JPH0394091A - 銅を電解採取するための改良陰極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、銅を電解採取する際に利用される陰極に関す
る。より詳細には、本発明は、電着銅のブランクへの有
効な接着用電解採取陰極ブランクの改良製法に関する。

発明の背景および課題 銅を電解採取するための技術は、以前から確立されてお
り且つ周知である。銅を電解採取する基本原理は、Ａ．
　Ｋ．　　ビスウォズおよびＷ．　Ｇ．ダベンポートの
銅の抽出冶金、第３２４頁〜第３３５頁（１９８０年）
およびＰ．クエネアウの銅、ニッケルおよびコバルトの
抽出冶金、第３１７頁〜第３４５頁（１９６１年）にお
いて議論されている。電解採取銅は、陰極上に比較的純
粋な銅スラブとして析出する。銅は、しばしば、別個の
スラブとして再使用可能なマンドレルまたはブランク上
に析出する。次いで、ブランクは、電解槽から取り出し
、銅スラブはブランクから分離している。

銅スラブのブランクへの接着に影響を及ぼす主要因子と
しては、ブランクの荒さ、凝集剤または均展剤（　ｌｅ
ｖｅｌ　ｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）の種類および電解液中の
均展剤の量が挙げられている。使用されている通常の均
展剤としては、コロイド多糖類、ポリアクリルアミドお
よびポリアクリロニトリルが挙げられている。加国特許
出願第５９１，６０４号明細書に開示のようにタンパク
質コラーゲンを含有する動物グルーは、銅を電解採取す
るのに有効な均展剤であることも発見されている。これ
らの均展剤は、銅スラブとブランクとの間の接着を有効
に変化し且つ銅のブランク上へのレベル析出を促進する
。銅スラブが早期に電解檜に落下する時には、それらが
陽極と陰極との間で傾斜して電解採取法を短絡させるこ
とがある。銅スラブは、特にスラブが電解槽の底に平ら
に横たわる時には、水性硫酸を含有する電解檜から除去
することも困難である。銅スラブがブランクから早期に
滑り落ちるのを防止するために、垂直溝をサンダー仕上
または機城加工によって形成してブランクとしている。

垂直溝の荒さは、理想的には、ブランクからの銅スラブ
の早期滑動を防止するのに有効な銅スラブとブランクと
の間にある程度の接着性を付与する。接着をこの理想量
に増大する狭い範囲内の溝サイズおよび間隔がある。溝
が不十分な接着性しか付与しないならば、銅スラブは、
早期に電解槽に落下してしまい、一方、溝が過度の接着
を与えるならば、銅スラブは、ブランクから除去するこ
とが極めて困難となる。

数年間の使用後においては、ブランクに切削形成された
垂直溝は平滑になる。ブランクは、結局、銅スラブが早
期に電解槽に落下するように平滑になり、このように電
躬採取操作を乱す。したがって、このようなブランクは
、取り替えるか再度溝を形成して加工可能な操作荒さを
有する溝サイズに戻さなければならない。ブランクは、
一般に、取り替えることは高価であり且つブランクの再
溝形成は、時間、高価な機械および労力消費を必要とす
る。

知る限りでは、銅を電解採取するためのブランクを製造
するための単純かつ有効な経済的方法は、発見されては
いない。

発明の概要 本発明は、銅を電解槽中でブランク上に電着させるため
に使用するチタン陰極ブランクの表面荒さを制御する方
法を提供する。本発明の改良は、ブランクの外表面を硬
質粒子を用いてピーニング（Ｐｅｅｎｉｎｇ　）するこ
とからなる。硬質粒子は、篩目の開き１６個／線形（７
）を有する篩を通過し且っ篩目の開き７９個／線形ｃｍ
を有する篩によって保持される大きさを有する。ブラン
クは、荒い外面を形成するのに有効な時間量ピーニング
される。

荒い表面は、銅スラブがブランクから早期に分離するの
を防止する微小くぼみを有するが、これはまたスラブを
ブランクから容易に分離させる。

好ましくは、銅を、チタンブランク上に析出する。ブラ
ンクの外面に対してピーニングする硬質粒子は、好まし
くは、シリカ砂粒子である。陰極荒さは、好ましくは、
プロフィ口メーター（ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）によ
って測定した場合に、約０．０００５ｍ＋ｍ〜０．００
５恥であり、最も好ましくはプロフィロメーターによっ
て測定した時に約０．００２ｍｍ〜０．００３關である
。ブランクは、好ましくは、空気供給ライン圧力約５．
５気圧ゲージ〜７．５気圧ゲージを有するサンドブラス
ト装置でピーニングする。本発明の方法は、場合によっ
て、垂直溝を有するブランクの外面を処理するために使
用してもよい。

発明の態様 第１図を参照すると、陰極またはブランク１０を水性硫
酸一銅電解液中で試験した。動物グルー均展剤を電解液
に加えて、ノジュールの形成を減少し且つ銅スラブとブ
ランクとの間の接着性を増大させた。チタンプレート１
２およびナイフエッジ接点１６とゴム絶縁キャップ１８
とを有する銅クロスパー１４を有するブランクを作った
。電解液からの銅を電解液に浸漬されたチタンスラブの
外面上に析出させた。２個の側縁ストリップ２０および
２２を利用して銅の析出がブランク１０を封入するのを
防止した。

