JP2019513902A - 水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物及びその製造方法を提供する。該ポリフェニレンサルファイド織物を構成する繊維の表面は親水基を含有し、且つ酸素元素含有量が１５重量％以上であり、前記親水基はカルボキシ基とチオオキシ基を含み、前記カルボキシ基はカルボキシル基、カルボニル基、アルデヒド基のうちの少なくとも１種であり、前記カルボキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６２〜７２％、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜１５％である。該水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物は、親水性に優れ、気密性が高い特徴を有するだけでなく、プロセスがシンプルで、省エネで、環境汚染が小さい特徴を有する。
Description
本発明は水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物及びその製造方法に関する。
布隔膜は水電解槽の主要な要素であり、水電解槽の陽極と陰極との間に配置され、陽極側ガスと陰極側ガスとの混合を阻止し、ガスの純度を確保し、電流効率と安全性を向上させる。また、水電解槽用隔膜は優れた親水性が求められ、その繊維原料であるポリフェニレンサルファイド自体が疎水性繊維であるため、それに親水性を付与するために、製造した織物を親水加工する必要がある。従来、主にプラズマ加工によってポリフェニレンサルファイド水電解槽用隔膜に親水性を付与するが、プラズマ加工は繊維の表層のみを処理し、織物の表層に親水基を結合させ、水素隔膜の親水性の適時性が劣り、長時間使用すると、隔膜の親水性と気密性が徐々に低下し、生産効率を損なう。
例えば、特許文献１はポリフェニレンサルファイド繊維からなる布隔膜を開示し、該布隔膜の形態は織物、不織布又はニット生地であり、該布隔膜の表面をプラズマ加工して、親水性を付与し、水電解槽用隔膜を製造するが、プラズマ加工によって繊維の表層しか処理できないため、親水性の適時性が劣り、隔膜の使用に伴い、親水性と気密性が徐々に低下し、使用要件を真に満たすことができない。
また、例えば、特許文献２はポリフェニレンサルファイド繊維からなる不織布を開示し、不織布を７０〜１３０℃、９０〜９８％のＨ２ＳＯ４において２０〜４０分間スルホン化処理して、親水性を付与し、水電解槽用隔膜を製造するが、不織布自体の強度が低いことに加えて、濃硫酸溶液での処理時間が長いため、該不織布の強度が大幅に低下し、それにより隔膜の使用に影響する。
本発明は、気密性が高く、親水性の適時性に優れる水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を提供することを目的とする。
本発明は、プロセスがシンプルで、省エネで、環境汚染が小さい水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の製造方法を提供することを別の目的とする。
本発明の技術案として、本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を構成する繊維の表面は親水基を含有し、且つ酸素元素含有量が１５重量％以上であり、前記親水基はカルボキシ基とチオオキシ基を含み、前記カルボキシ基はカルボキシル基、カルボニル基、アルデヒド基のうちの少なくとも１種であり、前記カルボキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６２〜７２％、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜１５％である。
上記親水基は好ましくは、カルボキシ基、ヒドロキシ基、チオオキシ基及びアミノ基を含み、前記カルボキシ基とヒドロキシ基の総含有量は好ましくは繊維表面における基の総数の６１〜８０％、チオオキシ基の含有量は好ましくは繊維表面における基の総数の６〜１０％、アミノ基の含有量は好ましくは繊維表面における基の総数の２〜１０％である。
上記カルボキシ基とチオオキシ基の総含有量は好ましくは繊維表面における基の総数の７２〜８５％である。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸の繊度は好ましくは２８０〜３０００ｄｔｅｘ、横糸の繊度は好ましくは２８０〜３０００ｄｔｅｘである。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸の密度は好ましくは１００〜２２０本／１０ｃｍ、横糸の密度は好ましくは６０〜１８０本／１０ｃｍである。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物の厚さは好ましくは０．５０〜２．００ｍｍである。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物の目付は好ましくは３００〜１０００ｇ／ｍ２である。
耐久性処理後、本発明のポリフェニレンサルファイド織物の吸水速度は好ましくは１５ｓ以下である。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物の気密性は好ましくは５００ｍｍＨ２Ｏ以上である。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物の吸水高さは好ましくは１６０〜２８０ｍｍである。
耐久性処理後、本発明のポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面の酸素元素含有量の減少率は好ましくは３０％以下である。
本発明の有益な効果は、本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物は気密性が高く、親水性の適時性に優れる特徴を有するだけでなく、プロセスがシンプルで、省エネで、環境汚染が小さい特徴も有することである。
本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を構成する繊維表面は親水基を含有し、且つ酸素元素含有量が１５重量％以上であり、前記親水基はカルボキシ基とチオオキシ基を含み、前記カルボキシ基はカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）、アルデヒド基（−ＣＨＯ）のうちの少なくとも１種であり、前記カルボキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６２〜７２％、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜１５％である。ここで、繊維表面とは、繊維の表層である。繊維表面の酸素元素含有量の値はポリフェニレンサルファイド織物における５個の被測定点の平均値である。ポリフェニレンサルファイド織物を構成する繊維表面の親水基中の酸素元素含有量はポリフェニレンサルファイド織物の親水特性に影響を与え、酸素元素含有量が高いほど、親水特性が優れる。親水加工後のポリフェニレンサルファイド織物は電解槽に使用される時、表面に水膜を形成することで、隔膜の両側のガスが他側に流れることを阻止し、更に隔膜の気密性を向上させ、且つ安全性を確保する。繊維表面の酸素元素含有量が１５％未満であると、ポリフェニレンサルファイド織物の隔膜としての親水性は改善がうまくいかず、隔膜が電解液で十分に湿潤できず、且つ隔膜の抵抗が大きく、電解効率が低く、エネルギー損失が大きくなる。隔膜の親水性と加工コストを考慮すると、上記繊維表面の酸素元素含有量は好ましくは２０〜７５重量％、より好ましくは２０〜４０重量％である。
上記親水基中のカルボキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６２〜７２％、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜１５％である。親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６２％未満で、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６％未満である場合、使用中、ポリフェニレンサルファイド織物がアルカリ溶液と高温の影響を受けて、含有量が非常に少ないカルボキシ基とチオオキシ基に分子鎖の回転又は少量の脱離が発生し、それにより、ポリフェニレンサルファイド織物の親水効果が劣化し、ポリフェニレンサルファイド織物の使用時間が長くなるにつれて、親水性と気密性が徐々に低下し、生産効率を損なう一方、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の７２％より大きく、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１５％より大きい場合、ポリフェニレンサルファイド織物の親水効果が優れるが、カルボキシ基、チオオキシ基の過量によってポリフェニレンサルファイドの分子構造が変化し、ポリフェニレンサルファイド織物が壊れやすくなり、その引張強度が低くなり、延いては破断してしまう。ポリフェニレンサルファイド織物の親水性及び引張強度等の要素を総合的に考慮すると、ポリフェニレンサルファイド織物の引張強度を損なわずにポリフェニレンサルファイド織物の使用中の親水性を確保するために、好ましくは親水基中のカルボキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６４〜７０％、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜１０％、より好ましくはチオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の８〜１０％である。
