JPS6353272B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、ハライドイオン含有水溶液例えば
塩酸および／またはアルカリ金属塩化物あるいは
対応する他の電解可能ハロゲン化物の電気分解に
よる塩素または他のハロゲンの新規な製造法に関
している。アノードおよびカソードが多孔性隔膜
（以下隔膜とする）で隔離されている単一槽で、
アルカリ金属塩化物または他のハロゲン化物をア
ノード液室を通して循環しその一部を隔膜を通し
てカソード液に流して電気分解することにより、
塩素は長い間作られてきた。 アルカリ金属塩化物溶液を電気分解するゆえ
に、塩素はアノードで発生し、アルカリ金属炭酸
塩また重炭酸塩でもよいがより普通にはアルカリ
金属水酸化物のアルカリ溶液がカソードで形成さ
れる。このアルカリ溶液はアルカリ金属塩化物も
含み、これは次の工程でアルカリ溶液から分離し
なければならず、この溶液は比較的希薄でまれに
は12〜15wt％アルカリ以上である。苛性ソーダ
の商業的濃度は50wt％またはそれ以上であるか
ら、希薄溶液中の水は蒸発させてこの濃度を達成
しなければならない。 極く最近、イオン透過性隔膜としてイオン交換
樹脂または重合体の使用に関する相当の研究が行
われてきた。 それは、薄くて、イオンを移行させるが水流を
実質的に通さない無孔性のイオン選択性重合体で
あるイオン交換膜（以後膜という）を備えたクロ
ロ―アルカリ電解槽に関するものである。この目
的に用いられる代表的な重合体は、フツ化炭素重
合体例えばトリフルオロエチレンまたはテトラフ
ルオロエチレンの重合体である。例えば、イオン
交換基を含むトリフルオロエチレンまたはテトラ
フルオロエチレンの重合体または共重合体が、こ
の目的に用いられる。 イオン交換基は、普通はスルフオン酸、スルフ
オンアミド、カルボン酸、リン酸等のカチオン性
基で、炭素原子を介してフツ化炭素重合体鎖に結
合しカチオンを交換する。したがつて、重合体
は、次の一般式を有している。 または このような隔膜は、ジユポン社より“Nafion”
旭ガラス株式会社より“フレミオン”の名称で製
造されかつGBpat1184321、USP3282875および
USP4075405に記載されている。 これらの膜は、カチオン透過性であるがアノー
ド液はこれを貫流しないので、塩化アルカリ電解
槽のこれら材料の膜を通してハライドイオンは殆
んど移動しなくて得られるアルカリは殆んどクロ
ライドイオンを含んでいない。さらに、より濃厚
なアルカリ金属水酸化物を作ることが可能で得ら
れるカソード液は15〜45wt％NaOHまたはそれ
以上を含んでいる。USP4111779および
USP4100050その他多数がこの方法を説明してい
る。イオン交換隔膜の応用は、他の用途例えば水
の電気分解にも提案されている。 このような電気分解を、電解槽中で行い、この
場合アノードまたはカソードあるいは両者が、電
気化学的攻撃に抵抗性の導電性物質の多孔性薄層
の形態でかつ膜（以後、電極―膜組立体という）
表面に結合または組込まれているものも公知であ
る。同様な電極―隔膜組立体を、“固体重合体電
解質”電池と称する燃料電池に用いることも古く
から提案されている。このような電池は、ガス燃
料電池として古くから用いられ、塩酸またはアル
カリ金属塩化物ブラインから塩素の電解製造用に
変性させることに最近ようやく成功した。 固体重合体電解槽での塩素製造には、電極は普
通フツ化重合体例えばポリテトラフルオロエチレ
ン（PTFE）よりなるバインダーで、イオン交換
膜の表面に永久的に結合した導電性、電気触媒物
質の多孔性薄層より構成されるのが普通である。 USP3297484記載のような好ましい処理法によ
れば、導電性、電気触媒的材料の粉末をポリテト
ラフルオロエチレン粉末の水性分散物と混合し、
PTFE1ｇ当り粉末２〜20ｇを含む柔らかくて重
い混合物を得ている。混合物は必要に応じて稀釈
し、支持金属シートに拡げて乾燥し、その後粉末
層をアルミニウム箔でカバーし、PTFE粒子の焼
結を行うに充分な温度でプレスして薄い、密着フ
イルムを得る。アルミニウム箔を苛性アルカリ浸
出で除去後、有孔電極を隔膜表面に適用し、
PTFEマトリツクスが隔膜に焼結するのに充分な
温度でプレスする。急冷後、支持金属シートを除
去し、電極を隔膜に結合させて残す。 電解槽の電極は、アノード室およびカソード室
を分離する隔膜の両表面に緊密に結合しかつ金属
構造物により別々に支持されていないので、電極
への電流の伝達および分配の最も効果的な方法
は、電解槽の組立中に均一に分布した多数の点で
電極表面と接触する一連の突起部またはリブを備
えた電流伝達構造物による電極表面全部にわたる
均一に分布した多数点接触によることである。そ
の電極―膜組立体は、それぞれアノードおよびカ
ソードである２個の電流伝達構造物の間でプレス
しなければならない。 反応剤がガス状、電流密度が小かつ電極での副
反応が起きない燃料電池で起きることと反対に、
溶液特に食塩ブラインの電気分解に用いる固体電
解槽では解決困難な問題を生じる。食塩ブライン
の電気分解用電解槽では、槽の各部で次の反応が
起きる。 アノード主反応 2Cl^-→Cl₂＋2e^- 隔膜を通る移動 2Na⁺＋H₂O カソード反応 2H₂O＋2e^-→2OH^-＋H₂ アノード副反応 2OH^-→O₂＋2H₂O＋4e^- 全体の主反応 2NaCl＋2H₂O →2NaOH＋Cl₂＋H₂ したがつて、アノードでは所望の塩素放電主反
応以外に、ある程度の水の酸化も起きその結果で
きるだけ低く保つてはあるが酸素が発生する。こ
の酸素発生の傾向は、隔膜と接触している触媒粒
子よりなるアノードの活性サイトでのアルカリ性
環境により特に強化される。事実、アルカリ金属
ハロゲン化物の電気分解に適したカチオン交換隔
膜は、１個毎に異なる輸率を有し、カソード液に
存在する高アルカリ性条件下では、これら隔膜の
若干は隔膜を横切つてカソード液からアノード液
へヒドロキシアニオンのある程度の移動がある。
さらに、液体電解質の電極活性表面への効率的移
動およびそこでのガス発生に必要な条件は、電解
質およびガスに対する流れ部分が燃料電池用のも
のよりも相対的により大きいことで特徴づけられ
るアノードおよびカソードの隔膜が必要である。 電極は逆に最小の厚さ、普通は40〜150μmの範
囲を有して、液体電解質の大量の効率的物質交換
ができねばならない。この要求以外に電極特にア
ノードを構成する電気触媒的、導電性物質はしば
しば殆んど導電性を有しないバインダーで結合さ
れた白金族金属酸化物または粉末金属を含む混合
酸化物であるために、電極はその主要寸法方向で
僅かに導電性である。したがつて、集電子との高
密度接触以外にも均一な接触圧が、電解槽での抵
抗低下を制限しかつ電解槽の活性表面全体にわた
り均一な電流密度にするために必要である。 これらの要求を満たすことは、特に大きな表面
積例えば一般に塩素100トン／日以上の能力を有
する塩素製造プラントで工業的に用いるもので特
徴づけられる電解槽では困難である。経済的理由
で、工業的電解槽は、少なくとも0.5m²、好まし
くは１〜３m²またはそれ以上の電極表面を必要と
し、かつしばしば直列に電気的に接続してフイル
タープレス型配置に結合ロツドあるいは液体また
は気体ジヤツクにより組立てた数十個までの複極
電解槽よりなる電解装置を構成する。 この寸法の電解槽は、電流伝達構造物即ち接触
平面性に対する極めて低い誤差を有する集電子の
製造および電解槽組立て後に電極―膜組立体への
均一な接触圧力を与えることに関し大きな技術的
問題がある。さらに、このような電解槽で用いる
隔膜は、非常に薄くて電解槽中の固体電解質を横
切る抵抗低下を制限しなければならず、その厚さ
は多くの場合0.2mm以下で、稀に２mm以上であり、
隔膜は電解槽の閉鎖中に高い圧力がこれに加えら
れると多くの点で容易に破損するか薄くなる。し
たがつて、アノード集電子およびカソード集電子
は殆んど完全に平面である以外に殆んど正確に平
行でなければならない。 小寸法の電解槽では、ある程度の集電子の可撓
性を与えて正確な平面性および平行性からの僅か
な偏奇を補償させながら、高度の平面性および平
行性が維持できる。米国特許第4343689号では、
食塩電解用の固体電解質単極型電解槽において、
カソード集電子およびアノード集電子がともに、
相互にオフセツトしたそれぞれの一連の垂直金属
リブに溶接したスクリーンまたはエクスパンデツ
ドメタルよりなり電解槽の組立中にスクリーンを
ある程度彎曲させてより均一な圧力を隔膜表面に
加えることが記載されている。 米国特許第4217401号では、食塩電解用の固体
電解質複極型電解槽において、複極セパレーター
をその両側および一連のリブまたは突起を有する
電極に対応する部分に設けている。平面性および
平行性からの僅かの偏奇を補償するために、非受
働態化材料で被覆した２個またはそれ以上のバル
ブメタルのスクリーンまたはエクスパンデツドシ
