(57)【要約】【課題】電解セルの内部で損傷を低減できる電極構造体、それを用いた電解セル及び電解槽を提供する。【解決手段】  電極と、  前記電極と対向する第１面及び当該第１面とは逆側の第２面を有する集電板と、  前記電極と前記集電板の前記第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、  を備え、  前記電極の周縁部の少なくとも一部及び前記弾性体の周縁部の少なくとも一部が、前記集電板の縁部を跨いで前記第２面上に位置するように伸びる、電極構造体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、
前記電極と対向する第１面及び当該第１面とは逆側の第２面を有する集電板と、
前記電極と前記集電板の前記第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、
を備え、
前記電極の周縁部の少なくとも一部及び前記弾性体の周縁部の少なくとも一部が、前記集電板の縁部を跨いで前記第２面上に位置するように伸びる、電極構造体。
【請求項２】
前記電極の全周縁部及び前記弾性体の全周縁部が、前記集電板の縁部を跨いで前記第２面上に位置するように伸びる、請求項１に記載の電極構造体。
【請求項３】
前記電極及び前記弾性体の、前記集電板の前記第２面上に位置する部分の長さが、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の電極構造体。
【請求項４】
陰極室と、
前記陰極室に対向する隔壁と、
前記隔壁に対向し、陰極室とは逆側に位置する陽極室と、
を備え、
前記陰極室及び前記陽極室の少なくとも一方が、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電極構造体を含む、電解セル。
【請求項５】
請求項４に記載の電解セルと、
前記電解セルに対向するイオン交換膜と、
を備える、電解槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極構造体、電解セル及び電解槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ金属塩電気分解とは、食塩水等のアルカリ金属塩化物水溶液を電気分解（以下、単に「電解」ともいう。）して、高濃度のアルカリ金属水酸化物、水素、塩素などを製造する方法である。その方法としては、水銀法や、隔膜法による電解が挙げられるが、近年では、電力効率の良いイオン交換膜法が主に用いられている。
【０００３】
イオン交換膜法では、陽極及び陰極（以下、これらを総称して「電極」ともいう。）を備える電解セルを、イオン交換膜を介して多数並べた電解槽を用いて電解を行う。電解セルは、陰極を取り付けた陰極室と、陽極を取り付けた陽極室が、隔壁（背面板）を介して、背中合わせに配置された構造を有している。電解セルでは、陽極室にアルカリ金属塩化物水溶液を供給し、陰極室にアルカリ金属水酸化物を供給して、電解することで、陽極室では塩素ガスを生成し、陰極室ではアルカリ金属水酸化物や水素ガスを生成する。
【０００４】
また、近年では、電力原単位をさらに向上させるため、イオン交換膜と陰極を接触させて電解を行うゼロギャップ電解が主流となってきている。例えば、特許文献１には、ゼロギャップ電解セルの構造が開示されている。通常、ゼロギャップ電解セルの陽極室内には、リブ、陽極が配置され、陰極室内には、リブ、集電板（導電性プレート）、弾性体（マットレス）、陰極が配置されている。陰極室内では、集電板、弾性体、陰極の順でこれらが配置されており、クッション性を有するマットレスにより陰極を押圧することで、電解時に、陰極をイオン交換膜に接触させることができる。以下、集電板、弾性体及び電極を含む構造体を、単に「電極構造体」ともいう。
【０００５】
特許文献２には、従来公知な陰極を固定する方法として、テフロン（登録商標）ピンを使用する方法や、溶接する方法が開示されている。溶接する方法としては、ニッケル製のテープを使い、陰極の周縁部を陰極室枠体のシール面上にスポット溶接して固定する方法がある。具体的には、陰極を陰極室枠体のシール面上にのせ、さらに、その上にニッケル製のテープをのせて、スポット溶接することで、陰極を固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４５３９７３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１１９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜２に記載の技術によれば、ニッケル製のテープを使用し、シール面上でスポット溶接により陰極を固定する方法において、陰極室枠体のシール面の腐食、陰極更新時のシール面の減肉、作業効率が悪いなどといった問題が生ずる。
【０００８】
