成例と同等の部材構成を有するとともに、第２リング形状部材２が第１リング形状部材１よりも小さい熱膨張係数を有する。第２構成例は、円柱形状のドラム部材（陰極ドラム２０２）の軸方向における第１リング形状部材１の幅（Ｗ１とする）が第２リング形状部材２の幅（Ｗ２とする）よりも大きいことが、Ｗ１とＷ２が同等の第１構成例とは異なる。第１リング形状部材１と第２リング形状部材２がＷ１＞Ｗ２を満足する場合、Ｗ１＝Ｗ２またはＷ１＜Ｗ２の構成と比べて、第２リング形状部材２の第２内周面２ｂの幅（Ｗ２）に対して第１リング形状部材１の第１外周面１ａの幅（Ｗ１）が相対的に大きくなるため、第１リング形状部材１に対する第２リング形状部材２の位置決めが容易になる。
【００４０】
なお、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１構成例と同等に、熱膨張係数の大小を含む材質や絶縁構成などが形成されたものであってよい。また、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１構成例と同様に、ａ１／ａ２で求まる熱膨張係数比が２以上であることが好ましい。また、第１リング形状部材１の第１側面１ｃが陰極ドラム２０２の外周面から３ｍｍ以上の高さｈを有することが好ましい。
【００４１】
＜第３構成例＞
図５に示す絶縁手段１０は、第１構成例および第２構成例と同等の部材構成を有するとともに、第２リング形状部材２が第１リング形状部材１よりも小さい熱膨張係数を有する。第３構成例は、円柱形状のドラム部材（陰極ドラム２０２）の軸方向における第１リング形状部材１の幅（Ｗ１とする）が第２リング形状部材２の幅（Ｗ２とする）よりも小さいことが、Ｗ１とＷ２が同等の第１構成例およびＷ１＞Ｗ２である第２構成例とは異なる。第１リング形状部材１と第２リング形状部材２がＷ１＜Ｗ２を満足することは好ましく、Ｗ１＝Ｗ２あるいはＷ１＞Ｗ２の構成と比べて、点Ｐの上方における第２リング形状部材２の第２内周面２ｂの面積をより大きくすることができる。そのため、上述した熱膨張の差を利用し、点Ｐの上方における押圧に関与する面積が大きくなった分、点Ｐの上方における第２リング形状部材２の第２内周面２ｂによる第１リング形状部材１の第１外周面１ａの押圧が確実に行われ、さらに点Ｐにおける第１リング形状部材１の第１内周面１ｂによるドラム部材の外周面の押圧が確実に行われる。これにより、第１リング形状部材１の第１内周面１ｂとドラム部材の外周面の点Ｐにおける密着を高めて、点Ｐにおける絶縁部とドラム部材の外周面の隙間に起因する異常な電析の抑制効果を高めることができる。
【００４２】
なお、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１構成例および第２構成例と同等に、熱膨張係数の大小を含む材質や絶縁構成などが形成されたものであってよい。また、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１構成例および第２構成例と同様に、ａ１／ａ２で求まる熱膨張係数比が２以上であることが好ましい。また、第１リング形状部材１の第１側面１ｃが陰極ドラム２０２の外周面から３ｍｍ以上の高さｈを有することが好ましい。
【００４３】
（第２実施形態）
第２実施形態として、図６に第１構成例を、図７に第２構成例を示す。
【００４４】
＜第１構成例＞
図６に示す絶縁手段１０は、図３に示す第１実施形態の第１構成例において、第１リング形状部材１のドラム部材（陰極ドラム２０２）の周方向の断面形状を変更したものである。具体的には、第１リング形状部材１は、第１側面１ｃの構成要素となり、ドラム部材の径方向に張り出す第１鍔部１ｘを有するとともに、第２リング形状部材２よりも大きい熱膨張係数を有するものになっている。これにより、ドラム部材の径方向における絶縁手段１０の高さ（第１リング形状部材１および第２リング形状部材２の高さの総和）が大きくなるのを抑制しながら、第１鍔部１ｘの径方向へ張り出しによって高さが大きくなる分だけ容易に、第１リング形状部材１の第１側面１ｃの高さｈを大きくすることができる。なお、第１リング形状部材１のドラム部材の径方向に張り出す第１鍔部１ｘは、ドラム部材の周方向において環状に連続する構成が好ましいが、複数の張り出し部がドラム部材の周方向において等間隔に離間する構成にすることもできる。
