(57)【要約】【課題】刃による機械的な裁断を行うことなく、小分けの電気銅を得ることができる、新規な製造方法を提供すること。【解決手段】陰極板の表面に磁力吸着可能な、絶縁樹脂で被覆された磁石からなり、陰極板の表面に吸着可能な平面部を有する、電着ガイド。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極板の表面に磁力吸着可能な、絶縁樹脂で被覆された磁石からなり、
陰極板の表面に吸着可能な平面部を有する、電着ガイド。
【請求項２】
絶縁樹脂が、フッ素を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂である、請求項１に記載の電着ガイド。
【請求項３】
フッ素を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、部分フッ素化樹脂であるポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビリニデン、ポリフッ化ビニル、フッ素化樹脂共重合材であるペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合材、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合材から選択された合成樹脂である、請求項２に記載の電着ガイド。
【請求項４】
磁石が、残留磁束密度が９〜１３ｋＧ（０．９〜１．３Ｔ）の範囲にあり、最大エネルギー積が１５０〜３５０ｋＪ／ｍ3の範囲にある磁石である、請求項１〜３のいずれかに記載の電着ガイド。
【請求項５】
陰極板が、チタン、タンタル、及び鉄合金から選択された金属の１種以上からなる材質である、請求項１〜４のいずれかに記載の電着ガイド。
【請求項６】
陰極板の表面に吸着可能な平面部を側面として有する略柱体の形状である、請求項１〜５のいずれかに記載の電着ガイド。
【請求項７】
前記略柱体が、
底面が略多角形であって、陰極板の表面に吸着可能な平面部を側面として有する略角柱体；
底面が略円である略円柱に対して、陰極板の表面に吸着可能な平面部が側面として設けられた略柱体；又は
底面が略楕円である略楕円柱に対して、陰極板の表面に吸着可能な平面部が側面として設けられた略柱体
である、請求項６に記載の電着ガイド。
【請求項８】
前記略柱体が、底面が略四角形である略四角柱体である、請求項７に記載の電着ガイド。
【請求項９】
底面が略長方形又は略台形である、請求項８に記載の電着ガイド。
【請求項１０】
絶縁樹脂で被覆された磁石は、陰極板の表面に吸着可能な平面部である側面が、Ｎ極又はＳ極となる磁化方向を有する、単磁極磁石である、請求項１〜９のいずれかに記載の電着ガイド。
【請求項１１】
電着される金属が、水溶液電解で板状に電着される金属である、請求項１〜１０のいずれかに記載の電着ガイド。
【請求項１２】
電着される金属が、銅、ニッケル、スズ、インジウム、マンガン及びコバルトから選択された金属である、請求項１〜１１のいずれかに記載の電着ガイド。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の電着ガイドが、陰極板の表面に磁力吸着されて配置された、陰極板。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の電着ガイドが、陰極板の表面に磁力吸着され、電着金属が小分けされて電着可能に配置された、陰極板。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれかに記載の電着ガイドが、陰極板の側辺部（エッジ部）の表面に磁力吸着されて配置された、陰極板。
【請求項１６】
陰極板の表裏面の面上に、陰極板を挟んで、側面の平面部にＳ極を有する電着ガイドの該側面の平面部と、側面の平面部にＮ極を有する電着ガイドの該側面の平面部とが、互いに対向するように配置され、磁力吸着によって固定された、請求項１３〜１５のいずれかに記載の陰極板。
