(57)【要約】  実施形態によれば、電解装置１０の電解槽は第１電極、隔膜、第２電極を備えている。第１電極１４は、隔膜に対向する第１表面１７ａと、第１表面の反対側に位置する第２表面１７ｂと、第１表面に第１パターンで形成された第１凹み４２と、それぞれ第２表面および第１凹みに開口した複数の貫通孔と、を有している。
2016043109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、この第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に配置された少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽を備え、
前記第１電極は、前記隔膜に対向する第１表面と、前記隔膜と反対側に位置する第２表面と、前記第１表面に第１パターンで形成された第１凹みと、それぞれ前記第２表面および前記第１凹みに開口した複数の貫通孔と、を有する電解装置。
【請求項２】
前記第１電極は、前記第２表面に前記第１パターンと異なる第２パターンで形成された第２凹みを有し、前記第２凹みの複数個所は前記第１凹みに連通して前記貫通孔を形成している請求項１に記載の電解装置。
【請求項３】
前記第１凹みは、それぞれ前記第１表面に開口し第１方向に延びる複数の第１凹部を有し、前記第２凹みは、それぞれ前記第２表面に開口し、それぞれ前記第１方向と交差する第２方向に前記第１凹部の幅よりも大きい開口長さを有する複数の第２凹部を有し、
前記第１凹部の前記第１方向の長さは、前記第２凹部の前記第１方向の幅よりも長く形成され、１つの第２凹部に複数の前記第１凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項２に記載の電解装置。
【請求項４】
前記複数の第１凹部はその幅方向に第１ピッチで並んで設けられ、前記第２凹部は、その幅方向に第２ピッチで並んで設けられ、第２ピッチは第１ピッチよりも大きい請求項３に記載の電解装置。
【請求項５】
前記第１凹部の第１ピッチは、０．８ｍｍ以下である請求項４に記載の電解装置。
【請求項６】
前記第２凹部の第２ピッチは、１ｍｍ以上である請求項４又は５に記載の電解装置。
【請求項７】
前記複数の第１凹部は、前記第１電極の第１表面に開口する開口面積が前記第１表面の面積に対して、６０％以上である請求項３に記載の電解装置。
【請求項８】
前記第１凹部の配列ピッチＰ１から前記第１凹部の開口幅Ｗ１を引いた値が０．３ｍｍ以下である請求項４から７のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項９】
前記複数の貫通孔の開口率は、前記第１電極の第１表面の面積の３０％以下である請求項１から８のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項１０】
前記第１凹部と第２凹部が連通して形成された貫通孔の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率は、前記第１凹部の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率の半分以下である請求項３から８のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項１１】
前記第１凹部の深さは、前記第１電極の厚さの半分よりも浅く形成されている請求項３ないし１０のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項１２】
前記第２凹部の深さは、前記第１電極の厚さの半分よりも深く形成されている請求項３から１１のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項１３】
前記第１凹部の深さは、０．５ｍｍ以内である請求項１１又は１２に記載の電解装置。
【請求項１４】
前記第２凹部は、前記第１方向と異なる第２方向に沿って延びている請求項３から１３のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項１５】
１つの前記第１凹部に複数の前記第２凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項１４に記載の電解装置。
【請求項１６】
前記第１凹部は、前記第１電極の有効領域の一端から他端まで前記第１方向に沿って連続的に延び、前記第２凹部は、前記第１電極の有効領域の一端から他端まで前記第２方向に沿って連続的に延びている請求項１４に記載の電解装置。
【請求項１７】
前記第１凹部および前記第２凹部は、直線状に延在している請求項１６に記載の電解装置。
【請求項１８】
前記第１凹部は、前記第１方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項１７に記載の電解装置。
【請求項１９】
前記第２凹部は、前記第２方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項１７に記載の電解装置。
【請求項２０】
前記第２凹部は、前記第１電極を貫通する貫通孔で構成されている請求項３に記載の電解装置。
【請求項２１】
前記第１凹みは、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第１表面に開口し、それぞれ隣合う前記第１凹部を互いに連通した複数の第３凹部を含んでいる請求項３から１９のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項２２】
前記第１電極は、前記第１表面を除いて、前記第１凹み上に形成された触媒層を備えている請求項１から２１のいずれか１項に記載の電解装置。
【請求項２３】
電解装置に用いる電極であって、
隔膜に対向する第１表面と、  
前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、  
前記第１表面に第１パターンで形成された第１凹みと、
それぞれ前記第２表面および前記第１凹みに開口した複数の貫通孔と、
を備える電極。
【請求項２４】
前記第２表面に前記第１パターンと異なる第２パターンで形成された第２凹みを有し、前記第２凹みの複数個所は前記第１凹みに連通して前記貫通孔を形成している請求項２３に記載の電極。
【請求項２５】
前記第１凹みは、それぞれ前記第１表面に開口し第１方向に延びる複数の第１凹部を有し、前記第２凹みは、それぞれ前記第２表面に開口し、それぞれ前記第１方向と交差する第２方向に前記第１凹部の幅よりも大きい開口長さを有する複数の第２凹部を有し、
前記第１凹部の前記第１方向の長さは、前記第２凹部の前記第１方向の幅よりも長く形成され、１つの第２凹部に複数の前記第１凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項２４に記載の電極。
【請求項２６】
前記複数の第１凹部は、前記第１表面に開口する開口面積が前記第１表面の面積に対して、６０％以上である請求項２３又は２４に記載の電極。
【請求項２７】
前記第１凹部と第２凹部が連通して形成された貫通孔の開口率は、前記第１表面の面積の３０％以下である請求項２４又は２５に記載の電極。
【請求項２８】
前記第１凹みは、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第１表面に開口し、それぞれ隣合う前記第１凹部を互いに連通した複数の第３凹部を含んでいる請求項２５から２７のいずれか１項に記載の電極。
【請求項２９】
