JP5868300B2 - Ion exchange membrane, method for producing ion exchange membrane, and electrolytic cell - Google Patents

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Description

本発明は、イオン交換膜、イオン交換膜の製造方法及びイオン交換膜を備える電解槽に関する。   The present invention relates to an ion exchange membrane, a method for producing the ion exchange membrane, and an electrolytic cell including the ion exchange membrane.

含フッ素陽イオン交換膜は、耐熱性及び耐薬品性等が優れていることから、塩化アルカリ等の電気分解(電解)により塩素とアルカリを製造するための電解用陽イオン交換膜として用いられている。その他にも、オゾン発生用隔膜、燃料電池、水電解及び塩酸電解等の種々の電解用隔膜等として用いられている。   Fluorine-containing cation exchange membranes are used as cation exchange membranes for electrolysis to produce chlorine and alkalis by electrolysis (electrolysis) such as alkali chlorides because of their excellent heat resistance and chemical resistance. Yes. In addition, it is used as various membranes for electrolysis such as ozone generating membranes, fuel cells, water electrolysis and hydrochloric acid electrolysis.

その中で、塩水等を電気分解して苛性ソーダと塩素と水素を製造する塩化アルカリの電解では、アニオン排除性の高いカルボン酸基をイオン交換基とするカルボン酸層と、低抵抗のスルホン酸基をイオン交換基とするスルホン酸層との少なくとも2層から構成されている陽イオン交換膜が一般的に用いられている。この陽イオン交換膜は、電解時に、80〜90℃の塩素や苛性ソーダ等と直接接触するため、耐薬品性が高い含フッ素系重合体が陽イオン交換膜の材料として用いられる。   Among them, in the electrolysis of alkali chloride, which electrolyzes salt water and the like to produce caustic soda, chlorine and hydrogen, a carboxylic acid layer having a high anion-exclusion carboxylic acid group as an ion exchange group and a low-resistance sulfonic acid group In general, a cation exchange membrane composed of at least two layers including a sulfonic acid layer having an ion exchange group as a cation exchange membrane is used. Since this cation exchange membrane is in direct contact with chlorine or caustic soda at 80 to 90 ° C. during electrolysis, a fluorine-containing polymer having high chemical resistance is used as a material for the cation exchange membrane.

しかし、かかる含フッ素系重合体のみでは、陽イオン交換膜として十分な機械的強度を有さないため、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる織布等を強化芯材として膜に埋め込んで補強すること等が行われている。   However, since such a fluorine-containing polymer alone does not have sufficient mechanical strength as a cation exchange membrane, it is reinforced by embedding a woven fabric made of polytetrafluoroethylene (PTFE) into the membrane as a reinforcing core material. That is being done.

また、かかる含フッ素系重合体のみでは塩化アルカリ等の電解で発生した塩素や水素等の気体が、イオン交換膜の表面に付着して、電解電圧を著しく増大させるために、無機微粒子等からなるコーティングが塗布されている。   Further, with such a fluorine-containing polymer alone, gas such as chlorine or hydrogen generated by electrolysis of alkali chloride or the like adheres to the surface of the ion exchange membrane, and is made of inorganic fine particles or the like in order to significantly increase the electrolysis voltage. A coating is applied.

例えば、特許文献1では、一次粒子の平均粒子径が0.01〜0.2μmである周期律表第IV属の酸化物、窒化物又は炭化物を含むコーティングを塗布したイオン交換膜が提案されている。   For example, Patent Document 1 proposes an ion exchange membrane to which a coating containing an oxide, nitride, or carbide belonging to Group IV of the Periodic Table having an average primary particle size of 0.01 to 0.2 μm is proposed. Yes.

また、特許文献2ではチタン、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、ハフニウム、スズ、バナジウム、マンガン、モリブデン、タングステン、アルミニウム、クロム、ガリウム、セリウム、トリウム、セレン、鉄、イットリウム、希土類、インジウム、ニッケル、銀、コバルト、ベリリウムの酸化物、窒化物、炭化物およびそれらの混合物からなる陰極活性を有しない、気体及び液体透過性の多孔質層を設けたイオン交換膜が提案されている。   In Patent Document 2, titanium, zirconium, niobium, tantalum, hafnium, tin, vanadium, manganese, molybdenum, tungsten, aluminum, chromium, gallium, cerium, thorium, selenium, iron, yttrium, rare earth, indium, nickel, silver, There has been proposed an ion exchange membrane provided with a gas- and liquid-permeable porous layer which does not have a cathode activity and is made of cobalt, beryllium oxide, nitride, carbide and a mixture thereof.

