WO2020022440A1 - 電解槽用の導電性弾性体および電解槽 - Google Patents

電解槽用の導電性弾性体および電解槽 Download PDF

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elastic body
conductive elastic
conductive
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清人 浅海
学 長瀬
聡 羽多野
諭 角井
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株式会社大阪ソーダ
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/60—Constructional parts of cells
    • C25B9/65—Means for supplying current; Electrode connections; Electric inter-cell connections

Definitions

  • the present invention relates to a conductive elastic body for an electrolytic cell and an electrolytic cell.
  • the electrolytic cell is a cell for performing electrolysis, and has at least an anode and a cathode.
  • a tank in which an aqueous solution of sodium chloride is electrolyzed can extract chlorine, hydrogen, and sodium hydroxide (so-called caustic soda), and is therefore used for producing raw materials that serve as the basis of the chemical industry.
  • Such an electrolytic cell is often further provided with a diaphragm such as an ion exchange membrane in order to avoid mixing of a substance generated at the anode and a substance generated at the cathode.
  • the process of electrolyzing an aqueous solution of sodium chloride using an ion exchange membrane is also called “ion exchange membrane method salt electrolysis” or the like.
  • one of the anode and the cathode may be made more rigid than the other, while the other is made relatively softer to increase the flexibility. More specifically, the rigidity of one of the electrodes is increased to provide a rigid structure with less deformation even when pressed against the diaphragm, while the other electrode is made of a soft flexible material that can absorb irregularities due to tolerances and deformation of the electrode support frame and the like. Sex structure.
  • the pressure required for the close contact between the cathode, the diaphragm, and the anode can be reduced by the elastic force of the conductive elastic body ( That is, it can be provided by a reaction force).
  • a desired electrolytic cell is not always obtained depending on the type of the conductive elastic body.
  • a coil-shaped spring body may be used as the conductive elastic body for a necessary elastic force (for example, see Patent Documents 1 to 3 described above).
  • the diaphragm may be damaged. There is. This is because the metal wire of the coil or the like is easily broken due to its small diameter, and when it is broken, it tends to take a form that projects relatively sharply.
  • the form itself of the conductive elastic body may affect the operation of the electrolytic cell, and there may be room for improvement, particularly in terms of energization during operation.
  • a main object of the present invention is to provide an electrolytic cell technology which has a low risk of damaging a diaphragm in terms of a conductive elastic body and which contributes to more desirable energization during electrolysis operation.
  • a conductive elastic body for an electrolytic cell A fixed portion, comprising a plurality of elastic portions extending from the fixed portion, Each of the plurality of elastic portions has a wavy curve, In the plurality of elastic portions, a conductive elastic body having a form in which wavy curvatures are alternately arranged is provided.
  • the conductive elastic body of the present invention has a low risk of damaging the diaphragm and provides an electrolytic cell that contributes to more desirable energization during the electrolytic operation.
  • the conductive elastic body of the present invention is in the form of a leaf spring having a fixed part and a plurality of elastic parts as a skeletal structure, breakage hardly occurs when the electrolytic cell is used.
  • each of the plurality of elastic portions is curved in a wave shape, and the wave shapes are arranged in a non-aligned manner along the longitudinal direction of the fixed portion. Therefore, the contact between the conductive elastic body and the electrode is a more suitable contact for the current distribution during the electrolytic operation. In particular, the contact between the conductive elastic body and the electrode tends to be a so-called “staggered lattice” contact.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example mode when a conductive elastic body is used.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a conductive elastic body provided as one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a conductive elastic body provided as one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing a contact (a “houndstooth-like” contact) between the conductive elastic body and the electrode in the electrolytic cell.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view of a conductive elastic body provided as another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the conductive elastic body of FIG.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the extension angle.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example mode when a conductive elastic body is used.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a conductive elastic body provided as one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a conductive elastic body provided as
  • FIG. 8 is a schematic perspective view of an electrolytic cell unit illustrating the anode side.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view of an electrolytic cell unit illustrating the cathode side.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view for explaining a combination of electrolytic cell units via an ion exchange membrane.
  • FIG. 11 is a locally enlarged schematic diagram of expanded metal for explaining the width dimension (W) of the strand.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view in the horizontal direction of an electrolytic cell provided with a conductive elastic body.
  • FIG. 13 is a schematic perspective view of a conductive elastic body provided as another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic plan view of the conductive elastic body of FIG. FIG.
  • FIG. 15 is a schematic perspective view of a conductive elastic body provided as another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a schematic plan view of the conductive elastic body of FIG.
  • FIG. 17A is a schematic perspective view of a conductive elastic body provided as another embodiment of the present invention.
  • FIG. 17B is a schematic plan view of the conductive elastic body of FIG. 17A.
  • FIG. 18A is a schematic perspective view of a conductive elastic body provided as another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18B is a schematic plan view of the conductive elastic body of FIG. 18A.
  • FIG. 19 is a schematic perspective view of a comparative product (“comparative example” in a verification test) illustrated for comparison with the present invention.
  • FIG. 20 is a graph showing the results of a verification test performed on the present invention.
  • the ⁇ electrolytic cell '' refers to a cell for performing electrolysis, and in a narrow sense, at least an anode, a cathode, and a diaphragm provided between the electrodes represented by an electrolytic cell and the like. Refers to the tank provided.
  • “The“ up and down ”directions described directly or indirectly in the present specification are mainly based on the direction in which elastic force acts in the description specific to the conductive elastic electrolytic cell. More specifically, when the conductive elastic body is placed on a plane, and when the fixing portion (a portion to be described later as an axis or a main skeleton) is placed so as to be in contact with the plane, the direction away from the plane is This corresponds to “upward”, and vice versa. In short, it is based on the direction according to the form shown in FIG. 2 and the like, and “upward” and “downward” in these drawings correspond to the upward and downward directions of the conductive elastic body, respectively. The direction is the same.
  • the conductive elastic body in the electrolytic cell, can be installed with its axis vertical, and therefore, in the description related to the electrolytic cell, the direction is based on such a usage mode. That is, in the description specialized for the electrolytic cell, a vertically upward direction corresponds to an “upward direction”, and the opposite direction corresponds to a “downward direction”.
  • the conductive elastic body of the present invention is for an electrolytic cell. That is, it is an elastic body used for the electrolytic cell.
  • a conductive elastic body is used in an electrolytic cell having an anode, a cathode, and an ion exchange membrane disposed between the electrodes.
  • the conductive elastic body of the present invention can apply a pressing force to the electrodes due to its “elasticity” while contributing to the conduction between the electrodes due to its “conductivity” in the electrolytic cell. it can.
  • FIG. 1 schematically shows an exemplary embodiment when the conductive elastic body is used.
  • the conductive elastic body of the present invention is used for an electrode assembly comprising at least an anode, a cathode, and an ion exchange membrane between the electrodes.
  • a conductive elastic body is used in a state where the conductive elastic body is subjected to elastic deformation on the back side of the electrode assembly, and the elastic force (ie, reaction force) provided by the conductive elastic body is used.
  • a pressing force is applied to the electrode assembly.
  • the conductive elastic body subjected to elastic deformation acts to apply a pressing force from one electrode to the other electrode, thereby promoting the adhesion of the electrode assembly.
  • the presence of the conductive elastic body brings close contact between the anode, the ion exchange membrane, and the cathode, so that the electrolytic cell functions suitably as a so-called “zero gap” type.
  • the conductive elastic body of the present invention corresponds to a conductive component capable of exhibiting a reaction force in an electrolytic cell, and has at least a structure capable of elastic deformation to provide such a reaction force.
  • the conductive elastic body of the present invention is made of metal from the viewpoint of both “elastically deformable structure” and “conductive”.
  • the conductive elastic body may be composed of a substrate made of at least one selected from the group consisting of titanium, nickel, stainless steel, iron, and copper, and alloys thereof.
  • the material of the conductive elastic body is not limited to metal, but may be carbon. Therefore, the conductive elastic body may be made of carbon in addition to or instead of metal.
  • an electrolytic reaction catalyst may be added to such a substrate (for example, when the electrolytic cell is a salt electrolytic cell, a platinum group metal coating or the like may be applied to the substrate.
  • the conductive elastic body may have a hydrogen generation catalytic function or the like).
  • FIGS. 2 and 3 show a conductive elastic body according to the present invention.
  • the conductive elastic body 100 of the present invention includes a fixed portion 10 and a plurality of elastic portions 20 extending from the fixed portion.
  • the fixing part 10 forms the core or axis of the component, while the elastic part 20 branches off from it to form the entire skeleton.
  • the fixing part 10 is preferably a long member. That is, the fixing portion 10 has a form extending in a certain direction.
  • the fixing portion 10 preferably extends in a plane, and does not particularly have a curved shape. That is, the fixing portion 10 has a flat shape.
  • the elastic portion 20 extends non-planarly and therefore has a curved shape.
  • the plurality of elastic portions 20 are provided so as to extend from a plurality of locations along the longitudinal direction of the fixed portion 10 (particularly, side portions of the fixed portion 10). As illustrated, each of the plurality of elastic portions 20 is provided so as to extend in the lateral direction from the fixing portion 10 having a planar shape, and the extending shape is curved.
  • the plurality of elastic portions may extend from only one side (one side) of the fixed portion, or may extend from two sides (both sides) of the fixed portion, respectively, as illustrated. Is also good.
  • the fixed part 10 and the elastic part 20 are integrated with each other.
  • the fixing portion 10 has a non-curved shape
  • the elastic portion 20 has a curved shape.
  • the curved elastic portion 20 extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the non-curved fixing portion 10. .
  • the “fixing portion” in the present specification means a main skeleton portion serving as a shaft or a base of a component.
  • the “elastic portion” means a sub-skeleton portion provided to extend or branch from a portion serving as a shaft or a base. From this viewpoint, when comparing the width dimension (the shorter dimension of the conductive elastic body in plan view) between the fixed part and the elastic part, the former (fixed part) is preferably larger than the latter (elastic part). .
  • the fixing portion 10 in the present invention is referred to as a “stem member”, and the elastic portion 20 is referred to as a “branch member”. Can also.
  • the conductive elastic body 100 of the present invention is characterized by the curved shape of the elastic portion 20, and is particularly characterized by the overall curved shape when viewed as a plurality of elastic portions.
  • each of the plurality of elastic portions has a wavy curve, and the wavy curves are alternately arranged with respect to the plurality of elastic portions.
  • similar wavy curvatures are alternately arranged.
  • each elastic portion contributes to the development of the spring characteristics of the conductive elastic body 100. That is, when an external force is applied to the elastic portion, the elastic portion can be elastically deformed by changing the form of the wavy curve, and the spring characteristics of the conductive elastic body 100 can be exhibited. More specifically, when the elastic portion is subjected to deformation so that the wavy curvature is reduced (or flattened) by an external force, a stress acting to take the original shape acts on the conductive elastic body. As a result, spring characteristics are exhibited.
  • each elastic portion is provided with a peak and / or a valley due to a wavy curve, and such a peak and / or a valley is deformed so as to reduce its height and depth.
  • a stress acts to take the shape of the original peak and / or valley, so that a reaction force can be developed.
  • FIG. 19 shows that the configuration brought about by the wavy curvature of the plurality of elastic portions is all aligned along the longitudinal direction of the fixed portion, but such “all alignment” is not performed in the present invention.
  • the peaks and / or valleys caused by the wavy curvature are completely aligned (particularly, the conductive elastic body In a plan view, all the peaks and valleys of the plurality of elastic portions 20 are not aligned along a straight line in the longitudinal direction of the fixed portion).
  • the ridges caused by the wavy curvature may be in different arrangement states.
  • the peaks (particularly, the peak points) caused by the wavy curvature may be arranged so that the separation distances from the fixed portion are different from each other.
  • the valleys of the elastic portions adjacent to each other due to the wavy curvature may be in different arrangement states.
  • the valleys (particularly, the valley bottom points) caused by the wavy curvature may be arranged so that the separation distances from the fixed portion are different from each other.
  • “The“ alternating and alternating wavy curve arrangement ”in the plurality of elastic portions is desirable for energization when the conductive elastic body is used. Specifically, the contact between the conductive elastic body and the electrode becomes more suitable for the current distribution during the electrolytic operation. As shown in FIG. 1, the conductive elastic body subjected to elastic deformation acts to press from one electrode toward the other electrode, and the electrodes are in close contact with each other. Since it has conductivity, it contributes to a current path during electrolysis. In an electrolytic cell using a conductive elastic body, an electric current flows through a contact point between the conductive elastic body and an electrode, and an electrode reaction is brought about through such energization, and a desired electrolytic generation Things are obtained. For example, in an electrolytic cell for salt electrolysis, chlorine gas, hydrogen gas, and caustic soda are obtained by an electrode reaction caused by energization.
  • “The“ alternating and alternating wavy curve arrangement ”in the present invention particularly contributes to such uniformity of energization and reduction of the voltage drop due to the resistance of the structure of the cathode. As shown in FIG. 4, this is because the contact between the conductive elastic body and the electrode (marked with “x” in the figure) tends to be a so-called “staggered lattice” contact. Because of the “staggered lattice”, the contact between the conductive elastic body and the electrode can be a more regular and / or denser contact.
  • each elastic portion may be provided with at least two peaks due to the wavy curvature.
  • each elastic portion may be provided with at least two valleys due to the wavy curvature. The peaks and valleys in each elastic portion may be configured to share a part of each other.
  • At least two peaks may have the same shape as each other, and similarly, at least two valleys may have the same shape as each other.
  • the peak levels of the plurality of peaks may be substantially all the same, and / or the bottom levels of the plurality of valleys may be substantially all the same ( The same of the peak level and the valley level may be performed between a plurality of elastic portions.) Due to such characteristics of the elastic portions, the contacts between the conductive elastic body and the electrodes can be easily arranged in a staggered arrangement to have more regular contacts or denser contacts.
  • the peaks caused by the wavy curvature are arranged with the elastic portions separated by one so as to be along the longitudinal direction of the fixed portion. That is, when the plurality of elastic portions are captured in a certain linear direction along the longitudinal direction of the fixed portion, every other peak portion due to the wavy curvature appears. This makes it easier for the contact between the conductive elastic body and the electrode to form a “houndstooth-like” contact, and enables a more uniform current distribution during operation of the electrolytic cell and a reduction in the voltage drop due to the cathode structure resistance. Can be brought.