第２図を参照すると、硬質粒子を外面に対してピーニン
グするか、ブラストして微小くぼみ５ 一　６　一 （ｍｉｃｒｏ−Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）　２　４を形
成した。本明細書の目的で、微小くぼみは、ブランクの
外面を打つ硬質粒子から生ずる微視的凹部と定義される
。ブランクの外面は、ヒトの肉眼で見ることができない
複数の微小くぼみ２４を含有する。これらの微小くぼみ
２４は、ブランク１０の表面荒さおよび表面積を増大さ
せる。表面荒さおよび表面積のこの増大は、スラブがチ
タンプレート１２の外面から早期に滑り落ちるのを防止
するのに十分な程銅スラブとブランク１０との間の接着
性を増大させる。

試験したブランクはチタンであり且つ長さ１１４．６ｃ
ｍ（電解液中１．０２ｍ）、幅１００ｃｍ，厚さ０．３
ｃｍおよび重ｆｆｉ１７ｋｇを有していた。ブランクを
長さ１０９ｃｍ（電解液中９１ｃｌＩ１）、輻８６ｃｎ
＋，上部厚さ２．５ｃｍ，底部厚さ０．　８ｃｎ＋およ
び重量１０９ｋｇを有するテーパー鉛６％アンチモン陽
極間に離間させた。２片ポリプロピレンエッジストリッ
プを使用して銅がブランクを封入するのを防止した。ブ
ランクは、回転円筒形サンダ−仕上装置でチタンブラン
クの外面にサンダー仕上された垂直溝を有していた。垂
直溝は、プロフィロメーターによって測定した叶に最初
に垂直溝５０〜１００個／水平（７）および荒さ０．０
０２５關〜０．００２８ｍｍを有していた。約１２年使
用後、垂直溝は、プロフィ口メーターによって測定した
時に高度に変化した比較的平滑な荒さ０，００１４關〜
０．００１８ｍｍを有していた。

これらの垂直溝は、巨視的であり、肉眼で可視であった
。銅スラブは、グアーゴム誘導体均展剤を使用する時に
はこれらの比較的平滑なブランクから早期に落ち、電解
採取法を非常に乱した。

この問題に応答して、数種の試験を行って、銅スラブと
ブランクとの間に所望の接着特性を与えるであろう粒径
と圧力と時間と標的からの距離との組み合わせを見出し
た。初期に、ブランク表面を一定のブラスト時間および
距離を維持するライン圧力約１．４、２．７、４．１、
５．２および６．８気圧ゲージ（２０、４０、６０、８
０および１００ｐｓｉｇ）で篩目の開き２５０個／線形
（７）を有する篩（１００メッシュ）を通してフィット
するような大きさとされた砂で処理した。このことを繰
り返し、篩目の開き１２５個／線形（７）を有する篩（
５０メッシュ）を通してフィットするような大きさにサ
ンド仕上し、篩目の開き７５個／線形ｃＩＴｌヲ有する
篩（３０メッシュ）を通してフィットするような大きさ
にサンド仕上した。これらの初期試験から、ブランクの
表面荒さは、ブランクを硬質粒子で注意深くピーニング
することによって制御できることが発見された。試験時
に、空気圧力を増大させる場合には、粒子は、標的をよ
り大きい力で打ち、ブランクの表面荒さおよび表面積を
増大するより深いくぼみを形成することが見出された。

同様に、ノズルを標的により近く移動することは、一般
に、粒子が標的を打つ力を増大し、このようにして表面
荒さおよび表面積を増大することが見出された。最後に
、ピーニング時間の増大は、微小くぼみの数およびブラ
ンクの表面荒さおよび表面積を増大することが見出され
た。

ブランクを調製または再コンディショニングするために
、ブランクを制御された条件下でピーニングするか、サ
ンドプラストする。平滑化垂直溝を有する陰極をサンド
ブラストして、表面荒さを増大させた。本発明の方法は
、平滑な圧延したままのチタンシ一トを処理するにも同
等に有効であろう。動物グルーを使用する時にブランク
に接着するであろう銅スラブ中の荒さの範囲は、プロフ
ィ口メーターによって測定した時に約０．　　０　０　
０　５ｍｍ−０．　　０　０　５＋ｎｍである。微細シ
リカ妙の硬質粒子を利用した。利用したシリカ粒子のサ
イズ分布は、次の通りである。