また、電解セルでは、内容物が漏れないようにするため、電解セルの外周部にあたるシール面にガスケットが貼られる。この場合、図６に示すように、電解セル１００のシール面１０２上に陰極１０４やニッケル製のテープ１０６が貼付されて固定されているため、凹凸が存在し、この部分に電解液が溜まりやすく、条件によってはシール面１０２が腐食（隙間腐食）されることがある。また、電解を行うにつれてガスケットが劣化した場合、ガスケットによるシール性を確保するためにガスケット交換が行われる。図６に示す電解セルにおいては、ガスケット交換時、ガスケット１０８と共にニッケル製のテープ１０６が剥がれ、陰極１０４を引き裂くことがある。このように、電解セルの内部で損傷に繋がる。
【０００９】
さらに、電解を行うにつれて電極が劣化した場合、電解性能の低下を解消するために電極の交換が行われる。ここで、陰極１０４を交換する際には、古い陰極１０４を剥がし、陰極室１１０の枠体１０１のシール面１０２を洗浄し、新しい陰極をニッケル製のテープ１０６を用いてシール面１０２上にスポット溶接で固定する。溶接により固定するには、シール面１０２表層の酸化物を除去する必要がある。酸化物の除去には、シール面１０２の表層を削る必要があり、シール面１０２の板材が減肉する。このような操作が繰り返されると、減肉によるシール性の低下が顕在化するおそれがある。このように、従来の方法では、陰極の交換には多くの手間と時間がかかるといった問題がある。
【００１０】
ここで、当該課題を考慮し、陰極の周縁部の少なくとも一部が、集電板の縁部を跨いで該集電板の陰極とは逆側に折りこまれた構造とすることも考えられる。しかしながら、単に陰極の周縁部を集電板の逆側に折りこむのみでは、マットレスの溶接及び交換に伴い当該マットレスの線切れが生じやすく、結果としてイオン交換膜の損傷等、電解セルの内部で損傷が生ずることがある。
【００１１】
以上のとおり、従来技術には、電極等の部材交換に伴う電解セルの内部で損傷を防止する観点及びシール面での隙間腐食防止の観点から、未だ改善の余地がある。本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、電解セル内部における腐食や損傷を低減できる電極構造体、それを用いた電解セル及び電解槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、電極及び弾性体の縁部を所定の形状とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
［１］
電極と、
前記電極と対向する第１面及び当該第１面とは逆側の第２面を有する集電板と、
前記電極と前記集電板の前記第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、
を備え、
前記電極の周縁部の少なくとも一部及び前記弾性体の周縁部の少なくとも一部が、前記集電板の縁部を跨いで前記第２面上に位置するように伸びる、電極構造体。
［２］
前記電極の全周縁部及び前記弾性体の全周縁部が、前記集電板の縁部を跨いで前記第２面上に位置するように伸びる、［１］に記載の電極構造体。
［３］
前記電極及び前記弾性体の、前記集電板の前記第２面上に位置する部分の長さが、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、［１］又は［２］に記載の電極構造体。
［４］
陰極室と、
前記陰極室に対向する隔壁と、
前記隔壁に対向し、陰極室とは逆側に位置する陽極室と、
を備え、
前記陰極室及び前記陽極室の少なくとも一方が、［１］〜［３］のいずれかに記載の電極構造体を含む、電解セル。
［５］
［４］に記載の電解セルと、
前記電解セルに対向するイオン交換膜と、
を備える、電解槽。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電解セル内部における腐食や損傷を低減できる電極構造体、それを用いた電解セル及び電解槽を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電解槽を模式的に例示する正面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る電解セルを例示する正面図である。
【図３】図３は、図２に示す電解セルの断面構成を示す図である。
【図４】図４は、図３に示す電解セルの一部を拡大して示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の実施形態に係る電解セルの断面構成を例示する図である。
【図６】図６は、従来の電解セルの断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について、詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面中上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとし、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。ただし、当該図面は本実施形態の一例を示すものに過ぎず、本実施形態はこれらに限定して解釈されるものではない。