【請求項１７】
電解槽中に懸垂して設置される陰極板の表裏面に磁力吸着された略柱体の長さ方向が、鉛直方向となるように配置された電着ガイドを有する、請求項１３〜１６のいずれかに記載の陰極板。
【請求項１８】
電解槽中に懸垂して設置される陰極板の表裏面に磁力吸着された略柱体の長さ方向が、鉛直方向となるように配置された電着ガイド；及び
電解槽中に懸垂して設置される陰極板の表裏面に磁力吸着された略柱体の長さ方向が、水平方向となるように配置された電着ガイド
を有する、請求項１３〜１７のいずれかに記載の陰極板。
【請求項１９】
鉛直方向となるように配置された電着ガイドと、水平方向となるように配置された電着ガイドとが、格子状に組み合わされて配置された、請求項１８に記載の陰極板。
【請求項２０】
請求項１３〜１９のいずれかに記載の陰極板を使用して電解精製又は電解採取を行って、小分けされた電着金属を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小分け電気銅の製造方法、及び該方法に使用される陰極板及び電着ガイドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、純度４Ｎ（９９．９９％）レベルの電気銅の製造においては、パーマネントカソード法による銅の電解精製によって製造されており、陰極板となるＳＵＳ板上に銅（電気銅）が電着される。ＳＵＳ板に電着した電気銅は、剥ぎ取り機によって、ＳＵＳ板（陰極板）より機械的に剥ぎ取られ、数１０ｋｇオーダーの板状の金属板として製造されている。
【０００３】
このようにして製造される、パーマネントカソード法による銅の電解精製では、電解精製工程において、陰極板のエッジ部（側面部）に電着銅の異常成長が起こりやすい傾向がある。この異常成長が発生すると、陽極と陰極とのショート（短絡）が起こりやすく、製造効率が著しく低下し問題となるため、この異常電着を防止するために、陰極板のエッジ部分をマスキングし、その後、エッジストリップを装着させていた。このような陰極板のエッジ部分の異常電着成長を防止する技術では、エッジストリップの使用回数に応じて、電解液による酸や熱によって樹脂が徐々に変形もしくは劣化して陰極板との密着性が低下し、陰極板とエッジストリップとの隙間に電解液が侵入して、エッジストリップの内部にも銅の電着成長が起こりやすく、エッジストリップそのものを破損させたり、電着銅の剥ぎ取り工程において、電着銅を陰極板から剥ぎ取る際に、エッジストリップが破損してしまうことが起こっていた。エッジストリップ内部の電解液の侵入を抑制するために、例えば、特許文献１では、エッジストリップと陰極板の隙間にシリコンシーラントを充填し、さらにエッジストリップの下端部をインナーピンで密閉するような方法が採用されている。
【０００４】
このようにして製造された、純度４Ｎの銅板は、連続鋳造法や半連続鋳造法によって溶解、鋳造され、用途に応じて、各種のサイズ、重量に小分けされ、出荷されている。
【０００５】
上記の工程を経て製造された電気銅は、電子デバイス用途に使用する場合、さらなる高純度化が要求され、例えば、再び純度４Ｎ銅板をアノードとし、特殊素材の金属陰極板を使用して、電解液中で電解精製し、高純度化されている（特許文献２）。
【０００６】
上記記載のように、電子デバイス用途向けに、高純度銅を製造する場合、純度６Ｎ（９９．９９９９％）レベルの銅材が必要とされ、さらに、その用途によって、サイズ及び重量が、数ｋｇオーダーに小分けにする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６５６９９号公報