ートよりなる弾性手段の挿入を企図しており、こ
の弾性手段はアノード側リブと隔膜のアノード側
に結合したアノードとの間で圧縮される。 しかし、これらの２つの特許は大きな電極表面
で特徴づけられる電解槽では、深刻な制限および
欠点を伴つている。第１の方法では、所望の接触
圧力の均一性が欠除し勝ちで、接触圧力の大きな
点で電流集中が生じ、その結果分極現象、隔膜お
よび触媒電極の不活性化、隔膜の局部的破損およ
び触媒性物質の局部的な機械的損耗がしばしば生
じる。第２の方法では、複極セパレーター表面
に、極めて高度な平面性および平行性を与えねば
ならないが、これはリブおよび複極セパレーター
のシール表面に精密で高コストの機械加工を必要
とする。さらに、エレメントの高剛性は、シリー
ズに沿つて蓄積する傾向のある圧力集中を伴つ
て、単一のフイルタープレス配置において組立て
可能なエレメントの数は制限される。 これらの困難性の結果、電流分配スクリーン
は、電極―膜組立体に対し押し付けたとき若干の
電極部分は接触しなかつたり、または本質的に効
果がない程軽度に接触している。分配スクリーン
を、スクリーンに対応する可視的印象を示すこと
のできる感圧紙に対して押し付ける比較試験で、
約10％ないし最高30〜40％のスクリーン面積が感
圧紙にマークを生ぜず、これはこれらの大きな面
積が接触しなかつたことを示している。この観察
を電極に適用すれば、実質的な電極面積が作動し
ていないか実質上そうであることは明らかであ
る。 この発明の電解槽は、隔膜または膜で分離され
たアノードおよびカソードの少なくとも一つを含
む電解槽ハウジング、電気分解すべき電解質を導
入する手段、電解生成物を除去する手段および電
解用電流を印加する手段よりなり、電極表面と同
一の広がりの弾性的圧縮性マツトにより、少なく
とも１つの電極を隔膜または膜に対し押し付け、
弾性マツトは隔膜に対し押付け可能で均一に分布
した多数の接触点で隔膜と接触する電極に弾性反
動力を加えかつ個々の接触的に働く過剰圧力を弾
性マツトの平面上にある任意の軸に沿つて横方向
で隣接する圧力の小さい点に伝導可能であり、こ
のために弾性マツトは電極の全表面にわたつて圧
力を分配し、弾性マツトは開口構造を有してガス
および電解質が通過して流れるようになつてい
る。 この発明のハロゲン発生法は、ハロゲン化物含
有電解質水溶液を隔膜または膜で分離された少な
くとも一つのカソードおよびアノードを備えた電
解槽中で電気分解し、アノードおよびカソードの
少なくとも一方は電解質およびガスの流れに開口
しかつ、電極表面に圧力を加え圧力を横方向に分
配できる導電性、弾力的に圧縮可能なマツトによ
り隔膜または膜と多数の点で直接接触に保たれた
ガスおよび電解質透過性表面を有してその表面の
圧力を均一にするようになつている。 この発明により、多孔性電極表面と隔膜または
膜との間の効率的電気的接触が達成され、かつ隔
膜または膜と直接接触している多孔性電極層表面
の大部分、通常は実質上全部に沿つて延びる易圧
縮性、弾性マツトにより電流分配または電気的荷
電表面を電極に対し押し付けて局部に過剰圧力を
生じることなく容易に極性を与えられる。 この圧縮性マツトは特性としてスプリング様
で、その非圧縮厚さを60％までまたはそれ以上小
さくするように電極表面に対し裏壁または加圧部
材からの圧力の適用により押し付けることがで
き、圧縮マツトは締付け圧力を解放したときもと
の厚さに実質上弾力的に戻ることができる。した
がつて、その弾性的記憶により、圧力応力を分配
し接触している表面の不規則性を補償できるの
で、実質上均一な圧力を加えることができる。圧
縮性マツトは、電解質の電極への容易な接近およ
びガスでも液体ででも電解生成物の電極からの容
易な逃散を与える。 したがつて、圧縮性マツトは構造上開口しかつ
大きな遊離容積を含み、弾力的圧縮性マツトは、
一般にこれと接触する電解質の電気化学的攻撃に
抵抗性の金属で作られ導電性でかつ電極表面全体
にわたつて極性および電流を分配する。 少なくとも一つの電極が膜と結合する場合に
は、電導性弾力的圧縮性マツトが電極に直接係合
してもよいが、好ましくはマツト自身と電極層と
の間に介在させた柔軟なニツケル、チタン、ニオ
ビウムまたは他の抵抗性金属の導電性スクリーン
があつてもよい。 このスクリーンは容易に屈曲し電極表面の何ら
かの表面不規則性に適応する薄い、多孔性シート
である。これは微細網状の薄いスクリーンまたは
多孔性フイルムである。一般に、メツシユまたは
孔寸法は圧縮性マツトよりも小さくかつ低圧縮性
または実質上非圧縮性である。何れの場合でも、
反対側に押し付けられている反対電極または少な
くともガスおよび電解質透過性表面を有する電極
―膜組立体に開口メツシユ層を、担持させ押し付
ける。圧縮性マツトおよび薄い微細スクリーン
（もしこれがあれば）は電極―膜組立体に結合し
ていないので、移動（摺動）自在であつて電極―
膜組立体の外形および電極の外形に容易に合致で
き、電解槽の締付け圧力を実質上均一に電極―膜
組立体全表面に分配できる。 この発明の好ましい具体例の弾力性電流集電子
は、開口網構造を有し電解質および電解生成物に
抵抗性のワイヤー織物よりなる実質上平面状導電
性金属ワイヤーマツトおよびワイヤーの若干また
は全部が一連のコイル、波またはクリンプまたは
他の波動外形を形成しその直径は実質上ワイヤー
の太さより大きく好ましくは少なくとも製品平面
に平行な少なくとも１つの準線に沿つてマツトの
厚さに対応していることを特徴としている。もち
ろん、このようなクリンプは、スクリーンの厚さ
を横切る方向に設けてある。 これらのクリンプ、コイル、波その他の形態の
しわは、しわ付織物またはマツトの厚さと直角の
軸に関して傾斜またはカーブした側部を有し、集
電子を圧縮したとき、若干の変位または圧力が横
方向に伝達され圧力の電極部分へのより均一な分
布がなされる。マツトを圧縮する表面の平面性お
よび平行性の不均一性のために、隣接部分に働く
よりも大きい圧縮力が加えられる若干のコイルま
たはワイヤーループは、より変形し近くのコイル
またはワイヤーループに力を伝達することで過剰
の力を放出する。 したがつて、マツトは実質的な範囲への圧力均
等化物として働きかつ限度を越えた単一接触点に
作用する弾性反動力を防止するのに効果があり、
このために隔膜は過度に締め付けまたは貫通され
る。もちろん、このような弾力性マツトの自己調
節能力は、電極―膜組立体の全表面にわたる良好
かつ均一な接触分布を得るのに役立つている。 一つの極めて効果的な具体例では、一連の螺旋
状、円筒状の渦巻ワイヤーよりなり、そのコイル
は両隣の螺旋と交絡関係で相互に巻きついてい
る。螺旋は、長さが電極室の高さまたは幅と実質
上対応するかまたは少なくとも10cmまたはそれ以
上の長さのもので、交絡した螺旋の数はその幅全
体を結合するのに充分であり、螺旋の直径は螺旋
ワイヤーの直径の５〜10倍またはそれ以上であ
る。この好ましい配置によれば、ワイヤー螺旋そ
のものは螺旋により取り囲まれる電極室の断面の
極めて小さな部分を占めそして螺旋はすべての側
部が開放されているので電解質の循環できる内部
チヤンネルおよび電極室に沿つたガス泡の上昇路
を与える。 しかし、上記のように螺旋状、円筒状渦巻きを
両隣の螺旋と交絡関係で巻くことは必ずしも必要
でなく、単一の隣接金属ワイヤー螺旋よりなつて
いてもよい。この場合、螺旋は、交互に単に係合
しているそれぞれのコイルと相互に並列してい
る。これにより、高い接触点密度が達成され、反
対電極または反対電流集電子および電解槽端板に
より示される共働平面を有している。 別の具体例によれば、電流集電または分配マツ
トはクリンプした編成メツシユまたは金属ワイヤ
ー織物よりなり、それぞれ１本のワイヤーは編成
メツシユまたは織物のクリンプの最大高さに相当
する大きさの一連の波を形成する。したがつて、
各金属ワイヤーは交互に圧力を加える板として働
く電解槽端板および隔膜表面に結合した多孔性電
極板、または電極層または膜と圧縮性マツトとの
間に介在させた中間柔軟電導性スクリーンと接触
する。少なくともメツシユの一部は、織物の厚さ
を横切つて延びかつ端部方向に流れる電解質に対
し開いている。 別法として、個々に成形によりクリンプさせた
後、２個またはそれ以上の編成メツシユまたは織
物を、重ね合せて所望の厚さの集電マツトを得る
こともできる。 金属メツシユまたは織物のクリンプは、集電マ
ツトに負荷適用表面即ち裏壁または端板の１cm²当
り少なくとも約50〜2000ｇ負荷の下で大きな圧縮
性および優れた弾力性を与える。 この発明の電極は、電解槽の組立て後、電極室
の深さに相当する厚さを有するのが好ましいが、
電解室の深さはより大きくすることもできる。こ
の場合、電極室の裏壁の表面から間隔のある多孔
性で実質上剛性のスクリーンまたは板は、圧縮性
弾力集電マツトに対する圧縮表面として作用す
る。その場合、少なくとも相対的に剛性なスクリ
ーン前の空間は、開いており、発生したガスおよ
