(57)【要約】【課題】電着金属が電着する面積を減少させることなく，被覆部材が電極から剥がれにくい構造にすることが可能な，金属電解製錬用の電極を提供する。【解決手段】金属電解製錬において使用される電極１において，電極本体２の縁部２ｃ，２ｄに，電極本体２の表面２ａ側と裏面２ｂ側との間で貫通する貫通孔１１を設けた。この貫通孔１１内に挿入材１２を備えた。そして，電極本体２の縁部２ｃ，２ｄを覆う被覆部材５と挿入材１２とが，電極本体２の表面２ａ側及び裏面２ｂ側において，互いに接合されている構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属電解製錬において使用される電極であって，
電極本体の縁部に，前記電極本体の表面側と裏面側との間で貫通する貫通孔が設けられ，
前記貫通孔内に挿入材が備えられ，
前記電極本体の縁部を覆う被覆部材が設けられ，
前記被覆部材と前記挿入材とが，前記電極本体の表面側及び裏面側において，互いに接合されていることを特徴とする，金属電解製錬用の電極。
【請求項２】
前記挿入材の端部は，前記電極本体の縁部に沿って備えられる前記被覆部材の内面に対して接合されていることを特徴とする，請求項１に記載の金属電解製錬用の電極。
【請求項３】
前記被覆部材は，前記挿入材の端部が挿入される挿入穴を備えることを特徴とする，請求項１に記載の金属電解製錬用の電極。
【請求項４】
前記挿入材及び前記被覆部材は熱可塑性樹脂からなり，
前記挿入材の軟化点は，前記被覆部材よりも低いことを特徴とする，請求項１又は２に記載の金属電解製錬用の電極。
【請求項５】
前記電極本体の縁部は略直線状をなし，
前記貫通孔は，前記電極本体の縁部の長さ方向において複数個並べて設けられていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の金属電解製錬用の電極。
【請求項６】
前記貫通孔は，前記縁部の両端部，前記縁部の中央部，及び，前記縁部の両端部と前記縁部の中央部との間において前記縁部の中央部よりも前記縁部の両端部に近い位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする，請求項５に記載の金属電解製錬用の電極。
【請求項７】
前記被覆部材と前記電極本体の縁部との間に，前記被覆部材及び前記電極本体の縁部に溶着可能な接着シートが備えられ，
前記被覆部材は，前記接着シートの溶着によって，前記電極本体の縁部に接着されていることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかにに記載の金属電解製錬用の電極。
【請求項８】
前記被覆部材は，前記電極本体の縁部の表面側又は裏面側を覆う被覆部を備え，
前記被覆部の内面に前記挿入材が１又は２以上接合され，
前記被覆部の内面に対して前記各挿入材が接合されている面積の総面積は，前記被覆部の内面の表面積に対する割合が０．１５％〜３％であることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の金属電解製錬用の電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，金属電解製錬用の電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属の電解製錬においては，粗製の金属板であるアノード板と陰極用の金属板であるカソード板が電解液に浸漬させられ，アノード板とカソード板に通電が行われることにより，カソード板の表面と裏面に高純度の金属が電着させられる。電着した金属は，カソード板を電解液から引き上げた後，剥ぎ取り用の刃などを用いてカソード板から剥離させられて回収され，電着金属が剥離された後のカソード板は，再び電解製錬に使用される。かかるカソード板の両縁部には，カソード板から電着金属を剥離させやすくするため，絶縁体からなる被覆部材が取り付けられる（特許文献１，２参照）。被覆部材は，カソード板の縁部に沿って取り付けられ，例えばポリオレフィン等の熱溶着シートが被覆部材の内面と縁部の外面との間に挟まれて加熱されることで，縁部に対して接着させられる。また，該被覆部材の上方部に，電着金属の剥離工程の際に剥離を容易にさせるため，剥離用具案内用の絶縁物を取付ける構成も提案されている（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９８４４号公報
【特許文献２】特開平１０−７１６７３号公報
【特許文献３】実公昭５９−２９９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，従来のカソード板にあっては，カソード板の縁部に対する被覆部材の接着力が弱く，被覆部材がカソード板の縁部から剥がれやすい問題があった。かかる問題を解決するため，被覆部材の幅を大きくし，カソード板の縁部に対してより広い面積で接着させることで，被覆部材の接着力を強化することも考えられるが，この場合，カソード板の表面及び裏面において，電着金属が電着する面積が減少するので，電解効率が悪化する問題があった。また，被覆部材とカソード板の縁部を広い面積で接着させたとしても，被覆部材の熱膨張係数とカソード板の縁部の熱膨張係数が互いに異なる場合，電解製錬の際にカソード板が加熱されると，被覆部材，カソード板の縁部にそれぞれ熱応力が発生し，被覆部材にはカソード板の縁部から剥がれようとする力が発生する。そのため，カソード板を電解製錬に繰り返し使用すると，熱応力が繰り返し発生し，被覆部材が剥がれ易くなる問題があった。
【０００５】
本発明は，上記の点に鑑みてなされたものであり，電着金属が電着する面積を減少させることなく，被覆部材が電極から剥がれにくい構造にすることが可能な，金属電解製錬用の電極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】
【０００６】
上記課題を解決するため，本発明によれば，金属電解製錬において使用される電極であって，電極本体の縁部に，前記電極本体の表面側と裏面側との間で貫通する貫通孔が設けられ，前記貫通孔内に挿入材が備えられ，前記電極本体の縁部を覆う被覆部材が設けられ，前記被覆部材と前記挿入材とが，前記電極本体の表面側及び裏面側において，互いに接合されていることを特徴とする，金属電解製錬用の電極が提供される。
【０００７】
前記挿入材の端部は，前記電極本体の縁部に沿って備えられる前記被覆部材の内面に対して接合されているとしても良い。また，前記被覆部材には，前記挿入材の端部が挿入される挿入穴を備えても良い。前記挿入材及び前記被覆部材は熱可塑性樹脂からなり，前記挿入材の軟化点は，前記被覆部材よりも低いものであっても良い。
【０００８】
前記電極本体の縁部は略直線状をなし，前記貫通孔は，前記電極本体の縁部の長さ方向において複数個並べて設けても良い。前記貫通孔は，前記略直線状の縁部において，前記縁部の両端部，前記縁部の中央部，及び，前記縁部の両端部と前記縁部の中央部との間において前記縁部の中央部よりも前記縁部の両端部に近い位置にそれぞれ設けられているとしても良い。
