(57)【要約】本発明のガスケット成形方法は、ゴムを用いて、複数の貫通孔または開孔の内側に結合突起が形成されるようにガスケット本体を切断し、結合突起に対応する結合溝が形成されるように射出してテフロン（登録商標）を形成し、ガスケット本体とテフロン（登録商標）との間の接着性を良くするために、ガスケット本体と接触するテフロン（登録商標）の表面をＮａとアンモニア水とが混合された溶液でエッチング処理し、エッチングが完了すれば、ガスケット本体とテフロン（登録商標）との間に接着剤を塗布し、ガスケット本体とテフロン（登録商標）の接着剤処理の後で、仮成形金型に投入した後にプレスを実施することにより、ガスケット本体とテフロン（登録商標）との間に発生するエアーを除去し、仮成形段階によりエアーが除去されたガスケットを金型に投入した後、もう一回プレスを加えることによってガスケットを完成する方法である。
2005520051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムを用いて、複数の貫通孔または開孔の内側に結合突起が形成されるようにガスケット本体を切断するガスケット本体成形段階；
前記結合突起に対応する結合溝が形成されるように射出成形方法を用いてテフロン（登録商標）部材を形成するテフロン（登録商標）部材形成段階；
前記ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間の接着性を良くするために、ガスケット本体と接触するテフロン（登録商標）部材の表面をＮａとアンモニア水とが混合された溶液でエッチング処理し、エッチングが完了すれば、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間に接着剤を塗布する接着段階；
前記ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材の接着剤処理の後で、予備成形金型に投入した後にプレスを実施することにより、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間に発生するエアーを除去する予備成形段階；及び
前記予備成形段階によりエアーが除去されたガスケットを金型に投入した後、もう一回プレスを加えることによってガスケットを完成する製品完成段階；を含むガスケット成形方法。
【請求項２】
前記テフロン（登録商標）部材形成段階は、ＰＴＦＥ粉末を反応器に投入して溶融させ、この溶融物質を金型に投入してプレス成形することによって結合溝の形成されたテフロン（登録商標）部材を成形し、この成形されたテフロン（登録商標）部材を常温で徐々に冷却し、常温まで冷却されたテフロン（登録商標）部材をガスケット本体に結合される大きさに合うように切断して製作することを含む、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項３】
前記プレス成形時に加えられる温度は８０℃である、請求項２に記載のガスケット成形方法。
【請求項４】
前記予備成形段階で実施するプレスは、熱源を除去した状態で実施する、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項５】
前記テフロン（登録商標）部材の横断面は一辺を削除した正方形状である、請求項４に記載のガスケット成形方法。
【請求項６】
前記テフロン（登録商標）部材の材質は、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥそしてＦＥＰのうちのいずれかの一つである、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項７】
前記予備成形段階で加えられるプレス圧力は２乃至３kgf/cm2である、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項８】
前記製品完成段階で加えられるプレス圧力は１３乃至１７kgf/cm2であり、ガスケットに加えられる温度は１７０乃至１８０℃である、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項９】
前記ガスケット成形方法を用いて製造され、塩水及び塩素ガスが接触する貫通孔及び開孔の部分に横断面が一辺を削除した正方形状のテフロン（登録商標）部材で処理されたガスケット。
【請求項１０】
電解槽内部に設置されたイオン交換膜によって区分される陽イオン室及び陰イオン室を備え、前記陽イオン室及び陰イオン室の各々に塩水及び純水を供給した後、前記陽イオン室及び陰イオン室に設置された陽極板及び陰極板に電力を供給して発生した塩素ガス、水素ガス及び苛性ソーダ水溶液を分離する電気分解装置において、