び電解質が流れる電解質チヤンネルを与える。マ
ツトは非常に小さな厚さおよび容積に圧縮でき
る。例えば、はじめの容積および／または厚さの
約50〜90％またはそれ以下に圧縮できるので、マ
ツトは電極―膜組立体および電解槽の導電性裏板
を締め付けることによりその間で押し付けまたは
圧縮される。マツトと接触している要素の隣接表
面に関して、マツトは移動または摺動自在であ
る。締め付け圧を加えたとき、弾力的圧縮性マツ
トを構成しているワイヤーループまたはコイル
は、変形して横方向に摺動してこれと接触する全
表面に均一に圧力を分布する。このようにして、
マツトは電極表面全体に分布している個々のスプ
リングより秀れた機能を発揮する、というのはス
プリングは固定されて担持表面の不規則性を補償
するような圧力点間での相互作用がないからであ
る。 電解槽の締め付け圧力の大部分は、集電子を形
成する金属ワイヤーの単一のコイルまたは波によ
り弾力的に記憶されている。実質上大きな機械的
歪は、隣接したのに対して１つまたはそれ以上の
コイルまたはクリンプに弾性変形の相違が生じな
いので、この発明の弾力的集電マツトは電解槽の
組立て中により歪の大きい点または部分の貫通ま
たは不当に薄くなることを効率的に防止または回
避できる。したがつて、対向電極の電流伝達構造
物の平面性からの偏位以外に、この構造物と電解
槽の裏板または後部加圧板との間の平行性からの
偏位も許容できる。 この発明の電極―膜組立体と弾力性マツトから
なるものは都合よくカソードで、より剛性のアノ
ードと一緒になつているかまたはアノードにより
対向している。これはアノード側の電極は多少と
も剛的に支持されていることを意味する。食塩ブ
ラインの電気分解用槽では、カソード圧縮性マツ
トは苛性ソーダおよび水素環境に対し高抵抗性の
ためにニツケルまたはニツケル合金またはステン
レス鋼のワイヤーよりなるのが好ましい。マツト
は、白金族金属またはその酸化物、コバルトまた
はその酸化物または他の電気的触媒で被覆して水
素過電圧を低下させるのが好ましい。 使用中その弾力性を保持できる他の任意の金
属、例えば白金族金属またはその酸化物のような
非受働態化被覆を任意的に有するチタンも用いら
れる。後者は特に酸性アノード液と接触してアノ
ード側で用いるとき有用である。 上記の通り、白金族金属またはその酸化物また
は他の抵抗性電解触媒物質の電導性粒子の層は、
膜に結合できる。この電極層は、通常厚さが少な
くとも約40ないし150ミクロンで、USP3297484
記載のようにして作られ、所望によりこの電極層
は膜の両側に適用できる。この電極層は実質上連
続しているので、ガスおよび電解質透過性である
が、圧縮性マツトを保護し、したがつて全部でな
くとも大部分の電気分解はこの電極層の上で起
き、もしあつたとしても電気分解例えばガス発生
は電極層の裏側に係合する圧縮マツトでは極く僅
かしか起きない。特に、電極層の粒子がマツト表
面より低い水素（または塩素）過電圧を有すると
きそうである。この場合、マツトは電流分配具ま
たは電流を低導電性層に分配する集電子として働
く。 これに対し、結合電極が使用されず圧縮性マツ
トが直接隔膜または膜と係合する後で述べる別の
具体例において、またはマツトと隔膜または膜と
の間に多孔性、柔軟性導電性スクリーンまたは他
の多孔性導電材が介在するときでさえも、マツト
の開口構造は前部、内部および圧縮性マツトの後
部を含めて隔膜または膜から離れた後部への電解
質の障害のない通路を確保する。したがつて、開
口していて完全に閉鎖されていない圧縮したマツ
トは、隔膜または膜と直接接触する全突出表面の
２〜４倍またはそれ以上の活性電極表面を与えら
れる。 このようなマツトを介在スクリーンを含むまた
は含まない隔膜または膜に押し付けたとき、介在
スクリーンを備えたまたは備えないマツトを単に
隔膜または膜に接触させたときに達成させるのと
同じ電流量で、５〜150ミリボルトだけの電圧低
下が達成できる。これは、発生塩素トン当りのキ
ロワツト時消費電力の実質的節約を示す。マツト
を圧縮したとき、隔膜または膜から離れている部
分は接近するが隔膜または膜からは離れたままで
あり、電気分解の領域は増大し、この表面積増加
で甚だしい電圧上昇なしにより多量の電気分解が
できる。 マツトの後部部分で実際の電気分解が殆んど起
きないときでも、マツトは腐蝕に対し良好に分極
される。例えば、ニツケル製圧縮性マツトを膜、
に結合した高電導度電極粒子の連続層に突き合せ
たとき、電気的シールドはマツト上で電気分解が
殆んど起きない程大きい。このような場合、ニツ
ケル製マツトが腐蝕することが観察され、特にア
ルカリ金属水酸化物が15wt％を越えかつ若干の
塩素が存在するときは著るしい。隔膜または膜と
直接接触している開口、多孔性構造物で、空間部
分へのおよびマツトの裏側にさえも充分な開いた
通路が与えられ、少なくともその露出表面は負に
分極または腐蝕に対し陰極保護される。これは、
ガス発生または他の電気分解が起きていない表面
にさえも適用できる。これらの利点は、電極端部
で囲まれる全面積で測定した電極表面の1000A／
m²以上の電流密度で、特に顕著である。 結合電極が使用される場合には弾力性マツトは
電極―膜組立体に対し、突出面積当り50〜2000
ｇ／cm²の圧縮圧力でもとの未圧縮厚さの約80〜30
％に圧縮するのが好ましい。この圧縮状態でさえ
も、弾力性マツトは、空間容積と圧縮マツト見掛
け容積との比で少なくとも75％（稀には50％以
下）、好ましくは85〜96％のように、高度に多孔
性でなければならない。これは、所望の程度に圧
縮したマツトが占有する容積の測定およびマツト
の重量測定により計算できる。マツトの金属の比
重を知れば、その固体容積は容積を比重で除して
固体マツト構造物の容積を得、次いで全容積から
この数値を減じて空間容積を得ることで計算でき
る。 この比が極端に低く、例えば弾力性マツトをそ
の未圧縮厚さの30％以下に極端に圧縮したとき、
電解槽電圧は上昇し始め、これは多分一部は電極
層への物質移動速度および／または電極システム
の適当に発生ガスを逃散させる能力の低下に基固
している。圧縮度および圧縮性マツトの空隙比の
関数としての電解槽電圧の代表的特性は、実施例
に示してある。 用いるワイヤーの直径は、成形および型付けの
タイプに応じて広範囲に変動するが、どんな場合
でも電解槽組立て圧力で所望の弾力性および変形
特性を得るに充分な小ささである。50〜500ｇ／
cm²（電極表面）の負荷に対応する組立て圧力は、
電極結合隔膜とそれぞれの電流伝達構造物または
集電子との間の良好な電気的接触を得るのに必要
であるが、一般に2000ｇ／cm²までの高い圧力も用
い得る。約400ｇ／m²（突出表面）の圧力で非圧
縮マツトの厚さの約60％以下の圧縮に対応するこ
の発明の弾力性マツトの約1.5〜3.0mmの変形を与
えることにより、電極との接触圧力は、高い表面
積および２mm／ｍまでの平面性からの変位を有す
る電解槽で上記の制限範囲で得られる。 金属ワイヤーの直径は、0.1mmまたはそれ以下
ないし0.7mmが好ましく、非圧縮マツトの厚さ即
ちコイルの直径またはクリンプの大きさはワイヤ
ー直径の５倍またはそれ以上で好ましくは４〜20
mmである。したがつて、圧縮性断面は大きな遊離
容積即ち電解質およびガスの流れが自由でこれに
開放された占有容積の大割合を含んでいる。圧縮
性ワイヤー螺旋を含む上記のしわ付織物では、こ
の遊離容積のパーセントは織物が占める全容積の
75％以上である。この織物を通るガスおよび電解
質の流れの圧力低下が無視できるときは、この遊
離容積のパーセントはまれには25％以下、好まし
くは50％以上である。 隔膜表面に直接結合した粒子電極または他の多
孔性電極層の使用を企図しないときは、弾力性マ
ツトは直接に隔膜または膜と係合して電極として
作動する。 膜に結合した電極について同じ考察が圧縮性マ
ツトの構造と特徴にまた応用される。十分驚くべ
きことに電極表面と隔膜または膜との間の弾力的
接触点の満足な密度を与えることにより、結合し
た多孔性電極層の使用に関して実質上無視できる
槽電圧のの損失だけが達成できる。接触点の密度
は、少なくとも約30ポイント／cm²（隔膜または膜
表面）、好ましくは約50ポイントまたはそれ以
上／cm²である。逆に、単一の接触点の接触面積
は、できるだけ小さくなければならず、全接触面
積に対する対応する係合隔膜または膜面積の比
は、0.6以下好ましくは0.4以下である。 実際上は、メツシユ数少なくとも10、好ましく
は20以上普通は20〜200またはより微細なメツシ
ユのエクスパンデツドメタルで、弾力性、圧縮マ
ツトと隔膜ままたは膜との間に介在させたのと類
似特性のものを用いるのが好ましい。メツシユ数
は、インチ当りの糸またはワイヤーの数を示す。 このような電極スクリーンと隔膜または膜表面
との間の弾力的、微細かつ緻密な接触条件下で、
電極反応の主要部は電極スクリーンと隔膜または
膜との間の接触界面で起き、大部分のイオンの伝