【０００９】
前記被覆部材と前記電極本体の縁部との間に，前記被覆部材及び前記電極本体の縁部に溶着可能な接着シートが備えられ，前記被覆部材は，前記接着シートの溶着を介して，前記電極本体の縁部に接着されているとしても良い。前記被覆部材は，前記電極本体の縁部の表面側又は裏面側を覆う被覆部を備え，前記被覆部の内面に前記挿入材が１又は２以上接合され，前記被覆部の内面に対して前記各挿入材が接合されている面積の総面積は，前記被覆部の内面の表面積に対する割合が０．１５％〜３％であるとしても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば，被覆部材における電極本体の縁部の表面側を覆う部分と縁部の裏面側を覆う部分とが，挿入材を介して互いに接合されるので，被覆部材が電極本体から外れることを防止できる。電着金属が電着する面積を減少させることなく，被覆部材が電極から剥がれにくい構造にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下，本発明にかかる実施形態を，金属電解製錬において使用されるカソード板を有する電極に基づいて説明する。図１に示すように，電極１は，電極本体としてのカソード板２，通電及び加重支持用に用いられるヘッドバー３を備えている。カソード板２には，被覆部材としてのプロテクタ５が２個備えられている。
【００１２】
カソード板２は，略長方形の薄板状に形成されており，電着金属が付着させられる略平面状の表面２ａ及び裏面２ｂ（図１においては前面及び後面）を有している。カソード板２の材料は，例えばアルミニウム等の金属である。
【００１３】
ヘッドバー３は，カソード板２の上縁部に沿って取り付けられており，さらに，カソード板２の上縁部に対して略垂直な両縁部（図１においては左縁部及び右縁部）２ｃ，２ｄよりも外側に突出するように設けられている。
【００１４】
図２に示すように，カソード板２の略直線状の真っ直ぐな両縁部２ｃ，２ｄには，その内側の表面２ａ及び裏面２ｂの部分よりも薄い肉厚を有する薄肉部１０がそれぞれ形成されており，各プロテクタ５は，薄肉部１０にそれぞれ取り付けられている。
【００１５】
薄肉部１０は，各縁部２ｃ，２ｄの外側に向かって突出するように，各縁部２ｃ，２ｄ全体に沿ってそれぞれ形成されており，表面２ａに対して所定の段差を付けて設けられた表面２ａ側の平面１０ａ，裏面２ｂに対して所定の段差を付けて設けられた裏面２ｂ側の平面１０ｂ，及び，平面１０ａ，１０ｂに対して略垂直なカソード板２の端面２ｅを有している。各薄肉部１０の厚さ，即ち平面１０ａと平面１０ｂとの間の厚さは，縁部２ｃ，２ｄの長さ方向全体に渡ってほぼ一定になっている。表面２ａ側又は裏面２ｂ側からみたときの薄肉部１０の幅も，縁部２ｃ，２ｄの長さ方向全体に渡ってほぼ一定になっている。なお，薄肉部１０は，カソード板２の縁部２ｃ，２ｄを切削等により加工することで形成されており，カソード板２の本体とは一体的，連続的に形成されている。
【００１６】
各薄肉部１０には，表面２ａ側と裏面２ｂ側との間で貫通する貫通孔１１が設けられている。図１に示すように，貫通孔１１は各薄肉部１０に複数個並べて設けられている。図示の例では，各薄肉部１０にそれぞれ５個ずつ設けられている。各薄肉部１０において，貫通孔１１は各縁部２ｃ，２ｄの長さ方向に沿って一列に並べて設けられ，また，各貫通孔１１同士の間にそれぞれ適宜の間隔を空けた状態で配列されている。図示の例では，各縁部２ｃ，２ｄにおいて，薄肉部１０の長さ方向における両端部（ヘッドバー３側である上端部及び上端部の反対側の下端部），薄肉部１０の中央部，薄肉部１０の上端部と中央部との間において薄肉部１０の中央部よりも上端部に近い位置，及び，薄肉部１０の下端部と中央部との間において薄肉部１０の中央部よりも下端部に近い位置に，それぞれ貫通孔１１が１個ずつ設けられている。
【００１７】
図２及び図３に示すように，各貫通孔１１は，各薄肉部１０の互いに略平行な平面１０ａ及び平面１０ｂに対して略直角をなす方向，即ち薄肉部１０の厚さ方向に沿って貫通させられており，貫通孔１１の開口端部は，平面１０ａ及び平面１０ｂにおいてそれぞれ開口されている。また，各貫通孔１１は，薄肉部１０の厚さ方向に渡って一定の略長方形をなす開口断面形状及び一定の開口断面積を有し，互いにほぼ同一の形状及び大きさを有している。また，貫通孔１１の開口断面形状における長手方向を薄肉部１０の長さ方向に向け，開口断面形状における短手方向を薄肉部１０の幅方向に向けた状態で設けられている。
【００１８】
各貫通孔１１の内部には，挿入材としての棒体１２がそれぞれ備えられている。各棒体１２は，貫通孔１１の内部空間とほぼ同じ大きさ及び形状をなす略直方体状をなし，棒体１２が貫通孔１１に挿入されることにより，貫通孔１１が閉塞されるようになっている。各棒体１２は，薄肉部１０の厚さとほぼ同じ長さを有しているので，貫通孔１１に挿入された状態では，棒体１２の各平面１０ａ，１０ｂ側の両端部１２ａ，１２ｂは，各平面１０ａ，１０ｂとそれぞれほぼ同じ平面上に配置されるようになっている。棒体１２の材料は，例えばポリエチレン等の樹脂等である。また，棒体１２は，熱により溶けて軟化し始める温度（軟化点）がプロテクタ５よりも低い熱可塑性樹脂であることが好ましい。そうすれば，後に詳細に説明する電極１に対するプロテクタ５及び棒体１２の取り付け工程において，電極１を加熱したとき，プロテクタ５を軟化させずに棒体１２を軟化させることができ，棒体１２をプロテクタ５や薄肉部１０に対して強固に接合させることができる。
【００１９】
図１に示すように，プロテクタ５は，縁部２ｃ，２ｄに沿った真っ直ぐな細長い形状をなし，図２及び図３に示すように，略コの字状の断面形状を有しており，プロテクタ５の内面によって，薄肉部１０の外面全体を覆うことができる。即ち，各プロテクタ５は，薄肉部１０の平面１０ａを覆う薄板状の被覆部５ａ，平面１０ｂを覆う薄板状の被覆部５ｂ，及び，端面２ｅを覆う薄板状の被覆部５ｃを有している。プロテクタ５の材料は，絶縁性を有するもの，例えばポリエチレン等の熱可塑性樹脂であり，被覆部５ａ，５ｂ，５ｃは樹脂によって一体的に成型されている。なお，被覆部５ａの厚さと被覆部５ｂの厚さは，平面１０ａと表面２ａとの間の段差，平面１０ｂと裏面２ｂとの間の段差の大きさとほぼ同じ値になっており，プロテクタ５を薄肉部１０に取り付けたとき，被覆部５ａの外面と被覆部５ｂの外面が，表面２ａ，裏面２ｂとそれぞれ連続した平面になるように形成されている。
【００２０】
プロテクタ５の内面と薄肉部１０の外面との間，及び，プロテクタ５の内面と各薄肉部１０の外面との間には，接着シート２０がそれぞれ備えられる。接着シート２０は，例えばポリオレフィン等の熱溶着シートであり，加熱により溶融して，プロテクタ５，薄肉部１０，棒体１２等に対して溶着可能な状態になる。