  • the valleys caused by the wavy curvature are arranged with the elastic portions separated one by one along the longitudinal direction of the fixed portion. That is, when the plurality of elastic portions are captured in a certain linear direction along the longitudinal direction of the fixed portion, every other valley portion caused by the wavy curvature appears. This makes it easier for the contact between the conductive elastic body and the electrode to form a “houndstooth-like” contact, and enables a more uniform current distribution during operation of the electrolytic cell and a reduction in the voltage drop due to the cathode structure resistance. Can be brought.
  • the “peak portion caused by one wavy curve of the elastic portion” and the “valley portion of the other wavy curve of the elastic portion” are the longitudinal portions of the fixed portion. They may be next to each other along the direction.
  • “peaks” and “valleys” due to the wavy curvature may appear alternately. That is, in a plan view of the conductive elastic body, the “peaks” due to the wavy curvature are arranged in a staggered lattice shape, and the “valleys” due to the wavy curvature are similarly arranged in a staggered lattice shape.
  • the “peak” of the wavy curve (particularly the peak point) or the “valley” of the wavy curve (particularly the bottom point) can be a contact point with the electrode.
  • a “staggered grid” of contacts is more likely to be provided, and a more uniform current distribution during operation of the electrolytic cell and a reduction in voltage drop due to the resistance of the structure of the cathode are easily obtained.
  • each elastic portion does not form a contact with the electrode. .
  • the leading end of each elastic portion (the outermost peripheral portion located as the outermost conductive elastic body) is not positioned at the highest level.
  • the leading ends of such elastic portions may be aligned in a plurality of elastic portions (that is, as shown in a plan view of FIG. May be aligned along the direction).
  • the distance between the plurality of elastic portions is adjusted appropriately.
  • the gap size between the elastic portions adjacent to each other is the width dimension of the elastic portion (that is, (Shorter dimension of the elastic portion along the longitudinal direction of the fixed portion).
  • the conductive elastic body of the present invention can also take a form having a characteristic in terms of “elastic characteristics”. Hereinafter, this will be described in detail with reference to FIGS.
  • Such a conductive elastic body 100 has a form shown in FIGS. 5 to 7 as a representative view, and is characterized by its elastic characteristics. In particular, it is characterized by the elastic characteristics of the elastic portion 20 extending from the fixed portion 10. Specifically, at least one of the plurality of elastic portions has a first elasticity provided as a local elastic characteristic and a second elasticity portion exhibiting both a second elasticity provided as a global elastic characteristic. It has become.
  • the conductive elastic body 100 of the present invention can serve as an elastic body having two different elastic characteristics for a certain elastic portion 20 (that is, a bielastic portion).
  • Elasticity means that when deformed by an external force, it tends to return to its original shape when the external force is removed. This means that the bielastic part 20 exhibits two different spring characteristics. ing. Therefore, in the present invention, the “bi-elastic portion” can also be called “double elastic portion”, “double elastic portion”, “both elastic portion”, or the like.
  • the “local elastic property” referred to in the present specification is not based on the elastic property expressed by the entire bielastic part of the conductive elastic body, but rather expressed based on a part of the bielastic part.
  • Means elastic properties such as
  • the term “global elastic properties” as used herein means that the bielastic portion is expressed as a whole, rather than relying on a portion of the bielastic portion of the conductive elastic body. High elastic properties.
  • “global elastic properties” are particularly difficult to plastically deform because of the elastic properties developed by the entire bielastic portion, and are combined with “local elastic properties”.
  • “local elastic properties” it is possible to exhibit a spring force that does not easily fall over time. That is, in such a conductive elastic body, even if the deformed state of the conductive elastic body is maintained for a long time due to the manifestation of a reaction force, “set” is less likely to occur, and the desired elastic force is maintained for a longer time with time. You. Therefore, in an electrolytic cell in which such a conductive elastic body is used, an adverse event such as an increase in power consumption due to a decrease in elastic force is unlikely to occur, and a desired electrolytic operation can be maintained longer over time. .
  • the first elasticity is based on the local shape of the bielastic portion, while the second elasticity is based on the overall extension of the bielastic portion.
  • the first elasticity is based on the shape of each of the bielastic portions (particularly, the shape that forms the contour of the elastic portion), while the second elasticity is based on the form of extension of each of the bielastic portions. (Especially, the form of extension relative to the fixed portion). This is because the form of extension of each of the bielastic portions mainly related to “global elastic properties” is combined with the contour shape of each of the bielastic portions mainly related to “local elastic properties”. This means that it exhibits a reaction force that does not easily deviate over time.
  • a conductive elastic body that is particularly characterized in terms of elasticity is provided in view of a decrease in elasticity. Specifically, when the conductive elastic body is used in the electrolytic cell, the elastic force is always maintained in a state of being pressed down from the surroundings for the development of the elastic force, so that the elastic force decreases over time. As a result, the operation of a desired electrolytic cell may be hindered.
  • the “conductive elastic body having a characteristic of elasticity” according to the present invention has a low risk of damaging the diaphragm, and thus provides a more favorable electrolytic cell in terms of the elastic force over time.
  • the “conductive elastic body having a characteristic of elasticity” is in the form of a leaf spring having a fixed part and a plurality of elastic parts as a skeleton structure, breakage occurs when the electrolytic cell is used. Hateful. Further, the conductive elastic body of the present invention exhibits both the first elasticity provided as a local elastic property and the second elasticity provided as a global elastic property, so that a more suitable elasticity over time can be obtained. Can exhibit strength. In particular, even when the state in which the conductive elastic body is pressed down from the surroundings is constantly maintained due to the expression of elastic force when the electrolytic cell is used, "set" is less likely to occur, and the desired elastic force is maintained longer. You. That is, in the electrolytic cell provided with the conductive elastic body of the present invention, adverse events such as an increase in power consumption due to a decrease in elastic force are unlikely to occur, and a desired electrolytic operation can be maintained for a longer time.
  • the “conductive elastic body having a special feature in terms of elastic characteristics” will be described more specifically.
  • the bielastic portion 20 is provided at an extending angle with respect to the main surface of the fixed portion 10 as a whole, while forming a wavy curve.
  • each elastic portion is provided with a crest and / or a valley portion due to the wavy curvature, and the bielastic portion 20 extends obliquely as a whole (particularly, (Extends obliquely with respect to the plane formed by the main surface of the fixing portion).
  • the first elasticity is elasticity due to the wavy curvature. That is, the first elasticity as the local elastic characteristic is caused by the wavy curvature of each of the bielastic portions 20, that is, the local peaks and / or valleys.
  • the peaks and / or valleys of each elastic part are subjected to deformation so as to reduce their height and depth, and when such deformation is maintained, the original peaks and / or valleys are maintained. Since a stress is applied to take the shape of (1), a reaction force (that is, first elasticity) is developed.
  • the second elasticity is elasticity due to the extension angle of the bielastic portion 20 with respect to the main surface of the fixed portion 10. That is, the second elasticity as a global elastic characteristic is caused by the angle ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 90 °) formed by each of the bielastic portions 20 with respect to the plane formed by the main surface of the fixed portion 10. Has become.
  • Each elastic portion is subjected to deformation such that the extension angle is reduced, and in a state where such deformation is maintained, a stress acts to take the original extension angle ⁇ , so that a reaction force (ie, , The second elasticity).
  • the bielastic portion may be bent so as to form an extension angle starting from the boundary between the bielastic portion and the fixed portion. That is, it can be said that the bielastic portion 20 may be bent so as to form an extension angle from the base of the extension.
  • the second elasticity is developed substantially as a whole of the elastic portion 20, and a conductive elastic body in which “set” is less likely to occur can be provided.
  • the elastic portions are deformed so that the peaks and / or valleys are reduced, but are not deformed so that the extending angles thereof are reduced.
  • the conductive elastic body according to the present invention shown in FIG. 5 is similarly deformed, it is not only deformed so that the peaks and / or valleys of each elastic portion are reduced, , So as to reduce the extension angle. Therefore, in the conductive elastic body of the present invention, not only the first elasticity based on the local shape of the elastic portion, but also the second elasticity based on the overall extending form of the elastic portion is exhibited.
  • The“ extension angle ”in this specification means the angle formed by the entire extension direction of the bielastic portion with the“ plane formed by the fixed portion ”.
  • the angle ⁇ shown in FIG. 7 is shown. That is, the angle formed by the straight line connecting the starting point of the elastic portion and the lowest point of the wavy curvature of the elastic portion (particularly, the lowest point of the valley closest to the fixed portion) extends with respect to the “plane formed by the fixed portion”.
  • the extension angle of the bielastic portion is preferably in the range of 1 ° to 45 °, for example, about 5 ° to 30 ° or about 10 ° to 30 °.
  • the extension angle is smaller than 1 °, the second elasticity based on the overall extension form of the elastic portion cannot be substantially exerted, while if the extension angle is too large, it becomes excessively bulky and is used. Sometimes, it is difficult to apply deformation that reduces the extension angle. Therefore, in consideration of both the substantial manifestation of the second characteristic and the smooth deformation at the time of use, it is preferable that the extending angle of the bielastic portion is in the range of 1 ° to 45 °.
  • the bielastic portion may be provided with at least two peaks due to the wavy curvature.
  • the peaks correspond to the local shape of the elastic portion, and are related to the appearance of the first elasticity.
  • the pressure required for the close contact between the anode, the diaphragm, and the cathode becomes conductive elasticity. It becomes easy to be suitably provided by the spring force of the body.
  • at least two valleys caused by the wave-like curvature may be provided in the bielastic portion. The valleys also correspond to the local shape of the elastic portion and are related to the development of the first elasticity.
  • the bi-elastic portion has the peak level of the plurality of ridges gradually increasing outward due to the “extension angle” and / or the ridges of the plurality of valleys.
  • the valley level (ie, the "lowest point of the valley” above) is progressively higher outward.
  • the peaks and valleys in each elastic portion may be configured to share some of them.
  • at least two peaks may have the same shape as each other, and similarly, at least two valleys may have the same shape as each other. This is because the contact between the conductive elastic body and the electrode can easily take the form of a more regular contact or a denser contact in a staggered arrangement.
  • the conductive elastic body of the present invention can be embodied in various forms irrespective of whether it is an elastic body having a special feature in terms of elastic characteristics as described above or not. This will be described below.
  • the elastic portions extending from the fixed portion may be provided so as to form a pair.
  • the plurality of elastic portions 20 are paired so as to extend in opposite directions from a plurality of locations along the longitudinal direction of the fixing portion 10. Good.
  • the conductive elastic body can provide a reaction force in a wider range.
  • the conductive elastic body in which the elastic portions form a pair functions to press from one electrode toward the other electrode in the electrolytic cell to bring the electrode assembly into close contact.
  • the pressing force can be applied to a wider area of the electrode. This is a particularly advantageous feature when the size of the electrolytic cell is large and the size of the main surface of the electrode that needs to be pressed due to the zero gap is large.
  • the arrangement has a symmetrical wavy curvature as a whole.
  • the arrangement of the peaks or valleys due to the wavy curvature may be symmetric about the fixed portion as an axis.
  • a peak (particularly the peak point) or a valley (particularly the valley point) due to the wavy curvature is arranged so as to be line-symmetric with respect to the fixed part. It may be.
  • the plurality of contacts between the conductive elastic body and the electrode become symmetrical, and a more uniform current distribution is easily brought about during operation of the electrolytic cell. That is, regularly aligned contacts, such as "staggered” contacts, are provided during operation of the electrolytic cell and contribute to lowering the electrolysis voltage.
  • the fixing portion 10 may be provided with a mounting opening 40. That is, the mounting opening 40 may be provided in a portion that can be the axial center of the conductive elastic body such as the long fixing portion 10.
  • the conductive elastic body 100 can be suitably attached to the electrolytic cell with a separate appropriate fixing tool 50 through the opening (see FIG. 9).
  • the number of the mounting openings 40 is not limited to one, but may be plural.
  • all or as many as possible of the plurality of mounting openings may be used. Thereby, the conductive elastic body can be attached more firmly.
  • by selecting only the openings that provide more effective attachment more efficient attachment of the conductive elastic body can be performed.
  • the presence of a plurality of attachment openings 40 increases the degree of freedom in attachment to the electrolytic cell.
  • the plurality of mounting openings 40 may be aligned along the longitudinal direction of the fixing portion 10 as illustrated.
  • the conductive elastic body of the present invention may be particularly used for a salt cell. That is, as a tank using electrolysis, there are various tanks such as an electrolytic tank for an electrolytic solution for producing a desired gas or the like, a tank for melting electrolysis, electrolytic refining and electroplating. Among such various electrolytic cells, the conductive elastic body of the present invention may be a component for a salt electrolytic cell. More specifically, it may be a conductive elastic body for salt electrolysis using an ion exchange membrane method. In particular, where an industrial salt cell may be large, the present invention may be a conductive elastic body for such a large cell.
  • the elastic portion of the conductive elastic body is preferably in the above-mentioned “paired form”, though this is merely an example. This is because a wider pressing force can be provided per single component.
  • the number of elastic portions provided on a single conductive elastic body a relatively large number is preferable, for example, several tens or more, more specifically, about 50 to 1,000 ("speaking of the “form that forms”, it may be about 25 to 500 pairs).
  • the conductive elastic body of the present invention is used in a salt electrolysis tank of a zero gap type, among others.
  • the conductive elastic body provided in the electrolytic cell can be pressed from one electrode toward the other electrode to bring the electrode assembly into intimate contact, and particularly suitably contributes to the zero gap.
  • all of the elastic portions 20 are formed as a bi-elastic portion. It may be. That is, all of the plurality of elastic portions 20 extending from the fixed portion 10 may be bi-elastic portions. Thereby, since the plurality of elastic portions bear the stress caused when the conductive elastic body is subjected to deformation due to the development of the reaction force, the conductive elastic body in which “set” is less likely to occur is obtained. Can be brought. In other words, in an electrolytic cell using such a conductive elastic body, an adverse event such as an increase in power consumption due to a decrease in elastic force is less likely to be caused, and a desired electrolysis operation is maintained for a longer time. easy.
  • all of the plurality of elastic portions extending from the elastic portion have a wavy curve. Also, similarly, since all are bi-elastic portions, it is preferred that all extensions of such multiple elastic portions form an angle (ie, an “extension angle”) with respect to the major surface of the fixed portion. .
  • the electrolytic cell of the present invention has an anode, a cathode, and an ion exchange membrane disposed between the electrodes.