【特許文献２】特許第４６２０１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電子デバイス製造用の材料として、所望のサイズに加工するために、大きなサイズの高純度銅板を作製し、これを機械的に切断を行う。しかし、機械で使用する金属刃の成分や砥粒などが高純度銅を汚染する可能性がある。それを防ぐために機械的切断後に酸洗浄を行うが、試薬コストと廃液処理コストが発生し、同時に高純度銅も一部溶解して、銅材のロスが発生する。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、刃による機械的な裁断を行うことなく、小分けの電気銅を得ることができる、新規な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、鋭意研究の結果、絶縁樹脂コーティング磁石銅電着ガイド、すなわち絶縁樹脂によって被覆（コーティング）された磁石を銅電着のガイドとして、陰極板に磁力吸着させて、銅電着を行うと、得られた電気銅は、ガイドによって分断されて小分けされた状態で得ることができ、コブの成長も最小限となることを見いだして、本発明に到達した。
【００１１】
したがって、本発明は次の（１）以下を含む。
（１）
陰極板の表面に磁力吸着可能な、絶縁樹脂で被覆された磁石からなり、
陰極板の表面に吸着可能な平面部を有する、電着ガイド。
（２）
絶縁樹脂が、フッ素を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂である、（１）に記載の電着ガイド。
（３）
フッ素を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、部分フッ素化樹脂であるポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビリニデン、ポリフッ化ビニル、フッ素化樹脂共重合材であるペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合材、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合材から選択された合成樹脂である、（２）に記載の電着ガイド。
（４）
磁石が、残留磁束密度が９〜１３ｋＧ（０．９〜１．３Ｔ）の範囲にあり、最大エネルギー積が１５０〜３５０ｋＪ／ｍ3である磁石である、（１）〜（３）のいずれかに記載の電着ガイド。
（５）
陰極板が、チタン、タンタル、及び鉄合金から選択された金属の１種以上からなる材質である、（１）〜（４）のいずれかに記載の電着ガイド。
（６）
陰極板の表面に吸着可能な平面部を側面として有する略柱体の形状である、（１）〜（５）のいずれかに記載の電着ガイド。
（７）
前記略柱体が、
底面が略多角形であって、陰極板の表面に吸着可能な平面部を側面として有する略角柱体；
底面が略円である略円柱に対して、陰極板の表面に吸着可能な平面部が側面として設けられた略柱体；又は
底面が略楕円である略楕円柱に対して、陰極板の表面に吸着可能な平面部が側面として設けられた略柱体
である、（６）に記載の電着ガイド。
（８）
前記略柱体が、底面が略四角形である略四角柱体である、（７）に記載の電着ガイド。
（９）
底面が略長方形又は略台形である、（８）に記載の電着ガイド。
（１０）
絶縁樹脂で被覆された磁石は、陰極板の表面に吸着可能な平面部である側面が、Ｎ極又はＳ極となる磁化方向を有する、単磁極磁石である、（１）〜（９）のいずれかに記載の電着ガイド。
（１１）
電着される金属が、水溶液電解で板状に電着される金属である、（１）〜（１０）のいずれかに記載の電着ガイド。
（１２）
電着される金属が、銅、ニッケル、スズ、インジウム、マンガン、鉄及びコバルトから選択された金属である、（１）〜（１１）のいずれかに記載の電着ガイド。
【００１２】
さらに本発明は次の（２１）以下を含む。
（２１）
（１）〜（１２）のいずれかに記載の電着ガイドが、陰極板の表面に磁力吸着されて配置された、陰極板。
（２２）
（１）〜（１２）のいずれかに記載の電着ガイドが、陰極板の表面に磁力吸着され、電着金属が小分けされて電着可能に配置された、陰極板。
（２３）
（１）〜（１２）のいずれかに記載の電着ガイドが、陰極板の側辺部（エッジ部）の表面に磁力吸着されて配置された、陰極板。
