DE2808556A1

DE2808556A1 - COVERING FOR AN ELECTRODE FOR AN ELECTROLYTIC CELL OF THE DIAPHRAGMATYPE AND METHOD OF MANUFACTURING IT

Info

Publication number: DE2808556A1
Application number: DE19782808556
Authority: DE
Inventors: Steven Jeffrey Specht
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1977-02-28
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1978-08-31
Also published as: FR2381837A1; NL7713138A; JPS53106679A; BR7708418A; IT1090946B; CA1114777A; AU3097377A; BE864400A

Description

" Umhüllung für eine Elektrode für eine elektrolytische Zelle des Diaphragmatyps und Verfahren zu ihrer Herstellung ""Cover for an electrode for an electrolytic cell of the diaphragm type and method for its manufacture"

beanspruchte Priorität: 28. Februar 1977, V.St.A., Nr. 772Claimed priority: February 28, 1977, V.St.A., No. 772

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umhüllung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 12 zur Herstellung einer Umhüllung.The invention relates to a casing according to the preamble of claim 1 and a method according to the The preamble of claim 12 for the production of a casing.

Seit vielen Jahren werden für die Erzeugung von Chlor und Natriumhydroxid handelsübliche Diaphragmenzellen benutzt, die ein sedimentiertes Diaphragma aus abgelagerten Fasern, gewöhnlich Asbest, verwenden. Während dies zur Herstellung von Chlor ganz zufriedenstellend war, wies das Natriumhydroxid eine relativ geringe Konzentration und beträchtliche Mengen an unerwünschtem Natriumchlorid auf.Chlorine and sodium hydroxide have been used for the production of chlorine and sodium hydroxide for many years commercially available diaphragm cells, which are a sedimented diaphragm made of deposited fibers, usually Asbestos. While this was quite satisfactory for the production of chlorine, the sodium hydroxide had a relatively low concentration and substantial amounts of undesirable sodium chloride.

Vor kurzem-wurden Materialien hergestellt, die für Diaphragmen zur Herstellung von Natriumhydroxid in erhöhter Konzentration verwendet werden können, während der Gehalt an Natriumchlorid wesentlich reduziert wird. Diese Materialien, die Ionenaustausch-Recently, materials have been created that can be used for diaphragms for the production of sodium hydroxide can be used in increased concentration, while the content of sodium chloride is significantly reduced. These materials, the ion exchange

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eigenschaften aufweisen, werden aus einem oder aus einer Kombination polymerer Materialien hergestellt. Die Materialien können in Form von durchgehenden Blättern bzw. Bögen hergestellt werden, um sich über eine Gruppe von Elektroden zu erstrecken. Sie können auch in der Form einer Umhüllung hergestellt werden, die an einzelnen Elektroden angebracht wird. Es ist wichtig, daß die Anbringung der hergestellten Diaphragmen so durchgeführt wird, daß das Diaphragma wirkungsvoll abgedichtet bzw. verschlossen wird, um eine unerwünschte Leckage in die Elektrodenabteilung hinein oder aus der Elektrodenabteilung heraus zu verhindern. Eine Leckage, die von schlechten Abdichtungen entlang den Nähten oder Verbindungen herrührt, kann eine wesentliche Verringerung des Stromwirkungsgrades ergeben.properties are made up of one or a combination made of polymeric materials. The materials can be made in the form of continuous sheets or sheets, to extend over a group of electrodes. They can also be made in the form of a wrap, which is attached to individual electrodes. It is important that the diaphragms produced are installed in this way is that the diaphragm is effectively sealed or closed to prevent undesirable leakage into the electrode compartment in or out of the electrode compartment. A leak resulting from poor seals along the seams or connections can result in a substantial reduction in power efficiency.

Es ist bekannt, hergestellte bzw. vorgefertigte Diaphragmen z.B. mittels Klammern bzw. spreizbarer Halter anzubringen. In der US-PS 1 797 377 sind Klammern mit versetzten bzw. abgewinkelten Klauen verwendet, die zwei Enden der diaphragmaumhüllten Elektrode umspannen, diese zusammendrücken und die Ränder zwischen der Klammer und einer Abstützplatte festpressen. Dieses Verfahren dichtet den Bereich über dem Oberteil der Elektroden nicht wirksam ab und erfordert, daß das Diaphragma ohne ein Zusammenwirken benachbarter Klammern gesondert an jede Elektrode geklemmt wird.It is known to manufacture prefabricated diaphragms e.g. to be attached by means of clamps or expandable holders. In US Pat. No. 1,797,377, brackets are staggered or angled Claws are used to span two ends of the diaphragm-coated electrode, compressing them and the edges between the clamp and a support plate. This procedure does not seal the area over the top of the electrodes effectively and requires that the diaphragm be clamped to each electrode separately without the interaction of adjacent clamps will.

In der US-PS 3 373 032 werden flexible Halter zur Befestigung eines Diapnragmas verwendet, wobei ein U-förmiger zusammenpreßbarer Halter in Verbindung mit einem mondförmigen dehn-In US-PS 3,373,032 flexible holders are used for the attachment of a Diapnragmas, whereby a U-shaped compressible Holder in connection with a moon-shaped stretchable

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baren bzw. spreizbaren Halter zur Anwendung kommt. Der mondförmige Halter ist über dem Diaphragma in dem Bereich zwischen benachbarten Kathoden so angeordnet, daß sich ein Ende über einen Bereich der einen Kathode erstreckt und das andere Ende einen Bereich der benachbarten Kathode überdeckt. Der U-förmige Halter ist am Oberteil der Kathode so angeordnet, daß er nach unten über je ein Ende von zwei benachbarten mondförmigen Haltern klemmt.bar or expandable holder is used. The moon-shaped one Holder is arranged over the diaphragm in the area between adjacent cathodes so that one end extends over one Area of one cathode extends and the other end covers an area of the adjacent cathode. The U-shaped holder is arranged on the upper part of the cathode so that it goes down over one end of two adjacent moon-shaped holders stuck.

