JP2011006767A - Cathode gasket for electrolytic cell and electrolytic cell comprising the same - Google Patents

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Takeaki Sasaki
岳昭 佐々木
Kenichi Yoshiyuki
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cathode gasket for an electrolytic cell which has reduced creep, has excellent fracture resistance, further does not brake an ion exchange membrane upon electrolysis, and has excellent corrosion resistance.SOLUTION: In the cathode gasket 1 for an electrolytic cell sealing a space between an ion exchange membrane and an electrolytic chamber frame in an electrolytic cell used for an ion exchange membrane process and having an opening part 10 formed almost at the center, the cathode gasket 1 for the electrolytic cell includes a reinforcing member arranged at the inside thereof, and the reinforcing member is not arranged at the inside region with a prescribed length of the gasket 1 for an electrolytic cell from the inner circumferential edge part of the opening part 10.

Description

本発明は、電解槽用陰極ガスケット及びそれを含む電解槽に関する。   The present invention relates to a cathode gasket for an electrolytic cell and an electrolytic cell including the same.

食塩水等のアルカリ金属塩化物水溶液を用いた電気分解では、イオン交換膜法が用いられている。イオン交換膜法は、イオン交換膜を備えた電解槽(以下、「イオン交換膜法電解槽」という。)を用いるものである。イオン交換膜法電解槽としては、陰極を取り付けた陰極室枠と、陽極を取り付けた陽極室枠とを、イオン交換膜とガスケットを介して密着させ、油圧等で締め付けるフィルタープレス型電解槽が一般的に用いられている。   In electrolysis using an aqueous alkali metal chloride solution such as saline, an ion exchange membrane method is used. The ion exchange membrane method uses an electrolytic cell provided with an ion exchange membrane (hereinafter referred to as “ion exchange membrane method electrolytic cell”). As an ion exchange membrane electrolytic cell, a filter press type electrolytic cell is generally used in which a cathode chamber frame attached with a cathode and an anode chamber frame attached with an anode are closely attached via an ion exchange membrane and a gasket and tightened by hydraulic pressure or the like. Has been used.

イオン交換膜法は、食塩等の塩化アルカリを原料にして、高濃度のアルカリ金属水酸化物、塩素ガス、水素ガス等を生産する。そのため、電解槽から電解液やガスが漏れることは、爆発火災の発生の危険があるだけでなく環境面でも有害である。そこで、上記室枠とイオン交換膜との間にガスケットを介在させ、イオン交換膜とガスケットを締め付けることによって、電気分解により生成するアルカリ金属水酸化物、塩素ガス、水素ガス等が電解槽の外部に漏れることを防止する。従って、ガスケットには、腐食性の電解液やガスに耐性があり、長期間使用できることが求められる。このため、ゴム製シートを成形加工したガスケットが多く用いられている。   The ion exchange membrane method produces high-concentration alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas, etc. using alkali chloride such as salt as a raw material. Therefore, leakage of electrolyte and gas from the electrolytic cell is not only dangerous for explosion and fire but also harmful for the environment. Therefore, by interposing a gasket between the chamber frame and the ion exchange membrane, and tightening the ion exchange membrane and the gasket, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas, etc. generated by electrolysis are outside the electrolytic cell. To prevent leakage. Therefore, the gasket is required to be resistant to corrosive electrolytes and gases and to be used for a long time. For this reason, a gasket obtained by molding a rubber sheet is often used.

しかし、イオン交換膜とガスケットが長期間締め付けられると、ガスケットが徐々にクリープして厚みが薄くなる。これによってガスケットのゴム弾性が小さくなり、電解液やガスのシール性が低下する恐れがある。ガスケットのクリープがさらに進むと、ガスケットの広がりに追従してイオン交換膜も引き延ばされる。その結果、イオン交換膜が破断する恐れもある。イオン交換膜が破断した場合、イオン交換膜の膜性能(電流効率等)がまだ充分であるにもかかわらず、イオン交換膜の交換又は補修を行う必要があるため、経済的な損失が大きい。そこで、特許文献1には、イオン交換膜の破断を防止するために補強芯材(補強布)で裏打ちしたゴム製ガスケットが開示されている。   However, when the ion exchange membrane and the gasket are tightened for a long period of time, the gasket gradually creeps and becomes thin. As a result, the rubber elasticity of the gasket is reduced, and the sealing performance of the electrolyte and gas may be reduced. As the gasket creeps further, the ion exchange membrane is stretched following the spread of the gasket. As a result, the ion exchange membrane may be broken. When the ion exchange membrane is broken, the ion exchange membrane needs to be replaced or repaired even though the membrane performance (current efficiency, etc.) of the ion exchange membrane is still sufficient, so that the economic loss is great. Therefore, Patent Document 1 discloses a rubber gasket lined with a reinforcing core material (reinforcing cloth) in order to prevent the ion exchange membrane from being broken.

特開昭55−164088号公報Japanese Patent Laid-Open No. 55-164088

しかしながら、特許文献1に開示されているような補強芯材で裏打ちしたガスケットは、電解中に補強芯材が電解表面に露出して、イオン交換膜を破損させるという問題がある。一方、補強芯材を電解表面先端まで入れないガスケットは、補強芯材の入っていない部分のクリープが大きいため、締め付け圧力をかけるとガスケットが破断し、さらにはイオン交換膜が破断する恐れがある。   However, the gasket lined with the reinforcing core material as disclosed in Patent Document 1 has a problem that the reinforcing core material is exposed to the electrolytic surface during electrolysis and breaks the ion exchange membrane. On the other hand, the gasket that does not allow the reinforcing core material to be inserted to the tip of the electrolytic surface has a large creep in the portion that does not contain the reinforcing core material. Therefore, when tightening pressure is applied, the gasket may break and the ion exchange membrane may break. .