前記陽極板が接触するフレームに中央開孔を形成し、フレームの一側に、塩水の移動のための塩水貫通孔及び純水の移動のための純水貫通孔が形成され、他側には、塩素ガスの移動のための塩素ガス貫通孔及び水素ガスの移動のための水素ガス貫通孔が形成され、前記塩水貫通孔と塩素ガス貫通孔が中央開孔に連通するように、塩水貫通孔と中央開孔との間に塩水連結孔が斜めに形成され、塩素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陽極ガスケットの長さ方向に対して平行にガス連結孔が形成され、前記塩水貫通孔、フレームの中央開孔及び塩素ガス貫通孔の部分に沿ってテフロン（登録商標）が接着される陽極ガスケット；
前記陰極板が接触するフレームに中央開孔を形成し、フレームの一側に、塩水の移動のための塩水貫通孔及び純水の移動のための純水貫通孔が形成され、他側には、塩素ガスの移動のための塩素ガス貫通孔及び水素ガスの移動のための水素ガス貫通孔が形成され、前記純水貫通孔と水素ガス貫通孔が中央開孔に連通するように、純水貫通孔と中央開孔との間に純水連結孔が斜めに形成され、水素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陰極ガスケットの長さ方向に対して平行な水素ガス連結孔が形成され、前記塩水貫通孔及び塩素ガス貫通孔の内側面に沿ってテフロン（登録商標）が接着される陰極ガスケット；
前記陽極板の外側に配置されて前記イオン交換膜に密着し、中心部には、形成された開孔の内側面にテフロン（登録商標）処理されているシートガスケット；
前記塩素ガス貫通孔に連通し、上側には塩素ガスを排出する排出孔が形成され、下側には廃塩水排出孔と循環孔が形成される苛性ソーダ排出部；
前記苛性ソーダ排出部の下側に設置され、塩水貫通孔に連通する塩水供給管；
前記水素ガス貫通孔に連通し、上側には水素ガスを排出する水素ガス排出孔が形成され、下側には苛性ソーダ排出孔と循環孔が形成される水素ガス排出部；及び
前記水素ガス排出部の下側に設置され、純水貫通孔に連通する純水供給管；
を含むことを特徴とする電気分解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気分解装置（Apparatus for electrolysis）に用いられるガスケットに係り、より詳しくは、耐食性を有するガスケット、このガスケットを製作する成形方法及びガスケットを用いる電気分解装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気分解は、電流の通過によって溶液が分解されてガスまたは金属を分離する現象であって、メッキ、廃水処理及び産業上広く用いられる苛性ソーダ（sodium hydroxide，NaOH）の製造などに用いられる。
【０００３】
ここで、苛性ソーダは純粋な白色固体であって、水溶液の状態では強いアルカリ性を示し、パルプ、繊維、染料、ゴム、石鹸などの製造時に原料として広く用いたり、空気中の水分をよく吸収する潮解性（deliquescing property）の強い乾燥剤（desiccant）として用いられている。
【０００４】
このような苛性ソーダの製造方法には、原料塩に硫酸を加えて加熱分解することによって苛性ソーダを製造するルブラン（Leblanc）法、ソーダ灰（soda lime）をＣａ（ＯＨ）２と反応させて苛性ソーダを製造するアンモニアソーダ法もあるが、現在最も広く用いられる方法は、塩水を電気分解して苛性ソーダを製造する電気分解法である。
【０００５】
電気分解法には、隔膜法、水銀法、及びイオン交換膜法がある。
【０００６】
隔膜法（diaphragm process）は、黒鉛の陽極と鉄の陰極との間に石綿からなる隔膜を設置して、陽極から排出される塩素と陰極から排出される苛性ソーダとが反応しないようにして苛性ソーダを製造する方法である。しかし、この隔膜法は、製造される苛性ソーダの濃度が１０乃至１３％に過ぎないため、何回も濃縮過程を経なければならず、実用化に問題点がある。
【０００７】
水銀法は、陰極材料として水銀を用いて苛性ソーダを製造する方法であるが、重金属である水銀の環境汚染問題により、現在は用いられていない。
【０００８】
そして、イオン交換膜法（ion-exchange membrane process）は、電解槽内部にイオン交換膜を設置して電解槽を陽イオン室（cation chamer）と陰イオン室（anion chamber）とに区分し、陽イオン室及び陰イオン室の各々に陽極板と陰極板を設置した状態で陽/陰イオン室に電解質と水を投入し、二つの極板に電力を供給して、陽極では塩素ガス、陰極では水素及び苛性ソーダを得る方法である。
【０００９】
図１は、従来のイオン交換膜法による塩水（brine）の電気分解装置を概略的に示している。
【００１０】
電解槽１１は、陽イオン室１２と陰イオン室１３とで構成されており、この陽イオン室１２及び陰イオン室１３の間には、この陽イオン室１２及び陰イオン室１３を区分するイオン交換膜１４が設置され、陽イオン室１２には、塩水注入管１５を通じて塩水が注入され、陰イオン室１３には、純水注入管１６を通じて純水が供給され、陽イオン室１２及び陰イオン室１３内部には、各々陽極板１７及び陰極板１８が備えられた構造である。
【００１１】
そして、陽イオン室１２に連結された陽イオン室排出タンク１９は、陽イオン室１２で反応して残った廃塩水と電気分解時に発生する塩素ガスとを保存する。