In der US-PS 3 980 544 ist die Befestigung eines vorgefertigten Diaphragmas zur Umhüllung von Elektroden unter Verwendung von Klammern beschrieben, die einen angrenzenden Rand eines jeden von zwei benachbarten Diaphragmen abdichten. Die Klammern sind so zwischen den benachbarten Elektroden angeordnet, daß für jede Elektrode ein Paar Klammern erforderlich sind. Während die Klammern die offenen Ränder des Diaphragmas zufriedenstellend abschließen, ist es wünschenswert, die Einfachheit bzw. Leichtigkeit der Abdichtung des Diaphragmas entlang der oberen und unteren Ränder zu verbessern.In US-PS 3,980,544 the attachment of a prefabricated Diaphragm for encasing electrodes using clamps is described which adjoins an adjacent edge of a seal each of two adjacent diaphragms. The clamps are arranged between the adjacent electrodes that a pair of clamps are required for each electrode. While the clamps the open edges of the diaphragm satisfactorily To conclude, it is desirable to consider the simplicity of sealing the diaphragm along the top and lower margins to improve.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute und vereinfacht anklemmbare Umhüllung einer Elektrode zu schaffen.The object of the invention is to provide a simply structured and simplified to create clampable covering of an electrode.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Umhüllung erfindungsgemäß so gestaltet, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben, und ein Verfahren zur Herstellung der Umhüllung ist so ausgeführt, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12 angegeben.According to the invention, the envelope is designed to solve this problem designed as indicated in the characterizing part of claim 1, and a method for producing the envelope is so carried out as indicated in the characterizing part of claim 12.

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Die erfindungsgemäße Umhüllung zur Ummantelung einer Elektrode schafft eine äußere Begrenzung in Form einer flachen Fläche. Die erfindungsgemäße Umhüllung erlaubt ferner die Verwendung vereinfachter Methoden des Anklammerns bzw. Festklemmens. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine elektrolytische Zelle vom Diaphragmatyp zur Elektrolyse von wäßrigen Salzlösungen, die die beschriebene Elektrodenumhüllung aufweist.The sheathing according to the invention for sheathing an electrode creates an outer boundary in the form of a flat surface. The casing according to the invention also allows its use simplified methods of clinging or clamping. The invention also relates to an electrolytic cell of the diaphragm type for the electrolysis of aqueous salt solutions, which has the electrode cover described.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in teilweise schematischen Zeichnungen noch näher erläutert. In allen Zeichnungen haben entsprechende Teile gleiche Nummern. Es zeigen:In the following, the invention will be explained in more detail with the aid of several exemplary embodiments in partially schematic drawings explained. Corresponding parts are numbered alike in all drawings. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Umhüllung;1 shows a perspective side view of an embodiment of the casing according to the invention;

Fig. 2 eine Rückansicht der Umhüllung aus Fig. 1;Figure 2 is a rear view of the enclosure of Figure 1;

Fig. 3 Einzelheiten einer Nase an der Umhüllung aus Fig. 1;3 shows details of a nose on the casing from FIG. 1;

Fig. 4 eine perspektivische Seitenansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform der Umhüllung;4 shows a perspective side view of another embodiment of the casing according to the invention;

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Teilschnitts der Umhüllung aus Fig. 4;Fig. 5 is a front view of a partial section of the enclosure of Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform der Umhüllung;6 shows a perspective side view of a further embodiment of the casing according to the invention;

Fig. 7 eine Vorderansicht eines mit einer erfindungsgemäßen Umhüllung ummantelten Elektrodenpaares;7 shows a front view of a pair of electrodes encased in a casing according to the invention;

Fig. 8 eine Seitenansicht einer Elektrode aus Fig. 7;Fig. 8 is a side view of an electrode from Fig. 7;

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und
Fig. 9 einen Teilschnitt entlang der Linie 9-9 aus Fig„ 7,and
FIG. 9 shows a partial section along the line 9-9 from FIG. 7;

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsfofm, in der die Umhüllung 10, die aus einem flexiblen Werkstoff gemacht ist, ein vorderes geschlossenes Ende 12 und ein hinteres offenes Ende 14 aufweist. Die oberen und unteren Endbereiche des offenen Endes 14 werden von Nasen 16 bzw. Ansatzlappen gebildet. Obere und untere geschlossene Ränder bzw. Seiten 18 sind durch im wesentlichen geradlinige Siegelungen, die an den Nasen 16 abschließen, gebildet. Die Nasen 16 sind jeweils entlang den zu den abgeschlossenen Rändern 18 angrenzenden Rändern 20 durch eine im Winkel zu den Siegelungen der verschlossenen Ränder 18 stehende Siegelung abgeschlossen. Wie es am deutlichsten in Fig. 3 gezeigt ist, beträgt der äußere Winkel der Siegelung zwischen dem Rand 20 und dem Rand 18 in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 ungefähr 90°.1 to 3 show an embodiment according to the invention, in which the envelope 10, which is made of a flexible material has a front closed end 12 and a rear open end 14. The top and bottom end areas of the open end 14 are formed by lugs 16 or lugs. Upper and lower closed margins or sides 18 are formed by essentially rectilinear seals which terminate at the lugs 16. The lugs 16 are each along the edges 20 adjoining the closed edges 18 by an angle to the seals of the closed Edges 18 standing seal completed. As shown most clearly in FIG. 3, the outer angle of the seal between the edge 20 and the edge 18 in the embodiment of FIGS. 1 to 3 approximately 90 °.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform der Umhüllung, bei der die Umhüllung 10 durch das Verbinden von oberen und unteren Randabschnitten bzw» Einfassungsabschnitten 22 mit einem Zentralabschnitt 24 gebildet ist, wobei für die Randabschnitte 22 und den Zentralabschnitt 24 unterschiedliche Werkstoffe verwendet sind. Am Randabschnitt 22 sind geschlossene Ränder 18 und Nasen 16 gebildet. Der4 and 5 show another embodiment of the invention of the cover, in which the cover 10 by connecting is formed by upper and lower edge sections or »border sections 22 with a central section 24, wherein different for the edge portions 22 and the central portion 24 Materials are used. Closed edges 18 and lugs 16 are formed on the edge section 22. Of the

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äußere Winkel zwischen der Siegelung am Rand 20 der Nasen 16 und den geradlinigen Siegelungen an den verschlossenen Rändern 18 ist größer als 90°.external angles between the seal on the edge 20 of the tabs 16 and the rectilinear seals on the closed edges 18 is greater than 90 °.