【００１７】
本実施形態の電極構造体は、電極と、前記電極と対向する第１面及び当該第１面とは逆側の第２面を有する集電板と、前記電極と前記集電板の前記第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、を備え、前記電極の周縁部の少なくとも一部及び前記弾性体の周縁部の少なくとも一部が、前記集電板の縁部を跨いで前記第２面上に位置するように伸びる。このように、本実施形態の電極構造体においては、弾性体と電極の双方が集電板の第２面側に折りこまれた構造を有しているため、弾性体及び電極を溶接することなくこれらを集電板に固定でき、結果として溶接する場合に生じうる弾性体の線切れを防止することができる。特に、電極の溶接が不要であるため、溶接部分近傍に電解液が溜まることに起因するシール面の隙間腐食も効果的に防止できる。したがって、本実施形態の電極構造体は、電解セル内部における腐食や損傷を低減することができる。
【００１８】
また、本実施形態の電解セルは、本実施形態の電極構造体を適用したものである。すなわち、本実施形態の電解セルは、陰極室と、前記陰極室に対向する隔壁と、前記隔壁に対向し、陰極室とは逆側に位置する陽極室と、を備え、前記陰極室及び前記陽極室の少なくとも一方が、本実施形態の電極構造体を含む。このように構成されているため、本実施形態の電解セルは、内部での腐食や損傷を低減することができる。
さらに、本実施形態の電解槽は、本実施形態の電解セルと、前記電解セルに対向するイオン交換膜と、を備える。このように構成されているため、本実施形態の電解槽は、内部での腐食や損傷を低減することができる。
【００１９】
以下、本実施形態の電極構造体の構成について、当該電極構造体を備える電解セル及び電解槽の構成との関係を踏まえて詳述する。
【００２０】
図１は、本実施形態の一態様に係る電解槽を模式的に示す正面図である。図１に示すように、電解槽１は、複数の電解セル３がイオン交換膜５（図４参照）を介してプレス器７により直列に接続されて構成されている複極式イオン交換膜法電解槽である。電解槽１では、両端に位置する電解セル３の一方に陽極端子９が接続されており、他方に陰極端子１１が接続されている。
【００２１】
電解槽１における電解は、後述する電解セル３の陽極室２２（図３参照）と、隣接する電解セル３の陰極室３２（図３参照）との間のイオン交換膜５において分離されることで行われる。例えば、ナトリウムイオンは、電解セル３の陽極室２２から、イオン交換膜５を通過して、隣接する電解セル３の陰極室３２へ移動することになり、電解中の電流は、直列に連結した電解セル３の方向に沿って流れることになる。
【００２２】
イオン交換膜５は、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、塩化アルカリ等の電気分解により塩素とアルカリを製造する場合、耐熱性及び耐薬品性等に優れるという観点から、含フッ素系イオン交換膜が好ましい。含フッ素系イオン交換膜としては、電解時に発生する陽イオンを選択的に透過する機能を有し、かつイオン交換基を有する含フッ素系重合体を含むもの等が挙げられる。ここでいうイオン交換基を有する含フッ素系重合体とは、イオン交換基、又は、加水分解によりイオン交換基となり得るイオン交換基前駆体、を有する含フッ素系重合体をいう。例えば、フッ素化炭化水素の主鎖からなり、加水分解等によりイオン交換基に変換可能な官能基をペンダント側鎖として有し、かつ溶融加工が可能な重合体等が挙げられる。
【００２３】
続いて、電解セル３について詳細に説明する。図２は、本実施形態の一態様に係る電解セルを示す正面図であり、陰極側から見た図である。図３は、図２に示す電解セルの断面構成を示す図である。図３においてリブ（支持体）４２は図示しない。図４は、図３に示す電解セルの一部を拡大して示す断面図である。各図に示すように、電解セル３は、陽極部２０と、陰極部３０と、陽極部２０と陰極部３０（陽極室２２と陰極室３２）とを隔てる隔壁５０を備えている。陽極部２０と陰極部３０とは、電気的に接続されている。電解セル３は、ゼロギャップ電解セルである。
【００２４】
陽極部２０は、陽極室２２を有している。陽極室２２は、枠体２４により画成されている。枠体２４上部の表面には、ガスケット２６が設けられている。陽極室２２には、陽極２８が設けられている。陽極２８は、電解セル３の一側面側に設けられている。陽極２８は、電解セル３の一側面側に設けられており、チタン基材の表面にルテニウム、イリジウムを成分とする酸化物を被覆したいわゆるＤＳＡ等の金属電極を用いることができる。
【００２５】
陰極部３０は、陰極室３２を有している。陰極室３２は、枠体３４により画成されている。枠体３４上部の表面（シール面）３４ａには、ガスケット３６が設けられている。陰極室３２には、陰極３８と、集電板４０と、リブ（支持体）４２と、マットレス（弾性体）４４とが設けられている。
