(57)【要約】  電極と、  前記電極と対向する集電板と、  前記電極と前記集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、  前記弾性体と前記集電板との間に位置する電極固定用部材と、  を備え、  前記電極の周縁部の少なくとも一部が、前記電極固定用部材と前記集電板との間で固定されている、電極構造体。
2020009241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、
前記電極と対向する集電板と、
前記電極と前記集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、
前記弾性体と前記集電板との間に位置する電極固定用部材と、
を備え、
前記電極の周縁部の少なくとも一部が、前記電極固定用部材と前記集電板との間で固定されている、電極構造体。
【請求項２】
前記電極の全周縁部が、前記電極固定用部材と前記集電板との間で固定されている、請求項１に記載の電極構造体。
【請求項３】
前記電極の、前記電極固定用部材と前記集電板との間に位置する部分の長さが、５ｍｍ以上３０ｍｍ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。
【請求項６】
第１の電極と、当該第１の電極と対向する集電板と、当該第１の電極と集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する第１の弾性体と、を備える構造体から、当該第１の電極を除去する第１の工程と、
第２の電極を前記集電板上に配置する第２の工程と、
前記第２の電極の周縁部の少なくとも一部を前記集電板上で湾曲させ、電極固定用部材を用い、当該第２の電極の湾曲された部分の少なくとも一部を当該集電板上に固定する第３の工程と、
を含む、電極構造体の製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程において、前記第１の弾性体をさらに除去し、
前記第２の工程において、第２の弾性体を前記集電板上に配置した後、前記第２の電極を前記集電板上に配置する、請求項６に記載の電極構造体の製造方法。
【請求項８】
第１の電極と、当該第１の電極と対向する第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、当該第１の電極と当該集電板の当該第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、を備える構造体から、当該第１の電極を除去する除去工程と、
前記集電板の周縁部の少なくとも一部を切断して、前記構造体の内部に切欠部を形成する切断工程と、
第２の電極を前記弾性体上に配置し、当該第２の電極の周縁部の少なくとも一部を、前記切欠部を経由して前記第２面上に位置するように湾曲させる湾曲工程と、
を含む、電極構造体の製造方法。
【請求項９】
前記湾曲工程において、前記弾性体の周縁部の少なくとも一部を、前記切欠部を経由して前記第２面上に位置するように湾曲させる、請求項８に記載の電極構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記構造体が、前記第１の電極に接着部材を介して接着するフランジをさらに備え、
前記除去工程において、前記接着部材を除去することにより、前記第１の電極を前記フランジから分離させる、請求項８又は９に記載の電極構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極構造体、電極構造体の製造方法、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、ガスケットのシール性を維持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】
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。【００１１】
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、その第１の目的は、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にある。【００１２】
また、本発明の第２の目的は、電極等の部材交換に伴う電解セル内部での損傷を低減できる、電極構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、第１の目的に関して、電極の縁部を所定の形状として電極固定部材で固定することにより、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。さらに、第２の目的に関して、集電板の周縁部の少なくとも一部を切断する所定の工程と、電極の周縁部の少なくとも一部を湾曲させる所定の工程により、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。【００１４】
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集電板と、
前記電極と前記集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、
前記弾性体と前記集電板との間に位置する電極固定用部材と、
を備え、