【００１２】
陽イオン室排出タンク１９には、塩素ガス排出管２０と廃塩水排出管２１とが連結されて塩素ガスを排出する一方、反応して残った塩水と反応していない残留塩水とを排出する。
【００１３】
また、陰イオン室１３に連結された陰イオン室排出タンク２２は、陰イオン室１３で反応して生成された水素ガスと苛性ソーダ水溶液とを保存する。
【００１４】
この陰イオン室排出タンク２２に保存された水素ガスと苛性ソーダ水溶液は、再び水素ガス排出管２３と苛性ソーダ水溶液排出管２４を通じて排出される。
【００１５】
このような電気分解装置は様々な形態に応用されて用いられているが、従来技術文献に開示されたフィルタープレス型電解槽は、複数の陽イオン室及び陰イオン室を備え、二つのイオン室の間にイオン交換膜を設置した構造である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】大韓民国特許第１９８５−０００８０８４号公開公報
【００１６】
ここで、各イオン室を構成するためにイオン交換膜の両側にガスケットを設け、その二つのガスケットの外側に陽極板と陰極板を配置させた構造を提案しており、このイオン室が複数個が連続して設置されて、フィルタープレス型電解槽を形成する。
【００１７】
ガスケットはゴムで製作され、中央の開孔を基準に、両側に各々一対の貫通孔（through-hole）が形成された構造である。ガスケットに形成された一側の貫通孔は、塩素ガスまたは水素及び苛性ソーダが移動する通路になり、他側の貫通孔は塩水または純水の通路になり、一対の貫通孔のうちのいずれかは中央の開孔に連通する。
【００１８】
このようなガスケットを用いている電気分解装置は、陽イオン室で発生したＮａイオンがイオン交換膜を通過し、陰イオン室で電気分解されたＯＨイオンと結合して苛性ソーダを形成することになる。
【００１９】
この時、電気分解が進行される過程で、貫通孔に供給される塩水と陽イオン室で発生する塩素ガスは酸化力が非常に強いためにガスケットを腐食し、腐食が進行し続くことにしたがって腐食によるパーティクルが徐々に大きくなって、貫通孔を塞ぐようになるため、電解槽を長期間使用する場合にはガスケットの中央開孔及び貫通孔の容積が減少するようになる。
【００２０】
その結果、貫通孔に流入する塩水の循環がうまく行われなくなり、このような循環障害（circulation problem）は電気分解装置の作動性能を落としたり、装置の故障の主な原因となる。
【００２１】
また、電気分解装置の故障が発生すると、作業者が装置を停止させて電解槽を全て分解し、電解槽の内部に発生するパーティクルを除去しなければならないため、作業工程数及び装置の停止により装置維持費用が上昇する問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は前述した問題点を解決するために発明されたものであって、その目的は、塩水及び塩素ガスによっても簡単に腐食しないガスケットを成形する方法を提供することである。
【００２３】
また、本発明の他の目的は、塩水及び塩素ガスによっても簡単に腐食しないガスケットを提供することである。
【００２４】
同時に、本発明の他の目的は、塩水及び塩素ガスによって簡単に腐食しないガスケットを用いた電気分解装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前記目的を達成するために、本発明のガスケット成形方法は、ゴムを用いて、複数の貫通孔または開孔の内側に結合突起が形成されるようにガスケット本体を切断し、結合突起に対応する結合溝が形成されるように射出成形方法を用いてテフロン（登録商標）部材を形成し、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間の接着性を良くするために、ガスケット本体と接触するテフロン（登録商標）部材の表面をＮａとアンモニア水とが混合された溶液でエッチング処理し、エッチングが完了すれば、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間に接着剤を塗布し、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材の接着剤処理の後で、予備成形金型に投入した後にプレスを実施することにより、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間に発生するエアーを除去し、予備成形段階によりエアーが除去されたガスケットを金型に投入した後、もう一回プレスを加えることによってガスケットを完成する方法である。
【００２６】
本発明の他の目的を達成するためのガスケットは、前記ガスケット成形方法を用いて製造され、塩水及び塩素ガスが接触する貫通孔及び開孔の内側に、横断面が“コ”の字形状である一辺を削除した正方形状のテフロン（登録商標）部材に帰着するテフロン（登録商標）で処理する。
【００２７】