前記第１表面を除いて、前記第１凹み上に形成された触媒層を備えている請求項２３から２８のいずれか１項に記載の電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電解装置および電解装置に用いる電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解装置として、アルカリイオン水、オゾン水または次亜塩素酸水などを生成する電解水生成装置が知られている。この電解水生成装置として、３室型の電解槽（電解セル）を有する装置が提案されている。３室型の電解槽は、その内部が、隔膜によって陽極室、中間室および陰極室と３室に区切られている。このような電解装置では、例えば、中間室に塩水を流し、左右の陰極室および陽極室に水を流して、中間室の塩水を陰極および陽極で電解することで、陽極室で発生した塩素ガスから次亜塩素酸水を生成するとともに、陰極室で水酸化ナトリウム水を生成する。生成した次亜塩素酸水は殺菌消毒水として、水酸化ナトリウム水は洗浄水として活用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５００１７３号公報
【特許文献２】公開特許公報２０１１−２５６４３１号
【特許文献３】特許第４７０５１９０号公報
【特許文献４】公開特許公報２００６−１７６８３５号
【特許文献５】公開特許公報２０１４−１０１５４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような３室型の電解槽では、陽極周囲の反応が塩素イオン⇒塩素ガス⇒次亜塩素酸と複雑であり、かつ、この反応系が良好に行われないと競合する酸素ガスが生成され、次亜塩素酸の生成効率が低下する。また、発生する塩素ガスや次亜塩素酸は強力な酸化剤であるため、これらにより隔膜の劣化を招くおそれがある。  
本発明が解決しようとする課題は、隔膜の劣化を抑制し、長寿命で高効率の電解装置および電解装置に用いる電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、電解装置は、第１電極と、この第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に配置された少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽を備えている。第１電極は、隔膜に対向する第１表面と、第１表面の反対側に位置する第２表面と、第１表面に第１パターンで形成された第１凹みと、それぞれ第２表面および第１凹みに開口した複数の貫通孔と、を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る電解装置を概略的に示すブロック図。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る電解装置の電解槽を示す分解斜視図。
【図３】図３は、前記電解槽の断面図。
【図４】図４は、前記電解槽の第１電極および陽極カバーを拡大して示す斜視図。
【図５】図５は、第１電極の第１表面側を示す斜視図。
【図６】図６は、第１電極の第２表面側を示す斜視図。
【図７】図７は、第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図８】図８は、第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図。
【図９】図９は、図８の線Ａ−Ａに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図１０】図１０は、図８の線Ｂ−Ｂに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図１１】図１１は、第１変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図１２】図１２は、第１変形例に係る第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図。
【図１３】図１３は、図１２の線Ｃ−Ｃに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図１４】図１４は、図１２の線Ｄ−Ｄに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図１５】図１５は、第２変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図１６】図１６は、第２変形例に係る第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図。
【図１７】図１７は、図１６の線Ｅ−Ｅに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図１８】図１８は、図１６の線Ｆ−Ｆに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図１９】図１９は、第３変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図２０】図２０は、第３変形例に係る第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図。
【図２１】図２１は、図２０の線Ｇ−Ｇに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図２２】図２２は、図２０の線Ｈ−Ｈに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図２３】図２３は、第４変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図２４】図２４は、第５変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図２５】図２５は、第６変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図２６】図２６は、第７変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図２７】図２７は、第７変形例に係る第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図。
【図２８】図２８は、図２７の線Ｉ−Ｉに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【図２９】図２９は、第８変形例に係る電解装置の第１電極の一部を拡大して示す斜視図。
【図３０】図３０は、第８変形例に係る第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図。
【図３１】図３１は、図３０の線Ｊ−Ｊに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る電解装置を概略的に示す図である。本実施形態において、電解装置１０は、電解水生成装置として構成されている。図１に示すように、電解装置１０は、いわゆる３室型の電解槽１１を備えている。電解槽１１は、偏平な矩形箱状に形成され、その内部は、第１隔膜としての陰イオン交換膜１６および第２隔膜としての陽イオン交換膜１８により、中間室１５ａと、中間室１５ａの両側に位置する陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃとに仕切られている。陽極室１５ｂ内に第１電極（陽極）１４が設けられ、陰イオン交換膜１６に対向している。陰極室１５ｃ内に第２電極（陰極）２０が設けられ、陽イオン交換膜１８に対向している。
【０００９】
電解装置１０は、電解槽１１の中間室１５ａに電解液、例えば、飽和食塩水を供給する電解液供給部１９と、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃに被電解水、例えば、水を供給する水供給部２１と、第１電極１４および第２電極２０に正電圧および負電圧をそれぞれ印加する電源２３と、を備えている。
