JPS60218490A - 電極および電解槽 - 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】 本発明は電極およびこの電極を含有する電解槽に関する
。

１個または複数個の陽極と１個または複数個の陰極とか
らなりかつ各々の陽極とこれに隣接する陰極が水透過性
隔膜（ｄｉａｐｈｒａｇｍ　）または実質的に水不透過
性のイオン選択透過Ｍ（ｍｅｍｂｒａｎ＠）であり得る
七ノ平レータ−により分離されている形　式の電解槽は
既知である。

か＼る電解槽の陽極室には電解液を好ましくは共通のヘ
ッダーから電解槽に供給する装置および電解生成物を電
解槽から取出す装置が設けられている。同様に、電解槽
の陰極室には電解生成物を　□電解槽から取出す装置お
よび場合により、電解槽に水または他の液体を供給する
ための装置が設けられている。

電解槽中のセ・母レータ−は電解液を電解槽の陽極室か
ら陰極室に流動させる水透過性隔膜であるか、ｔたは、
イオン選択透過性、例えばカチオン選択透過性であって
電解槽の陽極室と陰極室との間でイオン種を選択的に移
行させる実質的に水不透過性の膜であり得る◎ か＼る電解槽は例えば水または水溶液の電解、例えばア
ルカリ金属塩化物水溶液の電解に使用し得る。かかる水
溶液を隔膜型電解槽中で電解すみ場合には、上記水溶液
を電解槽の陰極室に装入し、電解中に生成した塩素を電
解槽の陽極室から取出し、アルカリ金属塩化物水溶液を
隔膜を通過させそして電解によって生成した水素とアル
カリ金属水酸化物を陰極室から取出す；このアルカリ金
属水酸化物はアルカリ金属塩化物とアルカリ金属水酸化
物の水溶液の形で取出される。アルカリ金属塩化物水溶
液をカチオン選択透過膜を取付けた電解槽中で電解する
場合には、上記水溶液を電解槽の陽極室に供給し、電解
中に生成した塩素と減損した（　ｄｅｐｌｅｔｅｄ　）
　（すなわ′ち、アルカリ金属塩化物含有量の減少した
）アルカリ金属塩化物水溶液とを陽極室から取出し、ア
ルカリ金属イオンをカチオン選択透過膜を横切って、水
または稀薄なアルカリ金属水酸化物水溶液を供給し得る
電解槽の陰極室へ移行させそして水素と、アルカリ金属
イオンと水酸イオンとの反応により生じたアルカリ金属
水酸化物溶液とを電解槽の陰極室から取出す。

上記した形式の電解槽は塩化ナトリウム水溶液の電解に
より塩素と水酸化ナトリウムとを製造するのに４Ｉに使
用し得る。

か＼る水溶液を電解し得る電圧は多数の要因。

すなわち、理論電解電圧、陽極と陰極におけろ過電圧、
陽極と陰極との間に設けられた隔ａｔたは膜の抵抗に起
因する因子、金属導体の抵抗およびその接触抵抗および
電解すべき溶液の抵抗のごとき種々の因子の総合により
決定される。

電力料金が高いという観点から、水溶液を所与の電流密
度で電解する際の電圧を可能な限り低下させることが望
まし―。

この目的を達成するためには、陽極と陰極との間の間隙
を可能な限り小さくすること忙より、電解する水溶液に
起因する抵抗を低下させることが望ましい。隔膜または
膜の両側に設けられた陽極と陰極とを隔膜または膜の表
面と接触させ得ること、すなわち、電解槽はいわゆる°
ゼロ−ギヤラグ（ｚｅｒｏ　−ｇａｐ”）セルであり得
ることが理想的である。

しかしながら、電解中にガスを生成する場合、例えば水
素と酸素とを水の電解中に生成させる場合あるいは塩素
と水素とをアルカリ金属塩化物水溶液の電解中に生成さ
せる場合には、ガスが陽極および（または）陰極と隔膜
または膜との界面に集合する傾向があり、その結果、水
溶液の抵抗が増大し従って電解電圧が増大する。

本発明は電解中にガスを生成する電解槽中で使用した際
に、電解槽からガスを迅速に除去するように設計された
電極に関する。

従って本発明によれば多数の第１主チヤンネルと、多数
の第２主チヤンネルと、上記第１主チヤンネルと第２主
チヤンネルとの間に設けられた多数の副チャンネルとを
少なくとも一方の面に有する基体部材からなりかつ上記
第１主チヤンネルはその一方の端部が閉鎖されておりそ
して他方の端部に該第１主チヤンネルに液体を供給する
ための装置を備えており、第一２主チヤンネルはその一
方の端部が閉鎖されておりそして他方の端部に該第２主
チヤンネルから液体を取出すための装置を備えておりそ
して上記副チャンネルは前記主チャンネルよ抄小さい断
面を有しておりかつ前記第１主チヤンネルと第２主チヤ
ンネルとの間を液体が流動するための装置を形成してい
ることを特徴とする電極が提供される。