【００２６】
陰極３８は、電解セル３の他側面側に設けられている。ゼロギャップ電解セルに使用できる陰極３８としては、線径が細く、メッシュ数の小さい陰極が柔軟性も高く好ましい。このような陰極基材は、種々公知のものを使用できる。陰極３８は、例えば、線径０．１ｍｍ〜０．５ｍｍで、目開きが２０メッシュから８０メッシュ程度の範囲であればよい。
【００２７】
陰極コーティングとしては、貴金属または、貴金属酸化物のコーティングで薄いことが好ましく、さらに貴金属に加えて希土類を含んでいてもよい。コーティングを薄くすることで、陰極の柔軟性を十分に確保でき、イオン交換膜５の局所的な損傷を防止できる傾向にある。コーティングを薄くするために、活性の高い貴金属、又は貴金属酸化物のコーティングが好ましい。そのため、コーティング層の厚みは０．５μｍから５０μｍが好ましく、さらに好ましくは、１μｍから１０μｍである。
【００２８】
図４に示すように、集電板４０は、陰極３８に沿って配置されている。集電板４０は、陰極３８の集電効果を高めるためのものである。集電板４０は、互いに対向する一対の表面（第１面）４０ａと裏面（第２面）４０ｂとを有している。集電板４０は、表面４０ａが陰極３８と対向して配置されている。
【００２９】
また、集電板４０は、マットレス４４及び陰極３８に電気を伝導すると共に、マットレス４４及び陰極３８から押圧される荷重を支える。さらに、集電板４０は、陰極３８から発生する水素ガスを隔壁５０側に通過させる機能を有する。そのため、集電板４０としては、エクスパンドメタルや打ち抜き多孔板などが好ましい。集電板４０に設けられる孔の開口率は、陰極３８から発生した水素ガスを隔壁５０側に抜き出すために、４０％以上あることが好ましい。集電板４０の材質は、耐食性の観点から、ニッケル、ニッケル合金、ステンレススチール、鉄などが利用できるが、導電性の観点からニッケルが好ましい。集電板４０としては、ファイナイトギャップの電解セルで用いた陰極をそのまま利用することもできる。また、集電板４０としては、エクスパンドメタルに酸化ニッケルをプラズマ溶射により被覆したファイナイトギャップ用の陰極等が利用できる。
【００３０】
リブ４２は、陰極室３２内に位置し、隔壁５０と集電板４０の裏面４０ｂ側との間に配設されている。リブ４２は、集電板４０を支持固定する。リブ４２は、隔壁５０と集電板４０とのそれぞれに、溶接固定されている。
【００３１】
マットレス４４は、陰極３８と集電板４０の表面４０ａ側との間に配置されている。ゼロギャップの電解セル３では、陽極２８の剛性を確保することにより、イオン交換膜５を押しつけても変形し難い構造されている。一方で、電解セル３では、陰極３８側を柔軟な構造とすることにより、電解セル３の製作精度上の公差や電極の変形等による凹凸を吸収して、ゼロギャップを保つ構造としている。マットレス４４は、陰極３８側を柔軟な構造とするために用いられている。
【００３２】
マットレス４４は、電気を陰極３８に伝える機能と、陰極３８から発生した水素ガスを集電板４０側に通過させる機能を有する。マットレス４４は、イオン交換膜５に接する陰極３８に対して、イオン交換膜５を損傷させない程度の適切で且つ均一な圧力を加える。これにより、陰極３８は、イオン交換膜５に密着する。
【００３３】
マットレス４４としては、従来公知のものが使用できる。マットレス４４の線径としては、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下のものが好適に用いられる。マットレス４４の線径が０．０５ｍｍ以上である場合、マットレスの潰れがより防止され、また、マットレス４４の線径が０．２５ｍｍ以下である場合、マットレス４４の弾性力が好ましい範囲となりやすく、電解時に押し付け圧が過度に増加することを防げる傾向にあるため、イオン交換膜５の性能に影響を及ぼし難い。さらに好ましくは、０．０８ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の線径のマットレスである。マットレス４４の材質は、導電性、耐アルカリ性の観点からニッケルが使用される。例えば、線径０．１ｍｍ程度のニッケル製ワイヤーを編んだものを波付け加工したものでよい。
【００３４】
隔壁５０は、陽極室２２と陰極室３２（陽極部２０と陰極部３０）の間に配置されている。隔壁５０は、セパレータと称されることもあり、陽極室２２と陰極室３２とを区画するものである。隔壁５０は、電解用のセパレータとして公知のものを使用することができ、例えば、陰極側にニッケル、陽極側にチタンからなる板を溶接した隔壁等が挙げられる。
【００３５】