上記カルボキシ基中のカルボキシル基の割合は４０〜６０％、カルボニル基の割合は０〜３０％、アルデヒド基の割合は３０〜４０％であり、これらの化学基を生成する反応が並行競争反応に属し、且つ化学反応活性化エネルギーが異なるため、官能基の発生量が異なる。
上記親水基は好ましくはカルボキシ基、ヒドロキシ基、チオオキシ基及びアミノ基を含み、前記カルボキシ基とヒドロキシ基の総含有量は好ましくは繊維表面における基の総数の６１〜８０％、チオオキシ基の含有量は好ましくは繊維表面における基の総数の６〜１０％、アミノ基の含有量は好ましくは繊維表面における基の総数の２〜１０％である。上記ヒドロキシ基、アミノ基は、紫外線照射の作用下で、空気中の酸素、水素元素がポリフェニレンサルファイドのベンゼン環に結合して得られる。ヒドロキシ基とアミノ基は、アルカリ性基であり、ＫＯＨ溶液で脱離しにくいため、ポリフェニレンサルファイド織物をＫＯＨアルカリ性溶液に使用することに伴い、ヒドロキシ基とアミノ基の含有量が著しく減少することがないため、より優れた親水効果と気密性を維持できる。繊維表面における基の総数に対してカルボキシ基とヒドロキシ基の総含有量が少なすぎる場合、紫外線照射処理が不十分であることを示し、その結果、ポリフェニレンサルファイド織物の親水性の適時性に悪影響を与え、ポリフェニレンサルファイド織物の使用時間が長くなるにつれて、繊維表面のカルボキシ基とヒドロキシ基の含有量が少なくなり、その親水性と気密性が徐々に低下して、生産効率を損なう一方、繊維表面における基の総数に対してカルボキシ基とヒドロキシ基の総含有量が多すぎる場合、紫外線照射処理が過度になることを示し、その結果、ポリフェニレンサルファイド織物の親水効果が優れるが、カルボキシ基とヒドロキシ基の過量によってポリフェニレンサルファイドの分子構造が大きく変化し、ポリフェニレンサルファイド織物が壊れやすく、その引張強度が低くなり、延いては破断してしまい、また、ポリフェニレンサルファイド織物の孔径が大きくなり、その気密性を損なう。ポリフェニレンサルファイド織物の親水性、気密性及び引張強度等の要素を総合的に考慮すると、ポリフェニレンサルファイド織物の引張強度を損なわずにポリフェニレンサルファイド織物の使用中の親水性と気密性を確保するために、より好ましくはカルボキシ基とヒドロキシの含有量は繊維表面における基の総数の６５〜７０％、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜９％である。
本発明では、好ましくはアミノ基の含有量は繊維表面における基の総数の２〜１０％であり、繊維表面における基の総数に対してアミノ基の含有量が少なすぎる場合、使用中、ポリフェニレンサルファイド織物がアルカリ溶液と高温の影響を受けて、含有量の少なすぎるヒドロキシ基の一部が脱離し又は分子鎖の回転が発生して、それによって、ポリフェニレンサルファイド織物の親水効果が劣化する。ポリフェニレンサルファイド織物の使用時間が長くなるにつれて、親水性と気密性が徐々に低下し、生産効率を損なう一方、繊維表面における基の総数に対してアミノ基の含有量が多すぎる場合、紫外線照射処理が過度になることを示し、その結果、アミノ基含有量が高くなり、ポリフェニレンサルファイド織物の親水効果が優れるが、親水基の過量によってポリフェニレンサルファイドの分子構造が大きく変化し、ポリフェニレンサルファイド織物が壊れやすくなり、その引張強度が低くなり、延いては破断してしまい、また、ポリフェニレンサルファイド織物の孔径が大きくなり、その気密性を損ない、ポリフェニレンサルファイド織物の親水性、気密性及び引張強度等の要素を考慮すると、ポリフェニレンサルファイド織物の引張強度を損なわずにポリフェニレンサルファイド織物の使用中の親水性と気密性を確保するために、より好ましくはアミノ基の含有量は繊維表面における基の総数の３〜８％である。
本発明では、好ましくはカルボキシ基とチオオキシ基の総含有量は繊維表面における基の総数の７２〜８５％であり、親水基中のカルボキシ基とチオオキシ基の総含有量が少なすぎる場合、ポリフェニレンサルファイド織物の親水性の適時性が悪く、ポリフェニレンサルファイド織物の使用時間が長くなるにつれて、親水性と気密性が徐々に低下し、生産効率を損ない、カルボキシ基とチオオキシ基の総含有量が多すぎる場合、ポリフェニレンサルファイド織物の親水効果が優れるが、カルボキシ基、チオオキシ基の過量によってポリフェニレンサルファイドの分子構造が大きく変化し、ポリフェニレンサルファイド織物が壊れやすくなり、それによりその引張強度が低くなり、延いては破断してしまい、また、ポリフェニレンサルファイド織物の孔径が大きくなり、その気密性を損なう。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸の繊度は好ましくは２８０〜３０００ｄｔｅｘ、横糸の繊度は好ましくは２８０〜３０００ｄｔｅｘである。ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の繊度が小さすぎる場合、織物中の交織点が多く、通気度が大きくて、気密性が悪いだけでなく、ポリフェニレンサルファイド織物の機械的特性を損なう一方、ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の繊度が大きすぎる場合、製造されたポリフェニレンサルファイド織物の厚さが大きく、隔膜の抵抗が増大して、水素製造過程におけるエネルギー消費量が増加する。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の撚り係数は好ましくは２５０〜５００であり、ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の撚り係数が小さすぎる場合、糸の強度が低く、毛羽が多く、製織に支障をもたらす一方、ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の撚り係数が大きすぎる場合、織物中の交織点の気孔が著しくなり、気密性を損なう。
該ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸の密度は好ましくは１００〜２２０本／１０ｃｍ、横糸の密度は好ましくは６０〜１８０本／１０ｃｍである。該ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の密度が小さすぎる場合、織物の被覆係数が低く、織物の気孔が大きいため、隔膜の気密性が要件を満たさない一方、該ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の密度が大きすぎる場合、製織難度が増加するとともに、織物の目付が大きすぎ、生産コストが増える。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物の厚さは好ましくは０．５０〜２．００ｍｍであり、ポリフェニレンサルファイド織物の厚さが小さすぎる場合、製造された隔膜のコシが低くなり、隔膜の取付難度が増える一方、ポリフェニレンサルファイド織物の厚さが大きすぎる場合、該隔膜の抵抗が増大し、水素製造過程におけるエネルギー消費量が増加し、生産コストが増える。製造された隔膜のコシ及び生産コスト等の要素を考慮すると、本発明のポリフェニレンサルファイド織物の厚さはより好ましくは０．５０〜１．５０ｍｍである。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物の目付は好ましくは３００〜１０００ｇ／ｍ２であり、ポリフェニレンサルファイド織物の目付が小さすぎる場合、ポリフェニレンサルファイド織物のコシが低くなり、隔膜の取付難度が増える一方、ポリフェニレンサルファイド織物の目付が大きすぎる場合、織物コストが増えるだけでなく、隔膜の抵抗が増大し、水素製造過程におけるエネルギー消費量が増加し、生産コストが増える。