前記電極の周縁部の少なくとも一部が、前記電極固定用部材と前記集電板との間で固定されている、電極構造体。
［２］
前記電極の全周縁部が、前記電極固定用部材と前記集電板との間で固定されている、［１］に記載の電極構造体。
［３］
前記電極の、前記電極固定用部材と前記集電板との間に位置する部分の長さが、５ｍｍ以上３０ｍｍ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。
［６］
第１の電極と、当該第１の電極と対向する集電板と、当該第１の電極と集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する第１の弾性体と、を備える構造体から、当該第１の電極を除去する第１の工程と、
第２の電極を前記集電板上に配置する第２の工程と、
前記第２の電極の周縁部の少なくとも一部を前記集電板上で湾曲させ、電極固定用部材を用い、当該第２の電極の湾曲された部分の少なくとも一部を当該集電板上に固定する第３の工程と、
を含む、電極構造体の製造方法。
［７］
前記第１の工程において、前記第１の弾性体をさらに除去し、
前記第２の工程において、第２の弾性体を前記集電板上に配置した後、前記第２の電極を前記集電板上に配置する、［６］に記載の電極構造体の製造方法。
［８］
第１の電極と、当該第１の電極と対向する第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、当該第１の電極と当該集電板の当該第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、を備える構造体から、当該第１の電極を除去する除去工程と、
前記集電板の周縁部の少なくとも一部を切断して、前記構造体の内部に切欠部を形成する切断工程と、
第２の電極を前記弾性体上に配置し、当該第２の電極の周縁部の少なくとも一部を、前記切欠部を経由して前記第２面上に位置するように湾曲させる湾曲工程と、
を含む、電極構造体の製造方法。
［９］
前記湾曲工程において、前記弾性体の周縁部の少なくとも一部を、前記切欠部を経由して前記第２面上に位置するように湾曲させる、［８］に記載の電極構造体の製造方法。
［１０］
前記構造体が、前記第１の電極に接着部材を介して接着するフランジをさらに備え、
前記除去工程において、前記接着部材を除去することにより、前記第１の電極を前記フランジから分離させる、［８］又は［９］に記載の電極構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
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。さらに、本発明によれば、電極等の部材交換に伴う電解セルの内部での損傷を低減できる、電極構造体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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、図４に示す電解セルの一部を拡大して示す断面図である。
【図６】図６は、従来の電解セルの断面構成を示す図である。
【図７】図７は、図３に示す電解セルの一部（除去工程実施前）を拡大して示す断面図である。
【図８】図８は、図３に示す電解セルの一部（除去工程実施後；切断工程実施前）を拡大して示す断面図である。
【図９】図９は、図３に示す電解セルの一部（切断工程実施後；湾曲工程実施前）を拡大して示す断面図である。
【図１０】図１０は、図３に示す電解セルの一部（一態様に係る湾曲工程を実施した後）を拡大して示す断面図である。
【図１１】図１１は、図３に示す電解セルの一部（他の態様に係る湾曲工程を実施した後）を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
＜第１実施形態＞
〔電極構造体〕
本実施形態の電極構造体は、電極と、前記電極と対向する集電板と、前記電極と前記集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、前記弾性体と前記集電板との間に位置する電極固定用部材と、を備え、前記電極の周縁部の少なくとも一部が、前記電極固定用部材と前記集電板との間で固定されている。
このように、本実施形態の電極構造体においては、電極の周縁部の少なくとも一部が電極固定用部材と集電板との間に折りこまれた構造を有しているため、電極を図６に示すように溶接することなく集電板に固定でき、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。
以上のとおり、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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（導電性を有する弾性体）４４とが設けられている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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織ったものを波付け加工したものでよい。
【００３５】
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。
【００３６】