（２４）
陰極板の表裏面の面上に、陰極板を挟んで、側面の平面部にＳ極を有する電着ガイドの該平面部と、側面の平面部にＮ極を有する電着ガイドの該平面部とが、互いに対向するように配置され、磁力吸着によって固定された、（２１）〜（２３）に記載の陰極板。
（２５）
電解槽中に懸垂して設置される陰極板の表裏面に磁力吸着された略柱体の長さ方向が、鉛直方向となるように配置された電着ガイドを有する、（２１）〜（２４）のいずれかに記載の陰極板。
（２６）
電解槽中に懸垂して設置される陰極板の表裏面に磁力吸着された略柱体の長さ方向が、鉛直方向となるように配置された電着ガイド；及び
電解槽中に懸垂して設置される陰極板の表裏面に磁力吸着された略柱体の長さ方向が、水平方向となるように配置された電着ガイド
を有する、（２１）〜（２５）のいずれかに記載の陰極板。
（２７）
鉛直方向となるように配置された電着ガイドと、水平方向となるように配置された電着ガイドとが、格子状に組み合わされて配置された、（２６）に記載の陰極板。
【００１３】
さらに本発明は、次の（３１）以下を含む。
（３１）
（２１）〜（２７）のいずれかに記載の陰極板を使用して電解精製又は電解採取を行って、小分けされた電着金属を製造する方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電解精製又は電解採取において、陰極板上に電着金属の電着面が一部異常隆起するように成長するコブ状の成長を最小限としつつ、小分けされた電着金属を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の電着ガイドの一例の説明図である。
【図２】図２は、ビームを取り付けた陰極板の一例の説明図である。
【図３】図３は、本発明の電着ガイド付き陰極板の一例の説明図である。
【図４】図４は、本発明の電着ガイドを使用して得た電解銅の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を具体的な実施の形態を挙げて以下に詳細に説明する。本発明は以下に開示された具体的な実施の形態に限定されるものではない。
【００１７】
［電着ガイド］
本発明の電着ガイドは、陰極板の表面に磁力吸着可能な、絶縁樹脂で被覆された磁石からなり、陰極板の表面へ吸着可能な平面部を側面として有する。このような電着ガイドを使用して、陰極板へ電着する金属を任意の大きさ及び形状となるように陰極板上に設置し、電解精製又は電解採取をすることによって、好ましくないコブの成長を最小限としつつ、小分けされた電着金属を得ることができる。
【００１８】
尚、本発明における「電着ガイド」は、従来技術における「エッジストリップ」と同じ目的の部材として使用することも可能である。「エッジストリップ」は、陰極板の側面部分を被覆するものであるのに対して、「電着ガイド」は、陰極板の側面のみならず、その他の電着面上にも配置して、電着金属を小分けに成長させることを可能とするものである。
【００１９】
図１に、本発明の好適な実施の態様における、電着ガイドの一例を示す。図１の電着ガイド１は、略正方柱体の形状である。略正方柱体には、厳格な正方柱体のみではなく、本発明の効果を奏することが可能な範囲で、おおよそ正方柱と見ることができる形状であれば含まれる。また、本発明においては、正方柱と記載した場合であっても、おおよそ正方柱と見ることができる形状が含まれること、その形状を含めて本発明の効果を奏することが可能であることは、当業者に当然に理解される。電着ガイド１の全体は、絶縁性樹脂によって被覆されており、内部の磁石は電解液に接触することがない。略正方柱体の上側の底面１ａは、略正方形である。電着ガイド１は、底面１ａに対向して、図示されない下側の底面１ａ'を備えており、底面１ａ'も略正方形である。電着ガイド１は、側面１ｂに対向して、図示されない側面１ｂ’を備えている。側面１ｃは、その面の全面にわたって、Ｎ極（又はＳ極）の側となっている。電着ガイド１は、側面１ｃに対向して、図示されない側面１ｃ’を備えている。側面１ｃ’はその全面にわたって、側面１ｃとは逆にＳ極（又はＮ極）の側となっている。このように側面１ｃ及び側面１ｃ’の法線方向が磁極の方向となり、通常は側面１ｃ又は側面１ｃ’が、陰極板の表面に磁力吸着される面となる。側面１ｃ又は側面１ｃ’が、陰極板の表面に磁力吸着される場合には、側面１ｂ及び側面１ｂ’の側面方向の幅が、陰極板の表面に設置された電着ガイドの厚みとなる。
