JPS63511B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な電解槽に関し、詳しくは特にア
ルカリ金属塩化物水溶液を低い電解電圧で電流効
率よく電解するに適したイオン交換膜を隔膜とす
る複極型電解槽である。 所謂イオン交換膜法によるアルカリ金属塩電解
は、カ性ソーダ、塩素、水素を製造する食塩電解
において、その技術はほぼ確立されている。しか
し、今日エネルギー価値の高騰とともに各分野で
省エネルギーが計られているが、元来、省エネル
ギープロセスであるイオン交換膜法による食塩電
解技術においても、更に一層の省エネルギーが進
められている。 本発明者らは、かかるアルカリ金属塩水溶液の
電解について省エネルギーの観点から電力原単位
を低減すべく再検討を加えた結果、取得アルカリ
金属水酸化物の濃度を上げること、アルカリ金属
水酸化物取得の電流効率を高めること、および電
解電圧を下げることの三点のうち、大きな検討改
良の余地があるのは電解電圧を下げることにあ
り、電解電圧に対して大きな影響をしているのは
理論分解電圧、電極過電圧は別として、膜の電気
抵抗、溶液抵抗、気泡抵抗による電圧降下のみで
なく、意外と電極界面における濃度分極による濃
淡電位、膜界面の濃度分極に基づく濃淡電位及び
膜電位が極めて大きな比率を占めることを知り、
これを減らすための研究を鋭意行なつた。その結
果、極液を循環する複極型電解槽にあつては各ユ
ニツトセルを隔離している隔壁と電極の間隔を広
くすれば電圧が下り、狭くすれば電圧は上昇して
いくが、意外にも隔壁と電極を密着し極液を流す
と電圧は急減し、且つこれは電極と膜を密着して
いる場合において極液の流速を早くすることによ
つて著しく達成されることを見出した。 本発明はかかる知見に基づき、これに好適な複
極型電解槽を完成するに至つたものである。即
ち、本発明によれば、多孔性陽極を内蔵するガス
ケツト構成材料からなる枠体、含ふつ素系陽イオ
ン交換膜、多孔性陰極を内蔵するガスケツト構成
材料からなる枠体および導電性隔壁を順次に積層
して構成した単位を繰り返してなる複極型電解槽
が提供される。 尚、本発明におけるガスケツト構成材料からな
る枠体はフイルタープレス枠の間に挿入されるパ
ツキングを連想する如く、その平面の面積に比べ
て厚さが極めて薄いものであるから、本明細書に
おいては以後単に“ガスケツト”と称する。 本発明に用いる電極は液体、気体を透過する形
状の多孔体；例えばラス材、スパゲツテイの網、
エキスパンドメツシユ、金属クロス体、海綿状な
どの多孔体で出来るだけ表面積が大きく、溶液の
流線を乱し、かつ該電極で発生したガスが速やか
に離脱するに適した形状および表面物性を有する
ことが好ましい。陽極の材質としては、例えば炭
素、フエライト、白金等の貴金属、チタンの上に
ルテニウム、イリジウム、白金パラジウム、オス
ミウム、ロジウム及びそれらの酸化物等をコーテ
イングしたものなど従来公知のものが何ら制限な
く用いられる。また陰極としては軟鉄、ニツケル
などのほかにラネーニツケルなどで陰極過電圧を
低減させた活性化陰極を用いることが出来る。陽
極および陰極の厚みは特に限定的でないが、一般
に20mm以下で経済的には薄いほど望ましく、１mm
以下でよいが一般に0.05〜10mmである。 本発明の電解槽においては、上記した多孔性電
極を内蔵したガスケツトを用いることが最大の特
徴であり、該多孔性電極と陽イオン交換膜および
隔壁との積層が極めて容易にでき、かつ良好に密
着できる。ガスケツトの形状は第１図のようにシ
ートフロー型の長方形の額縁状が一般的である
が、また第２図のようにトータスフロー型の種々
の態様も採用される。 ガスケツトを形成する材質としては、チタン、
チタン−鉄のクラツド板、軟鉄などの平板が用い
られるが、そのほかに耐食性のある高分子化合
物、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリテ
トラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレ
ンの共重合物、テトラフルオロエチレンとパーフ
ルオロアルキルビニルエーテルの共重合物、ポリ
ふつ化ビニル、エチレンとテトラフルオロエチレ
ンの共重合体、ピロピレンとテトラフルオロエチ
レンの共重合体、ポリ三弗化−塩化エチレン、ポ
リ三弗化エチレン、ポリふつ化ビニリデン等の含
弗素高分子化合物が好適に用いられる。或いはポ
リクロロプレン、ポリイソプレン、ポリブタジエ
ン等々のゴム類、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレンと酢酸ビニルの共重合体、ポリ塩化
ビニル等の高分子表面が極液によつて侵食不活性
化し耐薬品性が賦与される場合はそのまま用いて
もよい。或いはこれらの炭化水素系高分子で出来
たガスケツトの表面を含ふつ素系ポリマーによつ
てコーテイングして用いてもよいし、含ふつ素系
ポリマーとブレンドして耐食性を向上して用いて
もよい。ガスケツトの厚みは一般に0.05〜20mmが
好ましく、特に0.05〜10mmと電極の最も厚い部分
と同一あるいは後記するように若干薄いことが望
ましい。また多孔性電極とガスケツトは一体化さ
れて内蔵されていることが望ましく、耐食性のあ
る接着剤により接着されたりガスケツトに高分子
化合物を用いるときには融着、ガスケツトが金属
である場合は熔接等によつて一体化される。 本発明の含ふつ素系陽イオン交換膜としては、
特にパーフルオロカーボン系陽イオン交換膜が好
ましく、従来公知のものが用いられる。具体的に
はパーフルオロ（３・６−ジオキサ−４−メチル
−７−オクテンスルホニルフルオライド）とテト
ラフルオロエチレンの共重合物を膜状に成型加水
分解したもの、この高分子の交換容量の違う膜状
物を接着、融着したもの、ブレンドしたもの、あ
るいは膜の一方の面に解離しうる水素原子を有す
るスルホン酸アミド基、カルボン酸基、リン酸
基、フエノール性水酸基、パーフルオロの第三級
のアルコール基などの弱酸性の陽イオン交換基の
薄層を有する謂ゆる多層膜が好適に用いられる。
またパーフルオロスルホン酸基の一部を膜の片面
のみ一部分解除去したもの、化学反応によつて一
部不活性化したものなども好適に用いられる。勿
論、膜全体の陽イオン交換基がパーフルオロカル
ボン酸基である公知の陽イオン交換膜は全て有効
である。また膜の陽極側の膜面及び膜の大部分は
交換容量が大きく、陰極側に面した一部のみが交
換容量の低いカルボン酸基の膜、スルホン酸基の
膜も有効である。しかし、特に有効な陽イオン交
換膜は、膜の厚みの大部分がパーフルオロスルホ
ン酸基を有し、交換容量は0.6〜2.0ミリ当量／グ
ラム−乾燥膜（Ｈ型）であり、陰極に面する側の
み少なくとも200Åの厚みでカルボン酸基が0.6〜
2.0ミリ当量／グラム−乾燥膜（Ｈ型）存在する
二層膜である。交換容量を高く保ち且つ機機械的
強度を保つため一部架橋構造が形成されている膜
が望ましい。また膜には不活性な布、網、編物等
の補強材が存在していてもよいが、陽極を内蔵す
るガスケツト、陰極を内蔵するガスケツトによつ
て膜の両面から密着されるため、必ずしも補強材
は必要でない。補強材を用いるときはポリテトラ
フルオロエチレン、FEP・PFA、テトラフルオ
ロエチレンとヘキサフルオロプロピレンの共重合
体等が耐薬品性、耐熱性の観点から好適に用いら
れるが最も望ましいのは補強材の存在しない厚み
が0.03〜2.0mmの陽イオン交換膜である。陽イオ
ン交換膜を電解槽内に組み込む場合には、膜構造
が均一なものは別として、膜断面に関してイオン
交換基の種類、分布が異方性である膜は、該膜の
交換容量を含水量で除した謂ゆる固定イオン濃度
の高い面を陰極を内蔵するガスケツトに向けてお
くことが望ましい。例えばカルボン酸層とスルホ
ン酸層からなる二層膜では、カルボン酸基を有す
る層を陰極側に向けて組み込むことが必要であ