本発明によれば、更に、１個または複数個の陽極と、１
個または複数個の陰極と上記陽極と陰極との間に設けら
れたかつこれらの陽極および陰極と接触しているセルダ
レーターとからなり、かつ。

上記陽極または陰極が前記した形式の電極であることを
特徴とする電解槽が提供される。

陽極と陰極の両者が暉記した形式の電極であることが好
ましく、また、これらの両者が電解槽内でセル−ターと
接触していることが好ましい。

第１主チヤンネルの各々と第２主チヤンネルの各々とが
、その端部において閉鎖されていることが好ましい。主
チャンネルの反対の（他方の）開放端部は、その場合に
応じて、このチャンネルに液体を供給するための装置ま
たはこのチャンネルから液体を取出すための装置を形成
している◎陽極が前記したごとき電極である場合には、
電解槽中でのこの陽極の使用により陽極室内での液体の
流動を制御することが可能となり、特に、液体の流動方
向を制御することが可能となる。同様に、陰極が前記し
たごとき電極である場合には。

電解槽内でのこの陰極の使用により陰極内での液体の流
動を制御することが可能となり、特に、液体の流動方向
を制御することが可能となる。かくして、電解槽を操作
する際には、電解液を陽極表面の第１主チヤンネルに供
給することにより、上記電解液を電解槽の陽極室に装入
する。これらの第１主チヤンネルはその一方の端部が閉
鎖されているので、七ノｆレータ−が陽極、の表面の少
なくとも実質的な部分に亘って陽極と接触している場合
には、電解液は必然的に第１主チヤンネルから副チャン
ネルを経て第２主チヤンネルに流動し、第２主チヤンネ
ルを経て電解液は陽極室から流出する。陽極表面の主お
よび副チャンネルのこの様な構成により、ｌｌｌ！極表
面上表面上体の流動および陽極室からの液体の流動が制
御されることは理解され得る。液体の流動が制御されか
つその流動方向が指定されることにより、電解で生成し
たガス状生成物は電解槽の陽極室から容易に除去され得
る・同様の方法で、陰極が前記した形式の電極である場
合には、液体の流動が制御されかつその方向を指定され
従って電解で生じたガス状生成物は電解槽の陰極室から
容易に除去される。□゛基体部材はグレート状であるこ
とが好ましくそして主および副チャンネルはその一方の
面に設けることができるが、この場合には、電極は末端
電極として使用し得る：また。主および副チャンネルは
基体部材の両面に設けることができ、この場合には電極
は電解槽の末端電極の間に設けられた内部電極であり得
る。

副チャンネルは主チャンネルより小さい断面を有してお
り、その結果、電解槽内で使用した場合に％隣接する主
チャンネルの間で副チャンネルを横切って圧力降下を生
じ、それによって、電極の表面のチャンネル内の液体の
分布が良好になる。

主チャンネルの少なくとも幾つかおよび（または）副チ
ャンネルの少なくとも幾つかはその長さ方向に開放され
ており、それＫよって、電解槽内でこれらのチャンネル
に隣接しかつ電極と接触しているセノヤレーターに対す
る長さ方向の開口（開放表面）を提供している。

副チャンネルは液体を第１主チヤンネルから第２主チヤ
ンネルに流動させるために、その両端が開口しており、
また、副チャンネルはその長さ方向に開放されており、
その結果、電解槽内で該チャンネルに隣接しているかつ
電極と接触し得るセ・母レータ−に対する長さ方向の開
口（開放表面）を提供し得る・ 主チャンネルは必ずしもチャンネルの長さ方向に開口し
ている必要はないが、主チャンネルも電解槽内で電極と
接触している七ノ４レータ−に対する長さ方向の開口を
提供していることが好ましい・開放チャンネルは溝の形
であり得る◎ 主チャンネルは相互に実質的に平行であることができそ
してこのように配列されていることが好　□ましい。電
極を電解槽内に設置した場合、主チャンネルは実質的に
水平に設置し得る。しかしなが　□ら・主チャンネルを
実質的に垂直に設置し、第１主チヤンネルに液体を供給
するための装置を電極の下方端部またはその付近に設け
、そして第２主チヤンネルから液体を取出すための装置
を電極の　：上方端部またはその付近に設けることが好
ましい。

副チャンネルは第１主チヤンネルとこれと隣接する第２
主チヤンネルとの間にかつこれらに接触させて設けられ
る。副チャンネルは相互に実質的に平行に設置し得る。

第１主チヤンネルの各々は多数の副チャンネルにより、
１個または複数個の第２の主チャンネルに連結され得る
。実際Ｋ、隣接する主チャンネルの間の実質的な帯域に
亘って副チャンネルを鮭て液体を流動させ、その結果。

