JPS62156284A - 電極 - 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、電解槽に用いる電極、そして電解槽に用いる
双極電極に関するものであるが、本発明はかかる双極電
極に限定されるものではない。

電解槽に用いる単極電極は種々の形式をとることができ
る。すなわち、電極は、有孔性の単一金属板、例えば打
抜き板で構成されたり、または織布または不織布状の金
属メツシュで構成されたり、或いはエキスパンデッドメ
タルのシートで構成され得る。電極は、かかる一対の板
、メツシュまたはシートから成ることができ、これら一
対の板、メツシュまたはシートは間隔をあけられて一対
の間隔のあいた外向き活性電極面を楕成し、またこれら
の活性電極面は導電性の電解的活性な材料で被覆され得
る。この後者の形式の電極は、特に活性電極面がセパレ
ータすなわち陽極と隣接陰極との間に位置した液圧的に
透過性の１摸または液圧的に不透過性のイオン交換膜に
接近しているかまたは接触している場合に、電解槽の電
極隔室内に液体のための空所を形成する。単極電極はＴ
、極に電流を供給する装置を備えていなければならない
。

電解槽に用いる双極電極は多数の別々の要件を満たさな
ければならない、すなわち、双極電極は、電解槽内にお
いて陽極隔室と隣接陰極隔室とを分離し、従って陽極隔
室内の液体と陰極隔室内の液体とを分離する隔壁を備え
る必要がある。また双極電極は、隔壁の一側に活性陽極
面をまた隔壁の他側に活性陰極面をそれぞれ有する必要
がある。

これらの活性ｑＪ電極面よび活性陰極面は、導電性の電
解的に活性な材料で被覆され得る。好ましくは、活性陽
極面と隔壁との間および活性陰極面と隔壁との間にそれ
ぞれ陽極液および陰極液のための空所を形成するなめに
、活性陽極面および活性陰極面は各々隔壁から離間され
る。このことは、活性陽極面および活性陰極面が双極電
極の陽極面と隣接双極電極の陰極面との間に位置したセ
パレータに接近または接触している場合に特に望ましい
。双極電極はまた、一方の電極面から隔壁を通って他方
の電極面へ電流を供給する装置を備えていなければなら
ない。

この上うな双極電極には多くの形式のものがある。

英国特許第１５０３７９９号明ｍ書には１爆発によって
互いに接合されたチタン板と鉄板とから成る隔壁、隔壁
のチタン板から離間されかつ隔壁のチタン板に電気的に
接続されたチタン陽極、および隔壁の鉄板からＭ間され
かつ隔壁の鉄板に電気的に接続された鉄陰極から成り、
鉄陰極を隔壁の鉄板から少なくとも１０ｎＩＮ間した双
極電極が開示されている。チタン陽極と隔壁のチタン板
との電気的接続は、陽極および隔壁の板とに溶接されか
つそれらの間に垂直に配置された多数のチタンシートに
よって行なわれる。同様に、鉄陰極と隔壁の鉄板との電
気的接続は、陰極および隔壁の板に溶接されかつそれら
の間に垂直に配置された多数の鉄シートによって行なわ
れる。

米国特許第３７５５１０８号明細書には、各々金属肩壁
と、隔壁の一側に垂直に取り付けられた陽極と、隔壁の
他側に垂直に取り付けられた陰極とから成る多数の双極
装置を有する双極電解槽が開示されている。この電解槽
においては、双極装置は、一つの双極装置の陽極がセパ
レータを介して隣接双極装置の陰極と交互に挿置される
ように配列され、セパレータは隣接した陽極と陰極との
間に配置した液圧的に透過性の膜または液圧的に不透過
性のイオン交換膜であり得る。

電解槽は広範囲に応用されており、特にアルカリ金属塩
化物水溶液の電解による塩素やアルカリ金属水酸化物の
製造、或いはアルカリ金属塩素酸塩酸なは次亜塩素酸塩
の製造に世界中において大規模に用いられている。

電解槽は、例えば多数の有孔陰極指状体を有し、隣接有
孔陰極指状体間の隙間に陽極を配置した陰極箱から成る
いわゆるタンク型のものであったり、或いは非常に多く
の陽極と陰極、例えば５０個の陽極と５０個の陰極とを
交互に配置したものがら成り得るが、それ以上の数の＋
！極と陰極、例えば１５０個までのｒｇＪ１極と陰極と
を交互に配置したものから成り得るフィルタプレス型の
ものであることができる。この発明の電極は特にフィル
タプレス型の電解槽に用いるのに適している。

電解槽を塩素およびアルカリ金属水酸化物の製造に用い
る場合には、電解槽は液圧的に透過性の微孔質隔膜から
成り得るセパレータを有する。隔膜を備えた電解槽でア
ルカリ金属塩化物水溶液を電解する場合には、この水溶
液は電解槽の陽極隔室に充填され、そして電解によって
生成された塩素は陽極隔室から取り出され、水溶液は隔
膜を通って電解槽の陰極隔室に入り、そして電解で生成
された水素およびアルカリ金属水酸化物水溶液は陽極隔
室から取り出される。