特開平3−137136号公報JP-A-3-137136 特公昭59−40231号公報Japanese Patent Publication No.59-40231

一般に、塩化アルカリ水溶液中には、金属等の不純物が存在し、その不純物により、イオン交換膜の電解性能が低下することがある。   In general, impurities such as metals are present in the aqueous alkali chloride solution, and the electrolytic performance of the ion exchange membrane may be reduced by the impurities.

ここで、イオン交換膜を用いた電解における電解性能としては、生産性の観点から流した電流に対する生産効率が高いこと、経済性の観点から電解電圧が低いこと、製品の品質の観点からアルカリ(苛性ソーダ等)中の不純物(食塩等)濃度が低いこと等が挙げられる。特に、食塩電解においては、工業レベルでの電解を実施する場合、その電解電圧を僅かでも下げることができ、電流効率を僅かでも上げることができるならば、それにより大幅な省エネルギー化を達成することができる。   Here, the electrolysis performance in electrolysis using an ion exchange membrane is high in production efficiency with respect to the current passed from the viewpoint of productivity, low in electrolysis voltage from the viewpoint of economy, and alkaline (from the viewpoint of product quality) The concentration of impurities (such as sodium chloride) in caustic soda) is low. Particularly in salt electrolysis, if electrolysis at an industrial level is performed, if the electrolysis voltage can be lowered even slightly and the current efficiency can be raised even slightly, thereby achieving significant energy savings. Can do.

そして、イオン交換膜が、これらの高い電解性能を発揮し続けるためには、電解に用いる電解液中の不純物により電解性能が低下しないことが求められる。電解液中には、Ca、Mg、Ba、Sr、I、SiO、Al、Fe等の不純物が存在し、これらの不純物が、陽イオン交換膜の内部に蓄積すると、電解電圧の増加、電流効率の低下、アルカリ中の不純物濃度の増大を引き起こす。特に、Iは、CaやMgなどの陽イオンの不純物とは異なり、電解液を事前に処理しても、削減することが難しい不純物であるため、Iに対して影響を受けにくい陽イオン交換膜であることが求められている。 And in order for an ion exchange membrane to continue exhibiting these high electrolytic performances, it is calculated | required that electrolytic performance does not fall with the impurity in the electrolyte solution used for electrolysis. Impurities such as Ca, Mg, Ba, Sr, I, SiO 2 , Al, and Fe are present in the electrolyte, and when these impurities accumulate inside the cation exchange membrane, an increase in electrolytic voltage, current Reduced efficiency and increased impurity concentration in alkali. In particular, unlike cation impurities such as Ca and Mg, I is a cation exchange membrane that is difficult to be affected by I because it is an impurity that is difficult to reduce even if the electrolyte is treated in advance. It is required to be.

しかしながら、特許文献1及び2に記載のイオン交換膜は、この不純物に対する耐性が未だ十分ではなく、不純物に対するイオン交換膜の電解性能の安定性が依然十分ではない。   However, the ion exchange membranes described in Patent Documents 1 and 2 are not yet sufficiently resistant to impurities, and the stability of the electrolytic performance of the ion exchange membrane against impurities is still insufficient.

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、電解液中の不純物による電解性能への影響が少なく、安定した電解性能を発揮するイオン交換膜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 an object thereof is to provide an ion exchange membrane that exhibits little influence on the electrolytic performance due to impurities in the electrolytic solution and exhibits stable electrolytic performance.