Fig. 6 zeigt eine weitere Äusführungsform der Umhüllung 10, bei der der äußere Winkel zwischen der Siegelung entlang den Rändern 20 der Nasen 16 und der Siegelung entlang der verschlossenen Ränder 18 weniger als 90° beträgt.Fig. 6 shows a further embodiment of the envelope 10, at that is the outer angle between the seal along the edges 20 of the tabs 16 and the seal along the closed Edges 18 is less than 90 °.

Fig. 7 zeigt die Vorderansicht eines mit erfindungsgemäßen Umhüllungen 10 ummantelten Elektrodenpaares. Wie in der Seitenansicht der Fig. 8 gezeigt,- ist die Elektrode 26 mit einer Umhüllung 10, die ein abgeschlossenes Ende 12 aufweist, ummantelt. Die Lappen 16 sind gedreht und teilweise durch die Klammer 23 abgedeckt. Die Klammer 28 dichtet beispielsweise unter Verwendung von Schrauben 38 die Lappen 16 gegen den Flansch 30 ab. Die genannten Siegelungen können dichte Verbindungen sein.FIG. 7 shows the front view of a pair of electrodes encased with casings 10 according to the invention. As in the side view 8, the electrode 26 is covered with a sheath 10 which has a closed end 12. The tabs 16 are rotated and partially covered by the bracket 23. The clip 28 seals using, for example the tabs 16 against the flange 30 of screws 38. The seals mentioned can be tight connections.

Wie in Fig. 9 gezeigt, weisen die Klammern 28 einen oberen Bereich 34 und einen unteren Bereich 36 auf, die durch eine Schraube miteinander verbunden sind, und schließen die Lappen 16 an dem Flansch 30 so, daß sie parallel zur Rückplatte 40, an der Flansch 30 beispielsweise durch Anschweißen befestigt ist, zu liegen kommen.As shown in Fig. 9, the brackets 28 have an upper portion 34 and a lower area 36, which are connected to one another by a screw, and close the Tabs 16 on the flange 30 so that they are parallel to the back plate 40, attached to the flange 30, for example by welding is to come to rest.

Die neuartige erfindungsgemäße Umhüllung ist aus einem Material aufgebaut, das als ein poröses Diaphragma oder als eine Ionenaustauschmembrane in einer elektrolytischen Zelle vom Diaphragma-The novel casing according to the invention is made of one material constructed as a porous diaphragm or as an ion exchange membrane in an electrolytic cell from the diaphragm

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~~ 2 B Π 8 Fi 5 2 B Π 8 Fi 5

typ v.-'rv/endet werden kann. Das Material sollte flexibel und siegelungs- bzw. verbindungsfähig sein, beispielsweise durch Heißsiegeln, Verkleben, Verschweißen, Vernähen oder unter Verwendung von Siegelungsmitteln. Geeignete Materialien sind ζ» B. Kunststoffe, wie Polytetrafluoräthylen, Polypropylen oder Polyvinylidenchlorid ; Flachmaterial oder textilartige Erzeugnisse aus anorganischen Materialien wie Asbest; und Ionenaustauschharze. type v .- 'rv / can be ends. The material should be flexible and be sealable or connectable, for example by heat sealing, gluing, welding, sewing or using of sealing agents. Suitable materials are ζ »B. plastics such as polytetrafluoroethylene, polypropylene or polyvinylidene chloride ; Flat material or textile-like products made from inorganic materials such as asbestos; and ion exchange resins.

Ionenaustauschharze, die als Umhüllungsstoffe verwendet werden können, weisen Fluorkohlenstoffe mit nachfolgenden Resten auf:Ion exchange resins used as coating materials can have fluorocarbons with the following residues:

andother

Hierbei beträgt m von 2 bis 10; das Verhältnis M zu N wird so gewählt, daß es ausreichend ist, ein Äquivalentgewicht von 600 bis 2000 sicherzustellen; X ist ausgewählt aus: (i) A, oderHere, m is from 2 to 10; the ratio M to N is chosen so that it is sufficient, an equivalent weight of 600 to ensure by 2000; X is selected from: (i) A, or

~fr^a ~ fr ^a

z^p z ^p

wobei ρ von 1 bis 3 geht, Z Fluor oder ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, und die Maßgabe gilt, daß in einem der Fälle (i) und (ii) oder in beiden Fällen (i) und (ii) A einer der nachstehenden Reste ist:where ρ is from 1 to 3, Z is fluorine or a perfluoroalkyl radical with 1 to 10 carbon atoms, and the proviso applies that in one of cases (i) and (ii) or in both cases (i) and (ii) A is one of the following:

SO₃H,SO ₃ H,

CF₂SO₃H,CF ₂ SO ₃ H,

CCl₂SO₃H,CCl ₂ SO ₃ H,

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X¹SO₃H,
PO₃H₂/
PO₂H₂,
COOH,
und
X¹OH
wobei X¹ ein Arylenrest ist.X ¹ SO ₃ H,
PO ₃ H ₂ /
PO ₂ H ₂ ,
COOH,
and
X ¹ OH
where X ^{1 is} an arylene radical.