【００４５】
例えば、第１実施形態の第１構成例における第１リング形状部材１の第１側面１ｃが３ｍｍの高さであったとすれば、第１リング形状部材１の高さを維持するとともに、径方向に張り出す部分の寸法を例えば第２リング形状部材２の厚さ（第２内周面２ｂと第２外周面２ａの間の寸法）と同等とした第１鍔部１ｘを有するように、第１リング形状部材１の形状を変更する。この変更により、３ｍｍであった第１側面１ｃの高さｈ（図３参照）が、径方向に張り出す第１鍔部１ｘの寸法分だけ大きくなる。例えば、第２リング形状部材２の厚さが１．５ｍｍであるときは第１リング形状部材１の第１側面１ｃの高さｈを４．５ｍｍにすることができるし、第２リング形状部材２の厚さが３ｍｍであるときは第１リング形状部材１の第１側面１ｃの高さｈを６ｍｍにすることができる。このように第１リング形状部材１に径方向に張り出す第１鍔部１ｘを付加することにより、径方向における絶縁手段１０の高さが大きくなるのを抑制しながら、第１リング形状部材１の第１側面１ｃの高さｈを容易に大きくすることができる。これにより、電析領域ＰＳｅと絶縁領域（点Ｐから左方側）との間に発生しやすいドッグボーンあるいはエッジビルドと呼ばれる異常な電析の抑制効果を高めることができる。
【００４６】
なお、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１実施形態と同等に、熱膨張係数の大小を含む材質や絶縁構成などが形成されたものであってよい。また、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１実施形態と同様に、ａ１／ａ２で求まる熱膨張係数比が２以上であることが好ましい。また、第１リング形状部材１の第１側面１ｃがドラム部材の外周面から３ｍｍ以上の高さｈを有することが好ましい。
【００４７】
＜第２構成例＞
図７に示す絶縁手段１０は、図６に示す第１構成例において、第２リング形状部材２のドラム部材（陰極ドラム２０２）の周方向の断面形状を変更したものである。具体的には、第２リング形状部材２は、ドラム部材の径方向において、第１鍔部１ｘの第１鍔部外周面１ｘａに対して密接可能な第２鍔部内周面２ｘｂを備えて電析領域ＰＳｅ側に張り出す第２鍔部２ｘを有するとともに、第１リング形状部材１よりも小さい熱膨張係数を有するものになっている。この第２鍔部２ｘの付加により、ドラム部材の径方向における絶縁手段１０の高さ（第１リング形状部材１および第２リング形状部材２の高さの総和）が大きくなるのを抑制しながら、第１構成例における第１鍔部１ｘによる作用効果を得て、さらにドラム部材の軸方向における第１リング形状部材１の幅（Ｗ１とする）と第２リング形状部材２の幅（Ｗ２とする）とを同等にすることができる。なお、第２リング形状部材２のドラム部材の軸方向に張り出す第２鍔部２ｘは、ドラム部材の周方向において環状に連続する構成が好ましいが、複数の張り出し部がドラム部材の周方向において等間隔に離間する構成にすることもできる。
【００４８】
第２構成例では、Ｗ１＞Ｗ２である第１鍔部１ｘのみを有する第１構成例と比べて、点Ｐの上方における第２リング形状部材２の内周面（第２内周面２ｂおよび第２鍔部内周面２ｘｂ）の面積が第２鍔部内周面２ｘｂの分だけ大きくなる（図７に示す構成例はＷ１＝Ｗ２である）。そのため、上述した熱膨張の差を利用し、点Ｐの上方における押圧に関与する面積が大きくなる分、点Ｐの上方における第２リング形状部材２の内周面（第２内周面２ｂおよび第２鍔部内周面２ｘｂ）による第１リング形状部材１の外周面（第１外周面１ａおよび第１鍔部外周面１ｘａ）の押圧が確実に行われる。これにより、第１リング形状部材１の第１内周面１ｂとドラム部材の外周面の点Ｐにおける密着を高めて、点Ｐにおける絶縁部とドラム部材の外周面の隙間に起因する異常な電析の抑制効果を高めることができる。