本発明は、上記事情を鑑みなされたものであり、クリープが小さく、破断耐性に優れ、さらには電解の際にイオン交換膜を破損することがなく、耐腐食性に優れた電解槽用陰極ガスケット、及びそれを含む電解槽を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a low creep, excellent rupture resistance, and does not damage the ion exchange membrane during electrolysis, and has an excellent corrosion resistance. And an electrolytic cell including the same.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、イオン交換膜法に用いられる電解槽においてイオン交換膜と電解室枠との間をシールし、略中央に形成された開口部を有する電解槽用陰極ガスケットであって、前記電解槽用陰極ガスケットの内部に配置された補強部材を含み、前記開口部の内周端部から、前記電解槽用陰極ガスケットの所定長の内部領域には前記補強部材が配置されていない構造とすることで、クリープが小さく、破断耐性に優れ、さらには電解の際にイオン交換膜を破損することがなく、耐腐食性に優れた電解槽用陰極ガスケットとできることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive research to solve the above problems, the inventors of the present invention sealed the gap between the ion exchange membrane and the electrolytic chamber frame in the electrolytic cell used for the ion exchange membrane method, and were formed at a substantially central position. An electrolytic cell cathode gasket having an opening, including a reinforcing member disposed inside the electrolytic cell cathode gasket, and having a predetermined length of the electrolytic cell cathode gasket from an inner peripheral end of the opening. By adopting a structure in which the reinforcing member is not disposed in the internal region, the creep is small, the fracture resistance is excellent, and the ion exchange membrane is not damaged during electrolysis, and the corrosion resistance is excellent. The inventors have found that the cathode gasket can be used as a tank, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、以下のとおりである。
[1]
イオン交換膜法に用いられる電解槽においてイオン交換膜と電解室枠との間をシールし、略中央に形成された開口部を有する電解槽用陰極ガスケットであって、
前記電解槽用陰極ガスケットの内部に配置された補強部材を含み、
前記開口部の内周端部から、前記電解槽用陰極ガスケットの所定長の内部領域には前記補強部材が配置されていない、電解槽用陰極ガスケット。
[2]
前記所定長は、2.5mm以上である、[1]の電解槽用陰極ガスケット。
[3]
前記電解槽用陰極ガスケットの表面の少なくとも一部が、フッ素樹脂を含む被覆材により覆われている、[1]又は[2]の電解槽用陰極ガスケット。
[4]
前記補強部材が内部に配置されている部位と、前記補強部材が内部に配置されていない部位と、の境界表面の少なくとも一部が、前記被覆材により覆われている、[3]の電解槽用陰極ガスケット。
[5]
前記補強部材が内部に配置されている部位の表面の少なくとも一部が、前記被覆材により覆われている、[3]又は[4]の電解槽用陰極ガスケット。
[6]
前記被覆材の少なくとも一部が、前記電解槽用陰極ガスケットに内在されている、[3]〜[5]のいずれか一つの電解槽用陰極ガスケット。
[7]
前記陰極室枠と接する表面の少なくとも一部が、前記被覆材により覆われている、[3]〜[6]のいずれか一つの電解槽用陰極ガスケット。
[8]
イオン交換膜と、
陽極室と、
陰極室と、
前記イオン交換膜と前記陽極室との間に配置された、電解槽用陽極ガスケットと、
前記イオン交換膜と前記陰極室との間に配置された、[1]〜[7]のいずれか一つの電解槽用陰極ガスケットと、
を含む電解槽。
That is, the present invention is as follows.
[1]
An electrolytic cell cathode gasket that seals between an ion exchange membrane and an electrolytic chamber frame in an electrolytic cell used in an ion exchange membrane method, and has an opening formed at a substantially center,
A reinforcing member disposed inside the electrolytic cell cathode gasket,
The electrolytic cell cathode gasket, wherein the reinforcing member is not disposed in an inner region of a predetermined length of the electrolytic cell cathode gasket from an inner peripheral end of the opening.
[2]
The cathode gasket for electrolytic cells according to [1], wherein the predetermined length is 2.5 mm or more.
[3]
[1] or [2] electrolytic cell cathode gasket, wherein at least a part of the surface of the electrolytic cell cathode gasket is covered with a coating material containing a fluororesin.
[4]
The electrolytic cell according to [3], wherein at least a part of a boundary surface between a portion where the reinforcing member is disposed and a portion where the reinforcing member is not disposed is covered with the covering material. Cathode gasket for use.
[5]
[3] or [4] electrolytic cell cathode gasket, wherein at least a part of the surface of the portion where the reinforcing member is disposed is covered with the covering material.
[6]
The cathode gasket for electrolytic cells according to any one of [3] to [5], wherein at least a part of the coating material is inherent in the negative electrode gasket for electrolytic cells.
[7]
The cathode gasket for an electrolytic cell according to any one of [3] to [6], wherein at least a part of a surface in contact with the cathode chamber frame is covered with the covering material.
[8]
An ion exchange membrane;
An anode chamber;
A cathode chamber;
An anode gasket for an electrolytic cell disposed between the ion exchange membrane and the anode chamber;
The cathode gasket for an electrolytic cell according to any one of [1] to [7], disposed between the ion exchange membrane and the cathode chamber;
Electrolyzer containing.

本発明の電解槽用陰極ガスケットは、クリープが小さく、破断耐性に優れ、さらにはイオン交換膜を破損することがなく、耐侵食性に優れる。   The cathode gasket for an electrolytic cell of the present invention has small creep, excellent rupture resistance, and further excellent corrosion resistance without damaging the ion exchange membrane.

本実施形態に係る電解槽用陰極ガスケットの第一実施形態の斜視図である。It is a perspective view of 1st embodiment of the cathode gasket for electrolytic cells which concerns on this embodiment. 図1のX−X´線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the XX 'line | wire of FIG. 本実施形態に係る電解槽用陰極ガスケットを電解槽に装着した際の一部断面図である。It is a partial cross section figure at the time of mounting | wearing the electrolytic cell with the cathode gasket for electrolytic cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電解槽用陰極ガスケットの第二実施形態の一部断面図である。It is a partial cross section figure of 2nd embodiment of the cathode gasket for electrolytic cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電解槽用陰極ガスケットの第三実施形態の一部断面図である。It is a partial cross section figure of 3rd embodiment of the cathode gasket for electrolytic cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電解槽用陰極ガスケットの第四実施形態の一部断面図である。It is a partial cross section figure of 4th embodiment of the cathode gasket for electrolytic cells which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電解槽用陰極ガスケットの第五実施形態の一部断面図である。It is a partial cross section figure of 5th embodiment of the cathode gasket for electrolytic cells which concerns on this embodiment. 実施例1,2、比較例1,2のガスケットのクリープ性能を示すグラフである。It is a graph which shows the creep performance of the gasket of Examples 1, 2 and Comparative Examples 1, 2.

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、必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明する。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。なお、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。そして、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。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as necessary. The following embodiments are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents. In addition, the dimensional ratio of drawing is not restricted to the ratio of illustration. And this invention can be deform | transformed suitably and implemented within the range of the summary.

本実施形態に係る電解槽用陰極ガスケット(以下、単に「陰極ガスケット」という。)は、イオン交換膜法に用いられる電解槽においてイオン交換膜と電解室枠との間をシールし、略中央に形成された開口部を有する陰極ガスケットであって、前記陰極ガスケットの内部に配置された補強部材を含み、前記開口部の内周端部から、前記陰極ガスケットの所定長の内部領域には前記補強部材が配置されていない、陰極ガスケットである。   The cathode gasket for an electrolytic cell according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as “cathode gasket”) seals between the ion exchange membrane and the electrolytic chamber frame in an electrolytic cell used for the ion exchange membrane method, and is substantially at the center. A cathode gasket having an opening formed therein, including a reinforcing member disposed inside the cathode gasket, wherein the reinforcement extends from an inner peripheral end of the opening to an inner region of a predetermined length of the cathode gasket. It is a cathode gasket in which no member is arranged.

図1は、本実施形態に係る陰極ガスケットの第一実施形態の斜視図である。図2は、図1のX−X´線に沿う断面図である。図3は、本実施形態に係る陰極ガスケットを電解槽に装着した際の一部断面図である。陰極ガスケット1は、その略中央に形成された開口部10を有し、その内部に補強部材として、SUS芯材16とナイロン6芯材18とを有している。そして、陰極ガスケット1のガスケット本体12の表面が、フッ素樹脂を含む被覆材14により覆われている。   FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a cathode gasket according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX ′ in FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view when the cathode gasket according to the present embodiment is attached to the electrolytic cell. The cathode gasket 1 has an opening 10 formed at substantially the center thereof, and has a SUS core material 16 and a nylon 6 core material 18 as reinforcing members therein. And the surface of the gasket main body 12 of the cathode gasket 1 is covered with the coating | covering material 14 containing a fluororesin.

図3において、ガスケットを電解槽に装着する場合、陰極ガスケット1はイオン交換膜2と陰極室枠3との間に配置され、陽極ガスケット5はイオン交換膜2と陽極室枠4との間に配置される。このように、陰極ガスケット1と陽極ガスケット5によってイオン交換膜2を挟持することで、電解室(陰極室、陽極室)の室枠とイオン交換膜との間をシールすることができる。ここで、矢印Aは陰極側を示し、矢印Bはイオン交換膜側を示し、矢印Cは電解槽側を示している。陰極ガスケット1の電解槽側Cの表面には、陰極室の電解液等が接触している。   In FIG. 3, when the gasket is attached to the electrolytic cell, the cathode gasket 1 is disposed between the ion exchange membrane 2 and the cathode chamber frame 3, and the anode gasket 5 is disposed between the ion exchange membrane 2 and the anode chamber frame 4. Be placed. In this way, by sandwiching the ion exchange membrane 2 between the cathode gasket 1 and the anode gasket 5, it is possible to seal between the chamber frame of the electrolysis chamber (cathode chamber, anode chamber) and the ion exchange membrane. Here, arrow A indicates the cathode side, arrow B indicates the ion exchange membrane side, and arrow C indicates the electrolytic cell side. The electrolytic solution in the cathode chamber is in contact with the surface of the cathode gasket 1 on the electrolytic cell side C.