【００２０】
［絶縁樹脂］
本発明において、絶縁樹脂として、フッ素を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂、すなわちフッ素樹脂を使用することができる。このようなフッ素を含むオレフィンを重合して得られる合成樹脂（フッ素樹脂）として、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、部分フッ素化樹脂であるポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビリニデン、ポリフッ化ビニル、フッ素化樹脂共重合材であるペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合材、エチレンクロロトリフルオロエチレン共重合材などがある。このようなフッ素樹脂を使用することによって、望まれないコブの成長を抑制することができる。
【００２１】
［被覆］
絶縁樹脂による磁石の被覆（コーティング）は、磁石への電解液の接触が無いように密閉できる手段であれば、特に制限はなく、公知の手段によって行うことができる。例えば、磁石を挿入可能な筒状中空部を備えた略柱体の中空部に、磁石を挿入した後に、末端の開口部を封止して密閉し、絶縁樹脂に被覆された磁石としてもよい。
【００２２】
［磁石］
磁石としては、電着ガイドを陰極板の表面に磁力吸着できる磁石であれば、特に制限なく使用できる。例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、及び白金磁石を使用でき、特に好ましくはネオジム磁石、または、ネオジムを一部プラセオジムに置換したものや、テルビウム、重希土を添加したネオジム磁石を使用できる。例えば、残留磁束密度が９〜１３ｋＧ（０．９〜１．３Ｔ）の範囲にあり、最大エネルギー積が１５０〜３５０ｋＪ／ｍ3である磁石、好ましくは残留磁束密度が９〜１３ｋＧ（０．９〜１．３Ｔ）の範囲にあり、最大エネルギー積が１５０〜３５０ｋＪ／ｍ3である磁石を使用できる。なお、磁束密度１ガウス（Ｇ）は１×１０-4テスラ（Ｔ）である。
【００２３】
［陰極板］
電着金属は、電解精製又は電解採取において、電着ガイドが配置された陰極板を用いて、その表面上に電着して得られる。陰極板としては、所望する電着金属に応じて、磁力吸着可能な公知の陰極板を使用することができる。陰極板の材質は、例えば、チタン、タンタル、及び鉄合金から選択された金属の１種以上、好ましくはチタン、及び鉄合金から選択された金属の１種以上とすることができる。鉄合金としては、例えば、ステンレススチールを挙げることができる。ステンレススチールとしては、例えば、オーステナイト系、オーステナイト・フェライト系、フェライト系、マルテンサイト系を挙げることができる。
陰極板の材質の磁性が弱い場合には、それに吸着可能な磁力の強い磁石を適宜選択することができる。また、後述のように、陰極板を挟んで電着ガイドの組がＮ極とＳ極を対向配置して磁力吸着固定する場合、陰極板に対する磁力吸着のみでは電着ガイドが固定できないような磁性の材質を、陰極板に使用できる。
【００２４】
［電着金属］
電着される金属には、水溶液電解で板状に電着される金属であれば、特に制限はなく、電解液、アノード板及び陰極板を、目的の電着金属に応じて、適宜選択できる。いずれの金属の電着であっても、電着ガイドによる優れた小分け効果が発揮される。好適な実施の態様において、電着される金属は、銅、ニッケル、スズ、インジウム、マンガン及びコバルトから選択された金属、好ましくは銅とすることができる。
