JPS5893881A - 電極構造体およびそれを備えた電解槽 - 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】 この発明は電解槽に用いる電極構造体、ｌ１ｌｆにフィ
ルタープレス型の電解槽に用いる電極構造体およびこの
電極構造体を備えた電解槽に関する。

有孔構造体の多数の陽極および陰極を分離した陽極およ
び陰極隔室内に交互に配置した電解槽は既に知られてい
る＠これらの電解槽はまたセパレーターを有し、とのセ
Ｉ（レータ−は液体透過性の多孔質隔膜か実質的に液体
不透過性のイオン交換膜であシ得、陽極、と陰極との間
に位置決めされて陽極隔室を陰極隔室から分離するよう
圧されておシ、そして電解槽には電解液を陽極隔室に供
給し、また必要に応じて液体を陰極隔室に供給する装置
や、電解生成物をこれらの隔室から除去する装置が設け
られている・ このような電解槽においては電極構造体は離隔して配置
された一対の有孔シート材料にょ夛形成されることがで
きる〇 電解槽けたとえば塩化す）ＩＪウム水溶液のようなアル
カリ金属塩化物溶液の電解に使用することができる・多
孔質隔膜を備えた電解槽の場合、アルカリ金属塩化物水
溶液が電解槽の陽極隔室へ装入され、そして塩素が陽極
隔室から排出され、また水素およびアルカリ金属水酸化
物を含有する電解槽液が電解槽の陰極隔室から排出され
る。イオン交換膜を備えた電解槽の場合では、アルカリ
金属塩化物水溶液が電解槽の陽極隔室へ装入され、水ま
たは希薄アルカリ金属水酸化物水溶液が電解槽の陰極隔
室に装入され、そして塩素およびアルカリ金属塩化物の
濃度の低下した水溶液が電解槽の陽極隔室から排出され
、さらに水素およびアルカリ金属水酸化物が電解槽の陰
極隔室から排出される。

電力消費をできるだけ少なくするためＫけこのような電
解槽をできるだけ低い電圧で作動させるのが望ましい＠
電圧は一部には、陽極とこれに隣接した陰極との間の間
隙である電極間隙によシ決定され、従って最近の設計の
電解槽では陽極と陰極との間隙を小さく、ちょうど零に
し、陽極および陰極がそれらの間に位置決めされたセパ
レーターと接触するようＫすることが提案された。

しかしながら陽極と陰極との間隙を零にした電解槽は、
七パレータ−を陽極および陰極と接触させた際に圧力が
セパレーターに作用し、この結果場合によってセパレー
ターの均一性が損われたり、セパレーターが破壊された
シすることＫなるという点で問題がある。

これは４！）Ｋ、七／（レータ−が、小孔を有する陽極
および陰極を介して等しい圧力を加えることが望ましい
イオン交換膜である場合である。

、前記問題に対する解決法が提案された。垂直に配置さ
れた中央板と、この板の両側に離隔して垂直に配置され
たリプと、これらのリプに取付けられた有孔スクリーン
とを有する電極構造体が提案されえ、このような電極構
造体が電解槽に組付けられた場合には、陽極のリプは隣
接した陰極のリプから偏移され、これによ抄電極間（位
置決めされたセパレーターが隣接するリプの間に挾まれ
ず、小さな正弦波形状をとるようＫされる・別の提案さ
れ九電極構造体では、前記板およびリプは頂点が垂直と
なるように折り光たまれ九金属シートに置換えられ、有
孔スクリーンはそのシートの両側に位置決めされて頂点
に取付けられる・このような電極構造体が電解槽に組付
けられると、陽極の頂点は隣接する陰極の頂点から偏移
され、それで電極間に位置決めされたセパレーターは隣
接した頂点の間に挾まれず、小さな正弦波形状をとるよ
うになる。

