(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的絶縁性の２本の細長部材と、該細長部材の頂部を接続する電気的絶縁性の連結部材とを備え、種板製造時に使用されるアノードに装着されたとき、前記細長部材がアノードの上方より下方へとこのアノードの両側面に沿って延在し、陰極の母板とアノードとの電気的接触を防止するようにした種板製造用プロテクタであって、
前記細長部材及び前記連結部材は、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂製細長棒にて一体に作製され、
前記耐熱性硬質塩化ビニル樹脂製細長棒の直径は１０〜１６ｍｍとされ、前記細長部材の長さは１２００〜１３００ｍｍ、前記連結部材の長さは５０〜６０ｍｍとされ、
前記細長部材は、前記アノードに装着される前は互に大略中央部にてＸ状に交差するように延在し、前記連結部材は、直線状にて前記細長部材の頂部を接続していることを特徴とする種板製造用プロテクタ。
【請求項２】
電解槽中に母板からなる陰極と、粗銅からなるアノードとを交互に設置して電解精製を行なうことにより種板を製造する方法において、請求項１に記載の種板製造用プロテクタを、前記細長部材がアノードの上方より下方へとこのアノードの両側面に沿って延在し、母板とアノードとの電気的接触を防止するようにしてアノードに装着し、前記アノードに装着した前記プロテクタの位置は、所定時間経過したときに変えることを特徴とする種板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に銅電解精練技術に関するものであり、特に、斯かる銅電解精練に使用する種板の製造方法及び種板の製造時に使用されるプロテクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、銅電解精練においては、陽極（アノード）に粗銅（９９％Ｃｕ）を用い、種板が陰極として使用されている。この種板は、電解精製により作製される。
【０００３】
つまり、図２に示すように、電解槽１００中に、例えば、厚さ３．１ｍｍ、幅９８６ｍｍ、高さ１０８５ｍｍとされるＴｉ薄板にて作製された母板を陰極１とし、陽極（アノード）２には粗銅（９９％Ｃｕ）を用いて、一昼夜電解精製が行なわれる。電解により得られた陰極１の母板上の電着銅（９９．９９％Ｃｕ）の薄板を剥ぎ取ることにより種板が製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような種板の製造においては、母板を電解槽に装入する際に、母板がアノードに接触し、殿物を巻上げ、母板に付着することがあった。その結果、得られた種板にはコブが発生し、種板として使用することができない。又、上述したように、母板は極めて薄い板状のものであり、電解槽中に装入した後においても、電解工程中に曲がってしまいアノードに接触することがあった。
【０００５】
本発明者らは、このような問題を解決するべく多くの研究実験を重ねた結果、アノードに電気的絶縁材料で形成したプロテクタを装着することにより、母板を電解槽に装入する際の母板とアノードとの接触を防止し、結果として殿物の巻上げを防止し得ることを見出した。
【０００６】
又、プロテクタをアノードに装着した場合においても、このアノードに掛けたプロテクタの位置をそのまま固定しておくと、プロテクタ部分の電着が薄くなり、板割れと呼ぶ廃板が発生し、マテハン設備で吸着不良トラブルの原因となることが分かった。このような問題は、プロテクタを特異な形状とすることにより改善し得ることが分かった。
【０００７】
本発明は斯かる本発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。
【０００８】
従って、本発明の目的は、母板を電解槽に装入する際に、又、電解中においても、母板とアノードとの接触を防止し、高品質の種板を製造することのできる種板製造方法及び種板製造用プロテクタを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、板割れと呼ぶ廃板の発生を防止し、高品質の種板を製造することのできる種板製造方法及び種板製造用プロテクタを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る種板製造方法及び種板製造用プロテクタにて達成される。要約すれば、本発明は、電気的絶縁性の２本の細長部材と、該細長部材の頂部を接続する電気的絶縁性の連結部材とを備え、種板製造時に使用されるアノードに装着されたとき、前記細長部材がアノードの上方より下方へとこのアノードの両側面に沿って延在し、陰極の母板とアノードとの電気的接触を防止するようにした種板製造用プロテクタであって、