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の表面４０ａ（陰極３８に対向する表面）と電極固定用部材３９との間に折り込まれている。具体的には、陰極３８の上端部は、集電板４０の表面４０ａ上で折り曲げられ、その上から電極固定用部材３９により集電板４０に固定されている。ここで、図４の点線で囲まれた部分Ｒ近傍を拡大した図５に例示するように、集電板４０上に配される電極固定用部材３９は、領域Ｒ１では固定されておらず、領域Ｒ２において集電板４０上に固定される。このとき、領域Ｒ１において、電極固定用部材３９と集電板４０との間に空隙を形成することができるため、当該空隙に陰極３８の周縁部を折り込まれた状態で、陰極３８が物理的に固定される。なお、電極固定用部材の形状としては、図５の例に限定されず、集電板と電極固定用部材とが固定されていない領域において陰極３８を折り込むことができるものであればよい。
なお、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従来技術において生じうる隙間腐食を避けるべく、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（後述する第実施形態を参照）。通常、電解セルにおける集電板とフランジとの空隙は非常に狭く、例えば集電板とフランジとの間の距離が２ｍｍ以下となるように構成されている。そのため、このような折りこみのためには集電板の周縁部の少なくとも一部を切断する等の処理により切欠部を形成する必要がある。一方、本実施形態の電極構造体の構成によれば、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することも、集電板の周縁部の少なくとも一部を切断して陰極を折りこむ操作も必要とすることなく、陰極３８を集電板４０に固定することができる。したがって、陰極室枠体のシール面上における隙間腐食や金属屑が発生することによる電解セル内部の損傷の問題を防止できる。
さらに、通常のゼロギャップ電解槽では、電極の周縁部における電極とイオン交換膜との距離が電極の中央部に比べて大きくなる、すなわち、イオン交換膜と電極との距離が大きくなる領域が存在するが（図６のＬ１参照）、本実施形態においては、電極固定用部材の厚みの分、電極及び弾性体の周縁部の厚みが十分に確保され、イオン交換膜と電極との距離が大きくなる領域が減少する（図４のＬ２参照）。すなわち、図４及び図６を同スケールとしたとき、Ｌ１＞Ｌ２となる。結果としてゼロギャップを好ましく維持でき、膜損傷が防止されると共に電解性能が向上する。なお、ここでいう厚みは、集電板からイオン交換膜に向かう方向の厚みを意味する。
【００３７】
固定の方法については、特に限定されず、例えば、溶接が挙げられる。
電極固定用部材３９の材質としては、以下に限定されないが、例えば、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、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材質も用いることができる。
また、電極固定用部材３９の厚みは、０．２〜１．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．４〜０．８ｍｍである。電極固定用部材３９の厚みが０．２ｍｍ以上である場合、陰極３８及びマットレス４４の周縁部の厚みが十分に確保され、結果としてゼロギャップを好ましく維持でき、膜損傷がより防止されると共に電解性能がより向上する傾向にある。電極固定用部材３９の厚みが１．０ｍｍ以下である場合、陰極３８が過度にイオン交換膜５側に押圧されることを防止でき、膜損傷をより低減できる傾向にある。
【００３８】
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の寸法に切断されて取り付けられていることが好ましい。ここで、陰極３８が集電板４０の表面４０ａと電極固定用部材３９との間に位置する部分（通電部よりも長い部分）の寸法（折り込み長さＬ３）は、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましく、８ｍｍ以上２５ｍｍ以下であることがより好ましい。折り込み長さＬ３が３０ｍｍ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Ｌ３が５ｍｍ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。なお、折り込み長さＬ３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。
【００３９】
なお、図４には、陰極３８の上部の構成を示しているが、陰極３８は、下端部も集電板４０の表面４０ａ上で折り曲げられ、他の電極固定用部材で固定されていてもよい。すなわち、陰極３８の両端部（全周縁部）が集電板４０の表面４０ａ上で折り曲げられ、他の電極固定用部材で固定されていてもよい。このようにすることで、陰極３８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の外周縁部の全てを集電板４０の表面４０ａ上で折り曲げ、各電極固定用部材で陰極３８を固定することで、さらに強固に集電板４０に固定することができる。
【００４０】
集電板４０に陰極３８を固定する際、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。