  • Such an electrolytic cell is provided with the above-mentioned conductive elastic body (especially, in a large-sized electrolytic cell, a plurality of conductive elastic bodies are provided).
  • a conductive elastic body is provided on the back surface of one of the anode and the cathode so that one of the anode and the cathode is pressed toward the other.
  • the electrolytic cell of the present invention is characterized in that the electrolytic cell is provided with the conductive elastic body having the above-mentioned “alternating and alternating wavy curved arrangement”.
  • the conductive elastic bodies 100 in which the plurality of elastic portions 20 extending from the fixed portion 10 so as to form a wavy curve are alternately arranged in the wavy curve. Is provided.
  • the conductive elastic body is installed so as to exhibit spring characteristics. That is, the electrolysis tank is provided with the conductive elastic body in a state of being subjected to elastic deformation. More specifically, the conductive elastic body is provided in the electrolytic cell while maintaining the deformed state so that the wavy curvature of the elastic portion is reduced. In the conductive elastic body subjected to such deformation, a stress acting to take the original shape acts, so that spring characteristics are exhibited.
  • each elastic portion is provided with a crest and / or a valley due to the wavy curvature, and the elastic member is displaced such that the crest and / or the valley is reduced.
  • the conductive elastic body is provided in a state of being subjected to displacement so that the depth of the valley is reduced, and therefore, a stress acting to remove the peak and / or the valley before the displacement acts to reduce the reaction force. Is expressed.
  • the reaction force of the conductive elastic body is used for pressing the electrode assembly composed of at least the anode, the cathode, and the ion exchange membrane between the electrodes.
  • a so-called "zero gap" of the electrolytic cell is realized by utilizing such a reaction force for pressing the electrode. That is, the reaction force of the conductive elastic body exerts a force that is pressed from one electrode toward the other electrode. Therefore, close contact with the electrode assembly, that is, the contact between the anode, the ion exchange membrane, and the cathode A suitable adhesion is achieved in between, and the desired "zero gap" is achieved.
  • the electrode is preferably made of a conductive substrate having liquid permeability.
  • the anode and the cathode has a conductive porous substrate.
  • at least one of the anode and the cathode is an electrode having a mesh opening.
  • at least one of the anode and the cathode is made of, for example, expanded metal, wire mesh (plain woven mesh, twill woven mesh), or punched metal.
  • both the anode and the cathode have a conductive porous substrate
  • both electrodes are made of expanded metal or plain woven mesh, or one electrode is expanded metal and the other electrode is It is composed of plain woven mesh. That is, both the anode and the cathode preferably have an expanded mesh or a plain weave mesh, or one of the anode and the electrode preferably has an expanded mesh and the other has a plain weave mesh.
  • each of the anode and cathode substrates is an expanded metal made of at least one selected from the group consisting of titanium, nickel, stainless steel, tantalum, zirconium, niobium and the like. It may be.
  • the aperture ratio of such a conductive porous substrate is about 20% to 90%, such as 30% to 80%, 40% to 75%, or 50% to 75%. It may be.
  • the electrolytic cell of the present invention is preferably a zero-gap type electrolytic cell, but has characteristics suitable for the zero-gap type.
  • the anode and the cathode have characteristics in terms of so-called “hardness” and “softness” such as rigidity and flexibility of the electrode material.
  • one of the anode and the cathode is relatively flexible with respect to the other, that is, the other is relatively rigid with respect to the one. Is preferred. Thereby, the relatively flexible electrode can be bent by receiving the reaction force of the conductive elastic body, while the relatively rigid electrode receives the bent via the ion exchange membrane. be able to.
  • the mutual contact between the anode, the ion exchange membrane, and the cathode is more preferably achieved, and the electrolytic cell can more suitably function as a “zero gap type”. This is particularly true when the electrolytic cell is large (that is, when the electrode main surface requiring pressing for a zero gap is large, as typified by a zero gap type salt electrolysis, etc.). Especially true). This will be described in detail.
  • the large-sized zero-gap type salt cell is preferably composed of a plurality of cell units, and each of the cell units is provided with a large electrode main surface on opposing sides.
  • an anode for example, an anode surface 230 made of expanded metal
  • FIG. 1 A of the electrolytic cell unit 200
  • a cathode for example, a cathode surface 260 made of expanded metal
  • a cathode for example, a cathode surface 260 made of expanded metal
  • a plurality of such electrolyzer units are connected to each other via an ion exchange membrane 300 (particularly, a cation exchange membrane) so as to overlap with each other.
  • the anode surface 230 ′ of the unit 200 ′ and the cathode surface 260 ′′ of the other electrolytic cell unit 200 ′′ are overlapped so as to face each other (see FIG. 10).
  • An electrolytic cell composed of such an electrolytic cell unit is preferable because the electrode main surface size is relatively large and a desired electrolytic reaction is performed through the large electrode surface, but it is difficult to maintain the flatness of the electrode surface. .
  • the electrode main surface is attached to the electrode support (for example, a local portion for attachment). ), And it is difficult for such an electrode main surface to have a completely flat surface.
  • the electrolytic cell unit 200 200 (200 ′, 200 ′′) as exemplified in FIGS.
  • the main surface sizes of the anode surface and the cathode surface are of the order of m, rather than of the order of several cm. It has become. Even if the electrode is given rigidity to obtain a more suitable flat surface, such a large electrode main surface has a flatness of, for example, about ⁇ 0.5 mm to 1.0 mm for the above-described reasons. , It is difficult to become a completely flat surface (that is, the flatness is 0 mm). In other words, in a large electrolytic cell, the rigid electrode main surface tends to be a surface with local irregularities when viewed microscopically, even though it is macroscopically flat.
  • the electrode paired with the rigid electrode is a soft flexible electrode.
  • the flexible electrode will bend so as to follow the irregularities on the rigid electrode surface, resulting in damage to the ion exchange membrane and current. Non-uniform distribution can be more suitably prevented.
  • the anode is composed of a relatively hard, rigid expanded metal
  • the cathode is composed of a relatively soft, flexible expanded metal
  • a conductive elastic body may be provided on the back side of the flexible expanded metal of the combined cathode.
  • the flexible expanded metal of the cathode is pressed toward the rigid expanded metal of the anode by the reaction force of the conductive elastic body.
  • the flexible expanded metal of the cathode is compressed by the rigid expanded metal of the anode. Can be locally displaced in accordance with the flatness of the main surface of.
  • the relatively hard expanded metal may have a thickness of preferably about 0.2 to 2.0 mm because of “relative rigidity”, and may have a porous (ie, open) strand width (notch).
  • the width (the portion indicated by “W” in FIG. 11) may preferably be about 0.2 to 2.0 mm.
  • the flexible expanded metal has a thickness of preferably about 0.1 to 1.0 mm, more preferably 0.1 to 0.5 mm because of “relative flexibility”.
  • the width (step width) of the strand that forms a hole, that is, an opening (portion indicated by “W” in FIG. 11) is preferably about 0.1 to 2.0 mm, and more preferably about 0.1 to 2.0 mm. It may be about 1.5 mm.
  • FIG. 12 shows a more specific embodiment of the electrolytic cell for further understanding of the present invention.
  • FIG. 12 corresponds to a cross-sectional view of the electrolytic cell of the present invention as viewed from the vertical direction. That is, the tank of the embodiment shown in FIG. 10 corresponds to a cross-sectional view when the tank (particularly, a combination of electrolytic cell units) is cut in a horizontal direction corresponding to a horizontal direction.
  • the conductive elastic body 100 is connected to the cathode by the arrangement in which the expanded metal flexible cathode 265, the ion exchange membrane 300, and the expanded metal rigid anode 235 are stacked in this order. 265 (that is, on the side opposite to the side on which the ion exchange membrane 300 is installed).
  • the conductive elastic body 100 is provided so as to be deformed so as to be constricted between the cathode 265 of the expanded metal and the cathode base 268 (more specifically, the plurality of electrolytic cell units connected to each other are connected to each other). Are tightened with each other, thereby causing such constriction and deformation of the conductive elastic body), so that the expanded metal flexible cathode 265 directly in contact with the elastic portion 20 of the conductive elastic body 100 is used. , The elastic force of the conductive elastic body 100 is directly applied.
  • the expanded metal flexible cathode 265 is urged so as to be pressed toward the expanded metal rigid anode 235, and the flexible cathode 265, the ion exchange membrane 300, and the rigid anode 235 are brought into close contact with each other. Is brought about.
  • the rigid anode itself which is an electrode that is not directly in contact with the conductive elastic body, is fixed to the electrode support of the electrolytic cell unit so as not to move, so that it receives the elastic force of the conductive elastic body. And contribute to the achievement of close contact.
  • the plurality of contacts between the elastic portion 20 (particularly, the peak point) of the conductive elastic body 100 and the flexible cathode 265 can be so-called “staggered” contacts. Can result in a more uniform current distribution as a whole. That is, the electrolytic cell of the present invention is a suitable zero-gap type electrolytic cell in which the electrolytic voltage is further reduced.
  • the "bipolar type” was mentioned as the salt cell composed of a plurality of cell units, but the present invention is not necessarily limited to this.
  • the electrode layer unit of the salt cell is not limited to a bipolar electrode unit provided with an anode section and a cathode section on both sides facing each other.
  • the unit may be a “single-pole type” electrolytic cell unit provided only with a unit.
  • the electrolytic cell is configured by combining the electrolytic cell units having only the anode portion and the electrolytic cell units having only the cathode portion so as to be arranged alternately via the ion exchange membrane.
  • a catalyst layer may be provided on the surface of such a substrate.
  • the material constituting the catalyst layer is not particularly limited as long as it activates a desired electrolytic reaction.
  • mixed oxides of platinum group metals such as iridium, ruthenium and / or platinum and valve metals (more specifically, mixed oxides of iridium-tantalum, iridium-ruthenium- A catalyst layer containing titanium mixed oxide, iridium-ruthenium-platinum mixed oxide, or the like
  • the conductive porous substrate eg, expanded metal.
  • the drawings mainly extending from both sides of the fixing portion 10 so that the plurality of elastic portions 20 form a pair are mainly used, but the present invention is not necessarily limited to this.
  • the conductive elastic body 100 of the present invention may have a form in which a plurality of elastic portions 20 extend from only one side of the fixed portion 10. That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the plurality of elastic portions 20 extending from a plurality of locations along the longitudinal direction of the fixing portion 10 may be in the same extending direction from each other (in short, in short). , A plurality of elastic portions may extend from the fixed portion only in one direction).
  • the conductor provided in the electrolytic cell of the present invention is characterized by “alternating and alternating wavy curve arrangement”, but the present invention is not necessarily limited to this.
  • the conductive elastic body provided in the electrolytic cell may exhibit the above-mentioned "two types of spring characteristics" regardless of whether or not it has the feature of "alternating and alternating wavy curvature". That is, at least one of the plurality of elastic portions 20 extending from the fixed portion 10 has both the first elasticity provided as a local elastic characteristic and the second elasticity provided as a global elastic characteristic.
  • a conductive elastic body 100 (see FIGS. 5 and 6) which is a bi-elastic part exhibiting the following may be provided for the electrolytic cell.
  • the conductive material exhibiting the above-mentioned "two types of spring characteristics" is not necessarily limited to the forms shown in FIGS. 5 and 6, but may be formed as shown in FIGS. That is, the shapes of the conductive elastic bodies may or may not be all aligned with respect to the wavy curvature of the plurality of bielastic portions. More specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, the form provided by the wavy curvature of the plurality of bi-elastic parts is a form in which all of them are not aligned along the longitudinal direction of the fixing part. Alternatively, as shown in FIGS. 15 and 16, the form of the plurality of bielastic portions formed by the wavy curvature may be all aligned along the longitudinal direction of the fixing portion. In the embodiments of FIGS. 15 and 16, the peaks and valleys resulting from the wavy curvature of the bielastic portion 20 are aligned (preferably completely aligned) along the longitudinal direction of the fixed portion 10.
  • a conductive material exhibiting “two types of spring characteristics” may have a configuration in which the plurality of elastic portions 20 extend from only one side of the fixed portion 10. That is, as shown in FIGS. 17A and 18B and FIGS. 18A and 18B, even a conductive material exhibiting “two types of spring characteristics” extends from a plurality of locations along the longitudinal direction of the fixing portion 10.
  • the elastic portions 20 may extend in the same direction as each other (in short, a plurality of elastic portions may extend from the fixed portion only in one direction).
  • First aspect a conductive elastic body for an electrolytic cell, A fixing portion, and a plurality of elastic portions extending from the fixing portion, Each of the plurality of elastic portions has a wavy curve, A conductive elastic body for an electrolytic cell, wherein the wavy curves are alternately arranged in the plurality of elastic portions.
  • Second aspect In the first aspect, for the elastic portions adjacent to each other, the peaks due to the wavy curvature are arranged so that the distances from the fixed portion are different from each other. Elastic body.
  • Third aspect The electrolytic cell according to the first or second aspect, wherein the peaks due to the wavy curvature are arranged with the elastic portions separated by one so as to be along the longitudinal direction of the fixed portion.
  • Conductive elastic body for Fourth aspect In any one of the first to third aspects, regarding the elastic portions adjacent to each other, the valleys caused by the wavy curvature are arranged so as to have different distances from the fixing portion.
  • Fifth aspect In any one of the first to fourth aspects, the valleys caused by the wavy curvature are arranged with the elastic portions separated by one so as to be along the longitudinal direction of the fixed portion. , Conductive elastic body for electrolytic cell.
  • any one of the first aspect to the fifth aspect in the elastic portions adjacent to each other, a peak portion caused by the wavy curve of one of the elastic portions and a valley of the other wavy curve of the elastic portion.
  • a conductive elastic body for an electrolytic cell wherein the portions are adjacent to each other along the longitudinal direction of the fixing portion.
  • the plurality of elastic portions form a pair so as to extend in opposite directions from a plurality of locations along a longitudinal direction of the fixing portion. Conductive elastic body for electrolytic cells.
  • Conductive elastic body for Ninth aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any one of the first to eighth aspects, wherein the fixing portion has a mounting opening.
  • Tenth aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any of the first to ninth aspects, wherein the electrolytic cell is a zero-gap type saline electrolytic cell.
  • Eleventh aspect An electrolytic cell, An anode, a cathode, and an ion exchange membrane disposed between the anode and the cathode,
  • the conductive elastic body according to any of the first to tenth aspects is provided on the back surface of one of the first to tenth aspects so that one of the anode and the cathode is pressed against the other of the anode and the cathode.