【００４９】
また、図７に示すように、ドラム部材の径方向に張り出す第１鍔部１ｘと軸方向に張り出す第２鍔部２ｘとが適切に組み合う構成は好ましく、第１鍔部１ｘおよび第２鍔部２ｘが相互にストッパとして作用するため、第１リング形状部材１に対する第２リング形状部材２の位置決めが容易になる。なお、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１構成例と同等に、熱膨張係数の大小を含む材質や絶縁構成などが形成されたものであってよい。また、第１リング形状部材１および第２リング形状部材２は、第１構成例と同様に、ａ１／ａ２で求まる熱膨張係数比が２以上であることが好ましい。また、第１リング形状部材１の第１側面１ｃの高さｈと第２リング形状部材２の第２鍔部２ｘの高さ（厚さ）の総和が３ｍｍ以上であることが好ましく、第１リング形状部材１の第１側面１ｃがドラム部材の外周面から３ｍｍ以上の高さｈを有することがより好ましい。
【００５０】
（第３実施形態）
第３実施形態として、図８に第１構成例を、図９に第２構成例を示す。なお、第３リング形状部材３に備わるおねじ４とめねじ３ｓの組合せに係る構成は、上述した第２リング形状部材２に備えることもできる。おねじ４とめねじ３ｓの組合せに係る構成を第２リング形状部材２に備えることにより、第２リング形状部材２と第１リング形状部材１との間にも、後述する第３リング形状部材３と第１リング形状部材１との間で奏する作用効果と略同等の作用効果を奏することができる。
【００５１】
＜第１構成例＞
図８に示す絶縁手段１０は、図７に示す第２実施形態の第２構成例において、第２リング形状部材２のドラム部材（陰極ドラム２０２）の軸方向の外周面ＰＳ側に、第３リング形状部材３を付加したものである。具体的には、第３リング形状部材３は、リング形状を構成する第３外周面３ａおよび第３内周面３ｂと、ドラム部材の径方向に形成されためねじ３ｓとを備え、そのめねじ３ｓと噛み合うおねじ４をさらに備え、絶縁性を有するように構成されている。そして、第３リング形状部材３は、第３内周面３ｂが第１リング形状部材１の第１外周面１ａに対して密接可能で、おねじ４の先端４ｐが第１外周面１ａに対して当接して押圧可能なように構成されている。なお、おねじ４は着脱可能であるが、第３リング形状部材３の構成要素として取り扱うものとする。
【００５２】
上記構成を有する第３リング形状部材であると、第３内周面３ｂが第１リング形状部材１の第１外周面１ａに密接し、第３側面３ｃが第２リング形状部材２の第２側面２ｄに密接するように配置することができる。また、めねじ３ｓと噛み合うおねじ４をねじ込んでおねじ４の先端４ｐを第１リング形状部材１の第１外周面１ａに当接させることにより、第３リング形状部材３を第１リング形状部材１に対して位置決めすることができる。これにより、第２リング形状部材２が、第３リング形状部材３の第３側面３ｃと第１リング形状部材１の第１鍔部１ｘとの間で挟持された状態となり、第１リング形状部材１に対する第２リング形状部材２のドラム部材の軸方向の位置を固定することができる。そのため、ドラム部材の軸方向において、第２リング形状部材２の微動や位置ズレなどの変位を抑制することができる。
【００５３】
また、おねじ４の先端４ｐが第１リング形状部材１の第１外周面１ａに当接した後、さらにおねじ４をねじ込むことにより、第３リング形状部材３と第１リング形状部材１の間に突っ張り力を発生させることができるため、第１リング形状部材１の第１外周面１ａを適度に押圧することができる。これにより、ドラム部材の外周面に対する第１リング形状部材１の第１内周面１ｂの密着をより高めることができる。なお、第１リング形状部材１に対するおねじ４の先端４ｐの押圧の確実性および安定性の観点では、めねじ３ｓとおねじ４の組合せをドラム部材の周方向において等間隔に４箇所以上備えることが好ましく、６箇所乃至１０箇所備えることがより好ましく、１０ヶ所を超えて備えることもできる。