【００４１】
陰極３８を集電板４０の表面４０ａ上で折り曲げる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の端部を集電板４０の表面４０ａ上で折り曲げることができる。作業性の観点から、陰極３８を折り曲げる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を折り曲げることがより容易となる傾向にある。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。
【００４２】
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。
【００４３】
〔電極構造体の製造方法〕
本実施形態に係る電極構造体の製造方法は、第１の電極と、当該第１の電極と対向する集電板と、当該第１の電極と集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する第１の弾性体と、を備える構造体から、当該第１の電極を除去する第１の工程と、第２の電極を前記集電板上に配置する第２の工程と、前記第２の電極の周縁部の少なくとも一部を前記集電板上で湾曲させ、電極固定用部材を用い、当該第２の電極の湾曲された部分の少なくとも一部を当該集電板上に固定する第３の工程と、を含む。このように構成されているため、本実施形態に係る電極構造体の製造方法によれば、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を得ることができる。
【００４４】
本実施形態における第１の工程では、第１の電極と、当該第１の電極と対向する集電板と、当該第１の電極と集電板との間に位置し、かつ、導電性を有する第１の弾性体と、を備える構造体から、当該第１の電極を除去する。
本実施形態における第１の電極は、陰極であっても陽極であってもよい。第１の電極としては、本実施形態の電極構造体について説明した陰極及び陽極を適宜用いることができる。
本実施形態における集電板及び第１の弾性体についても、本実施形態の電極構造体について説明した集電板及び弾性体を適宜用いることができる。
【００４５】
第１の電極を除去する方法としては、特に限定されず、種々公知の方法を用いて実施することができる。例えば、構造体が図６に示す構造を有する場合においては、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１０２上に接着部材（ニッケル製のテープ）１０６を介して陰極１０４が貼られており、さらにガスケット１０８が貼られている。本実施形態における構造体が、このように構成されている場合、すなわち、第１の電極に接着部材１０６を介して接着するフランジ（枠体）１０１をさらに備える場合、第１の工程において、接着部材１０６を除去することにより、陰極１０４を前記フランジ１０１から分離させる操作を行うことが好ましい。かかる分離操作を具体的に説明すると、まず、ニッケル製のテープとフランジとの複数の溶接点をヘラで切断すること等を行うことにより、接着部材１０６を除去することができる。
【００４６】
第１の工程において、第１の電極だけでなく、さらに第１の弾性体を交換のために併せて除去してもよい。その際、具体的には、例えば、第１の弾性体と集電体の溶接部を切断する等により第１の弾性体を除去することができる。
【００４７】
本実施形態における第２の工程では、第２の電極を集電板上に配置する。本実施形態における第２の電極は、第１の電極が陰極である場合は陰極であり、第１の電極が陽極である場合は陽極である。第２の電極としても、第１の電極と同様に、本実施形態の電極構造体について説明した陰極及び陽極を適宜用いることができる。
配置の方法としては、後続する第３の工程を実施できるように配置される限り特に限定されない。ここで、第１の工程において、第１の弾性体をさらに除去する場合、第２の工程において、第２の弾性体を集電板上に配置した後、第２の電極を集電板上に配置することが好ましい。
【００４８】
本実施形態における第３の工程では、第２の電極の周縁部の少なくとも一部を集電板上で湾曲させ、電極固定用部材を用い、当該第２の電極の湾曲された部分の少なくとも一部を当該集電板上に固定する。ここで、湾曲された部分とは、第２の電極の周縁部において、湾曲が始まる部分から縁部までを意味する。本実施形態における電極固定用部材としては、本実施形態の電極構造体について説明した電極固定用部材を適宜用いることができる。
固定の方法としては、特に限定されず、例えば、溶接が挙げられる。溶接による固定の具体例としては、図４のように、集電板４０の周縁部（すなわち、集電板４０の縁部４０ｃ側）に電極固定用部材３９を配置し、スポット溶接を行うことで、集電板４０と電極固定用部材３９とを固定する。このとき、以下に限定されないが、次の工程により固定を行うことが好ましい。すなわち、電極固定用部材３９における、集電板４０の縁部４０ｃとは逆側（集電板４０の面方向中央側）に位置する端部を溶接にて固定する。すなわち、電極固定用部材３９と集電板４０との間のスポット溶接されていない部分には、切欠部を設けることができ、この切欠部に、端部を湾曲させた陰極３８の当該湾曲部分を挿入することにより、陰極３８を電極固定用部材３９と集電板４０との間に物理的に固定することができる。より具体的には、図４の点線で囲まれた部分Ｒ近傍を拡大した図５に例示するように、集電板４０上に配される電極固定用部材３９は、領域Ｒ１では固定されておらず、領域Ｒ２において集電板４０上に固定される。このとき、領域Ｒ１において、電極固定用部材３９と集電板４０との間に切欠部を形成することができるため、当該切欠部に陰極３８の周縁部を折り込むことで、陰極３８が物理的に固定される。領域Ｒ１及び領域Ｒ２の位置決めについては、特に限定されず、陰極３８の折り込み長さ、電極固定用部材３９の材質等を考慮して適宜調整することができる。なお、電極固定用部材の形状としても、図５に例示した略Ｌ字形状に限定されず、平板等の他の形状を適宜採用することができる。