耐久性処理後、該ポリフェニレンサルファイド織物の吸水速度は好ましくは１５ｓ以下である。ここで、耐久性処理とは、濃度３０％のＫＯＨ溶液を用いて、８０〜１２０℃の温度で１ヶ月処理することであり、処理温度が隔膜の実際の使用環境に応じて決められる。該ポリフェニレンサルファイド織物の吸水速度は好ましくは１５ｓ以下、より好ましくは１０ｓ以下であることで、ポリフェニレンサルファイド織物を水電解槽で長時間にわたって使用しても、優れた親水性を確保できる。一般的なポリフェニレンサルファイド織物は耐久性処理後、吸水速度が３００ｓより大きい。
ポリフェニレンサルファイド織物が優れた気密性、イオン通過効率及び織物の加工性を有することを考慮すると、本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の気密性は好ましくは５００ｍｍＨ２Ｏである。
本発明のポリフェニレンサルファイド織物の吸水高さは好ましくは１６０〜２８０ｍｍである。吸水高さも隔膜の吸水効果を判断する指標の一つであり、吸水高さが高いほど、吸水効果が良好であることを示す。ポリフェニレンサルファイド織物の吸水効果が悪い場合、スルホン化処理又はプラズマ加工処理又は紫外線照射処理が不十分であることを示す。吸水高さはより好ましくは２００〜２８０ｍｍである。
耐久性処理後、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面の酸素元素含有量の減少率は好ましくは３０％未満である。ここで、耐久性処理とは、濃度３０％のＫＯＨ溶液を用いて、８０〜１２０℃の温度で１ヶ月処理することを意味し、耐久性処理後、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面の酸素元素含有量の減少率が３０％以内であり、それによりポリフェニレンサルファイド織物を水電解槽に長時間にわたって使用しても、優れた親水性を確保できる。
本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の製造方法は、繊度が２８０〜３０００ｄｔｅｘのポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸としてグリッパー織機又はヘビーレピア織機で製織して、未加工布を得て、得られた未加工布を温度９０〜９５℃、速度２０〜４０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に温度１３０〜１５０℃でシリンダードライヤーで乾燥させ、さらに９５％濃硫酸を用いて処理温度８０〜１３０℃で６〜１２ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、最終的に完成品を得て、又は、乾燥後のポリフェニレンサルファイド織物を照射温度６０〜９０℃で１０〜６０時間紫外線照射し、最終的に完成品を得て、又は、精練後のポリフェニレンサルファイド織物を、まず９５％の濃硫酸を用いて処理温度８０〜１３０℃で６〜１２ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、さらにスルホン化処理済みのポリフェニレンサルファイド織物を処理強度５０〜５００ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工し、最終的に完成品を得る。
精練温度が９０℃未満の場合、布の汚れを除去しにくい一方、精練温度が９５℃より高い場合、エネルギーを消費するだけでなく、生産コストが増える。精練速度が２０ｍ／ｍｉｎ未満の場合、生産効率を損なう一方、精練速度が４０ｍ／ｍｉｎより高い場合、精練液が濾布に十分に接触できず、布の汚れを完全に洗浄できない。乾燥温度が１３０℃未満の場合、精練後の濾布が乾きにくく、乾燥効率が低い一方、乾燥温度が１５０℃より高い場合、エネルギー消耗量が増加し、ある程度生産コストが増える。
本発明では、製造したポリフェニレンサルファイド織物をスルホン化加工又はスルホン化加工処理した後、プラズマ加工し、好ましくはポリフェニレンサルファイド織物をスルホン化処理した後、プラズマ加工し、それにより、すべての繊維を処理でき、織物の表層と裏層にともに親水基を接合でき、従って上記親水加工方法により製造されたポリフェニレンサルファイド織物の親水性の適時性がプラズマ加工のみによる隔膜よりも優れる。且つ、スルホン化処理の温度、時間を所定の範囲内に制御しなければならない。スルホン化処理の温度が８０℃未満、処理時間が６ｍｉｎ未満の場合、硫酸によるポリフェニレンサルファイド織物へのスルホン化処理が不十分であり、ポリフェニレンサルファイド織物中のカルボキシ基の含有量とチオオキシ基の含有量が少なくなり、ポリフェニレンサルファイド織物で形成された隔膜の親水性が悪くなり、耐久処理後、隔膜の吸水速度が遅くなり、最終的に隔膜が電解液で十分に湿潤できない一方、スルホン化処理の温度が１３０℃より高く、処理時間が１２ｍｉｎより大きい場合、ポリフェニレンサルファイド織物中のカルボキシ基、チオオキシ基の含有量が増加し、親水性が高くなるが、親水基の過量によって、エネルギー浪費を招き、ポリフェニレンサルファイドの分子構造が変化し、ポリフェニレンサルファイド織物中のベンゼン環と炭素酸素結合がともに過度に破壊し、分子構造の安定性を損なうだけでなく、布を焼損し、ポリフェニレンサルファイド織物の引張破断強度を損なう。ポリフェニレンサルファイド織物の親水性と引張破断強度を考慮すると、スルホン化処理の温度は好ましくは１００〜１３０℃である。
上記プラズマ処理は常圧プラズマ表面処理又は低圧プラズマ表面処理である。空気作用下で、処理強度は５０〜５００ＫＷ・ｓ／ｍ２であり、処理強度の計算式は以下の通りである。
処理強度＝放電電力（ＫＷ）／処理速度（ｍ／ｓ）／処理幅（ｍ）。
本発明では、ポリフェニレンサルファイド織物のスルホン化加工処理後、ポリフェニレンサルファイド織物をさらに処理強度５０〜５００ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工し、プラズマの処理強度が低すぎる場合、プラズマ荷電粒子のエネルギーが小さく、繊維表面で生じたグラフト反応が弱く、繊維表面の親水基の数が少なくなり、つまりポリフェニレンサルファイド織物中のカルボキシ基の含有量とチオオキシ基の含有量が少なくなる一方、プラズマの処理強度が高すぎる場合、ポリフェニレンサルファイド織物が電流によって焼損され、それによりポリフェニレンサルファイド織物の引張破断強度を損なう。
本発明で製造されたポリフェニレンサルファイド織物に対して紫外線照射処理をさらに行ってもよく、紫外線照射処理によって、ポリフェニレンサルファイド繊維の表面に親水基のヒドロキシ基とアミノ基を発生させ、ヒドロキシ基とアミノ基がアルカリ性基であるため、隔膜の使用中にヒドロキシ基とアミノ基がアルカリ溶液の影響を受けず、スルホン化加工又はプラズマ加工に比べて、紫外線照射処理方法で製造されたポリフェニレンサルファイド織物の親水性の適時性を向上させ、それにより生産効率を向上させる。紫外線照射の温度は好ましくは６０〜９０℃、時間は好ましくは１０〜６０時間であり、紫外線照射の温度が低すぎ、照射時間が短すぎる場合、紫外線によるポリフェニレンサルファイド織物の処理が不十分であり、ポリフェニレンサルファイド織物中のカルボキシ基、ヒドロキシ基、チオオキシ基及びアミノ基の含有量が少なくなり、ポリフェニレンサルファイド織物で形成された隔膜親水性が悪くなり、隔膜の使用に伴って、隔膜が電解液で十分に湿潤できない一方、紫外線照射の温度が高すぎ、照射時間が長すぎる場合、ポリフェニレンサルファイド織物中のカルボキシ基、ヒドロキシ基、チオオキシ基及びアミノ基の含有量が増加し、親水性が高くなるが、親水基の過量によって、エネルギー浪費を招き、ポリフェニレンサルファイドの分子構造が変化し、ポリフェニレンサルファイド織物中のベンゼン環と炭素酸素結合がともに過度に破壊し、分子構造の安定性を損なうだけでなく、布を過度に焼損し、ポリフェニレンサルファイド織物の引張破断強度を損ない、且つコストアップにつながる。
以下の実施例によって、本発明を更に詳細に説明する。しかし、本発明の保護範囲は実施例に限定されず、実施例中の各物性は以下の方法によって測定される。
［撚り係数］
撚り係数α＝ｔ＊Ｔ１＾（１／２）、
式中、ｔ−撚り数（Ｔ／１０ｃｍ）、Ｔ１−糸の繊度（ｔｅｘ）。
式中、ｔ−撚り数（Ｔ／１０ｃｍ）、Ｔ１−糸の繊度（ｔｅｘ）。
［縦糸密度・横糸密度］
ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．６密度法に基づき、密度計で織物の縦糸密度・横糸密度を測定し、密度計の測定範囲を１インチ（２．５４ｃｍ）として測定したところ、縦糸密度がｍ本／２．５４ｃｍ、横糸密度がｎ本／２．５４ｃｍであり、縦糸密度は（ｍ／２．５４＊１０）本／１０ｃｍ、横糸密度は（ｎ／２．５４＊１０）本／１０ｃｍに換算され、縦糸、横糸密度は５個の測定値の平均値である。
［目付］
ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．４．２法に基づき、標準状態下で円形カッターを用いて面積１００ｃｍ２の試料を３枚カットし、それぞれの質量を標準状態下で秤量し、計算式：目付＝質量／面積に従って、各試料の目付を求め、平均値をとる。