  • Twelfth aspect The electrolytic cell according to the eleventh aspect, wherein at least one of the anode and the cathode has a conductive porous substrate.
  • the one of the anode and the cathode has flexibility relatively to the other, and the other is relatively flexible to the one.
  • An electrolytic cell with rigidity In the eleventh aspect or the twelfth aspect, the one of the anode and the cathode has flexibility relatively to the other, and the other is relatively flexible to the one.
  • An electrolytic cell with rigidity In the eleventh aspect or the twelfth aspect, the one of the anode and the cathode has flexibility relatively to the other, and the other is relatively flexible to the one.
  • An electrolytic cell with rigidity is provided.
  • a conductive elastic body for an electrolytic cell A fixing portion, and a plurality of elastic portions extending from the fixing portion, At least one of the plurality of elastic portions is a bielastic portion exhibiting both a first elasticity provided as a local elastic characteristic and a second elasticity provided as a global elastic characteristic.
  • Conductive elastic body for electrolytic cell Sixteenth aspect: The electrolytic cell according to the fifteenth aspect, wherein the first elasticity is based on a local shape of the bielastic part, while the second elasticity is based on a whole extending form of the bielastic part.
  • Conductive elastic body for Seventeenth aspect In the fifteenth aspect or the sixteenth aspect, the bielastic portion is provided at an extending angle with respect to the main surface of the fixing portion as a whole, while forming a wavy curve. , Conductive elastic body for electrolytic cell. Eighteenth aspect : In the seventeenth aspect, the first elasticity is elasticity due to the wavy curvature, and is a conductive elastic body for an electrolytic cell.
  • the conductive elastic body for an electrolytic cell wherein the second elasticity is elasticity due to the extension angle.
  • Twentieth aspect In any one of the seventeenth aspect to the nineteenth aspect, the bielastic part is bent so as to form the extending angle starting from a boundary between the bielastic part and the fixing part. , Conductive elastic body for electrolytic cell.
  • Twenty-first aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any one of the seventeenth to twentieth aspects, wherein the extending angle of the bielastic portion is in a range of 1 ° to 45 °.
  • Twenty-second aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any one of the seventeenth aspect to the twenty-first aspect, wherein the bielastic portion has at least two peaks due to the wavy curvature.
  • Twenty-third aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any one of the seventeenth aspect to the twenty-second aspect, wherein the bielastic portion has at least two valleys caused by the wavy curvature.
  • Twenty-fourth aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any one of the fifteenth to twenty-third aspects, wherein all of the plurality of elastic portions have a wavy curve.
  • Twenty-fifth aspect The electrolytic cell according to any one of the fifteenth to twenty-fourth aspects, wherein all the extensions of the plurality of elastic portions form an extension angle with respect to a main surface of the fixing portion.
  • Conductive elastic body for Twenty-sixth aspect In any one of the fifteenth to twenty-fifth aspects, the plurality of elastic portions form a pair so as to extend in opposite directions from a plurality of locations along a longitudinal direction of the fixing portion.
  • Conductive elastic body for electrolytic cells Twenty-seventh aspect : In the twenty-sixth aspect according to the twenty-fourth aspect, in a plan view of the conductive elastic body, the arrangement of the peaks or valleys due to the wavy curvature is symmetric about the fixed portion as an axis. A conductive elastic body for an electrolytic cell.
  • Twenty-eighth aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any one of the fifteenth to twenty-seventh aspects, wherein the fixing portion has a mounting opening.
  • Twenty-ninth aspect The conductive elastic body for an electrolytic cell according to any one of the fifteenth to twenty-eighth aspects, wherein the electrolytic cell is a zero-gap type saline electrolytic cell.
  • 30th embodiment an electrolytic cell, An anode, a cathode, and an ion exchange membrane disposed between the anode and the cathode,
  • the conductive elastic body according to any one of the fifteenth aspect to the twenty-ninth aspect is provided on the back surface of one of the anode and the cathode so that one of the anode and the cathode is pressed against the other of the anode and the cathode.
  • 31st mode The electrolytic cell according to the 30th mode, wherein at least one of the anode and the cathode has a conductive porous substrate.
  • Twenty-third aspect In the thirtieth aspect or the thirty-first aspect, the one of the anode and the cathode has flexibility relatively to the other, and the other is relatively flexible to the one.
  • An electrolytic cell with rigidity In the thirtieth aspect or the thirty-first aspect, the one of the anode and the cathode has flexibility relatively to the other, and the other is relatively flexible to the one.
  • An electrolytic cell with rigidity Thirty-third aspect : The electrolytic cell according to any one of the thirtieth to thirty-second aspects dependent on the twenty-ninth aspect, wherein the electrolytic cell is a zero-gap type salt cell electrolytic cell.
  • ⁇ ⁇ Tests were conducted in connection with the present invention. Specifically, a demonstration test was conducted to confirm the difference in electrolysis voltage (cell voltage equivalent to the voltage between electrodes) between a conductive elastic body with “alternately alternating wavy curvature arrangement” and a conductive elastic body that is not. Was done.
  • Example 1 salt electrolysis was performed by a zero-gap ion exchange membrane method using the conductive elastic body of the present invention under the following test conditions. That is, salt electrolysis was performed using a conductive elastic body having “alternately alternating wavy curved arrangement”.
  • Example 1 -Conductive elastic body Conductive elastic body of "alternating and alternating wavy curve arrangement" shown in Fig.
  • 2-Anode Rigid anode of expanded metal (model MD-50NS) -Cathode: Flexible cathode of plain weave mesh (model MDC-60, 30 mesh, aperture ratio 67.7%) ⁇ Cell voltage: 4 kA / m 2 , 90 ° C., 32% NaOH equivalent voltage for comparison of electrode voltage ⁇ Ion exchange membrane: cation exchange membrane (model F8080A)
  • Comparative Example 1 Salt electrolysis was performed by the zero-gap ion exchange membrane method as in Example 1 except that the conductive elastic body shown in FIG. 19 was used as the conductive elastic body. That is, in Comparative Example 1, salt electrolysis was performed using a conductive elastic body having no “alternately alternating wavy curve arrangement”.
  • the results are shown in FIG. As can be seen from the graph of FIG. 20, it was found that the electrolysis voltage can be reduced by using the conductive elastic body having the “alternating and alternating wavy curve arrangement”. In other words, it has been found that the use of the conductive elastic body of the present invention enables more efficient electrolysis operation.