導は隔膜または膜中およびこれを横切つて起き電
極と接触する液状電解質中には殆んど起きない。
例えば、2000000Ωcm以上の抵抗を有する２度蒸
留した純水の電気分解が、驚く程の低槽電圧で、
カチオン交換隔膜を設けたこのタイプの電解槽で
成功裡に実施できた。 さらに、アルカリ金属塩ブラインの電気分解を
同一電解槽で行つたとき、電解槽の方向を水平か
ら垂直に変えても槽電圧の認められる程の変化は
なく、所謂“泡の影響”に基因する槽電圧低下へ
の影響は無視できることを示している。この挙動
は、隔膜に結合した粒状電極を有する固体電解質
槽の挙動とよく一致し、この電解槽は従来の隔膜
または膜と接触または僅かに間隔のある粗い多孔
性電極を備え、“泡の影響”が槽電圧に大きく寄
与し、ガス分離速度の低下およびガス泡の蓄積に
よる電極の高さに沿つた個数の増大のために、槽
電圧はガス発生多孔性電極が電解質ヘツドの下側
に水平に保たれたとき低下し、一方電極が垂直の
とき最大になるものと逆である。 この予想外の挙動の説明は、イオンの伝導は隔
膜または膜中で起きかつ微細メツシユスクリーン
電極と隔膜または膜との間の極く小さな個々の接
触部分の弾力的接触は、接触界面で生成した微少
量のガスを容易に解放して直ちに再び接触を生じ
るために、電解槽は実質上固体電解質電解槽のよ
うに挙動するという事実に一部は基因している。
弾力的に圧縮したマツトは、実質上均一な接触圧
力および電極表面と隔膜または膜との間の高密度
微細接触点の均一な実質上完全な適用範囲を保証
し、そして圧縮電極マツトはガス解放スプリング
として効果的に作用して電極表面と隔膜または膜
との間の実質上一定の接触を維持する。 電解槽の両電極は、それぞれアノード液および
カソード液に抵抗性材料から作つた弾力的に圧縮
性マツトおよび少なくとも30個の接触点／cm²の無
数の接触を与える微細メツシユスクリーンよりな
つている。好ましくは、電解槽の一方の電極のみ
かつ微細メツシユ電極スクリーンを伴つたこの発
明の弾力性、圧縮性マツトよりなり、他の電極は
実質上剛性の多孔構造で好ましくは粗い剛性構造
物と隔膜または膜との間に介在した微細メツシユ
スクリーンを有している。 第１図に示した圧縮性電極マツトは、直径0.6
mm（またはそれ以下）のニツケルワイヤーよりな
る一連の交絡した螺旋状、円筒状渦巻きより、こ
れらコイルは相互に隣接するものに内側に巻き付
きコイル直径15mmを有している。 第２図の構造の代表的具体例では、直径0.5mm
のニツケルワイヤー製の平らになつたまたは楕円
断面を有する実質上螺旋状渦巻きよりなり、コイ
ルは隣接するものの内側に巻き付き短軸は８mmで
ある。 第３図のマツトの代表的具体例は、直径0.15mm
のニツケルワイヤーの編成メツシユで、成形によ
りクリンプしており、クリンプの高さまたは大き
さは５mmの波の間のピツチは５mmである。クリン
プは第３図に示すように、ヘリンボーン模様の形
状の交差した平行クリンプ列になつている。 第４図の食塩ブラインの電気分解に有用でこの
発明の電流集電子を具体化した固体電解質電解槽
は、その周辺全体に沿つたシール表面４を有する
水平アノード端板３を含み、シール表面４は隔膜
５の端縁と密封接触し所望により液体不透過性絶
縁ガスケツト（図示せず）の挿入物を有してい
る。アノード端板３は、中央凹陥部６を有し、こ
れは隔膜表面に結合したアノード部分７の面積に
対応する表面を有するシール表面に関している。
アノード端板は鋼製で、アノード液と接触するそ
の側部はチタンまたは他の非受働態性バルブメタ
ルでクラツドされているか、または端板はグラフ
アイトまたはグラフアイトと化学抵抗性のの樹脂
バインダーの成形性混合物より作つてある。 アノード集電子は、貴金属および／または酸化
物および白金族金属の酸化物混合物のような非受
働態化、電解抵抗性材料で被覆したチタン、ニオ
ビウムまたは他のバルブメタルのスクリーンまた
はエクスパンデツドシート８よりなつている。ス
クリーンまたはエクスパンデツドシート８は、電
解槽端板の中央凹陥部６に溶接したチタンまたは
他のバルブメタルの一連のリブまたは突起９に溶
接するか単に載置して、スクリーンまたは膨張シ
ートを端板のシール表面４と平行、好ましくは共
通平面にしてある。 垂直カソード端板１０は、その内側部に周辺シ
ール表面１２に関して中央凹陥部１１を有し、こ
の凹陥部１１は実質上平面即ちリブがなくシール
表面平面に対して平行である。カソード端板の内
側部凹陥部には、この発明の好ましくはニツケル
合金製のの弾力的、圧縮性電流集電マツト１３を
位置させる。 未圧縮、弾力性集電マツトの厚さは、シール表
面の平面に関して中央凹陥部の深さより10〜60％
大きく、電解槽の組立て中に集電マツトはそのも
との厚さの10〜60％圧縮して、好ましくは80〜
600ｇ／cm²（突出表面）の範力の弾性反動力を加
える。カソード端板１０は、鋼または他の任意の
苛性ソーダおよび水素に抵抗性の電気的材料で作
る。 隔膜５は、流体不透過性でカチオン透過性のイ
オン交換膜例えばテトラフルオロエチレンとスル
フオン酸基、カルボン酸基またはスルフオンアミ
ド基のようなイオン交換基を含むパーフルオロス
ルフオニルエトキシビニルエーテルとの共重合体
の厚さ0.3mmの重合体フイルムよりなつている。
その薄さのために、隔膜は可撓性で、支持しない
限り垂れ下つたり、クリープまたは変形したりす
る。このような隔膜はE.I.ジユポン社によりナフ
イオンとして製造されている。 隔膜のアノード側には、導電性、電気触媒物
質、好ましくは少なくとも１種の白金族金属の酸
化物または混合酸化物よりなる粒子の厚さ20〜
150μmの多孔性層よりなるアノード７を結合して
ある。隔膜のカソード側には、低水素過電圧を有
する導電性物質、好ましくは重量比１：１〜５：
１のグラフアイトおよびプラチナブラツクよりな
る粒子の厚さ20〜150μmの多孔性層よりなるカソ
ード１４を結合してある。 粒子を隔膜表面に結合するのに用いるバインダ
ーは、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）が
好ましく、電極はPTFEと導電性、触媒物質粒子
の混合物を焼結して多孔性フイルムを作り、フイ
ルムを結合させるに充分な高温で隔膜にプレスし
て作られる。この結合は、隔膜を電極物質の間に
サンドウイツチ状に組立て、組立て物を一緒にプ
レスして電極粒子を隔膜に埋め込んで行われる。 一般に、隔膜は予じめ電解質水溶液例えば塩溶
液、酸またはアルカリ金属水酸化物溶液中で煮沸
して水和させ、高度に水和させて10〜20wt％ま
たはそれ以上の水和水または単なる吸着水として
多量の結合水を含んでいる。この場合、ラミネー
シヨン処理中に多量の水分損失をを防止する注意
が必要である。 このラミネーシヨンは、積層物に熱の他に圧力
も加えて達成するので、水は蒸発する傾向があり
これは次の１つまたはそれ以上の手段で最小にさ
れる： (1) 積層物を、不透過性被包体で包む、即ちその
周線をプレスまたはシールした金属箔の間で積
層物の周囲に水で飽和した雰囲気を維持する。 (2) 適当な設計の型で水を急速に積層物に戻す。 (3) 水蒸気雰囲気中で成形する。 隔膜表面に結合した電極は、実際上は２個の端
板の中央凹陥部６および１１に対応する突出部を
有している。 第５図は、組立て状態の第４図電解槽を示し、
両図面で対応部は同一符号である。端板３および
１０は一緒に締め付けて螺旋状コイルマツト１３
を電極１４に押し付ける。電解槽の操業中、例え
ば飽和食塩ブラインによりなるアノード液はアノ
ード室をを循環させ、より好ましくは新鮮なアノ
ード液を室底部近辺の入口パイプ（図示せず）か
ら供給し使用済アノード液を発生塩素とともに頂
部周辺の出口パイプ（図示せず）から排出する。 カソード室には水または稀苛性ソーダを室底部
の入口パイプ（図示せず）から供給し、得られる
苛性ソーダを濃厚溶液としてカソード室の上端の
出口パイプ（図示せず）から回収する。カソード
で発生した水素は、濃苛性ソーダ溶液とともにま
たは室頂部の別の出口パイプから回収する。 弾力性集電マツトのメツシユは開いているの
で、圧縮した集電マツトを通るガスまたは電解質
の流れに対し殆んど抵抗はない。アノードおよび
カソード端板は、両者とも外部電源に適当に接続
し、電流は一連のリブ９からアノード電流集電子
８に流れ、そこからスクリーンまたはエクスパン
デツドシート８およびアノード７の間の多数の接
触点を通つてアノード７に伝達される。 イオンの伝達は、実質上イオン交換膜を横切つ
て起き電流は実質上膜５を横切つて電解槽のアノ
ード７からカソード１４に移動するナトリウムイ
オンにより運ばれる。電流集電マツト１３は、電
流をカソード１４からニツケル合金ワイヤーとカ
ソードとの間の多数の接触点を通つて集めてか
ら、多数の接触点を通つてカソード端板１０に伝
達する。 電解槽の組立て後、圧縮状態での電流集電マツ
ト１３は製品のもとの厚さ即ち単一のコイルまた