［厚さ］
ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．４．３法に基づき、標準状態下で２０ｃｍ×２０ｃｍの試料を３枚カットし、厚さ計（型番ＴＨＣ−３ＮＤ、圧力２４０ｇｆ／ｃｍ２）を用いてそれぞれ各試料の中間の厚さを測定し、平均値をとる。
［気密性］
中国建材産業標準ＪＣＴ ２１１−２００９「隔膜アスベスト布」標準４．５．２の気密性テスト方法に基づき、サイズ２０ｃｍ×２０ｃｍの試料を取り、試料を水中に３０分間浸漬させ、完全に浸透した後、試料をテスト装置に平坦に取り付け、水漏れしないように密封性を確保し、試料の上方に水を布から１０ｃｍに添加し、水面を観察し、水面に気体が２分間漏れないように確保し、この時の気密性試験値を記録し、各組の試料を少なくとも３個にして、平均値をとる。
［吸水速度］
ＪＩＳ Ｌ１９０７−２０１０繊維製品の吸水性試験方法の７．１．１滴下法に基づきテストを行い、ビュレットに所定量の脱イオン水を添加し、ビュレットを垂直に固定し、被験布隔膜をクリップで平坦に張り、ビュレットの下方に水平に置き、ビュレットの位置を調節し、ビュレットの底部を布から１ｃｍに位置させ、ビュレットのピストンをゆっくりと開け、布に滴下した水量を１滴とし、該水滴が完全に吸収される時間をストップウォッチで記録し、各組の試料を少なくとも５回測定し、平均値をとる。
［吸水高さ］
ＪＩＳ Ｌ１９０７−２０１０繊維製品の吸水性試験方法の７．１．２バイレック法に基づきテストを行い、サイズ３０ｃｍ×２．５ｃｍの試料を取り、試料を垂直にテストクリップに挟み、下方の注水容器に所定量の脱イオン水を添加し、試料の下端から２ｃｍを水中に浸漬させ、１０分間維持し、試料が吸水する最高箇所にマークし、サンプルクリップから試料を取り出し、吸水高さ値を水平に測定し、各組の試料を少なくとも３回測定し、平均値をとる。
［引張破断強度］
ＪＩＳ Ｌ１０９６ ８．１２．１Ａ法（基布プル法）に基づき、一般織物に対し、試料のサイズを３０ｃｍ×６ｃｍとし、エッジの両側から同数の糸を除去し、残りの試料の幅を所定幅５ｃｍとする。引張試験機において、治具で試料の両端を挟み、治具ヘッドの間隔２０ｃｍ、定速２０ｃｍ／ｍｉｎの速度で、試料が引き裂かれた時の破断強度を測定し、各組の試料を少なくとも３回測定し、平均値をとる。
［親水基成分及びその酸素元素］
Ｘ線光電子分光分析装置（ドイツＴｈｅｒｍｏ社製；型番：ＥＳＣＡＬＡＢ ２５０Ｘｉ）を用いて繊維表面の化学成分を定性・定量分析する。Ｘ線光電子スペクトルに基づき、繊維表面の酸素元素含有量を算出する。Ｘ線光電子スペクトル中の明らかに識別可能な各炭素酸素ピークの結合エネルギーに基づき、親水基成分を決定する。各組の試料に対し３個の点を測定し、各点は１つの酸素元素含有量に対応し、３個の点の試験値の平均値をとる。
［カルボキシ基、チオオキシ基、ヒドロキシ基及びアミノ基の含有量］
Ｘ線光電子分光分析装置（ドイツＴｈｅｒｍｏ社製；型番：ＥＳＣＡＬＡＢ ２５０Ｘｉ）を用いて繊維表面の化学成分を定性・定量分析する。Ｘ線光電子スペクトルに基づき算出された酸素元素含有量についてピークを分離し、ピーク値に応じて、カルボキシ基、チオオキシ基及びヒドロキシ基を判断し、対応する含有量を算出し、Ｘ線光電子スペクトルに基づき算出された窒素元素含有量についてピークを分離し、ピーク値に応じて、アミノ基を判断し、その含有量を算出する。
［酸素元素含有量の減少率］
Ｘ線光電子分光分析装置（ドイツＴｈｅｒｍｏ社製；型番：ＥＳＣＡＬＡＢ ２５０Ｘｉ）を用いて処理前のポリフェニレンサルファイド織物繊維表面の化学成分を定性・定量分析し、Ｘ線光電子スペクトルに基づき繊維表面の酸素元素含有量Ｍを算出し、次に、ポリフェニレンサルファイド織物繊維表面を３０％のＫＯＨ溶液、温度８０〜１２０℃で１カ月耐久性処理し、耐久性処理後のポリフェニレンサルファイド織物繊維表面の化学成分を定性・定量分析し、Ｘ線光電子スペクトルに基づき繊維表面の酸素元素含有量Ｎを算出し、耐久性処理前後の繊維表面の酸素元素の含有量によって酸素元素含有量の減少率を算出する。その計算式は以下の通りである。
酸素元素含有量の減少率（％）＝（Ｎ−Ｍ）／Ｍ＊１００％。
実施例１
繊度が３００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１０の６本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が１８００ｄｔｅｘ、撚り係数が３２０のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１５４本／１０ｃｍ、横糸密度が１０６本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９０℃、速度３０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１３０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度８０℃で１２ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、次に処理強度５０ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工し、最終的に厚さ０．９０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が２６重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６４％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４０％、カルボニル基の比率が３０％、アルデヒド基の比率が３０％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１０％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が８ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表１に示される。
実施例２
繊度が３００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１０の４本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が１２００ｄｔｅｘ、撚り係数が４３５のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１７７本／１０ｃｍ、横糸密度が１２２本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９５℃、速度３５ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度９０℃で１０ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、次に処理強度１００ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工し、最終的に厚さ０．７７ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が３３重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６４％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４２％、カルボニル基の比率が２８％、アルデヒド基の比率が３０％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の８％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１００℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が９ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表１に示される。
実施例３