  • the result shown in FIG. 20 is a zero-gap ion exchange membrane although the voltage drop below the decimal point. The salt electrolysis by the method is particularly large, and even with such a voltage drop, the reduction in power consumption associated with the voltage drop becomes significant for the entire electrolytic cell).
  • the conductive elastic body of the present invention can be used for various electrolytic cells.
  • the reaction force provided by the conductive elastic body contributes to the adhesion of the anode, the diaphragm, and the cathode to each other, the conductive elastic body of the present invention is more preferably used for a zero-gap type electrolytic cell. Can be.
  • the present application relates to Japanese Patent Application No. 2018-141710 (filing date: July 27, 2018, title of invention: “Electroconductive elastic body for electrolytic cell and electrolytic cell”) and Japanese Patent Application No. 2018-141710. Claims priority under the Paris Convention based on No. 141715 (filing date: July 27, 2018, title of invention: “Electroconductive elastic body and electrolytic cell for electrolytic cell”). All content disclosed in that application is incorporated herein by this reference.

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Abstract

固定部、および、その固定部から延在する複数の弾性部を有して成る電解槽用の導電性弾性体が提供される。かかる導電性弾性体では、複数の弾性部の各々が波状湾曲を成しており、その複数の弾性部では、当該波状湾曲が交互に互い違いに配置されている。

Description

電解槽用の導電性弾性体および電解槽
　本発明は、電解槽用の導電性弾性体および電解槽に関する。
　電解槽は、電気分解を行うための槽であり、少なくとも陽極と陰極とを備えている。例えば塩化ナトリウム水溶液の電気分解が行われる槽は、塩素、水素および水酸化ナトリウム（いわゆる苛性ソーダ）を取り出すことができるため、化学工業の基盤となる原料の生産に用いられている。このような電解槽では、陽極で生成した物質と陰極で生成した物質との混合を避けるべくイオン交換膜などの隔膜が更に設けられていることが多い。イオン交換膜を用いて塩化ナトリウム水溶液の電気分解を行うプロセスは、“イオン交換膜法食塩電解”などとも称される。
　イオン交換膜法食塩電解の分野において、電解槽のタイプは様々なものがあるが、なかでもゼロギャップ式が主流になりつつある。ゼロギャップ式の電解槽では、陽極と隔膜と陰極とを互いに密着させて電極間距離を近づけ、電解液抵抗を減じている。それゆえ、このような電解槽の使用は、電力消費の低減につながる。
国際公開（ＷＯ）特２０１２／０９１０５１号公報 特許第５１０８０４３号公報 特許第５９７０２５０号公報
　本願発明者は、従前の電解槽では克服すべき課題が依然あることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを見出した。
　“ゼロギャップ”の電解槽では、陽極および陰極の一方を他方よりも剛性を高くする一方、他方を相対的に柔らくして可撓性を高くすることが考えられる。より具体的には、一方の電極の剛性を高くして隔膜に押し付けても変形の少ない剛性構造とする一方で、他方の電極は電極支持フレームなどの公差や変形による凹凸を吸収できる柔らかい可撓性構造とする。かかる場合、可撓性となる電極の背面側に導電性弾性体を設ける設計とすることによって、陰極と隔膜と陽極との互いの密着に必要な圧力を、その導電性弾性体の弾性力（すなわち、反力）により供すことができる。
　ここで、導電性弾性体の如何によっては、所望の電解槽が必ずしも得られるわけではないことを本発明者は見出した。具体的には、必要な弾性力のために導電性弾性体としてコイル形態のバネ体を用いることがあるが（例えば、上記の特許文献１～３参照）、かかる場合、隔膜に損傷を与える虞がある。コイルの金属線などは細径ゆえに破断し易く、破断が生じた際には比較的鋭利に突出する形態を取り易いからである。また、導電性弾性体は、その形態自体が、電解槽の運転に影響を与えることもあり、特に運転時の通電の点で改善の余地があり得る。
　本発明はかかる課題に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、導電性弾性体の点で隔膜に損傷を与える虞が低く、電解運転時のより望ましい通電にも資する電解槽技術を提供することである。
　本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された導電性弾性体の発明に至った。
　本発明では、電解槽用の導電性弾性体であって、
　固定部、および、その固定部から延在する複数の弾性部
を有して成り、
　複数の弾性部の各々が波状湾曲を成しており、
　複数の弾性部では、波状湾曲が交互に互い違いに配置された形態を有する導電性弾性体が提供される。
　本発明の導電性弾性体では、隔膜に損傷を与える虞が低く、電解運転時のより望ましい通電にも資する電解槽がもたらされる。
　具体的には、本発明の導電性弾性体は、固定部と複数の弾性部とを骨格構造とする板バネ形態を成しているので、電解槽の使用時に破断が生じにくい。また、本発明の導電性弾性体は、複数の弾性部の各々が波状に湾曲しており、固定部の長手方向に沿って当該波状が非整列な配置状態となっている。よって、導電性弾性体と電極との接点が電解運転時の電流分布にとってより好適な接点となっている。特に、導電性弾性体と電極との接点が、いわゆる“千鳥格子状”の接点となり易い。これは、電流の流れに偏りが発生しにくく、全体としてより均一な電流分布となることにつながり得る。よって、電解運転時の電解電圧が全体として低下し、電解槽の運転がより効率的となり得る。また、陰極の構造体抵抗による電圧降下を低減することもできる。
図１は、導電性弾性体の使用時における例示態様を説明するための模式図である。 図２は、本発明の一実施態様として供される導電性弾性体の模式的斜視図である。 図３は、本発明の一実施態様として供される導電性弾性体の模式的平面図である。 図４は、電解槽における導電性弾性体と電極との接点（“千鳥格子状”の接点）を表した模式的平面図である。 図５は、本発明の別の一実施態様として供される導電性弾性体の模式的斜視図である。 図６は、図５の導電性弾性体の模式的平面図である。 図７は、延在角度を説明するための模式図である。 図８は、陽極側を例示した電解槽ユニットの模式的斜視図である。 図９は、陰極側を例示した電解槽ユニットの模式的斜視図である。 図１０は、イオン交換膜を介した電解槽ユニット同士の組合せを説明するための模式的斜視図である。 図１１は、ストランドの幅寸法（Ｗ）を説明するためのエキスパンドメタルの局所的拡大模式図である。 図１２は、導電性弾性体が設けられた電解槽の水平方向の模式的断面図である。 図１３は、本発明の別の一実施態様として供される導電性弾性体の模式的斜視図である。 図１４は、図１３の導電性弾性体の模式的平面図である。 図１５は、本発明の別の一実施態様として供される導電性弾性体の模式的斜視図である。 図１６は、図１５の導電性弾性体の模式的平面図である。 図１７Ａは、本発明の別の一実施態様として供される導電性弾性体の模式的斜視図である。 図１７Ｂは、図１７Ａの導電性弾性体の模式的平面図である。 図１８Ａは、本発明の別の一実施態様として供される導電性弾性体の模式的斜視図である。 図１８Ｂは、図１８Ａの導電性弾性体の模式的平面図である。 図１９は、本発明との比較のために例示する比較品（実証試験における“比較例”）の模式的斜視図である。 図２０は、本発明に関して実施した実証試験の結果を示すグラフである。
　以下では、図面を参照して本発明の一実施形態に係る「電解槽用の導電性弾性体」および「電解槽」をより詳細に説明する。図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。
　本明細書において「電解槽」とは、電気分解を行うための槽のことを指しており、狭義には、電解槽などに代表される、陽極、陰極およびそれら電極間に設けられる隔膜を少なくとも備える槽のことを指している。
　本明細書で直接的または間接的に説明される“上下”の方向は、導電性弾性電解槽に特化した説明では、主に弾性力が働く方向に基づいている。より具体的には、導電性弾性体を平面に置いた場合であって、その固定部（後述する軸または主骨格となる部分）を平面に接するように置いた場合、その平面から離れる方向が「上方向」に相当し、その逆が「下方向」に相当する。端的にいえば、図２などに示される形態に合わせた方向に基づいており、かかる図面における「上方向」および「下方向」がそれぞれ導電性弾性体の上方向および下方向に相当し、左右方向も同様である。なお、電解槽において導電性弾性体はその軸を垂直にして設置され得るので、電解槽に関連する説明の場合には、そのような使用態様に基づいた方向に基づいている。つまり、電解槽に特化した説明では、鉛直上向きが「上方向」に相当し、その反対が「下方向」に相当する。
　本明細書で言及する各種の数値範囲は、下限および上限の数値そのものも含むことを意図している。つまり、例えば１～１０といった数値範囲を例にとれば、下限値の“１”を含むと共に、上限値の“１０”をも含むものとして解釈される。
［本発明の導電性弾性体］
　本発明に係る導電性弾性体は、電解槽用である。つまり、電解槽に用いられる弾性体である。特に、陽極、陰極およびそれら電極間に配置されるイオン交換膜を備えた電解槽に導電性弾性体が用いられる。本発明の導電性弾性体は、電解槽において、その“導電性”に起因して電極間の通電に寄与しつつも、その“弾性”に起因して電極に対して押圧力を与えることができる。
　図１に、導電性弾性体の使用時の例示態様を模式的に示す。図示するように、陽極、陰極およびそれら電極間のイオン交換膜から少なくとも構成された電極組合せ体に対して本発明の導電性弾性体が使用される。具体的には、電解槽では、電極組合せ体の背面側に導電性弾性体が弾性変形に付された状態で使用され、かかる導電性弾性体から供される弾性力（すなわち、反力）によって、電極組合せ体に押圧力がもたらされる。特に、弾性変形に付された導電性弾性体は、一方の電極から他方の電極に向かって押圧力を与えるように働き、それによって電極組合せ体の密着化を促進する。つまり、導電性弾性体の存在によって、陽極とイオン交換膜と陰極との間に緊密な接触がもたらされ、いわゆる“ゼロギャップ”式として電解槽が好適に機能することになる。
　上記説明から分かるように、本発明の導電性弾性体は、電解槽において反力を呈することが可能な導電性の部品に相当し、かかる反力を供すべく、弾性変形が可能な構造を少なくとも有している。ある好適な態様において、本発明の導電性弾性体は、“弾性変形可能な構造”および“導電性”の双方の観点から金属製となっている。例えば、導電性弾性体は、チタン、ニッケル、ステンレス、鉄、および銅、ならびにそれらの合金から成る群から選択される少なくとも１種から成る基材から構成されていてよい。なお、導電性弾性体の材質は、金属に限らずカーボンであってもよく、それゆえ、金属に加えて又はそれに代えてカーボンから導電性弾性体が構成されていてもよい。また、そのような基材に対して電解反応触媒が付加されていてもよい（例えば、電解槽が食塩電解電解槽となる場合、当該基材に対して白金族金属被覆などが施されてもよく、導電性弾性体に水素発生触媒機能などを担わせてもよい）。
　１つの例示形態であるが、本発明に係る導電性弾性体を図２および図３に示す。本発明の導電性弾性体１００は、固定部１０、および、その固定部から延在する複数の弾性部２０を有して成る。図示されるように、導電性弾性体１００において、固定部１０は部品の芯または軸を成す一方、弾性部２０がそれから分岐して全体的な骨格を成している。
　固定部１０は、好ましくは長尺状の部材である。つまり、ある方向に長く延在した形態を固定部１０が有している。また、固定部１０は、好ましくは平面的に延在しており、湾曲した形態を特に有していない。つまり、フラットな形態を固定部１０が有している。
　一方、弾性部２０は、非平面的に延在しており、それゆえ、湾曲した形態を有している。複数の弾性部２０は、固定部１０の長手方向沿いの複数の箇所（特に固定部１０の側部）から延びるように設けられている。図示されるように、複数の弾性部２０の各々は、平面的形態を有する固定部１０から側方向に延びるように設けられているところ、その延在形態が湾曲を伴っている。複数の弾性部は、固定部の１つの側部（片側サイド）のみから延在していてよく、あるいは、図示するように固定部の２つの側部（両サイド）からそれぞれ延在していてもよい。
　導電性弾性体１００では、固定部１０と弾性部２０とは互いに一体化していることが好ましい。かかる一体化物では、固定部１０が非湾曲な形態を有する一方、弾性部２０が湾曲した形態を有する。ある好適な態様では、図２および図３の平面視に示されるように、湾曲形態の弾性部２０は、非湾曲形態の固定部１０の長手方向に対して直交する方向に延在している。
　上記の説明から分かるように、本明細書における「固定部」とは、部品の軸または土台となるような主骨格部分のことを意味している。一方、「弾性部」とは、その軸または土台となる部分から延びる又は分岐するように設けられた副骨格部分のことを意味している。かかる観点ゆえ、固定部と弾性部とで幅寸法（導電性弾性体の平面視における短手寸法）を比べた場合、好ましくは前者（固定部）が後者（弾性部）よりも大きくなっている。なお、図３などから理解できるように、導電性弾性体１００の全体的な形状に鑑みれば、本発明における固定部１０は“幹部材”と称し、弾性部２０は“枝部材”と称すこともできる。
　本発明の導電性弾性体１００は、弾性部２０の湾曲形態に特徴を有しており、特に複数の弾性部として捉えた場合の全体的な湾曲形態に特徴を有している。具体的には、本発明の導電性弾性体１００では、複数の弾性部の各々が波状湾曲を成しているところ、かかる複数の弾性部について波状湾曲が交互に互い違いに配置されている。特に、固定部１０の長手方向に沿って複数の弾性部２０をとらえた場合、同様の波状湾曲が交互に互い違いに配置されている。
　各弾性部の波状湾曲は、導電性弾性体１００のバネ特性の発現に寄与する。つまり、弾性部に外力が加えられると、波状湾曲の形態が変わることで弾性部が弾性変形することができ、導電性弾性体１００のバネ特性が発現され得る。より具体的には、外力によって波状湾曲が減じられるように（又は平坦化されるように）弾性部が変形に付されると、導電性弾性体では、元の形状を取ろうとする応力が働き、結果としてバネ特性が発現される。例えば、波状湾曲に起因して、各弾性部には山部および／または谷部が設けられているが、そのような山部および／または谷部がその高さ・深さを減じるように変形に付され、そのような変形が維持される状態にあっては、元の山部および／または谷部の形状を取ろうとする応力が働くので反力が発現され得る。
　図示されるように、複数の弾性部の波状湾曲によってもたらされる形態は、固定部の長手方向に沿ってみた場合、全てが整列した状態とはなっていない。図１９は、複数の弾性部の波状湾曲によってもたらされる形態が、固定部の長手方向に沿って全てが整列したものであるが、本発明では、かかる“全ての整列”はなされていない。図２に示される形態から分かるように、本発明に係る導電性弾性体１００の弾性部２０では、波状湾曲に起因する山部および／または谷部は完全な整列状態（特に導電性弾性体の平面視でみて複数の弾性部２０の全ての山部・谷部が固定部の長手方向における直線に沿って整列した状態）になっていない。