また、本発明の他の目的を達成するために発明される電気分解装置は、陽極板に接触するフレームの中央に開孔を形成し、フレームの一側に、塩水の移動のための塩水貫通孔及び純水の移動のための純水貫通孔が形成され、他側には、塩素ガスの移動のための塩素ガス貫通孔及び水素ガスの移動のための水素ガス貫通孔が形成され、前記塩水貫通孔と塩素ガス貫通孔が中央開孔に連通するように、塩水貫通孔と中央開孔との間に塩水連結孔が斜めに形成され、塩素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陽極ガスケットの長さ方向に対して平行にガス連結孔が形成され、前記塩水貫通孔、フレームの中央開孔及び塩素ガス貫通孔の内側面に沿ってテフロン（登録商標）部材が接着される陽極ガスケット；前記陰極板に接触するフレームの中央に開孔を形成し、フレームの一側に、塩水の移動のための塩水貫通孔及び純水の移動のための純水貫通孔が形成され、他側には、塩素ガスの移動のための塩素ガス貫通孔及び水素ガスの移動のための水素ガス貫通孔が形成され、前記純水貫通孔と水素ガス貫通孔が中央開孔に連通するように、純水貫通孔と中央開孔との間に純水連結孔が斜めに形成され、水素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陰極ガスケットの長さ方向に対して平行な水素ガス連結孔が形成され、前記塩素貫通孔及び塩素ガス貫通孔の内側面に沿ってテフロン（登録商標）部材が接着される陰極ガスケット；前記陽極板の外側に配置されて前記イオン交換膜に密着し、中心部には、形成された開孔の内側面にテフロン（登録商標）処理されているシートガスケット；前記塩素ガス貫通孔に連通し、上側には塩素ガスを排出する排出孔が形成され、下側には廃塩水排出孔と循環孔が形成される塩素ガス排出部；前記塩素ガス排出部の下側に設置され、塩水貫通孔に連通する塩水供給管；前記水素ガス貫通孔に連通し、上側には水素ガスを排出する水素ガス排出孔が形成され、下側には苛性ソーダ排出孔と循環孔が形成される水素ガス排出部；及び前記水素ガス排出部の下側に設置され、純水貫通孔に連通する純水供給管；を含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電解槽の主要構成要素であるガスケットは、塩水及び塩素ガスが接触する部分にテフロン（登録商標）処理をすることにより、従来のテフロン（登録商標）処理されていないガスケットに比べて腐食が発生せず、したがって、電気分解装置の停止やガスケットの交換または修理の頻度数が減少するので、装置維持費用を節減するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付した図面に基づいて、本発明による好ましい実施例について詳細に説明する。図２は、本発明による電気分解装置を斜視図で示している。
【００３０】
図２に示したように、電気分解装置３０は、複数個のユニットを連続配列して構成された電解槽３１と、電解槽３１で発生した反応ガス及び溶液などを捕集し、電解槽の外部に排出する塩素ガス排出部３２、及び苛性ソーダ排出部３３を含む。
【００３１】
ここで、電解槽３１を構成する基本単位であるユニットは次のような構造になっている。
【００３２】
図３乃至図６に示したように、ユニットは、イオン交換膜３４を中心に、両側に陽イオン室及び陰イオン室が配置された構造であって、陽イオン室には塩水が、陰イオン室には純水が満たされている。
【００３３】
このようなユニットを構成するために、陽イオン室は、陽極ガスケット３５を隔てて複数の陽極板３６を、陰イオン室は、陰極ガスケット３７を隔てて複数の陰極板３８を備えており、相互隣接した陽極板３６と陰極板３８はイオン交換膜３４を隔てて配置され、陽極板３６の外側にはシートガスケット３９が設けられて、イオン交換膜３４に接している。
【００３４】
ここで、陽極ガスケット３５の基本構造を見てみると、図４及び５に示したように陽極ガスケット３５は、中央の開孔４０が形成されたフレーム４１を基準に、一側には溶液移動部が、他側にはガス移動部が形成される。
【００３５】
そして、陽極ガスケット３５のフレーム４１は、両側の表面が溶液移動部とガス移動部程には厚くなく、全体的にフレーム４１に段差があるように形成され、フレーム４１の一側表面には所定の間隔をおいて結合溝４２が形成されて、後述する陽極板３６に形成された結合ピンが挿入できるようにする。
【００３６】
フレーム４１の両側表面には複数の隆起（protrusion）が微細に形成され、この複数の隆起はフレーム４１の両側の表面だけでなく、陽極ガスケット３５の溶液移動部とガス移動部の両側の表面にも形成される。
【００３７】
前記陽極ガスケット３５の溶液移動部は、特に図４及び図５にみられるように、左側に塩水の移動のための貫通孔（以下、塩水貫通孔４３と称する）が形成され、右側には純水の移動のための貫通孔（以下、純水貫通孔４４と称する）が形成される。
【００３８】
陽極ガスケット３５のガス移動部は、左側に塩素ガスの移動のための貫通孔（以下、塩素ガス貫通孔４５と称する）が形成され、右側には水素ガスの移動のための貫通孔（以下、水素ガス貫通孔４６と称する）が形成される。