【００２５】
［電着ガイドの形状］
電着ガイドは、電着される金属を、コブ等を発生させることなく、小分けして得るためのものであり、陰極板の表面に吸着可能な平面部を有している。好適な実施の態様において、小分けの目的に適するように、陰極板の表面上に一定の厚みを設け、さらに電着を所望しない部分では電着の障壁となるような、略柱体の形状とすることができる。
【００２６】
［略柱体］
好適な実施の態様において、略柱体は、例えば、底面が略多角形である略角柱体とすることができ、あるいは、底面が略円の略円柱又は底面が略楕円の略楕円柱とすることができる。いずれの略柱体においても、陰極板の表面に吸着可能な平面部が側面として設けられる。略柱体は、好ましくは、底面が略四角形である略四角柱体とすることができ、例えば、底面が略長方形又は略台形である略四角柱体とすることができ、あるいは底面が略正方形である略四角柱体とすることができる。図１に示す電着ガイドは、底面が略正方形である略四角柱体の例である。略正方柱体と同様に、略柱体、略多角形、略角柱体、略円、略円柱、略楕円、略楕円柱、略四角形、略四角柱体、略正方形についても、それぞれ厳格な平面図形又は立体図形のみが含まれるのではなく、本発明の効果を奏することが可能な範囲で、それぞれおおよそ柱体、多角形、角柱体、円、円柱、楕円、楕円柱、四角形、四角柱体、正方形と見ることができる平面図形又は立体図形であれば含まれる。本発明においては、柱体、多角形、角柱体、円、円柱、楕円、楕円柱、四角形、四角柱体、正方形と記載した場合であっても、それぞれおおよそ柱体、多角形、角柱体、円、円柱、楕円、楕円柱、四角形、四角柱体、正方形と見ることができる形状が含まれること、その形状を含めて本発明の効果を奏することが可能であることは、当業者に当然に理解される。
【００２７】
［磁極］
好適な実施の態様において、絶縁樹脂で被覆された磁石（電着ガイド）は、陰極板の表面に吸着可能な平面部である側面が、Ｎ極又はＳ極となる磁化方向を有する、単磁極磁石である。陰極板に対する電着ガイドの設置は、陰極板の電着面となる表裏両面上に、陰極板を挟んで、電着ガイドの側面の平面部にＳ極を有する該側面の平面部と、側面の平面部にＮ極を有する電着ガイドの該側面の平面部とが、陰極板を挟むように互いに対向させて配置することで、磁力吸着によって安定的に固定することができる。この場合、陰極板上に電着する金属を、任意の大きさ及び形状に小分け可能となるように、電着ガイド柱体の長さの異なる、複数の電着ガイドを用いて、陰極板の表裏面上に同じ配置パターンに設置されるので、電着金属の大きさ、形状は、陰極板の表裏面で、同じ形状のものが得られる。
また、陰極板上に電着ガイドの設置する別の実施態様として、電着ガイドの陰極板への磁力吸着が十分にあれば、電着面となる表裏両面に対して、電着ガイドの設置形態は、電着金属の大きさ、形状によって、表面と裏面が異なる形状、大きさの電着金属を電着できる配置パターンとしてもよい。
【００２８】
［陰極板］
本発明は、上記電着ガイドが、陰極板の表面に磁力吸着され、電着金属が小分けされて電着可能に配置された、陰極板にもある。
【００２９】
好適な実施の態様において、陰極板は、陰極板の電着面となる表裏両面上に、陰極板を挟んで、側面の平面部にＳ極を有する電着ガイドの該側面の平面部と、側面の平面部にＮ極を有する電着ガイドの該側面の平面部とが、互いに対向するように配置され、磁力吸着によって固定されている。このように、陰極板を挟んで、電着ガイドの組合わせがＮ極とＳ極を対向するように配置され磁力吸着によって固定される場合には、陰極板の材質の磁性は、このような電着ガイド同士の磁力吸着を可能にするものであればよく、陰極板に対する磁力吸着のみでは電着ガイドが固定できないような材質の陰極板を使用することもできる。
【００３０】