　本発明の導電性弾性体の互いに隣接する弾性部については、波状湾曲に起因する山部が、互いに異なる配置状態にあってよい。特に、互いに隣接する弾性部について、波状湾曲に起因する山部（特にその山頂ポイント）は、固定部からの離隔距離が互いに異なるように配置されていてよい。同様にして、互いに隣接する弾性部について、波状湾曲に起因する谷部が、互いに異なる配置状態にあってよい。特に、互いに隣接する弾性部についてみれば、波状湾曲に起因する谷部（特にその谷底ポイント）は、固定部からの離隔距離が互いに異なるように配置されていてよい。
　このような複数の弾性部における“交互の互い違いの波状湾曲の配置”は、導電性弾性体の使用時の通電にとって望ましい。具体的には、導電性弾性体と電極との接点が電解運転時の電流分布にとってより好適なものとなる。図１に示すように、弾性変形に付された導電性弾性体は、一方の電極から他方の電極に向かって押圧するように働き、電極同士が密着するものであるが、その弾性体自体が導電性を有しているので、電解時にて電流経路に寄与する。導電性弾性体が用いられた電解槽では、導電性弾性体と電極との接点を介して電流が流れるが、そのような通電が為されることを通じて電極反応がもたらされ、所望の電解生成物が得られる。例えば、食塩電解の電解槽においては、通電に伴う電極反応によって、塩素ガス、水素ガスおよび苛性ソーダが得られることになる。
　本発明における“交互の互い違いの波状湾曲の配置”は、そのような通電の均一化及び陰極の構造体抵抗による電圧降下の低減等に特に寄与する。図４に示すように、これは、導電性弾性体と電極との接点（図中の“×”印）が、いわゆる“千鳥格子状”の接点となり易いことに起因する。“千鳥格子状”ゆえ、導電性弾性体と電極との接点はより規則的および／又はより密な接点と成り得る。換言すれば、本発明の導電性弾性体１００では、電流の流れに偏りが発生しにくく、全体として、より均一な電流分布となり易く、また陰極の構造体抵抗による電圧降下が低減され得る。よって、本発明の導電性弾性体が用いられた電解槽では、電解運転時の電解電圧が全体として低下し得、電解槽の運転がより効率的となる。なお、各弾性部では、波状湾曲に起因する山部が少なくとも２つ設けられていてよい。同様にして、各弾性部では、波状湾曲に起因する谷部が少なくとも２つ設けられていてよい。各弾性部における山部および谷部は、それらの一部を互いに共有するような形態となっていてよい。また、少なくとも２つの山部は互いに同じ形状となっていてよく、同様にして少なくとも２つの谷部は互いに同じ形状となっていてよい。さらにいえば、各弾性部では、複数の山部の山頂レベルが実質的に全て同一であってよく、および／または、複数の谷部の谷底レベルが実質的に全て同一であってもよい（このような山頂レベル・谷底レベルの同一は、複数の弾性部の間でなされていてもよい）。このような各弾性部の特徴によって、導電性弾性体と電極との接点が千鳥状配置としてより規則的な接点またはより密な接点の形態をとり易くなる。
　導電性弾性体のある好適な態様では、波状湾曲に起因する山部は、固定部の長手方向に沿うように弾性部を１つずつ隔てて整列している。つまり、複数の弾性部を固定部の長手方向に沿ったある直線方向で捉えた場合、波状湾曲に起因する山部が１つおきに現れるようになっている。これにより、導電性弾性体と電極との接点が“千鳥格子状”の接点を成し易くなり、電解槽の運転時にてより均一な電流分布及び陰極の構造体抵抗による電圧降下の低減がもたらされ得る。
　同様にして、導電性弾性体のある好適な態様では、波状湾曲に起因する谷部は、固定部の長手方向に沿うように弾性部を１つずつ隔てて整列している。つまり、複数の弾性部を固定部の長手方向に沿ったある直線方向で捉えた場合、波状湾曲に起因する谷部が１つおきに現れるようになっている。これにより、導電性弾性体と電極との接点が“千鳥格子状”の接点を成し易くなり、電解槽の運転時にてより均一な電流分布及び陰極の構造体抵抗による電圧降下の低減がもたらされ得る。
　また別の切り口で捉えてみると、互いに隣接する弾性部では、「弾性部の一方の波状湾曲に起因する山部」と「弾性部の他方の波状湾曲の谷部」とが固定部の長手方向に沿って互いに隣り合っていてよい。固定部の長手方向に沿ったある直線方向で複数の弾性部を捉えた場合では、波状湾曲に起因する“山部”と“谷部”とが交互に現れるようになっていてよい。つまり、導電性弾性体の平面視において、波状湾曲に起因する“山部”が千鳥格子状に配置されていると共に、波状湾曲に起因する“谷部”も同様にして千鳥格子状に配置されていてよい。導電性弾性体が電解槽に用いられた場合、波状湾曲の“山部”（特にその山頂ポイント）または波状湾曲の“谷部”（特にその谷底ポイント）が電極との接点になり得るので、“千鳥格子状”の接点がもたらされ易くなり、電解槽の運転時においてより均一な電流分布及び陰極の構造体抵抗による電圧降下の低減が得られ易くなる。
　好ましくは、本発明の導電性弾性体では、各弾性部の最先端（延在方向における最も先端側又は遠位側の部分）は、電極との間で接点を成さないようになっている。これは、各弾性部の最先端（導電性弾性体として最も外側に位置する最周縁部分）は、最上レベルに位置付けられていないことを意味している。なお、このような弾性部の最先端は、複数の弾性部において整列していてもよい（つまり、図３の平面視に示すように、複数の弾性部の最先端ポイントは、固定部の長手方向に沿って整列していてよい）。
　ある一態様では、複数の弾性部の互いの離隔距離は好適に調整されたものとなっている。特に図３に示される平面視形態から分かるように、例えば、互いに隣接する弾性部の間の隙間寸法（すなわち、固定部の長手方向に沿った隙間寸法）は、弾性部の幅寸法（すなわち、固定部の長手方向に沿った弾性部の短手寸法）よりも小さくなっている。これによって、“千鳥格子状”の接点をより密となり得るので、電解槽の運転時においてより好適な電流分布が得られ易くなる。
　本発明の導電性弾性体は、特に“弾性特性”の点で特徴を有する形態を取ることも可能である。以下それについて図５～図７を参照しながら詳述する。
≪弾性特性に特徴を有する導電性弾性体≫
　かかる導電性弾性体１００は、代表図として図５～図７に示される形態を有するが、その弾性特性に特徴を有している。特に、固定部１０から延在する弾性部２０の弾性特性に特徴を有している。具体的には、複数の弾性部のうちの少なくとも１つが、局所的な弾性特性として供される第１弾性と、大域的な弾性特性として供される第２弾性との双方を呈する双弾性部となっている。
　つまり、本発明の導電性弾性体１００は、ある弾性部２０（すなわち、双弾性部）について、２種の異なる弾性特性を呈する弾性体として供することができる。弾性とは、外力によって変形に付された場合、その外力を除された際に元の形に戻ろうとする性質ゆえ、これは双弾性部２０が２種の異なるバネ特性を呈することを意味している。それゆえ、本発明において「双弾性部」とは、“ダブル弾性部”、“二重弾性部”や“双方弾性部”などと称すこともできる。
　ここで、本明細書にいう「局所的な弾性特性」とは、導電性弾性体の双弾性部の全体が発現する弾性特性というよりも、むしろ双弾性部の中でもある部分に依拠して発現するような弾性特性のことを意味している。一方、本明細書にいう「大域的な弾性特性」とは、導電性弾性体の双弾性部の中である部分に依拠して発現するというよりも、むしろ双弾性部の全体として発現するような弾性特性のことを意味している。
　特定の理論に拘束されるわけではないが、“大域的な弾性特性”は、双弾性部の全体が発現する弾性特性ゆえ、特に塑性変形し難く、“局所的な弾性特性”と相俟って、経時的にへたれにくいバネ力を呈すことができる。つまり、かかる導電性弾性体では、反力の発現のため導電性弾性体の変形状態が仮に長く維持されたとしても、“へたり”が生じにくく、所望の弾性力が経時的により長く維持される。したがって、そのような導電性弾性体が用いられた電解槽では、弾性力の低下に起因した電力消費の増加などの不都合な事象は引き起こされにくく、所望の電解運転が経時的により長く維持され得る。
　ある好適な態様では、第１弾性が双弾性部の局所的形状に基づく一方、第２弾性が双弾性部の全体的な延在形態に基づいている。具体的には、第１弾性が、双弾性部の各々の形状（特に、その弾性部の輪郭を形作る形状）に基づいている一方、第２弾性が、双弾性部の各々の延在の形態（特に、固定部に対する相対的な延在の形態）に基づいている。これは、“大域的な弾性特性”に主に関係する双弾性部の各々の延びの形態が、“局所的な弾性特性”に主に関係する双弾性部の各々の輪郭形状と相俟って、経時的にへたれにくい反力を呈することを意味している。
　弾性特性の点で特に特徴を有する導電性弾性体は、弾性力の低下に鑑みて供されたものである。具体的には、導電性弾性体というものは、電解槽の使用時にて、弾性力の発現のため周囲から押さえつけられた状態で常に維持されるので、経時的にみれば弾性力が低下してしまい所望の電解槽の運転が阻害される虞があり得る。これにつき、本発明に係る「弾性特性に特徴を有する導電性弾性体」では、隔膜に損傷を与える虞が低く、よって、経時的な弾性力の点でもより望ましい電解槽がもたらされる。
　具体的には、「弾性特性に特徴を有する導電性弾性体」は、固定部と複数の弾性部とを骨格構造とする板バネ形態を成しているので、電解槽の使用時に破断が生じにくい。また、本発明の導電性弾性体は、局所的な弾性特性として供される第１弾性と、大域的な弾性特性として供される第２弾性との双方を呈するので、経時的により好適な弾性力を呈し得る。特に、電解槽の使用時において弾性力の発現のため導電性弾性体が周囲から押さえつけられた状態が常に維持されたとしても、“へたり”が生じにくく、所望の弾性力がより長く維持される。つまり、本発明の導電性弾性体を備えた電解槽では、弾性力の低下に起因した電力消費の増加などの不都合な事象は生じにくく、所望の電解運転が経時的により長く維持され得る。
　図５および図６に示される態様を例として用い「弾性特性の点で特に特徴を有する導電性弾性体」をより具体的に説明していく。図示される導電性弾性体１００では、双弾性部２０は、波状湾曲を成しつつも、全体として固定部１０の主面に対して延在角度を成して設けられている。つまり、双弾性部２０の各々では、波状湾曲に起因して、各弾性部には山部および／または谷部が設けられているとともに、双弾性部２０が全体として斜めに延在（特に、固定部の主面が成す平面に対して斜めに延在）している。
　このような導電性弾性体１００では、第１弾性は波状湾曲に起因した弾性となっている。つまり、局所的な弾性特性としての第１弾性が、双弾性部２０の各々の波状湾曲、すなわち、その局所的な山部および／または谷部に起因したものとなっている。各弾性部の山部および／または谷部がその高さ・深さを減じるように変形に付され、そのような変形が維持される状態にあっては、元の山部および／または谷部の形状を取ろうとする応力が働くので、反力（すなわち、第１弾性）が発現されることになる。
　一方、第２弾性は、固定部１０の主面に対する双弾性部２０の延在角度に起因した弾性となっている。つまり、大域的な弾性特性としての第２弾性は、固定部１０の主面が成す平面に対して双弾性部２０の各々が成す角度α（０°＜α＜９０°）に起因したものとなっている。各弾性部の延在角度が減じられるように変形に付され、そのような変形が維持される状態にあっては、元の延在角度αを取ろうとする応力が働くので、反力（すなわち、第２弾性）が発現されることになる。
　延在角度についていえば、双弾性部と固定部との境界を起点にして延在角度を成すように双弾性部が曲げ付けられていてよい。つまり、双弾性部２０が、その延在の根元から延在角度を成すように曲げられていてよいといえる。これにより、弾性部２０の実質全体として第２弾性が発現されることになり、“へたり”がより生じにくい導電性弾性体がもたされ得る。ここで、比較のため図１９に延在角度を有さない態様を示す。つまり、図１９に示される態様は、弾性部が全体として固定部の主面に対して延在角度を成して設けられていない態様に相当する（上記の角度αでいえば、α＝０°に相当する）。かかる図１９に示す態様では、固定部の主面に対して“延在角度”を成していないので、導電性弾性体が変形に付された場合（特に、図示する態様の上下方向から外力が加えられて変形に付された場合）、各弾性部の山部および／または谷部が減じられるように変形するものの、その延在角度が減じられるようには変形しない。これに対して、図５に示される本発明に係る導電性弾性体では、同様に変形に付された場合、各弾性部の山部および／または谷部が減じられるように変形するだけでなく、延在角度を減じるようにも変形する。よって、本発明の導電性弾性体では、弾性部の局所的形状に基づく第１弾性のみならず、弾性部の全体的な延在形態に基づく第２弾性も発現されることになる。
　本明細書でいう「延在角度」とは、双弾性部の全体的な延在方向が“固定部が成す面”と成す角度のことを意味している。端的にいえば、図７に示す角度αを示している。つまり、弾性部の始点と弾性部の波状湾曲の最下ポイント（特に最も固定部に近い谷部の最下ポイント）とを結ぶ直線が“固定部が成す平面”に対して成す角度が延在角度αに相当する。特に制限されるわけではないが、双弾性部の延在角度は、１°～４５°の範囲であることが好ましく、例えば５°～３０°程度または１０°～３０°程度であってよい。延在角度が１°よりも小さいと、弾性部の全体的な延在形態に基づく第２弾性が実質的に発現され得ない一方、延在角度が大きすぎると、過度に嵩高くなるので使用時に延在角度を減じるような変形に付し難くなる。よって、実質的な第２特性の発現と使用時のスムーズな変形との双方に鑑み、双弾性部の延在角度が１°～４５°の範囲となることが好ましい。
　なお、図５に示される態様から分かるように、双弾性部では、波状湾曲に起因する山部が少なくとも２つ設けられていてよい。山部は弾性部の局所的形状に相当し、第１弾性の発現に関連するが、少なくとも２つ山部が設けられることによって、陽極と隔膜と陰極との密着に必要な圧力が導電性弾性体のバネ力により好適に供され易くなる。同様にして、双弾性部では、波状湾曲に起因する谷部が少なくとも２つ設けられていてよい。谷部も、弾性部の局所的形状に相当し、第１弾性の発現に関連するが、少なくとも２つ谷部が設けられることによって、陽極と隔膜と陰極との密着に必要な圧力が導電性弾性体の反力により好適に供され易くなる。なお、このように波状湾曲に起因する山部および／または谷部が少なくとも２つ設けられることは、弾性部の延在長さが大きくなることにつながり、延在長さが大きくなると弾性部が全体としてより塑性変形しにくくなる。よって、山部および／または谷部が少なくとも２つ設けられることは、大域的な弾性特性としての第２弾性も発現し易くなることにもつながり得る。ある好適な態様において、双弾性部では、“延在角度”に起因して複数の山部の山頂レベルが外側に向かって漸次高くなるようになっており、および／または、複数の谷部の谷底レベル（すなわち、上記の“谷部の最下ポイント”）が外側に向かって漸次高くなるようになっている。なお、各弾性部における山部および谷部は、それらの一部を互いに共有するような形態となっていてよい。また、少なくとも２つの山部は互いに同じ形状となっていてよく、同様にして少なくとも２つの谷部は互いに同じ形状となっていてよい。導電性弾性体と電極との接点が、千鳥状配置としてより規則的な接点またはより密な接点の形態をとり易くなるからである。
　本発明の導電性弾性体は、上記の如く弾性特性の点で特に特徴を有する弾性体か、そうでないかに拘わらず、種々の形態で具現化することができる。以下それについて説明する。
（対を成す形態の弾性部）
　本発明の導電性弾性体は、固定部から延在する弾性部が、対を成すように設けられていてもよい。例えば、図２および図３ならびに図５および図６に示すように、複数の弾性部２０は、固定部１０の長手方向沿いの複数の箇所から互いに逆向きに延びるように対を成していてよい。このような“対”の形態によって、導電性弾性体は、より広範囲に反力を供すことが可能となる。つまり、弾性部が対を成す形態となった導電性弾性体は、電解槽において一方の電極から他方の電極に向かって押圧するように機能して電極組合せ体に密着化をもたらすが、その際に電極のより広い範囲に押圧力を及ぼすことができるようになる。これは、電解槽が大型であって、ゼロギャップのため押圧を必要とする電極の主面サイズが大きい場合に特に有利な特徴になる。
　また、このような弾性部の対を成す形態では、全体として対称的な波状湾曲の配置となっていることが好ましい。例えば、導電性弾性体の平面視において、波状湾曲に起因する山部または谷部の配置が固定部を軸中心に対称的となっていてよい。図示される態様から分かるように、例えば、固定部を中心にして線対称となるように波状湾曲に起因する山部（特にその山頂ポイント）または谷部（特にその谷底ポイント）が配置されるようになっていてよい。これにより、より広範囲に反力を呈しつつも、導電性弾性体と電極との複数の接点が、対称的となり、電解槽の運転時にてより均一な電流分布がもたらされ易くなる。つまり、“千鳥格子状”の接点などの規則的に整列した接点が電解槽の運転時にもたらされ、電解電圧の低下に寄与する。
（導電性弾性体の取り付け部）
　本発明の導電性弾性体は、あくまでも電解槽に用いるものであるので、槽への設置に適した構造を有していることが好ましい。針金やネジを使って装着する方法や、溶接による装着等も用いることが出来るが、作業性を向上させる為に固定具を使用することが出来る。例えば、図２および図３ならびに図５および図６に示すように、固定部１０には取付け開口４０が設けられていてよい。つまり、長尺状の固定部１０などの導電性弾性体の軸中心となり得る部分に取付け開口４０が設けられていてよい。このような開口部が設けられていると、それを介して別個の適当な固定具５０で導電性弾性体１００を電解槽に好適に取り付けることができる（図９参照）。