電解で生成したガスが上記帯域から効果的に除去される
ようＫするためには、第１主チヤンネルと、これに隣接
する第２主チヤンネルとを連結する副チャンネルの数は
かなりの数であることが好ましいＯ 第１主チヤンネルと第２主チヤンネルとを基体部材の表
面上に交互に設け、かつ、多数の副チャンネルを隣接す
る第１主チヤンネルと第２主チヤンネルとの間に設ける
ことができる。かくして、副チャンネルは第１主チヤン
ネルを２個の隣接する第２主チヤンネルに連結すること
ができ、同様に、副チャンネルは第２主チヤンネルを２
個の隣接する第１主チヤンネルに連結することができる
・基体部材は少なくとも一方の面に主チャンネルおよび
副チャンネルを設けられたグレート状のものであり得る
。基体部材は必ずしもグレート状である必要はないが、
この形状は本体部材について好都合な形状である。

主および副チャンネルは基体部材の２つの反対の面、例
えば、ｆレートの形の基体部材の両面に設は得る。

電極は単極式電極であるかまたは複極式電極であり得る
。

単極式電極の場合には、主および副チャンネルは基体部
材の片面または２つの反対の面に設は得る。主および副
チャンネルが基体部材の２つの面に設けられている場合
には、液体を基体部材の一方の側から他方の側に移動さ
せる装置を基体部材に設は得るが、但し、この装置は実
質的な量の液体を基体部材の一方の面の第１主チヤンネ
ルから基体部材の他方の面の第２主チヤンネルに直接・
通過させるようなものでないことを条件とする。

液体は基体部材の一方の面から他方の面に通過させ得る
が、但し、液体は基体部材の一方の面の第１主チヤンネ
ルと他方の面の第１主チヤンネルとの間および（または
）基体部材の一方の面の第２主チヤンネルと他方の面の
第２主チヤンネルとの間を通過させることを条件とする
。

複極式電極の場合には主および副チャンネルは基体部材
の片面に設は得るが、基体部材の両面に設けることが好
ましい：この場合、基体部材の一方の面は陽極として働
き、基体部材の他方の面は陰極として働く。複極式電極
の場合には液体を基体部材の一方の側から他方の側に通
過させ得る装置を設けるべきでない。

主チャンネルは例えば、該チャンネルに隣接するセパレ
ーターに対して長さ方向の開口を提供する。基体部材中
のスロットまたは溝により形成させることができる；あ
るいは、基体部材自体、波形の断面例えば正弦波形の断
面を有することができ、この場合、波のトラフ（谷、ｔ
ｒｏｕｇｈ　）　Ｋより主チャンネルが形成され、波と
波の間の頂部（山）により、隣接する主チャンネルが分
離される。

副チャンネルは主チャンネルの間、例えば主チャンネル
を形成しているスロットまたは溝の間に設けることがで
きかつこれらのスロットまたは溝を連結し得る。例えば
、基体部材が波形の断面を有する場合には、副チャンネ
ルは隣接する主チャンネルを分離している波の頂部に設
けられたスロットまたは溝であり得る。かかる波形例え
ば正弦波形の断面を有する電極により、電極およびセパ
レーターの実際の作動表面帯域が、電極訃よびセパレー
ターの突出表面帯域より実質的に大きくなるという利点
が得られる・ 本発明の電極を電解槽中に設置する場合には２陽極とし
て働く電極上の主チャンネルと陰極として働く電極上の
主チャンネルは、つぎのように・すなわち、陽極上の隣
接する主チャンネルの間にありかつこれを分離している
陽極の部分が、該陽極に隣接する陰極上の主チャンネル
（対向する位置にありかつこれと一致するように設ける
ことが好ましい。この方法においては、電解槽内で隣接
する陽極と陰極の間に設けられるセ・ぐレータ−は所定
の位置に保持し得る。勿論、陽極上の隣接する主チャン
ネルの間にありかつこれを分離している陽極の部分は、
この部分と一致する陰極上の主チャンネルを充満するよ
うなものであるべきではない。同様に、電解槽内におい
ては、陰極上の隣接する主チャンネルの間にありかつこ
れを分離している陰極の部分は、陰極に隣接する陽極上
の主チャンネルと対向させてかつこれと一致させて設け
ることが好ましい。

副チャンネルを第１主チヤンネルと第２主チヤンネルと
の間に設けかつ副チャンネルにより第１および第２主チ
ヤンネルを直接的にまたは間接的に連結することも本発
明の範囲に包含される・すなわち、副チャンネルを第１
主チヤンネルとこれに隣接する第２主チヤンネルとの間
に設けそして副チャンネルにより上記第１および第２の
主チャンネルを直接連結し得る◎別法として、副チャン
ネルを第１主チヤンネルと、両端が閉鎖されている主チ
ャンネルとの間に設けかつ副チャンネルにより上記主チ
ャンネルを連結することができ、ｔた、副チャンネルを
両端が閉鎖されている主チャンネルと第２主チヤンネル
との間に設けることもできる＠ 基体部材は電極として働くので・この部材は電導性でな
ければならない。