繊度が５００ｄｔｅｘ、撚り係数が３５０の８本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が４０００ｄｔｅｘ、撚り係数が３００のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１１０本／１０ｃｍ、横糸密度が７０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９２℃、速度２５ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１３５℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度１００℃で９ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、次に処理強度２００ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工し、最終的に厚さ１．５０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が４０重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６８％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４８％、カルボニル基の比率が２０％、アルデヒド基の比率が３２％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の９％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１１０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が６ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表１に示される。
実施例４
繊度が４００ｄｔｅｘ、撚り係数が４７５のポリフェニレンサルファイド単糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が２２０本／１０ｃｍ、横糸密度が１８０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９３℃、速度２０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度８５℃で３０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ０．６０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が３５重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６２％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の６９％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４４％、カルボニル基の比率が２０％、アルデヒド基の比率が３６％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１０％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の８％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が５ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の各物性は下記表１に示される。
実施例５
繊度が５００ｄｔｅｘ、撚り係数が３５０の５本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が２５００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１６のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１２０本／１０ｃｍ、横糸密度が９０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９５℃、速度４０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４５℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度９０℃で２０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ１．２０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が３２重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６５％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の７４％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４８％、カルボニル基の比率が１６％、アルデヒド基の比率が３６％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の８％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の６％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が８ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の各物性は下記表１に示される。
実施例６
繊度が５００ｄｔｅｘ、撚り係数が３５０の１０本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が５０００ｄｔｅｘ、撚り係数が２６８のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１００本／１０ｃｍ、横糸密度が６０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９５℃、速度４０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１５０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度９０℃で１０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ２．００ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が２７重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の７０％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の７８％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４０％、カルボニル基の比率が２５％、アルデヒド基の比率が３５％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の４％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が９ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の各物性は下記表１に示される。
実施例７
繊度が４００ｄｔｅｘ、撚り係数が４７５のポリフェニレンサルファイド単糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が２２０本／１０ｃｍ、横糸密度が１８０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９３℃、速度２０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度８５℃で２０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ０．６０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が３３重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６３％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の７１％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４６％、カルボニル基の比率が２０％、アルデヒド基の比率が３４％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の７％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の５％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が６ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の各物性は下記表１に示される。
実施例８