好適な実施の態様において、電着ガイドは、電解槽中に懸垂して設置される陰極板の電着面となる表裏両面に、略柱体の長さ方向が鉛直方向となるように配置される。電着された金属を陰極板から剥離する際の作業性の観点から、略柱体の長さ方向が鉛直方向に沿って配置されることが特に好ましいが、本発明はこの配置に限定されるものではない。例えば、略柱体の長さ方向が鉛直方向以外の方向に沿って配置されてもよく、種々の方向とした配置を組み合わせてもよい。また、例えば、本発明の電着ガイドと、公知の手段による小分けや、公知の手段によるエッジ部分の過剰な電着の抑制を、同時に組み合わせることもできる。
【００３１】
［小分けされた電着金属］
本発明によれば、小分けされた電着金属を得ることができる。この小分けとは、その後の切断が不要な程度に小分けされている場合に限らず、その後の切断が容易となる程度に小分けされた場合も含む。例えば、略柱体の長さ方向が鉛直方向に沿ってのみ配置されれば、電着された金属を陰極板から剥離する際の作業性が向上し、水平方向の電着ガイドがない場合であっても、有用な小分けとなる。
【００３２】
本発明は、上記陰極板を使用して、電解精製又は電解採取を行って、小分けされた電着金属を製造する方法にもある。
【実施例】
【００３３】
以下に、実施例を挙げて、本発明を詳細に説明する。本発明は、以下に例示する実施例に限定されるものではない。
【００３４】
［実施例１］
［電着ガイドの準備］
電着ガイドとして、陰極板上を縦方向に設置するために、外部が正方柱体の形状であり、内部に正方柱体の形状であるの中空を有する、外寸６ｍｍ、内寸４ｍｍ、長さ１００ｍｍのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレンpolytetrafluoroethylene)製の角パイプ１と、陰極板の横方向に設置するために、外寸６ｍｍ、内寸４ｍｍ、長さ２５．３ｍｍで前記角パイプ１と格子状に組むための角パイプ２を用意した。角パイプ１の中空の内部にちょうど入るような、正方柱体の形状である４ｍｍ角×３０ｍｍ長のサイズのネオジム磁石を用意した。この角パイプ１の中空の内部にネオジム磁石を３個挿入し、角パイプの両端の開口部をＰＴＦＥで封止した。また、角パイプ２は正方柱体の形状で４ｍｍ角×２５ｍｍ長のサイズのネオジム磁石を用意し、この角パイプ２の中空の内部にネオジム磁石を１個挿入し、角パイプ２の両端の開口部をＰＴＦＥで封止した。このようにして、両端開口部封止により、外部から溶液が浸入しないようにした。正方柱体の形状のネオジム磁石は、底面が正方形である直角柱の形状であり、この正方柱の一対の側面が、それぞれＮ極、Ｓ極となるような磁化方向を有しており、単磁極磁石である。ＰＴＦＥパイプ内に挿入されている３個のネオジム磁石はＮ極及びＳ極が、それぞれ角パイプ１の正方柱体の側面の、同一の側面側に位置するように整列されている。このようにして、ネオジム磁石が封入されたＰＴＦＥ樹脂製角パイプ１による電着ガイドＡと、前記角パイプ２による電着ガイドＢを複数準備した。
【００３５】
［陰極板面上への電着ガイドの設置］
図２に示すように、陰極板として、１００ｍｍ角×３ｍｍ厚であるＴｉ板を用意した。陰極板２は、陰極板であるＴｉ板２１が、Ｔｉ板２１の１辺に取り付けられたビーム２２から吊り下げられて、ビーム２２のある１辺が上部（上辺部）となるように使用される。上記の電着ガイドＡを、Ｔｉ板の電着面となる表裏両面上に、Ｔｉ板を挟むように、電着ガイドの正方柱体のＳ極側の側面とＮ極側の側面とが、お互いに向い合せになるように配置し、Ｔｉ板の電着面の左右両側の側辺部２１Ａ（エッジ部分１）には表裏面分として４本用意し、また電着面内に均等間隔で２等分になるように表裏面分として４本用意し、Ｔｉ板の表裏面から磁力吸着させた。さらに、陰極板の底辺部２１Ｂ（エッジ部分２）に電着ガイドＢを３ヶ所、電着面の表裏両面分として６本で磁力吸着によって固定した。陰極板の側辺部２１Ａ（エッジ部分１、エッジ部分２）近傍部分の陰極板への電着ガイドの固定は、陰極板の側辺部２１Ａ及び底辺部２１Ｂに対して、電着ガイドＡ及び電着ガイドＢによる表裏両面からの挟み込み領域が側辺部及び底辺部と一致させるように固定するか、もしくは、数ｍｍ程度（好ましくは２ｍｍ程度）、電着ガイドによる挟み込み領域が陰極板の外側に食み出すように、電着ガイドＡ、電着ガイドＢを設置してもよい。