【００１０】
電解液供給部１９は、飽和食塩水を生成する塩水タンク２５と、塩水タンク２５から中間室１５ａの下部に飽和食塩水を導く供給配管１９ａと、供給配管１９ａ中に設けられた送液ポンプ２９と、中間室１５ａ内を流れた電解液を中間室１５ａの上部から塩水タンク２５に送る排水配管１９ｂと、を備えている。
【００１１】
水供給部２１は、水を供給する図示しない給水源と、給水源から陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃの下部に水を導く給水配管２１ａと、陽極室１５ｂを流れた水を陽極室１５ｂの上部から排出する第１排水配管２１ｂと、陰極室１５ｃを流れた水を陰極室１５ｃの上部から排出する第２排水配管２１ｃと、第２排水配管２１ｃ中に設けられた気液分離器２７と、を備えている。
【００１２】
上記のように構成された電解装置１０により、実際に食塩水を電解して酸性水（次亜塩素酸水および塩酸）とアルカリ性水（水酸化ナトリウム）を生成する動作について説明する。
【００１３】
図１に示すように、送液ポンプ２９を作動させ、電解槽１１の中間室１５ａに飽和食塩水を供給するとともに、陽極室１５ｂおよび陰極室１５ｃに水を給水する。同時に、電源２３から正電圧および負電圧を第１電極１４および第２電極２０にそれぞれ印加する。中間室１５ａへ流入した塩水中において電離しているナトリウムイオンは、第２電極２０に引き寄せられ、陽イオン交換膜１８を通過して、陰極室１５ｃへ流入する。そして、陰極室１５ｃにおいて、第２電極２０で水が電気分解されて水素ガスと水酸化ナトリウム水溶液を得る。このようにして生成された水酸化ナトリウム水溶液および水素ガスは、陰極室１５ｃから第２排水配管２１ｃに流出し、気液分離器２７により、水酸化ナトリウム水溶液と水素ガスとに分離される。分離された水酸化ナトリウム水溶液（アルカリ性水）は、第２排水配管２１ｃを通って排出される。
【００１４】
また、中間室１５ａ内の塩水中において電離している塩素イオンは、第１電極１４に引き寄せられ、陰イオン交換膜１６を通過して、陽極室１５ｂへ流入する。そして、第１電極１４にて塩素イオンが陽極に電子を与えて塩素ガスが発生する。その後、塩素ガスは陽極室１５ｂ内で水と反応して次亜塩素酸と塩酸を生じる。このようにして生成された酸性水（次亜塩素酸水および塩酸）は、陽極室１５ｂから第１排水配管２１ｂを通って排出される。
【００１５】
次に、電解槽１１の構成をより詳細に説明する。図２は電解槽の分解斜視図、図３は電解槽の断面図である。  
図２および図３に示すように、電解槽１１は、隔壁として機能する矩形枠状の中間フレーム２２と、中間フレーム２２とほぼ等しい外径寸法を有し中間フレームの一側面を覆う矩形板状の陽極カバー（第１カバー部材）２４と、中間フレーム２２とほぼ等しい外径寸法を有し中間フレームの他側面を覆う矩形板状の陰極カバー（第２カバー部材）２６と、を有している。
【００１６】
中間フレーム２２と陽極カバー２４との間に、中間室１５ａと陽極室１５ｂを隔てる第１隔膜として陰イオン交換膜１６が配置され、陽極室１５ｂには陰イオン交換膜１６に近接して第１電極（陽極）１４が配置されている。中間フレーム２２と陰極カバー２６との間に、中間室１５ａと陰極室１５ｃを隔てる第２隔膜として陽イオン交換膜１８が配置され、陰極室１５ｃには陽イオン交換膜１８に近接して第２電極（陰極）２０が配置されている。
【００１７】
中間フレーム２２の下端に、中間室１５ａに連通する第１流入口３４が形成され、上端に中間室１５ａに連通する第１流出口３６が設けられている。これら第１流入口３４および第１流出口３６に供給配管１９ａおよび排水配管１９ｂがそれぞれ接続される。
【００１８】
図２ないし図４に示すように、陽極カバー２４の内面に複数の直線状のリブ３３が突設され、例えば、鉛直方向（第２方向Ｙ）に延びている。これらのリブ３３は、互いに平行に、かつ、所定の間隔を置いて、設けられている。これらリブ３３間に、それぞれ鉛直方向に延びる流通溝３２ａが形成されている。また、陽極カバー２４の内面には、流通溝３２ａの端同士を連通する上下一対の横溝が形成されている。これら流通溝３２ａおよび横溝と、陰イオン交換膜１６とにより陽極室１５ｂが規定されている。また、流通溝３２ａおよび横溝は、水を流す流路を形成している。
【００１９】
陽極カバー２４の下部に流通溝３２ａの下端に連通する第２流入口３７が形成され、陽極カバー２４の上部に流通溝３２ａの上端に連通する第２流出口３８が設けられている。これら第２流入口３７および第２流出口３８に給水配管２１ａおよび第１排水配管２１ｂがそれぞれ接続される。
【００２０】
陰極カバー２６の内面にそれぞれ鉛直方向（第２方向Ｙ）に延びる複数のリブ３５、複数の流通溝３２ｂ、および横溝が形成されている。これら流通溝３２ｂおよび横溝と、陽イオン交換膜１８とにより陰極室１５ｃが規定されている。また、流通溝３２ｂおよび横溝は、水を流す流路を形成している。
【００２１】
陰極カバー２６の下部に流通溝３２ｂの下端に連通する第３流入口３９が形成され、上部に流通溝３２ｂの上端に連通する第３流出口４１が設けられている。これら第３流入口３９および第３流出口４１に給水配管２１ａおよび第２排水配管２１ｃがそれぞれ接続される。
【００２２】
図２および図３に示すように、各構成部材間、すなわち、陽極カバー２４の周縁部と第１電極１４の周縁部との間、第１電極１４および陰イオン交換膜１６の周縁部と中間フレーム２２との間、中間フレーム２２と第２電極２０および陽イオン交換膜１８の周縁部との間、および、第２電極２０の周縁部と陰極カバー２６の周縁部との間に、水漏れを防止するための枠状のシール材４０がそれぞれ配置されている。
【００２３】
各構成部材の周縁部を貫通して複数の固定ボルト５０が挿通され、例えば、陽極カバー２４側から挿通され、その先端部が陰極カバー２６から突出している。各固定ボルト５０の先端部にナット５２がねじ込まれている。締結部材としての固定ボルト５０およびナット５２により、各構成部材の周縁部同士が互いに締結され、中間室１５ａ、陽極室１５ｂ、陰極室１５ｃの水密性を保持している。
【００２４】
図２および図３に示すように、陰イオン交換膜１６および陽イオン交換膜１８は、それぞれ中間フレーム２２とほぼ等しい外径を有し、膜厚が約１００〜２００μｍ程度の薄い矩形平板状に形成されている。陰イオン交換膜１６および陽イオン交換膜１８は、特定のイオンのみを通過させる特性を有している。陰イオン交換膜１６および陽イオン交換膜１８の周縁部には、それぞれ固定ボルト５０を挿通する複数の貫通孔が形成されている。
【００２５】
陰イオン交換膜１６は、中間フレーム２２の片面側に対向して配置され、その周縁部は、シール材４０を介して、中間フレーム２２に密着している。同様に、陽イオン交換膜１８は、中間フレーム２２の他面側に対向して配置され、その周縁部は、シール材４０を介して、中間フレーム２２に密着している。なお、第１隔膜および第２隔膜は、イオン交換膜に限らず、透水性を有する多孔質膜を用いてもよい。
【００２６】
第１電極１４および第２電極２０は、厚さ１ｍｍ程度の金属製の平板で形成され、中間フレーム２２の外径とほぼ同一の外径を有する矩形状に形成されている。第１電極１４および第２電極２０の中央部（有効領域）には液体を通過させるための微細な貫通孔が形成され、周縁部には固定ボルト５０を挿通するための複数の貫通孔が形成されている。第１電極１４は、その一側縁から突出する接続端子１４ｂを有している。同様に、第２電極２０は、その一側縁から突出する接続端子２０ｂを有している。
【００２７】
第１電極１４は、陰イオン交換膜１６に対向して配置され、陰イオン交換膜１６に密着している。第２電極２０は、陽イオン交換膜１８に対向して配置され、陽イオン交換膜１８に密着している。
【００２８】
次に、電極を代表して第１電極（陽極）１４の構成をより詳細に説明する。  