前述した型の電極構造体は英国公開特許第２０３２４５
８Ａ　４＋に記載されている。この特許出願では、電極
構造体は電流分配装置として用いられ、またセパレータ
ーは重合体状固体電解質、すなわち電極を衷面にたとえ
ば埋込んで取付けるようにしたイオン交換膜である＠ このような電極構造体重たけ電流分配装置が電解槽に設
置された場合、液体は電解槽の陽極および陰極隔室に垂
直に流れ得るようにされているにもかかわらず、垂直に
配置されたリプおよび頂点によって液体は水平に流れる
ことができず、この結果分離した陽極および陰極隔室内
における液体の混合を所望したように良好に行なうこと
ができない・事実、電解槽の隔室内の液体は不十分な混
合によシ生じた濃度勾配を示す〇 この発明は、隣接した構造体の関に位置決めされてそれ
らと接触するセパレーターに均等圧力を加えることがで
き、しかも構造簡単で製作容易なうえ、電解槽の電極隔
室内に流体を水平にも垂直にも流すことができ、これＫ
よシミ解槽の電極隔室内で良好な液体の混合−を可能に
した電極構造体に関する・ この発明によれば、導電性シート材料と、このシート材
料から離隔して配置されてそれに導電的に接着された少
なくとも１枚の可撓性の導電性有孔シートとを有する電
極構造体くおいて、多数の突出部がシート材料の少なく
と本片面に位置決めされ、これらの突出部が第一の方向
にかつその第一の方向に対して横方向に互いに離隔して
配置され、また１枚またはそれ以上の可撓性の導電性有
孔シートが前記突出部に導電的に接着されることを特徴
とする電極構造体が提供される・有孔シートがシート材
料の片面上の突出部に接着される電極構造体上電解槽の
端子電極として用いることができる・電極構造体が電解
槽の内部電極として役立つようにされる場合、電極構造
体はシート材料の両面に突出部を有し、また有孔シート
が両面上の突出部に導電的に接着されるのが好ましい。

シート材料の突出部が第一の方向にかつその第一〇方向
に対して横方向に互いに離隔して配置されているため、
シート材料と有孔シートとの間の空間内で液体が水平方
向にも垂直方向にも流れるようＫすることができること
がわかるであろう・２枚のこのような有孔シートを有す
る電極構造体では、有孔シートの平面およびシート材料
の平面に対して横方向に液体が流れ得るようにするため
にけ、シート材料に開口部を形成することも好ましい・ シート材料は金属質であシ得る。シート材料を構成する
材料は電極構造体が陽極として用いられるかまたは陰極
として用いられるかによシ決まり、また電解されるべき
電解液の性質に応じて決定される。たとえば、電極構造
体が％にアルカリ金属塩化物水溶液をｔ解する電解槽に
おいて、陽極として用いられる場合、電極構造体はたと
えばチタニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタルまた
はタングステンのようないわゆるパルプメタルか、ある
いは主としてこれらの金属のうちの１つまたはそれ以上
の金属から成る合金で形成するのが適当である。電極構
造体が陰極として用いられる場合には、シート材料ｌｄ
＆とえばステンレス鋼や軟鋼等の鋼、ニッケル、銅、あ
るいはニッケル被覆または銅被覆鋼であシ得る・ 電極構造体のシート材料はそれ自体可撓性を有する、好
ましくは弾力性のあるような厚さのものが望ましい。

シート材料の面に設けられた突出部は導電性を有しかつ
金属質であシ得、そして様々な方法で形成することがで
きる。九とえば、シート材料面における突出部は円錐形
または切頭円錐形を有することができ、またそれらはシ
ート材料の反対側の面に対して適当な形状の工具を作用
させることで形成することができる。突出部が円錐形ま
たは切頭円錐形のもので、そしてこのよう°にしてシー
ト材料の両面に形成され九場合には、シート材料の一方
の面における突出部はシート材料の他方の面における突
出部に対して必然的に適当な位置で互い違いＫされる・
別の方法では突出部は対になったスリットをシート材料
に形成し、スリット間のシート材料の部分をシート材料
の平面から離れるように抑圧することで形成することが
できる◎この場合でもシート材料の一方の面における突
出部はシート材料の他方の面における突出部に対して適
当な位置で互い違いにされる。

突出部は対称的に離隔して配置されるのが好ましい＠た
とえば、それらは第一の方向において等距離離隔され、
また第一の方向に対してたとえは実簀的に直角な横方向
Ｋｌｌ距離離隔て配置されるＯ しかしながら、第一の方向における突出部の間隔す表わ
ち突出部のピッチは第一の方向の横方向における突出部
のピッチとけ異なっている＠従って膨張金属有孔シート
の場合のように突出部に接着される有孔シートの導電性
が第一の方向の横方向よりも第一の方向において大きい
場合には、第一の方向における突出部のピッチを第一の
方向の横方向におけるピッチよシも大きくシ、電圧降下
を最小しかつ電極の有孔シートを横切る電流を均等に分
配することが望ましい。

シート材料の平面からの突出部の高さはシート材料と有
孔シートとの間の距離を調整し、またこのような２枚の
シートを含む構造体では有孔シート間の距離を調整し、
さらに電極構造体を有する電解槽においては電極隔室の
深さを調整する。

シート材料の平面からの突出部の高さはたとえば２〜１
５ｍの範囲であ）得る。シート材料面における隣接した
突出部間の距離はたとえば１〜５０５Ｉの範囲であ〉得
、１例としては２〜２５ｃＩＭである。