続いて、陰極３８の取り付け構造及び取り付け方法について詳細に説明する。図４に示すように、陰極３８は、その上端部（周縁部の一部）が集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込まれている。具体的には、陰極３８の上端部は、枠体３４と集電板４０の縁部４０ｃとの間に形成される隙間Ｓに挿入され、集電板４０の縁部４０ｃを跨いで裏面４０ｂ側に折り返される。さらに、本実施形態においては、陰極３８だけでなく、マットレス４４も同様にその上端部（周縁部の一部）が集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込まれている。すなわち、マットレス４４の上端部も、枠体３４と集電板４０の縁部４０ｃとの間に形成される隙間Ｓに挿入され、集電板４０の縁部４０ｃを跨いで裏面４０ｂ側に折り返される。従来、マットレス４４は、電解中に電解セル３の下端に垂れ下がるのを防止する観点及び導電性の観点から、集電板４０に部分的にスポット溶接して固定されていたが、本実施形態のように、マットレス４４の上端部（周縁部の一部）が集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込まれている、すなわち、マットレス４４の周縁部の少なくとも一部が、集電板４０の縁部を跨いで裏面４０ｂ上に位置するように伸びる構成とすることにより、上述のようなスポット溶接が不要となる。すなわち、部材交換の作業性が向上するだけでなく、マットレス交換に伴って生じうるマットレスの線切れを防止することができ、結果としてイオン交換膜の損傷等、電解セルの内部での損傷を効果的に防止できる。
【００３６】
枠体３４と集電板４０の縁部４０ｃとの間に形成される隙間Ｓは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。４ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがさらに好ましい。隙間Ｓが３ｍｍ以上である場合、陰極３８及びマットレス４４を当該隙間に入れ込むことがより容易となる傾向にある。また、隙間Ｓが１０ｍｍ以下である場合、イオン交換膜５の収縮による当該隙間へのイオン交換膜５の落ち込みを効果的に防止でき、結果としてイオン交換膜５の損傷をより効果的に防止できる傾向にある。
【００３７】
上記の構造を実現するために、陰極３８は、電解セル３の通電部よりも大き目に切断されることが好ましい。ここで、陰極３８が集電板４０の裏面４０ｂに折り込まれる部分（通電部よりも長い部分）の寸法、すなわち、陰極３８及びマットレス４４の、集電板４０の裏面４０ｂ上に位置する部分の寸法を、以下では折り込み長さＬとする。折り込み長さＬは、３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。５ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。折り込み長さＬが２０ｍｍ以下である場合、入れ込む部分の陰極３８及びマットレス４４を集電板４０に十分に固定できる傾向にある。また、折り込み長さＬが３ｍｍ以上である場合、陰極３８及びマットレス４４が集電板４０から外れ難くなる傾向にある。上記と同様の観点から、折り込み長さＬは、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、折り込み長さＬは、具体的には縁部４０ｃから陰極３８及びマットレス４４の終端部までの最短距離として特定することができる。
【００３８】
なお、図４には、陰極３８及びマットレス４４の各上部の構成を示しているが、陰極３８及びマットレス４４は、各下端部も集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込まれていてもよい。すなわち、陰極３８及びマットレス４４の各両端部（各全周縁部）が集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込まれる構成であってもよい。このように、陰極３８及びマットレス４４の各上端部を集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込むことにより、陰極３８及びマットレス４４を集電板４０に固定することができる。また、陰極３８及びマットレス４４の各下端部を集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込みことにより、陰極３８及びマットレス４４をより強固に集電板４０に固定すると共に、マットレス４４の垂れ下がりをより効果的に防止できる。さらに好ましくは、陰極３８及びマットレス４４の各外周縁部の全てを集電板４０の裏面４０ｂ側へ折り込むことで、陰極３８及びマットレス４４をさらに強固に集電板４０に固定することができる。
【００３９】
集電板４０に陰極３８及びマットレス４４を取り付ける際、陰極３８は、角部（コーナー部）を切り欠いておくことが好ましい。角部を切り欠くことにより、角部で陰極３８を入れ込むことができる。角部に対角の切れ込み（当該角部から陰極の面内方向に向かう線状の切れ込み）を入れ、入れ込むことも可能ではあるが、このように切断した場合には、陰極３８がここを起点として裂けやすくなる傾向にあるため、上記のとおり角部を切り欠くことが好ましい。
【００４０】