図４は、第１電極および陽極カバーを拡大して示す斜視図、図５は、第１電極の第１表面側を示す斜視図、図６は、第１電極の第２表面側を示す斜視図、図７は、第１電極の一部を拡大して示す斜視図、図８は、第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図、図９は、図８の線Ａ−Ａに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図、図１０は、図８の線Ｂ−Ｂに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図である。
【００２９】
図４ないし図７に示すように、第１電極１４は、例えば、矩形状の金属板からなる基材１７に多数の凹部および貫通孔を形成した多孔構造およびメッシュ構造を有している。基材１７は、第１表面１７ａおよび、第１表面１７ａとほぼ平行に対向する第２表面１７ｂを有している。第１表面１７ａと第２表面１７ｂとの間隔、すなわち、板厚Ｔは例えば０．８ｍｍに形成されている。第１表面１７ａは第１隔膜１６に対向し、第２表面１７ｂは陽極カバー２４に対向する。基材１７としては、チタンなどの金属を用いることができる。
【００３０】
基材１７の第１表面１７ａには、第１パターンを有する第１凹みＲ１が全面に亘って形成され、また、基材１７の第２表面１７ｂには、第１パターンと異なる第２パターンを有する第２凹みＲ２が全面に亘って形成されている。
【００３１】
本実施形態において、第１パターンの第１凹みＲ１は、基材１７の第１表面１７ａに形成された複数の細い線状の第１凹部４２を有し、これら第１凹部４２はそれぞれ第１表面１７ａに開口している。第２パターンの第２凹みＲ２は、基材１７の第２表面１７ｂに形成された複数の太いあるいは粗い線状の第２凹部４４を有し、これらの第２凹部４４はそれぞれ第２表面１７ｂに開口している。これら第１凹部４２および第２凹部４４は、基材１７の周縁部を除いて、矩形状の有効領域全体に形成されている。そして、１つの第２凹部４４に複数の第１凹部４２が連通し、それぞれ貫通孔４６を構成している。第１電極１４の全表面は、イリジウム酸化物触媒で被覆されている。イリジウム酸化物触媒は、競合する酸素ガス生成よりも塩素ガス生成に対する過電圧が低く、陽極周囲にある程度の塩素イオンがあれば選択的に塩素ガスを生成する。
【００３２】
図４ないし図１０に示すように、本実施形態において、複数の第１凹部４２は、細長い直線状に形成され、第１方向Ｘ、例えば、水平方向、に延びている。複数の第１凹部４２は、互いに平行に並んで設けられている。各第１凹部４２は、後述する第２凹部４４の開口幅Ｗ３よりも長く形成されている。本実施形態において、第１凹部４２は、第１表面１７ａの有効領域（第１表面の周縁部を除く矩形状の中央領域）の一端から他端まで連続して延びている。各第１凹部４２の開口幅Ｗ１は例えば０．４ｍｍ、第１凹部４２の配列方向ＹのピッチＰ１は０．５ｍｍ、第１凹部４２の深さＤ１は、基材１７の板厚Ｔの半分より浅く、例えば、０．１〜０．２ｍｍに形成されている。本実施形態において、各第１凹部４２は、底部側から第１表面１７ａに向かって幅が広くなるように形成され、すなわち、ほぼ台形の断面形状を有している。第１凹部４２を規定している両側面は、第１表面１７ａに対して傾斜して延びている。これにより、一部の第１凹部４２は、０．２ｍｍの貫通幅Ｗ２で複数の第２凹部４４に連通している。
【００３３】
本実施形態において、第２表面１７ｂ側に形成された複数の第２凹部４４は、細長い直線状に形成され、第１方向Ｘと交差する方向、例えば、第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙに延びている。複数の第２凹部４４は、互いに平行に並んで設けられている。各第２凹部４４は、第２表面１７ｂの有効領域（第２表面の周縁部を除く矩形状の中央領域）の一端から他端まで連続して延びている。各第２凹部４４の開口幅Ｗ３は、第１凹部４２の開口幅Ｗ１よりも充分に大きく、例えば２．４ｍｍ、第２凹部４４の配列方向ＸのピッチＰ２は３ｍｍ、第２凹部４４の深さＤ２は、基材１７の板厚Ｔの半分より深く、例えば、０．６〜０．７ｍｍに形成されている。本実施形態において、各第２凹部４４は、底部側から第２表面１７ｂに向かって幅が広くなるように形成され、ほぼ台形の断面形状を有している。第２凹部４４を規定している両側面は、第２表面１７ｂに対して傾斜して延びている。これにより、第２凹部４４は、１．２ｍｍの貫通幅Ｗ４で複数の第１凹部４２に連通している。
【００３４】
上記のように構成された第１電極１４は、例えば、基材１７の第１表面１７ａおよび第２表面１７ｂをエッチングして部分的に削り取り、第１パターンを有する第１凹みＲ１および第２パターンを有する第２凹みＲ２を形成することにより作製することができる。第１凹部４２および第２凹部４４の断面形状は、台形に限らず、矩形状、半円形状、楕円形状、円弧形状等、種々の形状とすることができる。また、第１凹部４２と第２凹部４４とが交差する角度は、直角に限らず、他の任意の角度とすることができる。
【００３５】
上記構造により、第１電極１４の第１凹部４２と第２凹部４４は、交差部で互いに連通することにより、多数の貫通孔４６を形成している。第１隔膜１６に対向する第１表面１７ａでは、第１凹部４２により表面の８０％となる大部分に開口が形成されているとともに、連通開口している面積は電極表面の面積の１６％と低く抑えている。また、貫通孔４６からの気泡回収を考慮し、水の流れは貫通孔４６の幅方向（第２方向Ｙ）としている。このように基材１７を第１および第２表面１７ａ，１７ｂの両面からエッチングした電極では、各々の面での開口率を変えることが可能であり、型抜き加工などで形成した両面同じ開口率の従来の電極では達成できない機能を発揮することができる。第１凹部４２と第２凹部４４が連通して形成された貫通孔４６の第１表面１７ａの全面積に対する開口面積比率は、第１凹部４２の第１表面１７ａの全面積に対する開口面積比率の半分以下であることが望ましい。  
なお、本実施形態において、第２電極（陰極）２０は、第１電極１４と同様に構成されている。
【００３６】
図３および図４に示すように、第１電極１４は、第２凹部４４の延出方向Ｙと陽極カバー２４の流通溝（流路）３２ａの延出方向とがほぼ一致した向きで配置されている。第１電極１４の第２表面１７ｂは、陽極カバー２４の内面と対向し、リブ３３の先端面に当接している。これにより、陽極室１５ｂに供給される水は、流通溝３２ａおよび第１電極１４の第２凹部４４に沿って流れ、すなわち、第１電極１４の第１凹部４２と交差する方向に流れる。
【００３７】
また、図３、図９および図１０に示すように、第１電極１４の第１表面１７ａは第１隔膜１６に対向し、第１隔膜１６に密着している。第１表面１７ａの有効領域の約８０％に第１凹部４２が形成されていることから、これら第１凹部４２の部分は、その深さ０．１〜０．２ｍｍ分だけ、第１隔膜１６から離間している。図１０に示すように、主たる反応は第１隔膜１６からわずかに離れた第１凹部４２の底の領域で起こり、生成物である次亜塩素酸は第１凹部４２が形成するわずかな隙間から貫通孔４６を介して陽極室に回収される。これにより、高い生成効率と隔膜劣化防止を両立することができる。
【００３８】
第１の実施形態に係る電解装置１０によれば、上述した構成を有する第１電極１４を用いることにより、従来の打ち抜き（パンチング加工）や切れ目を入れて伸ばす（エキスパンド／ラス加工）製法で形成された電極を用いる場合に比較して、優れた作用効果を得ることができる。すなわち、第１電極１４の第１隔膜１６と対向する第１表面１７ａに多数の第１凹部４２を形成することで、スペーサ等の別部材を設けることなく、第１電極１４と第１隔膜１６との間にわずかな距離を隔てることができ、その結果、生成効率と隔膜劣化の両方を改善することができる。
【００３９】