セパレーターが隣接する電極に設けられた突出部の間に
挾まれないようにするためには、シート材料の片面にシ
ける突出部がシート材料の反対側の面Ｋかける突出部に
対して適当な位置で互い違いＫされることが好ましい・ 有孔シートは望ましく社金属または合金であり、また一
般にけシート材料と同じ材質のものである。

従って電極構造体が１極として用いられる場合には〜有
孔シートはバルブメタルまたは主にパルプメタルから成
る合金で作ることができる。電極構造体が陰極として用
いられる場合にけ、有孔シートはたとえばステンレス鋼
、軟鋼、ニッケル、銅。

ある％／ｈはニッケル禎覆または銅被覆鋼であシ得る。

有孔シートはいかなる適当な構造の４のでもよく、精密
な構造は問題ではない。このため有孔シートは膨張金属
や織物ワイヤのものでもよく、または多孔シートで本よ
い。有孔シートはいかなる適当な手段たとえば溶着、ろ
う付にょシまたけ導性セメントを用いることによって、
シート材料の突出部に導電的に接着されることができる
。

隣接する電極構造体の間に位置決めされたセパレーター
に加えられる圧力が均等に作用できるようにするために
け有孔シートは可撓性を有する必普があシ、そして特に
望ましいことけ、有孔シートが電極構造体のシート材料
よシも大きな可撓性を有することである。従って、有孔
シートの寸法特に厚さは所望の可撓性を得るように選択
されるべきである。所望される可撓性が一部には有孔シ
ートを構成する材質に左右されるとして本、その厚さは
だいたい０．１〜１鶴の範囲である口有孔シートは弾力
性のあることが好ましい。

この発明によれば、端子電極、これらの端子電極の間に
位置決めされ、第一の方向Ｋかっその第一の方向に対し
て横方向に互いに離隔して導電性シート材料の両面に配
置された突出部と、これらの突出部に接着された可撓性
の導電性有孔シートとを有する前述した少なくとも１個
の電極構造体、並びに隣接した電極構造体の有孔シート
の間でかつ電極構造体と端子電極との関に位置決めされ
、これＫよシミ解槽を分離した陽極および陰極隔室に分
割するようにし九セル−ターを有する電解槽もまた提供
される。

端子電極、一般には端子陽極および陰極は、有孔シート
をシート材料の片面だけに位置決めしたこの発明の電極
構造体を有することができΣ口電解檜は端子電極の間に
陽極および陰極として交互に配置された多数の電極構造
体を有することができ、各電極構造体はシート材料の片
面に設けられた突出部およびシート材料の反対側の面に
設けられた突出部に位置決めされる有孔シートを有して
−る・ 電極構造体たとえば陽極に設けられた突出部は隣接した
電極構造体たとえば陰極に設けられた突出部に対して偏
移して配置されるように位置決めされるのが好ましく、
この結果隣接する電極構造体の有孔シートの関に位置決
めされたセパレーターＨ２個の隣接する突出部の間に挾
まれず、従ってセパレーターの均一性を損ったシセパレ
ーターを破壊したりすることを避けることができる〇電
極構造体および少なくともその有孔シートは導電性を有
しかつ電気化学的に活性の適当な材料で被覆することが
できる。１例として、電極構造体がたとえはアルカリ金
属塩化物水溶液を電解する際に陽極として用いられる場
合、陽極Ｆ１１つまたはそれ以上の白金族金属すなわち
白金、ロジウウ、イリジウム、ルテニウム、オスミウム
またはパラジウム、および（または）これらの金属のう
ちの１つまたはそれ以上の金属の酸化物で被覆されるこ
とができる。白金族金属および（またＦｉ）酸化物の被
覆は１つまたはそれ以上の非貴金属金属酸化物、特に１
つまたはそれ以上の皮膜形成金属酸化物たとえば二酸化
チタンと混合した状態で存在することができる◎電解槽
特にアルカリ金属塩化物水溶液を電解する電解槽におい
て陽極被柵材として用いられる導電性の電気化学的に活
性の材料およびこのような被覆材の施し方は当該技術分
野において周知である・ 電極構造体がたとえばアルカリ金属塩化物水溶液を電解
する際に陰極として用いられる場合、陰極は陰極におけ
る水素過電圧を減少するようにされた材料で被覆するこ
とができる・適当な被覆材は当該技術分野Ｋをいて既に
知られている・この発明の電極を組付けた電解槽は隔膜
（ダイアフラム）型の本のでも膜（メンブレン）型のも
のでもよい。隔膜型電解槽の場合は、隣接する陽極と陰
極との間に位置決めされて分離した陽極隔室および陰極
隔室を形成するセ／（レータ−は微孔性を有し、使用中
電解液は隔膜を貫通して陽極隔室から陰極隔室に向って
流れる＠従って、アルカリ金属塩化物水溶液が電解され
る場合には、生成される電解槽液はアルカリ金属塩化物
およびアルカリ金属水酸化物の水溶液を有している・模
型電解槽ではセパレーターは本質的に液体不透過性であ
）、使用中イオン種は電解槽の隔室間の膜を横切って運
ばれる。従って膜が陽イオン交換膜である場合には、陽
イオンは膜を横切って運ばれ、またアルカリ金属塩化物
水溶液が電解される場合には、電解槽液はアルカリ金属
水酸化物の水溶液を含んでいる・ 電解槽に用いられるセパレーターが微孔性隔膜である場
合には、隔膜の性質は電解槽で電解される電解液の性質
に応じて決められる。隔膜は電解液および電解生成物に
よる劣化に耐える必要があシ、このためアルカリ金属塩
化物水溶液が電解される場合には、隔膜はフッソ含有重
合材料で作られるのが適当であシ、この理由はそのよう
な材料は一般に電解で発生する塩素およびアルカリ金属
水酸化物による劣化に耐え得るからであ・る。好ましく
は、微孔性隔膜はポリテトラフルオロエチレンで作られ
るが、使用可能な他の材料としてはたトエばテトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロポリプロピレン共重合体
、フッ化ビリニデン重合体および共重合体、並びにフッ
素化エチレン−プロピレン共重合体が挙げられる。