電解槽が本質的に液圧的に不透過性の陽イオン交換膜を
備えている場合には、アルカリ金属塩化物水溶液は電解
槽の陽極隔室に充填され、そして電解で生成された塩素
および減損したアルカリ金属塩化物溶液は陽極隔室から
取り出され、アルカリ金属イオンは膜を横切って水また
はアルカリ金属水酸化物希釈水溶液の充填され得る電解
槽の１（ｚ極隔室へ運ばれ、そしてアルカリ金属イイオ
ンと水酸基イオンとの反応で生成された水素およびアル
カリ金属水酸１ヒ物溶液は電解槽の陰極隔室から取り出
される。

電解槽に用いる電極は双極電極を含めて、有機プラスチ
ック材料から成ることが知られている。

米国特許第４１４１８０１号明細書には、貴金属粉末、
黒鉛およびポリテトラフルオロエチレンのペーストをス
クリーンｆｆａ　Ｚ装置上にプレスし、こうして形成さ
れた電極を乾燥させることによって作られた燃料電池陽
！Ｉ７Ｉ電極が開示されている。

米国特許第３６００２３０号明ｍ書には１金属グリッド
またはスクリーン、金属グリッドまたはスクリーンの一
表面に接触した疎水性樹脂質および導電性ｔＪＪｉ　ｉ
ｆｆ　′Ｎ料の多孔性導電層、この多孔性導電層の外表
面に接触した触媒的に活性な刑からなるガス減極電流発
生電池に用いるガス電極が開示されている。

米国特許第４３５０６０８号明細書には、カーボンブラ
ックとポリテトラフルオロエチレンとの混合物を随意に
金属メツシュのコア上に押圧することによって形成され
た陰極について開示されている。

英国特許出願第２０３９９５４Ａ号には、黒鉛と熱可塑
性樹脂フルオロポリマーとの成形結合体から成る双極集
電装置が開示さている。

本発明は、有機プラスチック材料の壁を有する電解槽に
用いる電極に関するものである０本発明の電極は容易に
製造され、またプラスチック材料の壁を有しているので
、プラスチック処理技術により隣接電極の壁にまたは隣
接電極間に位置したプラスチックの材料のフレーム状ガ
スケットに対して容易にシールされ得る。このような技
術は当然、例えば英国特許第１５０３７９９号明細書お
よび米国特許第３７５５１０８号明細書に開示された電
極のように、単一金属または複数の金属の壁から成る上
記形式の隣接した電極を互いにシールするのには使用で
きない、さらに、上記の１ｉｊ−金属または複数の金属
から成る電極と違って、プラスチック材料の壁は軽量で
あり、しかもある程度の可撓性を有することができ、こ
のことはまた隣接電極の壁または隣接電極間に位置した
プラスチック材料のガスケットに対してシールするのに
役立つ。

本発明は、プラスチック材料から成る壁と、この壁の一
側にそこから離間して設けられた導電性の電極面と、上
記壁の他側にそこから眉間して設けられた導電性の電極
面と、上記電極面の一方と電気的に接触した少なくとも
一つの導電性の接続部材と、他方のＴ、極面と電気的に
接触した少なくとも一つの導電性の接続部材とを有し、
上記導電性の接続部材が上記プラスチック材料の壁に埋
め込まれ、かつ互いに電気的に接触されることを特徴と
する電極を提供する。

アルカリ金属塩化物水溶液の電解によって塩素およびア
ルカリ金属水酸化物水溶液を製造する電解槽に電極を使
用することについて説明してきたが、この電極はそのよ
うな電解用の電解槽における使用に限定されないことが
理解されるべきである。材料を適当に選択すること、そ
して特にプラスチック材料の壁および電極面を適当に選
択することによって、この電極は、多くの異なる形式の
電解を行なうことができる電解槽にも使用され得る。

本発明の電極は単極電極または双極電極であることがで
きる。

電極がＪｉｉ極電極である場合には、電極は陽極または
陰極であることができ、そして電極へ電流を供給する装
置を備えるべきである。単衡？！！極は、電解槽に組み
込む際にはプラスチック材料の壁の一側から他側へ液体
を通し得るようにずべきであり、また液体を通過させ得
るようにするため、壁は孔あきにされ得る。

電極が双極電極である場合には、プラスチック材料の壁
は、壁の一側から他側へ、すなわち壁の一側における陽
極隔室から壁の他側における陰極隔室へ液体が流れるの
を阻止する障壁として作用すべきである。双極電極にお
いては、壁の一側における電極面は陽極として作用し、
また壁の他側の電極面は陰極として作用する。

本発明はまた、上述の電極を多数有する電解槽を提供す
る　７ｍ極が単極′Ｃ，衝である場合には、多数の電極
はＰＩ極および陰極として作用し、各陽極と隣接１ｒ３
Ｉｉ！との間には随意にセパレータを設けることができ
る。電極が双極電極である場合には、セパレータは隣接
電極間、すなわち一つの双極電極の陽極と隣接した双極
電極の陰極との間に随意に設けられ得る。電解槽には、
電解槽へ電解液を充填する装置および電解槽から電解生
成物を取り出す装置が設けられる。