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、従来では電解発生したガスのイオン交換膜表面への付着を防止する目的でイオン交換膜に塗布されるコーティングを特定の無機微粒子とすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は、以下のとおりである。
[1]イオン交換基を有する含フッ素系重合体を含む膜本体と、該膜本体の少なくとも一方面上に設けられたコーティング層とを有するイオン交換膜であって、
前記コーティング層が、無機物粒子と結合剤とを含み、
前記コーティング層の比表面積が、0.1〜10m/gである、イオン交換膜。
[2]前記無機物粒子の平均粒径が、0.90〜2μmである、[1]に記載のイオン交換膜。
[3]前記無機物粒子が、周期律表第IV族元素の酸化物、周期律表第IV族元素の窒化物及び周期律表第IV族元素の炭化物からなる群より選択される少なくとも一種の無機物を含む粒子である、[1]又は[2]に記載のイオン交換膜。
[4]前記無機物粒子が酸化ジルコニウムの粒子である、[1]〜[3]のいずれかに記載のイオン交換膜。
[5]前記結合剤が、含フッ素系重合体を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載のイオン交換膜。
[6]前記コーティング層が、前記無機物粒子を40〜90質量%、前記結合剤を10〜60質量%含む、[1]〜[5]いずれかに記載のイオン交換膜。
[7]前記結合剤が、カルボキシル基又はスルホ基由来のイオン交換基を有する含フッ素系重合体を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載のイオン交換膜。
[8]前記無機物粒子の形状が、不規則形状である、[1]〜[7]のいずれかに記載のイオン交換膜。
[9]前記無機物粒子が、無機物を粉砕することにより製造される無機物粒子である、[1]〜[8]のいずれかに記載のイオン交換膜。
[10]前記無機物粒子が、無機物を、ボールミル、ビーズミル、コロイドミル、コニカルミル、ディスクミル、エッジミル、製粉ミル、ハンマーミル、ペレットミル、VSIミル、ウィリーミル、ローラーミル及びジェットミルからなる群より選択される少なくとも1つの方法で粉砕することにより製造される無機物粒子である、[9]に記載のイオン交換膜。
[11]無機物を粉砕して得られた無機物粒子と結合剤とを含有する塗布液を調製する工程と、
イオン交換膜の表面に前記塗布液を塗布する工程と、
前記イオン交換膜の表面に塗布された前記塗布液を乾燥させて、コーティング層を形成する工程と、
を備える、イオン交換膜の製造方法。
[12][1]〜[10]のいずれかに記載のイオン交換膜を備える、電解槽。
As a result of intensive research in order to solve the above problems, the present inventors have conventionally identified a coating applied to an ion exchange membrane for the purpose of preventing adhesion of gas generated by electrolysis to the surface of the ion exchange membrane. The inventors have found that the above problems can be solved by using inorganic fine particles, and have completed the present invention. That is, the present invention is as follows.
[1] An ion exchange membrane having a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body,
The coating layer includes inorganic particles and a binder,
The ion exchange membrane whose specific surface area of the said coating layer is 0.1-10 m < 2 > / g.
[2] The ion exchange membrane according to [1], wherein the inorganic particles have an average particle size of 0.90 to 2 μm.
[3] At least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the periodic table, nitrides of Group IV elements of the periodic table, and carbides of Group IV elements of the periodic table. The ion exchange membrane according to [1] or [2], which is a particle containing
[4] The ion exchange membrane according to any one of [1] to [3], wherein the inorganic particles are zirconium oxide particles.
[5] The ion exchange membrane according to any one of [1] to [4], wherein the binder includes a fluorine-containing polymer.
[6] The ion exchange membrane according to any one of [1] to [5], wherein the coating layer contains 40 to 90% by mass of the inorganic particles and 10 to 60% by mass of the binder.
[7] The ion exchange membrane according to any one of [1] to [6], wherein the binder includes a fluorine-containing polymer having an ion exchange group derived from a carboxyl group or a sulfo group.
[8] The ion exchange membrane according to any one of [1] to [7], wherein the inorganic particles have an irregular shape.
[9] The ion exchange membrane according to any one of [1] to [8], wherein the inorganic particles are inorganic particles produced by pulverizing an inorganic material.
[10] The inorganic particles are selected from the group consisting of a ball mill, a bead mill, a colloid mill, a conical mill, a disk mill, an edge mill, a milling mill, a hammer mill, a pellet mill, a VSI mill, a Willy mill, a roller mill and a jet mill. The ion exchange membrane according to [9], which is an inorganic particle produced by pulverization by at least one method.
[11] A step of preparing a coating liquid containing inorganic particles obtained by pulverizing an inorganic material and a binder;
Applying the coating solution to the surface of the ion exchange membrane;
Drying the coating solution applied to the surface of the ion exchange membrane to form a coating layer;
A method for producing an ion exchange membrane.
[12] An electrolytic cell comprising the ion exchange membrane according to any one of [1] to [10].