陰極ガスケット1において、開口部10の内周端部Sから所定長Lの内部領域には補強部材(SUS芯材16とナイロン6芯材18)が配置されていない(図2参照)。電解を行う際、内周端部Sは電解液と接触しており、電解や電解液によって腐食されやすい部位である。ここで、補強部材が陰極ガスケット1の内部に配置されていない領域とは、電気分解を行う際に、電解や発生した苛性ソーダ等により陰極ガスケット1が腐蝕しても補強部材が表面に露出しない領域である。   In the cathode gasket 1, reinforcing members (SUS core material 16 and nylon 6 core material 18) are not disposed in the inner region of the predetermined length L from the inner peripheral end S of the opening 10 (see FIG. 2). When performing electrolysis, the inner peripheral end S is in contact with the electrolytic solution, and is a portion that is easily corroded by the electrolytic solution or electrolytic solution. Here, the region where the reinforcing member is not disposed inside the cathode gasket 1 is a region where the reinforcing member is not exposed to the surface even when the cathode gasket 1 is corroded by electrolysis or generated caustic soda during electrolysis. It is.

所定長Lは、陰極ガスケット1の内周端部Sから2.5mm以上であることが好ましく、2.7mm以上であることがより好ましく、3mm以上であることがさらに好ましい。所定長Lの下限を上記数値とすることで、電解中の腐食により補強部材が電解表面に突き出してイオン交換膜が破損することを防止できる。また、所定長Lは、陰極ガスケット1の内周端部Sから6mm以下であることが好ましく、5.5mm以下であることがより好ましく、5mm以下であることがさらに好ましい。所定長Lの上限を上記数値とすることで、補強部材が配置されていない部位のクリープ耐性が著しく悪化することを防止できる。所定長Lの長さを調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、電解槽側のガスケット先端に相当する部位の金型下部に生ゴムを置いて、熱プレスで加硫して作製することができる。   The predetermined length L is preferably 2.5 mm or more, more preferably 2.7 mm or more, and further preferably 3 mm or more from the inner peripheral end S of the cathode gasket 1. By setting the lower limit of the predetermined length L to the above numerical value, it is possible to prevent the reinforcing member from protruding to the electrolytic surface due to corrosion during electrolysis and damaging the ion exchange membrane. Further, the predetermined length L is preferably 6 mm or less, more preferably 5.5 mm or less, and further preferably 5 mm or less from the inner peripheral end S of the cathode gasket 1. By setting the upper limit of the predetermined length L to the above numerical value, it is possible to prevent the creep resistance of the portion where the reinforcing member is not disposed from being significantly deteriorated. The method of adjusting the length of the predetermined length L is not particularly limited. For example, the raw rubber is placed under the mold at the site corresponding to the tip of the gasket on the electrolytic cell side and vulcanized with a hot press. Can do.

本実施形態の陰極ガスケットの形状は、特に限定されず、長方形等の矩形状の枠体が好ましい。矩形の寸法は電解槽の大きさ等に依存するが、通常、電解面積である1200×2400mm程度の大きさであり、幅(シールする幅)は35mm程度である。   The shape of the cathode gasket of this embodiment is not particularly limited, and a rectangular frame such as a rectangle is preferable. The size of the rectangle depends on the size of the electrolytic cell and the like, but is usually about 1200 × 2400 mm which is an electrolysis area, and the width (sealing width) is about 35 mm.

陰極ガスケットの厚みは、特に限定されないが、2.5mm〜4.5mmの範囲が好ましく、より好ましくは3.1mm程度である。通常、電解時にはガスケットに20kg/cm2程度の面圧がかかるが、本実施形態の陰極ガスケットの厚さを上記数値範囲とすることにより上記面圧がかかったときに2.5mm程度の厚さとなるように調整できる。 Although the thickness of a cathode gasket is not specifically limited, The range of 2.5 mm-4.5 mm is preferable, More preferably, it is about 3.1 mm. Usually, a surface pressure of about 20 kg / cm 2 is applied to the gasket during electrolysis, but the thickness of the cathode gasket of the present embodiment is set to the above numerical value range so that the thickness of about 2.5 mm is applied when the surface pressure is applied. Can be adjusted.

本実施形態のガスケット本体の材料は、特に限定されず、種々の材料で構成できるが、シール性が高い弾力性のある材料が好ましく、硬度はJIS K6301Aに準拠したHs(Hardness spring)が60°〜90°であるものが好ましい。   The material of the gasket main body of the present embodiment is not particularly limited, and can be composed of various materials. However, an elastic material having high sealing properties is preferable, and the hardness is 60 ° according to JIS K6301A Hs (Hardness spring). What is -90 degrees is preferable.

ガスケット本体の材料としては、特に限定されず、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等が挙げられる。それらの中でも、耐薬品性や硬度の点から、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDMゴム)、エチレン・プロピレンゴム(EPMゴム)の加硫成形品が好ましい。架橋方法は、硫黄加硫、過酸化物架橋等の公知の方法を用いることができる。   The material of the gasket body is not particularly limited. For example, natural rubber, isoprene rubber, styrene / butadiene rubber, butyl rubber, butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, fluorine rubber, An acrylic rubber etc. are mentioned. Among these, from the viewpoint of chemical resistance and hardness, vulcanized molded products of ethylene / propylene / diene rubber (EPDM rubber) and ethylene / propylene rubber (EPM rubber) are preferable. As the crosslinking method, known methods such as sulfur vulcanization and peroxide crosslinking can be used.

陰極ガスケットの補強部材としては、特に限定されず、例えば、SUS、鉄、ニッケル、ナイロン6、ポリエステル等が挙げられる。それらの中でも、引っ張り強度の観点から、SUS、ナイロン6が好ましい。   It does not specifically limit as a reinforcement member of a cathode gasket, For example, SUS, iron, nickel, nylon 6, polyester, etc. are mentioned. Among these, SUS and nylon 6 are preferable from the viewpoint of tensile strength.

陰極ガスケットは温度や湿度の影響で伸縮するため、電解槽に陰極ガスケットを装着する際は、通常、陰極ガスケットをある程度伸ばした状態でイオン交換膜に装着する。そのため、本実施形態において、伸縮度が異なる補強部材を用い、伸縮度が低い補強部材(例えば、SUS芯材)を陰極ガスケットの内周側から外周側に向けて配置させ、伸縮度が高い補強部材(例えば、ナイロン6芯材)を陰極ガスケットの枠体の周縁に沿って配置させることが好ましい(図2参照)。このように、伸縮度が異なる補強部材を織り込んだ補強部材を陰極ガスケットに裏打ちすることで、陰極ガスケットの優れたシール性を維持しつつ、クリープをより小さくできるため好ましい。クリープによるイオン交換膜の破断を効果的に防止する観点から、補強部材を陰極ガスケットのイオン交換膜側の近傍に裏打ちすることが好ましい。   Since the cathode gasket expands and contracts due to the influence of temperature and humidity, when the cathode gasket is attached to the electrolytic cell, it is usually attached to the ion exchange membrane with the cathode gasket extended to some extent. For this reason, in this embodiment, reinforcing members having different degrees of elasticity are used, reinforcing members having a low degree of elasticity (for example, SUS core material) are arranged from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the cathode gasket, and reinforcement with a high degree of elasticity is achieved. It is preferable to arrange a member (for example, nylon 6 core material) along the periphery of the frame of the cathode gasket (see FIG. 2). As described above, it is preferable to lining the reinforcing member woven with reinforcing members having different degrees of expansion and contraction on the cathode gasket, since creep can be further reduced while maintaining the excellent sealing performance of the cathode gasket. From the viewpoint of effectively preventing breakage of the ion exchange membrane due to creep, the reinforcing member is preferably lined in the vicinity of the ion exchange membrane side of the cathode gasket.