電極の壁は、一般には非導電性であるプラスチツク材料
から成る。壁は適当にはプラスチック材料のシートの形
態である。

壁に関して特に好ましい厚さはない、しかし当然、壁は
構造上ある程度の結合性をもならずように、また双極電
極の場合には壁の両側における液体間の障壁として作用
するように十分な厚さを有するべきである。しかしなが
ら、壁を厚くすることによって得られる格別の効果はな
く、一般には０、２ｃｎ＋〜２ｃｎ＋の範囲の厚さがあ
れば１分であり、いずれにしてもこれらの厚さはこれに
限定しようとするものではない、壁は適当には可撓性で
あり、そして好ましくは電極を電解槽内に組み込んだと
き漏れ止めシールを形成するのに役立つように弾性であ
る。

特に指示しない限り、以下陽極面および陰極面は電極面
と記載する。

導電性で一般に金属から成る電極面は、種々の形状を取
り得る。それら電極面は非孔質、例えば非孔質のシート
の形状であってもよいが、より普通にはそれらの電極面
は有孔性、例えば有孔シートの形状である。有孔シート
は例えば打抜き板、または織布または不織布メツシュで
あり得るメツシュ、或いはエキスパンデッドメタルのよ
うなエキスパンデッドサブストレート等のような有孔板
の形状であってもよい。

電極の電極面は各々少なくとも一つの導電性の接続部材
と電気的に接触する。これらの導電性の接続部材の目的
は、一つの電極面から他の電極面へ、例えば双極電極の
場合電極の陽極面から電陶の陰極面へ電流を導くことに
ある。電！折面における電流の分配を助けるために、好
ましくは電極面は各々、互いに離間されしかも好ましく
はほぼ一様に離間された多数の導電性の接続部材と電気
的に接触する。

電極面と電気的に接触する導電性の接続部材は互いに直
接または間接的に接触し得る。こうして、導電性の接続
部材は、別個の導電性部材、例えば金属をプラスチック
材料の壁に埋め込んで構成され得る有孔シートのような
シートと各々電気的に接触させることにより互いに間接
的に接触し得る。

このような埋め込まれたシートを用いることにより電流
分配を助けることができる。単極電極の場合、埋め込ま
れたシートはプラスチック材料の壁の縁部を越えて突起
し、こうして電極へ電流を供給できる装置を構成し得る
。

本発明の電極は種々の形状を取り得、そして電極の電極
面および導電性の接続部材は一体構造のものであっても
或いは別個の構造のものであってもよく、互いに電気的
に接続され得る。

例えば、電極面およびそれと組み合さった導電性の接続
部材は、適当には有孔性である波形シートの形状であっ
てもよく、波形の頂部のまたはその近くのシート部分は
プラスチック材料の壁から突起して電極面として作用し
、また波形の他に部のまたはその近くのシート部分は接
続部材として作用し、プラスチック材料の壁に埋め込ま
れている。プラスチック材料の壁に埋め込まれしかも壁
の一側で電極面に電気的に接続された波形部分は、プラ
スチック材料の壁に埋め込まれしかも壁の他側でｆ、極
面に電気的に接続された波形部分と電気的に接触する。

多数の電気的接触部を形成しかつ電流分配を助けるため
に、特にシートの波形間で直接電気的接触がなされる場
合には、一方の電極面を構成する波形−トは、波形が他
方の電極面を構成している波形シートの波形に対して例
えば実質的に直角に横切るように位置決めされ得る。電
極は、波形シート間に直接であっても間接であっても電
気的接触がなされるまで、波形シートの両側からプラス
チック材料の熱で軟化させたシートの表面に対して波形
シートを押圧することによって構成され得る。その後プ
ラスチック材料のシートは硬化され得る。

波形シートは必ずしも対称形である必要はなく、はぼ対
称形でもよい。例えば波形シートは非対称形であっても
よく、その場合には、プラスチック材料の壁から突起し
て電極面として作用する頂部のまたはその近くの波形シ
ート部分は比較的大きな面積をカバーし、またプラスチ
ック材料の壁に埋め込まれて導電性の接続部材として作
用する谷部のまたはその近くの波形シート部分は比較的
小さい面積をカバーし得る。

本発明の電極の別の実施例では、電極面は、好ましくは
有孔性のシートから成り、また導電性の接続部材は各シ
ートの表面から垂直にのびる一つまたは複数の突起部か
ら成る。シートは好ましくは、各シートにそのような突
起部を多数備えている。電極は、突起部間に直接でも間
接でも電気的接触かなされるまで、有孔性のシートの両
側からプラスチック材料の熱で軟化させたシートの表面
に対して有孔性のシートに取り付けられた突起部をおえ
あつすることによって構成され得る。プラスチック材料
の壁に埋め込まれた突起部間の良好な電気的接触を得る
のに役立つ好ましい実施例では、プラスチック材料の壁
は一つまたは多数の開口を備え、そして電極は、これら
の開口を介して電極面に取り付けられた突起部を位置決
めし、互いに接触させ、そして例えば溶着により突起部
を瓦いにシールすることによって構成され得る。の後、
壁の開口は、プラスチック材料の壁に対して所望の位置
に電極面を保持するため、また双極電極の場合には壁が
障壁として機能し得るようにするため、例えば熱で軟化
させたプラスチック材料のプラグを用いてシールされる
。