る。また、導電性隔壁としては電極液に対して耐
食性のあるものなら何ら制限はない。従来の複極
型電解槽の隔壁として用いられているものが適宜
用いられる。例えば、チタンと銅と軟鉄からなる
三層クラツド板などが推奨される。他の耐食性の
ある材質も何ら制限なく用いられる。 本発明においては上記した多孔性陽極を内蔵し
たガスケツト、含ふつ素系陽イオン交換膜、多孔
性陰極を内蔵したガスケツトおよび隔壁を順次に
積層することによつて陽極室および陰極室が区画
され、一単位電解槽が構成される。これを第３図
によつて説明すると多孔性陽極２−１を内蔵した
ガスケツト１−１、含ふつ素系陽イオン交換膜
５、多孔性陰極２−２を内蔵したガスケツト１−
２、および導電性隔壁６を積層押圧することによ
つて、陽極室７及び陰極室８を形成するととも
に、該押圧力により多孔性陰極／導電性隔壁／多
孔性陽極の夫々を接触させ電気的接続を保持する
ことによつて複極を形成するものである。このよ
うな単位電解槽を繰り返し多数積層することによ
つて、複極型電解槽が形成される。かかる本発明
の複極型電解槽は３対以上を積層して用いること
が出来、工業的規模に於いては50単位、100単位、
場合によつては500対でも積層して使用すること
が出来る。本発明の電解槽は複極型電解槽である
ため、両端には給電用のエンドプレートを必要と
し、油圧プレス等によつて圧着、一体化して両側
から給電して用いられるが、取扱い便宜上、漏洩
電流による電力の損失、腐食の防止のため５単
位、10単位等を一つのユニツトとしてボルト等に
よつて締めつけて給液を個別に行い、次いで多数
積層することが出来る。本発明の電解槽は従来の
電解槽に比較してガスケツトの厚みによつて極室
厚みが規制され、従つて極室厚みは薄く、従来の
電解槽に比較して同じ生産量の電解槽でも小型と
なり、設置床面積も狭くなる。同時にチタン等の
高価な材料を使用することが少なく安価な電解槽
となる。 本発明の電解槽においては多孔質陽極、含ふつ
素系陽イオン交換膜、多孔質陰極および隔壁を、
それぞれ均一に密着するように積層することが好
ましい。そのために用いられる電極及び隔壁があ
る程度の可撓性を有しているか、或いは極めて均
一な平面性を有していることが必要である。更に
密着させるためには、前記したように陽極を内蔵
するガスケツト、陰極を内蔵するガスケツト等
が、用いられる陽極及び陰極の厚みに対して若干
薄いことが望ましい。電極の厚みとしてはエキス
パンドメツシユのような場合にはその最大厚み部
分を云い、金属クロス、金網のような場合は交点
の厚みを指す。これら電極の厚みに比してガスケ
ツトの厚みは同一か20％薄いこと、望ましくは10
％、更に望ましくは５％薄いことが必要である。
電極の方がガスケツトに比較してあまりに薄い
と、有機高分子化合物であるイオン交換膜を金属
である電極が圧迫し本来電子電導的には不導体で
あるイオン交換膜を機械的に破損することになり
好ましくない。また逆にガスケツトに比較して電
極の厚みが薄いと極液は早い流速で流しても流線
の乱れを生じないで、電極−液、膜−液界面の境
膜層の破壊をすることが出来ない。また、多孔性
陽極、隔壁および多孔性陰極の間は密着接触して
導体電気抵抗を減少させることが必要であり、そ
のために三者が単に機械的にプレス圧着されてい
るよりは陽極を内蔵するガスケツト、隔壁、陰極
を内蔵するガスケツトが熔接などにより一体化
し、隔壁上に多孔性陽極が熔接され、その裏面に
多孔性陰極がそのまま熔接されているような態様
が推奨される。 本発明の電解槽においては、陽極室および陰極
室にそれぞれ所定の溶液を供給、排出するための
連通口および連通溝を設ける。即ち、各溶液の流
入口および流出口はそれぞれ連通し、それらは陽
極室および陰極室の溶液流入通路および溶液流出
通路としての連通溝にそれぞれ接続される。した
がつて、本発明の多孔性陽極または多孔性陰極を
内蔵したガスケツトは、第１図および第２図に例