補強部材を陰極ガスケットに裏打ちするに先立って、ガスケット本体と補強部材の接着性をさらに向上させるために、補強部材の接着処理を実施することが好ましい。接着処理には従来公知の技術が利用できる。例えば、ロードファーイースト社製の「ケムロック」(商品名)、「シクソン」(商品名)、「メーガム」(商品名)等の接着剤を用いる処理が挙げられる。   Prior to backing the reinforcing member to the cathode gasket, it is preferable to perform an adhesion treatment of the reinforcing member in order to further improve the adhesion between the gasket body and the reinforcing member. A conventionally known technique can be used for the bonding treatment. For example, a treatment using an adhesive such as “Chemlock” (trade name), “Sixon” (trade name), “Megham” (trade name), etc., manufactured by Road Far East.

また、補強部材を陰極ガスケットに裏打ちする方法としては、特に限定されず、従来公知の技術を利用できる。例えば、ガスケット本体として生ゴムを用いる場合、生ゴム、加硫剤、酸化防止剤、可塑剤及び補強剤等を混合した後、回転ロールでカレンダリングして薄ゴム板を得る。そして、2枚の薄ゴム板の間に補強部材を挟みこんで回転ロールに通した後、熱プレス器で加硫する方法が挙げられる。   Moreover, it does not specifically limit as a method of lining a reinforcement member to a cathode gasket, A conventionally well-known technique can be utilized. For example, when raw rubber is used as the gasket body, raw rubber, a vulcanizing agent, an antioxidant, a plasticizer and a reinforcing agent are mixed and then calendered with a rotating roll to obtain a thin rubber plate. In addition, there is a method in which a reinforcing member is sandwiched between two thin rubber plates, passed through a rotating roll, and then vulcanized with a hot press.

陰極ガスケット1の表面は、フッ素樹脂を含む被覆材14により覆われることが好ましい。電解液と接触する陰極ガスケット1の内周端部Sと、イオン交換膜2と接触する陰極ガスケット1の表面の少なくとも一部と、を包み込むように被覆材14により覆うことが、より好ましい(図3参照)。被覆材14により覆われるイオン交換膜2と接触する陰極ガスケット1の表面は、電解液と接触する内周端部Sから5〜18mmの範囲を含むことがより好ましい。この場合、図3の符号L´が5〜18mmの範囲である。   The surface of the cathode gasket 1 is preferably covered with a coating material 14 containing a fluororesin. It is more preferable to cover the inner peripheral end S of the cathode gasket 1 in contact with the electrolytic solution and at least a part of the surface of the cathode gasket 1 in contact with the ion exchange membrane 2 with a covering material 14 (see FIG. 3). More preferably, the surface of the cathode gasket 1 in contact with the ion exchange membrane 2 covered with the covering material 14 includes a range of 5 to 18 mm from the inner peripheral end S in contact with the electrolytic solution. In this case, the symbol L ′ in FIG. 3 is in the range of 5 to 18 mm.

電解を行う際に陰極ガスケットが電解槽の外へ滑り出すと、陰極ガスケットと電解槽の間に隙間が生じ、ガスや電解液が電解槽の外部へ漏洩する。従来、部分的に面圧を高くし、陰極ガスケットのシール性を向上させる目的で、陰極ガスケットの陰極側(図3の矢印A側)に突起形状を設けること等が行われている。しかし、電解液と接する表面は他の部分に比べて締め付け圧力が弱く、陰極ガスケットとイオン交換膜との間に高濃度の苛性ソーダ等が侵入・滞留しやすい。これにより、経時的に次亜塩素酸濃度が上昇し、腐食が進行することを本発明者らは見出した。また、イオン交換膜の損傷は、陽極側の塩素と陰極側の苛性ソーダが膜内に浸透し、膜内で塩が析出することにより起こりうる。これを防止する目的で、本実施形態では、陽極側においては、電解液の循環を良くするとともに塩素ガスの滞留が起きないようにするため、シール部と同じ位置に陽極ガスケットを貼ることが好ましく、陰極側においては、苛性ソーダの浸透を防ぐため、陰極ガスケットの内周端部Sを電解槽枠のシール部から電解槽の中へ約5mm入れて貼ることが好ましい(図3参照)。   When the cathode gasket slides out of the electrolytic cell during electrolysis, a gap is formed between the cathode gasket and the electrolytic cell, and gas and electrolyte leak to the outside of the electrolytic cell. Conventionally, for the purpose of partially increasing the surface pressure and improving the sealing performance of the cathode gasket, a projecting shape is provided on the cathode side (arrow A side in FIG. 3) of the cathode gasket. However, the surface in contact with the electrolyte has a lower clamping pressure than other parts, and high-concentration caustic soda or the like tends to enter and stay between the cathode gasket and the ion exchange membrane. As a result, the present inventors have found that the hypochlorous acid concentration increases with time and corrosion proceeds. In addition, the ion exchange membrane can be damaged by penetration of chlorine on the anode side and caustic soda on the cathode side into the membrane, and salt is precipitated in the membrane. In order to prevent this, in the present embodiment, it is preferable to attach an anode gasket at the same position as the seal portion on the anode side in order to improve the circulation of the electrolytic solution and prevent the retention of chlorine gas. On the cathode side, in order to prevent the permeation of caustic soda, it is preferable that the inner peripheral edge S of the cathode gasket is put into the electrolytic cell by about 5 mm from the sealing portion of the electrolytic cell frame (see FIG. 3).

陰極ガスケットにおいて上記腐食の起点となり得る可能性があるのは、内周端部Sから5〜18mmの範囲(図3の符号L´参照)である。そのため、この範囲の表面を被覆材で覆うことによって、腐食をより効果的に防止できる。この場合、被覆材は、内周端部Sから5〜18mmの範囲にある全表面を覆うことが好ましい(図2参照)。部分的な腐食が起こり得るイオン交換膜側(図3の矢印B参照)の陰極ガスケット表面の全てを被覆材で覆うため、腐食を一層効果的に防止できる。また、被覆材を陰極側(図3の符号A参照)まで包み込むように被覆してもよく、これにより同様の効果を得ることができる。   In the cathode gasket, there is a possibility that it may become the starting point of the corrosion within a range of 5 to 18 mm from the inner peripheral end S (see reference numeral L ′ in FIG. 3). Therefore, corrosion can be more effectively prevented by covering the surface in this range with a coating material. In this case, the covering material preferably covers the entire surface in the range of 5 to 18 mm from the inner peripheral end S (see FIG. 2). Since the entire surface of the cathode gasket on the ion exchange membrane side (see arrow B in FIG. 3) where partial corrosion can occur is covered with a coating material, corrosion can be more effectively prevented. Moreover, you may coat | cover so that a coating | covering material may be wrapped to the cathode side (refer code | symbol A of FIG. 3), and the same effect can be acquired by this.

フッ素樹脂を含む被覆材により陰極ガスケット表面を覆う方法としては、特に限定されず、公知の方法によって行うことができる。例えば、フッ素樹脂シートを陰極ガスケット表面に接着剤等を介して貼り付ける方法等が挙げられる。   The method for covering the surface of the cathode gasket with a coating material containing a fluororesin is not particularly limited, and can be performed by a known method. For example, the method etc. which affix a fluororesin sheet | seat on the cathode gasket surface via an adhesive agent etc. are mentioned.

被覆材として用いられるフッ素樹脂としては、例えば、四フッ化エチレン(PTFE)、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン(FEP)、フッ化ビニリデン(PVDF)が挙げられる。それらの中でも、耐食性の観点から、PTFEまたはPFAが好ましい。   Examples of the fluororesin used as the coating material include ethylene tetrafluoride (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene (FEP), vinylidene fluoride ( PVDF). Among these, PTFE or PFA is preferable from the viewpoint of corrosion resistance.

被覆材の厚さは、特に限定されないが、シール性に悪影響を与えず、かつ次亜塩素酸イオンによる耐食性を得る観点から、300μm以下が好ましい。   The thickness of the coating material is not particularly limited, but is preferably 300 μm or less from the viewpoint of not adversely affecting the sealing property and obtaining corrosion resistance by hypochlorite ions.