Bevorzugte Ionenaustauschharze sind solche, in denen X COOH, SO₃H, OCF₂-CF₂-SO₃H oder OCF₂-CF₂-COOH ist.Preferred ion exchange resins are those in which X is COOH, SO ₃ H, OCF ₂ -CF ₂ -SO ₃ H or OCF ₂ -CF ₂ -COOH.

Eine geeignete Umhüllung ist aus Perfluorcarbonsäureharzen hergestellt, mit der Formel:
CF₂CF₂CFCF₂ A suitable coating is made from perfluorocarboxylic acid resins, with the formula:
CF ₂ CF ₂ CFCF ₂

(OCF₂CF)_n - OCF₂CF₂COOH(OCF ₂ CF) _n - OCF ₂ CF ₂ COOH

CF₃ CF ₃

Hierbei ist η eine ganze Zahl von 0 bis etwa 3.Here, η is an integer from 0 to about 3.

Bevorzugte Substanzen für die erfindungsgemäßen Umhüllungen sind Perfluorsulfonsäureharze, die aus Mischpolymerisaten eines Perfluorolefins und eines fluorsulfonierten Perfluorvinyläthers aufgebaut sind. Geeignete Perfluorolefine umfassen Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Octafluorbutylen und höhere Homologe. Bevorzugte Perfluorolefine umfassen Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, wobei Tetrafluoräthylen besonders bevorzugt wird. Die fluorsulfonierten Perfluorvinyläther sind Verbindungen der FormelPreferred substances for the coatings according to the invention are perfluorosulfonic acid resins, which are made from copolymers of a Perfluoroolefins and a fluorosulfonated perfluorovinyl ether are constructed. Suitable perfluoroolefins include tetrafluoroethylene, Hexafluoropropylene, octafluorobutylene and higher homologues. Preferred perfluoroolefins include tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene being particularly preferred will. The fluorosulfonated perfluorovinyl ethers are compounds the formula

FSO₂CFRCF₂OCCFYCF₂O]_nCF=CF₂ (D.FSO ₂ CFRCF ₂ OCCFYCF ₂ O] _n CF = CF ₂ (D.

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ist R eim Esst_f der sums der aims Flt&oar Tmaaä eine» Ferfluoralk^Jxesit sit 1 bis etwa S K©fiElemsfcoff atoeeim bestetiemdea .t ist«, Y ist eim anus dejr aas FItooe" ιιωκϊis R eim Esst _f der sums der aims Flt & oar Tmaaä a "Ferfluoralk ^ Jxesit sit 1 to about SK © fiElemsfcoff atoeeim bestetiemdea .t ist", Y ist eim anus dejr aas FItooe "ιιωκϊ

Mest 5 ns ist sinsAt least 5 ns is sins

SaMI wcdeL· O bis etasa 3. Beispiele deraritiger fInnoirsii2lfoimiert.erSaMI wcdeL · O to etasa 3. Examples of such fInnoirsii2lfoimiert.er

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sialfensierte Perf I ixei demem. R Flimorsialfensiert Perf I. ixei demem. R Flimor

sisßäl solche der ofaigesi Y eiime itiflTnorBetltylgnuppe ist.sisßäl those of the ofaigesi Yiime is itiflTnorBetltylgnuppe.

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Perf Imissr—/ä-|2—f Imor—Perf Imissr— / ä- | 2 — f Imor—

Verfahren herge—Procedure

stellt sein, die im.OS-FS 3 O4I 317, OS-PS 3 2S2 $75_ff OS-PS OS-PS 3 718 627 bescliriebeini sind»which are im.OS-FS 3 O4I 317, OS-PS 3 2S2 $ 75 _ff OS-PS OS-PS 3 718 627 bescliriebeini »

Pie Copolymerisate _t die im der erfiniiTniirEgsgemäffieia_ff kstioEiischen, diirehlassigkeitsselektiveni CpeEEtselekti^ert} Kemibrajae bzw. Diapkragma). ^erwemdet werden,. kÖEiiaea mach Verfahren hergestellt sein, die im EES-PS 3 Ο41 317, EIS-PS 3 2S2 875 und OS-PS 3 6§2 569 bejeni sind.Pie copolymers _t _ff in the erfiniiTniirEgsgemäffieia kstioEiischen, diirehlassigkeitsselektiveni CpeEEtselekti ^ ert} Kemibrajae or Diapkragma). ^ be used. kÖEiiaea mach procedures that are in EES-PS 3 Ο41 317, EIS-PS 3 2S2 875 and OS-PS 3 6§2 569 bejeni.

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ü-iw zestan Fluarkahlenstoffpolynterisate sind durch Copolymerisation des Perf LuorcLef ins , beispielsweise des "Tetrafluoräthyleits, mit: dem. sulfonierten PerfIttorvinyläther und anschließende Umwandlung; der FS⁷Ci₂-GrIIpPe zu SQ_K oder einer Suslfonatgxuppe. (wie eimern ÄlkaXlmstailsttlforcati oder einer Mischung davon hergestellt« Das Sjuivalejatgewicht. des Perfluorkohlenstoff— Hischpalvmerisaits reicafc von etwa 9QO bis etwa ISOO und vorzugsweise vart etwa. LLQQ his etwa I5QO. Das Äquivalentge^icirt ist diabei als diurciisdin.it.fcLi.ch.es Molekulargewicht, pro Salfonjflgruppeü-iw zestan Fluarkahlenstoffpolynterisate are produced by copolymerization of the Perf LuorcLef ins, for example the "Tetrafluoroäthyleit, with: the. sulfonated PerfIttorvinyläther and subsequent conversion; the FS ⁷ Ci ₂ -GrIIpPe to SQ_K or a Suslfonatgxuppe "The equivalent weight of the perfluorocarbon Hischpalvmerisaits reicafc from about 90 to about ISOO, and preferably ranges from about LLQQ to about 15QO. The equivalent weight is here as diurciisdin.it.fcLi.ch.es molecular weight, per Salphonjflgruppe