従来の型抜き加工を行う電極では基本的に第１および第２表面１７ａ，１７ｂを同じ面積で貫通する貫通孔しか形成できないため、第１電極１４と第１隔膜１６を密着させると主たる反応は、第１隔膜１６と対向する第１表面１７ａで生じる。この第１表面は第１隔膜に密着しているため、反応生成物により隔膜１６が劣化してしまう問題がある。また、第１表面と第１隔膜が密着していると、ここでの電解反応により生じた生成物を回収できずに効率が劣化する問題がある。
【００４０】
本実施形態では、主たる反応場所である第１表面１７ａに面積比率で８０％に及ぶ第１凹部４２（第１凹みＲ１）を形成しているため、反応生成物はわずかな隙間Ｄ１および貫通孔４６を通って速やかに流通溝３２ａに回収され、第１隔膜１６の劣化を抑制することができる。
【００４１】
第１凹部４２は開口面積占有率が大きいことが理想的であるが、実用上は第１表面１７ａの有効領域の６０％以上あれば上述した効果を十分に得ることができる。また、第１凹部４２の配列ピッチＰ１は細かい方が第１隔膜１６と接する部分からの生成物回収に有利であるが、実用上は０．８ｍｍ以下のピッチＰ１であれば効果を十分に発揮することができる。第１凹部４２の深さＤ１は浅い方が理想的であるが、実用上は０．５ｍｍ以下であれば効果を発揮することができる。また、第１電極１４の第１表面１７ａを形成する領域の最小幅を０．３ｍｍ以下、すなわち、第１凹部４２の配列ピッチＰ１から第１凹部４２の開口幅Ｗ１を引いた値が０．３ｍｍ以下であれば、隔膜と密着した第１表面１７ａから電解反応で生成した物質の回収が容易となり、上述の効果を発揮することができる。
【００４２】
第１電極１４の第２凹部４４の役割の１つは、高精細に浅く形成した第１凹部４２から陽極室１５ｂ側へ生成物を回収するための貫通孔４６を形成することである。また、第２凹部４４の別の役割は、第１凹部４２で電解した電流を低抵抗で回収することである。このため、第２凹部４４は第１凹部４２と交差する粗い線状の凹部としている。第１凹部４２と第２凹部４４とを直交させることで、第１凹部４２と第２凹部４４との交点部分が連通し、第１凹部４２で生じた次亜塩素酸などを貫通孔４６から陽極室１５ｂ側に取り出している。なお、第１電極１４の面積に対する貫通孔４６の面積率は１６％と低くしている。これは貫通孔４６により失われる第１凹部４２領域を極力小さくするためである。貫通孔４６の面積が大きくなると、貫通孔４６を通じて拡散損失する塩素イオンが多くなる。そのため、貫通孔４６の面積は、望ましくは電極面積の３０％以内とする。
【００４３】
また、本実施形態では第１凹部４２および第２凹部４４が線状であり、その長手方向が互いに直交している。このため、１つの第１凹部４２は複数の第２凹部４４と連通して貫通孔４６を形成しており、第１凹部４２と第２凹部４４が１対１で貫通している場合に比べて第１凹部４２の水はけが良くなっている。すなわち、袋小路となることなく、１つの第２凹部４４に複数の貫通孔４６が設けられていることで、反応生成物、特に気泡が抜けやすい構造となっている。また、第１凹部４２に対して、線状の第２凹部４４を粗いピッチで直交させることで、第１凹部４２の開口面積比率を８０％と高くしたまま、貫通孔４６の面積比率を１６％にまで小さくている。これにより、反応生成物が第１隔膜１６を劣化させることなく、電解質が貫通孔４６から拡散して濃度が下がることを防止している。
【００４４】
第２凹部４４は、数ｍｍ、例えば、３ｍｍの粗いピッチＰ２とすることで、基材１７の体積を大きく残し、電解により生じた電流を低抵抗に供給できるようにするとともに、電極自体の強度を維持している。実用上は１ｍｍ以上のピッチＰ２とすることで十分な給電抵抗とすることができる。  
以上のことから、第１の実施形態によれば、隔膜の劣化を抑制し、長寿命で高効率の電解装置および電極を提供することができる。
【００４５】
次に、種々の変形例に係る電解装置の電極について説明する。なお、以下に説明する変形例において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
【００４６】
（第１変形例）
図１１は、第１変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図、図１２は、第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図、図１３は、図１２の線Ｃ−Ｃに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図、図１４は、図１２の線Ｄ−Ｄに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図である。
【００４７】
図１１ないし図１４に示すように、第１変形例によれば、第１電極１４の基本仕様は、図４ないし図１０に示した第１の実施形態の第１電極１４と同じ仕様としているが、第２凹みＲ２の第２凹部４４は、配列ピッチＰ２は３ｍｍのままで、開口幅Ｗ３が１．６ｍｍ、貫通幅Ｗ４が０．４ｍｍの細い凹部に形成している。
【００４８】
上記構成によれば、貫通孔４６の面積比率を５％程度まで低くして、第１隔膜１６を通過した塩素イオンが流通溝３２ａに拡散するのを一層抑制することができる。これにより、第１電極１４の第１表面１７ａの塩素イオン濃度を上げて酸素ガス生成を抑制し、酸性水の生成効率を向上させている。
【００４９】
（第２変形例）  
図１５は、第２変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図、図１６は、第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図、図１７は、図１６の線Ｅ−Ｅに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図、図１８は、図１６の線Ｆ−Ｆに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図である。
【００５０】
図１５ないし図１８に示すように、第２変形例によれば、第１電極１４の第２表面１７ｂに形成された第２凹みＲ２を構成する複数の第２凹部４４は、第１方向Ｘと直交する第２方向Ｙにそれぞれ延びているが、第２方向に連続ではなく、複数に分割して形成されている。すなわち、各列の第２凹部４４は、第２方向Ｙに所定の間隔を置いて並ぶ複数の第２凹部４４を含んでいる。各第２凹部４４の第２方向Ｙに沿った長さは、第１凹部４２の複数分の幅以上に形成されている。また、第１凹部４２の長さは、第２凹部４４の幅Ｗ３よりも長く形成されている。これにより、第１凹部４２と第２凹部４４との交差部が互いに連通し、複数の貫通孔４６を構成している。１つの第２凹部４４に対して複数の第１凹部４２が連通している。
【００５１】
上記構成の第２変形例によれば、各行の第２凹部４４を複数に分断し、これら第２凹部間に幅広の線状部を残している。これにより、第１電極１４の全ての面方向で機械的強度が向上するとともに、第１電極の給電抵抗についても異方性を緩和することができる。
【００５２】
なお、前述した第１の実施形態では、第２凹部４４を流通溝３２ａと並行に構成したが、第２凹部４４が流通溝３２ａと直交する方向に第１電極１４を設置するようにしてもよい。
【００５３】
（第３変形例）  
図１９は、第２変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図、図２０は、第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図、図２１は、図２０の線Ｇ−Ｇに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図、図２２は、図２０の線Ｈ−Ｈに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図である。
【００５４】