【００２１】
また，接着シート２０は，カソード板２の表面２ａ側においては，被覆部５ａの内面と平面１０ａとを溶着させるとともに，被覆部５ａの内面と各棒体１２の端部１２ａの平面とを溶着させ，裏面２ｂ側においては，被覆部５ｂの内面と平面１０ｂとを溶着させるとともに，被覆部５ｂの内面と各棒体１２の端部１２ｂの平面とを溶着させる。
【００２２】
プロテクタ５は，接着シート２０を介して被覆部５ａ，５ｂが平面１０ａ，１０ｂに沿ってそれぞれ接着させられ，かつ，被覆部５ａと被覆部５ｂとが，各貫通孔１１内に設けられた棒体１２を介して複数箇所，例えば５箇所において互いに接合された状態で，薄肉部１０に固定され，カソード板２の縁部２ｃ又は縁部２ｄに沿って取り付けられる。このように，プロテクタ５と棒体１２の両端部１２ａ，１２ｂとが，カソード板２の表面２ａ側及び裏面２ｂ側において互いに接合されることにより，プロテクタ５がカソード板２の縁部２ｃ，２ｄに対して強固に固定されるようになっている。特に，棒体１２がプロテクタ５の長さ方向において複数箇所に分散させて設けられ，被覆部５ａと被覆部５ｂとが，長さ方向において複数箇所にて接合させられることにより，プロテクタ５の反り等の変形や剥離を，プロテクタ５の長さ方向に渡って効果的に防止できる。
【００２３】
図４及び図５は，カソード板２の縁部２ｃ，２ｄにプロテクタ５を取り付ける際に使用されるプロテクタ保持用冶具３０を示している。図４に示すように，プロテクタ保持用冶具３０は，冶具本体３１及び複数のボルト３２を備え，さらに図５に示すように，プロテクタ５に当接させられる当接部材３３，及び，ボルト３２の先端部と当接部材３３との間に備えられる弾性部材３４を備えている。
【００２４】
冶具本体３１は，例えば略コの字状の横断面形状を有する細長い形状に形成されており，カソード板２の表面２ａ側，裏面２ｂ側，端面２ｅ側にそれぞれ配置される側壁部３１ａ，３１ｂ，３１ｃを有し，側壁部３１ａ，３１ｂの間に，プロテクタ５が挿入させられるスリット状の空間が形成されている。側壁部３１ａは，縁部２ｃ（２ｂ）に取り付けられたプロテクタ５の被覆部５ａの外面に沿って当接させられる。側壁部３１ｂは，縁部２ｃ（２ｂ）に取り付けられたプロテクタ５の被覆部５ｂの外面からは離隔させられた状態で，被覆部５ｂの外面に沿って近接させて配置させられる。また，側壁部３１ｂには，ボルト３２を螺合させる雌ネジ溝を有するネジ穴４３が，複数個設けられている。ネジ穴４３は，側壁部３１ｂの長さ方向において所定間隔を空けて並べて備えられている。側壁部３１ｃは，被覆部５ｃの外面に沿って当接させられる。
【００２５】
各ボルト３２は，頭部４６及び雄ネジ溝が形成されたネジ部４７を備えており，頭部４６が側壁部３１ｂの外側に配置され，ネジ穴４３の内周面に形成された雌ネジ溝にネジ部４７が螺合され，ネジ部４７の先端部が側壁部３１ｂの内側の溝に突出した状態で備えられる。頭部４６と側壁部３１ｂの外面との間には，ワッシャー（座金）４８が備えられる。
【００２６】
当接部材３３は略平板状をなし，冶具本体３１の内側において，プロテクタ５の被覆部５ｂの外面に沿って当接させられる。
【００２７】
弾性部材３４は，例えば略円環状に形成されたスプリングワッシャーであり，冶具本体３１の内側において，各ネジ穴４３の開口及び各ボルト３２の先端部の周囲を囲むようにそれぞれ配置される。また，図５に示すように，プロテクタ保持用冶具３０がプロテクタ５に取り付けられたとき，側壁部３１ｂの内面と当接部材３３の側面との間に挟まれるようにして備えられ，両側から圧縮されることにより，当接部材３３に対して弾性力を与える。当接部材３３は，複数の弾性部材３４から弾性力が与えられることにより，プロテクタ５の被覆部５ｂに対して押し付けられる。なお，弾性部材３４はスプリングワッシャーに限定されるものではなく，例えば皿バネ等であっても良い。
【００２８】
以上のように構成されたプロテクタ保持用冶具３０を用いてプロテクタ５及び棒体１２を電極１に取り付ける際は，先ず，未だプロテクタ５及び棒体１２が取り付けられていない電極１において，カソード板２の縁部２ｃに形成された各貫通孔１１内に，棒体１２をそれぞれ挿入させる（図３参照）。棒体１２は，貫通孔１１の表面２ａ側又は裏面２ｂ側の開口から押し入れることができる。その後，接着シート２０を縁部２ｃの薄肉部１０に被せる。このとき，棒体１２の端部１２ａ，１２ｂも接着シート２０に覆われる。接着シート２０を取り付けたら，プロテクタ５を接着シート２０の外側から縁部２ｃの薄肉部１０に被せるようにして取り付ける。即ち，プロテクタ５の内面と薄肉部１０の外面との間に接着シート２０が挟まれた状態にする。
【００２９】
こうして，カソード板２の縁部２ｃに対して棒体１２，接着シート２０及びプロテクタ５を取り付けたら，次に，プロテクタ保持用冶具３０を取り付けて，棒体１２，接着シート２０及びプロテクタ５が保持されるようにする。プロテクタ保持用冶具３０をカソード板２に取り付ける際は，先ず，図５に示すように，薄肉部１０に備えられたプロテクタ５に対し，当接部材３３を被覆部５ｂの外面に沿って備え，かかるプロテクタ５及び当接部材３３に対して，冶具本体３１を被せるように備え，側壁部３１ａ，３１ｂの間の溝にプロテクタ５及び当接部材３３を挿入させる。即ち，プロテクタ５の被覆部５ａに沿って側壁部３１ａを近接させ，当接部材３３の外側には側壁部３１ｂを近接させた状態にする。側壁部３１ｂと当接部材３３との間には弾性部材３４を配置させる。
【００３０】
その後，各ネジ穴４３内に備えたボルト３２のネジ部４７をそれぞれ締め付ける。すると，ボルト３２の先端部が当接部材３３に当接させられ，当接部材３３はボルト３２によって内側に向かって押され，プロテクタ５の被覆部５ｂは，当接部材３３によって薄肉部１０に対して押さえ付けられる。プロテクタ５は，側壁部３１ａと当接部材３３によって表面２ａ側及び裏面２ｂ側から挟まれて保持された状態になり，冶具本体３１はプロテクタ５を挿入させた状態でカソード板２に固定される。各ボルト３２の先端部から受ける押圧力と，側壁部３１ｂと当接部材３３との間に挟まれて圧縮させられた各弾性部材３４の弾性力とによって，当接部材３３はプロテクタ５に対して確実に押え付けられる。
【００３１】
同様にして，カソード板２の縁部２ｄに対しても，棒体１２，接着シート２０及びプロテクタ５を取り付けた後，プロテクタ保持用冶具３０を取り付けて保持させる。こうして図６に示すように，縁部２ｃ，２ｄにプロテクタ５，プロテクタ保持用冶具３０をそれぞれ取り付けた状態にしたら，かかる状態の電極１を図示しない加熱炉等に搬入して，熱風の供給等によって加熱する。
【００３２】