本発明の電極の上述の実施例では、導電性の接続部材は
別個の構造のものであるとして説明してきた。しかしな
がら、プラスチック材料の壁の両側において電極面に取
り付けられた導電性の接続部材は、一体構造のものでも
よい０例えば、壁が一つまたは多数の開口を備え、そし
てｔ川がこれらの開口を介して電極面に取り付けられた
突起部を位置決めし、互いに接触させ、そして例えば溶
着により突起部を互いにシールすることによって構成さ
れる上述の好ましい実施例の電極は、障壁の開口を介し
て電極面の一方に取り付けられた突起部を位置決めし、
そして例えば溶着により突起部を他方の電極面と電気的
に接触させてシールすることによって構成してもよい、
この場合、一方の電極面に最初に取り付けられた導電性
の接続部材は電極面間の接続部材として作用する。

導電性の電極面はプラスチック材料の壁から離間される
。この離間の大きさは例えば、電極面が壁の表面からほ
んの借かに直立するように小さくできる。しかしながら
、好ましくは、電極面は、電極面と壁との間に隙間を残
すように離間され、この隙間は、電極隔室として作用す
る空間を形成する。これは、特に電解槽が隣接電極の陽
極面と陰極面とに近いまたはこれらの面と接触するセパ
レータを備えている場合に必要である。１！極面はプラ
スチック材料の壁から例えば２１１１〜２０１１１１の
距策灘され得るが、これらの離間に限定されるものでは
ない。

好ましい実施例では、電極面の突起領域は、例えば、平
面図において壁が電極面のまわりにフレーム状部分を形
成するようにプラスチック材料の壁の突起領域より狭い
、電解槽においては、例えばプラスナック材料製のフレ
ーム状ガスケットは壁のこのフレーム状部分上に電極面
を囲んで位置決めされ得る。代りに、電極のプラスチッ
ク材料の壁およびガスゲットは一体構造でもよく、その
場合には壁は電極面に隣接した部分よりフレーム状部分
のｆＩ域において厚くされ得る。壁のフレーム状部分は
電極面の平面まで或いは電極面の平面を越えてのびても
よい。

プラスチック材料の壁は熱可塑性樹脂材料または熱硬化
性樹脂材料から成り得、材ｒｔの性質は電解槽で行なわ
れることになる電解の形式に少なくとも一部関係する。

プラスチック材料は例えばポリオレフィン、ポリエチレ
ンまたはポリプロピレンであることができる。またプラ
スチック材料は芳香族重合体、例えばポリスチレン、ま
たはそのような芳香族を含んだ重合体、例えばアクリロ
ニトリル−ブタジェン−スチレン重合体であってもよい
、さらにプラスチック材料は、ハロゲン化重合体、例え
ばポリ塩化ビニルまたは塩素化ポリ塩化ビニルのような
塩素含有重合体、または例えばポリフッ化ビニル、ポリ
フッ化ビニリデンのようなフッ素含有重合体、またはポ
リテトラフルオロエチレンであってもよい、またプラス
チック材料はエラストマー、例えばポリブタジェン、ポ
リイソピレン、ポリクロロピレン、エチレン−プロピレ
ン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、
または上述のようなアクリロニトリル−ブタジェン−ス
チレン重合体であってもよい。

電解槽内の液体が特に腐食性である場合には、例えばア
ルカリ金属塩化物水溶液の電解用の電解槽では、例えば
フッ素含有プラスチック材料またはそのようなフッ素含
有材料で被覆または充填したプラスチック材料のような
耐食性のプラスチック材料が好ましい。

熱硬化性プラスチック材料の例としてはポリエステル樹
脂およびエポキシ樹脂が含まれる。

導電性の電極面は一般的には金属であり、その金属の性
質は電解槽で行なわれることになる電解の形式に関係す
る。アルカリ金属塩化物水溶液が電解されることになり
しかも電極面が陽極面として機能することになる場合に
は、電極面は適当には成膜金属または合金、例えばジル
コニウム、ニオブ、タングステンまたはタンタルから成
るかまたは少なくともそれの活性領域を備えている。陽
極面は好ましくは少なくともチタンの活性領域を備え、
また陽極面は適当には導電性の電解的に活性な材料の被
覆を備えている。この被膜は一つまたはそれ以上の白金
族金属、すなわち、白金、ロジウム、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
）これら金属の一つまたはそれ以上の酸化物から成り得
る。白金族金属および（または）酸化物の被覆は、好ま
しくは固溶体の形態の一つまたはそれ以上の成膜金属酸
化物例えば二酸化チタンと混合した状態で提供され得る
。アルカリ金属塩化物水溶液の電解用の電解槽に陽極被
覆として用いる導電性の電解的に粘性な材料およびその
ような被覆の施し方は当該技術分野において公知である
。

アルカリ金属化学的水溶液が電解されることになり、し
かも電極面が陰極として機能することになる場合には、
陰極面は適当には鉄または銅或いは他の適当な金属例え
ばニッケルから成るかまたは少なくともそれら金属の活
性領域を備えている。