第３変形例によれば、第１電極１４は、第１表面１７ａに形成され第１凹みＲ１を構成する多数の第１凹部４２を有している。第１電極１４の第２表面１７ｂに形成されている第２凹部は、貫通孔４７により形成されている。すなわち、複数の貫通孔４７が基材１７の第１表面１７ａおよび第２表面１７ｂに開口している。貫通孔４７は、例えば、第１凹部４２の幅Ｗ１よりも大径の円形に形成され、すなわち、貫通孔４７は、第２方向Ｙの開口長さが第１凹部４２の幅Ｗ１よりも長く形成されている。１つの貫通孔４７に対して複数の第１凹部４２が連通している。  
第１電極１４の第１凹部４２は高精細が要求されるためエッチングやフォトリソグラフィにより形成するが、第２凹部としての貫通孔４７は低精細であり既存の打ち抜き加工により形成してもよい。
【００５５】
（第４変形例）  
図２３は、第４変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図である。第４変形例によれば、第１電極１４の第１表面１７ａに形成され第１凹みＲ１を構成する複数の第１凹部４２は、第１方向Ｘに連続ではなく、複数に分割して形成されている。すなわち、各行の第１凹部４２は、第１方向Ｘに所定の間隔を置いて並ぶ複数の第１凹部４２を含んでいる。各第１凹部４２の長さは、第２凹部４４の幅Ｗ３よりも長く形成されている。これにより、第１凹部４２と第２凹部４４との交差部が互いに連通し、複数の貫通孔４６を構成している。１つの第２凹部４４に対して複数の第１凹部４２が連通している。
【００５６】
上記構成の第４変形例によれば、各行の第１凹部４２を複数に分割し、これら第１凹部間に線状部を残している。これにより、第１電極１４の全ての面方向で機械的強度が向上するとともに、第１電極の給電抵抗についても異方性を緩和することができる。
【００５７】
（第５変形例）  
図２４は、第５変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図である。第１電極１４の第１表面１７ａに形成される第１凹部４２は、直線状に限らず、他の形状としてもよい。第５変形例によれば、第１電極１４の第１表面１７ａに形成されている複数の第１凹部４２は、直線状ではなく、第１方向Ｘに沿って延びる、複数個所で屈曲した線状に形成している。
【００５８】
（第６変形例）  
図２５は、第５変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図である。第５変形例によれば、第１電極１４の第１表面１７ａに形成され第１凹みＲ１を構成している複数の第１凹部４２は、第１方向Ｘに沿って延びる、複数個所で湾曲した線状あるいは波状に形成している。
【００５９】
（第７変形例）  
図２６は、第７変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図、図２７は、第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図、図２８は、図２６の線Ｉ−Ｉに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図である。
【００６０】
図２６ないし図２８に示すように、第７変形例によれば、第１電極１４の第１表面１７ａに形成された第１凹みＲ１は、複数の第１凹部４２に加えて複数の第３凹部４５を有している。隣接する第１凹部４２間を隔てる壁部の少なくとも一部に切欠きを設けることで、第３凹部４５を形成している。複数の第３凹部４５は、貫通孔４６以外の領域でそれぞれ第１表面１７ａに開口し、それぞれ隣合う第１凹部４２を互いに連通している。本変形例において、各第３凹部４５は、第１方向Ｘに隣合う２つの貫通孔４６間の領域の大部分に亘って延在している。
【００６１】
上記構成の第７変形例によれば、複数の第３凹部を設けることにより、隔膜に接触する第１表面１７ａの面積を一層低減することができる。また、電極の主たる反応領域は、第１凹みＲ１の底面であり、第３凹部を設けることにより、反応領域の面積を広げることができる。
【００６２】
（第８変形例）  
図２９は、第８変形例に係る第１電極の一部を拡大して示す斜視図、図３０は、第１電極を第１表面側から見た第１電極の平面図、図３１は、図３０の線Ｊ−Ｊに沿った第１電極および陰イオン交換膜の断面図である。
【００６３】
図２９ないし図３０に示すように、第８変形例によれば、第１電極１４の基本構成は前述した第７変形例と同一であるが、複数の第３凹部４５は、第１方向Ｘに隣合う２つの貫通孔４６間の領域において、第１方向Ｘに間欠的に複数個所に設けられている。すなわち、隣接する第１凹部４２間を隔てる壁部を部分的に残すように、複数の第３凹部４５を形成している。本変形例では、第１方向Ｘに隣合う２つの貫通孔４６間の領域において、例えば、４つの第３凹部４５を設けている。また、複数の第３凹部４５は、第２方向Ｙに沿って一列に並んで設けられている。
【００６４】
上記構成の第８変形例では、複数の第３凹部を間欠的に設けることにより、すなわち、各第３凹部の長さあるいは幅を小さくすることにより、第１凹みＲ１に沿って撓む隔膜の変形量を低減し、隔膜と電極と位置をより正確に規定することができる。
【００６５】
更に、第８変形例によれば、図３１に示すように、第１電極１４は、第１表面１７ａを除いて、第１凹みＲ１上に形成された触媒層５４を備えている。すなわち、第１電極１４において、隔膜に接する領域である第１表面１７ａにだけ触媒を形成していない。これにより、隔膜に接する第１表面では電解反応をさせず、隔膜の寿命を延命させることができる。
【００６６】
なお、第８の変形例において、複数の第３凹部は、第２方向Ｙに直線状に並んで設けられた構成としたが、これに限らず、複数の第３凹部は、第１方向に互いにずれて並んでいてもよく、例えば、千鳥状に並んで設ける構成としてもよい。
【００６７】
本発明は上述した実施形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。  
例えば、第１電極および第２電極は、矩形状に限定されることなく、他の種々の形状を選択可能である。各構成部材の材料は、前述した実施形態および変形例に限定されるものではなく、他の材料を適宜選択可能である。前述した電極構造は、第１電極のみに限らず、第２電極（陰極）に適用してもよい。電解装置の電解槽は、３室型の電解槽に限定されることなく、２室型あるいは１室型の電解槽、その他、電極を用いた電解槽全般に適用することができる。電解質や生成物も塩や次亜塩素酸に限るものではなく、様々な電解質や生成物に展開してもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月11日(2016.3.11)
【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】
第１電極と、この第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に配置された少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽を備え、
前記第１電極は、前記隔膜に対向する第１表面と、前記隔膜と反対側に位置する第２表面とを有する１枚の板状に形成され、前記第１表面に第１パターンで形成された複数の第１凹部を有し、前記第１凹部は、前記第１表面から離間した底面と、前記第２表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有する電解装置。
【請求項２】
前記複数の第１凹部は、前記第１電極の第１表面に開口する開口面積が前記第１表面の面積に対して、６０％以上である請求項１に記載の電解装置。
【請求項３】
前記貫通孔の開口率は、前記第１電極の第１表面の面積の３０％以下である請求項１に記載の電解装置。
【請求項４】