【００３９】
そして、前記陽極ガスケット３５の塩水貫通孔４３と塩素ガス貫通孔４５は中央開孔４０に連通するが、このために、塩水貫通孔４３と中央開孔４０との間には塩水連結孔が斜めに形成され、塩素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陽極ガスケット３５の長さ方向に対して平行にガス連結孔が形成される。
【００４０】
このような陽極ガスケット３５は、塩水及び塩素ガスと接触する部分にテフロン（登録商標）（teflon）部材４７が付着される。つまり、塩水貫通孔４３、フレーム４１の中央開孔４０、及び塩素ガス貫通孔４５の内側面に沿ってテフロン（登録商標）部材４７が接着される。
【００４１】
このテフロン（登録商標）部材４７は、図７に示したように、その断面の形状が大略“コ”の字形状である一辺を削除した正方形に形成されて表面積を広くすることにより、塩水及び塩素ガスが陽極ガスケット３５のほとんどを構成するゴムと接触しないようにする。
【００４２】
一方、陰極ガスケット３７は、図４及び図６に示したように陽極ガスケット３５の形態と類似しているが、差といえば、複数の突起が形成される部分がフレーム４８の両側表面に限定して形成され、テフロン（登録商標）部材４７が塩水貫通孔４９と塩素ガス貫通孔５０の内側面に形成され、また、中央開孔５１に連通する部分が陰極ガスケット３７の純水貫通孔５２と水素ガス貫通孔５３ということである。
【００４３】
このように中央開孔５１と二つの貫通孔５２，５３とが連通するようにするために、純水貫通孔と中央開孔との間には純水連結孔が斜めに形成され、水素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陰極ガスケット３７の長さ方向に対して平行な水素ガス連結孔が形成される。
【００４４】
前述した陽極ガスケット３５と陰極ガスケット３７に形成された塩水貫通孔４３，４９と純水貫通孔４４，５２には金属材の分配管５４が、塩素ガス貫通孔４５，５０と水素ガス連結孔４６，５３には金属材の排出管５５が挿入される。
【００４５】
一方、陽極板３６は、前述した陽極ガスケット３５のフレーム４１に対応する大きさで形成され、フレーム４１の両側面に設けられる。そして図３に示したように、フレーム４１の両側面に設けられた陽極板３６は、金属材質の連結部材５６を通じて連通して電流が同時に流れるようになり、また、陽極板３６のうちで下側に位置した陽極板３６は、後述する隣接した陰極板３８と通電板（conducting plate）５７を通じて接続される。
【００４６】
陰極板３８は、陽極板３６と同様に、陰極ガスケット３７のフレーム４８に対応する大きさでフレーム４８の両側面に設けられ、フレーム４８に設けられた二つの陰極板３８は金属材質の連結部材５８を通じて連通して、電流が同時に流れるようになる。
【００４７】
そして、陽極板３６の外側にはシートガスケット３９が配置されるが、このシートガスケット３９は陽極板３６とほとんど同一の大きさで形成され、中心部には開孔が形成される。このシートガスケット３９も中央開孔の内側面に沿ってテフロン（登録商標）処理されているのが特徴であり、そのテフロン（登録商標）部材が接着された部分の横断面の形状は、図７に示したように大略“コ”の字形状に形成される。
【００４８】
以上のように構成されるユニットに連接する他のユニットは、隣接した陽極板３６と陰極板３８とが互いに連結されず、二つの極板の対向する外側に分配バー５９が連結されて電流が流れるようにする。したがって、図３に示したように、左側陽極板３６ａに連結された左側分配バー５９ａにプラス（＋）端子が連結され、左側イオン交換膜３４ａを隔てて左側陰極板３８ａに連結された通電板５７の左側にマイナス（−）端子が連結され、通電板５７の右側にプラス（＋）端子が連結され、右側イオン交換膜３４ｂを隔てて右側陽極板３６ｂと連結された右側分配バー５９ｂにマイナス（−）端子が連結されれば、図示のように電流が矢印方向に沿って流れるようになる。
【００４９】
このような複数のユニットは、最外側の固定板６０と移動板６１によって密着し、固定板６０と移動板６１との間を貫通した支持バー６２の両端を締めることによって堅固に密着する。
【００５０】
固定板６０の外側には、図８に示したような塩素ガス排出部３２が設置される。
【００５１】
塩素ガス排出部３２は、固定板６０を貫通してユニットの塩素ガス貫通孔４５に連通し、上側には塩素ガスを排出する排出孔６３が形成され、下側には廃塩水排出孔６４と循環孔６５が形成される。
【００５２】
このような塩素ガス排出部３２の下側には、図３に示したように、固定板６０を貫通して左右側ユニットの塩水貫通孔４３に連通する塩水供給管６６が設置される。
【００５３】
そして、苛性ソーダ排出部３３は、移動板６１を貫通してユニットの水素ガス貫通孔５３に連通し、上側には水素ガスを排出する水素ガス排出孔６７が形成され、下側には苛性ソーダ排出孔６８と循環孔６９が形成される。
【００５４】
このような苛性ソーダ排出部３３の下側には、移動板６１を貫通して左右側ユニットの純水貫通孔５２に連通する純水供給管７０が設置される。