電極は電導性の金属または合金から製造するかまた拡少
なくともかかる金属または合金からなる外部表面を有し
得る；かかる金属または合金の種類は電解すべき電解液
の種類および電極を陽極として使用するか、陰極として
使用するかにより決定される・例えば、アルカリ金属塩
化物の水溶液を電解しそして電極を陽極として使用する
場合には、電極は被膜形成性金属または合金から製造す
るかまたは少なくとも、被膜形成性金属または合金から
なる外部表面を有することが適当であり得る。被膜形成
性金属はチタン、ジルコニウム、二オグ、タンタルまた
はタングステンのごとき金属の［ｉまたはこれらの金属
の１種またはそれ以上から主としてなりかつ純粋な金属
と同等の陽極分極特性を有する合金であり得る・チタン
単独またはチタンを基材とするかつチタンと同等の分極
特性を有する合金を使用することが好ましい・陽極は導
電性でかつ電気触媒的に（ｅｔｅｃｔｒｏ−ｃａｔａｌ
ｙｔｉｃａｌｌｙ　）活性な材料からなる被覆を有し得
る。特に、アルカリ金属塩化物の水溶液を電解する場合
には、この被覆は例えば白金族金属、すなわち白金、ロ
ジウム、イリジ９ム、ルテニウム。

オスミウムおよびノ臂ラジウムの１種またはそれ以上、
または上記金属の合金および（または）その酸化物のＩ
ａｉま九はそれ以上から構成し得る。被覆は白金族金属
および（または）その酸化物の１種またはそれ以上と、
貴金属以外の金属の酸化物の１種またはそれ以上、特に
被膜形成性金属酸化物との混合物から構成し得る。特に
適当な電気触媒的に活性な被覆としては白金自体および
二酸化ルテ斤つム／二酸化チタン、二酸化ルテニウム／
二酸化錫および二酸化ルテニウム／二酸化錫／二酸化チ
タンに基づくものが挙げられる。

アルカリ金属塩化物水溶液を電解しそして電極を陰極と
して使用する場合には、電極は鉄、銅またはニッケルか
ら製造するかまたは少なくとも。

これらの金属からなる外部表面を有することが適当であ
り得る。陰極の表面は、その水素過電圧を減少させるた
めに変性し得る。かかる変性方法は当業者に周知である
・ 電極はｆ＝スチツクス材料から形成し得る＠プラスチッ
クス材料は通常、非導電性でありそして電極は導電性で
なければならないので、ｆラスチック材料はこれを導電
性にするために変性することが必要である。かかる変性
は種々の方法で行い得る◎例えば、プラスチックス材料
に実質的な割合のカーボンブラック、またはグラファイ
トまたは微粒金属を充填し得る・プラスチックス材料は
金属繊維または金属で被覆された非金属繊維を含　□有
し得る。この繊維はプラスチック材料中に不規則に分布
させ得る。別法としであるいは、更Ｋ、電極はプラスチ
ックス材料からなる基体部材であってかつその中に埋封
された１種またはそれ以上の有孔金属部材１例えば網（
これは編成されたものであるかまたは編成されていない
ものであり得る）またはエキスパンデッドメタルの形の
有孔金属部材を有する基体部材の形を有し得る。埋封金
属部材は基体部材の表面から突出させることかできそし
て陽極または陰極が単極、式である場合には電流分配装
置としての働きを行わせることができる；この場合、埋
封金属部材をグラスチックス部材の辺縁部から突出させ
ることにより電気接続部材を形成させ得る。

電極がプラスチックス材料からなる基体部材とこの部材
中に埋封されたかつ該部材表面から突出している有孔金
属部材とからなる場合には、有孔金属部材は波形である
ことができる；この波形により第１主チヤンネルと第２
主チヤンネルを形成させそして隣接する主チャンネルの
間の副チャンネルは、隣接する波のトラフ（谷）の間の
頂部において有孔金属部材の金属部分の間の間隙により
形成させ得る。電極を陽極として使用する場合には、金
属部材の表面は前記したごとき電気触媒的に活性な材料
を有し得る。電極を陰極として使用する場合には、金属
部材の表面を該表面における水素過電圧を低下させるた
めに変性し得る◎プラスチックス材料はその表面に金属
層１例えば陽極の場合には被膜形成性金属の層を有し得
る；またプラスチックス材料はその表面に導電性のかつ
電気触媒的に活性な材料の層、例えば陰極の場合にはニ
ッケルの層を有し得る。　。

プラスチックス材料は複極式電極として働くことができ
、この場合には、その陽極表面に被膜形成性金属の層を
、また、陰極表面にはニッケルの層を有することが好都
合である。

電極がプラスチックス材料からなる金属被覆基体部材で
ある場合には、金属による被覆が容易であるという理由
から基材としてアクリロニトリル−シタジエン−スチレ
ン重合体材料を使用することが特に適当であるが、他の
プラスチックス材料も使用し得る。

電極がプラスチックス材料の基体部利からなる場合には
、この基体部材を変性して、複極式電極の場合には０．
１オーム・ｍ以下、また単極式電極の場合には帆００１
オーム・副部下の電気抵抗を有する基体部材を得ること
が好ましい・ プラスチックス材料はポリオレフィン例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、または、エラストマー状ポリオレ
フィン例えばエチレンープロピレン共重合体エラストマ
ーまたはエチレン−グロピレンージエン共重合体エラス
トマーであり得る。