図4は、本実施形態に係る陰極ガスケットの第二実施形態の断面図である。本実施形態では、フッ素樹脂を含む被覆材14aの少なくとも一部が、陰極ガスケット1aに内在されていることが好ましい。被覆材14aの少なくとも一部をガスケット本体12aの内部に配置することで、ガスケット本体12aから被覆材14aが剥がれることを防止でき、より確実にガスケット表面を被覆できる。このように、被覆材14aを、陰極ガスケット1aのイオン交換膜側の表面から陰極側に折り返す場合には、陰極側のシール性を保つためにゴム等で裏打ちすることが好ましい。ガスケット本体12aでは、補強部材(SUS芯材16a及びナイロン6芯材18a)が折り曲げられた状態で内在されている。かかる内在構造とすることで、ガスケット本体12aのイオン交換膜側の表面から被覆材14aが剥がれることを効果的に防止できる。その結果、イオン交換膜側の表面を被覆材により一層確実に覆うことができるため、イオン交換膜側の表面で起こりうる腐食を一層確実に防止できる。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the second embodiment of the cathode gasket according to the present embodiment. In the present embodiment, it is preferable that at least a part of the covering material 14a containing the fluororesin is inherent in the cathode gasket 1a. By disposing at least a part of the covering material 14a inside the gasket body 12a, it is possible to prevent the covering material 14a from being peeled off from the gasket body 12a, and to cover the gasket surface more reliably. As described above, when the covering material 14a is folded back from the surface on the ion exchange membrane side of the cathode gasket 1a to the cathode side, it is preferable to back the covering material 14a with rubber or the like in order to maintain the sealing performance on the cathode side. In the gasket body 12a, the reinforcing members (SUS core material 16a and nylon 6 core material 18a) are inherently folded. Such an internal structure can effectively prevent the covering material 14a from being peeled off from the surface of the gasket body 12a on the ion exchange membrane side. As a result, since the surface on the ion exchange membrane side can be more reliably covered with the coating material, corrosion that may occur on the surface on the ion exchange membrane side can be more reliably prevented.

特に、内周端部Sから前記所定長の内部領域(即ち、補強部材が配置されていない領域)において、より外周側に被覆材14aが内在することがより好ましい。上記内部領域の内周側に被覆材14aが存在しない構造とすることにより、電解時に発生した苛性ソーダ等により陰極ガスケット1aが腐蝕しても補強部材が表面に露出することを防止できる。   In particular, it is more preferable that the covering material 14a is present on the outer peripheral side in the inner region of the predetermined length from the inner peripheral end S (that is, the region where the reinforcing member is not disposed). By adopting a structure in which the covering material 14a does not exist on the inner peripheral side of the inner region, it is possible to prevent the reinforcing member from being exposed to the surface even if the cathode gasket 1a is corroded by caustic soda generated during electrolysis.

陰極ガスケット1aの製造方法としては、例えば、陰極側に相当するガスケットの部位の金型の下部と、電解槽側の先端に相当するガスケットの部位の金型の下部に、生ゴムを配置する。そして、電解槽側の先端に相当するガスケットの部位に、フッ素樹脂シートで包み込んだ補強部材を裏打ちした半加硫ゴムをのせ、熱プレスで加硫する方法が挙げられる。   As a manufacturing method of the cathode gasket 1a, for example, raw rubber is disposed on the lower part of the mold corresponding to the cathode side and the lower part of the mold corresponding to the tip on the electrolytic cell side. And the method of putting the semi-vulcanized rubber which backed the reinforcing member wrapped with the fluororesin sheet on the part of the gasket equivalent to the front-end | tip at the side of an electrolytic cell, and vulcanizing | curing with a hot press is mentioned.

図5は、本実施形態に係る陰極ガスケットの第三実施形態の断面図である。本実施形態では、陰極室枠と接する表面の少なくとも一部が、前記被覆材により覆われていることが好ましい。即ち、陰極ガスケット1bでは、部分的な腐食が起こり得るイオン交換膜側の表面だけでなく、陰極ガスケットの陰極側の表面も包み込むように、被覆材14bにより覆われている。これにより、陰極室枠と陰極ガスケットの隙間から侵入する電解液等による腐食も防止できる。   FIG. 5 is a cross-sectional view of a third embodiment of the cathode gasket according to the present embodiment. In this embodiment, it is preferable that at least a part of the surface in contact with the cathode chamber frame is covered with the covering material. That is, the cathode gasket 1b is covered with the covering material 14b so as to enclose not only the surface on the ion exchange membrane side where partial corrosion can occur but also the cathode side surface of the cathode gasket. Thereby, corrosion by the electrolyte etc. which penetrate | invades from the clearance gap between a cathode chamber frame and a cathode gasket can also be prevented.

さらに、陰極ガスケット1bのように、被覆材14bが、イオン交換膜と接する表面の少なくとも一部を覆う部分と、ガスケット本体12bに内在する部分と、陰極室枠と接する表面の少なくとも一部を覆う部分と、を含むことがより好ましい。これにより、イオン交換膜側の表面だけでなく、陰極室側の表面も、被覆材14bによって一層確実に覆うことができる。その結果、イオン交換膜側の表面で起こりうる腐食だけでなく、陰極室枠と陰極ガスケットの隙間から侵入する電解液等による腐食も、一層確実に防止できる。   Further, like the cathode gasket 1b, the covering material 14b covers at least a part of the surface in contact with the ion exchange membrane, a part in the gasket body 12b, and at least a part of the surface in contact with the cathode chamber frame. More preferably. As a result, not only the surface on the ion exchange membrane side but also the surface on the cathode chamber side can be more reliably covered with the covering material 14b. As a result, not only the corrosion that can occur on the surface of the ion exchange membrane side, but also the corrosion caused by the electrolyte entering from the gap between the cathode chamber frame and the cathode gasket can be prevented more reliably.

図6は、本実施形態に係る陰極ガスケットの第四実施形態の断面図である。陰極ガスケット1cでは、補強部材(SUS芯材16c及びナイロン6芯材18c)が配置されている部位と、前記補強芯材が配置されていない部位と、の境界表面Yc,Yc´の少なくとも一部が、フッ素樹脂を含む被覆材14cにより覆われていることが好ましい。   FIG. 6 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the cathode gasket according to the present embodiment. In the cathode gasket 1c, at least a part of boundary surfaces Yc and Yc ′ between the portion where the reinforcing member (SUS core material 16c and nylon 6 core material 18c) is disposed and the portion where the reinforcing core material is not disposed. Is preferably covered with a covering material 14c containing a fluororesin.

補強部材が配置されていない部位では、クリープが大きく、陰極ガスケットの広がりに追従してイオン交換膜も引き延ばされるため、イオン交換膜が破断することがある。また、補強部材が配置されていない部位では、陰極ガスケットも破断しやすくなる。補強部材が配置されている部位と、補強部材が配置されていない部位との境界表面を、被覆材により覆うことで、補強部材が配置されていない部位におけるクリープを小さくし、かつ陰極ガスケットの破断耐性をより向上させることができる。さらには、電解の際にイオン交換膜が破断することを防止できる。そして、腐食をより効果的に防止できる観点から、ガスケット本体12cのイオン交換膜側の境界表面Ycが被覆材14cにより覆われていることがより好ましい。   In a portion where the reinforcing member is not disposed, creep is large, and the ion exchange membrane is stretched following the spread of the cathode gasket, so that the ion exchange membrane may break. Further, the cathode gasket is easily broken at a portion where the reinforcing member is not disposed. Covering the boundary surface between the portion where the reinforcing member is disposed and the portion where the reinforcing member is not disposed with a covering material, the creep at the portion where the reinforcing member is not disposed is reduced, and the cathode gasket is broken. Resistance can be further improved. Furthermore, it is possible to prevent the ion exchange membrane from being broken during electrolysis. And from a viewpoint which can prevent corrosion more effectively, it is more preferable that the boundary surface Yc by the side of the ion exchange membrane of the gasket main body 12c is covered with the coating | covering material 14c.