陰極３８及びマットレス４４を集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込むための治具としては、種々公知のものを使用することができる。具体的には、ヘラ、回転ローラーで陰極３８及びマットレス４４の各端部を集電板４０のエッジに沿って電解セル３内に押し込むことで、陰極３８及びマットレス４４を集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込み、固定することができる。作業性の観点から、陰極３８及びマットレス４４を折り込む治具は回転ローラーが好ましい。回転ローラーの刃の厚みとしては、０．２ｍｍ以上が好ましい。上記厚みが０．２ｍｍ以上である場合、十分な剛性が確保され、陰極３８及びマットレス４４を入れ込むことがより容易となる傾向にある。また、集電板４０と枠体３４（ガスケット３６のシール面３４ａ）の隙間Ｓよりも厚みが大きくなると、回転ローラーそのものが入らなくなり、陰極３８及びマットレス４４を入れ込むことが困難になるため、より好ましくは、０．２ｍｍから２ｍｍの範囲である。回転ローラーの径としては、特に限定されず、通常、直径１００ｍｍ程度のものが操作しやすい。
【００４１】
本実施形態は、上記したものに限定されない。例えば、上記に加えて、図５に示すように、陰極３８が、ガスケット３６と集電板４０とにより挟持される構成であってもよい。このような構成とすることにより、プレス器７により電解セル３が直列に接続された際に、シール面３４に接していないガスケット３６の先端でもイオン交換膜５を押圧することができ、ガスケット３６とイオン交換膜５の間に苛性ソーダが侵入することを防止し、イオン交換膜５の損傷を抑制することができる。
【００４２】
また、図４及び図５では、陰極３８及びマットレス４４が集電板４０の裏面４０ｂに接することなく延在している態様を示しているが、この状態でも陰極３８及びマットレス４４が集電板４０に固定されていればよく、より強く固定する観点からは、陰極３８及びマットレス４４が集電板４０の裏面４０ｂに接するように延在していることが好ましい。
【００４３】
なお、上記では電極が陰極である場合の電極構造体（すなわち、陰極構造体）について説明したが、本実施形態における電極は陽極であってもよい。すなわち、本実施形態の電極構造体は、陽極構造体として、陽極室に適用することもできる。その場合の陽極室としては、種々公知の部材を用いることができ、陽極としても種々公知の部材を適用することができる。
【実施例】
【００４４】
以下に、本実施形態を実施例に基づいて更に詳細に説明する。本実施形態はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
【００４５】
横幅が２４００ｍｍ、高さが１２８９ｍｍのゼロギャップ電解セルを次のようにして準備した。サイズ１１４９ｍｍ×２３４７ｍｍかつ厚み１．２ｍｍのニッケル板を集電板として準備し、その表面上に線径０．１５ｍｍのマットレス（ニッケル製編物）を配置した。次いで、直径１００ｍｍの回転ローラーでマットレスの周縁部（４辺全て）を、電解セルの枠体と集電板の縁部との間に形成される隙間を経由して集電板の裏面上に位置するように湾曲させ、集電板の縁部を跨ぎ、ヘラで集電板の裏面上に押し込んだ。このときの折込長さは１０ｍｍであった。
さらに、ニッケル製ファインメッシュ基材にルテニウムの酸化物を被覆した陰極を、マットレス上に配置した。直径１００ｍｍの回転ローラーで陰極の周縁部（４辺全て）を、隙間を経由して集電板の縁部を跨ぎ、集電板の裏面上に位置するように湾曲させた。すなわち、陰極の周縁部を、集電板４０の裏面４０ｂ側へ折り込んで固定した。このときの折込長さは１０ｍｍであった。
この電解セルを電解槽に組み込み、陽極として、チタン基材の表面にルテニウム、イリジウムを成分とする酸化物を被覆したものを用い、イオン交換膜として、ＡＣＩＰＬＥＸ（登録商標）Ｆ６８０１を用いて、陽極液として約３００ｇ／Ｌの塩水を供給し、陰極室には、排出口付近で、苛性ソーダ濃度が約３２重量％となるように希薄苛性ソーダを供給し、電解温度８０から９０℃、陽極室側ガス圧を４０ｋＰａ、陰極室側ガス圧を４４ｋＰａ、電流密度４ｋＡ／ｍ2で４日間電解したあとに電流密度６ｋＡ／ｍ2まで増加して計１５２日間電解した。また、陽極液の排出付近の塩水のｐＨが２となるように、供給する塩水に塩酸を添加して電解を行った。電解後に取り出したイオン交換膜にはピンホールのような異常がなかった。電解終了後に陰極シール面を観察したが、腐食はまったく見られなかった。
【符号の説明】
【００４６】
１  電解槽、
２２  陽極室、
３２  陰極室、
３８  陰極、
４０  集電板、
４４ａ  表面（第１面）、
４４ｂ  裏面（第２面）、
４４ｃ  縁部、
４２  リブ（支持体）、
４４  マットレス（弾性体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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