【００５５】
以上のように構成される本発明によるガスケット、及びこのガスケットを設置した電気分解装置は次のように操作される。
【００５６】
まず、塩水供給管６６を通じて塩水を塩水貫通孔４３，４９に流入させ、純水供給管７０を通じて純水を電解槽３１の純水貫通孔４４，５２に流入させると、塩水は、塩水貫通孔４３，４９に満たされた後、分配管５４を通じて陽極ガスケット３５の中央開孔４０に満たされ、純水は、純水貫通孔４４，５２に満たされた後、分配管５４を通じて陰極ガスケット３７の中央開孔５１に満たされる。
【００５７】
このように陽極ガスケット３５と陰極ガスケット３７が、各々の中央開孔４０，５１に塩水及び純水が満たされた状態で、左右側分配バー５９ａ，５９ｂと通電板５７に電流を通電させる。
【００５８】
そうすると、陽イオン室内部の塩水で、Ｎａ成分が電気分解されてＮａイオンになり、陰イオン室内部の純水は、ＨイオンとＯＨイオンとに電気分解される。
【００５９】
そして、Ｎａイオンがイオン交換膜３４を通過して隣接した陰イオン室に移動し、移動した後、ＯＨイオンと反応して苛性ソーダ（ＮａＯＨ）を作る。
【００６０】
このような苛性ソーダ反応と共に、電流は陽極板３６からイオン交換膜３４を隔てた陰極板３８に流れ、再び電流は、通電板５７を通じて右側の陽極板３６に流れることにより、前述した苛性ソーダ反応がまた行われるようになる。
【００６１】
一方、陽イオン室では、Ｎａイオンの発生とともにＣｌイオンが発生し、Ｃｌイオン同志が結合して塩素ガスを発生させ、この塩素ガスは排出管５５を通じて塩素ガス貫通孔４５，５０に流入し、流入した塩素ガスは塩素ガス排出部３２に流入して、排出孔６３を通じて外部に排出される。
【００６２】
そして、陰イオン室で発生したＨイオンはＨイオン同志が結合して水素ガスを発生し、発生した水素ガスは、苛性ソーダ溶液とともに排出管５５を通じて苛性ソーダ排出部３３に流入する。この苛性ソーダ排出部３３で、水素ガスは水素ガス排出孔６７を通じて外部に排出され、苛性ソーダ溶液は苛性ソーダ排出孔６８を通じて回収され、残りは循環孔６９を通じて循環する。
【００６３】
以上のように苛性ソーダ溶液を抽出する過程で、塩水及び塩素ガスに接触する陽極ガスケット３５と陰極ガスケット３７の塩水貫通孔４３，４９及び塩素ガス貫通孔４５，５０、そして陽極ガスケット３５の中央開孔４０では、Ｃｌ成分による腐食作用が発生しやすいが、本発明の特徴によってテフロン（登録商標）処理が施されているので、長時間使用しても腐食作用を減退させることができる。
【００６４】
前記のように腐食作用を防止するためにテフロン（登録商標）処理される陽極ガスケット、陰極ガスケット、及びシートガスケットの成形方法について説明する。
【００６５】
まず、ガスケット本体（陽極ガスケット、陰極ガスケット、またはシートガスケットからテフロン（登録商標）を除いたもの）の成形段階１００で、ゴムを用いてガスケット本体の寸法に合うように切断する。
【００６６】
このような切断により、前述した実施例で言及したような陽極ガスケット、陰極ガスケット、及びシートガスケットが得られる。
【００６７】
つまり、陽極ガスケットと陰極ガスケットは、中央に開孔が形成されたフレームの両側に、塩水貫通孔及び純水貫通孔、そして塩素ガス貫通孔及び水素ガス貫通孔が形成される。
【００６８】
シートガスケットは前記陽極ガスケットのフレームに対応する大きさで形成され、中央に開孔が形成される。
【００６９】
このようなガスケット本体には、後述するテフロン（登録商標）部材が接着される部分に結合突起を形成するが、陽極ガスケットには、塩水貫通孔、中央開孔、及び塩素ガス貫通孔に結合突起が形成され、陰極ガスケットには、塩水貫通孔と塩素ガス貫通孔が形成され、シートガスケットには、結合突起が形成される。
【００７０】
一方、テフロン（登録商標）部材形成段階１１０では、テフロン（登録商標）を射出成形して、前記結合突起に対応する結合溝を有する形態に成形され、その横断面は大略‘コ’字形状に形成される。
【００７１】
この時に用いられるテフロン（登録商標）の材質は、ガスケット本体との接着力を考慮して、接着力の優れたポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ、Polytetrafluoroethylene）、ＥＴＦＥ、そしてＦＥＰなどを用いることができ、より好ましくは、ゴムとの接着力が最も優れているＰＴＦＥを用いるのが好ましい。
【００７２】
より詳細に説明すると、ＰＴＦＥ粉末を反応器に投入して溶融させ、この溶融物質を金型に投入して８０℃を維持しながらプレス成形することにより、結合溝が形成されたテフロン（登録商標）部材を成形する。このように成形されたテフロン（登録商標）部材は常温で徐々に冷却して成形する。常温まで冷却されたテフロン（登録商標）部材は、ガスケット本体に結合される大きさに合わせて切断する。
【００７３】