電極１が加熱されることにより，各プロテクタ５と各薄肉部１０との間に挟まれた接着シート２０は，それぞれ溶融状態になる。また，各貫通孔１１に入れられた棒体１２がそれぞれ軟化する。接着シート２０は，プロテクタ５の内面及び薄肉部１０に対してそれぞれ隙間無く密着した状態になる。また，棒体１２は貫通孔１１の内面形状に合うように変形可能になり，棒体１２の外面（軟化面）は，貫通孔１１の内面に対して隙間無く密着させられる。なお，加熱温度は，接着シート２０の融点及び棒体１２の軟化点以上であって，プロテクタ５の軟化点より低い温度に調節すれば良い。そうすれば，プロテクタ５を過大に変形させることなく，接着シート２０の溶融と棒体１２の軟化を確実に行うことができる。
【００３３】
また，棒体１２を軟化させる際は，棒体１２に外気（酸素）が接触することを避けることが好ましい。そうすれば，棒体１２の外面に酸化膜（棒体１２がポリエチレンである場合はポリエチレンの酸化膜）が形成されることを防止できる。即ち，酸化膜によって棒体１２の接合が阻害されることを防止でき，棒体１２と接着シート２０の密着性，及び，棒体１２と貫通孔１１の内面との密着性がさらに良好になり，棒体１２を薄肉部１０やプロテクタ５の表面側（被覆部５ａ）と裏面側（被覆部５ｂ）に対して確実に互いに接合させることができる。そのため，熱膨張によるプロテクタの剥離等を防ぎ，長寿命化させることが可能となる。
【００３４】
加熱後，電極１を加熱炉から搬出し，電極１の温度が十分に降温するまで放置する。すると，各接着シート２０及び各棒体１２が冷却されて固化する。各接着シート２０は，各プロテクタ５，薄肉部１０，棒体１２の両端部１２ａ，１２ｂに対して隙間無く密着した状態で固化して接着される。これにより，プロテクタ５の内面と薄肉部１０の外面とが，接着シート２０を介してそれぞれ隙間無く接合される。また，プロテクタ５の内面と各棒体１２の両端部１２ａ，１２ｂとが，接着シート２０を介してそれぞれ隙間無く接合される。即ち，プロテクタ５の被覆部５ａと被覆部５ｂとが，各貫通孔１１内に通された棒体１２を介して互いに接合される。また，棒体１２は，外面全体が貫通孔１１の内面に密着した状態で固化して接合される。このように，棒体１２を軟化させた後に固化させることで，棒体１２の外面と貫通孔１１の内面との間の密着性を高くすることができ，棒体１２を薄肉部１０に対して強固に接合させることができる。
【００３５】
以上のようにして，各プロテクタ５と薄肉部１０又は各棒体１２とが，接着シート２０の溶融及び固化によって溶着させられる間，各プロテクタ５は，プロテクタ保持用冶具３０によって挟まれて確実に保持されている。従って，プロテクタ５，接着シート２０，棒体１２が薄肉部１０からずれることを確実に防止でき，プロテクタ５を正確な位置に取り付けることができる。また，各プロテクタ５を薄肉部１０の平面１０ａ，１０ｂ及び棒体１２の両端部１２ａ，１２ｂに対して表面２ａ側及び裏面２ｂ側から押さえ付けるようにして保持することで，接着シート２０が加圧され，溶着が確実に行われる。
【００３６】
このようにしてプロテクタ５を取り付けた電極１を用いて電解製錬を行う際は，カソード板２が電解槽内の電解液中に浸漬させられた状態で，ヘッドバー３が保持される。そして，ヘッドバー３に電源が接続され，ヘッドバー３を介してカソード板２が電源に対して接続される。また，カソード板２と同一の電解液に浸漬させられた粗製の金属板であるアノード板が電源に対して接続され，通電されることにより，カソード板２の表面２ａ及び裏面２ｂに，純度が高い金属が電着させられる。電極１においては，絶縁体からなるプロテクタ５には金属が電着せず，プロテクタ５より内側において露出させられた導電性を有する表面２ａ及び裏面２ｂにのみ金属が電着する。電着金属を回収するときは，電着金属剥ぎ取り用の刃等の剥離用具を，電着金属の層と表面２ａ又は裏面２ｂとの間に，プロテクタ５側から挿入することで，電着金属を容易に剥離させることができる。電着金属が剥離された後の電極１は，再び電解製錬に使用することができる。
【００３７】
なお，電極１を電解製錬に複数回使用した後，プロテクタ５や棒体１２を交換するときなどに，カソード板２から取り外す場合は，再び電極１を加熱炉等によって加熱し，接着シート２０を溶融状態にさせれば良い。これにより，接着シート２０の接着力が弱められ，各プロテクタ５の内面と各薄肉部１０の外面とが分離可能な状態に，また，各プロテクタ５の内面と各棒体１２の両端部１２ａ，１２ｂとが分離可能な状態になる。接着シート２０を溶融させたら，プロテクタ５及び接着シート２０を薄肉部１０から剥離させ，棒体１２を貫通孔１１から抜き出す。その後，新たな棒体１２，接着シート２０，プロテクタ５を取り付ければ良い。このように，プロテクタ５や棒体１２の脱着作業や交換作業は，簡単に行うことができ，作業効率が良い。
【００３８】
かかる電極１によれば，各プロテクタ５において，カソード板２の縁部２ｃ（２ｄ）の表面２ａ側を覆う被覆部５ａと，縁部２ｃ（２ｄ）の裏面２ｂ側を覆う被覆部５ｂとが，棒体１２を介して互いに接合されている構成としたことにより，プロテクタ５を補強することができ，プロテクタ５がカソード板２から外れたり，変形したりすることを効果的に防止できる。特に，プロテクタ５と薄肉部１０を隙間なく接着させた場合，プロテクタ５と薄肉部１０の熱膨張率が互いに異なると，電解製錬の際に電極１が加熱された際に，プロテクタ５には薄肉部１０から剥がれようとする力が発生するが，プロテクタ５の被覆部５ａ，５ｂが棒体１２によって互いに接合されていることにより，被覆部５ａ，５ｂが薄肉部１０から離隔することを防止できる。即ち，プロテクタ５の熱変形を抑制することで，プロテクタ５の剥離を効果的に防止できる。また，電極１を電解製錬に繰り返し使用したり，電着金属をカソード板２から剥離させる際にプロテクタに剥離用具が当たったりしても，プロテクタ５が剥がれにくいので，プロテクタ５を付け直したり交換したりする補修作業等の頻度を少なくできる。従って，プロテクタ５や接着シート２０に要するコストを削減できる。さらに，プロテクタ５の寿命（プロテクタ５の補修作業をせずに使用できる期間）を，カソード板２の寿命よりも延命させることも可能である。即ち，カソード板２を電解製錬に繰り返し使用する間，プロテクタ５の補修作業を全く行わずに，最初に取り付けられたプロテクタ５をカソード板２の寿命が尽きる最後まで使用することもできる。この場合，プロテクタ５の補修作業に要する人件費等のコストや手間が完全に不要になり，カソード板２を効率的に使用でき，これにより，電解製錬工程全体の生産効率を大幅に向上させることができる。
【００３９】
また，被覆部５ａ，５ｂを棒体１２によって接合させることで，プロテクタ５の内面と薄肉部１０の外面とが接着する面積が少なくても，プロテクタ５が補強され，プロテクタ５の接着力を向上させることができる。即ち，プロテクタ５や薄肉部１０の幅を大きくしたり，電着金属が電着する面積（表面２ａ，裏面２ｂの表面積）を減少させたりすることなく，プロテクタ５の接着力を向上させ，プロテクタ５が電極１から剥がれにくい構造にすることができる。プロテクタ５や薄肉部１０の幅を小さくし，電着金属が電着する面積を大きく確保することで，電解効率を向上させ，電解製錬における金属の生産性を増大させることができる。プロテクタ５と薄肉部１０の幅を小さくすることで，従来よりも電解製錬の生産効率を１％以上向上させることができる。また，従来使用されている電極１の薄肉部１０については，貫通孔１１を形成する加工を施して，軟化点が低い棒体１２を備えるだけで，プロテクタ５の接着力を簡単かつ確実に向上させることができ，改良に要する費用も少なく，経済的である。