適当な微孔性隔膜はたとえば英国特許第１５０３９１５
号明細書に記載された、繊維で相互結合されタミクロ組
織の節を持つ一すテトラフルオロエチレン製の微孔性隔
膜や、英国特許第１０８１０４６号明細書に記載された
、ｄリテトラブルオロエチレン製のシートから粒子状充
填剤を抽出して作ちれた微孔性隔膜である。その他の適
当な微孔性隔膜は当該技術分野において提案されている
ものである。

電解槽に使用されるセパレーターが陽イオン交換膜であ
る場合にも、膜の性質は電解槽で電解される電解液の性
質に関係する。膜は電解液および電解生成物による劣化
に耐える必要があり、このためアルカリ金属塩化物の水
溶液を電解する場合にけ、罠は陽イオン交換膜たとえば
スルホン酸。

カルボン酸またはリン酸基、またはそれらの誘導体、あ
るーは４つまたはそれ以上の基の混合物を含んだフッ素
含有重合材料で作られるのが適当である。

適当な陽イオン交換膜はたとえば英国特許第１１８４３
２１号、同第１４０２９２０号、同第１４０６６７３号
、同第１４５５０７０号、同第１４９７７４８号。

同第１４９７７４９号、同第１５１８５８７号および同
第１５３１０ｉ号に記載されたものである。

この発明の電極構造体は、いわゆる重合体状固体電解質
であるイオン交換膜を備えた電解槽において電流分配装
置として用いることができ、従って電極構造体という用
語には電流分配装置も含まれている。重合体状固体電解
質は、導電性の電気化学的に活性の陽極材料の接着され
る一方の面および導電性の電気化学的に活性の陰極材料
の接着される他方の面に対してイオン交換膜を有してい
る。このような重合体状固体電解質は当該技術分野にお
いては既に知られている。

電解槽内で重合体状固体電解質の陽極面と係合する陽極
電流分配器はアルカリ金属塩化物水溶液が電解される場
合には、膜の面の陽極よ）も高匹塩素過電圧を有し、塩
素の発生が陽極電流分配器の面で行なわれるおそれを少
なくするよう圧されている。しかしながら、陽極電流分
配器の面または少なくとも膜の陽極と接触するそれらの
面は特に陽極電流分配器がパルプメタルで作られている
場合には、非動態化性被覆を有している。

アルカリ金属塩化物水溶液が電解される場合にけ、同様
な理由によシ、陰極電流分配器の材料は膜の面の陰極よ
シも高い水素過電圧を有するのが好ましい。

電極構造体は電力を構造体に供給する装置を備えること
ができる。たとえば、この装置は構造体が電解槽に組付
けられる際に母線に取付けるのに適した形状の突出部に
よシ形成されることができる・ 電流の流れる方向における電極構造体の寸法、特にこの
方向における電極構造体の１枚またはそれ以上の有孔シ
ートの寸法は１５〜６０ｔｓの範囲であるのが好ましく
、これＫよ）精巧な電流搬送装置を用いることなく電極
構造体の低電圧降下を保証する短かい電流路を形成する
ようにされている。