【００４９】
＜第２実施形態＞
〔電極構造体の製造方法〕
本実施形態に係る電極構造体の製造方法（説明の便宜上、以下では「第２の製造方法」ともいう。）は、第１の電極と、当該第１の電極と対向する第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、当該第１の電極と当該集電板の当該第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、を備える構造体から、当該第１の電極を除去する除去工程と、前記集電板の周縁部の少なくとも一部を切断して、前記構造体の内部に切欠部を形成する切断工程と、第２の電極を前記弾性体上に配置し、当該第２の電極の周縁部の少なくとも一部を、前記切欠部を経由して前記第２面上に位置するように湾曲させる湾曲工程と、を含む。
このように構成されているため、本実施形態に係る電極構造体の製造方法においては、簡便に電極構造体（説明の便宜上、第２実施形態に係る電極構造体を以下では「第２の電極構造体」ともいい、前述した第１実施形態に係る電極構造体を以下では「第１の電極構造体」ともいう。）が得られるだけでなく、電極等の部材交換に伴う電解セルの内部での損傷を低減できる。すなわち、既存の電解セルにおける既存の電極、弾性体及び集電板（以下、既存の電極構造体について、単に「構造体」ともいう。）の部材を交換するに際して、簡便な操作で行うことができるだけでなく、電解セルの内部での損傷を低減することができる。
【００５０】
以下、第２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。まず、第２の電極構造体を適用した電解セル及び電解槽については、第１の電極構造体に代えて第の電極構造体を適用したことを除き、第１実施形態と同様であり（図１〜３参照）、ここでは説明を省略する。なお、第２実施形態で使用できる陰極、陽極、集電板、マットレス等の電解セルないし電解槽を構成する部材についても第１実施形態と同様であり、第１実施形態で説明した材質や形状を有する部材を第２実施形態に適用できる。
以下、第２の製造方法における各工程を説明する。
【００５１】
（除去工程）
本実施形態において、第１の電極と、当該第１の電極と対向する第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、当該第１の電極と当該集電板の当該第１面との間に位置し、かつ、導電性を有する弾性体と、を備える構造体は、本実施形態における除去工程を実施する前の構造体の状態を表したものである。本実施形態における構造体の構成は、以下に限定されないが、図７に示す例においては、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３４ａに接着部材（ニッケル製のテープ）３５を介して陰極３８が貼られており、さらにガスケット３６が貼られている。本実施形態における構造体が、このように構成されている場合、すなわち、既存電極に接着部材３５を介して接着するフランジ（枠体）３４をさらに備える場合、除去工程において、接着部材３５を除去することにより、陰極３８を前記フランジ３４から分離させる操作を行うことが好ましい。かかる分離操作を具体的に説明すると、まず、ニッケル製のテープとフランジとの複数の溶接点をヘラで切断すること等を行うことにより、接着部材３５を除去することができる。
図７の例において、除去工程を実施した後の構成を図８に示す。図８の状態から、さらにマットレス４４を交換のために除去してもよい。その際、具体的には、例えば、マットレスと集電体の溶接部を切断する等によりマットレス４４を除去することができる。
【００５２】
（切断工程）
本実施形態において、除去工程を実施した後、すなわち、図８に例示する状態において、切断工程を実施する。切断工程においては、図９に例示するように、集電板４０の周縁部の少なくとも一部を切断して除去し、構造体の内部に切欠部Ｓを形成する。図９において、集電板４０の点線で示す部分が切断した部分に該当する。かかる切断工程により、集電板４０の縁部が縁部４０ｃの位置まで短くなり、これによって切欠部Ｓが形成される。
後続する湾曲工程の実施しやすさの観点から、集電板４０の縁部４０ｃからフランジ３４までの最短距離で表される切欠部Ｓの長さは、３〜１０ｍｍであることが好ましく、４〜７ｍｍであることがより好ましい。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。
【００５３】
（湾曲工程）