はクリンプの10〜60％の間の変形を伴つて、カソ
ード１４の表面したがつて実質上非変形性アノー
ド電流集電子８で代表される抑制表面に対して弾
性反動力を加える。この反動力は、カソード１４
およびアノード７を有するカソード集電子および
アノード集電子の間の接触点に所望圧力を維持す
る。 弾力性集電マツトの隣接螺旋または隣接コイル
間の弾性変形差に対する機械的抑制具がないこと
は、アノード集電子８およびカソード室の表面１
１で代表される協働表面間の平面性または平行性
の避けられない僅かの変位を調節する。標準的組
立工程で通常起きるこのような僅かな変化は、充
分に補償できる。 第６図および第７図で、第４図および第５図で
示した電解槽の弾力性、圧縮性集電子マツトの好
ましい２つの具体例を示している。簡単化のため
に、適当な部品のみを示し、第４，５図と同一符
号を付してある。第６図の弾力性、圧縮性マツト
は、直径0.6mmののニツケルワイヤー１３ａの一
連の螺旋状、円筒状スパイラルで、そののコイル
は好ましくは第１図の写真でより明瞭に示すよう
に相互に他の内側に巻き付けコイルの直径は10mm
である。弾力性マツト１３と表面にカソード層１
４を有する隔膜５との間に、好ましくは厚さ0.3
mmのニツケルシートのエクスパンデツドシートで
ある薄いスクリーン１５を設けてある。その薄い
スクリーン１５は容易に可撓性または柔軟性で隔
膜５に押し付けたときマツト１３のワイヤールー
プで加えられる弾性反動力下の彎曲および曲げに
対し殆んど抵抗がない。第７図は、第６図に類似
の具体例を示すが、弾力的、圧縮性マツト１３
は、第３図に写真で示したような直径0.15mmニツ
ケルワイヤーのクリンプ編成布帛である。 第８図はこの発明の別の具体例を示し、この発
明の圧縮性電極または電流集電マツトを用いる特
に食塩ブラインの電気分解に有用な電解槽は、任
意的に液体不透過性、絶縁周辺ガスケツト（図示
せず）を挿入した、全周辺に沿つて隔膜５の周辺
とシール自在に接触するシール表面４を備えた縦
型アノード端板３を有している。アノード端板３
は、ブラインを導入する下部から使用済ブライン
および発生塩素を排出する頂部に延びる表面を有
するシール表面に関し中央凹陥部６を備え、この
頂部および下部は通常容易に連通している。端板
は、鋼製でアノード液と接触する側部はチタンま
たは他の受働態化バルブメタルでクラツドされる
か、グラフアイトまたはグラフアイトと化学抵抗
性の樹脂バインダーまたは他の陽極抵抗性物質と
の成形性混合物より作られている。 アノードは、貴金属および／または酸化物およ
び白金族金属混合物酸化物のような非受動態化、
電解抵抗性物質の被覆または導電性基材上に沈着
させたときアノード表面として働く他の電気触媒
被覆を有する、ガスおよび電解質透過性のチタ
ン、ニオビウムまたは他のバルブメタルのスクリ
ーンまたはエクスパンデツドシート８である。ア
ノードは実質上剛性の粗スクリーンで大きな抵抗
損失なしにリブ９から電解用電流を運ぶに充分な
厚さである。より好ましくは、粗スクリーン８と
同一材料の柔軟な微細メツシユスクリーン（図示
せず）を、粗スクリーン８の上に載置して３０ま
たはそれ以上、好ましくは60〜100接触点／cm²
（隔膜または膜表面）の密度で隔膜または膜との
微細接触を与える。微細メツシユスクリーンは、
粗スクリーンにスポツト溶接するか、粗スクリー
ン８と隔膜または膜５との間にサンドウイツチ状
にする。微細メツシユスクリーンは、貴金属また
はアノード液に抵抗性の導電性酸化物で被覆す
る。 垂直カソード端板１０は、その内側部に周辺シ
ール表面１２に関して中央凹陥部１１を有し、こ
の凹陥部１１はリブなしの実質上平面状でかつシ
ール表面平面と平行である。この発明で企図し好
ましくはニツケル合金製の弾力的圧縮性マツト１
３は、カソード端板の凹陥部内側に位置させる。
図に示した具体例では、マツト１３はワイヤー製
螺旋または多数の交絡した螺旋で、これら螺旋は
隔膜または膜と直接係合していてもよい。しか
し、薄い金属スクリーン１６をワイヤー螺旋と隔
膜または膜との間に介在させて螺旋マツト１３お
よびスクリーン１６を相互にかつ隔膜または膜と
摺動自在に係合させるのが好ましい。 螺旋の隣接スパイラルの間隔は、螺旋間例えば
螺旋で囲まれた中央部の中へおよびこれからのガ
スおよび電解質の流れまたは移動が容易なように
充分大きくしなければならない。一般にこれら間
隔は、ワイヤー直径の３〜５倍またはそれ以上で
充分大きくする。未圧縮螺旋ワイヤーコイルの厚
さは、シール表面の平面に関する中央凹陥部１１
の深さより10〜60％大きいのが好ましい。電解槽
の組立て中に、コイルはもとの厚さの10〜60％圧
縮して好ましくは80〜100ｇ／cm²（突出表面）の
範囲の弾性反動力を加える。 カソード端板１０は、鋼製または苛性ソーダお
よび水素に抵抗性の他の導電性物質で作る。スク
リーン１６は、ニツケルワイヤーまたはカソード
条件下で腐蝕抵抗性の他の材料で作られる。この
スクリーン１６は剛性でもよいが、好ましくは非
剛性、可撓性で容易に彎曲して隔膜または膜カソ
ードサイド（側）の不規則性と合致できるように
する。これらの不規則性は、隔膜表面自身のもの
であるが、より普通には隔膜または膜を担持する
剛性アノードにおける不規則性である。 一般に、スクリーン１６は螺旋マツト１３より
は可撓性である。 多くの目的には、スクリーン１６のメツシユ寸
法は螺旋のスパイラル間の開口寸法より小さくな
ければならず、幅および長さ方向に0.5〜３mmの
開口を有するスクリーンが適当であるがより微細
メツシユのスクリーンがこの発明では特に好まし
い。介在スクリーン１６は、複数の機能を果して
いる。第１に、スクリーンは導電性であるので、
活性電極表面である。第２に、螺旋または他の圧
縮性電極要素が隔膜または膜を局部的に研削、侵
入または薄化するのを防止しかつ圧縮した電極は
局所でスクリーンに対し押し付ける役をし、スク
リーンは隣接する圧力点の間で隔膜または膜表面
に沿つて圧力を分配するのを助けかつ変形したス
パイラル部分が隔膜または膜に侵入または研削す
るのを防止する。 電気分解中に、水素およびアルカリ水酸化物が
スクリーン１６上および一般に螺旋の若干の部分
および全体でさえでも発生する。螺旋スパイラル
１３を圧縮したとき、その裏表面（隔膜表面から
離れたまたは間隔のある表面）はスクリーン１６
および隔膜または膜５に接近し、もちろん圧縮の
程度が大きい程、隔膜または膜からのスパイラル
の平均間隔は小さくなりかつスパイラル表面のカ
ソード分極の程度は小さくなる。したがつて、圧
縮の効果は、カソードの全有効表面の増大であ
る。 電極の圧縮は、1000A／cm²（隔膜または膜表
面）またはそれ以上の電流流量を支持するに必要
とする全体の電圧を効果的に低下させることが判
明した。同時に、圧縮は圧縮性電極が電解質およ
びガスの流れに開口を残すように制限すべきであ
る。したがつて、第９図に示すように、スパイラ
ルは電解質およびガスが上昇できる中央垂直通路
を与えるように開口している。さらに、スパイラ
ル間の空間は、カソード液が隔膜または膜および
スパイラルの両側に近づける空間を残している。
一般にスパイラルのワイヤーは小さく、直径0.05
〜0.5mmの範囲である。大きなワイヤーも使える
が、より剛直であり、圧縮性が小さく、1.5mm以
上のワイヤーを使うのはまれである。 第９図は組立てた状態の第８図の電解槽を示
し、両図面で対応する部分は同一符号である。端
板３および１０は一緒に締め付けて、螺旋コイル
マツト１３を電極１６に対して押し付ける。電解
槽が膜を備えているならば操業中、例えば飽和食
塩ブラインよりなるアノード液はアノード室を通
つて循環させ、より好ましくは新鮮なアノード液
は室底部近くの入口パイプ（図示せず）から供給
し使用済アノード液は発生塩素とともに室の頂部
周辺の出口パイプ（図示せず）から排出する。 カソード室には水または稀アルカリ水溶液を室
底部の入口パイプから供給し、得られるアルカリ
は濃厚溶液としてカソード室の上端の出口パイプ
（図示せず）から回収する。カソードで発生した
水素は、濃厚苛性アルカリ溶液とともにまたは室
頂部の別の出口パイプを通つてカソード室から回
収できる。 アノードおよびカソード端板は、ともに外部電
源に適当に接続し電流は一連のリブ９を通つてア
ノード８に通過する。イオン伝達は、アノード８
から膜５を通つてカソード１６へ移動するナトリ
ウムイオンで実質上運ばれる電流でイオン交換膜
５を横切つて起きる。両電極は多数の接触点を隔
膜に提供し、電流は終局的には多数の接触点を通
つてカソード端板１０に流れる。 電解槽の組立て後、製品のもとの厚さ即ち単一
のコイルまたはクリンプの10〜60％の変形を伴う
圧縮性集電マツト１３は、柔軟なカソードスクリ
ーン１４に対し、したがつて比較的より剛性で実
質上非変形性のアノードまたはアノード集電子８
で代表される抑制表面に対し弾性反動力を加え
る。この反動力は、カソードと隔膜または膜との