示するように、ガスケツト１の内周部に多孔性陽
極２または多孔性陰極２を内蔵したもので、該ガ
スケツト１には溶液を供給、排出するために１ケ
以上の連通口３および連通溝４を有している。連
通溝には一般に該連通溝への陽イオン交換膜の落
ち込みを防止するために分散板を必要とするが、
連通溝の構造および分散板は材質上の考慮が払わ
れれば、従来の電気透析において用いられてきた
構造のものが何ら制限なく用いられる。分散板の
材質としては陽極或は陰極に用いられる材質と同
一の金属、例えばチタン、ニオブ、軟鉄などの耐
食性のある金属の網、斜交網、空起を有するも
の、スポンジ体などが用いられるが、耐食性のあ
る含ふつ素高分子が望ましい。イオン交換膜の連
通溝への落ち込みを防ぐため、分散板は耐食性と
同時に長期間使用時に変形を生じないものが望ま
しい。また連通口によつて極液を供給するため、
各極室に均一に液が供給される必要がある。即
ち、等流量分配を行うために、この部分に於ける
圧損がある程度存在することが望ましく、電極に
比べて密な網・多孔体を用いる必要がある。また
連通溝の長さ、形状等を充分に検討し、電流効率
が２％以上低減のないような該連通溝の形状、陽
極、膜、陰極、隔壁からなる単位対数、長さおよ
び給液口の大きさを選定する必要がある。 本発明の電解槽は、極めてコンパクトかつ安価
にできるというのみでなく、エネルギー消費量の
点から極めて優れたものである。従来のイオン交
換膜電解槽においては陽極、陽イオン交換膜およ
び陰極が組み合わされ、該陽イオン交換膜は陽極
または陰極を支持体として直接接触させるか、ふ
つ素系高分子の網状物を介して、陽極または陰極
に接触されているが、電解電圧に占める該陽イオ
ン交換膜の電気抵抗による電圧降下は大きい。そ
のために、出来るだけ電気抵抗の低い膜を用いる
必要があり、イオン交換膜の厚みを薄くするこ
と、交換容量を大きくすること、およびイオン交
換膜の強度保持のために用いられている不活性材
料、例えば布、網、多孔体等の補強材は除くか出
来るだけ少なくした方が好ましい。しかしなが
ら、かかる陽イオン交換膜は必然的に機械的強度
が弱くなる。これに対して、本発明の電解槽では
陽イオン交換膜を多孔性電極によつて両面から支
持することによつて、従来は工業的に使用不可能
であつた膜を使用可能とし、同時にこの点からも
著しいエネルギー消費量の低減を計ることが出来
るのである。 また、従来の複極型電解槽においては、電極か
らの気泡の離脱を容易にするために、各々のセル
を分離する隔壁と電極の間隔を広くとり、電極表
面、特に膜に接触する部分で発生したガスが電極
背面に離脱し発生したガスによる電圧降下を極力
抑えるように努めている。即ち、電極背面の空隔
は３〜10cmと広くとり電極と膜面で気泡を含んだ
液の下降流があり電極背面で、電極を離脱した気
泡は電解液の上昇に併われて上昇し、電極上部で
気液分離されるか、或いは気液混合として電極室
外へ排出され気液分離器で気−液分離されてい
た。したがつて、従来の電解槽上部にはガスを多
く含んだ気−液の混合層が存在したが、本発明の
電解槽においてはそれが少なくなり万一イオン交
換膜に損傷があつても、両極ガスの混合・爆発と
いう危険が避けられる。 さらに、本発明の電解槽を運転する場合、陽極
液および陰極液を一方または両方ともに流し、循
環することによつて電極−液界面および膜−液界
面に生じる拡散境膜層の消去、また電極で発生し
たガスを電解槽外へ除去することが極めて容易に
出来る。即ち、従来の電解反応とりわけ、アルカ
リ金属塩電解において、単に電極で発生するガス
のみによつて電極界面、膜界面の境界破壊を行つ
ていたのに対して、本発明の電解槽においては強
制的な液循環によつて、これを破壊することが出
来る。同時に粘稠な溶液中の発生ガスの自然な上
昇のみによつて溶液中からのガスの除去を行つて
いた従来法に対して、本発明の電解槽では強制的
に液を流すことで（ガスを含まない溶液によつて