切断が完了すれば、接着段階１２０でガスケット本体とテフロン（登録商標）部材とを接着するが、まず、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間の接着性を良くするために、ガスケット本体と接触するテフロン（登録商標）部材の表面をＮａとアンモニア水とが混合された溶液でエッチング処理し、エッチングが完了すれば、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間に接着剤を塗布した後、後述する仮成形工程を実施する。
【００７４】
予備成形段階（pre-forming）１３０は、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材とを接着剤を用いて接着した後の金型過程で発生する、ゴム内部に存在する微細な空気によってガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間の境界面で発生するエアーポケット（air pocket）を除去するための前工程である。
【００７５】
この仮成形工程は、ガスケット本体とテフロン（登録商標）部材とを接着剤で処理した後に仮成形金型に投入し、熱源を除去した状態でプレスを実施することによってガスケット本体とテフロン（登録商標）部材との間に発生するエアーを除去した後、後述する製品製作金型に投入する。この時に加えられるプレス圧力は、２乃至３kgf/cm2であるのが好ましい。
【００７６】
最後に、製品完成段階１４０では、仮成形工程によってエアーが完全に除去されたガスケット（ガスケット本体にテフロン（登録商標）部材が接着されたガスケット）を金型に投入した後、もう一回プレスを加えることによってガスケットを完成する。この時のプレス圧力は１３乃至１７kgf/cm2であり、より好ましくは１４kgf/cm2である。また、プレス実施時に金型から製品に加えられる温度は１７０乃至１８０℃程度である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】従来のイオン交換膜法による塩水の電気分解装置を示した概略図である。
【図２】本発明による電気分解装置を示した斜視図である。
【図３】本発明による電気分解装置の電解槽を概略的に示した平面図である。
【図４】本発明による電解槽を構成するユニットを示した分離斜視図である。
【図５】本発明による陽極ガスケットを示した平面図である。
【図６】本発明による陰極ガスケットを示した平面図である。
【図７】図４のＡ−Ａを示した断面図である。
【図８】本発明による電気分解装置の塩素ガス排出部を示した概略図である。
【図９】本発明による電気分解装置の水素ガス排出部を示した概略図である。
【図１０】本発明によるガスケットを成形する方法を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
３０  電気分解装置
３１  電解槽
３２  塩素ガス排出部
３３  ソーダ排出部
３４  イオン交換膜
３４ａ  左側イオン交換膜
３４ｂ  右側イオン交換膜
３５  陽極ガスケット
３６  陽極板
３６ａ  左側陽極板
３６ｂ  右側陽極板
３７  陰極ガスケット
３８  陰極板
３８ａ  左側陰極板
３９  シートガスケット
４０、５１  中央開口
４１  フレーム
４２  結合溝
４３、４９  塩水貫通孔
４４  純粋貫通孔
４５  塩素ガス貫通孔
４６  水素ガス貫通孔
４７  テフロン（登録商標）部材
４８  フレーム
５０、５２、５３  貫通孔
５４  分配管
５５  排出管
５６  連結部材
５７  通電板
５８  連結部材
５９ａ  左側分配バー
５９ｂ  右側分配バー
６１  移動板
６２  支持バー
６３  排出孔
６４  廃塩水排出孔
６５、６９  循環孔
６６  塩水供給管
６７  水素ガス排出孔
６８  苛性ソーダ排出孔
７０  純粋供給管
【図１】
2005520051.tif 000003
【図２】
2005520051.tif 000004
【図３】
2005520051.tif 000005
【図４】
2005520051.tif 000006
【図５】
2005520051.tif 000007
【図６】
2005520051.tif 000008
【図７】
2005520051.tif 000009
【図８】
2005520051.tif 000010
【図９】
2005520051.tif 000011
【図１０】
2005520051.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月15日(2004.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムを用いて、複数の貫通孔または開孔の内側に結合突起が形成されるようにガスケット本体を切断するガスケット本体成形段階；
前記結合突起に対応する結合溝が形成されるように射出成形方法を用いてポリ４フッ化エチレン部材を形成するポリ４フッ化エチレン部材形成段階；