本発明によれば、電解液中の不純物による電解性能への影響が少なく、安定した電解性能を発揮するイオン交換膜を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the influence on the electrolysis performance by the impurity in electrolyte solution is little, and the ion exchange membrane which exhibits the stable electrolysis performance can be provided.

イオン交換膜の一実施形態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one Embodiment of an ion exchange membrane. イオン交換膜を構成する強化芯材の開口率を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the aperture ratio of the reinforcing core material which comprises an ion exchange membrane. 電解槽の一実施形態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows one Embodiment of an electrolytic vessel. イオン交換膜の連通孔を形成する方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the method of forming the communicating hole of an ion exchange membrane.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、図面中、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiment, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist. In the drawings, positional relationships such as up, down, left and right are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

〔イオン交換膜〕
本実施形態のイオン交換膜は、イオン交換基を有する含フッ素系重合体を含む膜本体と、該膜本体の少なくとも一方面上に設けられたコーティング層とを有する。また、本実施形態において、コーティング層は、無機物粒子と結合剤とを含み、コーティング層の比表面積は、0.1〜10m/gである。かかる構造のイオン交換膜は、電解中に発生する又は電解液中に含まれる不純物による電解性能への影響が少なく、安定した電解性能を発揮することができる。
[Ion exchange membrane]
The ion exchange membrane of this embodiment has a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. Moreover, in this embodiment, a coating layer contains an inorganic particle and a binder, and the specific surface area of a coating layer is 0.1-10 m < 2 > / g. The ion exchange membrane having such a structure has little influence on the electrolytic performance due to impurities generated during electrolysis or contained in the electrolytic solution, and can exhibit stable electrolytic performance.

図1は、イオン交換膜の一実施形態を示す断面模式図である。本実施形態のイオン交換膜1は、イオン交換基を有する含フッ素系重合体を含む膜本体10と、膜本体10の両面に形成されたコーティング層11a及び11bを有する。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 of the present embodiment includes a membrane body 10 including a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11 a and 11 b formed on both surfaces of the membrane body 10.

イオン交換膜1において、膜本体10は、スルホ基由来のイオン交換基(−SO で表される基、以下「スルホン酸基」ともいう。)を有するスルホン酸層3と、カルボキシル基由来のイオン交換基(−CO で表される基、以下「カルボン酸基」ともいう。)を有するカルボン酸層2とを備え、強化芯材4により強度及び寸法安定性が強化されている。イオン交換膜1は、スルホン酸層3とカルボン酸層2とを備えるため、陽イオン交換膜として好適に用いられる。 In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 having a sulfo group-derived ion exchange group (a group represented by —SO 3 , hereinafter also referred to as “sulfonic acid group”), and a carboxyl group-derived. And a carboxylic acid layer 2 having an ion exchange group (a group represented by —CO 2 , hereinafter also referred to as “carboxylic acid group”), and the strength and dimensional stability are enhanced by the reinforcing core material 4. . Since the ion exchange membrane 1 includes the sulfonic acid layer 3 and the carboxylic acid layer 2, it is suitably used as a cation exchange membrane.

なお、本実施形態のイオン交換膜は、スルホン酸層及びカルボン酸層のいずれか一方のみを有するものであってもよい。また、本実施形態のイオン交換膜は、必ずしも強化芯材により強化されている必要はなく、強化芯材の配置状態も図1の例に限定されるものではない。   In addition, the ion exchange membrane of this embodiment may have only one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. Moreover, the ion exchange membrane of this embodiment does not necessarily need to be reinforced with the reinforcing core material, and the arrangement state of the reinforcing core material is not limited to the example of FIG.

(膜本体)
先ず、本実施形態のイオン交換膜1を構成する膜本体10について説明する。
膜本体10は、陽イオンを選択的に透過する機能を有し、イオン交換基を有する含フッ素系重合体を含むものであればよく、その構成や材料は特に限定されず、適宜好適なものを選択することができる。
(Membrane body)
First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 of the present embodiment will be described.
The membrane body 10 has a function of selectively permeating cations and may contain a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Can be selected.