陰極ガスケットの表面をフッ素樹脂シートにより覆う場合、フッ素樹脂シートとゴムの接着性を向上させる目的で、フッ素樹脂シートに表面処理を実施することが好ましい。表面処理の方法は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。表面処理の方法としては、例えば、液体アンモニア−金属ナトリウム(1質量%)溶液やナフタリン+テトラヒドロフラン−金属ナトリウム溶液に数秒間浸たす化学的エッチング方法、放電等によってイオンを発生させ、これをフッ素樹脂シート表面に当ててエッチングするスパッタエッチング処理、プラズマ処理等が挙げられる。   When the surface of the cathode gasket is covered with a fluororesin sheet, it is preferable to perform a surface treatment on the fluororesin sheet for the purpose of improving the adhesion between the fluororesin sheet and rubber. The surface treatment method is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. As the surface treatment method, for example, ions are generated by a chemical etching method in which the solution is immersed in a liquid ammonia-metal sodium (1 mass%) solution or a naphthalene + tetrahydrofuran-metal sodium solution for several seconds, and discharge is performed. Examples include sputter etching processing, plasma processing, and the like that are applied to the surface of the resin sheet for etching.

図7は、本実施形態に係る陰極ガスケットの第五実施形態の断面図である。陰極ガスケット1dは、補強部材(SUS芯材16d及びナイロン6芯材18d)がガスケット本体12dの内部に配置されている部位の表面の少なくとも一部が、フッ素樹脂を含む被覆材14dにより覆われている。かかる構造とすることにより、腐食をより効果的に防止できるため好ましい。   FIG. 7 is a cross-sectional view of a fifth embodiment of the cathode gasket according to the present embodiment. In the cathode gasket 1d, at least a part of the surface of the portion where the reinforcing member (SUS core material 16d and nylon 6 core material 18d) is disposed inside the gasket body 12d is covered with a covering material 14d containing a fluororesin. Yes. Such a structure is preferable because corrosion can be more effectively prevented.

本実施形態の陰極ガスケットは、イオン交換膜法に用いる電解槽に用いることができる。具体的には、イオン交換膜と、陽極室と、陰極室と、前記イオン交換膜と前記陽極室との間に配置された陽極ガスケットと、前記イオン交換膜と前記陰極室との間に配置された本実施形態の陰極ガスケットと、を含む電解槽として用いることができる。   The cathode gasket of this embodiment can be used for an electrolytic cell used for an ion exchange membrane method. Specifically, an ion exchange membrane, an anode chamber, a cathode chamber, an anode gasket arranged between the ion exchange membrane and the anode chamber, and an arrangement between the ion exchange membrane and the cathode chamber. It can be used as an electrolytic cell including the cathode gasket of this embodiment.

本実施形態の陰極ガスケットは、十分に高いシール性を発揮し、クリープが小さく、優れた破断耐性を発揮する。さらに、イオン交換膜が破損することも防止できる。そのため、長期間ガスケットを交換することなく運転することができ、経済的に優れている。   The cathode gasket of this embodiment exhibits sufficiently high sealing properties, small creep, and excellent rupture resistance. Further, the ion exchange membrane can be prevented from being damaged. Therefore, it can be operated without replacing the gasket for a long time, which is economically superior.

以下の実施例により本実施形態を更に詳しく説明するが、本実施形態は以下の実施例により何ら限定されるものではない。   The present embodiment will be described in more detail with reference to the following examples, but the present embodiment is not limited to the following examples.

〔実施例1〕
図1及び図2に示す陰極ガスケットを作製した。外寸法約2400mm、約1200mm高、厚み約3.1mmの長方形の額縁状の構造であるEPDM(JSR社製、商品名「EP−24」)からなるガスケット本体12に、フッ素樹脂(PTFE製シート、日本バルカー社製、商品名「バルフロン」)を含む被覆材14を貼り付けた構造とした。補強部材としてSUS芯材(0.3mmφ、30メッシュ)16と、ナイロン6芯材(0.35mmφ、20メッシュ)18を用いた。
[Example 1]
The cathode gasket shown in FIGS. 1 and 2 was produced. The gasket body 12 made of EPDM (made by JSR, trade name “EP-24”) having a rectangular frame shape with an outer dimension of about 2400 mm, a height of about 1200 mm, and a thickness of about 3.1 mm is attached to a fluororesin (PTFE sheet). , Manufactured by Nippon Valqua Co., Ltd., trade name “VALFLON”). As the reinforcing member, SUS core material (0.3 mmφ, 30 mesh) 16 and nylon 6 core material (0.35 mmφ, 20 mesh) 18 were used.

また、上記補強部材がガスケット内周端部Sから2.5mm以内の内部領域には存在しないように作製した。このガスケット本体12(未加硫ゴム)の周辺端部Sからイオン交換膜側までの全周表面を、幅28mm、厚み0.1mmのPTFE製シートで覆い、金型に入れて硫黄加硫を行った。得られたガスケットの厚みは3.00mmであった。   Further, the reinforcing member was prepared so as not to exist in an inner region within 2.5 mm from the gasket inner peripheral end S. The entire peripheral surface from the peripheral edge S of the gasket body 12 (unvulcanized rubber) to the ion exchange membrane side is covered with a PTFE sheet having a width of 28 mm and a thickness of 0.1 mm, and placed in a mold for sulfur vulcanization. went. The thickness of the obtained gasket was 3.00 mm.

<引っ張り試験>
ガスケットの破断耐性を調べるために、引っ張り試験を次の条件で行った。
測定には、島津製作所(株)のオートグラフ「AG−5000G」を用いた。
測定サンプルを周縁に沿う方向に35mm切断して、測定装置付属のチャックに固定した。固定した部位以外の測定サンプルの幅は、10mmになるように設置した。
さらに、10mm/minの引っ張り速度で、測定サンプルを内周部と外周部の間で引っ張り、測定サンプルが破断するときの荷重を測定し、最大耐荷重とした。最大耐荷重が大きい場合、ガスケットの破断耐性が優れていると評価した。測定の結果、最大耐荷重は253kgfであった。測定結果を表1に示す。
<Tensile test>
In order to examine the fracture resistance of the gasket, a tensile test was performed under the following conditions.
For the measurement, an autograph “AG-5000G” manufactured by Shimadzu Corporation was used.
The measurement sample was cut by 35 mm in the direction along the periphery and fixed to the chuck attached to the measurement device. The width of the measurement sample other than the fixed part was set to be 10 mm.
Furthermore, the measurement sample was pulled between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion at a pulling speed of 10 mm / min, and the load when the measurement sample broke was measured to obtain the maximum load resistance. When the maximum load capacity was large, it was evaluated that the gasket was excellent in fracture resistance. As a result of the measurement, the maximum load capacity was 253 kgf. The measurement results are shown in Table 1.

<クリープ量の測定>
クリープ量は、次に示す方法で測定を行った。
まず、測定サンプルを周縁に沿う方向に100mm切断した。続いて、100mm×21mmの金属製ブロックで、上記測定サンプルを挟んだ。金属製ブロックで挟んだ測定サンプルを4段重ね、恒温槽に設置し、油圧シリンダーにより面圧をかけた。さらに、恒温槽の温度を90℃に昇温し、所定面圧をかけ、1時間後にデジタルゲージにより位置変化量を測定した。この位置変化量を1枚あたりのガスケットの厚みの変化に換算し、ガスケットの厚みの変化量を測定した。ガスケットの厚みの減少が小さい場合、クリープに対する耐性が良いと評価した。面圧に対するガスケットの厚みの変化量の測定結果を図8に示す。
<Measurement of creep amount>
The creep amount was measured by the following method.
First, the measurement sample was cut 100 mm in the direction along the periphery. Subsequently, the measurement sample was sandwiched between 100 mm × 21 mm metal blocks. Four measurement samples sandwiched between metal blocks were stacked and placed in a thermostatic bath, and surface pressure was applied by a hydraulic cylinder. Further, the temperature of the thermostatic chamber was raised to 90 ° C., a predetermined surface pressure was applied, and a position change amount was measured with a digital gauge after 1 hour. This change in position was converted into a change in gasket thickness per sheet, and the change in gasket thickness was measured. When the gasket thickness decrease was small, it was evaluated that the resistance to creep was good. The measurement result of the amount of change in the thickness of the gasket with respect to the surface pressure is shown in FIG.