ガスを含んだ溶液を置換することで）気泡による
電圧降下を低減させているのである。かくして、
本発明の電解槽における電解電圧の低下は極めて
顕著であり、従来の電解槽（特に従来のアルカリ
金属塩電解槽）における電解電圧に比較すると驚
異的な電解電圧の低下をもたらしている。かかる
場合、本発明の複極型電解槽においては、陽極液
および陰極液を１cm／sec以上の流速で流すこと
が極めて重要である。即ち、この極液を１cm／
sec以上の流速で流すことによつて、膜−液、電
極−液界面に生じる拡散境膜が消去され、電極で
発生したガスは新しくガスを含まない液によつて
置換されていくために気泡に基づく電圧降下は低
減される。しかし、電解槽に於いてガスが発生す
ることは間違いなく、電解槽下部に比較して電解
槽上部に於いては、液中に於けるガス含有率は増
える。また使用される電解槽の形状、大きさによ
つても気泡の電極からの脱離は異なり、流速とし
ては１cm／sec、好ましくは２cm／sec以上、更に
好ましくは10cm／sec以上流すことが望ましい。
実際上電解槽内の極液中に於けるガス含有率は50
％未満、望ましくは70％未満であることが望まし
い。このような流速で極液を循環することが望ま
しい。極液を早く循環すればガス含有率は低下し
その効果は顕著であるが、あまりに早いと極液循
還のためのポンプ動力は大きくなり、経済的でな
い。またあまりに流速が遅いと極液を流す効果が
ない。電解槽の大きさ、形状、電極形状等によつ
て異なるが、一般に１cm／sec以上の流速のとき
効果的である。望ましくは２〜100cm／secの流速
である。この場合、陽極液および陰極液の流速は
同一である必要はなく、取得するアルカリ金属塩
水酸化物の濃度、陽極液の濃度等によつて、ある
場合には陽極液を早く流し、陰極液を遅くした
り、また逆の場合が行われる。 また本発明の電解槽は塩水の分解率を高めるこ
と、及び循環量を減らしてポンプ動力を低減する
ため、一般に縦方向に長いことが望ましく巾方向
に比べて流れ方向は1.1〜10倍であることが好ま
しいが、工業的装置としての取扱い上から適宜選
択される。また本発明の電解槽は極液を循環する
ため、従来の電解槽のように垂直方向にして用い
る必要性はなく、水平にして用いても何ら問題は
ない。 本発明の電解槽を運転する場合の電流密度は電
解槽の使用目的によつて異なり経済的観点から決
められるが、アルカリ金属塩電解の場合、陽極及
び陰極の間の電気抵抗が極めて低いことから５〜
200A／ｄm²の電流密度で使用されるが、特に高
電流密度20〜70A／ｄm²で操業されることが望ま
しい。 電気分解は上記アルカリ金属塩水溶液を陽極室
に供給し、分解率10〜90％で電解を行うが、あま
りに分解離を高めると溶液の電気抵抗の増大を招
き、陰極室で生成するアルカリ金属水酸化物取得
の電流効率の低下を来たす。従つて、このような
現象が顕著に現われない程度の分解率にする必要
があり、またあまりに分解率が低いと溶液循環の
ポンプ動中の増大を生じる。得られるアルカリ金
属水酸化物の濃度は10〜60％まで変化させうる
が、電流効率、高濃度アルカリ金属水酸化物取得
による膜抵抗の増大を考慮して20〜45％までが望
ましい。また電解温度は30℃以上130℃までで適
宜最も経済的な温度を選択すればよい。また極液
の沸点以上で電解したいときは加圧すればよい。 本発明の電解槽はアルカリ金属塩の電解のみな
らず、ガスケツトの材料、電極の材質を適宜選択
すれば、有機電解、他の無機物の電解のいずれに
も適用できる。 実施例 １ パーフルオロ（３・６−ジオキサ−４−メチル
−７−オクテンスルホニルフルオライド）と四弗
化エチレンの共重合膜状物で、加水分解したとき
の交換容量が0.91ミリ当量／グラム乾燥膜（Ｈ
型）の0.15mmの厚みのシートにポリ四弗化エチレ
ンの平織布を加熱圧入して得た高分子膜状物を、
常法により水、ジメチルスルホキシドおよび水酸
化カリウム中に浸漬し、加水分解してスルホン酸