膜本体10におけるイオン交換基を有する含フッ素系重合体は、例えば、加水分解等によりイオン交換基となり得るイオン交換基前駆体を有する含フッ素系重合体から得ることができる。具体的には、例えば、主鎖がフッ素化炭化水素からなり、加水分解等によりイオン交換基に変換可能な基(イオン交換基前駆体)をペンダント側鎖として有し、且つ溶融加工が可能な重合体(以下、場合により「含フッ素系重合体(a)」という。)を用いて膜本体10の前駆体を作製した後、イオン交換基前駆体をイオン交換基に変換することにより、膜本体10を得ることができる。   The fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from, for example, a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor that can become an ion exchange group by hydrolysis or the like. Specifically, for example, the main chain is made of a fluorinated hydrocarbon, has a group (ion exchange group precursor) that can be converted into an ion exchange group by hydrolysis or the like as a pendant side chain, and can be melt processed. After preparing the precursor of the membrane body 10 using a polymer (hereinafter sometimes referred to as “fluorinated polymer (a)”), the membrane is obtained by converting the ion exchange group precursor into an ion exchange group. The main body 10 can be obtained.

含フッ素系重合体(a)は、例えば、下記第1群より選ばれる少なくとも一種の単量体と、下記第2群及び/又は下記第3群より選ばれる少なくとも一種の単量体と、を共重合することにより製造することができる。また、下記第1群、下記第2群、及び下記第3群のいずれかより選ばれる1種の単量体の単独重合により製造することもできる。   The fluorine-containing polymer (a) includes, for example, at least one monomer selected from the following first group and at least one monomer selected from the following second group and / or the following third group: It can be produced by copolymerization. Moreover, it can also manufacture by the homopolymerization of the monomer of 1 type chosen from either the following 1st group, the following 2nd group, and the following 3rd group.

第1群の単量体としては、例えば、フッ化ビニル化合物が挙げられる。フッ化ビニル化合物としては、例えば、フッ化ビニル、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)等が挙げられる。特に、本実施形態のイオン交換膜をアルカリ電解用膜として用いる場合、フッ化ビニル化合物は、パーフルオロ単量体であることが好ましく、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選ばれるパーフルオロ単量体が好ましい。   Examples of the first group of monomers include vinyl fluoride compounds. Examples of the vinyl fluoride compound include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, perfluoro (alkyl vinyl ether) and the like. In particular, when the ion exchange membrane of the present embodiment is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluoromonomer, from tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and perfluoro (alkyl vinyl ether). A perfluoromonomer selected from the group consisting of

第2群の単量体としては、例えば、カルボン酸型イオン交換基(カルボン酸基)に変換し得る官能基を有するビニル化合物が挙げられる。カルボン酸基に変換し得る官能基を有するビニル化合物としては、例えば、CF=CF(OCFCYF)−O(CZF)−COORで表される単量体等が挙げられる(ここで、sは0〜2の整数を表し、tは1〜12の整数を表し、Y及びZは、各々独立して、F又はCFを表し、Rは低級アルキル基を表す。低級アルキル基は、例えば炭素数1〜3のアルキル基である。)。 Examples of the second group of monomers include vinyl compounds having a functional group that can be converted into a carboxylic acid type ion exchange group (carboxylic acid group). Examples of the vinyl compound having a functional group that can be converted into a carboxylic acid group include monomers represented by CF 2 ═CF (OCF 2 CYF) s —O (CZF) t —COOR (here, , S represents an integer of 0 to 2, t represents an integer of 1 to 12, Y and Z each independently represent F or CF 3 , and R represents a lower alkyl group. , For example, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.).

これらの中でも、CF=CF(OCFCYF)−O(CF−COORで表される化合物が好ましい。ここで、nは0〜2の整数を表し、mは1〜4の整数を表し、YはF又はCFを表し、RはCH、C、又はCを表す。 Among them, CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n -O (CF 2) a compound represented by m -COOR are preferred. Here, n represents an integer of 0 to 2, m represents an integer of 1 to 4, Y represents F or CF 3 , and R represents CH 3 , C 2 H 5 , or C 3 H 7 .