０％　　　　　　　　４０ ３０％　　　　　　　　５０ ６０％　　　　　　　　７０ ８０％　　　　　　　１００ ９０％　　　　　　　１４０ ９７％　　　　　　　２００ １６ ２０ ２８ ３９ ５５ ７９ ９ １〇　一 より均一なサイズ分布を有する微細砂は、銅を電解採取
するためのチタンブランクを製造するのにも有効であろ
うことが認められる。砂の前記サイズ分布は、商業上製
造され且つ容易に入手できる。シリカ砂は、空気供給ラ
イン圧力６．８気圧ゲージ（１００ｐｓ　ｉ　ｇ）を有
するサンドブラスト装置でブランクの両側に約３分間噴
霧した。シリカ砂を内径約１．　　１ｃ＋ｎを右するノ
ズル（　Ｎｏ．　７ノズル）を通して距離約１ｍ（３フ
ィート）で噴霧した。シリカ砂の硬質粒子は、チタンブ
ランクをヒットし、ブランクの外面に微小くぼみを形成
した。微小くぼみは、外面の荒さおよび表面積を増大さ
せた。荒さおよび表面積のこの増大は、銅スラブとブラ
ンクとの間の追加の接着性を与えた。

得られたチタンブランクの外面は、プロフィリメーター
によって１１Ｉ＋１定した時に均一な荒さ約０．００３
＋ｎ＋ａ〜０．００５ｍｍを有していた。この表面荒さ
は、動物グルーを均展剤として使用する時に銅スラブを
チタンブランクに有効に保持し、ブランクからのスラブ
の早期滑動を防止する。しかしながら、銅スラブは、時
々、スラブをナイフでこじ開けることによってブランク
から分離することが困難であり且つブランクから銅スラ
ブを分離するために熱衝撃を必要とすることがある。

下記ブランク調製法を利用する時にブランクからの銅ス
ラブの分離操作が改善されることが発見された。陰極を
微細シリカ砂の前記混合物でサンドプラストした。シリ
カ砂は、ライン圧力約５．５気圧ゲージ（８０ｐｓｉｇ
）〜７．５気圧（１１０ｐｓｉｇ）を有するサンドブラ
スト装置でブランクの外面において２５〜３０秒間噴霧
した。砂を内径約１．　　１ｃ＋ｎを有するノズル（Ｎ
ｏ．７ノズル）を通して距離約０．　　６ｍ　（２フィ
ート）〜１．２ｍ　（４フィート）で噴霧した。シリカ
砂の硬質粒子は、ブランクの外面を打ち、シリカ砂をよ
り長い時間噴霧した時よりもわずかに平滑な表面をブラ
ンク上に形成した。得られた表面は、プロフィリメータ
ーで測定した峙に均一な荒さ０．　　０　０　１＋＋＋
＋ｓ−０．　　０　０　３ｍｎを右していた。−微小く
ぼみは、動物グルー均展剤で撮作するためにブ１］ １２ ランクと銅スラブとの間の表面荒さおよび表面積の理想
的付加を与えた。銅スラブは、ブランクから早期には落
ちず且つ過度の力はブランクからスラブを分離するのに
必要とされなかった。しかしながら、硬質粒子を３０秒
よりも長い時間噴霧する時には、表面は、余りに荒くな
り且つスラブはブランクに余りに堅く接着する。

前記操作は、極めて迅速であり且つ垂直溝を有するブラ
ンクよりも均一な荒さを有するブランクを製造する。ブ
ランクに溝を形成するための資本支出および労力の高価
なコストは、排除される。

サンドブラストパラメーターの砂サイズ、圧力、標的距
離および時間の注意深い制御によって、他の均展剤の場
合に使用するのに理想的な表面荒さを有するブランクが
、製造できることが発見された。ブランク表面を本発明
の独特の方法によってピーニングすることは、電解採取
用ブランクを製造するのに有効な経済的な方法であるこ
とが証明された。

また、本発明のピーニング法は、非常に荒い表面を有す
るブランクの荒さを減少するのに利用してもよいことが
発見された。ブランクの表面は、ブランクからのスラブ
の分離において困難に遭遇する時には非常に荒い。比較
的平滑なブランクの表面の製法の場合には、非常に荒い
ブランクは、プラストして、荒いか深いくぼみを平滑化
する。

非常に荒いブランクを処理した後、ブランクは、操作可
能であり且つ同じ方法によって処理された比較的平滑な
ブランクよりもわずかにだけ荒い表面荒さを有する。

法令の条項に従って、本発明の特定の態様をここに図示
し且つ説明したが、当業者は、特許請求の範囲によって
カバーされる本発明の形態で変形を施すことができるこ
と、および本発明の或る特徴が他の特徴の対応の使用な
しに時々有利に使用できることを理解するであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はブランクと電着銅との間の接着性を増大させる
ためのくぼみを有するブランクの略正面１３　一 １４ 図、第２図は第１図の荒い外面の一部分の拡大略断面図
である。 １０・・ブランク、 ２４・・・微小くぼみ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電解槽中でブランク上に銅を電着させるために使用する
   チタン陰極ブランクの表面荒さを制御する方法であって
   、篩目の開き１６個／線形ｃｍを有する篩を通過し且つ
   篩目の開き７９個／線形ｃｍを有する篩によって保持さ
   れる大きさを有する硬質粒子によって、前記ブランクの
   外表面に対して、銅スラブがブランクから早期に分離す
   るのを防止し且つ該スラブをブランクから容易に分離さ
   せる微小くぼみを有する荒い外面を形成するのに有効な
   時間だけピーニングすることを特徴とする、チタン陰極
   ブランクの表面荒さの制御法。