仁の発明の電極構造体は電解槽に設置するのを容易にす
るためガスケットに位置決めされることができる。たと
えば、このガスケットは凹部を有するフレームの形であ
り得、その凹部の寸法は電極構造体のシート材料を受け
るように決められている◎ガスケットの厚さは電極構造
体の有孔シ′−トの外向き面間の距離と実質的に同じで
あるのが好都合である・代りには、シート材料の寸法す
なわち長さおよび幅は有孔シートの対応する寸法よりも
いくぶん大きく、シート材料は一対のフレーム状ガスケ
ットの間に位置決めされる。

ガスケットは電気絶縁材料で作られるべきものである・
電気絶縁材料は電解槽内の液体に耐え得るのが望ましく
、適当にはフッ素含有重合材料たとえばビリテトラフル
オロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、またはフッ素化
エチレン−プロピレン共重合体である。別の適当な材料
けＥＰＤＭゴムである。

この発明の電極構造体が設置される電解槽では、電解槽
の個々の陽極隔室は電解液を適当には共通のヘッダーか
ら隔室へ供給する装置、および電解生成物を隔室から除
去する装置を備えている。同様に、隔室の個々の陰極隔
室は電解生成物を隔室から除去する装置を備え、また適
宜水または他の流体を適当にけ共通のヘッダーから隔室
へ供給する装置を備えている・ たとえば、電解槽がアルカリ金属塩化物水溶液の電解に
用いられる場合、電解槽の陽極隔室はアルカリ金属塩化
物水溶液を陽極隔室へ供給する装置を備え、また必要に
応じてアルカリ金属塩化物の濃度の低下した水溶液を陽
極隔室から除去する装置を備え、そして電解槽の陰極隔
室は水素およびアルカリ金属水酸化物を含有する電解槽
液を陰極隔室から除去する装置を備え、また必要に応じ
て水またけ希薄アルカリ水酸化物溶液を陰極隔室へ供給
する装置を備えている。

電解液を供給する装置および電解生成物を除去する装置
け電解槽のそれぞれの陽極隔室および陰極隔室の各々へ
または各々から連通する別個の管で構成することが可能
であるが、こうした構造は％に非常に多数のそのような
隔室を有し得るフィルタープレス型の電解槽では不必要
に複雑かつ厄介となる。好ましい型の電解槽では、ガス
ケットは多数の開口部を有し、これらの開口部は電解槽
においてその縦方向に別個の隔室を形成し、またこうし
た開口部を経て電解液が電解槽たとえばその陽極隔室へ
供給されることができ、さらに電解生成物は電解槽たと
えばその陽極および陰極隔室から除去されることができ
る。電解槽の縦方向に延びる隔室は電解槽の陽極および
陰極隔室とガスケットたとえばその壁に形成された通路
を経て連通することができる〇 電解槽が液体透過性の隔膜を有する場合、電解槽の縦方
向に２個または３個の隔室を形成す゛る２個または３個
の開口部を形成することができ、これらの開口部から電
解液が電解槽の陽極隔室へ供給されることができ、また
それらの開口部を経て電解生成物を電解槽の陽極および
陰極隔室から除去すると、とができる。

電解槽がイオン交換膜を有する場合には、電解槽の縦方
向に４個の隔室を形成する４個の開口部を設けることが
でき、これらの開口部から電解液および水または他の流
体がそれぞれ電解槽の陽極および陰極隔室へ供給される
ことができ、ま九（のような開口部を経て電解生成物を
電解槽の陽極および陰極隔室から除去することができる
。

代シの実施例では、電極構造体たとえばシート材料は電
解槽内でその縦方向に隔室の一部を形成する開口部を有
することができる。

電解槽においてその陽極隔室と連通ずる電解槽の縦方向
忙延びる隔室は電解槽の陰極隔室と連通する電解槽の縦
方向に延びる隔室から電気的に絶縁される必要がある。

従って、前記代シの実施例では電極構造体における１個
またはそれ以上の開口部は隔室間の必要な電気絶縁を得
るためには少なくとも電気絶縁材料のライニングを有す
る必要があシ、またはこの必ｌ！な電気絶縁は電極構造
体の１個またはそれ以上の開口部を、それ自体電気絶縁
材料で作られた構造体の一部によシ形成することで得る
ことができる・ 電解槽内のセパレーターはそれ自体、電解槽においてそ
の縦方向に隔室の一部を形成する多数の開口部を有する
ことができるか、または所要の多数の開口部を有する１
枚またはそれ以上のガスケットと結合されることができ
る・ この発明の電極構造体は２極電極構造体であり′得、こ
れは好ましくは金属の第１シート材料と、この第１シー
ト材料に導電的に接続された好ましくはこれも金属の第
２シート材料とを有し、これらのシート材料はその面に
多数の突出部を有し、これらの突出部は第１の方向にか
つその第１の方向に対して横方向に互いに離隔して配置
され、シー４材料の各面は前記突出部に導電的に接着さ
れた可撓性の導電性有孔シートを有している。たとえば
、２極電極構造体がアルカリ金属塩化物水溶液を電解す
る電解槽に用いられる場合、第１シート材料およびこれ
に接着された有孔シートは陰極として作用し、それらは
鋼、ニッケルまたは銅。