間の他にスクリーン部分とカソード１６の螺旋部
分との間の接触点に所望の圧力を維持する。 螺旋スパイラルおよび柔軟なスクリーンは、相
互におよび隔膜または膜に関する以外に後部担持
壁とも摺動自在であるので、弾力性電極の隣接ス
パイラルまたは隣接コイル間の弾性変形差に対す
る機械的抑制が存在しないことは、アノード８お
よびカソード室の担持表面１１でそれぞれ示され
る共働表面間の平面性または平行性の避けられな
い僅かの偏奇を横方向に調節する。普通標準的な
組立処理中に起きるこのような僅かな偏奇は、実
質的な程度に補償される。 この発明の弾力性マツトの利点は、直列配置で
多数の単位電解槽を締付けて高生産能力のモジユ
ールを形成した工業的フイルタープレスタイプ電
解装置で完全に実現できる。この場合、中間電解
槽の端板は、それぞれの表面でアノードおよびカ
ソード集電子を有する複極セパレーターの表面で
代表される。複極セパレーターは、それぞれの電
極室の壁を規定するように働く以外に、１つの電
解室のアノードを直列の隣の電解室のカソードに
電気的に接続する。 高変形性のために、この発明の圧縮性マツト
は、フイルタープレスタイプモジユールの締め付
け圧力を各単一電解室へのより均一な分布に役立
ち、特に各隔膜または膜の反対側が比較的剛性の
アノード８で剛直に支持されているときそうであ
る。このような直列電解槽では、単一電解室のシ
ール表面に弾力性ガスケツトを用いることは、締
め付けたフイルタープレスタイプモジユールの弾
力性を隔膜弾力性に限定するのを避けるために推
奨される。したがつて、直列になつている各電解
室内部の弾力性集電子の弾性変形性で、大きな利
点が得られる。 第１０図は別の具体例を示し、電極の圧縮マツ
トとして螺旋スパイラルの代りに交絡ワイヤーの
クリンプ織物を用い、かつ追加の電解質通路を電
解質循環のために設けてある。図示の通り、電解
槽はアノード端板１０３およびカソード端板１１
０を含み、両者は垂直平面でアノード空間１０６
およびカソード空間１１１を包囲する側壁を有す
る形態で垂直平面で装着されている。各端板は、
それぞれの端板平面から突出する側壁に周辺シー
ル表面を有し、１０４はアノードシール表面、１
１２はカソードシール表面である。これらのシー
ル表面は、側壁の間の包囲空間を横切つて張られ
る隔膜または膜１０５を担持している。 アノード１０８は、チタンのエクスパンデツド
メタルまたは他の多孔性アノード抵抗性基材の比
較的剛性非圧縮性粗目スクリーンよりなり、好ま
しくはその上に非受働態化被覆例えば白金族金
属、その酸化物または混合酸化物の被覆を有して
いる。この粗目スクリーンは、アノード板の側壁
内部に適合するような寸法で、アノード端板基体
に固着しこれから突出する間隔のある導電性金属
またはグラフアイトのリブ１０９に剛性的に支持
されている。リブ間の空間は、空間の底部から供
給し頂部から排出するアノード液の容易な流れを
与える。端板およびリブ全体は、グラフアイトま
たはチタンを被覆した鋼または他の適当な材料で
ある。アノード粗目スクリーン１０８を担持する
リブ端部は、例えばプラチナで被覆して電気的接
触を改良しても被覆しなくてもよく、アノードス
クリーン１０８をリブ１０９に溶接してもよい。
剛性、アノード粗目スクリーン１０８は、真直ぐ
な位置に堅固に保持する。このスクリーン１０８
は、隔膜または膜から離れて上向きに傾斜した開
口を有するエクスパンデツドメタルとして上昇す
るガス気泡を空間に向けてもよい（第１１図参
照）。 より好ましくは、非受働態性層（好ましくはア
ノード反応例えば塩素発生に対し低過電圧を有す
る貴金属または導電性酸化物）で被覆したチタン
または他のバルブメタルの薄い柔軟なスクリーン
１０８ａを、剛性、粗目スクリーン１０８と隔膜
または膜１０５との間に設ける。薄いスクリーン
１０８ａは、少なくとも30接触／cm²の隔膜との極
めて小面積の大きな接触密度を与える。これは、
粗スクリーン１０８にスポツト溶接してもしなく
てもよい。 カソード側では、リブ１２０がカソード端板１
１０の基部から外側にカソード空間１１１の全深
さの距離延びている。これらのリブは、電解槽を
横切つて間隔があり電解質の流れのために平行な
空間を与える。上記の通り、カソード端板および
リブは、鋼、ニツケル―鉄合金または他のカソー
ド反応抵抗性物質で作られる。導電性リブ１２０
には、多孔性でその片側から他側に容易に電解質
が循環できる比較的剛性の圧力板１２２を溶接す
る。一般にこれらの開口は、上向きに圧縮性電極
から空間１１１（第１１図参照）に向つて傾斜し
ている。圧力板１２２は、導電性で極性を電極に
与えかつこれに圧力を加えるように働き、鋼、ニ
ツケル、銅またはこれらの合金のエクスパンデツ
ドメタルまたは厚いスクリーンよりできている。 比較的可撓性スクリーン１１４は隔膜または膜
１０５のカソード側を担持し、その可撓性および
比較的薄いために隔膜または膜の外形そしてより
剛性のアノード１０８の外形になる。この薄くて
柔軟なスクリーン１１４は実質上カソードとして
働くので、導電性例えばニツケルワイヤーまたは
他のカソード反応抵抗性ワイヤーのスクリーン
で、低い水素過電圧表面を有している。薄くて柔
軟なスクリーン１１４は、少なくとも30接触／cm²
の隔膜との極めて小面積の大きな接触密度を有す
るのが好ましい。圧縮性マツト１１３を、カソー
ドスクリーン１１４とカソード圧力板１２２との
間に取り付ける。 第１０図に示すように、マツト１１３はクリン
プまたはしわ付ワイヤーメツシユ織物で、この織
物は第３図に示したタイプの開口メツシユ編成ワ
イヤーが好ましく、ワイヤーストランドは交絡し
たループを有する比較的平らな生地に編成する。
この生地を、波が例えば0.3〜２cm離れるように
近接させ、圧縮性織物全体の厚さ５〜10mmの波状
にクリンプまたはしわ付けする。クリンプは第３
図に示すようにジグザグまたはヘリンボーンで、
スクリーン１１４より大きな孔寸法を有する粗メ
ツシユ織物である。 第１０図に示すように、この波状織物マツト１
１３を、薄くて柔軟なスクリーン１１４とより剛
性のエクスパンデツドメタル圧力板１２２との間
の空間に取付ける波形は空間を横切つて延び、圧
縮織物マツト１１３の空間比は、織物の占める見
掛け容積の75％以上、好ましくは85〜96％であ
る。図示の通り、波形は垂直または傾斜方向に延
びて、ガスおよび電解質の上向きの自由流れ用の
通路を与え、この通路は織物のワイヤーにより実
質上妨害されない。このことは、波の両側のメツ
シユ開口が流体の自由流通を許すので一方から他
の側に電解槽を横切つて延びているときでもそう
である。 他の具体例について述べたように、端板１１０
および１０３は一緒に締め付け、隔膜または膜も
しくは端部壁の間に設けた外部大気から隔膜また
は膜をシールドするガスケツトを担持する。締め
付け圧は、波状織物マツト１１３を薄くて柔軟な
スクリーン１１４に押し付け次いで隔膜または膜
を反対側のアノード１０８ａに押し付け、この圧
縮力は全体の低電圧を許容する。未圧縮織物マツ
ト１１３が全体の厚さ６mmを有するとき行つた試
験で、電流密度3000A／m²（突出電極面積）で圧
縮性マツトを厚さ４mmおよび２mmに圧縮したと
き、圧縮Ｏで同じ電流密度のときに比して約
150mVの電圧低下が達成できた。 圧縮Ｏから４mmの間で、５〜150mVの電圧低
下が観察された。電解槽電圧は約２mmの圧縮まで
は実際上一定に保たれ、圧縮が２mm以下、即ちマ
ツトのもとの厚さの約30％以下になつたとき謹か
に上昇し始めた。このことは、ブライン電気分解
処理で５％またはそれ以上の実質的なエネルギー
節約を示している。 この膜を備えた電解槽を有する具体例の操業
中、実質上飽和した食塩水溶液を、電解槽底部に
供給してリブ１０９の間の通路または空間１０６
を通して上向きに流し、消耗したブラインおよび
発生塩素は槽頂部から逃散した。水または稀苛性
ソーダをカソード室底部に供給し、通路１１１お
よび圧縮したマツト１１３の空間を通して上昇さ
せ、発生水素およびアルカリを電解槽頂部から取
り出した。電気分解は、直流電圧をアノードおよ
びカソードの端板に印加して行つた。 第１１図は電解槽の流れパターンを示し、加圧
板１２２の少なくとも上部開口は鎧戸構造として
圧縮マツト１１３から上向きの傾斜出口を与えて
発生水素および／または電解質の若干の部分を後
部電解質室１１１（第１０図）に逃がす。したが
つて、圧力板１２２の裏側の空間および圧縮マツ
ト１１３で占められる空間は、上向きの電解質お
よびガス流れを与える。 このような２つの室により、圧力板１２２と隔
膜または膜との間の空隙を減少させ、マツト１１
３の圧縮を増大させながら流体流れに対するマツ
トの開口を残し、カソードの活性部分の全有効表
面積の増大に役立つている。 第１２図は電解槽の操業法を示している。第
５，９または１０図で示したタイプの膜を備えた
縦型電解槽２０は、槽のアノード液室（アノード
部）の底部に入るアノード液入口ライン２２およ