【００５４】
また、図８に示す構成を有する絶縁手段１０であれば、ドラム部材の径方向における絶縁手段１０の高さ（第１リング形状部材１および第２リング形状部材２の高さの総和）が大きくなるのを抑制しながら、第２実施形態における第１リング形状部材１の第１鍔部１ｘおよび第２リング形状部材２の第２鍔部２ｘによる作用効果を得て、さらにドラム部材の軸方向における第１リング形状部材１の幅（Ｗ１とする）と第２リング形状部材２の幅（Ｗ２とする）および第３リング形状部材３の幅（Ｗ３とする）の総和（Ｗ２＋Ｗ３）とを同等にすることができる。
【００５５】
また、第３リング形状部材３は第１リング形状部材１よりも小さい熱膨張係数を有することが好ましい。第３リング形状部材３の熱膨張係数が第１リング形状部材１の熱膨張係数よりも小さいことにより、第１リング形状部材１および第３リング形状部材３がともに熱膨張したときに、第３リング形状部材３の熱膨張が第１リング形状部材１の熱膨張よりも小さくなり、両者の間に熱膨張差が生じる。そのため、ドラム部材の外周面と第３リング形状部材３の第３内周面３ｂの間にある第１リング形状部材１の外方向（ドラム部材の外周面から遠ざかる方向）への熱膨張が、熱膨張がより小さい第３リング形状部材３の拘束によって抑止される。したがって、第３リング形状部材３の第３内周面３ｂによって第１リング形状部材１の第１外周面１ａを押圧することができ、さらに第１リング形状部材１の第１内周面１ｂによってドラム部材の外周面を押圧することができる。
【００５６】
＜第２構成例＞
図９に示す絶縁手段１０は、図８に示す第１構成例において、第３リング形状部材３のドラム部材（陰極ドラム２０２）の周方向の断面形状を変更したものである。具体的には、第３リング形状部材３は、第２リング形状部材２の第２外周面２ａに対して密接可能な第３鍔部内周面３ｘｂを備え、電析領域ＰＳｅ側に張り出す第３鍔部３ｘを有するものになっている。なお、第３リング形状部材３のドラム部材の軸方向に張り出す第３鍔部３ｘは、ドラム部材の周方向において環状に連続する構成が好ましいが、複数の張り出し部がドラム部材の周方向において等間隔に離間する構成にすることもできる。
【００５７】
この第２構成例は、ドラム部材の径方向において第１構成例による作用効果を得ることができる。また、ドラム部材の軸方向において、付加された第３鍔部３ｘが第２リング形状部材２に対して第３鍔部内周面３ｘｂと第２外周面２ａとが重なり合って組み合うため、第２リング形状部材２の第２側面２ｄに対して第３リング形状部材３の第３側面３ｃを密着させるように押し込むだけで容易に位置決めすることができる。また、第３リング形状部材３の第３鍔部３ｘの第３鍔部内周面３ｘｂの径（内径）と第２リング形状部材２の第２外周面２ａの径（外径）とが締まり嵌めの寸法関係になっていると、絶縁手段１０の昇温によって第２リング形状部材２および第３リング形状部材３が熱膨張したときに、第３リング形状部材３の弛緩による第２リング形状部材２からの離間を抑制しやすい。
【実施例】
【００５８】
本発明例となる陰極ドラムに備える絶縁手段１０を、上述した第３実施形態の第１構成例（図８参照）に該当する構成で作製した。具体的には、絶縁手段１０を構成する第１リング形状部材１は、ＰＴＦＥ製（２５℃〜１００℃における平均熱膨張係数は約１２．４×１０−５／℃）の部材とし、外径が３３０ｍｍで胴長が７００ｍｍの円筒形状を有するドラム部材（陰極ドラム２０２）に嵌合する内径を有し、厚さ（第１外周面１ａと第１内周面１ｂの間隔）を１ｍｍ、第１内周面１ｂのドラム部材の軸方向の寸法を２５ｍｍ（第１外周面１ａの軸方向の寸法（２０ｍｍ）と第１鍔部外周面１ｘａの軸方向の寸法（５ｍｍ）との和）、第１側面１ｃの高さｈを５ｍｍとした。
【００５９】