プラスチックス材料はハロゲン化ポリオレフィン例えば
ポリ塩化ビニルであり得る。好ましいハロゲン化ポリオ
レフィンは弗素含有ポリオレフィン例えばポリ弗化ビニ
リデン、ポリへキサフルオロプロピレン、弗素化エチレ
ンーグロピレン共重合体、特に、ポリテトラフルオロエ
チレンである；かかる弗素含有ポリオレフィンは耐蝕性
とりう点で好ましいものである。プラスチックス材料は
アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合体であ
り得る。

本発明の電極を電解槽の設置した場合に、電解槽は陽極
と陰極との間に設けられたかつこれらと接触するセフ９
レータ−を有する。

セパレーターが水透過性隔膜である場合には、これは多
孔質有機重合体材料から製造し得る・好ましい有機重合
体材料は、クロル−アルカリ電解槽内で遭遇する腐蝕性
条件に対して通常安定であるという理由から弗素含有重
合体である。適当な弗素含有重合体としては例えばポリ
クロロトリフルオロエチレン、弗素化エチレンーグロピ
レン共重合体およびポリへキサフルオロプロピレンが挙
げられる。腐蝕性のクロル−アルカリ電解槽内で非常に
安定であるという理由から、ポリテトラフルオロエチレ
ンは好ましい弗素含有重合体である。

かかる水透過性隔膜材料は当業者に周知である・セパレ
ーターは電解槽の陽極室と陰極室との間でイオン種を移
行させることのできるイオン交換膜、特Ｋ、カチオン選
択透過膜であることが、っぎの理由、すなわち、かかる
イオン交換膜を含有する電解槽内においては本発明の適
用性が大きいという理由で非常に好ましい。かかるイオ
ン交換膜は当業者に知られており、アニオン性基を含有
する弗素含有高分子材料であることが好ましい。

高分子材料は下記の反復基： を含有するフルオロカーボンであることが好ましい；上
記の式においてｍは２〜１０、好ましくは２であり、Ｍ
：Ｎの比は基Ｘの当量重量（ｅｑｕｉｖ−ａｌｅｎｔ　
ｗｅｉｇｈｔ　）　が５００〜２０００となるような値
であることが好ましく、Ｘは Ａまたは （ＯＣＦ　−ＣＦ　）、Ａ １ 〔ｐは例えば１〜３であり、２は弗素または炭素数１〜
１０個のノ臂−フルオロアルキル基ヤあり。

Ａは下記の基： ５ｏ３Ｈ −ＣＦ２８０．Ｈ −ＣＣｔ２Ｓｏ、Ｈ −Ｘ’ＳＯ，ＩＩ −ＰＯ３Ｈ２ −ＰＯ２Ｈ２ −Ｃ０ＯＨおよび −Ｘ’ＯＨ （Ｘ’はアリル基である）または上記の基の誘導体から
選ばれた基である〕から選ばれる・Ａは基−８０５Ｈま
たは−〇〇〇Ｈであることが好ましい。

５ｏ５Ｈ基含有イオン交換膜はＥ、　ｌ　、Ｄｕｐｏｎ
ｔ　社から”ナフイオｙ　”　（−Ｎａｆｉｏｎ　”　
）　の商品名で、また、　Ｃ０ＯＨ基含有イオン交換膜
は旭ガラス銖）から“フレミオン”　（−Ｆｌｅｍｉｏ
ｎ　”　）の商品名で市販されている・ 電解槽はフィルターゾレス型のものであることができ・
かつ・交互に配列された多数の陽極と陰極、例えば交互
に配列された５０個の陽極と５０個の陰極とから構成さ
れ得る：しかしながら電解槽は更に多くの陽極と陰極、
例えば交互に配列された１５０個までの陽極と陰極とか
ら構成され得る。

電解槽内においては電極は非導電性材料からなるフレー
ム部材の間に設けかつこの部材に固定し得る。フレーム
部材は前記したごときプラスチックス材料から製造し得
る・ 電極がプラスチックス材料の基体部材からなる場合には
、この基体部材は非導電性材料のフレーム部材に固定す
るかまたはこれと一体化し得る。

セパレーターを隣接するフレーム部材の間に設置し、こ
のフレーム部材に電極を取付けることができる。

フレーム部材同志を例えば接着剤を使用しであるいは溶
剤溶接・熱溶接または超音波溶接法を使用して接着させ
ることＫよ抄密閉電解槽を形成し得る。

通常、接着剤による接着は種類の異る広範囲のプラスチ
ックス材料１例えば、ノ・ロゲン化ポリオレフィン例え
ばポリ塩化ビニルおよびアクリルニトリル−ブタジェン
−スチレン型のプラスチックス材料について行い得る。