このように設置することで、陰極板の側面（側辺部方向）への金属の電着は起こらず、たとえ側辺部方向への電着成長が発生しても、陰極板と電着ガイドの密着性が強いため、電解液が電着ガイドと陰極板の吸着面に侵入することはないため、側面の電着金属が、電着面側へと成長して陰極板全体を電着金属で被覆されることはない。このようにして、陰極板のエッジ部分では、電着ガイドによって十分に密着されているため、電解精製を繰り返しても、電着ガイドが変形等による劣化することもなく、また、電着金属が正常成長できる。図３に、この陰極板２へ、上記の電着ガイドを取り付けた電着ガイド付き陰極板３を示す。電着ガイド４１は、側辺部２１Ａへ磁気吸着された電着ガイドＡである。電着ガイド４２は、底辺部２１Ｂへ磁気吸着された電着ガイドＢである。電着ガイド４３は、Ｔｉ板の電着面へ、電着ガイド４１と平行に取り付けられた電着ガイドＡである。
【００３６】
［電解精製］
上記のＰＴＦＥパイプ（電着ガイド）を配置したＴｉ板を陰極電極として使用し、４Ｎ電気銅の板をアノード電極として使用して、次のように電解精製を行った。
アノード電極板と陰極電極板は、極板間距離が４０ｍｍとなるように、ガラス槽内に対向するように配置して、電解液である銅イオン溶液を注いだ。銅イオン溶液は銅濃度が６０ｇ／Ｌであり、ｐＨ１．５となるようにごく少量の酸、または、酸化銅で調整している。液温は２０℃を保つように調整した。アノード電極、陰極電極を銅線にて直流電源装置に接続し、定電流モードで１．０Ａを１１日間通電した。
通電終了後、陰極電極を電解液から引き上げ、電析した電解銅を陰極板から引き剥がした。得られた電解銅は、ＰＴＦＥ構造体と接触している部分はエッジがきれいに立っており、「コブ」と呼ばれる電着銅の異常成長は発生しなかった。また、陰極電極のエッジ部分の側面には、わずかに銅の電着が見られたが、電着面とは孤立しており、電着ガイドの破損もなかった。詳細は不明であるが、陰極板の表裏面に配置された電着ガイドより磁力線が発生し、陰極板側面付近に電解液が回り込むことがあっても、磁力線の影響により電気力線の方向が変化し、電着を抑制する効果が働いていると考えられる。さらに、電着した銅の小分物の剥ぎ取りについても、電着ガイドを陰極板から外し、次に、小分けに電着した銅を、個別に剥ぎ取ることができ、支障なく、小分けの電着銅を製造することができた。陰極板に電着した電解銅の写真を、図４に示す。
また、本実施例によって電着された銅中の酸素濃度をＬＥＣＯ社製の酸素・窒素分析装置ＴＣ−４３６で行い、また、炭素濃度をＬＥＣＯ社製の炭素・硫黄分析装置ＣＳ−４３６ＬＳによって分析した。その結果、酸素濃度は１０ｗｔｐｐｍ、炭素濃度は１．０ｗｔｐｐｍであった。 
また、電着銅中のＳｉ濃度は、ＧＤＭＳ法によって分析し、０．００５ｗｔｐｐｍ未満（検出限界値未満）であり、さらに、電着銅の純度は、ガス成分元素（Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｈ）を除き、６Ｎ（９９．９９９９％）以上であった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、刃による機械的な裁断を行うことなく、小分けの電気銅を得ることができる。本発明は、産業上有用な発明である。
【符号の説明】
【００３８】
１    電着ガイド
１ａ    底面
１ｂ    側面
１ｃ    側面
２    陰極板
２１    母板
２１Ａ  側辺部
２１Ｂ  底辺部
２２    ビーム
３    電着ガイド付き陰極板
４１    電着ガイド
４２    電着ガイド
４３    電着ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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