Eine besonders kevarzugfce kafcioaxscire permselektive Sis ist eine PerfluLaarsoilfoiisäareharz—Campositiaernbrane _y die vom E«I. IäuPoitt. de Kemamxs & Co. hergestellt und handelsüblicfe EKniter deca WarenzexckeiE "EiAFICK" CKationenaustaasciter auf der öasis vom gerfliiorscilfoniertein. PolyfcetrafluorätErylertJ· vertxi.e£ieEt wird.A particularly kevarzugfce kafcioaxscire permselective sis is a PerfluLaarsoilfoiisäareharz — Campositiaernbrane _y that of the E «I. IäuPoitt. manufactured by Kemamxs & Co. and commercially available EKniter deca WarenzexckeiE "EiAFICK" CKationenaustaasciter on the basis of gerfliiorscilfoniertein. PolyfcetrafluorätErylertJ · vertxi.e £ ieEt is.

Als üäEüMlltiELcy geeignet ist aucä eine haRdelsüblicEt erhältliche Sufastamz» die eine stabile perfltEorierte ¥erbinduKg aufweist,, die voit W.L·* Gare and Associates, Inc., Elktoni* Maryland, V.St.A. unter dem Warenzeichen "GOHE—TEX™ vertrieben- wird.Also suitable as a äEüMlltiELcy is a sufastamz available by the trade "which has a stable perfltEorated bond", which is produced by WL * Gare and Associates, Inc., Elktoni * Maryland, V.St.A. is sold under the trademark "GOHE-TEX ™".

Erf indcrngsg-enäSe Cfciiüllungen weisen* ein geschlossenes Ende» ein offenes Ende und zwei geschlossene Seiten auf. Mindestens eine geschlossene Seite hat einen dent offenen Ende !benachbartenInventive fillings have a closed end » one open end and two closed sides. At least one closed side has an adjacent dent open end!

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Au^aczlappenbereich. Der Ansatzlappen ist flexibel und kann geschwenkt, oder verdreht werden, um eine im wesentlichen flache Oberfläche zu schaffen, an der eine Klammervorrichtung zum wirkungsvollen Abdichten oder Anschließen der Umhüllungen entlang den oberen und unteren Rändern verwendet werden kann.External flap area. The attachment flap is flexible and can be swiveled, or twisted to create a substantially flat surface on which a clamping device can be used effective sealing or splicing of the enclosures along the top and bottom edges can be used.

Das geschlossene Ende der Umhüllung kann durch Falzung bzw. Umfalten eines Teils des Materials oder durch geeignete Siegelung zweier Materialteile gebildet werden. Ein Hauptbereich der abgeschlossenen Seiten weist eine im wesentlichen geradlinige Siegelung auf. Ein Lappenbereich hat eine Abdichtung, die in einem Winkel zur Abdichtung am Hauptbereich steht. Zusätzlich schließt die Abdichtung am Lappenbereich an die Abdichtung des Hauptbereichs an, so daß die Umhüllung entlang der Seiten dicht ist. Wie in den Fig. 1, 3 bis 4 und 6 gezeigt, kann der Winkel an der Abdichtung des Lappens jede geeignete Größe annehmen, z. B. einen äußeren Winkel von etwa 60 bis etwa 120 , vorzugsweise von etwa 80° bis etwa 100°. Der innere Winkel bzw. Materialwinkel beträgt deshalb etwa 300 bis etwa 240° und vorzugsweise etwa 280 bis 260°. Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 wird der äußere Winkel von einer Geraden aus gemessen, die durch die im wesentlichen geradlinige Siegelung entlang des Hauptbereichs der geschlossenen Seiten geht oder zu dieser parallel verläuft. Für die Länge des Lappenbereichs kann jede geeignete Länge gewählt werden, die einen Lappenbereich schafft, der' verdreht oder geschwenkt bzw. gebogen werden kann, um eine im wesentlichen flache Ober-The closed end of the envelope can be formed by folding or folding over part of the material or by suitable sealing two pieces of material are formed. A major portion of the closed sides has a substantially rectilinear one Seal on. A flap area has a seal that is at an angle to the seal on the main area. In addition, the seal on the flap area adjoins the seal on the main area, so that the envelope extends along it the sides are tight. As shown in Figures 1, 3-4 and 6, the angle at the seal of the flap can be any Assume appropriate size, e.g. B. an outer angle of about 60 to about 120, preferably from about 80 ° to about 100 °. The inner angle or material angle is therefore approximately 300 to approximately 240 ° and preferably approximately 280 to 260 °. Corresponding the representation in Fig. 3, the outer angle is measured from a straight line through the substantially rectilinear seal goes along or runs parallel to the major portion of the closed sides. For the length of the flap portion can be of any suitable length that creates a flap portion that is twisted or pivoted or can be bent to create a substantially flat surface

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flJ-'Ciie für Abdicht- bzw. Versiegelungszwecke vorzusehen. Beispielsweise sind Lappenbereiche mit einer Länge von etwa 2,54 cm bis etwa 20,3 cm und vorzugsweise von etwa 5,1 cm bis etwa 15,2 cm ausreichend. Für die Lappenbereiche kann jede geeignete Breite verwendet werden.FlJ-'Ciie to be provided for sealing or sealing purposes. For example are lobe areas from about 2.54 cm to about 20.3 cm, and preferably from about 5.1 cm to about 15.2 cm sufficient. Any suitable width can be used for the flap areas.