あるいはニッケルまたは銅被覆鋼で作られることができ
る・ この発明はアルカリ金属ハロダン化物水溶液を電解する
電解槽に用いるＯＫ適した電極構造体について記載され
た。しかしながら理解されるべきことは、この電極構造
体が他の溶液を電解する電解槽や、他の型の電解槽たと
えば燃料電池にも使用され得ることである・ 次にこの発明を添付図面を参照して説明する。

第１図を参照すれば、電極構造体１は多数の孔３を備え
た可撓性金属シート２を有し、前記孔３はシート２の一
側から他側への液体の流れに対する通路を形成している
。シート２の片面には多数の切頭円錐形突出部４が位置
決めされ、これらは第一の方向にかつその第一の方向に
対して横方向に互いに離隔して配置されている。同様に
、シート２の反対側の面には多数の切頭円錐形突出部５
が位置決めされ、これらは第一の方向にかつその第一の
方向に対して横方向に互いに離隔して配置されている。

各々高さが５鶴の切頭円錐形突出部４．５はシート２を
適当な形状のポンチで打出して形成され、片面の突出部
４は反対側の面上の突出部５から適当な位ｔｃ偏移して
設けられている。

金属シート２は多数の孔を備えた弧長部６を有し、前記
孔を通じて適当な電源への接続を行なうことができる・
網８の形の可撓性を有しかつ弾力性のある金属シートは
シート２０片面の切頭円錐形突出＠４に位置決めされ、
それらの突出部４に溶着することでそれらに電気的に接
続されている。

網状シート８けシート２よシも大きな可撓性を有してい
る。同様に１可撓性を有しかつ弾力性のある網状金属シ
ート９けシート２０反対側の面の切頭円錐形突出部５に
位置決めされて溶着されているＯシート２および網状シ
ート８．９の金属の性質は電極が陽極として用いられる
かまたは陰極として用いられるかによって、また電極が
配量される電解槽で電解される電解液の性質に応じて決
められる。電極をアルカリ金属塩化物の水溶液を電解す
る際に陽極として用いる場合、電極はたとえばチタニウ
ムのようなパルプメタルで作るのが適当であシ、また電
極をそのような電解の陰極として用いる場合には、電極
は軟鋼、ステンレス鋼、銅かニッケル、あるいけニッケ
ル被覆または銅被覆ニッケル鋼で製造するのが適当であ
る＠第２図は第１図に示された型の３個の電極構造体か
ら成る組立体の端面図である・各電極構造体はシート１
４０片面に設けられた多数の切願円錐形突出部１３と、
シート１４０反対側の面に設けられる多数の同様な突出
部１５と、これらの突出部１１１５に導電的に接続され
た可撓性を有しかつ弾力性のある網状シート１ｔ５．１
７とを備えている。隣接して対になった各電極の間には
陽イオン交換膜シート１８．１９が位置決めされ、これ
らは隣接した対向する電極の網状シートと接触している
。従って圧力が陽イオン交換膜１８．１９に加えられた
場合には、隣接する電極のシートに設けられた突出部が
互いに偏移されているため、陽イオン交換膜１８．１９
は隣接する突出部と網状シートとの聞に挾まれることは
なく、交換膜は小さな正弦波形状を有するように＆るこ
とかわかるであろう口 第３図は電極構造体２０の一部を有し、これは多数の孔
２２を備えた可撓性金属シート２１を有し、前記孔２２
は電極が電解槽に配置された場合液体をシート２１の一
側から他側へ流すための通路を形成している。シート２
１の片面には多数の橋状突出部２６が位置決めされ、こ
れらは第一の方向Ｋかつその第一の方向に対して横方向
に互いに離隔して設けられている。同様に１シート２１
の反対側の面には多数の橋状突出部２４が位置決めされ
、これらは第一の方向Ｋかつその第一の方向に対して横
方向に互いに離隔して配置されている・橋状突出部２３
．２４ｔｆシート２１に２個の平行なスリットを形成し
、これらスリット間のシートの一部をシートの平面から
、要求されたシートの一側または他側に向けて離すよう
に押圧することで形成される・このようＫして、シート
２１の片面の橋状突出部２３けシート２１０反対側の面
の突出部２４から適当な位置に偏移されていることがわ
かるで゛あろう。図面を明瞭にするため第３図にけ示さ
れていないが、可撓性を有しかつ弾力性のある網状金属
シートはシート２１上の橋状突出Ｗｘ２５．２４ＶＣ取
付けられてそれらに電気的に接続されている。金属シー
ト２１はまた適当な電源へ接続する友めの鴬長部（図示
されていない）をも有している。