びアノード部の頂部から出るアノード液出口ライ
ン２４を有している。同様に、カソード液入口ラ
イン２６は電解槽２０のカソード液室の底部に入
り、カソード部はその頂部に位置する出口ライン
２８を有している。アノード部は、アノード側に
押し付けたアノード８，１０８およびカソード側
に押し付けたカソード１４，１１４を有する膜
５，１０５で、カソード部から分離されている。
隔膜―電極は上向きに延び、その高さは0.4〜1m
またはそれ以上である。 アノード室は、隔膜および片側のアノードと他
側のアノード端壁９，１０９（第５，９または１
０図参照）により囲まれ、一方カソード室は隔膜
および片側のカソードと他側の、直立カソード端
壁で囲まれている。操業に際しては、ブラインを
供給タンク３０からバルブ付ライン３２を通つて
ライン２２に供給し、循環タンク３４設けその下
部からライン２５を通つてブラインを排出する。
アノード室底部に入るブライン濃度は、ライン２
２を通る相対的流れの量比調整で飽和に近くなる
ようにし、アノード室底部に入るブラインは上向
きに流れアノードと接触する。その結果、塩素が
発生しアノード液とともに上昇し、両者はライン
２５を通つてタンク３４に排出される。次いで塩
素は分離され出口３６を通つて排出され、ブライ
ンはタンク３４に集められ再循環する。このブラ
インの若干の部分は、消耗ブラインとしてオーバ
ーフローライン４０を通つて取り出され、再飽和
および精製のために固体アルカリ金属ハロゲン化
物源に送る。ハロゲン化物または他の化合物の形
態でのアルカリ土類金属は、低く保ちアルカリ金
属ハロゲン化物の1ppm以下、しばしば50〜
100ppmに保つ。 カソード側では、水をタンクまたは他の供給源
４２からライン４４を通つてライン２６に供給
し、ライン４４は循環ライン２６に排出し、そこ
で循環タンクからライン２６を通つて来る循環ア
ルカリ金属水酸化物（NaOH）と混合される。
水―アルカリ金属水酸化物混合物は、カソード室
の底部に入り、圧縮性、ガス透過性集電マツト１
３，１１３（第５，９または１０図参照）を通つ
て頂部に上昇する。流れている間に、混合物はカ
ソードと接触して水素ガスの外にアルカリ金属水
酸化物を生じる。カソード液は、ライン２８を通
つてタンク４６に排出され、そこで水素は出口４
８を通つて分離される。アルカリ金属水酸化物溶
液はライン５０を通つて取り出し、ライン４４か
ら供給する水をコントロールしてNaOHまたは
他のアルカリの濃度を所望のレベルに保つ。この
濃度は、アルカリ金属水酸化物５または10wt％
でもよいが、一般に約15wt％以上、好ましくは
15〜40wt％である。 ガスが両電極で発生するので、発生ガスのガス
上昇特性の長所を利用することができ、これは電
解槽を液が流れる状態で操業しアノード室および
カソード室を比較的狭く、例えば幅を0.5〜８cm
に保つて達成できる。このような条件では、発生
ガスは電解質および電解質スラツジを伴つて急速
に上昇し、ガスは排出パイプを通つて循環タンク
に排出され、この循環は所望によりポンプ補助さ
れる。 この発明の集電マツトとして用いるのに適した
編成金属織物は、英国、サーリ州、サウスクロイ
ドンのニツトメツシユリミデツドで製造され、編
成織物は寸法およびワイヤーの太さは種々ある。
一般に用いるワイヤーは0.1〜0.7mmであるが、よ
り太いまたは細いワイヤーも用いられ、これらの
ワイヤーを編成して2.5〜20ステツチ／インチ
（１〜４ステツチ／cm）、好ましくは約８〜20ステ
ツチ／インチ（２〜４ステツチ／cm）を与える。
もちろん広範な変化が可能で５〜100メツシユの
波状ワイヤースクリーンが用い得る。 織成・編成または交絡金属シートをクリンプし
て反復波状外形を与え、または緩い織布または他
の方法で配列させてワイヤー直径の５〜100倍ま
たはそれ以上の厚さの織物を与えてシートを圧縮
性にする。しかし、構造は交絡し移動を制限され
ているので織物の弾性は保持されている。規則正
しい間隔の波状でクリンプしたとき、例えばヘリ
ンボーン形状のときでもそうである。所望によ
り、この編成織物を何枚も重ねることもできる。 第３図に示した螺旋構造を用いたとき、ワイー
螺旋は弾性的に圧縮自在でなければならない。ワ
イヤーの直径および螺旋の直径は、必要な圧縮性
および弾力性を与えるようなものである。螺旋の
直径は、未圧縮状態でワイヤー直径の10倍または
それ以上である。例えば、直径0.6mmのニツケル
ワイヤーを直径約10mmの螺旋に巻いたものが満足
に用いられた。 上記の通りワイヤーがカソードのときは、ニツ
ケルワイヤーが適当である。しかし、電解質また
は水素脆化によるカソード反応攻撃または腐蝕に
抵抗できる任意の他の金属が用いられ、ステンレ
ス鋼、銅、銀被覆銅その他である。 上記の具体例では、圧縮性集電マツトをカソー
ド側として示したが、電解槽の極性を逆にして圧
縮性集電子をアノード側としてもよい。もちろん
この場合、電極ワイヤーは塩素およびアノード反
応の攻撃に耐えねばならず、ワイヤーはバルブメ
タル例えばチタンまたはニオビウム、好ましくは
白金族金属、その酸化物、二金属スピネル、ペロ
ブスキー石等のようなアノード攻撃抵抗性の導電
性、非受働態化層で被覆たものである。 場合により、圧縮性マツトのアノード側への適
用は、ハロゲン化物電解質の電極―隔膜または電
極―膜界面への供給を制限するので、問題を生じ
ることもある。アノード部が電解槽を通つて流れ
るアノード液と充分に接近しないとき、ハロゲン
化物濃度は電気分解のために局部的に低下し、低
下し過ぎたときには水の電気分解の結果としてハ
ロゲンよりも酸素が発生する。このことは、電極
―隔膜または電極―膜の接触点の面積を小さく保
つこと、即ちまれには1.0mmであるが普通は幅1/2
mm以下にして避けられ、圧縮性マツトと隔膜また
は膜表面との間のに比較的微細メツシユのスクリ
ーン（10メツシユまたはそれ以上）を維持して効
果的に避けられる。 これらの問題はカソードでも重要であるが、カ
ソード反応は水素を発生し、接触点が比較的大き
い時でさえも、水およびアルカリ金属イオンは隔
膜を通つて移動し、副反応は生起せず、たとえカ
ソードが何らかの制限を与えたとしても、副反応
生成物は少ない。したがつて、圧縮性マツトはカ
ソード側に応用するのが有利である。次の実施例
で、この発明の好ましい具体例を説明するが、こ
れらに限定されるものではない。 実施例 １ 第１のテスト電解槽Ａは、第１０および１１図
によつて構成した。電極の寸法は、幅500mm、高
さ500mmで、カソード端板１１０、カソードリブ
１２０およびカソード多孔性圧力板１２２は、ニ
ツケルメツキ層で被覆した鋼で作つた。多孔性圧
力板は、厚さ1.5mmの鋼板をスリツトして寸法12
mmおよび６ｍを有すダイヤモンド形開口を形成し
て得た。アノード端板１０３はチタンをクラツド
した鋼、アノードリブ１０９はチタンで作つた。 アノードは、厚さ1.5mmのチタン板をスリツト
して10mmおよび５mmの寸法を有するダイヤモンド
形開口を形成して得た実質上剛性のチタンのエク
スパンデツドメタル粗スクリーン１０８および厚
さ0.20mmのチタンシートをスリツトして寸法1.75
mmおよび3.00mmを有するダイヤモンド形開口を形
成して得かつ粗スクリーンの内側表面にスポツト
溶接した微細メツシユスクリーン１０８ａよりな
つている。両スクリーンは、ルテニウム12ｇ（金
属として）／m²（突出表面）に相当するルテニウ
ムおよびチタンの混合酸化物の層で被覆した。 カソードは、弾力性マツトを構成するクリンプ
した編成ニツケル織物の３層よりなり、織物は直
径0.15mmのニツケルワイヤーで編成した。クリン
プはヘリンボーン形状で、波の大きさは4.5mmで、
波の隣接頂部のピツチは５mmであつた。クリンプ
織物の３層を重ね合せ100〜200ｇ／cm²の中程度の
圧力を加えて予備パツキングを行つた後、マツト
は約5.6mmの未圧縮厚さを有していた。即ち、圧
力解放後、マツトは厚さ約5.6mmで弾性的に回復
した。カソードは、直径0.15mmのニツケルワイヤ
ーで形成した20メツシユニツケルスクリーン１１
４も含み、スクリーンは感圧紙のシート上に押し
付けて立証した隔膜１０５表面との接触約65ポイ
ント／cm²を与えた。隔膜は、ジユポン社製のパー
フルオロカーボンスルフオン酸タイプ隔膜である
厚さ0.6mmのNafion315カチオン交換隔膜の水和
フイルムであつた。 同じ寸法の対照テスト電解槽Ｂを構成し、電極
は普通の商業的実用により形成させた。即ち２つ
の上記の剛性粗メツシユスクリーン１０８および
１２２を直接隔膜１０５の両表面に押し付け微細
メツシユスクリーン１０８ａおよび１１４を用い
ずかつ隔膜に対し均一に弾力的に押し付ける（圧
縮性マツト１１３の使用）こともしなかつた。テ
ストサーキツトは、第１２図に示したようなもの