Um eine Umhüllung mit geeigneten Eigenschaften als Separator, und auch mit geeigneten mechanischen Eigenschaften vorzusehen, kann es wünschenswert sein, wie es in der Ausführungsform der Fig. 4 gezeigt ist, zwei verschiedene Materialien zur Bildung der Umhüllung zu verwenden. Der Zentralabschnitt, der während der Elektrolyse in erster Linie als Separator dient, weist, angebracht entlang mindestens eines Randes, einen Streifen eines Materials mit gewünschten Siegelungseigenschaften und mechanischen Eigenschaften auf. Der Streifen oder Einfassungsabschnitt bildet die abgeschlossene Seite einschließlich des Lappens und ist am Zentralabschnitt z.B. durch Heißverkleben angebracht bzw. befestigt (siehe Fig. 4 bis 5).In order to provide a casing with suitable properties as a separator, and also having suitable mechanical properties to be provided, it may be desirable, as in the embodiment of FIG Fig. 4 is shown to use two different materials to form the envelope. The central section that during serves primarily as a separator for electrolysis, has, attached along at least one edge, a strip of a Materials with the desired sealing properties and mechanical Properties on. The strip or skirt portion forms the closed side including the flap and is on Central section attached or fastened e.g. by hot glueing (see Figs. 4 to 5).

Jeder Streifen ist danach in sich selbst zur Bildung eines abgeschlossenen Randes versiegelt, wobei die Versiegelung im. wesentlichen entlang des Hauptbereichs der Seite geradlinig verläuft und entlang des Lappenbereichs in einem Winkel. Der Lappen kann vorgeschnitten sein oder sein Bereich kann durch Schneiden des Materials entlang der Außenseite der winkeligen Versiegelung gebildet sein, um den Hauptbereich vom Lappenbereich zu trennen.Each strip is then sealed within itself to form a closed edge, the seal being im. runs essentially in a straight line along the main portion of the page and along the lobe area at an angle. The flap can be pre-cut or its area can be cut by cutting of material along the outside of the angled seal to close the main area from the flap area separate.

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Während es bevorzugt wird, einen Lappenbereich an jedem der abgeschlossenen Ränder zu haben, kann eine geeignete Siegelung bzw. Verschließung auch durch Vorsehen eines Lappens an einer geschlossenen Seite und Siegelung bzw. dichte Verschließung der anderen geschlossenen Seite beispielsweise durch das in der US-PS 3 980 544 beschriebene Klammerverfahren erhalten werden.While it is preferred to have a flap area on each of the closed edges, a suitable seal can be used or closure also by providing a flap on a closed side and sealing or tight closure of the other closed side can be obtained, for example, by the stapling method described in US Pat. No. 3,980,544.

Bei dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Umhüllung wird es bevorzugt, die Materialien durch Heißsiegelung zu versiegeln. Wenn die Umhüllung beispielsweise aus einem Perfluorsulf onsäureharz gebildet wird, sind Heißversiegelungstemperaturen von etwa 5o°C bis etwa 36o°C und vorzugsweise von etwa 1oo°C bis etwa 3oo°C gut geeignet. Anwendbare Siegelungsdrücke betragenIn the process for producing the casing according to the invention it is preferred to heat seal the materials. If the casing is made of, for example, a perfluorosulf Onic acid resin is formed, heat sealing temperatures are from about 50 ° C to about 36o ° C, and preferably from about 100 ° C to around 300 ° C well suited. Applicable sealing pressures are

2 22 2

von etwa 1 kp/cm bis etwa 1o kp/cm und vorzugsweise von etwafrom about 1 kgf / cm to about 10 kgf / cm, and preferably from about

2 22 2

2 kp/cm bis etwa 6 kp/cm . Bei Verwendung dieser Temperaturen und Drücke betragen geeignete Ealtezeiten während der Siegelung von etwa 1 Sekunde bis etwa 10 Sekunden und vorzugsweise von etwa 2 Sekunden -bis etwa 6 Sekunden.2 kg / cm to about 6 kg / cm. Using these temperatures and pressures, suitable sealing times are from about 1 second to about 10 seconds, and preferably from about 2 seconds to about 6 seconds.

Die Erfindung wird im weiteren anhand zweier Beispiele erläutert.The invention is explained below with the aid of two examples.

example 1

Zwei Blätter eines Perfluorsulfonsäureharzmembranmaterials {"NAFIGN 427") wurden, um einen Lappen vorzusehen wie in Fig.Two sheets of perfluorosulfonic acid resin membrane material ( "NAFIGN 427") were used to provide a flap as shown in Fig.

1 -dargestellt, zugeschnitten. KAFION 427 "ist eine homogene Folie1 -shown, tailored. KAFION 427 "is a homogeneous film

.bzw. -ein -homogener Film Tnit «iner Stärke von o_v178 mm acts einem "Perf luorsuifonsäureharz-mi-t einem Äquivalentgewiclvt von Ί 2oe, di?e frzw. der Huf «in T-I 2-textilartiges Erzeugnis aus Polytetrafluor-.respectively. -a -homogeneous film with a thickness of o _v 178 mm acts as a "perf luorosulfonic acid resin -with an equivalent weight of Ί 2 oe, the French or the hoof" in TI 2-textile-like product made of polytetrafluor-