また、絶縁手段１０を構成する第２リング形状部材２は、ＳＵＳ３０４製（０℃〜１００℃における平均熱膨張係数は約１．７３×１０−５／℃）の部材にＰＴＦＥ製の被覆を施した部材とし、第１リング形状部材１の第１外周面１ａに嵌合する内径を有し、厚さ（第２外周面２ａと第２内周面２ｂの間隔）を５．５ｍｍ、ドラム部材の軸方向における第２内周面２ｂおよび第２鍔部内周面２ｘｂの寸法を１０ｍｍおよび５ｍｍ、第２鍔部２ｘの高さｈｘを１．５ｍｍとし、絶縁手段１０における電析領域ＰＳｅ側の壁面の高さ（高さｈと高さｈｘの総和）が６．５ｍｍとなるようにした。なお、第２リング形状部材２の第２内周面２ｂと第１リング形状部材１の第１外周面１ａおよび第２リング形状部材２の第２鍔部内周面２ｘｂと第１リング形状部材１の第１鍔部外周面１ｘａは、ともに第１リング形状部材１と第２リング形状部材２の熱膨張の差分よりも隙間が小さくなる嵌合関係になるようにした。
【００６０】
また、絶縁手段１０を構成する第３リング形状部材３は、射出成形可能な熱可塑性樹脂としては最高の耐熱性を持つとされる芳香族系樹脂のＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）製（ガラス転移点（１４３℃）未満の範囲における平均熱膨張係数は約４．５×１０−５／℃）の部材とし、第１リング形状部材１の第１外周面１ａに嵌合する内径を有し、厚さ（第３外周面３ａと第３内周面３ｂの間隔）を５．５ｍｍ、ドラム部材の軸方向における第３内周面３ｂの寸法を８ｍｍとした。また、第３リング形状部材３と同質のＰＥＥＫ製のおねじ４を、ドラム部材の周方向において等間隔に４本配置した。
【００６１】
次に、２つの第１リング形状部材１を、それぞれの第１側面１ｃが対向してアルミニウムの電析領域ＰＳｅを形成するように、ドラム部材の外周面の軸方向の両側に嵌合させた。このとき、２つの第１側面１ｃが対向する間隔（ドラム部材の軸方向における電析領域ＰＳｅの寸法）を製造するアルミニウム箔の全幅（６００ｍｍ）に対応させた。また、ドラム部材の軸方向において、電析領域ＰＳｅを、アルミニウム箔の両エッジの切落とし寸法（１０ｍｍ）に対応させた隣接部２０２ａ（約１０ｍｍ）と、中央部２０２ｃ（約５８０ｍｍ）とに区分するため、電析領域ＰＳｅの隣接部２０２ａに対応する領域を中央部２０２ｃよりも平滑な約０．０８ｍｍの表面粗さＲａとした。なお、隣接部２０２ａの平滑化の程度は、アルミニウム箔の厚さや製箔時の剥離速さなどの諸条件を考慮した。これにより、中央部２０２ｃに対する隣接部２０２ａの寸法比が約１．７％（＝１０ｍｍ／５８０ｍｍ×１００）となる、図２に示す陰極ドラム２０２のような構成を有する本発明例となる陰極ドラムを作製した。
【００６２】
また、絶縁手段１０の比較例として、従来多く用いられている絶縁テープを用いた絶縁部を形成することとした。具体的には、ドラム部材の周方向に絶縁テープを約３７μｍの厚さで巻き回し、ドラム部材の外周面の両側に絶縁部を形成し、比較例となる陰極ドラムを作製した。なお、電析領域ＰＳｅとなる２つの絶縁部の間隔（絶縁テープの縁が対向する間隔）は、製造するアルミニウム箔の全幅（６００ｍｍ）に対応させた。また、電析領域ＰＳｅにおいて、隣接部２０２ａと中央部２０２ｃとを、上記本発明例の場合と同様に表面粗さＲａを違えることで区分した。
【００６３】
次に、図１に示す製箔装置１００のような構成を有する製箔装置に、絶縁手段１０を備える陰極ドラム（本発明例）あるいは絶縁テープを用いた絶縁部を備える陰極ドラム（比較例）を装着し、アルミニウム箔（仕様：厚さ１２μｍ、幅６００ｍｍ）を作製した。なお、電解析出法によって陰極ドラムの外周面に形成した銅膜および銅膜の一端を剥離して銅箔としたものを、アルミニウム箔の初期の剥離および剥離後の巻取りのためのリード材とした。
【００６４】