陰極面は導電性の電解的に活性な材料、例えば白金族金
属および（または）それの酸化物の被覆を儂えることが
でき、この被覆は陰極面の水素過電圧を降下させるΩき
をする。

電解槽は隔膜または腔型のものであり得る。隔膜型の電
解槽では、電解槽における陽極隔室と陰極隔室を分解し
て形成するため陽極と隣接陰極との間または双極電極の
陽極面と隣接双極電極の陰購面との間に設けられたセパ
レータは微孔性であり、使用時には電解液は隔膜を通っ
て陽極隔室から陰極隔室へ流れる。従って、アルカリ金
属塩化物水溶液を電解する場合には、作られる電解液は
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
液から成っている。

腔型の電解槽においては、セパレータは本質的には液圧
的に不透過性であり、使用時に電解槽の隔室間の膜を横
切ってイオン種が運ばれる。従って、膜が陽イオン交換
膜である場合には、陽イオンはこの膜を横切って運ばれ
、そしてアルカリ金属塩化物水溶液を電解する場合には
、電解液はアルカリ金属水酸化物水溶液から成っている
。

電解槽に用いられることになるセパレータが微孔性隔膜
である場合には、隔膜の性質は電解槽で電解されること
になる電解液の性質に関係する。

隔膜は電解液および電解生成物による分解に耐える必要
があり、またアルカリ金属塩化物水溶液が電解されるこ
とになる場合には、隔膜は適当にはフッ素含有高分子材
料から成る。というのは、そのような材料は一般に電解
で生成される塩素やアルカリ金属水酸化物溶液による分
解に耐えるからである。好ましくは、微孔性隔膜はポリ
テトラフルオロエチレンから成るが、用いられ得る他の
材料には例えばテトラフルオ口エチレンーヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン重合体および
共重合体、並びにフッ素化エチレン−プロピレン共重合
体がある。

適当な微孔性隔膜としては例えば英国特許第１５０３９
１５号および同第１０８１０４６号明細魯に記載された
ものがあり、上記英国特許第１５０３９１５号明細書に
は小繊維で相互に結合した節の微、１！ＩｔＲ造をもつ
ポリテトラ−フルオロエチレンの微孔性隔膜が開示され
ており、また上記英国特許第１０８１０４６号明細書に
は、ポリテトラフルオロエチレンのシートから粒状充填
材を抽出して作った微孔性隔膜が開示されている。他の
適当な微孔性隔膜は従来技術に開示されている。

電解槽に用いられることになるセパレータがイオン交換
膜である場合には、その膜の性質は電解槽で電解される
ことになる電解液の性質にも関係する０Ｍは電解液およ
び電解生成物による分解に耐える必要があり、またアル
カリ金属塩化物水溶液が電解されることになる場合には
、膜は適当には陽イオン交換基、例えばスルホン酸、カ
ルボキシ酸またはホスホン酸基、或いはそれらの誘導体
、もしくは二つまたはそれ以上の上記基の混合体を含む
フッ素含有高分子材料から成る陽イオン交換膜である。

適当な陽イオン交換膜としては例えば英国特許第１１８
４３２１号、同第１４０２９２０号、同第１４０６６７
３号、同第１４５５０７０号、同第１４’）７７４８号
、同第１１１９７７４９号、同第１５１８３８７号およ
び同第１５３１０６８号明細書に開示されたものがある
。

セパレータは、隣接電極間に位置決めされシール用ガス
ケットとして作用し得る適当な形状の板に装着され得る
か、或いは代りにセパレータは単に隣接電極間に締付け
ることによって適当な位置に保持され得る。

電解槽は、電極の壁と同じプラスチック材ｆ１または異
なったプラスチック材料から成り得るガスケットを備え
ることができる。これらのガスケントは好ましくは可曲
性であり、また好ましくは弾性である。

電解槽を組立てる場合、構成要素部品は緊締ロッドに位
置決めされ、そして互いに締付けられ得るか、またはそ
れら構成要素部品は、例えば接着材を用いてまたはプラ
スチック材料が熱的に溶着できる場合には熱溶着を用い
て互いにシールされ得る。

電解槽の陽極隔室には、陽極隔室へ電解液を供給する装
置および陽極隔室から電解生成物を取り出す装置が設け
られる。同様に、電解槽の陰極隔室には、陰極隔室から
電解生成物を取り出す装置および任意ではあるが、水ま
たは他の流体を陰極隔室へ供給する装置が設けられる。

例えば、電解槽がアルカリ金属塩化物水溶液を電解する
のに用いられることになる場合には、陽極隔室にはそれ
にアルカリ金属塩化物水溶液を供給する装置および塩素
を取り出す装置、さらに任意にではあるが減損したアル
カリ金属塩化物水溶液を取り出す装置が設けられ、また
陰極隔室には水素およびアルカリ金属水酸化物を含んだ
電解液を陰極隔室から取り出す装置および任意にではあ
るが必要ならば水または他の流体を陰極隔室に供給する
装置が設けられる。このような装置はそれぞれの各隔室
にまたは各隔室からのびる別個の管で構成され得るが、
そのような構造は不必要に複雑となり煩わしく、電解槽
の好ましい実施例では電極のプラスチック材料の壁およ
び存在するならば別個のガスケットの壁は例えばそれの
フレーム状部分に多数の開口を備え、これらの開口は電
解槽内において液体を通し得るヘッダーとして作用する
電解槽の長手方向の多数の隔室を画定する。