835/0 8-8835/0 8-8

ätiij lcii laminiert ist. Zur Bildung eines geschlossenen Endes wurden zwei Ränder der Blätter auf einer thermischen Impuls-Heißsiegelungsmaschine der Fa. Vertrod Inc., Brooklyn, New York, bei einer Temperatur von 26o°C, einem Druck von 3,ο kp/cm und einer Haltezeit von 4,5 Sekunden heißversiegelt. Die Blätter wurden danach geradlinig entlang jeder Seite bis zum Rand des Lappens unter Anwendung der gleichen Heißsiegelungsbedingungen wie oben versiegelt. Anschließend wurde eine Heißsiegelung auf den Ansatzlappenbereich unter einem Winkel von etwa 9o° von der geradlinigen Siegelung entlang jeder Seite angewandt. Diese Siegelung wurde so angebracht, daß sie mit der geradlinigen Siegelung entlang des Hauptbereichs der Seitenkante verbunden war bzw. diese kreuzte. Der Ansatzlappenbereich war etwa 7,6 cm lang. Die Umhüllung wurde an einer Elektrode, die in einer Zelle zur Elektrolyse von Natriumchlorid bei der Herstellung von Chlor und Natriumhydroxid verwendet wurde, installiert. Um eine flache Oberfläche zum Verschließen bzw. Abdichten bzw. Versiegeln einer Umhüllung entlang der oberen und unteren Ränder vorzusehen, wurden die Lappen verdrallt und eine Klammer angebracht (siehe Fig. 9). Während -der Elektrolyse wurde festgestellt, daß die Umhüllung dicht ist und sich jnit den Veränderungen der Betriebs-" bedingungen der Zelle ausdehnt oder zusammenzieht, ohne daß nachteilige mechanische Beanspruchung auf das Separatormaterial ausgeübt wird-ätiij lcii is laminated. To form a closed end two edges of the sheets were placed on an impulse thermal heat sealer from Vertrod Inc., Brooklyn, New York, at a temperature of 26o ° C, a pressure of 3.0 kp / cm and heat-sealed with a holding time of 4.5 seconds. The leaves were then straight along each side to the edge of the flap sealed using the same heat sealing conditions as above. A heat seal was then applied to the Attachment flap area at an angle of about 90 ° from the straight line seal applied along each side. This seal was placed so that it coincides with the straight line Seal was connected or crossed along the main area of the side edge. The neck flap area was approximately 3 inches long. The cladding was attached to an electrode that was used in a cell for the electrolysis of sodium chloride in the production of chlorine and Sodium hydroxide was used installed. To provide a flat surface for closing or sealing a To provide wrapping along the top and bottom edges, the flaps were twisted and a clip was attached (see Fig. 9). During the electrolysis it was found that the The enclosure is tight and changes with the changes in the operating " conditions of the cell expands or contracts without adverse effects mechanical stress is exerted on the separator material

ORSGiN¹AL INSPECTEDORSGiN ¹ AL INSPECTED

8"3S/0-8 8 88 "3S / 0-8 8 8

? a η η 5 5 6? a η η 5 5 6

Example 2

Es wurde eine Hülle des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Typs, ausgehend von einem Blatt eines Perfluorsulfonsäureharzmembranmaterials, hergestellt ("NAFION 391"). NAFION 391 ist eine Verbundfolie mit einer Schicht von o,o25 mm Dicke eines Perfluorsulf onsäureharzes mit einem Äquivalentgewicht von 15oo, die an eine Schicht von o,1 mm Dicke eines Perfluorsulfonsäureharzes mit einem Äquivalentgewicht von 11oo eingebunden ist, wobei die Folie auf ein textilartiges Erzeugnis (T-9ooG) aus Polytetrafluoräthylen laminiert ist. Entlang dem oberen Rand und dem unteren Rand dieses Blattes wurden zwei Streifen eines zweiten Perfluorsäureharzmembranmaterials ("NAFION 427") bei einer Temperatur von 26o°C, einem Druck von 3,ο kp/cm und einer Haltezeit von 4,ο Sekunden unter Anwendung der Heißsiegelungsvorrichtung von Beispiel 1 angesiegelt. Die Streifen waren vorgeschnitten, um einen Lappen angrenzend an das Ende, das als offenes Ende dient, zu schaffen. Zur Bildung des geschlossenen Endes wurde das Blatt gefaltet. Die Streifen wurden danach geradlinig entlang dem oberen und unteren Rand zusammengesiegelt. Danach wurde der Lappen so versiegelt, daß die Siegelung die geradlinige Siegelung unter einem Winkel von etwa 9o° zum geradlinigen Rand traf. Diese Versiegelungen wurden bei der oben verwendeten Temperatur und dem oben verwendeten Druck mit einer Haltezeit von 4,5 Sekunden durchgeführt. Die mit den Randstreifen hergestellte Umhüllung sieht Lappen aus einem Material mitA shell of the type shown in Figures 1 to 3 was made from a sheet of perfluorosulfonic acid resin membrane material, manufactured ("NAFION 391"). NAFION 391 is a composite film with a layer of 0.025 mm thick of a perfluorosulf onsäureharzes with an equivalent weight of 150, which is attached to a layer 0.1 mm thick of a perfluorosulfonic acid resin with an equivalent weight of 1100 is incorporated, the film on a textile-like product (T-9ooG) made of polytetrafluoroethylene is laminated. Along the top and bottom of this sheet were two strips of a second Perfluoric acid resin membrane material ("NAFION 427") at a temperature of 26o ° C, a pressure of 3.0 kp / cm and a hold time of 4, ο seconds using the heat sealer from example 1 sealed. The strips were pre-cut around a flap adjacent the end that served as an open The end serves to create. The sheet was folded to form the closed end. The stripes became straight afterwards sealed together along the top and bottom. Thereafter, the flap was sealed so that the seal was the straight line Seal met at an angle of about 90 ° to the straight edge. These seals were used in the above Temperature and the pressure used above with a holding time of 4.5 seconds. The one with the margins Manufactured sheath provides rag made of a material with

ο oj υο ou ^Sr"'^ ο oj υο ou ^Sr "'^

2308556 ZO 2308556 ZO

b: ^eren mechanischen Beanspruchungseigenschaften vor, als sie das Material für den Hauptteil der Umhüllung aufweist.b: ^ more mechanical stress properties than them comprises the material for the main part of the envelope.