繊度が５００ｄｔｅｘ、撚り係数が３５０の１０本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が５０００ｄｔｅｘ、撚り係数が２６８のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１００本／１０ｃｍ、横糸密度が６０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９５℃、速度４０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１５０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度６０℃で１０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ２．００ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が２０重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６６％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の７０％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４０％、カルボニル基の比率が２２％、アルデヒド基の比率が３８％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の４％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が１３ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の各物性は下記表１に示される。
実施例９
繊度が３００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１０の４本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が１２００ｄｔｅｘ、撚り係数が４３５のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１７７本／１０ｃｍ、横糸密度が１２２本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９５℃、速度３５ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度８５℃で５０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ０．７７ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が４１重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６８％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の７５％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４５％、カルボニル基の比率が１８％、アルデヒド基の比率が３７％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の１２％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が１０ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の各物性は下記表１に示される。
実施例１０
繊度が４００ｄｔｅｘ、撚り係数が４７５のポリフェニレンサルファイド単糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が２２０本／１０ｃｍ、横糸密度が１８０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９３℃、速度２０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度８５℃で２０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ０．６０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が４６重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の７２％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の８２％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４６％、カルボニル基の比率が２０％、アルデヒド基の比率が３４％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の３％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が１５ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の各物性は下記表１に示される。
実施例１１
繊度が３００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１０の６本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が１８００ｄｔｅｘ、撚り係数が３２０のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１５４本／１０ｃｍ、横糸密度が１０６本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９０℃、速度３０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１３０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度１３０℃で１２ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、次に処理強度５０ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工し、厚さ０．９０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が５５重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の７２％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が５０％、カルボニル基の比率が１５％、アルデヒド基の比率が３５％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１５％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１１０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が１０ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表１に示される。
実施例１２
繊度が４００ｄｔｅｘ、撚り係数が４７５のポリフェニレンサルファイド単糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が２２０本／１０ｃｍ、横糸密度が１８０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９３℃、速度２０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度１２０℃で１０ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、厚さ０．６０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が４０重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６２％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が５０％、カルボニル基の比率が１５％、アルデヒド基の比率が３５％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の８％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１１０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が７ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表１に示される。