<電解>
通電面積270dm2の電解槽(旭化成ケミカルズ社製、商品名「NCZ」)の陰極側に陰極ガスケットを装着し、イオン交換膜(旭化成ケミカルズ社製、商品名「ACIPLEX F−6801」)とともに2MPaの圧力で締め付けて電解槽を構成し、塩化ナトリウム水溶液の電解を行った。この電解槽を用いて、60kA/m2、電解温度88℃、陰極苛性ソーダ濃度32質量%、陽極食塩濃度195〜210g/L、陽極電槽内圧力40kPa、陰極電槽内圧力44kPaの条件で電解を行った。1年間電解を行った後、陰極ガスケットの腐食状態を観察した。覆っていたPTFE製シートを取り除き、ガスケット表面を目視にて観察したが、腐食は全く起きていなかった。また、補強芯材はガスケット表面から露出しておらず、イオン交換膜は破断されていないことが確認された。
<Electrolysis>
A cathode gasket is mounted on the cathode side of an electrolytic cell (product name “NCZ” manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) having a current-carrying area of 270 dm 2. The electrolytic cell was constituted by tightening with pressure, and the aqueous sodium chloride solution was electrolyzed. Using this electrolytic cell, electrolysis was performed under the conditions of 60 kA / m 2 , electrolysis temperature 88 ° C., cathode caustic soda concentration 32% by mass, anodic salt concentration 195 to 210 g / L, anode cell pressure 40 kPa, cathode cell pressure 44 kPa. Went. After electrolysis for 1 year, the corrosion state of the cathode gasket was observed. The covered PTFE sheet was removed and the gasket surface was visually observed, but no corrosion occurred. Further, it was confirmed that the reinforcing core material was not exposed from the gasket surface, and the ion exchange membrane was not broken.

〔実施例2〕
陰極ガスケットにPTFE製シートを貼らなかったこと以外は、実施例1と同様に作製、評価を行った。作製した陰極ガスケットの厚みは3.11mmであった。表1に示すように、最大耐荷重は、210kgfであった。また、クリープ量の測定結果を図8に示す。
さらに、実施例1と同様に、大型電解槽に陰極ガスケットを装着し、塩化ナトリウム水溶液の電解を行った。1年間電解を行った後、陰極ガスケットの腐食状態を観察した結果、陰極ガスケットの内周端部Sから7〜10mmの位置に腐食が確認された。補強芯材は陰極ガスケット表面から露出しておらず、イオン交換膜は破断されていないことが確認された。
[Example 2]
Production and evaluation were performed in the same manner as in Example 1 except that the PTFE sheet was not attached to the cathode gasket. The thickness of the produced cathode gasket was 3.11 mm. As shown in Table 1, the maximum load capacity was 210 kgf. Moreover, the measurement result of the creep amount is shown in FIG.
Further, in the same manner as in Example 1, a cathode gasket was attached to a large electrolytic cell, and an aqueous sodium chloride solution was electrolyzed. After conducting electrolysis for one year, the corrosion state of the cathode gasket was observed. As a result, corrosion was confirmed at a position of 7 to 10 mm from the inner peripheral end S of the cathode gasket. The reinforcing core material was not exposed from the surface of the cathode gasket, and it was confirmed that the ion exchange membrane was not broken.

〔比較例1〕
補強芯材を陰極ガスケットに入れなかったこと、PTFE製シートを貼らなかったこと以外は、実施例1と同様に作製、試験を行った。陰極ガスケットの厚みは3.54mmであった。芯材がない場合には、クリープが大きく、最大耐荷重は測定できなかった。また、クリープ量を測定した結果を図8に示す。補強芯材がないため、陰極ガスケットの破断耐性が悪く、クリープも大きいことが確認された。
[Comparative Example 1]
Fabrication and testing were performed in the same manner as in Example 1 except that the reinforcing core material was not put into the cathode gasket and the PTFE sheet was not pasted. The thickness of the cathode gasket was 3.54 mm. In the absence of the core material, the creep was large and the maximum load capacity could not be measured. Moreover, the result of measuring the creep amount is shown in FIG. Since there was no reinforcing core material, it was confirmed that the cathode gasket had poor fracture resistance and large creep.

〔比較例2〕
補強芯材を陰極ガスケットに入れなかったこと以外は、実施例1と同様に作製、試験を行った。陰極ガスケットの厚みは3.45mmであった。芯材がない場合には、クリープが大きく、最大耐荷重は測定できなかった。また、クリープ量を測定した結果を図8に示す。補強芯材がないため、フッ素樹脂シートで陰極ガスケットの表面を被覆しただけでは、陰極ガスケットの破断耐性、クリープ耐性は比較例1と比べて充分に改善されていないことが確認された。
[Comparative Example 2]
Fabrication and testing were performed in the same manner as in Example 1 except that the reinforcing core material was not put into the cathode gasket. The thickness of the cathode gasket was 3.45 mm. In the absence of the core material, the creep was large and the maximum load capacity could not be measured. Moreover, the result of measuring the creep amount is shown in FIG. Since there was no reinforcing core material, it was confirmed that the rupture resistance and creep resistance of the cathode gasket were not sufficiently improved as compared with Comparative Example 1 simply by covering the surface of the cathode gasket with a fluororesin sheet.

〔比較例3〕
補強芯材が陰極ガスケット内周部の電解表面先端まで存在するように作製したこと、PTFE製シートを貼らなかったこと以外は、実施例1と同様に作製を行った。実施例1と同様の条件で電解を行ったところ、陰極ガスケットの内周端部Sから補強芯材のSUS芯材が露出し、イオン交換膜を突き刺して損傷させていることが確認された。
[Comparative Example 3]
Fabrication was performed in the same manner as in Example 1 except that the reinforcing core material was made to exist up to the tip of the electrolytic surface on the inner peripheral portion of the cathode gasket and that a PTFE sheet was not pasted. When electrolysis was performed under the same conditions as in Example 1, it was confirmed that the SUS core material of the reinforcing core material was exposed from the inner peripheral edge S of the cathode gasket and was pierced and damaged by the ion exchange membrane.

実施例1,2及び比較例1,2の陰極ガスケットの最大耐荷重を表1に示す。実施例1,2及び比較例1,2の陰極ガスケットのクリープ性能を図8に示す。   Table 1 shows the maximum load resistance of the cathode gaskets of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. The creep performance of the cathode gaskets of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 is shown in FIG.

Figure 2011006767
Figure 2011006767

以上より、各実施例の陰極ガスケットは、クリープが小さく、かつ破断耐性に優れ、さらにはイオン交換膜を破損することがなく、耐腐食性に優れることが確認された。   From the above, it was confirmed that the cathode gasket of each example had small creep and excellent rupture resistance, and further excellent corrosion resistance without damaging the ion exchange membrane.

本発明の電解槽用陰極ガスケットは、塩素とアルカリ金属水酸化物を生産するためのイオン交換膜法アルカリ電解の分野をはじめとする幅広い分野で好適に利用できる。   The cathode gasket for an electrolytic cell of the present invention can be suitably used in a wide range of fields including the field of ion exchange membrane method alkaline electrolysis for producing chlorine and alkali metal hydroxides.