本実施形態において、切断工程を実施した後、すなわち、図９に例示する状態において、湾曲工程を実施する。湾曲工程においては、図１０に例示するように、陰極３８’をマットレス４４上に配置し、陰極３８’の周縁部の少なくとも一部を、切欠部Ｓを経由して裏面（第２面）４０ｂ上に位置するように湾曲させる。なお、図８の状態から、さらにマットレス４４を交換のために除去した場合は、別のマットレスを集電板４０上に配置した後、当該マットレス上に陰極３８’を配置する。別のマットレスを配置する際、当該マットレスをスポット溶接により集電板４０上に固定してもよいし、後述するように陰極３８’と共に湾曲工程に供することで集電板４０上に固定してもよい（図１１参照）。かかる操作により、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切欠部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。このようにして、溶接を行うことなく陰極３８’を集電板４０、すなわち電解セル中で固定することができる。ここで、第１の電極に該当する陰極３８が、電解性能が低下した既存電極に該当し、かつ、第２の電極に該当する陰極３８’が新品の（電解性能が低下していない）電極に該当する場合、電解性能の低下を解消することができる。
【００５４】
さらに、本実施形態においては、図８に例示するように、湾曲工程において、陰極３８’だけでなく、マットレス４４の周縁部の少なくとも一部を、切欠部Ｓを経由して裏面４０ｂ上に位置するように湾曲させることが好ましい。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側に折り返されることが好ましい。
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より効果的に防止できる。
【００５５】
湾曲工程を実施する上で、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、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。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５ｍｍ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。
【００５６】
なお、図１０〜１１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側に折り込むことにより、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、所定の除去工程、切断工程及び湾曲工程を実施することで、陰極３８’及びマットレス４４の各端部が、集電板４０の縁部４０ｃを跨いで集電板４０の裏面４０ｂ側に折り込まれた構成の電極構造体が容易に得られる。すなわち、本実施形態に係る電極構造体の製造方法によれば、溶接を行わずに陰極３８’及びマットレス４４を交換することができ、且つ、電解セル３を長期に渡って損傷なく使用することができる。
【００６０】
また、図１０及び図１１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。
【００６１】
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、第２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】
【００６２】
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。【００６３】
［実施例１］
集電板として、エクスパンデッドメッシュ加工したニッケル板であって、サイズが１１５４ｍｍ×２３５４ｍｍのニッケル板（厚み１．２ｍｍ）を準備した。この集電板４０の周縁部４辺を幅７０ｍｍで全て覆うようにＮｉエキスパンドメタル（電極固定用部材３９；厚み１．０ｍｍ）をスポット溶接で固定した。このとき、電極固定用部材における、集電板４０の縁部４０ｃとは逆側（集電板４０の面方向中央側）に位置する端部近傍のみを溶接にて固定することとした。すなわち、図５のＲ２に対応する領域のみを溶接することによって電極固定用部材３９を集電板４０上に固定し、Ｒ１に対応する領域は固定しなかった。このように周縁部において電極固定用部材３９をスポット溶接した集電板４０に、線径０．１５ｍｍのマットレス４４をスポット溶接で固定した（集電板４０の面方向中央部分）。このとき、集電板４０上の、電極固定用部材３９が存在しない部分に、マットレス４４を溶接することとした。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３８を、当該陰極３８の端部が集電板４０と電極固定用部材３９との間に挿入されるように、直径１００ｍｍの回転ローラーを用いて折り曲げた（図４参照）。すなわち、その折り曲げられた陰極３８の端部が、集電板４０とその周縁部に溶接された電極固定用部材３９の間に生じた隙間に挿入されるように、平板状の部材を用いて折り込んだ。このときの陰極３８の折り込み長さ（図４に示される折り込み長さＬ３）は１０ｍｍであった。
この電解セルを電解槽に組み込み、このセルの陰極と対をなす陽極にはエクスパンデッドメッシュ加工したチタン板の表面に、ルテニウム、イリジウム、チタンを成分とする酸化物を被覆することにより製作したものを用い、イオン交換膜にはＡＣＩＰＬＥＸ（登録商標）Ｆ６８０１を用いて、陽極液として３００ｇ／Ｌの塩水を供給し、陰極室には、排出付近で、苛性ソーダ濃度が３２重量％となるように希薄苛性ソーダを供給し、電解温度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２９日間の計３３日間電解した。また、陽極液の排出口付近の塩水の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損傷等の異常がなかった。また、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。【００６４】