勿論、接着剤の種類は接着すべき特定のプラスチックス
材料に応じて選択されるであろう・ 熱溶接はポリオレフィン塩素化ポリオレフィン例えばポ
リ塩化ビニルおよび弗素含有ポリオレフィンおよびアク
リロニトリル−ブタジェン−スチレン型のプラスチック
ス材料の接着を行うのに適当な方法である。熱溶接祉例
えば、隣接するフレーム部材の間に例えばチーブ状の金
属ワイヤーを設け、これに圧力を加えることにより行い
得る。

ワイヤーに電流を通じることによりプラスチックス材料
を軟化し、接着させ得る。

電解槽は電解液、例えばアルカリ金属塩化物水溶液を陽
極の第１主チヤンネルに、従って陽極室に供給するため
の装置と電解生成物例えば塩素および場合により減損ア
ルカリ金属塩化物水溶液を陽極の第２主チヤンネルから
、徒って陽極室から取出すための装置を備えている；ま
だ電解槽は電解生成物例えば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の第２主チヤンネルか
ら、従って陰極室から取出すための装置および必要に応
じて水または稀薄なアルカリ金属水酸化物水溶液を陰極
の第１主チヤンネルに、従って陰極室に供給する装置を
備えている。

電解液を供給するための装置と電解生成物を取出すため
の装置は、それぞれ、電解槽内で陽極室の各々に通じる
ノ々イグと陰極室の各々から出ている／ＩＦイグにより
形成し得るが、かかる配列は、特に、上記陽極室と陰極
室とを多数有し得るフィルタープレス型電解槽において
は不必要に複雑であり、邪魔であり得る。好ましい形式
の電解槽は多数の開口を有するプラスチックス材料のフ
レーム部材を有する；上記の開口は電解槽内でその長さ
方向に別々の画室を形成し、この開口を通じて電解液を
電解槽に、例えば電解槽の陽極室に装入し、また、上記
開口を通じて電解生成物を電解槽から。

例えば電解槽の陰極室から取出し得る。電解槽の長さ方
向の画室はフレーム部材内のチャンネルを介して電解槽
内の陽極室および陰極室と連絡させ得る。

電解槽が水透過性隔膜を備えている場合には、２個また
は３個の開口を存在させ得る；この開口は電解槽の長さ
方向に２個または３個の画室を形成し、この画室を経て
電解液を電解槽の陽極室に装入し、また、この画室を経
て電解生成物を電解槽の陽極室と陰極室から取出し得る
。

電解槽がカチオン選択透過膜を備えている場合には４個
の開口を存在させ得る；この開口は電解槽の長さ方向に
４個の画室を形成し、この画室を経て電解液と水または
他の流体を、それぞれ、電解槽の陽極室と陰極室とに装
入し、また、上記画室を経て電解生成物を電解槽の陽極
室と陰極室とから取出し得る。

電解槽は上昇圧力で作動させ得る・実際、電解液を第１
主チヤンネルと第２主チヤンネルとの間に設けられた副
チャンネルを経て容易に流動させるためには、電解液を
電解槽の陽極室に上昇圧力で装入することが好ましい。

以下においては図面を参照しながら本発明を更に説明す
る。

第１図および第２図において、複極式電極は非導電性グ
ラスチックス材料、仁の場合にはアクリロニトリル−ブ
タジェン−スチレン共重合体、かうｆｋルア　ｖ−ム１
を有する＠フレーム１内に、７”ラスチックス材料、こ
の場合には例えば、金属繊維例えばステンレススチール
繊維を充填したアクリロニトリル−ブタジェン−スチレ
ン共重合体の基体からなる電極板２がフレーム１と一体
化されて設けられている。

フレーム１の下方部は室６および室３に通ずるノ々イｆ
４を有する。電極板２は多数の１表面が開放されている
（　ｏｐｅｎ−・ｆａｃｅｄ　）　第１の主チャンネル
５を有して訃り、その各々は一方の端部が通路６を介し
て室６に連結されており、また２反対側の端部は閉鎖さ
れている・７レーム１の上方部は室７および室７に通ず
るノーイブ８を有する・電極板２は多数の１表面が開放
されている第２の主チャンネル９を有する；第２主チヤ
ンネル９は第１主チヤンネル５と平行しており、かつ、
第１主チヤンネル５と交互に設けられている・第２主チ
ヤンネル９の各々はその一方の端部が通路１０を介して
室７に連結されており、また、反対側の端部は閉鎖され
ている。電極板２は主チャンネル５゜９に対して直角に
設けられた多数の、表面が開放されている副チャンネル
１１を有しており、その各々は第１主チヤンネル５とこ
れに隣接する２個の第２主チヤンネル９との間の流体通
路を形成している。

第１図および第２図に例示されている電極の具体例にお
いては、電極の片面、この例の場合には電極を電解槽に
設置した場合に陽極として働く面だけが示されている。

反対側から見た場合・電極は第１図に示すものと同一で
ある：すなわち、電極は第１図に示す下方部の室６およ
びノぐイｆ４のそれぞれに対応する室および・臂イブ（
図示せず）。