【００４０】
以上，本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４１】
例えば，以上の実施形態では，棒体１２が貫通孔１１に挿入された状態において，棒体１２の両端部１２ａ，１２ｂは，薄肉部１０の平面１０ａ，１０ｂとそれぞれほぼ同じ平面上に配置されるとしたが，図７に示すように，棒体１２の端部１２ａ（１２ｂ）は平面１０ａ（１０ｂ）より僅かに外側に突出するようにしても良い。この場合も，端部１２ａ，１２ｂがプロテクタ５に対して圧着され，接合を強固にすることができる。なお，棒体１２の端部１２ａ（１２ｂ）をあまり大きく突出させすぎると，プロテクタ５の被覆部５ａ，５ｂが端部１２ａ（１２ｂ）によって外側に押され，被覆部５ａ，５ｂの外面が盛り上がりすぎてしまうおそれがある。この場合，電着金属をカソード板２から剥離させる際，電着金属の層と表面２ａ，裏面２ｂとの間に，被覆部５ａ，５ｂ側から刃等の剥離用具を挿入させるとき，被覆部５ａ，５ｂの隆起に剥離用具が引っかかりやすくなり，プロテクタ５が剥離させられてしまう危険が高くなる。そのため，端部１２ａ（１２ｂ）の突出長さ（端部１２ａ（１２ｂ）と平面１０ａ（１０ｂ）との間の幅）は，適度な大きさに抑えることが好ましく，例えば２ｍｍ以下程度にすると良い。
【００４２】
また，例えば図８に示すように，棒体１２の端部１２ａ，１２ｂが挿入させられる挿入穴６０をプロテクタ５に設けても良い。図示の例では，挿入穴６０は，各被覆部５ａ，５ｂにおいて，被覆部５ａ，５ｂの内面と外面との間で貫通するように形成されており，棒体１２の断面形状とほぼ同じ略長方形状の開口断面形状を有している。各挿入穴６０は，薄肉部１０に設けられた各貫通孔１１に対してそれぞれ一つずつ対応する位置に設けられており，プロテクタ５を薄肉部１０に取り付けたとき，表面２ａ側及び裏面側２ｂにおいて各貫通孔１１の端部開口とそれぞれ連通するようになっている。かかる構成において，貫通孔１１に棒体１２が備えられた際，棒体１２の両端部１２ａ，１２ｂは，平面１０ａ，１０ｂより外側に突出させられ，薄肉部１０に備えられたプロテクタ５の各被覆部５ａ，５ｂの挿入穴６０にそれぞれ挿入させられる。そして，両端部１２ａ，１２ｂの外面が挿入穴６０の内面に対して接合されるようになっている。このように，棒体１２の端部１２ａ，１２ｂをプロテクタ５の中に挿入させた状態で接合させるようにしても，プロテクタ５と棒体１２とを強固に接合させることができる。
【００４３】
棒体１２は，その表面が軟化及び固化することによりプロテクタ５や薄肉部１０に対して接合されるものとしたが，例えば接着シートや接着剤等の接合力によって，プロテクタ５や貫通孔１１に接合される構成としても良い。
【００４４】
以上の実施形態では，挿入材は予め略直方体状に成型された棒体１２とし，貫通孔１１の表面２ａ側又は裏面２ｂ側の開口から挿入して装着するものを例示したが，挿入材の態様はかかるものに限定されない。例えば，貫通孔１１に流体状の樹脂を流し入れて固化させることにより，挿入材を貫通孔１１に充填するようにして形成しても良い。
【００４５】
以上の実施形態では，貫通孔１１，棒体１２は，各縁部２ｃ，２ｄの両端部，各縁部２ｃ，２ｄの中央部，及び，各縁部２ｃ，２ｄの両端部と中央部との間において該中央部よりも両端部に近い位置に，それぞれ１個ずつ設けられているとしたが，貫通孔１１や棒体１２の配置は，かかる形態には限定されない。例えば，貫通孔１１，棒体１２を縁部２ｃ，２ｄの長さ方向において等間隔を空けて並べるようにしても良い。また，貫通孔１１の個数や棒体１２の個数も，実施の形態に示した５個には限定されない。即ち，縁部２ｃ，２ｄに対向する被覆部５ａ，５ｂの内面において棒体１２が接合される部分の数は，１又は２以上の任意の個数にすることができる。棒体１２の個数が４個以上あれば，即ち，被覆部５ａ，５ｂが４箇所以上で接合されていれば，縁部２ｃ（２ｄ）とプロテクタ５との接着力を特に効果的に向上させることができる。棒体１２の個数，即ち，被覆部５ａ，５ｂが接合されている部分は多いほど，プロテクタ５は強く補強され，縁部２ｃ（２ｄ）とプロテクタ５との接着力が向上する。しかし，貫通孔１１の個数があまり多すぎると，縁部２ｃ（２ｄ）の強度が低下しすぎるおそれがある。また，貫通孔１１を開口させる際の作業や加工費が増加する懸念がある。さらに，プロテクタ５や棒体１２を縁部２ｃ（２ｄ）に対して取り付けたり外したりする際に，棒体１２を各貫通孔１１に対して挿入出させる作業が面倒で，時間がかかる問題も発生する。そのため，貫通孔１１は適度な個数にすることが好ましく，例えば９個以下程度にすれば，縁部２ｃ（２ｄ）の強度を確保し，貫通孔１１の加工費等を抑えながらも，プロテクタ５との接着力を効果的に増強させることができる。
【００４６】
例えば７個の貫通孔１１を設ける場合は，図９に示すように，各縁部２ｃ，２ｄの両端部，及び，各縁部２ｃ，２ｄの中央部に貫通孔１１をそれぞれ１個ずつ設け，さらに，各縁部２ｃ，２ｄの両端部に設けた貫通孔１１と中央部の貫通孔１１との間に，貫通孔１１を２個並べて設けても良い。なお，図示の例では，各縁部２ｃ，２ｄにおいて上端から２番目〜６番目に位置する５個の貫通孔１１は，ほぼ等間隔を空けて配置されている。一方，各縁部２ｃ，２ｄにおいて，最も上端側に位置する貫通孔１１と上端から２番目に位置する貫通孔１１との間の間隔は，上端から２番目〜６番目の貫通孔１１の間に設けられた間隔よりも狭くなっている。また，上端から６番目に位置する貫通孔１１と上端から７番目に（即ち，最も下端側に）位置する貫通孔１１との間の間隔は，上端から２番目〜６番目の貫通孔１１の間に設けられた間隔よりも狭くなっており，最も上端側に位置する貫通孔１１と上端から２番目に位置する貫通孔１１との間の間隔と，ほぼ等しくなっている。即ち，各縁部２ｃ，２ｄにおいて，７個の貫通孔１１は，各縁部２ｃ，２ｄの中央部を中心として対称に配列されている。なお，本発明者らの知見によれば，このように貫通孔１１同士の間の間隔（即ち，被覆部５ａ，５ｂが棒体１２によって接合される部分の間の間隔）を，縁部２ｃ，２ｄの中央部側よりも上端側又は下端側において狭くすると，貫通孔１１同士の間の間隔を総て等間隔にする場合より，プロテクタ５の接着力を向上させることができる（後に説明する実験２参照）。
【００４７】