であつた。 操業条件は次の通りであつた。 メロブライン濃度 NaCl300ｇ／ｌ 出口ブライン濃度 NaCl180ｇ／ｌ アノード液温度 80℃ アノード液 PH 4 カソード液の濃度 NaOH 18wt％ 電流密度 300A／m² テスト電解槽Ａを操業し、弾力性マツトを電解
槽の操業特性、即ち槽電圧および電流効率と圧縮
の程度とを関聯させて次第に圧縮した。第１３図
で、カーブ１は槽電圧と圧縮の程度または加えた
圧力との関係を示している。もとの未圧縮厚さの
約30％に相当する厚さまでマツトの圧縮を増大す
るとき、槽電圧が低下することが判明した。この
圧縮程度を越えると、槽電圧は僅かに上昇した。 マツトの厚さ３mmに圧縮の程度を低下させて、
電解槽Ａの操業と平行的に操業した対照電解槽Ｂ
の操業を比較して、下記に示す。

【表】 槽電圧に対する泡効果の貢献を評価するために
電解槽をアノードに関し先ず45゜、最後に90゜回転
して隔膜の頂部で水平に保持した。電解槽の操業
特性を、下記に示す。

【表】 これらの結果は、次のように解釈される； (a) 電解槽を垂直から水平方向に回転することに
より、槽電圧に対する泡効果は電解槽Ｂでは減
少し、一方電解槽Ａの比較的非感受性は実質上
無視できる泡効果に基づくと思われ、これは電
解槽Ｂに関して電解槽Ａがより低い槽電圧を一
部は説明している。 (b) 水平位置に達したとき、電解槽Ｂでは水素ガ
スが隔膜の下側に滞留し始めかつカソード液を
介するイオン電流伝達からカソードの活性表面
をより一層絶縁し、一方電解槽Ａではこの影響
は極めて低い。このことは、イオン伝達の大部
分が隔膜の厚さ内部に限られるということによ
つてのみ説明できる。 微細メツシユスクリーン１０８ａおよび１１４
を段々と粗スクリーンに代えることで、電極と隔
膜との間の接触点の密度を徐々に低下させて、電
解槽Ａの挙動は段々に電解槽Ｂの挙動に近づいて
ゆくことが判明した。さらに、弾力的、圧縮性マ
ツト１１３は、圧縮板１０８および１２２の平面
性および平行性の実質的偏奇が存在したときで
も、全表面の90％以上、しばしば98％以上の密に
分布した薄いスクリーン１１４の微細接触点を有
する隔膜表面のカバーを保証する。 実施例 ２ 比較のために、電解槽Ａを開いて隔膜１０５を
結合したアノードおよび結合したカソードを有す
る類似隔膜で置換した。アノードは、隔膜表面に
PTFEで結合したRu／Ti比が45／55のルテニウ
ムおよびチタンの混合酸化物粒子の厚さ80μmの
多孔性層であつた。カソードは、隔膜の反対側に
PTFEで結合した重量比１／１のプラチナブラツ
クおよびグラフアイトの粒子の厚さ50μmの多孔
性層であつた。 電解槽を、実施例１と正確に同一条件で操業
し、槽電圧と弾力性カソード集電マツト１１３の
圧縮の程度との関係を第１３図のカーブ２で示し
た。この真に固体電解質電解槽の槽電圧は、同一
操業条件で電解槽Ａの槽電圧より僅かに約100〜
200mV低いだけであつた。 実施例 ３ 予想外の結果を立証するために、チタン製のア
ノード構造物全部を、ニツケル被覆鋼（アノード
端板１０３およびアノードリブ１０９）および純
ニツケル（粗スクリーン１０８および微細スクリ
ーン１０８ａ）で代えた。用いた隔膜は、ジユポ
ン社製厚さ0.3mmカチオン交換隔膜Nafion120で
あつた。 200000Ωcm以上の抵抗を有する２回蒸留純水
を、アノード室およびカソード室に循環させた。
徐々に上昇する電位差を電解槽の２つの端板に加
え、酸素がニツケルスクリーンアノード１０８ａ
で発生し水素がニツケルスクリーンカソード１１
４で発生したとき電解用電流の通過を開始した。
数時間の操業後、次の電圧―電流特性が得られ
た。

【表】 電解質の導電性は顕著であり、電解槽は真の固
体電解質として作動したことを立証した。 微細電極スクリーン１０８ａおよび１１４を粗
スクリーンで置換し、電極と隔膜との接触密度を
100ポイント／cm²から16ポイント／cm²に低下させ
た。槽電圧の甚だしい上昇が、下記の通り認めら
れた。

【表】 当業者に明らかなように、電極と隔膜との接触
点密度を種々の便宜な方法で増大できる。例えば
微細電極スクリーンをプラズマジエツト沈着によ
り金属粒子をスプレーさせるか、または隔膜と接
触する表面を形成する金属ワイヤーをコントロー
ルした化学的攻撃で一層粗にして接触点密度を大
きくする。いうまでもなく、構造物は隔膜の全表
面にわたつて接触の均一な分布を与えるように充
分に柔軟であつて、弾力性マツトにより加えられ
る弾性反動力が全ての接触点に均一に分布するよ
うにする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いた弾力的圧縮
性マツトの具体例を示す写真。第２図は、弾力的
圧縮性マツトの別の具体例の写真。第３図は、弾
力的圧縮性マツトのさらに別の具体例の写真。第
４図は、圧縮性マツトが螺旋スパイラルワイヤー
よりなる弾性的圧縮性のマツトを有するこの発明
の固体電解質電解槽の分解水平断面図。第５図は
第４図の電解槽の組立水平断面図。第６図は第４
図の電解槽の集電マツトの別の具体例の分解図。
第７図は、第４図の電解槽の集電子の他の具体例
の分解図。第８図は、この発明の電解槽の別の具
体例の分解図。第９図は第８図の電解槽の組立平
面断面図。第１０図はこの発明の電解槽の別の具
体例の水平断面図。第１１図は、第１０図の電解
槽の垂直断面図。第１２図は、この発明の電解槽
で用いた電解質循環系を示す図。第１３図は、弾
性マツトの圧縮を上昇したときに得られる電圧低
下を示す図。 ５，１０５……多孔性隔膜またはイオン交換
膜、７，８，１０８……アノードまたはアノード
部、１３，１１３……弾力的圧縮性マツト、１
４，１１４……カソード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イオン交換膜５の表面に電気触媒粒子７，１
   ４からなる物質を結合することによつて得られた
   電極層−膜組立体と、 前記組立体の一方の電極層側に設けられた比較
   的剛性の粗目スクリーン８と、 前記組立体の他方の電極層側に設けられ且つ圧
   縮時の1.5倍以上の体積を有する弾力的圧縮性マ
   ツト１３とを、 内側にリブまたは突起を有するカソード端板と
   内側にリブまたは突起を有するアノード端板との
   間において圧縮することによつて構成され、 前記弾性圧縮マツトは、金属ワイヤからなる一
   連の螺旋状コイルの織物であるアルカリ金属塩化
   物水溶液の電解槽。 ２ イオン交換膜５の表面に電気触媒粒子７，１
   ４を結合することによつて得られた電極層―膜組
   立体と、 前記組立体の一方の電極層側に設けられた比較
   的剛性の粗目スクリーン８と、 前記組立体の他方の電極層側に設けられた可撓
   性あるいは柔軟性の薄いスクリーン１３ｂと、 前記薄いスクリーン１３ｂの外表面に設けられ
   且つ圧縮時の1.5倍以上の体積を有する弾力的圧
   縮性マツト１３ａとを、 内側にリブまたは突起を有するカソード端板と
   内側にリブまたは突起を有するアノード端板との
   間において圧縮することによつて構成され、 前記弾性圧縮マツトは、金属ワイヤからなる一
   連の螺旋状コイルの織物であるアルカリ金属塩化
   物水溶液の電解槽。 ３ イオン交換膜５と、 前記イオン交換膜５の一方の表面に設けられて
   一方の電極として使用される比較的剛性の粗目ス
   クリーン８と、 前記イオン交換膜５の他方の表面に設けられて
   他方の電極として使用される可撓性あるいは柔軟
   性の薄いスクリーン１６と、 前記薄いスクリーン１６の外表面に設けられ且
   つ圧縮時の1.5倍以上の体積を有する弾力的圧縮
   性マツト１３とを、 内側にリブまたは突起を有するカソード端板と
   内側にリブまたは突起を有するアノード端板との
   間において圧縮することによつて構成され、 前記弾性圧縮マツトは、金属ワイヤからなる一
   連の螺旋状コイルの織物であるアルカリ金属塩化
   物水溶液の電解槽。 ４ イオン交換膜１０５と、 前記イオン交換膜１０５の一方の表面に設けら
   れて電極として使用される可撓性あるいは柔軟性
   の薄いスクリーン１０８ａと、 前記薄いスクリーン１０８ａの外表面に設けら
   れて電極として使用される比較的剛性の粗目スク
   リーン１０８と、 前記イオン交換膜１０５の他方の表面に設けら
   れて他方の電極として使用される可撓性あるいは
   柔軟性の薄いスクリーン１１４と、 前記薄いスクリーン１１４の外表面に設けられ
   且つ圧縮時の1.5倍以上の体積を有する弾力的圧
   縮性マツト１１３と、 前記弾力的圧縮性マツト１１３の外表面に設け
   られた比較的剛性の粗目スクリーン１２２とを、 内側にリブまたは突起を有するカソード端板と
   内側にリブまたは突起を有するアノード端板との
   間において圧縮することによつて構成され、 前記弾性圧縮マツトは、金属ワイヤからなる一
   連の螺旋状コイルの織物であるアルカリ金属塩化
   物水溶液の電解槽。