前記貫通孔の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率は、前記第１凹部の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率の半分以下である請求項１に記載の電解装置。
【請求項５】
前記第１凹部の深さは、前記第１電極の厚さの半分よりも浅く形成されている請求項１に記載の電解装置。
【請求項６】
前記第１凹部の深さは、０．５ｍｍ以内である請求項５に記載の電解装置。
【請求項７】
前記第１凹部の各々は、複数の前記貫通孔を有している請求項１に記載の電解装置。
【請求項８】
前記第１電極は、前記第２表面に前記第１パターンと異なる第２パターンで形成された複数の第２凹部を有し、前記第２凹部の各々の複数個所は前記第１凹部に連通して前記貫通孔をそれぞれ形成している請求項１に記載の電解装置。
【請求項９】
前記第１凹部は、それぞれ第１方向に延び、前記第２凹部は、それぞれ前記第２表面に開口し、それぞれ前記第１方向と交差する第２方向に前記第１凹部の幅よりも大きい開口長さを有し、
前記第１凹部の前記第１方向の長さは、前記第２凹部の前記第１方向の幅よりも長く形成され、１つの第２凹部に複数の前記第１凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項８に記載の電解装置。
【請求項１０】
前記複数の第１凹部はその幅方向に第１ピッチで並んで設けられ、前記第２凹部は、その幅方向に第２ピッチで並んで設けられ、前記第２ピッチは前記第１ピッチよりも大きい請求項９に記載の電解装置。
【請求項１１】
前記第１凹部の第１ピッチは、０．８ｍｍ以下である請求項１０に記載の電解装置。
【請求項１２】
前記第２凹部の第２ピッチは、１ｍｍ以上である請求項１０に記載の電解装置。
【請求項１３】
前記第１凹部の配列ピッチＰ１から前記第１凹部の開口幅Ｗ１を引いた値が０．３ｍｍ以下である請求項１０に記載の電解装置。
【請求項１４】
前記第２凹部の深さは、前記第１電極の厚さの半分よりも深く形成されている請求項９に記載の電解装置。
【請求項１５】
前記第２凹部の各々は、前記第１方向と異なる第２方向に沿って延びている請求項９に記載の電解装置。
【請求項１６】
１つの前記第１凹部に複数の前記第２凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項１５に記載の電解装置。
【請求項１７】
前記第１凹部は、前記第１電極の有効領域の一端から他端まで前記第１方向に沿って連続的に延び、前記第２凹部は、前記第１電極の有効領域の一端から他端まで前記第２方向に沿って連続的に延びている請求項１５に記載の電解装置。
【請求項１８】
前記第１凹部および前記第２凹部は、直線状に延在している請求項１７に記載の電解装置。
【請求項１９】
前記第１凹部は、前記第１方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項１７に記載の電解装置。
【請求項２０】
前記第２凹部は、前記第２方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項１８に記載の電解装置。
【請求項２１】
前記第２凹部は、前記第１電極を貫通する貫通孔で構成されている請求項９に記載の電解装置。
【請求項２２】
前記第１凹部は、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第１表面に開口し、それぞれ隣合う前記第１凹部を互いに連通した複数の第３凹部を含んでいる請求項１に記載の電解装置。
【請求項２３】
前記第１電極は、前記第１表面を除いて、前記第１凹部に形成された触媒層を備えている請求項１に記載の電解装置。
【請求項２４】
電解装置に用いる電極であって、
板状に形成され、
隔膜に対向する第１表面と、
前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、  
前記第１表面に第１パターンで形成された複数の第１凹部と、を備え、
前記第１凹部は、前記第１表面から離間した底面と、前記第２表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有する電極。
【請求項２５】
前記複数の第１凹部は、前記第１表面に開口する開口面積が前記第１表面の面積に対して、６０％以上である請求項２４に記載の電極。
【請求項２６】
前記貫通孔の開口率は、前記第１表面の面積の３０％以下である請求項２４に記載の電極。
【請求項２７】
前記貫通孔の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率は、前記第１凹部の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率の半分以下である請求項２４に記載の電極。
【請求項２８】
前記第１凹部の深さは、前記電極の厚さの半分よりも浅く形成されている請求項２４に記載の電極。
【請求項２９】
前記第１凹部の深さは、０．５ｍｍ以内である請求項２８に記載の電極。
【請求項３０】
前記第２表面に前記第１パターンと異なる第２パターンで形成された複数の第２凹部を有し、前記第２凹部の複数個所は前記第１凹部に連通して前記貫通孔を形成している請求項２４に記載の電極。
【請求項３１】
前記第１凹部は、それぞれ前記第１表面に開口し第１方向に延び、前記第２凹部は、それぞれ前記第２表面に開口し、それぞれ前記第１方向と交差する第２方向に前記第１凹部の幅よりも大きい開口長さを有し、
前記第１凹部の前記第１方向の長さは、前記第２凹部の前記第１方向の幅よりも長く形成され、１つの第２凹部に複数の前記第１凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項３０に記載の電極。
【請求項３２】
前記第１凹部は、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第１表面に開口し、それぞれ隣合う前記第１凹部を互いに連通した複数の第３凹部を含んでいる請求項２４に記載の電極。
【請求項３３】
前記第１表面を除いて、前記第１凹部に形成された触媒層を備えている請求項２４に記載の電極。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
実施形態によれば、電解装置は、第１電極と、この第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に配置された少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽を備えている。第１電極は、隔膜に対向する第１表面と、隔膜と反対側に位置する第２表面とを有する１枚の板状に形成され、前記第１表面に第１パターンで形成された複数の第１凹部を有し、前記第１凹部は、前記第１表面から離間した底面と、前記第２表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有している。
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月22日(2016.12.22)
【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】
第１電極と、この第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に配置された少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽を備え、