第４図に一部示されている電解槽は以下に説明する型の
陰極２６と、可撓性電気絶縁材料で作られたガスケット
２７とを有している。

ガスケット２７は中央開口部２８と凹部２９とを有し、
この凹部２９内に陰極２６が位置決めされる。２個の開
口部５０．３１は中央開口部２８の一側に位置決めされ
、また２個の開口部３２（もう１個は図示されていない
）は中央開口部２８の反対側に位置決めされている。ま
た電解槽は陽極３３と、凹部５５を備えたガスケット３
４とを有し、前記口ｓ３５には陽極３３が位置決めされ
ている。ガスケツ゛ト３４は中央開口部３６と、この開
口部の両側に対になって設けられた４個の開口部３７昌
Ｂ、５９．４０ｋを有している。可撓性電気絶縁材料で
作られたガスケット４１は中央開口部４２と、この開口
部の両側に対になって設けられた４個の開口部４５．４
４．４５．４６と、ガスケットの壁に設けられ、それぞ
れ中央開口部４２と開口部４３．４６との間の連通装置
を形成する２個の通路とを有している。可撓性電気絶縁
材料で作られたガスケット４９は同様に中央開口部５０
と、この開口部の両側に対になって設けられた４個の開
口部５１，５２．５５（もう１個は図示されていない）
と、ガスケットの壁に設けられ、それぞれ中央開口部５
０と開口部５２および図示されていない開口部との間の
連通装置を形成する２個の通路５４（もう１個は図示さ
れていない）とを有している。

電解槽けまた、陽イオン交換膜シート５５　、５６をも
有し、これらは電解槽内でそれぞれガスケット３４．４
９とガスケット２７．４１との間の適当な位置に保持さ
れている。

電解槽内では、陽極３３が取付けられたガスケット、Ｉ
Ｎ、５４ｄ共に電解槽の陽極隔室を形成し、この隔室は
陽イオン交換膜５５．５６によシ仕切られている＠同様
に一１電解槽の陰極隔室は陰極２６の取付けられたガス
ケット２７と、ガスケット２７に隣接して位置決めされ
る符号４９で示された蓋のガスケットとｋよって形成さ
れ、この陰極隔室もまた２枚の陽イオン交換膜にょシ仕
切られている。図面を明瞭にするため！４図の実施例で
は、電解槽の一部を形成する電解槽の端板や、ガスケッ
ト、電極および交換膜を共に締付けて漏洩のない組立体
を構成するために設けられ得る装置たとえばボルトは図
示されていない。電解槽は交互に配置された前記した型
の多数の陽極および陰極を有している。

組立てられた電解槽では、ガスケット２７　、５４゜４
１．４？の開口部３０，５７，４５．５１はそれぞれ電
解槽の縦方向に隔室を形成する◎同様に１ガスケツトの
他の開口部は組立てられた電解槽内でその縦方向（働の
隔室を共に形成し、従って４個のこのような縦方向の隔
室が設けられる。電解槽はまた、ガスケット３４の開口
部３７がその一部を形成する電解槽の縦方向Ｋｍびる隔
室に電解液を装入し、これｋよ）その電解液をガスケッ
ト４１０通路４７を経て電解槽の陽極隔室へ装入できる
ようＫし九装置（図示されていない）をも有している。

電解生成物は電解槽の陽極隔室から、ガスケット４１０
通路４Ｂ、およびガスケット３４の開口部３９がその一
部を形成する電解槽の縦方向に延びる隔室を経て、電解
生成物を電解槽から除去できるようＫした装置（図示さ
れていない）に通されることができる。同様に１電解槽
けまた、液体たとえば水を、ガスケット４１の開口部４
５がその一部を形成する電解槽の縦方向に延びる隔室に
装入し、これＫよりその液体をガスケット４９０通、路
（図示されていない）を経て電解槽の陰極隔室内に装入
できるようにした装置（図示されていない）をも有して
いる。電解生成物は電解槽の陰極隔室から、ガスケット
４９０通路５４、およびガスケット４１の開口部４４が
その一部を形成する電解槽の縦方向に延びる隔室を経て
、電解生成物を電解槽から除去できるようにした装置（
図示されていない）に通されることができる。