実施例１３
繊度が５００ｄｔｅｘ、撚り係数が３５０の６本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が３０００ｄｔｅｘ、撚り係数が３２０のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１２０本／１０ｃｍ、横糸密度が９０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９５℃、速度２０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度１２６℃で１２ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、厚さ１．３０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が３０重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の６６％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４８％、カルボニル基の比率が１７％、アルデヒド基の比率が３５％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１０％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１１０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が６ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表１に示される。
実施例１４
繊度が５００ｄｔｅｘ、撚り係数が３５０の６本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が３０００ｄｔｅｘ、撚り係数が３２０のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１２０本／１０ｃｍ、横糸密度が９０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９５℃、速度２０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度１１０℃で１１ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、厚さ１．３０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が３５重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の７１％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が５５％、カルボニル基の比率が７％、アルデヒド基の比率が３８％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１２％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１１０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が８ｓであった。本発明の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表１に示される。
比較例１
繊度が３００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１０の４本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が１２００ｄｔｅｘ、撚り係数が４３５のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１６５本／１０ｃｍ、横糸密度が９４本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９１℃、速度３０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に処理強度６０ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工し、厚さ０．７５ｍｍの水電解槽用隔膜を得た。得た隔膜をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、隔膜表面に含有される酸素元素含有量が２５重量％、カルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の５５％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が６０％、カルボニル基の比率が１０％、アルデヒド基の比率が３０％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の５％、カルボキシ基とチオオキシ基の総含有量が繊維表面における基の総数の６０％であった。該隔膜温度を９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が３００ｓより大きかった。該水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表２に示される。
比較例２
繊度が４００ｄｔｅｘ、撚り係数が４７５の７本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が２８００ｄｔｅｘ、撚り係数が３００のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１０５本／１０ｃｍ、横糸密度が８０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９４℃、速度３５ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度７０℃で４ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄し、最終的に厚さ１．３０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が１２重量％、カルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の４６％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が５０％、カルボニル基の比率が１０％、アルデヒド基の比率が４０％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の４％、カルボキシ基とチオオキシ基の総含有量が繊維表面における基の総数の５０％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１００℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が３００ｓより大きかった。該水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表２に示される。
比較例３
繊度が３００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１０の４本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が１２００ｄｔｅｘ、撚り係数が４３５のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１６５本／１０ｃｍ、横糸密度が９４本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９４℃、速度３５ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、次に９５％濃硫酸を用いて、処理温度１６０℃で２０ｍｉｎスルホン化処理し、スルホン化処理後に洗浄し、最終的に厚さ０．７０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が６０重量％、カルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の７４％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が６０％、カルボニル基の比率が１０％、アルデヒド基の比率が３０％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１６％、カルボキシ基とチオオキシ基の総含有量が繊維表面における基の総数の９０％であった。該ポリフェニレンサルファイド織物を温度１００℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が１２ｓであった。該織物の濃硫酸での処理時間が長すぎるため、該織物の強度が低下した。該水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表２に示される。