［実施例２］
横幅が２４００ｍｍ、高さが１２８９ｍｍのゼロギャップ電解セル（構造は図７に示すとおり）であって、陰極として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ものを用い、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、マットレスとして、ニッケル製編物（線径０．１５ｍｍ）を用いた、電解セルを準備した。この電解セルを、電解槽に組み込み、イオン交換膜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８０〜９０℃、陽極室側ガス圧を４０ｋＰａ、陰極室側ガス圧を４４ｋＰａ、電流密度６ｋＡ／ｍ２で１年間以上運転を行った（以下、単に「運転１」ともいう。）。当該運転後に電解槽から電解セルを取り出し、次の操作を行った。
まず、電解セルのシール面上でスポット溶接により陰極（既存陰極）３８を固定するために用いられていた接着部材（ニッケル製のテープ）３５を、当該スポット溶接部をヘラで切断することによって剥がし、続いて既存陰極３８も電解セルから取り外した（除去工程；図８参照）。引き続き、スポット溶接で取り付けられていたマットレスを取り除いた。【００６５】
集電板４０の周辺４辺を丸ノコ歯を取り付けたサンダーで切断したのち、切断面のバリをやすりで研磨し、集電板４０の縁部４０ｃからフランジ３４までの最短距離で表される切欠部Ｓの長さを５ｍｍとした（切断工程；図９参照）。【００６６】
このように周辺を切断した集電板４０に線型０．１５ｍｍのマットレス４４をスポット溶接で固定した。さらに、マットレス４４上に陰極３８’を配置した。折り込み長さを１０ｍｍとして、直径１００ｍｍの回転ローラーで陰極３８’の周縁部を、切欠部Ｓを経由して集電板４０の裏面４０ｂ上に位置するように湾曲させた。すなわち、陰極３８’の周縁部を、集電板４０の裏面４０ｂ側へ折り込んで固定した（湾曲工程；図１０参照）。陰極３８’としては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ものを用いた。【００６７】
この電解セルを電解槽に組み込み、イオン交換膜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８０〜９０℃、陽極室側ガス圧を４０ｋＰａ、陰極室側ガス圧を４４ｋＰａ、電流密度６ｋＡ／ｍ２で１２か月間以上、安定した性能を示した。【００６８】
［比較例１］
実施例２と同様に運転１を行い、当該運転後に電解槽から取り出された電解セルに対して、実施例２と同様の除去工程を実施した。次いで、幅４ｍｍ、厚み０．０８ｍｍのニッケル製のテープを用いて、スポット溶接で既存陰極と同素材の陰極をシール面に固定した（図７参照）。この電解セルを実施例２と同様の電解槽に組み込み、イオン交換膜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８０〜９０℃、陽極室側ガス圧を４０ｋＰａ、陰極室側ガス圧を４４ｋＰａ、電流密度６ｋＡ／ｍ２で１年間運転を行った。かかる運転後、イオン交換膜を外して電解セルを観察したが、損傷は見られなかった。一方、前述した除去工程と同様にしてニッケル製のテープを剥がし、シール面を観察したところ、下部シール面に孔食と見られる直径０．５ｍｍの穴が３カ所見つかった。【００６９】
上記結果より、本実施形態に係る電極構造体の製造方法によれば、電極等の部材交換に伴う電解セルの内部での損傷を低減できることがわかる。【００７０】
本出願は、２０１８年７月６日出願の日本特許出願（特願２０１８−１２９２７６号及び特願２０１８−１２９１３９号）に基づくものであり、それらの内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１  電解槽、
２２  陽極室、
３２  陰極室、
３８  陰極、
３９  電極固定用部材
４０  集電板、
４０ａ  表面（第１面）、
４０ｂ  裏面（第２面）、
４０ｃ  縁部、
４２  リブ（支持体）、
４４  マットレス（弾性体）
【図１】
2020009241.tif 000003
【図２】
2020009241.tif 000004
【図３】
2020009241.tif 000005
【図４】
2020009241.tif 000006
【図５】
2020009241.tif 000007
【図６】
2020009241.tif 000008
【図７】
2020009241.tif 000009
【図８】
2020009241.tif 000010
【図９】
2020009241.tif 000011
【図１０】
2020009241.tif 000012
【図１１】
2020009241.tif 000013
【国際調査報告】
2020009241.tif 000014
2020009241.tif 000015
2020009241.tif 000016
2020009241.tif 000017