前記細長部材及び前記連結部材は、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂製細長棒にて一体に作製され、
前記耐熱性硬質塩化ビニル樹脂製細長棒の直径は１０〜１６ｍｍとされ、前記細長部材の長さは１２００〜１３００ｍｍ、前記連結部材の長さは５０〜６０ｍｍとされ、
前記細長部材は、前記アノードに装着される前は互に大略中央部にてＸ状に交差するように延在し、前記連結部材は、直線状にて前記細長部材の頂部を接続していることを特徴とする種板製造用プロテクタである。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、電解槽中に母板からなる陰極と、粗銅からなるアノードとを交互に設置して電解精製を行なうことにより種板を製造する方法において、請求項１に記載の種板製造用プロテクタを、前記細長部材がアノードの上方より下方へとこのアノードの両側面に沿って延在し、母板とアノードとの電気的接触を防止するようにしてアノードに装着し、前記アノードに装着した前記プロテクタの位置は、所定時間経過したときに変えることを特徴とする種板の製造方法が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る種板製造方法及び種板製造用プロテクタを図面に則して更に詳しく説明する。
【００１６】
先ず、図２を参照して種板の製造方法を説明する。図２には、種板製造装置の概略構成が示される。種板製造装置は、電解液１０１を収容した電解槽１００を有する。電解液１０１は、例えばＣｕ：４５ｇ／ｌ、Ｈ2 ＳＯ4 ：２００ｇ／ｌの組成とされ、電解時の液温は通常６０℃とされる。
【００１７】
電解槽１００中には、上述したＴｉ薄板にて作製された母板からなる陰極１と、粗銅（９９％Ｃｕ）からなるアノード２とが交互に配置して設置される。通常、母板１としてのＴｉ薄板は、厚さ（ｔ）３．１ｍｍ、幅９８６ｍｍ、高さ（ｈ）１０８５ｍｍとされ、アノード２は、使用開始時においては、厚さ（Ｔ）４１ｍｍ、幅９１４ｍｍ、高さ（Ｈ）１０７５ｍｍとされる。又、各アノード２は、ピッチ（Ｐ）の等間隔にて設置され、通常、ピッチＰは１１０ｍｍとされる。実際には、１つの電解槽中に、アノード２は３１個、陰極１の母板は３０個設置されている。
【００１８】
本発明に従えば、各アノード２には、図１（Ａ）〜（Ｆ）に示すような種々の形状とされるプロテクタ１０が装着される。
【００１９】
つまり、図１（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、本発明のプロテクタ１０は、電気的絶縁性の２本の細長部材１１（１１Ａ、１１Ｂ）と、該細長部材１１Ａ、１１Ｂの頂部を接続する電気的絶縁性の連結部材１２とを備えている。
【００２０】
プロテクタ１０をアノード２に装着するときは、図３に示すように、プロテクタ１０をアノード２の上方より下方へと挿入し、従って、細長部材１１が、アノード２の両側面に沿って延在するようにされる。その結果、細長部材１１が、母板１とアノード２との間に介在することとなり、母板１とアノード２との電気的接触が有効に防止される。アノード２には、このようなプロテクタ１０をその幅方向に複数個、例えば２〜３個、本実施例では２個装着された。又、細長部材１１は、アノード２の高さ（Ｈ）と同じか、或は、更に下方へと突出するように延在するのが好ましい。
【００２１】
次に、本発明に従った上記プロテクタについて更に具体的に説明する。
【００２２】
図１（Ａ）には、プロテクタの第１の実施例を示す。この実施例にて、プロテクタ１０は、電気的絶縁性の２本の細長部材１１（１１Ａ、１１Ｂ）を備え、この細長部材１１Ａ、１１Ｂの頂部は、例えば、糸径１ｍｍの耐酸糸とされる電気的絶縁性の連結部材１２にて接続される。この連結部材１２の部分がアノードの肩部分に当たり、プロテクタ１０をアノード２に保持することとなる。又、耐酸糸の代わりに例えば、糸径１ｍｍの人造糸を連結部材１２として使用することもできる。細長部材１１（１１Ａ、１１Ｂ）は、樹脂にて作製され、例えば外径１３〜２０ｍｍ、内径１０〜１６ｍｍ、長さ（Ｌ）が１２００〜１３００ｍｍの塩化ビニル樹脂製パイプにて作製することができる。本実施例では、外径１３ｍｍ、内径１０ｍｍ、長さ（Ｌ）が１１００ｍｍとされた。塩化ビニル樹脂以外の他の材料としては、ビニールテープで被覆した金属材料なども好適に使用することができる。
【００２３】