また，プロテクタ５の形状，薄肉部１０の形状，貫通孔１１の形状，棒体１２の形状等も，上記実施形態に示したものには限定されない。例えば貫通孔１１は円孔であっても良く，棒体１２は丸棒状であっても良い。各貫通孔１１の形状や大きさは，互いに異なるものであっても良い。棒体１２の形状や大きさも，対応する貫通孔１１の形状に合わせたものであれば良く，互いに同一の形状や大きさで無くても良い。なお，貫通孔１１を円孔にする場合は，貫通孔１１の内周面に雌ネジ溝が形成されたネジ穴としても良い。即ち，棒体１２の外周面に雄ネジ溝を形成し，貫通孔１１の雌ネジ溝と棒体１２の雄ネジ溝とを互いに螺合させた状態で，貫通孔１１に棒体１２を挿入させるようにしても良い。そうすれば，貫通孔１１に対して棒体１２をより確実に密着させた状態で棒体１２を軟化させることで，棒体１２の外面に酸化膜を生じさせること無く，プロテクタ５の被覆部５ａと棒体１２，被覆部５ｂと棒体１２を互いに強固に接合させることができる。
【００４８】
プロテクタ５の外面，薄肉部１０の外面等は，円滑な面とすることで，プロテクタ５と薄肉部１０の接着力が得られ好ましいが，プロテクタ５の外面，薄肉部１０の外面等は，必ずしも円滑な面で無くても良く，プロテクタ５とカソード２の熱膨張率が異なる場合などは，これらの面に粗面を形成したり，凹凸を形成したりしても良い。この場合，接着シート２０の接着性の向上を図ることができ，溶着を好適に行うことができる。即ち，加熱により溶融した接着シート２０の成分が粗面や凹凸に侵入し，その状態で固化することで，強固に接着させられるようになる。
【００４９】
図１０及び図１１に示すように，プロテクタ５の内面には，プロテクタ５の内面と薄肉部１０の外面との間，貫通孔１１の内面と棒体１２の外面との間等から空気を集めるための溝１００を形成しても良い。図示の例では，溝１００は，プロテクタ５の被覆部５ｃにおいて，被覆部５ｃの内面から凹状に陥没するように設けられ，また，各貫通孔１１及び棒体１２に対してそれぞれ一つずつ対応するように，各貫通孔１１及び棒体１２の近傍に配置されている。かかる構成において，プロテクタ５を薄肉部１０に取り付けると，溝１００と薄肉部１０の端面２ｅとの間に，空洞１０１が形成される。このように空洞１０１が形成されていると，プロテクタ５を薄肉部１０に接着させる工程において，プロテクタ５，棒体１２を薄肉部１０に対して取り付けた状態で加熱したとき，貫通孔１１内で棒体１２が熱膨張した場合に，貫通孔１１内から空気を逃がす余裕を持たせることができる。即ち，貫通孔１１の内面と棒体１２の外面との間に隙間が形成されていても，その隙間の空気は，熱膨張した棒体１２の外面によって貫通孔１１から押し出され，平面１０ａと接着シート２０との間，又は，平面１０ｂと接着シート２０との間を通って，空洞１０１内に追い出される。従って，貫通孔１１の内面と棒体１２の外面とを，隙間無く確実に接合させることができる。これにより，棒体１２を貫通孔１１に対して強固に接合させることができ，ひいては，プロテクタ５の被覆部５ａ，５ｂを薄肉部１０に対して強固に接合させることができる。特に，接着シート２０が熱により溶融したときや，棒体１２が熱により軟化状態になったときなどは，貫通孔１１の内面と棒体１２の外面との間，平面１０ａと接着シート２０との間，平面１０ｂと接着シート２０との間などから空気が逃げやすくなる。また，棒体１２を軟化及び固化させてプロテクタ５や薄肉部１０に接合させる場合は，棒体１２の溶融面の近傍から空気（酸素）を逃がすことで，棒体１２の溶融面に酸化膜が形成されることを防止できる。即ち，酸化膜によって棒体１２の接合が阻害されることを防止でき，棒体１２を薄肉部１０やプロテクタ５に対して確実に接合させることができる。
【００５０】
さらに，プロテクタ５の内面には，棒体１２の端部１２ａが接合される箇所と溝１００との間を連結する連通溝１０２を設けても良い。図示の例では，連通溝１０２は，プロテクタ５の被覆部５ａにおいて，被覆部５ａの内面から凹状に陥没するように，また，被覆部５ｃの内面に対して略垂直に真っ直ぐ延びるように設けられている。かかるプロテクタ５を薄肉部１０に取り付けた状態では，連通溝１０２と薄肉部１０の平面１０ａとの間に，連通路１０３が形成される。この連通路１０３は，端部１２ａが接合される部分と空洞１０１とを連通させるように形成される。このようにすると，貫通孔１１内の空気が，連通路１０３を通って空洞１０１に逃げやすくなる。同様に，棒体１２の端部１２ｂが接合される箇所と溝１００との間にも，連通溝１０２を設けても良い。この場合も，空気を円滑に逃がすことができる。
【００５１】
なお，プロテクタ５を薄肉部１０に接着させる工程において，プロテクタ保持用冶具３０等によってプロテクタ５を保持する際は，被覆部５ａ，５ｂのみを表面２ａ側及び裏面２ｂ側から押さえ付けるようにし，被覆部５ｃに対しては押圧力を加えないようにすることが好ましい。特に溝１００の外側からは押圧力を加えないことが好ましい。例えばプロテクタ保持用冶具３０を用いて保持する場合は，冶具本体３１の内面を被覆部５ｃの外面に対して接触させず，隙間を空けて備えると良い。このようにすれば，空洞１０１内が圧迫されず，貫通孔１１内の空気が空洞１０１内に余裕を持って逃げ込むことができる。
【実施例】
【００５２】
（接合面積等の検討）
本発明者らは，薄肉部１０や貫通孔１１の寸法，プロテクタ５に対する棒体１２の接合面積等についての具体例を検討した。図１２は，その一例を示している。なお，図１２において各構成に対して付されている符号は，上記実施形態の説明において各構成に対して付された符号のいずれかとそれぞれ対応しており，互いに同一の符号が付された構成は，互いに実質的に同一の構成であることを意味している。単位［ｍｍ］が付された数字は，寸法を意味している。図１２に示すように，カソード板２の厚さは６ｍｍとし，各縁部２ｃ，２ｄにおける薄肉部１０の幅は１５ｍｍ，長さは１１５０ｍｍ，薄肉部１０の厚さは２ｍｍとした。各平面１０ａ，１０ｂの表面積はそれぞれ１７２５０ｍｍ２（＝１５ｍｍ×１１５０ｍｍ）である。貫通穴１１は直径３ｍｍの円孔とし，薄肉部１０の内側の縁から貫通穴１１の中心までの距離が７．５ｍｍの位置に形成した。棒体１２は直径３ｍｍ，高さ２ｍｍの円柱状とした。各端部１２ａ，１２ｂの表面積，即ち，被覆部５ａ（又は被覆部５ｂ）の内面に対して棒体１２が接合されている部分の接合面積（挿入材接合面積）Ａ１は，約７．０７ｍｍ２である。プロテクタ５の幅は２０ｍｍ，厚さは６ｍｍとした。なお，被覆部５ａ，５ｂの厚さはそれぞれ２ｍｍ，被覆部５ｃの幅は５ｍｍ，厚さは６ｍｍである。各被覆部５ａ，５ｂの内面の表面積Ａ０は，各平面１０ａ，１０ｂの表面積（１７２５０ｍｍ２）と同じである。この表面積Ａ０は，被覆部５ａ（５ｂ）の内面と平面１０ａ（１０ｂ）との接着面積（平面接着面積）Ａ２と，総ての挿入材接合面積Ａ１と，を合計した面積に等しい（Ａ０＝Ａ２＋Ａ１×（棒体１２の個数））。縁部２ｃ側の被覆部５ｃの外面と縁部２ｄ側の被覆部５ｃの外面との間の幅は，８１０ｍｍとした。
【００５３】