　図２および図３ならびに図５および図６に示されるように、導電性弾性体１００において、取付け開口４０は単一に限らず、複数であってもよい。電解槽への取付けには、その複数の取付け開口の全て又は可及的に多くを用いてよい。これにより、より強固に導電性弾性体を取り付けることができる。あるいは、より効果的な取付けとなる開口のみを選択することで、より効率的な導電性弾性体の取付けを行うこともできる。つまり、取付け開口４０が複数存在することで電解槽への取付けの自由度が高くなる。本発明の導電性弾性体において、複数の取付け開口４０は、図示されるように、固定部１０の長手方向に沿って整列していてよい。
（ゼロギャップ式の食塩電解電解槽用の導電性弾性体）
　本発明の導電性弾性体は、特に食塩電解槽用であってよい。つまり、電解を利用した槽としては、所望のガスなどを生産するための電解溶液の電解槽の他、融解電解、電解精錬や電気めっきのための槽など種々のものがある。そのような様々な電解槽の中でも、本発明の導電性弾性体は食塩電解槽のための部品となっていてよい。より具体的には、イオン交換膜法食塩電解のための導電性弾性体となっていてよい。特に、工業用の食塩電解槽は大型となり得るところ、本発明はそのような大型槽のための導電性弾性体であってよい。かかる場合、あくまでも例示にすぎないが、導電性弾性体の弾性部は、上述の“対を成す形態”となっていることが好ましい。単一の部品当たりでより広範に押圧力を供すことができるからである。単一の導電性弾性体に設けられている弾性部の個数についていえば、比較的多いものが好ましく、例えば数十個以上、より具体的には５０個～１０００個程度あってよい（“対を成す形態”でいえば、２５対～５００対程度であってよい）。
　好ましくは、食塩電解槽のなかでも特にゼロギャップ式の食塩電解槽に本発明の導電性弾性体が用いられる。この点、電解槽に設置された導電性弾性体は、一方の電極から他方の電極に向かって押圧して電極組合せ体に密着化をもたらすことができ、ゼロギャップに特に好適に寄与する。
（全て双弾性部）
　これは、弾性特性の点で特に特徴を有する導電性弾性体についてのみいえる具現化態様であり、弾性特性の点で特徴を有する導電性弾性体は、その弾性部２０の全てが双弾性部となっていてよい。つまり、固定部１０から延在する複数の弾性部２０の全てが双弾性部となっていてよい。これにより、反力の発現のため導電性弾性体が変形に付された際にもたらされる応力をその複数の弾性部が担うことになるため、“へたり”がより生じにくい導電性弾性体がもたらされ得る。つまり、そのような導電性弾性体が用いられた電解槽では、弾性力の低下に起因した電力消費の増加などの不都合な事象はより引き起こされにくく、所望の電解運転が経時的により長く維持され易い。
　全てが双弾性部ゆえ、弾性部から延在する複数の弾性部の全てが波状湾曲を成していることが好ましい。また同様に、全てが双弾性部ゆえ、そのような複数の弾性部の全ての延在が、固定部の主面に対して角度（すなわち“延在角度”）を成していることが好ましい。
［本発明の電解槽］
　次に、本発明の電解槽について説明する。本発明の電解槽は、陽極、陰極、およびそれら電極間に配置されるイオン交換膜を有して成る。かかる電解槽には、上述の導電性弾性体が設けられている（特に、大型の電解槽においては、導電性弾性体が複数設けられている）。これにつき、本発明の電解槽では、陽極および陰極の一方が他方へと押圧されるように導電性弾性体が当該一方の背面側に設けられている。
　本発明の電解槽は、上述した“交互の互い違いの波状湾曲の配置”の導電性弾性体を備えていることを特徴とする。つまり、固定部１０からそれぞれ波状湾曲を成すように延在する複数の弾性部２０について、その波状湾曲が交互に互い違いに配置された導電性弾性体１００（図２および３参照）が電解槽に設けられている。
　導電性弾性体は、バネ特性が発現するように設置されている。つまり、電解槽には導電性弾性体が弾性変形に付された状態で設けられている。より具体的には、弾性部の波状湾曲が減じられるように変形に付された状態が維持されて導電性弾性体が電解槽に設けられている。このような変形に付された導電性弾性体では、元の形状を取ろうとする応力が働くのでバネ特性が発現されることになる。例えば、波状湾曲に起因して、各弾性部には山部および／または谷部が設けられているが、そのような山部および／または谷部が減じられるように変位（特に山頂高さ・谷部深さが減じられるように変位）に付された状態で導電性弾性体が設けられており、それゆえに変位前の山部および／または谷部を取ろうとする応力が働いて反力が発現される。
　本発明の電解槽では、陽極、陰極およびそれら電極間のイオン交換膜から少なくとも構成された電極組合せ体の押圧に導電性弾性体の反力が利用される。特に、かかる反力が電極の押圧に利用されることによって、電解槽の所謂“ゼロギャップ”が実現されている。つまり、導電性弾性体の反力によって一方の電極から他方の電極に向かって押圧される力が働いており、それゆえに電極組合せ体に緊密な接触、すなわち、陽極とイオン交換膜と陰極との間に好適な密着化がなされ、所望の“ゼロギャップ”が達成されている。
　本発明の電解槽において、電極は、通液性を有する導電性基材から構成されていることが好ましい。この点、陽極および陰極の少なくとも一方が導電性多孔基材を有して成ることが好ましい。換言すれば、陽極および陰極の少なくとも一方がメッシュ開口を有するような電極となっていることが好ましい。あくまでも例示にすぎないが、例えばエキスパンドメタル、金網（平織メッシュ、綾織メッシュ）またはパンチングメタルなどから陽極および陰極の少なくとも一方が構成されている。
　ある好適な態様では、陽極および陰極の双方が導電性多孔基材を有して成り、例えば両電極が、エキスパンドメタルまたは平織メッシュから構成され、もしくは一方の電極がエキスパンドメタル、もう一方の電極が平織メッシュから構成されている。つまり、陽極および陰極の双方がエキスパンドメッシュまたは平織メッシュ、若しくは陽極および電極の一方がエキスパンドメッシュ、もう一方が平織メッシュを好ましくは有している。例示しておくと、耐食性を呈し得るなどの観点から、陽極および陰極の基材各々は、チタン、ニッケル、ステンレス、タンタル、ジルコニウムおよびニオブ等から成る群から選択される少なくとも１種から成るエキスパンドメタルであってよい。同様に特に制限されるわけではないが、そのような導電性多孔基材の開口率は、２０％～９０％程度、例えば３０％～８０％、４０％～７５％または５０％～７５％などであってよい。
　本発明の電解槽は、好ましくはゼロギャップ式の電解槽であるところ、かかるゼロギャップ式にとって好適な特徴を有している。そのような特徴の１つとして、電極材の剛性および可撓性といった所謂“硬さ”や“柔らかさ”の点で陽極および陰極が特徴を有している。具体的には、陽極および陰極の一方が、他方に対して相対的に可撓性を有している、すなわち、逆にいえば当該他方が当該一方に対して相対的に剛性を有していることが好ましい。これによって、相対的に可撓性を有する電極が、導電性弾性体の反力を受けて撓むことができる一方、相対的に剛性を有する電極が、その撓みをイオン交換膜を介して受け止めることができる。その結果、陽極とイオン交換膜と陰極との間に互いの密着がより好適にもたらされ、電解槽が“ゼロギャップ式”としてより好適に機能できる。このようなことは、電解槽が大型の場合に特に当てはまる（つまり、ゼロギャップ式食塩電解の場合などに代表されるように、ゼロギャップのための押圧を必要とする電極主面が大きい場合に特に当てはまる）。これについて詳述しておく。
　所望の電解生成物をより大量に得るには、より大きな電解槽が用いられるが、電極の主面（特に、陽極と陰極とが互いに対向する主面）も、それに伴って大きくなる。大型のゼロギャップ式食塩電解槽は、複数の電解槽ユニットから好ましくは構成されており、その電解槽ユニットの各々では、対向する両側面に大きな電極主面が設けられている。例えば所謂“複極式”の食塩電解槽を例にとると、電解槽ユニット２００の対向する両側面の一方２００Ａに陽極（例えば、エキスパンドメタルから成る陽極面２３０）が設けられている一方（図８参照）、当該両側面の他方２００Ｂに陰極（例えば、エキスパンドメタルから成る陰極面２６０）が設けられている（図９参照）。食塩電解槽では、そのような電解槽ユニット同士がイオン交換膜３００（特に陽イオン交換膜）を介して互いに重ね合わさるように複数連結されているが、隣接する電解槽ユニットでは、一方の電解槽ユニット２００’の陽極面２３０’と、他方の電解槽ユニット２００’’の陰極面２６０’’とが向き合うようにして重ねられている（図１０参照）。
　このような電解槽ユニットから構成される電解槽は、電極主面サイズが比較的大きく、その大きな電極面を通じて所望の電解反応がなされるので好ましいが、電極面の平面度を保つのが難しくなる。具体的には、電極主面は、そのサイズが大きくなればなるほど、自重に起因した撓み等の影響が無視できなくなる傾向があり、また、電極支持体への取付け（例えば、取付けのための局所的溶接）なども影響し、かかる電極主面は完全な平坦面を取り難い。例えば図８～図１０で例示したような電解槽ユニット２００（２００’、２００’’）でいえば、陽極面および陰極面の主面サイズは、数ｃｍオーダというよりも、むしろｍオーダのサイズとなっている。より好適な平坦面となるべく電極に剛性を持たせた場合であっても、そのような大きな電極主面では、上記理由等から例えば±０．５ｍｍ～１．０ｍｍ程度の平面度となっており、完全な平坦面（すなわち、平面度が０ｍｍ）とはなり難い。換言すれば、大型の電解槽において、剛性の電極主面は、巨視的には平坦に見えても、微視的にみれば局所的凹凸を伴った面となる傾向がある。
　このような完全な平坦面となっていない電極同士をイオン交換膜を介して密着させると、その凹凸によって、イオン交換膜が損傷する虞があったり、あるいは、電流分布の均一化が損なわれたりする虞がある。そこで、本発明の好適な電解槽では、剛性電極に対して、それと対を成す電極を柔らかい可撓性電極としている。これにより、イオン交換膜を介して電極同士が強く密着させられたとしても、剛性電極面の凹凸に追随するように可撓性電極が撓むことになり、結果としてイオン交換膜の損傷や電流分布の不均一化などがより好適に防止され得る。あくまでも一例であるが、陽極が相対的に硬い剛性のエキスパンドメタルから構成される一方、陰極が相対的に柔らかい可撓性のエキスパンドメタルから構成され、イオン交換膜を介して陽極の剛性エキスパンドメタルと組み合わされた陰極の可撓性エキスパンドメタルの背面側に導電性弾性体が設けられてよい。かかる場合、導電性弾性体の反力によって、陰極の可撓性エキスパンドメタルが陽極の剛性エキスパンドメタルに向かって押圧されるが、その際に陰極の可撓性エキスパンドメタルが、陽極の剛性エキスパンドメタルの主面の平面度に応じて局所的に変位することができる。したがって、電解槽ユニット同士が強く締め付けられるように固定され、導電性弾性体の反力が大きく働くような条件にされた場合であっても、イオン交換膜の損傷や電流分布の不均一化などの不都合な現象は引き起こされ難く、陽極とイオン交換膜と陰極との間の互いの密着はより好適な密着となる。
　特に限定されないが、相対的に硬い剛性のエキスパンドメタルは、“相対的な剛性”ゆえ、厚みが好ましくは０．２～２.０ｍｍ程度であってよく、多孔すなわち開口を成すストランドの幅（刻み幅）（図１１中にて“Ｗ”で示す部分）は好ましくは０．２～２.０ｍｍ程度となっていてよい。同様にして特に限定されないが、可撓性エキスパンドメタルは、“相対的な可撓性”ゆえ、例えば、厚みが好ましくは０.１～１.０ｍｍ程度、より好ましくは０.１～０.５ｍｍ程度であってよく、多孔すなわち開口を成すストランドの幅（刻み幅）（図１１中にて“Ｗ”で示す部分）は好ましくは０.１～２.０ｍｍ程度、より好ましくは０.１～１.５ｍｍ程度となっていてよい。
　本発明の更なる理解のため、電解槽のより具体的な態様を表した図１２を示しておく。図１２は、本発明の電解槽を垂直方向からみた断面図に相当する。つまり、図１０で示される態様の槽でいえば、その槽（特に電解槽ユニット同士の組合せ）を水平方向に相当する横方向で切り取った場合の断面図に相当する。かかる図１２に示す態様では、エキスパンドメタルの可撓性陰極２６５と、イオン交換膜３００と、エキスパンドメタルの剛性陽極２３５とがその順で重ねられた配置に対して、導電性弾性体１００が陰極２６５の背面側（すなわち、イオン交換膜３００の設置側と反対側）に設けられている。導電性弾性体１００は、エキスパンドメタルの陰極２６５と陰極基部２６８との間で狭窄されるように変形に付されて設けられるので（より具体的には、互いに連結された複数の電解槽ユニット同士が互いに締め付けられることによって、そのような狭窄がもたらされて導電性弾性体の変形がもたらされるので）、導電性弾性体１００の弾性部２０と直接的に接するエキスパンドメタルの可撓性陰極２６５には導電性弾性体１００の弾性力が直接与えられることになる。その結果、エキスパンドメタルの可撓性陰極２６５が、エキスパンドメタルの剛性陽極２３５に向かって押圧されるように付勢され、可撓性陰極２６５とイオン交換膜３００と剛性陽極２３５との互いの密着化がもたらされる。なお、導電性弾性体と直接的に接していない電極となる剛性陽極自体は、電解槽ユニットの電極支持体などに動かないように固定されているので、導電性弾性体の弾性力を受け止めるように作用して密着化の達成に寄与する。本発明の電解槽においては、導電性弾性体１００の弾性部２０（特に、その山頂ポイント）と可撓性陰極２６５との複数の接点がいわゆる“千鳥配置状”の接点となり得るので、電解槽の運転時において全体としてより均一な電流分布がもたらされ得る。つまり、本発明の電解槽は、電解電圧がより低下した好適なゼロギャップ式の電解槽となっている。
　本発明の電解槽（特に、その槽に用いられる導電性弾性体）のより詳細な事項、更なる具体的な態様、または使用時の態様などその他の事項は、上述の［本発明の導電性弾性体］で説明しているので、重複を避けるためにここでの説明は省略する。
　以上、本発明の実施態様について説明してきたが、本発明の適用範囲における典型例を示したに過ぎない。したがって、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更がなされ得ることは当業者に容易に理解されよう。
　例えば、上記説明において、複数の電解槽ユニットから構成される食塩電解槽として、“複極式”に言及したが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。つまり、食塩電解槽の電極層ユニットとしては、陽極部と陰極部とを対向する両側面に備えた複極式の電解槽ユニットであることに限らず、対向する両側面に陽極部のみ及び陰極部のみを備えた“単極式”の電解槽ユニットであってもよい。かかる場合、陽極部のみを備える電解槽ユニットと陰極部のみを備える電解槽ユニットとがイオン交換膜を介して交互に配置されるように組み合わされることで、電解槽が構成される。
　また、上記説明では、陽極および／または陰極が導電性多孔基材を有する態様について言及したが、そのような基材の表面に触媒層が設けられてもよい。触媒層を構成する材料は、所望の電解反応を活性化させるものであれば特に限定されない。あくまでも例示にすぎないが、食塩電解の場合、イリジウム、ルテニウムおよび／または白金等の白金族金属とバルブ金属との混合酸化物（より具体的には、イリジウム－タンタル混合酸化物、イリジウム－ルテニウム－チタン混合酸化物、またはイリジウム－ルテニウム－白金混合酸化物等）等を含んで成る触媒層が導電性多孔基板（例えばエキスパンドメタル）に設けられていてもよい。
　また、上記説明においては、複数の弾性部２０が対を成すように固定部１０の両サイドから延在する図面を主に用いたが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。図１３および図１４に示すように、本発明の導電性弾性体１００は、複数の弾性部２０が固定部１０の片側サイドのみから延在する形態を有していてもよい。つまり、図１３および図１４に示すように、固定部１０の長手方向沿いの複数の箇所から延在する複数の弾性部２０は、それぞれ互いに同じ延在向きとなっていてよい（端的にいえば、固定部から複数の弾性部が一方向にのみ延びるような形態となっていてよい）。
　さらには、上記説明においては、固定部１０から延在する全てが弾性部２０の形態となった図面を主に用いたが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。固定部１０から延在する複数の部材の１つ以上が例外的に弾性部２０の形態を有さないような導電性弾性体も考えられ得る。