1,1a,1b,1c 電解槽用陰極ガスケット(陰極ガスケット)
10 開口部
12,12a,12b,12c ガスケット本体
14,14a,14b,14c 被覆材
16,16a,16b,16c SUS芯材
18,18a,18b,18c ナイロン6芯材
2 イオン交換膜
3 陰極室枠
4 陽極室枠
5 電解槽用陽極ガスケット(陽極ガスケット)
S 内周端部
A 陰極側
B イオン交換膜側
C 電解槽側
1,1a, 1b, 1c Electrolytic cell cathode gasket (cathode gasket)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Opening part 12,12a, 12b, 12c Gasket main body 14,14a, 14b, 14c Cover material 16,16a, 16b, 16c SUS core material 18,18a, 18b, 18c Nylon 6 core material 2 Ion exchange membrane 3 Cathode chamber frame 4 Anode chamber frame 5 Anode gasket for electrolytic cell (anode gasket)
S inner peripheral edge A cathode side B ion exchange membrane side C electrolytic cell side

Claims (8)

イオン交換膜法に用いられる電解槽においてイオン交換膜と電解室枠との間をシールし、略中央に形成された開口部を有する電解槽用陰極ガスケットであって、
前記電解槽用陰極ガスケットの内部に配置された補強部材を含み、
前記開口部の内周端部から、前記電解槽用陰極ガスケットの所定長の内部領域には前記補強部材が配置されていない、電解槽用陰極ガスケット。
An electrolytic cell cathode gasket that seals between an ion exchange membrane and an electrolytic chamber frame in an electrolytic cell used in an ion exchange membrane method, and has an opening formed at a substantially center,
A reinforcing member disposed inside the electrolytic cell cathode gasket,
The electrolytic cell cathode gasket, wherein the reinforcing member is not disposed in an inner region of a predetermined length of the electrolytic cell cathode gasket from an inner peripheral end of the opening.
前記所定長は、2.5mm以上である、請求項1に記載の電解槽用陰極ガスケット。   The cathode gasket for an electrolytic cell according to claim 1, wherein the predetermined length is 2.5 mm or more. 前記電解槽用陰極ガスケットの表面の少なくとも一部が、フッ素樹脂を含む被覆材により覆われている、請求項1又は2に記載の電解槽用陰極ガスケット。   3. The electrolytic cell cathode gasket according to claim 1, wherein at least a part of the surface of the electrolytic cell cathode gasket is covered with a coating material containing a fluororesin. 前記補強部材が内部に配置されている部位と、前記補強部材が内部に配置されていない部位と、の境界表面の少なくとも一部が、前記被覆材により覆われている、請求項3に記載の電解槽用陰極ガスケット。   The at least one part of the boundary surface of the site | part in which the said reinforcement member is arrange | positioned inside, and the site | part in which the said reinforcement member is not arrange | positioned inside is covered with the said coating | covering material. Cathode gasket for electrolytic cell. 前記補強部材が内部に配置されている部位の表面の少なくとも一部が、前記被覆材により覆われている、請求項3又は4に記載の電解槽用陰極ガスケット。   The cathode gasket for an electrolytic cell according to claim 3 or 4, wherein at least a part of a surface of a portion where the reinforcing member is disposed is covered with the covering material. 前記被覆材の少なくとも一部が、前記電解槽用陰極ガスケットに内在されている、請求項3〜5のいずれか一項に記載の電解槽用陰極ガスケット。   The cathode gasket for electrolytic cells as described in any one of Claims 3-5 in which at least one part of the said coating | covering material is inherent in the said cathode gasket for electrolytic cells. 前記陰極室枠と接する表面の少なくとも一部が、前記被覆材により覆われている、請求項3〜6のいずれか一項に記載の電解槽用陰極ガスケット。   The cathode gasket for electrolytic cells as described in any one of Claims 3-6 with which at least one part of the surface which contact | connects the said cathode chamber frame is covered with the said coating | covering material. イオン交換膜と、
陽極室と、
陰極室と、
前記イオン交換膜と前記陽極室との間に配置された、電解槽用陽極ガスケットと、
前記イオン交換膜と前記陰極室との間に配置された、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電解槽用陰極ガスケットと、
を含む電解槽。
An ion exchange membrane;
An anode chamber;
A cathode chamber;
An anode gasket for an electrolytic cell disposed between the ion exchange membrane and the anode chamber;
The cathode gasket for an electrolytic cell according to any one of claims 1 to 7, which is disposed between the ion exchange membrane and the cathode chamber,
Electrolyzer containing.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204134A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Asahi Kasei Chemicals Corp Cathode side gasket for electrolyzer and electrolyzer
WO2014178317A1 (en) * 2013-04-30 2014-11-06 旭化成株式会社 Gasket and electrolyser
JP2019019408A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 旭化成株式会社 Gasket for electrolytic bath and electrolytic bath
WO2021015120A1 (en) 2019-07-19 2021-01-28 デノラ・ペルメレック株式会社 Gasket for electrolysis vessels, and electrolysis vessel using same
US11982007B2 (en) 2019-07-19 2024-05-14 De Nora Permelec Ltd Gasket for electrolysis vessels, and electrolysis vessel using same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115323417A (en) * 2022-05-17 2022-11-11 广东卡沃罗氢科技有限公司 Industrial electrolytic tank

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57156660U (en) * 1981-03-30 1982-10-01
JPS57172064U (en) * 1981-04-27 1982-10-29
JPS63216990A (en) * 1987-02-27 1988-09-09 ザ ダウ ケミカル カンパニ− Hermetical seal method of electrolytic cell, electrolytic assembly and electrolytic cell hermetical seal method
JPH0328388A (en) * 1989-06-27 1991-02-06 Tosoh Corp Electrolytic cell
JPH03125069U (en) * 1990-03-30 1991-12-18
JPH059772A (en) * 1991-07-04 1993-01-19 Asahi Chem Ind Co Ltd Electrolytic cell for alkali chloride solution
JP2000178780A (en) * 1998-12-14 2000-06-27 Asahi Chem Ind Co Ltd Gasket for electrolyzing alkali chloride

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57156660U (en) * 1981-03-30 1982-10-01
JPS57172064U (en) * 1981-04-27 1982-10-29
JPS63216990A (en) * 1987-02-27 1988-09-09 ザ ダウ ケミカル カンパニ− Hermetical seal method of electrolytic cell, electrolytic assembly and electrolytic cell hermetical seal method
JPH0328388A (en) * 1989-06-27 1991-02-06 Tosoh Corp Electrolytic cell
JPH03125069U (en) * 1990-03-30 1991-12-18
JPH059772A (en) * 1991-07-04 1993-01-19 Asahi Chem Ind Co Ltd Electrolytic cell for alkali chloride solution
JP2000178780A (en) * 1998-12-14 2000-06-27 Asahi Chem Ind Co Ltd Gasket for electrolyzing alkali chloride

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013204134A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Asahi Kasei Chemicals Corp Cathode side gasket for electrolyzer and electrolyzer
WO2014178317A1 (en) * 2013-04-30 2014-11-06 旭化成株式会社 Gasket and electrolyser
AU2014260846B2 (en) * 2013-04-30 2016-09-22 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Gasket and electrolyser
JP6031189B2 (en) * 2013-04-30 2016-11-24 旭化成株式会社 Gasket and electrolytic cell
US9963795B2 (en) 2013-04-30 2018-05-08 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Gasket and electrolyser
JP2019019408A (en) * 2017-07-14 2019-02-07 旭化成株式会社 Gasket for electrolytic bath and electrolytic bath
JP7215839B2 (en) 2017-07-14 2023-01-31 旭化成株式会社 Gasket for electrolytic cell and electrolytic cell
WO2021015120A1 (en) 2019-07-19 2021-01-28 デノラ・ペルメレック株式会社 Gasket for electrolysis vessels, and electrolysis vessel using same
KR20220009510A (en) 2019-07-19 2022-01-24 드 노라 페르멜렉 가부시키가이샤 Gasket for electrolytic cell and electrolytic cell using same
US11982007B2 (en) 2019-07-19 2024-05-14 De Nora Permelec Ltd Gasket for electrolysis vessels, and electrolysis vessel using same

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