このようなプロテクタ１０は、連結部材１２に耐酸糸或は人造糸を使用することから、細長部材１１はアノード２の両側面に沿って真直に垂れ下がるが、頻繁な掛け替え使用などにより糸が擦り切れることがある。又、後で説明する図１（Ｂ）の実施例のプロテクタの場合と異なり、手鈎を使用してプロテクタを外すことが困難であり、作業性の点で問題となる。図１（Ｂ）には、より耐久性、作業性が向上したプロテクタの実施例を示す。
【００２４】
つまり、図１（Ｂ）の実施例では、細長部材１１（１１Ａ、１１Ｂ）及び連結部材１２は、母板１上の電着ムラを極力なくすために外径はできるだけ細いものが良く、例えば外径１３〜２０ｍｍ、内径１０〜１６ｍｍの塩化ビニル樹脂製パイプにて一体に作製される。本実施例では、アノード２の厚さが４１ｍｍとされたために、細長部材１１Ａ、１１Ｂは、距離Ｌ1 ＝５４ｍｍだけ離間して互に平行に延在し、連結部材１２は、上方に凸状とされる湾曲形状とされ、細長部材１１Ａ、１１Ｂの頂部を接続している。本実施例では、耐久性を増すために、この連結部材１２の部分には、頂部より距離Ｌ2 ＝８０ｍｍに亙って、厚さ３ｍｍの合成ゴム製チューブ１３を被せた。
【００２５】
この図１（Ｂ）の実施例のプロテクタ１０は、耐久性が増大し、従って、鋳返のためにプロテクタ１０をアノード２から取外す際に、プロテクタ２の上部凸状湾曲部とアノード上面との間に形成される隙間を利用して手鈎を使用することも可能ではあるが、ゴム製チューブがアノード２の肩部に密着するために、取外し作業が困難となり、場合によってはプロテクタ１０を折損することがあった。そのために、図１（Ｃ）に示すように、細長部材１１（１１Ａ、１１Ｂ）及び連結部材１２を、上記塩化ビニル樹脂より硬質の耐熱性硬質塩化ビニル樹脂（積水化学工業株式会社製、耐熱性硬質塩化ビニル（ＨＴ）Ｃ−ＰＶＣ：商品名）を使用して、図１（Ｂ）のプロテクタと同様に一体に作製し、ゴム製チューブ１３はなくした。又、この実施例のプロテクタ１０では、先の実施例より更に細径とされる１０〜１６ｍｍの、本実施例では直径１０ｍｍの中実棒状の耐熱性硬質塩化ビニル樹脂を使用した。
【００２６】
ただ、本発明者らの実験の結果、図１（Ｃ）の実施例のプロテクタ１０は、作業性及びプロテクタの強度は向上したものの、長期の使用をした場合には、一点鎖線にて図示するように、凸状湾曲形状に形成された連結部材１２の部分が熱で変形して広がることが分かった。この変形量が大きくなると、アノード２に対してプロテクタ１０が真直に吊下がらなくなり、場合によっては、プロテクタ１０が母板１と接触し、この部分にＣｕが電着せず、未電着となり、又、板割れの原因となることが分かった。このような変形を最小限とする構成が図１（Ｄ）に示される。
【００２７】
この図１（Ｄ）の実施例では、細長部材１１Ａ、１１Ｂは、先の実施例と同様に外径１０ｍｍの中実棒状耐熱性硬質塩化ビニル樹脂にて作製された連結部材１２に接続される。この実施例のプロテクタは、変形は最小限に抑えることができるが、製造に時間がかかり、又、矩形状とされる連結部材１２の部分が装置に引っ掛かり易いと言った問題がある。
【００２８】
図１（Ｅ）に示す実施例のプロテクタは、上記実施例が有する諸問題を解決することができる。
【００２９】
つまり、図１（Ｅ）の実施例のプロテクタによれば、細長部材１１（１１Ａ、１１Ｂ）及び連結部材１２は、細長中実棒状の、例えば直径１０〜１６ｍｍ、本実施例では１０ｍｍの、耐熱性樹脂、好ましくは耐熱性硬質塩化ビニル樹脂にて一体に作製される。耐熱性硬質塩化ビニル樹脂とは、軟化点が９５℃程度とされる硬質塩化ビニル樹脂である。
【００３０】
特に、本実施例では、細長部材１１Ａ、１１Ｂは、アノード２に装着される前は互に大略中央部にてＸ状に交差するように延在し、連結部材１２は、直線状にて細長部材１１Ａ、１１Ｂの頂部を接続している。より具体的には、細長部材１１Ａ、１１Ｂの長さ（Ｌ）は１２００〜１３００ｍｍ、例えば大略１２３０ｍｍ、連結部材１２の長さ（Ｌ2 ）は５０〜６０ｍｍ、例えば大略５５ｍｍとされる。又、互に交差した細長部材１１Ａ、１１Ｂの先端の離間した長さ（Ｌ1 ）は、１００〜２００ｍｍ、例えば１００ｍｍとされる。このようなプロテクタは、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂製棒状体をバーナーで加熱しながら、図１（Ｅ）に示す形状へと折曲することにより容易に作製することができる。
【００３１】