および第１図に示す上方部の室７およびノやイブ８のそ
れぞれに対応する室および・９４グを有する。

電極を電解槽内に設置した場合に陰極として働く。

上記電極反対側の面も、第１図に示す第１主チヤンネル
５およびこれに通ずる通路６のそれぞれに対応する多数
の第１主チヤンネルおよび通路：第２主チヤンネル９お
よびこれから出ている通路１０のそれぞれに対応する多
数の第２主チヤンネルおよび通路；および副チャンネル
１１に対応する多数の副チャンネルを有する。ｉ３図に
例示した具体例には電極の反対側の陰極上の第１主チャ
ンネル１２．第２主チヤンネル１６および副チャンネル
１４が示されている。

電解槽の一部分の断面を例示する第３図に示されている
複極式電極２はその陽極面に多数の第１主チヤンネル５
と第２主チヤンネル９および多数の副チャンネル１１を
有し、また、その陰極面に多ａの第１主チヤンネル１２
と第２主チヤンネル１５および多数の副チャンネル１４
を有する。電解槽は電極板２の陽極面と接触しているカ
チオン交換膜１５と電極板２の陰極面と接触しているカ
チオン交換膜１６とを有する。第３図には更に、他の電
極板１７の陽極面と他の電極板１８の陰極面も示されて
いる。電解槽の陽極室は主チャンネル５．９と副チャン
ネル１１とにより形成され、また、陰極室は生チャンネ
ル１２．１５と副チャンネル１４とにより形成される。

電解槽内においてはカチオン交換膜１５．１６は隣接す
る電極のフレーム部１の間に挿入されているＯ各電極の
ツクイブ４は、電解液を取入れかつ電解槽の陰極室に装
入し得るヘッダーに連結されている；また各電極のパイ
プ８は電解槽の陽極室からの減損電解液と電解生成物を
送入し得るヘッダーに連結されている。同様に、各電極
のパイプ（図示せず）は水または他の液体を取入れそし
て電解槽の陰極室に装入し得るヘッダーに連結されてい
る：また、各電極のノやイブ（図示せず）、電解槽の陰
極室からの電解生成物を送入し得るヘッダーに連結され
ている。

電解槽内においては隣接する複極式電極の７レーム１は
熱溶接により相互に密封されている；フレーム１は他の
接着方法によっても密封し得る。

電解槽は適当な電力供給源に接続された末端陽極と末端
陰極（図示せず）により完成される。

塩化ナトリウム水溶液の電解を参照して電解槽の操作を
説明する。

操作を行うにあたっては、塩化ナトリウム水溶液はヘッ
ダー（図示せず）から通路４を経て室３忙装入しついで
通路６を経て電極板２の陽極面の第１主チヤンネル５に
装入する。塩化ナトリウム水溶液は電解槽の陽極室内で
電解しそしてこの溶液は副チャンネル１１を経て第２主
チヤンネル９に通送しついで通路１０を経て室７に装入
する・電解生成物、すなわち、塩素と減損塩化ナトリウ
ム水溶液は室７からノ４イゾ８を経てヘッダー（図示せ
ず）に送入する・塩化ナトリウム水溶液が第１主チヤン
ネル５から副チャンネル１１を経て第２主チヤンネル９
に流動することにより、電極の陽極面からガス状電解生
成物、すなわち塩素が効率的に掃気される。

同様の方法で水をヘッダー（図示せず）から電解槽の陰
極室に装入しそこで電解する。水と電解生成物、すなわ
ち、水素およびヒドロヤシイオンとナトリウムイオンと
の反応妊より生成した水酸化ナトリウムとを陽極室から
カチオン交換膜を横切って陰極室に移行させ、第１主チ
ヤンネル１２から副チャンネル１４を経て第２の主チャ
ンネル１３に流動させついでヘッダー（図示せず）に流
動させる。

第４図〜第６図に例示する具体例は第１図〜第３図に例
示するものに類似している。同様の部分は同一の数字で
示されている。第４図〜第６図に例示する電極と電解槽
は、電極板２が波形の形状を有する点で第１図〜第３図
に例示するものと相違する。