作動に際して陽極および陰極は適当な電源に接続され、
電解液は陽極隔室に％また他の流体たとえば水は電解槽
の陰極隔室和装入され、そして電解生成物は電解槽の陽
極および陰極隔室から除去される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電極構造体の一部の斜視図でＴｏ＃
）、ｆａ２ＷＡは第１図に示されたこの発明の３個の電
極構造体から成る組立体の端面図であシ、第５−図はこ
の発明の電極構造体の代りの実施例の一部の斜視図であ
）、第４図はこの発明の電極構造体を有する電解槽の一
部の分離斜視図である。 １１１１極構遺体、　　２．８，９，１４，１６．１７
゜１８、　　１？、　　　２１．　　５５．　　５６　
　　：　　　シ　−ト　　、　　　　　４，５．１３゜
１５、２５．２４　：突出部、　　２７．３４．４１．
４９：ガメケット・ 手続補正書（方式） 昭和５７年１２月２４日 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年　特許願　第２０４７００号２、発明の名称 電極構造体およびそれを備えた電解槽 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　　インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・
ピーエルシー４、代理人 〒１０５　　住所　東京都港区西新橋１丁目１番１５号
物産ビル別館　電話（５９１）　０２６１図面の６°Ｉ
古内容に口臭なし

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　導電性シート材料と、このシート材料から離隔して
   配置されかつそれに導電的に接着された少なくと本１枚
   の可撓性の導電性有孔シートとを有する電極構造体にお
   いて、第１の方向にかつその第１の方向に対して横方向
   に互いに離隔して配置される多数の突出部が前記シート
   材料の少なくとも１つの面に位置決めされ、また１枚ま
   たはそれ以上の可撓性の導電性有孔シートが前記突出部
   に導電的に接着されることを特徴とする電極構造体・ ２　シート材料が可撓性を有する特許請求の範囲第１項
   に記載の電極構造体。 五　シート材料がその両面に突出部を有し、また可撓性
   の導電性有孔シートが前記両面上の突出部に導電的に接
   着される特許請求の範囲第１項または第２項に記載の電
   極構造体。 本　シート材料が、シート材料の平面に対して液体が横
   方向に流れるようにする開口部を有する特許請求の範囲
   第３項に記載の電極構造体。 ＆　シート材料が弾力性があり、また有孔シートも弾力
   性がある特許請求の範囲第４項に記載の電極構造体〇 ＆　シート材料の面に設けられる突出部が、第１の方向
   にかつその第１の方向に対して実質的に直角な横方向に
   互いに離隔して配置される特許請求の範囲第１〜５項の
   いずれか１つに記載の電極構造体。 Ｚ　シート材料の片面に設けられる突出部が、シート材
   料の反対側の面の突出部に対して適当な位置で互い違い
   にされる特許請求の範囲第１〜６項のいずれか１つに記
   載の電極構造体。 ＆　シート材料の平面からの突出部の高さが２〜１５ｍ
   ｍの範囲である特許請求の範囲第１〜７項に記載のいず
   れか１つに記載の電極構造体。 ２　シート材料の平面に設けられた隣接する突出部の間
   の距離が２〜２５ａ＊の範囲である特許請求の範囲ｗＥ
   １〜８項のいずれか１っに記載の電極構造体。 ＩＱ、構造体が金属質である特許請求の範囲第１〜９項
   のいずれか１っに記載の電極構造体◎１ｔ　有孔シート
   がシート材料より本大きな可撓性を有する特許請求の範
   囲第２〜１０項のいずれか１９に記載の電極構造体・ １２、有孔シートが０．１〜１ｍｍの範囲の厚さを有す
   る特許請求の範囲第１〜１１項のいずれ永１っに記載の
   電極構造体。 １五端子電極と、多数のセパレーターとを有する電解槽
   において、端子電極の間に位置決めされた少なくとも１
   個の電極構造体を有し、この電極構造体が、第１の方向
   に一１％？その第１の方向に対して横方向に互いに離隔
   して導電性シート材料の両面に配置された突出部と、こ
   れらの突出部に導電的に接着された可撓性の導電性有孔
   シートとを備え、また隣接する電極構造体の有孔シート
   の間でかつ電極構造体と端子電極との関に位置決めされ
   、これにより電解槽を分離した陽極および陰極隔室に分
   割するようにしたセパレーターが設けられる仁とを特徴
   とする電解槽・ １４各端子電極が、第一の方向にかつその第一の方向に
   対して横方向に互いに離隔してシート材料の片面に位置
   決めされた多数の突出部と、これらの突出部に導電的に
   接着された可撓性の導電性有孔シートとを有する特許請
   求の範囲第１３項に記載の電解槽〇