液体はへラダーから電極隔室へ、また電極隔室からヘッ
ダーへ電極のプラスチック材料の壁および（または）存
在するならばガスケットに適当に設けられた通路例えば
スロットを通って分配され得る。

以下、添附図面を参照して本発明を説明する。

第１図および第２図を参照すると、双極電極は、電極に
おける障壁として作用する熱可塑性樹脂材料のシート１
と、孔３を備え、頂部４が電極面として作用しまた谷部
５が導電性の接続部材とじて作用する第１の波形金属シ
ート２と、孔７を備えた第２の波形金属シート６とから
成り、第２の波形金属シート６の波形は第１の波形金属
シート２の波形に直角に位置決めされており、また第２
の波形金属シート６の頂部８は電極面として作用し、そ
れの谷部９は導電性の接続部材として作用する。

双極電極は、熱可塑性樹脂材料１のシートを加熱して軟
化させ、そして第１の波形金属シート２の谷部５と第２
の波形金属シート６の谷部９とが互いに接触するまで第
１．第２の波形金属シート２．６を熱で軟化させたシー
ト１に押圧し、それにより必要な電気的接続部を形成さ
せることによって組立てられた。第１の波形金属シート
２の波形が第２の波形金属シート６の波形に直角に位置
決めされるので、多数の電気的接続部が形成される。最
後に、熱可塑性樹脂材料のシート１は熱シーリングによ
って同一熱可塑性樹脂のフレーム状部材１０にシールさ
れ、このフレーム状部材１０は第３図に示されていない
が、シート１の平面から第１．第２の波形金属シート２
．６のそれぞれ波形の頂部４．８の平面まで突出してい
る。

第３．４図を参照すると、双ｌｊＩ！電極は金属シート
２０を有し、この金属シート２０は孔２１を備え、熱可
塑性樹脂材料のシート２２．２３間にはさまれている。

シー）２０．２１．２２は双極電極における障壁として
作用する。電極はまた、第１の波形金属シート２４と、
第２の波形金属シート２８とを有し、第１の波形金属シ
ート２４は孔２５を備え、それの頂部２６は電極面とし
て作用し、またそれの谷部２７は導電性の接続部材とし
て作用する。第２の波形金属シート２８は孔２９を備え
、それの頂部３０は電極面として作用し、また谷部３１
は導電性の接続部材として作用する。

双極電極は、熱可塑性樹脂材料のシート２２゜２３を加
熱によ、って軟化させ、シート２２．２３間に金属シー
ト２０をはさみ、そして第１の波形金属シート２４の谷
部２７と第２の波形金属シート２８の谷部３１とがシー
）２０に接触し、それにより必要な電気的接続部を形成
するまで第１゜第２の波形金属シート２４．２８を熱で
軟化させたシート２２．２３にそれぞれ押圧することに
よって組立てられた。！＆後に、熱可塑性樹脂材料のシ
ート２２．２３は熱シーリングによって同一熱可塑性樹
脂材料のフレーム状部材３２にシールされ、このフレー
ム状部材３２は第３図には示されてないが、シート２２
．２３の平面からそれぞれ第１．第２の波形金属シート
２４．２８の波形の頂部２６．３０の平面まで突出して
いる。

第５図および第６図を参照すると、双極電極は、熱可塑
性＋５ｆ脂のシート４０と、孔４２および一面における
突起部４３を備えた金属シート４１と、孔４５および一
面における突起部４６を備えた金属シート４４とから成
っている。電極を組立てる前にシート４０は開口４７を
備えている。

双極電極は、金属シート４１の突起部４３をシート４０
の開口４７にはめ込み、そして例えば溶接またはろう付
けによって突起部４３を金属シート４４における突起部
４６にシールすることによって組立てられた。その後開
口４７は、シート４０が双極電極における障壁を形成し
得るようにするため各開口４７内に熱可塑性樹脂材料の
プラグ４８を配置することによってシールされた。最後
に熱可塑性樹脂材料のシート４０は、熱シーリングによ
って同一熱可塑性材料のフレーム状部材４９にシールさ
れ、このフレーム状部材４９は第５図に示されてないが
、シート４０の平面からそれぞれ金属シート４１．４４
の平面まで突出している。

電解槽においては、双極電極の金属シートの一方は陽極
として作用し、他方の金属シートは陰極として作用し、
各金属シートの表面は適当な電解的に活性の導電性材料
で被覆され得る。陽極シートに対して適当な金属はチタ
ンであり、また陰極シートの適当な金属はニッケルであ
る。

第７図に示す実施例において、電解槽における双極電極
は第３図および第４図について説明してきた型式のもの
である。

電解槽はアクリロニトリル−ブタジェン−スチレン高分
子材料（ＡＢＳ）のフレーム状部材６０を有し、このフ
レーム状部材６０は中央開口を備えており、そこに双極
電極６１が配置されている。