このようなカソード板２において，貫通穴１１を４個設け，各貫通孔１１内にそれぞれ設けられた棒体１２を被覆部５ａにそれぞれ接合する場合，即ち，被覆部５ａの内面に対して棒体１２の端部１２ａが４箇所において接合される場合，これら４箇所の挿入材接合面積Ａ１を合計した総面積（総挿入材接合面積）Ａｔ（Ａｔ＝Ａ１×（棒体１２の個数）＝Ａ１×４）は，約２８．３ｍｍ２である。また，被覆部５ａの内面の表面積Ａ０に対する総挿入材接合面積Ａｔの割合は，約０．１６％（＝Ａｔ／Ａ０×１００）である。
【００５４】
また，貫通穴１１を９個設けた場合，即ち，被覆部５ａの内面に対して棒体１２の端部１２ａが９箇所において接合される場合，これら９箇所の挿入材接合面積Ａ１を合計した総挿入材接合面積Ａｔは約６３．６ｍｍ２（＝Ａ１×９）である。即ち，被覆部５ａにおける表面積Ａ０に対する総挿入材接合面積Ａｔの割合は，約０．３７％（＝Ａｔ／Ａ０×１００）である。
【００５５】
以上の試算等を鑑みると，被覆部５ａの内面における総挿入材接合面積Ａｔは，被覆部５ａの内面の表面積Ａ０に対する割合が約０．１５％〜３％の範囲になるようにすることが望ましいと考えられる。同様に，裏面側の被覆部５ｂの内面における総挿入材接合面積Ａｔも，被覆部５ｂの内面の表面積Ａ０に対する割合が約０．１５％〜３％の範囲になるようにすることが望ましいと考えられる。
【００５６】
（実験１）
本実施の形態にかかるプロテクタの接合構造の効果を確認するため，接着力を比較する以下のような実験１を行った。先ず，図１３に示すような，略長方形状をなす平板状の金属片７０を用意した。各金属片７０には，所定の幅と厚さを有する薄肉部７１を縁部（図１３においては上縁部）に沿って形成した。また，実際に電極に用いられるプロテクタと同様の材質の被覆部材７２を２枚用意し，薄肉部７１の両側面にそれぞれ取り付けた。各被覆部材７２は，薄肉部７１とほぼ同じ長さ及び幅を有する細長い略長方形の帯状とした。かかる被覆部材７２を，薄肉部７１の長手方向において一端部から中間部付近の間の平面７１ａに沿って接着させ，平面７１ａから薄肉部７１の他端部までの間には接着させないようにして取り付けた。被覆部材７２の接合は，以下の４種類の方法によって行い，４種類の試験片Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４を作成した。
【００５７】
（試験片Ｔ１）
図１４に示すように，薄肉部７１に特に加工をせず，薄肉部７１の両面に対し，接着シート７３を介して被覆部材７２をそれぞれ備えた。この状態で，各被覆部材７２を外側から押さえて保持し，加熱を行い，接着シート７３の溶着によって薄肉部７１の両面と各被覆部材７２とをそれぞれ接着させ，試験片Ｔ１を作成した。
【００５８】
（試験片Ｔ２）
図１５に示すように，薄肉部７１の平面７１ａの領域に，略長方形状の貫通孔７５を厚さ方向に貫通するように開口させた。貫通孔７５は，その長手方向が薄肉部７１の長さ方向に沿い，短手方向が薄肉部７１の幅方向に沿うように形成した。かかる薄肉部７１の両面に対し，図１６に示すように，接着シート７３を介して被覆部材７２を備えた。この状態で，各被覆部材７２を外側から押さえて保持し，加熱を行い，接着シート７３の溶着によって薄肉部７１の両面と各被覆部材７２とをそれぞれ接着させ，試験片Ｔ２を作成した。なお，この場合，加熱を行ったときに被覆部材７２の内面が軟らかくなって変形し，被覆部材７２が外側から押されることで，被覆部材７２の内面が貫通孔７５の表面２ａ側と裏面２ｂ側の開口に侵入する。そのため，図示のように，被覆部材７２の内側が貫通孔７５の開口端付近に食い込んだ状態で接合される。
【００５９】
（試験片Ｔ３）
図１７に示すように，試験片Ｔ２と同様に，薄肉部７１に貫通孔７５を開口させた。また，各被覆部材７２には，貫通孔７５に連通する挿入穴８１を開口させた。そして，薄肉部７１の両面に対し，接着シート７３を介して被覆部材７２を備えるとともに，貫通孔７５及び各被覆部材７２の挿入穴８１，８１内を貫通するように，略直方体状の挿入材８２を挿入させた。この状態で，各被覆部材７２を外側から押さえて保持し，加熱を行い，接着シート７３の溶着によって薄肉部７１の両面と各被覆部材７２とをそれぞれ接着させ，かつ，挿入材８２の外面を軟化及び固化させて貫通孔７５の内面に接合させ，挿入材８２の両端部を軟化及び固化させて各挿入穴８１の内面にそれぞれ接合させるようにして，試験片Ｔ３を作成した。
【００６０】
（試験片Ｔ４）
試験片Ｔ２，Ｔ３と同様に，薄肉部７１に貫通孔７５を開口させた。図１８に示すように，貫通孔７５には，貫通孔７５の内部空間とほぼ同じ大きさの略直方体状の挿入材８３を挿入させた。そして，薄肉部７１の両面に対し，接着シート７３を介して被覆部材７２を備えた。この状態で，各被覆部材７２を外側から押さえて保持し，加熱を行い，接着シート７３の溶着によって薄肉部７１の両面と各被覆部材７２とをそれぞれ接着させ，かつ，挿入材８３の外面を軟化及び固化させて貫通孔７５の内面に接合させ，挿入材８３の両端部を各被覆部材７２の内側の平面にそれぞれ接合させるようにして，試験片Ｔ４を作成した。
【００６１】
以上の試験片Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４について，被覆部材７２の引張試験を行った。図１９に示すように，金属片７０を固定して保持させ，各被覆部材７２の薄肉部７１に接着されていない部分を，被覆部材７２の外側から反対側，即ち各薄肉部７１に接着されている部分の外側にそれぞれ折り返し，さらに，薄肉部７１の端部より外側において，各被覆部材７２の折り返した部分の端部を，引張試験機のチャックに保持させた。そして，チャックによって各被覆部材７２を薄肉部７１の長さ方向に沿った向きに外側へ引っ張ることにより，被覆部材７２の引張強度（即ち，薄肉部７１に対する接着強度）を測定した。引張速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとした。その結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2007169758.tif 000003
【００６３】
この実験結果より，試験片Ｔ４の構造が最も高い引張強度が得られることが確かめられた。また，試験片Ｔ３の構造も，良好な強度が得られた。従って，上記実施形態で説明した構造により，プロテクタの接着力を向上させることが可能であることが確認された。なお，電着金属の剥離の際にプロテクタ５の剥離を防止するためには，引張強度は例えば約５００Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましいと考えられる。従って，約５００Ｎ／ｃｍ以上の引張強度が得られる試験片Ｔ３，Ｔ４の構造が特に優れており，プロテクタ５の剥離を効果的に防止できると考えられる。また，試験片Ｔ３のほうが試験片Ｔ４よりも引張強度が弱かった原因としては，試験片Ｔ３においては，挿入材８２の端部が被覆部材７２から露出させられ，外気（酸素）に触れやすい状態となっており，挿入材８２の外面が加熱により軟化したとき，挿入穴８１の内面と挿入材８２との間から酸素が侵入して，挿入材８２の外面に酸化膜が形成され，接着力が低下したことが考えられる。一方，試験片Ｔ４においては，挿入材８３の端部は被覆部材７２によって覆われているので，外気に触れることはなく，挿入材８３の外面に酸化膜が形成されることを防止できる。そのため，接着力の低下を防止できたと考えられる。このように，挿入材を外気（酸素）に触れさせない状態で加熱することで，接着力をさらに向上させることができると考えられる。