カリウム塩型の陽イオン交換膜とした。これを特
開昭53−132069に示されている方法によつてイオ
ン交換膜の片面のスルホン酸基の一部をカルボン
酸基に変換しパーフルオロカーボン系陽イオン交
換膜として用いた。 巾15cm、長さ30cm、厚み15mmのテフロン板の上
に、厚さ２mmの同じ大きさのチタンの平板を重
ね、この平板を隔壁とした。次いで、この上に３
ケのそれぞれ連通口および連通溝を上下に有する
1.5mmの厚みのテフロン製のガスケツトを載せ、
ガスケツトの枠内には30メツシユ最大交点厚み
1.6mmのチタンの金網にルテニウムオキサイド、
チタンオキサイドをコーテイングした陽極を配し
た。次いで、この上に前記したカルボン酸基を有
するパーフルオロカーボン系陽イオン交換膜を陽
極面にスルホン酸基が向くようにして重ねた。更
に、この上に0.75mmの厚みのテフロン製で陽極用
のガスケツトとは異なる上下の位置に２ケの連通
口と連通溝を有するガスケツトを重ね、そのガス
ケツトの枠内には30メツシユの金網（交点厚みが
0.75mm）の表面がロダンニツケルメツキによつて
活性化され、陰極過電圧が100ｍＶである陰極を
配した。更に、この上に隔壁として軟鉄と銅及び
チタンの三層クラツド板を重ね一つのセルを形成
し、この単位を10対重ねて、端には２mmの厚みの
軟鉄の板を隔壁として、この上に更に厚さ15mmの
テフロン製の板を置き、両側からプレス機によつ
て締めつけた。隔壁、陽極、膜、陰極および隔離
はガスケツト厚みと各々の電極の厚みの制禦によ
つて相互に密着していた。 他方、従来の複極型電解槽として、陽極にチタ
ンのラス材にルテニウムオキサイドとチタンオキ
サイドをコーテイングしたものを用い、陰極とし
て軟鉄のラス材を前記したと同様の方法によつて
活性化した陰極過電圧が100ｍＶのものを用いた。
隔壁として同様のクラツド板を用い上述のカルボ
ン酸基を有するパーフルオロカーボン系陽イオン
交換膜をスルホン酸基の存在する面を陽極に向け
て、陽極に密着させた。陽極室の厚みは30mmとし
て、発生したガスは電極背面に抜け上昇するよう
に配慮された。陰極は膜面から３mm離し、同じく
陰極室厚みは30mmとして、発生したガスは電極背
面に抜けるように配慮された。この電極単位を10
対重ね複極型締付型電解槽とした。 この二つの電解槽を用いて飽和食塩水を電流密
度30A／ｄm²で電解した。陽極液および陰極液の
流速を変化させて電解を行なつた結果を第１表に
示す。なお、ここで用いた電解槽の有効通電部は
巾が10cmで流れ方向が20cmであつた。 尚、通電中に電流及び液の循環を止め、電解槽
に於ける気泡を放散させたあと、液面を観察し
て、気泡含有率を測定したところ流速10cm／sec
のとき10％であつた。また流速１cm／secのとき
は50％であつた。

【表】 実施例 ２ 巾が20cm、長さ方向が120cmの通電面積を有し、
上下に極液供給のための連通口および連通溝を有
するガスケツトを陽極及び陰極を内蔵するために
用いた。陽極のためのガスケツトは0.5mmのチタ
ンの板を用いて作り、両面に絶縁とシール性向上
のために0.25mmのプロピレンとテトラフルオロエ
チレンの共重合体からなるゴムシートを貼り合わ
せ上下に３ケの連通口および連通溝を設けた。隔
壁としては軟鉄の上に銅を介してチタンの薄膜を
爆着したクラツド板を用い、チタンの面上に陽極
基材として1.1mmの厚みのチタンのエキスパンド
メツシユを熔接し、また裏面の軟鉄の面上に陰極
基材として軟鉄の1.1mmの厚みのニツケルの金網
を熔接した。チタンのエキスパンドメツシユ及び
ニツケルの金網をそれぞれルテニウムオキサイ
ド、チタンオキサイド、及びロダンニツケルメツ
キによつて活性化処理して過電圧を低減した。陽
極過電圧は30A／ｄm²の電流密度で50ｍＶ、陰極
過電圧は60mVであつた。また陰極用ガスケツト
は0.5mmの厚みの軟鉄の板を用いて、シール性向