　さらには、上記説明では、本発明の電解槽に設けられる導電性体は“交互の互い違いの波状湾曲の配置”を特徴とするものであったが、本発明は、必ずしもこれに限定されない。電解槽に設けられる導電性弾性体は、“交互の互い違いの波状湾曲の配置”の特徴を有するか否かに拘わらず、上述した“２種のバネ特性”を呈するものであってもよい。つまり、固定部１０から延在する複数の弾性部２０のうちの少なくとも１つが、局所的な弾性特性として供される第１弾性と、大域的な弾性特性として供される第２弾性との双方を呈する双弾性部となった導電性弾性体１００（図５および図６参照）が電解槽に対して設けられていてよい。
　なお、上述した“２種のバネ特性”を呈する導電性体については、必ずしも図５および図６に示す形態に限らず、図１５および図１６に示すような形態となっていてもよい。つまり、複数の双弾性部の波状湾曲について導電性弾性体の形態が全て整列したものであってよいし、そうでなくてもよい。より具体的には、図５および図６に示されるように、複数の双弾性部の波状湾曲によってもたされる形態が、固定部の長手方向に沿って全て整列していない形態であってよいし、あるいは、図１５および図１６に示されるように、複数の双弾性部の波状湾曲によってもたされる形態が、固定部の長手方向に沿って全て整列したものであってもよい。図１５および図１６の態様では、双弾性部２０の波状湾曲に起因する山部および谷部が、固定部１０の長手方向に沿って整列（好ましくは完全に整列）している。
　なお、“２種のバネ特性”を呈する導電性体であっても、複数の弾性部２０が固定部１０の片側サイドのみから延在する形態を有していてもよい。つまり、“２種のバネ特性”を呈する導電性体であっても、図１７Ａ・Ｂ～図１８Ａ・Ｂに示すように、固定部１０の長手方向沿いの複数の箇所から延在する複数の弾性部２０は、それぞれ互いに同じ延在向きとなっていてよい（端的にいえば、固定部から複数の弾性部が一方向にのみ延びるような形態となっていてよい）。
　上述のような本発明は、次の態様を包含していることを確認的に述べておく。
第１態様：電解槽用の導電性弾性体であって、
　固定部、および、該固定部から延在する複数の弾性部
を有して成り、
　前記複数の弾性部の各々が波状湾曲を成しており、
　前記複数の前記弾性部では、前記波状湾曲が交互に互い違いに配置されている、電解槽用の導電性弾性体。
第２態様：上記第１態様において、互いに隣接する前記弾性部について、前記波状湾曲に起因する山部は、前記固定部からの離隔距離が互いに異なるように配置されている、電解槽用の導電性弾性体。
第３態様：上記第１態様または第２態様において、前記波状湾曲に起因する山部は、前記固定部の長手方向に沿うように前記弾性部を１つずつ隔てて整列している、電解槽用の導電性弾性体。
第４態様：上記第１態様～第３態様のいずれかにおいて、互いに隣接する前記弾性部について、前記波状湾曲に起因する谷部は、前記固定部からの離隔距離が互いに異なるように配置されている、電解槽用の導電性弾性体。
第５態様：上記第１態様～第４態様のいずれかにおいて、前記波状湾曲に起因する谷部は、前記固定部の長手方向に沿うように前記弾性部を１つずつ隔てて整列している、電解槽用の導電性弾性体。
第６態様：上記第１態様～第５態様のいずれかにおいて、互いに隣接する前記弾性部では、該弾性部の一方の前記波状湾曲に起因する山部と該弾性部の他方の波状湾曲の谷部とが前記固定部の前記長手方向に沿って互いに隣り合っている、電解槽用の導電性弾性体。
第７態様：上記第１態様～第６態様のいずれかにおいて、前記複数の弾性部は、前記固定部の長手方向沿いの複数の箇所から互いに逆向きに延びるように対を成している、電解槽用の導電性弾性体。
第８態様：上記第７態様において、前記導電性弾性体の平面視において、前記波状湾曲に起因する山部または谷部の配置が前記固定部を軸中心に対称的となっている、電解槽用の導電性弾性体。
第９態様：上記第１態様～第８態様のいずれかにおいて、前記固定部には取付け開口が設けられている、電解槽用の導電性弾性体。
第１０態様：上記第１態様～第９態様のいずれかにおいて、前記電解槽が、ゼロギャップ式の食塩電解槽である、電解槽用の導電性弾性体。
第１１態様：電解槽であって、
　陽極、陰極、および該陽極と該陰極との間に配置されるイオン交換膜を有して成り、
　前記陽極および前記陰極の一方が、該陽極および該陰極の他方へと押圧されるように、上記第１態様～第１０態様のいずれかに記載の導電性弾性体が該一方の背面側に設けられている、電解槽。
第１２態様：上記第１１態様において、前記陽極および前記陰極の少なくとも一方が導電性多孔基材を有して成る、電解槽。
第１３態様：上記第１１態様または第１２態様において、前記陽極および前記陰極の前記一方が、前記他方に対して相対的に可撓性を有し、該他方が該一方に対して相対的に剛性を有する、電解槽。
第１４態様：上記第１０態様に従属する上記第１２態様または第１３態様において、ゼロギャップ式の食塩電解槽である、電解槽。
第１５態様：電解槽用の導電性弾性体であって、
　固定部、および、該固定部から延在する複数の弾性部
を有して成り、
　前記複数の弾性部のうちの少なくとも１つが、局所的な弾性特性として供される第１弾性と、大域的な弾性特性として供される第２弾性との双方を呈する双弾性部となっている、電解槽用の導電性弾性体。
第１６態様：上記第１５態様において、前記第１弾性が前記双弾性部の局所的形状に基づく一方、前記第２弾性が前記双弾性部の全体的な延在形態に基づいている、電解槽用の導電性弾性体。
第１７態様：上記第１５態様または第１６態様において、前記双弾性部は、波状湾曲を成しつつも、全体として前記固定部の主面に対して延在角度を成して設けられている、電解槽用の導電性弾性体。
第１８態様：上記第１７態様において、前記第１弾性は、前記波状湾曲に起因した弾性となっている、電解槽用の導電性弾性体。
第１９態様：上記第１７態様または第１８態様において、前記第２弾性は、前記延在角度に起因した弾性となっている、電解槽用の導電性弾性体。
第２０態様：上記第１７態様～第１９態様のいずれかにおいて、前記双弾性部と前記固定部との境界を起点にして前記延在角度を成すように該双弾性部が曲げ付けられている、電解槽用の導電性弾性体。
第２１態様：上記第１７態様～第２０態様のいずれかにおいて、前記双弾性部の前記延在角度が１°～４５°の範囲にある、電解槽用の導電性弾性体。
第２２態様：上記第１７態様～第２１態様のいずれかにおいて、前記双弾性部では、前記波状湾曲に起因する山部が少なくとも２つ設けられている、電解槽用の導電性弾性体。
第２３態様：上記第１７態様～第２２態様のいずれかにおいて、前記双弾性部では、前記波状湾曲に起因する谷部が少なくとも２つ設けられている、電解槽用の導電性弾性体。
第２４態様：上記第１５態様～第２３態様のいずれかにおいて、前記複数の弾性部の全てが波状湾曲を成している、電解槽用の導電性弾性体。
第２５態様：上記第１５態様～第２４態様のいずれかにおいて、前記複数の弾性部の全ての前記延在が、前記固定部の主面に対して延在角度を成している、電解槽用の導電性弾性体。
第２６態様：上記第１５態様～第２５態様のいずれかにおいて、前記複数の弾性部は、前記固定部の長手方向沿いの複数の箇所から互いに逆向きに延びるように対を成している、電解槽用の導電性弾性体。
第２７態様：上記第２４態様に従属する上記第２６態様において、前記導電性弾性体の平面視において、前記波状湾曲に起因する山部または谷部の配置が前記固定部を軸中心に対称的となっている、電解槽用の導電性弾性体。
第２８態様：上記第１５態様～第２７態様のいずれかにおいて、前記固定部には取付け開口が設けられている、電解槽用の導電性弾性体。
第２９態様：上記第１５態様～第２８態様のいずれかにおいて、前記電解槽が、ゼロギャップ式の食塩電解電解槽である、電解槽用の導電性弾性体。
第３０態様：電解槽であって、
　陽極、陰極、および該陽極と該陰極との間に配置されるイオン交換膜を有して成り、
　前記陽極および前記陰極の一方が、該陽極および該陰極の他方へと押圧されるように、上記第１５態様～第２９態様のいずれかの導電性弾性体が該一方の背面側に設けられている、電解槽。
第３１態様：上記第３０態様において、前記陽極および前記陰極の少なくとも一方が導電性多孔基材を有して成る、電解槽。
第３２態様：上記第３０態様または第３１態様において、前記陽極および前記陰極の前記一方が、前記他方に対して相対的に可撓性を有し、該他方が該一方に対して相対的に剛性を有する、電解槽。
第３３態様：上記第２９態様に従属する第３０態様～第３２態様のいずれかにおいて、ゼロギャップ式の食塩電解槽である、電解槽。
　本発明に関連して試験を実施した。具体的には、“交互に互い違いの波状湾曲の配置”の導電性弾性体と、そうでない導電性弾性体との電解電圧（電極間電圧に相当するセル電圧）の違いを確認すべく実証試験を行った。
　実施例１として、本発明の導電性弾性体を用いて以下の試験条件でゼロギャップ式のイオン交換膜法による食塩電解を実施した。つまり、“交互に互い違いの波状湾曲の配置”を有する導電性弾性体を用いて食塩電解を実施した。

実施例１
・導電性弾性体：図２に示される“交互の互い違いの波状湾曲の配置”の導電性弾性体
・陽極：エキスパンドメタルの剛性陽極（型式ＭＤ－５０ＮＳ）
・陰極：平織メッシュの可撓性陰極（型式ＭＤＣ－６０，３０メッシュ、開口率６７．７％）
・セル電圧：電極電圧の比較のため４ｋＡ／ｍ２、９０℃、３２％ＮａＯＨ換算電圧
・イオン交換膜：陽イオン交換膜（型式Ｆ８０８０Ａ）
比較例１
　導電性弾性体として図１９に示す導電性弾性体を用いたこと以外は、上記の実施例１と同様のゼロギャップ式のイオン交換膜法による食塩電解を実施した。つまり、比較例１としては“交互に互い違いの波状湾曲の配置”を有さない導電性弾性体を用いて食塩電解を実施した。
　結果を図２０に示す。図２０のグラフから分かるように、“交互の互い違いの波状湾曲の配置”の導電性弾性体を用いることによって、電解電圧を下げることが可能となることが分かった。つまり、本発明の導電性弾性体を用いると、より効率の良い電解運転が可能となることが分かった（図２０に示す結果は小数点以下の電圧低下であるものの、ゼロギャップ式のイオン交換膜法による食塩電解は特に大型であり、そのような電圧低下であっても、電解槽全体としては電圧降下に伴う電力消費の低減は有意になる）。
　本発明の導電性弾性体は、各種の電解槽に用いることができる。特には、導電性弾性体によって供される反力は、陽極と隔膜と陰極とを互いに密着化に寄与するので、ゼロギャップ式の電解槽に本発明の導電性弾性体をより好適に用いることができる。
関連出願の相互参照
　本出願は、日本国特許出願第２０１８－１４１７１０号（出願日：２０１８年７月２７日、発明の名称：「電解槽用の導電性弾性体および電解槽」）および日本国特許出願第２０１８－１４１７１５号（出願日：２０１８年７月２７日、発明の名称：「電解槽用の導電性弾性体および電解槽」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるものとする。
１０　　　固定部
２０　　　弾性部／双弾性部
４０　　　取付け開口
５０　　　固定具
１００　　導電性弾性体
２００　　電解槽ユニット
２００’　電解槽ユニット
２００''　電解槽ユニット
２３０　　電解槽ユニットの陽極面
２３５　　剛性陽極
２００Ａ　電解槽ユニットの対向する両側面の一方
２００Ｂ　電解槽ユニットの対向する両側面の他方
２３０’　電解槽ユニットの陽極面
２６０　　電解槽ユニットの陰極面
２６０''　電解槽ユニットの陰極面
２６５　　可撓性陰極
２６８　　陰極基部
３００　　イオン交換膜

Claims (24)

  1. 電解槽用の導電性弾性体であって、
    　固定部、および、該固定部から延在する複数の弾性部
    を有して成り、
    　前記複数の弾性部の各々が波状湾曲を成しており、
    　前記複数の弾性部では、前記波状湾曲が交互に互い違いに配置されている、電解槽用の導電性弾性体。
  2. 互いに隣接する前記弾性部について、前記波状湾曲に起因する山部は、前記固定部からの離隔距離が互いに異なるように配置されている、請求項１に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  3. 前記波状湾曲に起因する山部は、前記固定部の長手方向に沿うように前記弾性部を１つずつ隔てて整列している、請求項１または２に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  4. 互いに隣接する前記弾性部について、前記波状湾曲に起因する谷部は、前記固定部からの離隔距離が互いに異なるように配置されている、請求項１～３のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  5. 前記波状湾曲に起因する谷部は、前記固定部の長手方向に沿うように前記弾性部を１つずつ隔てて整列している、請求項１～４のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  6. 互いに隣接する前記弾性部では、該弾性部の一方の前記波状湾曲に起因する山部と該弾性部の他方の波状湾曲の谷部とが前記固定部の前記長手方向に沿って互いに隣り合っている、請求項１～５のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  7. 前記複数の弾性部のうちの少なくとも１つが、局所的な弾性特性として供される第１弾性と、大域的な弾性特性として供される第２弾性との双方を呈する双弾性部となっている、請求項１に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  8. 前記第１弾性が前記双弾性部の局所的形状に基づく一方、前記第２弾性が前記双弾性部の全体的な延在形態に基づいている、請求項７に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  9. 前記双弾性部は、全体として前記固定部の主面に対して延在角度を成して設けられている、請求項７または８に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  10. 前記双弾性部と前記固定部との境界を起点にして前記延在角度を成すように該双弾性部が曲げ付けられている、請求項９に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  11. 前記双弾性部の前記延在角度が１°～４５°の範囲にある、請求項９または１０に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  12. 前記第２弾性は、前記延在角度に起因した弾性となっている、請求項９～１１のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  13. 前記第１弾性は、前記波状湾曲に起因した弾性となっている、請求項７～１２のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  14. 前記双弾性部では、前記波状湾曲に起因する山部が少なくとも２つ設けられている、請求項７～１３のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  15. 前記双弾性部では、前記波状湾曲に起因する谷部が少なくとも２つ設けられている、請求項７～１４のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  16. 前記複数の弾性部の全ての前記延在が、前記固定部の主面に対して延在角度を成している、請求項７～１５のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  17. 前記複数の弾性部は、前記固定部の長手方向沿いの複数の箇所から互いに逆向きに延びるように対を成している、請求項１～１６のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  18. 前記導電性弾性体の平面視において、前記波状湾曲に起因する山部または谷部の配置が前記固定部を軸中心に対称的となっている、請求項１７に記載の電解槽用の導電性弾性体。
  19. 前記固定部には取付け開口が設けられている、請求項１～１８のいずれかに記載の電解槽用の導電性弾性体。
  20. 前記電解槽が、ゼロギャップ式の食塩電解槽である、請求項１～１９のいずれかに電解槽用の導電性弾性体。
  21. 電解槽であって、
    　陽極、陰極、および該陽極と該陰極との間に配置されるイオン交換膜を有して成り、
    　前記陽極および前記陰極の一方が、該陽極および該陰極の他方へと押圧されるように、請求項１～２０のいずれかに記載の導電性弾性体が該一方の背面側に設けられている、電解槽。
  22. 前記陽極および前記陰極の少なくとも一方が導電性多孔基材を有して成る、請求項２１に記載の電解槽。
  23. 前記陽極および前記陰極の前記一方が、前記他方に対して相対的に可撓性を有し、該他方が該一方に対して相対的に剛性を有する、請求項２１または２２に記載の電解槽。
  24. ゼロギャップ式の食塩電解槽である、請求項２０に従属する請求項２１～２３のいずれかに記載の電解槽。
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