比較例４
繊度が４００ｄｔｅｘ、撚り係数が４７５の７本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が２８００ｄｔｅｘ、撚り係数が３００のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１０５本／１０ｃｍ、横糸密度が８０本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９４℃、速度３５ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度５０℃で５ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ１．３０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が１２重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の４８％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の５０％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が４０％、カルボニル基の比率が２５％、アルデヒド基の比率が３５％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の１％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が３００ｓより大きかった。該水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表２に示される。
比較例５
繊度が３００ｄｔｅｘ、撚り係数が３１０の４本のポリフェニレンサルファイド単糸を合撚して、繊度が１２００ｄｔｅｘ、撚り係数が４３５のポリフェニレンサルファイド糸を形成した。合撚したポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機で製織し、縦糸密度が１６５本／１０ｃｍ、横糸密度が９４本／１０ｃｍの平織物を得て、得た平織物を温度９４℃、速度３５ｍ／ｍｉｎで精練し、次に１４０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに照射温度１００℃で７０ｈ紫外線照射処理し、最終的に厚さ０．７０ｍｍの水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物を得た。得たポリフェニレンサルファイド織物をＸ線光電子分光分析装置によってテストしたところ、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面に親水基を含有し、且つ繊維表面の酸素元素含有量が３５重量％、親水基中のカルボキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の５３％、カルボキシ基とヒドロキシの含有量が繊維表面における基の総数の５８％、カルボキシ基中のカルボキシル基の比率が３５％、カルボニル基の比率が３５％、アルデヒド基の比率が３０％、チオオキシ基の含有量が繊維表面における基の総数の１５％、アミノ基の含有量が繊維表面における基の総数の１２％であった。温度９０℃で３０％のＫＯＨ溶液で処理したところ、吸水速度が１０ｓであった。該織物の照射温度が高すぎ、照射時間が長すぎるため、該織物の強度が低下した。該水電解槽用ポリフェニレンサルファイド隔膜の各物性は下記表２に示される。
Claims (14)
- 水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物であって、
該ポリフェニレンサルファイド織物を構成する繊維の表面は親水基を含有し、且つ酸素元素含有量が１５重量％以上であり、前記親水基はカルボキシ基とチオオキシ基を含み、前記カルボキシ基はカルボキシル基、カルボニル基、アルデヒド基のうちの少なくとも１種であり、前記カルボキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６２〜７２％であり、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜１５％であることを特徴とする水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。 - 前記親水基はカルボキシ基、ヒドロキシ基、チオオキシ基及びアミノ基を含み、前記カルボキシ基とヒドロキシ基の総含有量は繊維表面における基の総数の６１〜８０％であり、チオオキシ基の含有量は繊維表面における基の総数の６〜１０％であり、アミノ基の含有量は繊維表面における基の総数の２〜１０％であることを特徴とする請求項１に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 前記カルボキシ基とチオオキシ基の総含有量は繊維表面における基の総数の７２〜８５％であることを特徴とする請求項１に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 該ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸、横糸の繊度は２８０〜３０００ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 該ポリフェニレンサルファイド織物を構成する縦糸の密度は１００〜２２０本／１０ｃｍであり、横糸の密度は６０〜１８０本／１０ｃｍであることを特徴とする請求項１又は４に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 該ポリフェニレンサルファイド織物の厚さは０．５０〜２．００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は４に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 該ポリフェニレンサルファイド織物の目付は３００〜１０００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１又は４に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 耐久性処理後、該ポリフェニレンサルファイド織物の吸水速度は１５ｓ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 該ポリフェニレンサルファイド織物の気密性は５００ｍｍＨ２Ｏ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 該ポリフェニレンサルファイド織物の吸水高さは１６０〜２８０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 耐久性処理後、該ポリフェニレンサルファイド織物の繊維表面の酸素元素含有量の減少率は３０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物。
- 繊度が２８０〜５０００ｄｔｅｘのポリフェニレンサルファイド糸を縦糸、横糸とし、グリッパー織機又はヘビーレピア織機で製織して、未加工布を得ることと、得た未加工布を温度９０〜９５℃、速度２０〜４０ｍ／ｍｉｎで精練し、次に温度１３０〜１５０℃でシリンダードライヤーを用いて乾燥させ、さらに９５％濃硫酸を用いて、処理温度８０〜１３０℃で６〜１２ｍｉｎスルホン化処理し、又はスルホン化、プラズマ処理又は紫外線照射処理する、ことと、スルホン化処理後に洗浄して乾燥させ、最終的に完成品を得ることと、を特徴とする請求項１に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の製造方法。
- 前記乾燥後のポリフェニレンサルファイド織物を照射温度６０〜９０℃で１０〜６０時間紫外線照射することを特徴とする請求項１２に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の製造方法。
- 前記乾燥後のポリフェニレンサルファイド織物をスルホン化処理した後、処理強度５０〜５００ＫＷ・ｓ／ｍ２でプラズマ加工することを特徴とする請求項１２に記載の水電解槽用ポリフェニレンサルファイド織物の製造方法。
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