上と絶縁のために0.25mmの陽極室のガスケツトと
同一材質のシートを両面に貼り合わせ陽極室のた
めのガスケツトと同一形状で陽極のためのガスケ
ツトとは異なる上下の位置に２ケの連通口および
連通溝を有するものを用いた。 パーフルオロカーボン系陽イオン交換膜として
は、パーフルオロ（３・６−ジオキサ−４−メチ
ル−７−オクテンスルホニルフルオライド）と四
弗化エチレンの共重合体を加水分解して、スルホ
ン酸ソーダとしたときのイオン交換容量が0.91ミ
リ当量／グラム乾燥膜（Ｈ型）である0.1mmのシ
ートの片面のみスルホニルクロライド化及び酸化
処理によるカルボン酸化反応をやつた膜を用い
た。スルホン酸基とカルボン酸基の比は９：１
で、カルボン酸基は一方の膜面のみにかたよつて
存在していた。 チタン、銅、軟鉄の三層クラツド板からなるエ
ンドプレート（陽極側）の上に陽極を内蔵するガ
スケツトをエンドプレートに密着して積層し、こ
の上に上記カルボン酸基を含有する陽イオン交換
膜のスルホン酸基を有する面を陽極に向けて載
せ、次いで陰極を内蔵するためのガスケツト、陰
極、隔壁、陽極を一体化したものを載せ、次いで
陽極を内蔵するためのガスケツトを載せた。再び
この上に陽イオン交換膜を載せるといつたくり返
しを行い、10対を積層したあと、エンドプレート
（陰極側）として軟鉄の板を載せプレスして複極
式電解槽とした。 エンドプレートにそれぞれ整流器からプラス及
びマイナスをつなぎ、40A／ｄm²の電流密度で飽
和食塩水を電気分解した。連通孔を通して各々の
陽極室に供給した塩水は３規定食塩水で各種の流
速で流した。陰極液は9.0N−NaOHで同様に流
速を変化させた。電解温度は85℃であつた。それ
らの結果を第２表に示す。 尚、比較のために同じ大きさの電解槽であるか
従来と同じ複極式電解槽で、陽極に膜を支持し、
膜と陰極の間隔を４mmとして、各々の陽極及び陰
極の背面に４cmの気泡抜けの空隔を設けた複極式
電解槽を用いた。膜の種類、配置、電解条件は本
発明の電解槽を用いた場合と同様であり、陽極液
および陰極液は各種流速で流して電解した。それ
らの結果を第３表に示す。 尚、実施例１と同様にして電槽内の電解中の気
泡含有率を測定したところ、流速１cm／secのと
き70％であり、流速６cm／secのとき40％であつ
た。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本願発明で使用する代表
的なガスケツトを示す。第３図は本発明の単位電
解槽を説明するための側面分解図である。 図中、１はガスケツト、２は考孔性陽極または
考孔性陰極、３は連通口、４は連通溝をそれぞれ
示す。また１−１は陽極ガスケツト、１−２は陰
極ガスケツト、２−１は多孔性陽極、２−２は多
孔性陰極、５は陽イオン交換膜、６は導電性隔
壁、７は陽極室、８は陰極室をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔性陽極を内蔵するガスケツト構成材料か
   らなる枠体、含ふつ素系陽イオン交換膜、多孔性
   陰極を内蔵するガスケツト構成材料からなる枠体
   および導電性隔壁を順次に積層して構成した単位
   を繰り返してなる複極型電解槽。 ２ 多孔性陽極、含ふつ素系陽イオン交換膜、多
   孔性陰極および隔壁を密着積層した特許請求の範
   囲第１項記載の複極型電解槽。 ３ 多孔性陽極および（または）多孔性陰極とガ
   スケツト構成材料からなる枠体の厚みが同一、ま
   たはガスケツト構成材料からなる枠体を20％未満
   薄くする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の複極型電解槽。 ４ 陽極室液および（または）陰極室液を１cm／
   sec以上の流速で流して電解する特許請求の範囲
   第１項記載の複極型電解槽。 ５ アルカリ金属塩水溶液の電解に用いる特許請
   求の範囲第１項記載の複極型電解槽。