【００６４】
（実験２）
また，プロテクタの接合方法の効果を確認するため，以下のような実験２を行った。実験２においては，図２０，図２１及び図２２に示すような，互いに異なる位置に貫通孔９０を形成した３種類の電極１を試験体Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３として用いた。各貫通孔９０は互いに同一の大きさの円形とした。
【００６５】
（試験体Ｅ１）
図２０に示すように，薄肉部１０の両端部，薄肉部１０の中央部，及び，中央部の貫通孔９０と両端部の貫通孔９０との間の中間部に，貫通孔９０をそれぞれ１つずつ配置した。即ち，合計５個の貫通孔９０を，所定の等間隔を空けて並べて設けた。そして，各貫通孔９０に挿入材を備え，上記実施形態において説明した方法と同様にして，プロテクタ５を接合させた。
【００６６】
（試験体Ｅ２）
図２１に示すように，薄肉部１０の両端部，薄肉部１０の中央部，及び，薄肉部１０の両端部と中央部との間において該中央部よりも両端部に近い位置に，貫通孔９０をそれぞれ１つずつ設け，合計５個の貫通孔９０を設けた。即ち，上記実施形態で説明した貫通孔１１の配列に相当するものとした。そして，各貫通孔９０に挿入材を備え，上記実施形態において説明した方法と同様にして，プロテクタ５を接合させた。
【００６７】
（試験体Ｅ３）
図２２に示すように，薄肉部１０の両端部，薄肉部１０の中央部に，貫通孔９０をそれぞれ１つずつ配置した。即ち，合計３個の貫通孔９０を，所定の等間隔を空けて並べて設けた。そして，各貫通孔９０に挿入材を備え，上記実施形態において説明した方法と同様にして，プロテクタ５を接合させた。
【００６８】
以上のような試験体Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を，それぞれ１０枚ずつ用意した。これら３種類，合計３０枚の試験体Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を電解槽内の電解液中に浸漬させ，約３２８日間使用した後，プロテクタ５の状態を調べた。そして，プロテクタ５の剥離等の不良が生じた試験体の枚数より，目標期間（カソード板２の平均寿命である２年（約７３０日））経過後における残存率[％]（プロテクタ５が剥離せずに正常に接合されている確率）と，プロテクタ５の平均寿命（残存率が５０％以下になる期間）とを，統計的手法により算出した。その結果を表２に示す。
【００６９】
【表２】
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【００７０】
実験の結果，残存率，平均寿命共に，試験体Ｅ２が最も優れていることが分かった。従って，貫通孔の配置は試験体Ｅ２の態様，即ち，隣り合う貫通孔の間の間隔を，薄肉部１０の中央部側よりも両端側において狭くする態様が，最も望ましいと考えられる。特に，試験体Ｅ２の構造においては，プロテクタ５の平均寿命を４年（約１４６０日）以上に大幅に延長させることができた。即ち，カソード板２の平均寿命（約７３０日（約２年））の２倍以上に長くすることができた。また，貫通孔を設けない従来の構造の電極におけるプロテクタ５の平均寿命（約４２０日）と比較すると，約３．７倍に延長させることができた。なお，従来の構造の電極では，プロテクタ５の平均寿命（約４２０日）がカソード板２の平均寿命（約７３０日）の約１／２程度であり，カソード板２が使用できなくなるまでに，少なくとも１回はプロテクタ５の補修作業をする必要があった。これに対し，試験体Ｅ２の構造によれば，プロテクタ５の平均寿命がカソード板２の平均寿命より大幅に長いので，プロテクタ５の補修作業を１回も行うことなく，最初に取り付けたプロテクタ５を最後まで使用することも可能であると推測される。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は，例えば銅，亜鉛等の非鉄金属の電解製錬を行う際に用いられる電極に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施形態にかかる電極の概略斜視図である。
【図２】カソード板の縁部の構成を説明する概略断面図である。
【図３】貫通孔付近の構成を説明する概略断面図である。
【図４】プロテクタ保持用冶具の概略斜視図である。
【図５】プロテクタ保持用冶具の断面図である。
【図６】プロテクタ保持用冶具を取り付けた電極の概略斜視図である。
【図７】棒体を薄肉部に食い込ませた実施形態を説明する説明図である。
【図８】棒体の端部を挿入させる挿入穴を設けた構成を説明する概略断面図である。
【図９】貫通孔を各薄肉部に７個ずつ設けた場合の，貫通孔の配置の一例を示した電極の概略斜視図である。
【図１０】プロテクタに溝を設けた実施形態にかかる，カソード板の縁部の構成を説明する概略断面図である。
【図１１】図１０におけるＩ−Ｉ線による概略断面図である。
【図１２】カソード板の縁部付近の構成に関する具体的な寸法を示した概略断面図である。
【図１３】実験１において用いた試験片の概略斜視図である。
【図１４】試験片Ｔ１の薄肉部付近を示した概略断面図である。
【図１５】試験片Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４において形成した貫通孔を説明する概略斜視図である。
【図１６】試験片Ｔ２の薄肉部付近を示した概略断面図である。
【図１７】試験片Ｔ３の薄肉部付近を示した概略断面図である。
【図１８】試験片Ｔ４の薄肉部付近を示した概略断面図である。
【図１９】実験１における引張試験の方法を説明する説明図である。
【図２０】実験２における試験体Ｅ１の貫通孔の配置を説明する説明図である。
【図２１】実験２における試験体Ｅ２の貫通孔の配置を説明する説明図である。
【図２２】実験２における試験体Ｅ３の貫通孔の配置を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７３】
１      電極
２      カソード板
２ａ    表面
２ｂ    裏面
２ｃ，２ｄ  縁部
５      プロテクタ
１０    薄肉部
１１    貫通孔
１２    棒体
２０    接着シート
３０    プロテクタ保持用冶具
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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