フレーム状部材６０は四つの開口６２．６３゜６４．６
５を備え、これらの開口は後で説明するように電解槽を
組立てる際に用いられる緊締ロットを配置するためのも
のである。

フレーム状部材６０は、フレーム状部材６０の厚さを通
して水平に設けられた開口６６と、開口６６から双極電
極６１の一方の面までのびる垂直に設けられた通路６７
と、フレーム状部材６０の厚さを通して水平に設けられ
た開口６８と、開口６８から双極電極６１の他方の面ま
でのびる垂直に設けられた通路（図示してない）とを有
している。

同様に、フレーム状部材６０は、フレーム状部材６０の
厚さを通して水平に設けられた四つの開口６９．７０．
７１．７２およびこれらの開口とそれぞれ組合さった四
つの通路７３．７４．７５．７６を有しており、通路７
４．７５は双極電極６１の一方の面から開ロア０．７１
までそれぞれのびており、また通ｉ７３．７６は、それ
ぞれ双極電極６１の他方の面から開口６９．７２までの
びている。

電解槽は、また、ＡＢＳ高分子材料のフレーム状部材７
７を有し、このフレーム状部材７７は中央開口を備えて
おり、そこに陽イオン交換ｒｖ、７８が配置されている
。この陽イオン交換膜７８はフレーム状部材７７の中央
開口より僅かに大きく、接着材によってフレーム状部材
７７に固着され得る０代りに、陽イオン交換膜７８は、
互いに接合されてフレーム状部材７７を形成する一対の
フレーム状部分間にはさみ込んでもよい。フレーム状部
材７７はフレーム状部材６０における開口６２．６３．
６４．６５に対応した位置に四つの開ロア９．８０．８
１（一つは図示してない）を備え、これら四つの開ロア
９．８０．８１は電解槽を組立てる際に用いられる緊締
ロッドを配置するために用いられる。また、フレーム状
部材７７はフレーム状部材６０における開口６９．７０
．７１．７２．６６．６８に対応した位置に水平に設け
られた六つの開口８２．８３．８４．８５（二つは図示
してない）を備えている。

電解槽を組立てる際、フレーム状部材６０は、開口６２
．６３．６４．６５に四本の緊締ロットを通して位置決
めされ、そしてフレーム状部材６０の一方の面には、有
機溶剤、例えばベルクロレチレン中のＡＢＳ高分子材料
から成る接着材が塗られる。その後フレーム状部材７７
を緊締ロッドに位置決めし、フレーム状部材６０の接着
材を施した面と接触させる。フレーム状部材７７の他方
の面にも同様にして接着材が施され、そして緊締ロッド
に別のフレーム状部材６０を位置決めし、フレーム状部
材７７の接着材を施した面に接触させる。このようにし
て双極電極６１を備えたフレーム状部材６０と陽イオン
交換膜を備えたフレーム状部材７７との積層体が形成さ
れ、この積層体は、フレーム状部材同志が互いに接合さ
れるまで押圧状態に保持され、その後緊締ロッドははず
される。

電解槽では、フレーム状部材６０における水平に設けら
れた開口６６．６８．６９．７ｏ、７１．７２およびフ
レーム状部材７７における対応した開口８２．８３．８
４．８５（二つは図示してない）は合わさって電解槽の
長手方向の通路を格成し、これらの通路を通ってアルカ
リ金属塩化物水溶液が電解槽の陽極隔室に、また水また
はアルカリ金属水酸化物希釈水溶液が電解槽の陰極隔室
にそれぞれ充填され得、電解によって生成された水素は
陰極隔室から取り出され、電解によって生成された塩素
は陽極隔室から取り出され、減損したアルカリ金属塩化
物水溶液は、陽極隔室から取り出され、また電解によっ
て生成されたアルカリ金属水酸化物水溶液は陰極隔室か
ら取り出され得る。

電解槽の組立ては、電解槽の各端部に端板（図示してな
い）をシールし、電気的接続を完成させ、そして開口６
６．６８．６９．７０．７１．７２で一部を構成してい
る通路を適当なヘッダに接続することによって完了する
。

動作において、アルカリ金属塩化物水溶液を電解する場
合、アルカリ金属塩化物水溶液は、開口６６が一部を構
成している長手方向通路および垂直に設けられた通＃ｔ
６７を介して電解槽の陽極隔室に充填され、そして減損
したアルカリ金属塩化物溶液および電解で生成された塩
素はそれぞれ通路７５および開ロア１が一部を構成して
いる長手方向通路、並びに通路７４および開ロア１が一
部を構成している長手方向通路を介して陽極隔室から取
り出される。

水またはアルカリ金属水酸化物希釈水溶液は、開口６８
が一部を構成している長手方向通路および垂直に設けら
れた通路（図示してない）を通って電解槽の陰極隔室に
充填され、そして、アルカリ金属水酸化物溶液および電
解で生成された水素は、通路７６および開ロア２が一部
を成している長手方向通路、並びに通路７３および開口
６９が一部を成している長手方向通路を通って陰極隔室
からそれぞれ取り出される。