アルミニウムの電析に際しては、本発明例、比較例ともに、電解浴槽内の電解液を約１１０℃に保温するとともに継続的に撹拌し、電流密度を１００ｍＡ／ｃｍ２に設定して通電を行った。そして、陰極ドラムの外周面に密着したリード材（銅膜）の表面にアルミニウムを電析させながら陰極ドラムの回転および巻取りリールの同期回転を開始し、電解液中で電析して成長したアルミニウム膜が巻取りリールの引張力でリード材と一緒に剥離されるようにした。その後も通電を止めることなくアルミニウムの電析を連続的に継続し、アルミニウム膜そのものが陰極ドラムの外周面から連続的に剥離して巻取りリールに巻取ることにより、平均的な厚さが約１２μｍで幅が約６００ｍｍのアルミニウム箔を連続的に作製した。
【００６５】
次に、上述した製造方法で作製したアルミニウム箔について、本発明例、比較例ともに、陰極ドラムの電析領域の隣接部２０２ａに対応する部位における電析形態をレーザ顕微鏡（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製ＶＫ−Ｘ１５０）で調べた。かかる部位におけるアルミニウムの電析形態の一例として、比較例の場合を図１０に、本発明例の場合を図１１に、それぞれ示す。図１０に示す比較例の場合、粒状のアルミニウムが積層した形態として観察される部分が厚く（約３００μｍ〜約４３０μｍ）形成された。一方、図１１に示すように、第１リング形状部材１の第１側面１ｃの高さｈを５ｍｍとして電析領域ＰＳｅ側の壁面の高さ（高さｈと高さｈｘの総和）を６．５ｍｍとした本発明例の場合、粒状のアルミニウムが積層した形態として観察される部分が、比較例の場合よりも明らかに薄く（約５０μｍ〜約１００μｍ）形成された。したがって、比較例に対して、本発明例では、粒状のアルミニウムが積層した形態として観察される部分の厚さが約６７％以上低減したことから、絶縁手段１０による異常な電析の抑制効果が十分に期待できることが確認された。
【００６６】
また、本発明例のような絶縁手段１０を用いた陰極では、ドラム部材の外周面と第１リング形状部材１の第１内周面１ｂの間にアルミニウムが電析することがなく、ドッグボーンあるいはエッジビルドと呼ばれるような異常な電析が低減された。しかし、比較例のような絶縁テープによる絶縁部を用いた陰極では、ドラム部材の外周面に対する絶縁テープの密着不良（例えば皺や捲れ）があったとき、ドラム部材の外周面と絶縁テープの間にアルミニウムが異常に電析することがあった。
【００６７】
以上、本発明例のような絶縁手段１０によれば、ドラム部材に対する組み付けが容易であるためアルミニウム箔の幅の変更や幅寸法の高精度化が容易化され、絶縁部（第１リング形状部材１の第１内周面１ｂ）とドラム部材の外周面の間に隙間が発生しないので該隙間への異常な電析が抑制され、絶縁部（第１リング形状部材１の第１側面１ｃ）の電析領域ＰＳｅ側においてドッグボーンあるいはエッジビルドと呼ばれるような粒状の電析が抑制もしくは低減される。したがって、電解析出法によるアルミニウム箔の連続製造の安定化や生産性向上が期待できることが分った。
【符号の説明】
【００６８】
１．第１リング形状部材、１ａ．第１外周面、１ｂ．第１内周面、１ｃ．第１側面
１ｘ．第１鍔部、１ｘａ．第１鍔部外周面
２．第２リング形状部材、２ａ．第２外周面、２ｂ．第２内周面、２ｄ．第２側面
２ｘ．第２鍔部、２ｘｂ．第２鍔部内周面
３．第３リング形状部材、３ａ．第３外周面、３ｂ．第３内周面、３ｃ．第３側面、３ｓ．めねじ
３ｘ．第３鍔部、３ｘｂ．第３鍔部内周面
４．おねじ、４ｐ．先端（おねじ）
１０．絶縁手段
１００．製箔装置、１０１．陰極ドラム、１０１ａ．回転軸、１０２．外周面、１０３．陽極部材、１０４．電解浴槽、１０５．電解液、１０６．引出し口、１０７．巻取りリール、１０８．リード材、１０９．金属膜
２０１．陰極ドラム、２０２．外周面、２０２ａ．隣接部、２０２ｃ．中央部
ＰＳ．外周面
ＰＳｅ．電析領域
ｈ．高さ、ｈｘ．高さ
Ｐ．点
【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】
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【図１１】
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