【図面の簡単な説明】

第１図は複極式電極の片面の平面図である。 第２図は第１図の線Ａで囲まれた部分の電極の面の拡大
平面図である。 第３図は電解槽中に組入れたときの第１図の電極の一部
を示す、第１図の線Ｂ−Ｂでの断面図である＠ 第４図は別な形式の複極式電極の片面の平面図である。 第５図は第４図の線Ｃで囲まれた部分の電極の面の拡大
平面図である・ 第６図は電解槽中に組入れたときの第４図の電極の一部
を示す、第４図の線Ｄ−Ｄでの断面図である。 １−フレーム、　２−電極板・　３−室、　４−ツクイ
ブ、　５−第１主チヤンネル、　６−液体通路、　７−
室、　８−パイプ・　９−第２主チヤンネル・　１〇−
液体通路１１１−副チャンネル・　１２−第１主チヤン
ネル。 １５−第２主チヤンネル、　１４−副チャンネル、１５
．１６−カチオン交換膜、　１７゜１８−電極板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の第１主チヤンネルと、多数の第２主チヤンネ
   ルと、上記第１主チヤンネルと第２主チヤンネルとの間
   に設けられた多数の副チャンネルとを少なくとも一方の
   面に有する基体部材からなりかつ上記第１主チヤンネル
   はその一方の端部が閉鎖されておりそして他方の端部に
   該第１主チヤンネル液体を供給するための装置を備えて
   おり、第２主チヤンネルはその一方の端部が閉鎖されて
   おりそして他方の端部に該第２主チヤンネルから液体を
   取出すための装置を備えておりそして上記副チャンネル
   は前記主チャンネルより小さい断面を有しておりかつ前
   記第１主チヤンネルと第２主チヤンネルとの間を液体が
   流動するための装置を形成していることを特徴とする電
   極・ ２、第１主チヤンネルの各々と第２の主チャンネルの各
   々はその一方の端部で閉鎖されている。 特許請求の範囲第１項記載の電極。 ３、基体部材は一方の面に主チャンネルと副チャンネル
   とを有するグレートの形状を有する。特許請求の範囲第
   Ｃ項または第２項記載の電極＠４、基体部材は両面に主
   チャンネルと副チャンネルとを有するグレートの形状を
   有する。特許請求の範囲第１項または第２項記載の電極
   。 ５、主チャンネルの少なくとも幾つかおよび（または）
   副チャンネルの少なくとも幾つかは、その長さ方向の開
   口（開放表面）を形成するように。 その長さ方向に開放されている。特許請求の範囲第１項
   〜第４項のいずれかに記載の電極。 ６、副チャンネルはその長さ方向の開口（開放表面）ｔ
   −形成するように、その長さ方向に開放されている、特
   許請求の範囲第５項記載の電極。 ７、主チャンネルはその長さ方向の開口（開放表面）を
   形成するように、その長さ方向に開放されている。特許
   請求の範囲第５項または第６項記載の電極。 ８、主チャンネルは相互に実質的に平行している、４？
   許請求の範囲第１項〜第７項のいずれかに記載の電極。 ９、電極を電解槽内に設置した際に、主チャンネルは実
   質的に垂直に設けられておりかつ第１主チヤンネルに液
   体を供給するための装置は電極の下方端部またはその付
   近にありそして第２主チヤンネルから液体を取出すため
   の装置は電極の上方端部またはその付近にある。特許請
   求の範囲第８項に記載の電極。 １０、副チャンネルは相互に実質的に平行している。特
   許請求の範囲第１項〜第９項のいずれかに記載の電極。 １１、第暑主チャンネルの各々は、多数の副チャンネル
   により、隣接する第２主チヤンネルの１つまたはそれ以
   上に連結されている、特許請求の範囲第１項〜第１Ｏ項
   のいずれかに記載の電極０１２・電極は波形断面を有し
   ており、波形断面のトラフ（谷）により主チャンネルが
   形成されており、そして波形断面の頂部により、隣接す
   る主チャンネルが分離されている、特許請求の範囲第１
   項〜第１１項のいずれかに記載の電極。 １３、副チャンネルは波形断面の頂部の位置に設けられ
   たスロットまたは溝である。特許請求の範囲第１２項記
   載の電極。 １４、電極は金属または合金からなるか・または・金属
   または合金からなる外部表面を有する。特許請求の範囲
   第１項〜第１３項のいずれかに記載の電極。 １５、電極がグラスチツクス材料からなる、特許請求の
   範囲第１項〜第１３項のいずれかに記載の電極。 １６．１個または多数の陽極と１個または多数の陰極と
   上記陽極および（または）陰極との間に設けられたかつ
   上記陽極および（または）陰極と接触しているセ／ぐレ
   ータ−とからなる電解槽であって、かつ、上記陽極また
   は陰極が特許請求の範囲第１項〜第１５項のいずれかに
   記載の電極からなることを特徴とする、電解槽・ １７、陽極および陰極の両者が特許請求の範囲第１項〜
   第１５項のいずれかに記載の電極からなる、特許請求の
   範囲第１６項記載の電解槽。 １８、陽極として働く電極上の主チャンネルと陰極とし
   て働く電極上の主チャンネルは、陽極上の隣接する主チ
   ャンネルの間にありかつこの主チャンネルを分離してい
   る陽極の部分が、該陽極に隣接している陰極上の主チャ
   ンネルと対向するようにかつこれと一致するように設け
   られている。特許請求の範囲第１６項または第１７項記
   載の電解槽０ １９、陰極上の隣接する主チャンネルの間にありかつこ
   の主チャンネルを分離している陰極の部分が、該陰極に
   隣接している陽極上の主チャンネルと対向するようにか
   つこれと一致するように設けられている、特許請求の範
   囲第１８項記載の電解槽。 ２０、セミ４？レータ−がイオン交換膜である。特許請
   求の範囲第１６項〜第１９項のいずれかに記載の電解槽
   。