Die Erfindung schafft also eine zur Ummantelung einer im wesentlichen rechteckigen Elektrode für eine elektrolytische Zelle des Diaphragmatyps geeignete Umhüllung. Die Umhüllung weist ein geschlossenes Ende, ein offenes Ende und zwei geschlossene Seiten auf, von denen mindestens eine einen dem offenen Ende benachbarten Ansatzlappen aufweist.The invention thus provides one for sheathing a substantially rectangular electrode covering suitable for a diaphragm type electrolytic cell. The envelope has a closed one End, an open end and two closed sides, at least one of which has one adjacent to the open end Has attachment lobes.

Die Umhüllung ist aus einem flexiblen Material gebildet, das zur Schaffung eines geschlossenen Endes umgefaltet oder versiegelt ist und das dann zur Bildung zweier geschlossener Seiten gesiegelt ist. Die Siegelung entlang des Hauptbereichs der Seiten ist im wesentlichen geradlinig, während der Verschluß entlang des Randes des Ansatzlappens in· einem Winkel zur geradlinigen Siegelung steht und an diese angrenzt bzw. in diese übergeht.The envelope is formed from a flexible material that folds over or seals to create a closed end and which is then sealed to form two closed sides. The seal along the main area of the pages is in essentially rectilinear, while the closure is at an angle to the rectilinear seal along the edge of the attachment flap and adjoins or merges into this.

Die Ansatzlappen, die verdreht oder umgebogen werden können, um eine flache Oberfläche vorzusehen, ermöglichen es, die Umhüllung zur Schaffung von Separatoren für ,elektrolytische Zellen des Diaphragmatyps einfach entlang der oberen und unteren Ränder abzuschließen, die dicht sind und sich während des Betriebs der Zelle ohne nachteilige mechanische Beanspruchung ausdehnen oder zusammenziehen.The extension tabs, which can be twisted or bent over to provide a flat surface, allow the wrap to be formed to create separators for electrolytic cells of the Type of diaphragm easy to close along the upper and lower edges, which are tight and expand during the operation of the cell without adverse mechanical stress or pull together.

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Leerse iteBlank

Claims

Expectations

1. Cover for an essentially rectangular electrode for a diaphragm type electrolytic cell, characterized,

that the envelope has a closed end (12), an open one Has end (14) and two closed sides (18), one of which at least one attachment tab adjoining the open end (14) (16) owns.

2. Covering according to claim t _r, characterized in that the extension tab (16) is rotatable.

3. Covering according to claim 1 or 2, characterized in that the extension flap (16) has a length of about 25.4 mm to about 203 mm having.

4. Covering according to claim 3, characterized in that the attachment tab (16) has a length of about 50.8 to about 152 mm.

5. A wrapper according to any one of claims 1 to 4, characterized _r that it is constructed using polytetrafluoroethylene, polypropylene or polyvinylidene chloride.

6. Covering according to one of claims 1 to 4 _r, characterized in that it is constructed using a copolymer of a perfluoroolefin and a fluorosulfonated perfluoropolyvinylether, the copolymer having an equivalent weight of

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RiGlNAL INSPECTbD

- yr-

has about 900 to about 1600.

7. Covering according to claim 6, characterized in that the copolymer has an equivalent weight of about 1100 to about 1500 Has.

8. Covering according to one of claims 1 to 4, characterized in that that they are made using a perfluorocarboxylic acid resin with the formula

CF ₂ CF ₂ CFCF ₂

fC) - OCF ₀ CF ₀ COOH, V ² I / n ^{2 2} CF ₃

integer
where η is a / from 0 to about 3 is constructed.

9. Covering according to one of claims 1 to 8, characterized in that that a central section (24) is provided which is constructed with a first material?

that at least one boundary section (22) on the central section (24) is attached;

and that the boundary section (22) forms a closed side (18) and is constructed with a second material.

10. Covering according to claim 9, characterized in that the first material is a copolymer of a perfluoroolefin and one fluorosulfonated perfluoropolyvinylether, the copolymer has an equivalent weight of about 900 to about 1600.

11. Covering according to claim 9 or 10, characterized in that

8 0 9835/0888

- v> r-

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that the second material is a copolymer of a perfluoroolefin and ' ¹ ' - • 'nes fluorosulfonated perfluoropolyvinylether, v; the copolymer has an equivalent weight of about 900 to about 1600. ·

12. A method for producing a sheath suitable for sheathing an essentially rectangular electrode, those using one for use as a separator in a diaphragm type electrolytic cell for electrolysis is constructed of alkali metal chlorides suitable flexible material and one closed end, two closed sides and has an open end, characterized in that a closed end is formed of the envelope and that two closed sides of the envelope are formed, at least one of which has a main area and a neck flap area adjacent the open end with a substantially rectilinear seal of the main portion is made and the attachment flap area is sealed so that that the seal is at an angle to that of the main area and adjoins the seal of the main area.

13. The method according to claim 12, characterized in that the closed sides are formed by heat sealing.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that that the seal on the attachment flap area is made at an external angle of about 60 to about 120 ° to the seal on the main area will.

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15. The method according to claim 14, characterized in that the

made at the approach flap area at an outer angle of about 80 to about 100 ° to the seal on the main area will.

16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that that a length of the neck flap area of about 25.4 to about 2o3 mm is chosen.

17. The method according to any one of claims 12 to 16, characterized in that that the closed end is formed by folding over a portion of the material.

18. The method according to any one of claims 12 to 17, characterized in that that the envelope is formed from two sheets of material and that the closed end is sealed together of leaves is formed along one end.

19. The method according to any one of claims 12 to 18, characterized in, that the envelope is built up with a perfluorosulfonic acid resin and that the sides are heat-sealed a temperature of about 50 ° C to about 360 ° C, a pressure of

2 9

about 1 kgf / cm to about 10 kgf / cm and a hold time of about 1 second to about 10 seconds can be formed.

20. The method according to claim 19, characterized in that the heat sealing at a temperature of about 100 ° C to about 300 ° C> a pressure of about 2 kp / cm ² to about 6 kp / cm and 'a holding time of about 2 seconds until about 6 seconds is carried out.

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