【図面の簡単な説明】

第一図は本発明の双４ＴＩ！電極の分解斜視図、第２図
は第１図の双Ｗ！電極の方向Ａから見た端面図、第３図
は本発明の双極電極の分解斜視図、第４図は第３図の双
極電極の方向Ｂから見た端面図、第５図は本発明の双極
電極の分解斜視図、第６図は第５図の双極電極の方向Ｃ
から見た端面図、第７図は第４図の双極電極を組み込ん
だ電解槽の部分分解斜視図である。 図　　　中、 １・・・熱可塑性樹脂材料のシート ２・・・第１の波形金属シート ３・・・孔 ６・・・第２の波形金属シート ７・・・孔 １０・・・フレーム状部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラスチック材料から成る壁と、この壁の一側にそ
   こから離間して設けられた導電性の電極面と、上記壁の
   他側にそこから離間して設けられた導電性の電極面と、
   上記電極面の一方と電気的に接触した少なくとも一つの
   導電性の接続部材と、他方の電極面と電気的に接触した
   少なくとも一つの導電性の接続部材とを有し、上記導電
   性の接続部材が上記プラスチック材料の壁に埋め込まれ
   、かつ互いに電気的に接触されることを特徴とする電極
   。 ２、単極電極であり、壁が孔あきである特許請求の範囲
   第１項に記載の電極。 ３、双極電極であり、壁が障壁である特許請求の範囲第
   １項に記載の電極。 ４、壁が非導電性のプラスチック材料から成る特許請求
   の範囲第１項〜第３項のいずれか一つに記載の電極。 ５、壁が板状である特許請求の範囲第１項〜第４項のい
   ずれか一つに記載の電極。 ６、壁が可撓性である特許請求の範囲第１項〜第５項の
   いずれか一つに記載の電極。 ７、導電性の電極面が金属性である特許請求の範囲第１
   項〜第６項のいずれか一つに記載の電極。 ８、電極面が有孔である特許請求の範囲第１項〜第７項
   のいずれか一つに記載の電極。 ９、電極面が有孔板である特許請求の範囲第８項に記載
   の電極。 １０、電極面が多数の導電性の接続部材と電気的に接触
   する特許請求の範囲第１項〜第９項のいずれか一つに記
   載の電極。 １１、導電性の接続部材が、プラスチック材料の壁に埋
   め込まれた金属性の板と電気的に接触する特許請求の範
   囲第１項〜第１０項のいずれか一つに記載の電極。 １２、電極面および組み合さった導電性の接続部材が波
   形板から成る特許請求の範囲第１項〜第１１項のいずれ
   か一つに記載の電極。 １３、一方の電極面を構成している波形板の波形が他方
   の電極面を構成している波形板の波形を横切って配置さ
   れる特許請求の範囲第１２項に記載の電極。 １４、一方の電極面を構成している波形板の波形が他方
   の電極面を構成している波形板の波形を横切って配置さ
   れる特許請求の範囲第１３項に記載の電極。 １５、電極面が板を有し、また導電性の接続部材が上記
   板の表面から直立した一つまたは複数の突起部を有する
   特許請求の範囲第１項〜第１１項のいずれか一つに記載
   の電極。 １６、プラスチック材料の壁が一つまたは多数の開口を
   有し、また電極が、電極面に取り付けられた突起部を上
   記開口を介して互いに接触させて位置決めし、上記突起
   部を互いにシールし、そして壁における開口をシールす
   ることによって構成される特許請求の範囲第１５項に記
   載の電極。 １７、プラスチック材料の壁の両側の導電性の接続部材
   が単一構造体である特許請求の範囲第１項〜第１１項、
   第１５項および第１６項のいずれか一つに記載の電極。 １８、電極面の突起面積がプラスチック材料の壁の突起
   面積より小さい特許請求の範囲第１項〜第１７項のいず
   れか一つに記載の電極。 １９、壁が電極面を囲むフレーム状部分を備えている特
   許請求の範囲第１８項に記載の電極。 ２０、壁のフレーム状部分が少なくとも電極面の平面ま
   でのびている特許請求の範囲第１９項に記載の電極。 ２１、プラスチック材料が熱可塑性樹脂材料である特許
   請求の範囲第１項〜第２０項のいずれか一つに記載の電
   極。 ２２、プラスチック材料がエラストマーである特許請求
   の範囲第１項〜第２１項のいずれか一つに記載の電極。 ２３、一方の電極面が膜形成金属または合金から成り、
   他方の電極面が鉄またはニッケルから成る特許請求の範
   囲第７項〜第２２項のいずれか一つに記載の電極。 ２４、特許請求の範囲第１項〜第２３項のいずれか一つ
   に記載した電極を多数有する電解槽。 ２５、特許請求の範囲第１項、第２項および第４項〜第
   ２３項のいずれか一つに記載の単極電極を多数有し、ま
   た各陽極と隣接陰極との間にセパレータを設けた単極電
   極電解槽である特許請求の範囲第２４項に記載の電解槽
   。 ２６、特許請求の範囲第１項および第３項〜第２３項の
   いずれか一つに記載の双極電極を多数有し、また各双極
   電極の陽極と隣接双極電極の陰極との間にセパレータを
   設けた双極電極電解槽である特許請求の範囲第２４項に
   記載の電解槽。