前記ガスケット本体とポリ４フッ化エチレン部材との間の接着性を良くするために、ガスケット本体と接触するポリ４フッ化エチレン部材の表面をＮａとアンモニア水とが混合された溶液でエッチング処理し、エッチングが完了すれば、ガスケット本体とポリ４フッ化エチレン部材との間に接着剤を塗布する接着段階；
前記ガスケット本体とポリ４フッ化エチレン部材の接着剤処理の後で、予備成形金型に投入した後にプレスを実施することにより、ガスケット本体とポリ４フッ化エチレン部材との間に発生するエアーを除去する予備成形段階；及び
前記予備成形段階によりエアーが除去されたガスケットを金型に投入した後、もう一回プレスを加えることによってガスケットを完成する製品完成段階；を含むガスケット成形方法。
【請求項２】
前記ポリ４フッ化エチレン部材形成段階は、ＰＴＦＥ粉末を反応器に投入して溶融させ、この溶融物質を金型に投入してプレス成形することによって結合溝の形成されたポリ４フッ化エチレン部材を成形し、この成形されたポリ４フッ化エチレン部材を常温で徐々に冷却し、常温まで冷却されたポリ４フッ化エチレン部材をガスケット本体に結合される大きさに合うように切断して製作することを含む、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項３】
前記プレス成形時に加えられる温度は８０℃である、請求項２に記載のガスケット成形方法。
【請求項４】
前記予備成形段階で実施するプレスは、熱源を除去した状態で実施する、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項５】
前記ポリ４フッ化エチレン部材の横断面は一辺を削除した正方形状である、請求項４に記載のガスケット成形方法。
【請求項６】
前記ポリ４フッ化エチレン部材の材質は、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥそしてＦＥＰのうちのいずれかの一つである、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項７】
前記予備成形段階で加えられるプレス圧力は２乃至３kgf/cm2である、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項８】
前記製品完成段階で加えられるプレス圧力は１３乃至１７kgf/cm2であり、ガスケットに加えられる温度は１７０乃至１８０℃である、請求項１に記載のガスケット成形方法。
【請求項９】
前記ガスケット成形方法を用いて製造され、塩水及び塩素ガスが接触する貫通孔及び開孔の部分に横断面が一辺を削除した正方形状のポリ４フッ化エチレン部材で処理されたガスケット。
【請求項１０】
電解槽内部に設置されたイオン交換膜によって区分される陽イオン室及び陰イオン室を備え、前記陽イオン室及び陰イオン室の各々に塩水及び純水を供給した後、前記陽イオン室及び陰イオン室に設置された陽極板及び陰極板に電力を供給して発生した塩素ガス、水素ガス及び苛性ソーダ水溶液を分離する電気分解装置において、
前記陽極板が接触するフレームに中央開孔を形成し、フレームの一側に、塩水の移動のための塩水貫通孔及び純水の移動のための純水貫通孔が形成され、他側には、塩素ガスの移動のための塩素ガス貫通孔及び水素ガスの移動のための水素ガス貫通孔が形成され、前記塩水貫通孔と塩素ガス貫通孔が中央開孔に連通するように、塩水貫通孔と中央開孔との間に塩水連結孔が斜めに形成され、塩素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陽極ガスケットの長さ方向に対して平行にガス連結孔が形成され、前記塩水貫通孔、フレームの中央開孔及び塩素ガス貫通孔の部分に沿ってポリ４フッ化エチレンが接着される陽極ガスケット；
前記陰極板が接触するフレームに中央開孔を形成し、フレームの一側に、塩水の移動のための塩水貫通孔及び純水の移動のための純水貫通孔が形成され、他側には、塩素ガスの移動のための塩素ガス貫通孔及び水素ガスの移動のための水素ガス貫通孔が形成され、前記純水貫通孔と水素ガス貫通孔が中央開孔に連通するように、純水貫通孔と中央開孔との間に純水連結孔が斜めに形成され、水素ガス貫通孔と中央開孔との間には、陰極ガスケットの長さ方向に対して平行な水素ガス連結孔が形成され、前記塩水貫通孔及び塩素ガス貫通孔の内側面に沿ってポリ４フッ化エチレンが接着される陰極ガスケット；
前記陽極板の外側に配置されて前記イオン交換膜に密着し、中心部には、形成された開孔の内側面にポリ４フッ化エチレン処理されているシートガスケット；
前記塩素ガス貫通孔に連通し、上側には塩素ガスを排出する排出孔が形成され、下側には廃塩水排出孔と循環孔が形成される苛性ソーダ排出部；
前記苛性ソーダ排出部の下側に設置され、塩水貫通孔に連通する塩水供給管；
前記水素ガス貫通孔に連通し、上側には水素ガスを排出する水素ガス排出孔が形成され、下側には苛性ソーダ排出孔と循環孔が形成される水素ガス排出部；及び
前記水素ガス排出部の下側に設置され、純水貫通孔に連通する純水供給管；
を含むことを特徴とする電気分解装置。
【国際調査報告】
2005520051.tif 000013
2005520051.tif 000014