前記第１電極は、前記隔膜に対向する第１表面と、前記隔膜と反対側に位置する第２表面と、を有する１枚の板状に形成され、前記第１表面に第１パターンで形成された複数の第１凹部と、前記第１パターンと異なる第２パターンで前記第２表面に形成された複数の第２凹部と、を有し、前記第１凹部は、それぞれ前記第１表面に平行な第１方向に沿って延在し、前記第１表面から離間した底面と、前記第２表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有し、前記第２凹部は、それぞれ前記第２表面に開口し、それぞれ前記第１表面と平行で前記第１方向と交差する第２方向に前記第１凹部の幅よりも大きい開口長さを有し、前記第１凹部の前記第１方向の長さは、前記第２凹部の前記第１方向の幅よりも長く形成され、１つの第２凹部に複数の前記第１凹部が連通してそれぞれ前記貫通孔を形成している電解装置。
【請求項２】
前記複数の第１凹部は、前記第１電極の第１表面に開口する開口面積が前記第１表面の面積に対して、６０％以上である請求項１に記載の電解装置。
【請求項３】
前記貫通孔の開口率は、前記第１電極の第１表面の面積の３０％以下である請求項１に記載の電解装置。
【請求項４】
前記貫通孔の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率は、前記第１凹部の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率の半分以下である請求項１に記載の電解装置。
【請求項５】
前記第１凹部の深さは、前記第１電極の厚さの半分よりも浅く形成されている請求項１に記載の電解装置。
【請求項６】
前記第１凹部の深さは、０．５ｍｍ以内である請求項５に記載の電解装置。
【請求項７】
前記第１凹部の各々は、複数の前記貫通孔を有している請求項１に記載の電解装置。
【請求項８】
前記複数の第１凹部はその幅方向に第１ピッチで並んで設けられ、前記第２凹部は、その幅方向に第２ピッチで並んで設けられ、前記第２ピッチは前記第１ピッチよりも大きい請求項１に記載の電解装置。
【請求項９】
前記第１凹部の第１ピッチは、０．８ｍｍ以下である請求項８に記載の電解装置。
【請求項１０】
前記第２凹部の第２ピッチは、１ｍｍ以上である請求項８に記載の電解装置。
【請求項１１】
前記第１凹部の配列ピッチＰ１から前記第１凹部の開口幅Ｗ１を引いた値が０．３ｍｍ以下である請求項８に記載の電解装置。
【請求項１２】
前記第２凹部の深さは、前記第１電極の厚さの半分よりも深く形成されている請求項１に記載の電解装置。
【請求項１３】
前記第２凹部の各々は、前記第２方向に沿って延在している請求項１に記載の電解装置。
【請求項１４】
１つの前記第１凹部に複数の前記第２凹部が連通してそれぞれ貫通孔を形成している請求項１３に記載の電解装置。
【請求項１５】
前記第１電極は有効領域を有し、前記複数の第１凹部は、それぞれ前記第１電極の有効領域の一端から他端まで前記第１方向に沿って連続的に延在している請求項１に記載の電解装置。
【請求項１６】
前記複数の第２凹部は、それぞれ前記第１電極の有効領域の一端から他端まで前記第２方向に沿って連続的に延在している請求項１５に記載の電解装置。
【請求項１７】
前記第１凹部および前記第２凹部は、直線状に延在している請求項１６に記載の電解装置。
【請求項１８】
前記第１凹部は、前記第１方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項１５に記載の電解装置。
【請求項１９】
前記第２凹部は、前記第２方向に隙間を置いて複数に分割されている請求項１６に記載の電解装置。
【請求項２０】
前記第２凹部は、前記第１電極を貫通する貫通孔で構成されている請求項１に記載の電解装置。
【請求項２１】
前記第１凹部は、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第１表面に開口し、それぞれ隣合う前記第１凹部を互いに連通した複数の第３凹部を含んでいる請求項１に記載の電解装置。
【請求項２２】
前記第１電極は、前記第１表面を除いて、前記第１凹部に形成された触媒層を備えている請求項１に記載の電解装置。
【請求項２３】
電解装置に用いる電極であって、
板状に形成され、
隔膜に対向する第１表面と、
前記第１表面の反対側に位置する第２表面と、
前記第１表面に第１パターンで形成された複数の第１凹部と、  
前記第１パターンと異なる第２パターンで前記第２表面に形成された複数の第２凹部と、を備え、
前記第１凹部は、前記第１凹部は、それぞれ前記第１表面に平行な第１方向に沿って延在し、前記第１表面から離間した底面と、前記第２表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有し、
前記第２凹部は、それぞれ前記第２表面に開口し、それぞれ前記第１表面と平行で前記第１方向と交差する第２方向に前記第１凹部の幅よりも大きい開口長さを有し、前記第１凹部の前記第１方向の長さは、前記第２凹部の前記第１方向の幅よりも長く形成され、１つの第２凹部に複数の前記第１凹部が連通してそれぞれ前記貫通孔を形成している電極。
【請求項２４】
前記複数の第１凹部は、前記第１表面に開口する開口面積が前記第１表面の面積に対して、６０％以上である請求項２３に記載の電極。
【請求項２５】
前記貫通孔の開口率は、前記第１表面の面積の３０％以下である請求項２３に記載の電極。
【請求項２６】
前記貫通孔の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率は、前記第１凹部の前記第１表面の全面積に対する開口面積比率の半分以下である請求項２３に記載の電極。
【請求項２７】
前記第１凹部の深さは、前記電極の厚さの半分よりも浅く形成されている請求項２３に記載の電極。
【請求項２８】
前記第１凹部の深さは、０．５ｍｍ以内である請求項２７に記載の電極。
【請求項２９】
前記複数の第１凹部は、それぞれ有効領域の一端から他端まで前記第１方向に沿って連続して延在し、前記第２凹部は、前記有効領域の一端から他端まで前記第２方向に沿って連続的に延在している請求項２３に記載の電極。
【請求項３０】
前記第１凹部および前記第２凹部は、直線状に延在している請求項２９に記載の電極。
【請求項３１】
前記第２凹部は、前記第１電極を貫通する貫通孔で構成されている請求項２３に記載の電極。
【請求項３２】
前記第１凹部は、前記貫通孔以外の領域でそれぞれ前記第１表面に開口し、それぞれ隣合う前記第１凹部を互いに連通した複数の第３凹部を含んでいる請求項２３に記載の電極。
【請求項３３】
前記第１表面を除いて、前記第１凹部に形成された触媒層を備えている請求項２３に記載の電極。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
実施形態によれば、電解装置は、第１電極と、この第１電極に対向する第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に配置された少なくとも１つの隔膜と、を有する電解槽を備えている。第１電極は、前記隔膜に対向する第１表面と、前記隔膜と反対側に位置する第２表面と、を有する１枚の板状に形成され、前記第１表面に第１パターンで形成された複数の第１凹部と、前記第１パターンと異なる第２パターンで前記第２表面に形成された複数の第２凹部と、を有し、前記第１凹部は、それぞれ前記第１表面に平行な第１方向に沿って延在し、前記第１表面から離間した底面と、前記第２表面および前記底面の一部に開口する貫通孔と、を有し、前記第２凹部は、それぞれ前記第２表面に開口し、それぞれ前記第１表面と平行で前記第１方向と交差する第２方向に前記第１凹部の幅よりも大きい開口長さを有し、前記第１凹部の前記第１方向の長さは、前記第２凹部の前記第１方向の幅よりも長く形成され、１つの第２凹部に複数の前記第１凹部が連通してそれぞれ前記貫通孔を形成している。
【国際調査報告】
2016043109.tif 000034
2016043109.tif 000035
2016043109.tif 000036
2016043109.tif 000037