図１（Ｅ）に示すプロテクタ１０は、連結部材１２が直線状とされ、そのために、図４に示すように、プロテクタ１０がアノード２の肩部分に密着して適合し、且つ、Ｘ状に交差して延在する細長部材１１Ａ、１１Ｂは、弾性的に両側へと開きそしてアノード２へと挿入されるので、アノード２に装着した後においては、細長部材１１Ａ、１１Ｂは、アノード２の両側面に弾性的に密着して適合される。従って、細長部材１１Ａ、１１Ｂが、図１（Ｃ）に示すプロテクタ１０のように開いて、母板１と接触し、板割れの発生原因となるようなことはない。更に、上記図１（Ｂ）においては塩化ビニル樹脂パイプにて作製したためにプロテクタ１０をアノード２の肩部に掛ける際に折損することがあった。しかしながら、図１（Ｅ）に示す実施例のプロテクタ１０では、例えば直径１０ｍｍの耐熱製硬質塩化ビニル樹脂の中実棒にて作製されるので耐衝撃性が向上し、アノード２に掛ける際の折損事故はなくなった。
【００３２】
次に、本発明に従って構成されたプロテクタを使用して電解精練にて種板を製造する方法について説明する。
【００３３】
本発明によれば、上述したように、先ず、電解精練を始める前に、電解槽中に配置されたアノード２にプロテクタ１０が装着される。プロテクタ１０をアノード２に装着するときは、図３に示すように、プロテクタ１０をアノード２の上方より下方へと挿入し、細長部材１１をアノード２の両側面に沿って延在するように設置する。従って、細長部材１１が、母板１とアノード２との間に介在することとなり、母板１とアノード２との電気的接触が有効に防止される。
【００３４】
一般に、プロテクタ１０をアノードに掛けた状態で、その取付位置をそのまま固定しておくと、プロテクタ部分に相当する母板上での電着が薄くなり、板割れと呼ぶ廃板が発生する。そのために、プロテクタ１０は、その位置を、例えば５０ｍｍ程度、電解開始した後の次の日に移動することが望ましい。
【００３５】
しかしながら、本発明者らの研究実験の結果によると、特に、上記図１（Ｅ）に示す実施例のプロテクタを使用した場合には、細長部材１１自体が、従来の１３ｍｍに比べ１０ｍｍ程度と細くすることが可能となったので、プロテクタ１０を移動しなくても、プロテクタ１０の部分に相当する母板１上での電着が薄くなることが防止され、従って、プロテクタ１０の移動を行なう必要がないことが分かった。即ち、図１（Ｅ）に示す実施例のプロテクタ１０を使用した場合には、プロテクタ１０の移動を行なうことなく板割れの発生率が、従来の１％からゼロ％へと減少することができた。これにより、作業効率が著しく向上した。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の種板製造用プロテクタは、電気的絶縁性の２本の細長部材と、該細長部材の頂部を接続する電気的絶縁性の連結部材とを備え、種板製造時に使用されるアノードに装着されたとき、前記細長部材がアノードの上方より下方へとこのアノードの両側面に沿って延在し、陰極の母板とアノードとの電気的接触を防止するようにした種板製造用プロテクタであって、前記細長部材及び前記連結部材は、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂製細長棒にて一体に作製され、前記耐熱性硬質塩化ビニル樹脂製細長棒の直径は１０〜１６ｍｍとされ、前記細長部材の長さは１２００〜１３００ｍｍ、前記連結部材の長さは５０〜６０ｍｍとされ、前記細長部材は、前記アノードに装着される前は互に大略中央部にてＸ状に交差するように延在し、前記連結部材は、直線状にて前記細長部材の頂部を接続している構成とされ、又、本発明の種板製造方法は、このような特異な構成のプロテクタを使用するので、母板を電解槽に装入する際に、又、電解中においても、母板とアノードとの接触が防止され、板割れと呼ぶ廃板の発生を防止し、高品質の種板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る種板製造用プロテクタの種々の実施例を示す図である。
【図２】本発明に係る種板製造方法を実施するための電解精製装置の概略構成図である。
【図３】プロテクタをアノードに装着した態様を説明する電解精製装置の概略構成図である。
【図４】本発明の好ましい実施例に係るプロテクタをアノードに装着した態様を説明する図である。
【符号の説明】
１                          母板陰極
２                          粗銅陽極（アノード）
１０                        プロテクタ
１１（１１Ａ、１１Ｂ）      細長部材
１２                        連結部材
１３                        ゴム製チューブ
１００                      電解槽
１０１                      電解液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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