なお、本実施形態のイオン交換膜をアルカリ電解用陽イオン交換膜として用いる場合、単量体としてパーフルオロ化合物を少なくとも用いることが好ましいが、エステル基のアルキル基(上記R参照)は加水分解される時点で重合体から失われるため、アルキル基(R)は全ての水素原子がフッ素原子に置換されているパーフルオロアルキル基でなくてもよい。   In addition, when using the ion exchange membrane of this embodiment as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, it is preferable to use at least a perfluoro compound as a monomer, but the alkyl group of the ester group (see R above) is hydrolyzed. The alkyl group (R) may not be a perfluoroalkyl group in which all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

第2群の単量体としては、上記の中でも下記に表す単量体がより好ましい。
CF=CFOCF−CF(CF)OCFCOOCH
CF=CFOCFCF(CF)O(CFCOOCH
CF=CF[OCF−CF(CF)]O(CFCOOCH
CF=CFOCFCF(CF)O(CFCOOCH
CF=CFO(CFCOOCH
CF=CFO(CFCOOCH
As the second group of monomers, monomers shown below are more preferable among the above.
CF 2 = CFOCF 2 -CF (CF 3) OCF 2 COOCH 3,
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,
CF 2 = CF [OCF 2 -CF (CF 3)] 2 O (CF 2) 2 COOCH 3,
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,
CF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,
CF 2 = CFO (CF 2) 3 COOCH 3.

第3群の単量体としては、例えば、スルホン型イオン交換基(スルホン酸基)に変換し得る官能基を有するビニル化合物が挙げられる。スルホン酸基に変換し得る官能基を有するビニル化合物としては、例えば、CF=CFO−X−CF−SOFで表される単量体が好ましい(ここで、Xはパーフルオロアルキレン基を表す。)。これらの具体例としては、下記に表す単量体等が挙げられる。
CF=CFOCFCFSOF、
CF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOF、
CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCFSOF、
CF=CF(CFSOF、
CF=CFO〔CFCF(CF)O〕CFCFSOF、
CF=CFOCFCF(CFOCF)OCFCFSOF。
Examples of the third group of monomers include vinyl compounds having a functional group that can be converted into a sulfone-type ion exchange group (sulfonic acid group). The vinyl compound having a functional group that can be converted to sulfonic acid groups, e.g., CF 2 = monomer represented by CFO-X-CF 2 -SO 2 F are preferred (wherein, X is perfluoroalkylene group Represents.) Specific examples thereof include the monomers shown below.
CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,
CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,
CF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

これらの中でも、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCFSOF、及びCF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOFがより好ましい。 Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF ( CF 3) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F, and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3) OCF 2 CF 2 SO 2 F is more preferred.

これら単量体から得られる共重合体は、フッ化エチレンの単独重合及び共重合に対して開発された重合法、特にテトラフルオロエチレンに対して用いられる一般的な重合方法によって製造することができる。例えば、非水性法においては、パーフルオロ炭化水素、クロロフルオロカーボン等の不活性溶媒を用い、パーフルオロカーボンパーオキサイドやアゾ化合物等のラジカル重合開始剤の存在下で、温度0〜200℃、圧力0.1〜20MPaの条件下で、重合反応を行うことができる。   Copolymers obtained from these monomers can be produced by polymerization methods developed for homopolymerization and copolymerization of fluorinated ethylene, in particular, general polymerization methods used for tetrafluoroethylene. . For example, in the non-aqueous method, an inert solvent such as perfluorohydrocarbon or chlorofluorocarbon is used, and in the presence of a radical polymerization initiator such as perfluorocarbon peroxide or azo compound, the temperature is 0 to 200 ° C., the pressure is 0. The polymerization reaction can be performed under conditions of 1 to 20 MPa.

上記共重合において、上記単量体の組み合わせの種類及びその割合は、特に限定されず、得られる含フッ素系重合体に付与したい官能基の種類及び量によって選択決定される。例えば、カルボン酸基のみを含有する含フッ素系重合体とする場合、上記第1群及び第2群から各々少なくとも1種の単量体を選択して共重合させればよい。また、スルホン酸基のみを含有する含フッ素系重合体とする場合、上記第1群及び第3群の単量体から各々少なくとも1種の単量体を選択して共重合させればよい。さらに、カルボン酸基及びスルホン酸基を有する含フッ素系重合体とする場合、上記第1群、第2群及び第3群の単量体から各々少なくとも1種の単量体を選択して共重合させればよい。この場合、上記第1群及び第2群よりなる共重合体と、上記第1群及び第3群よりなる共重合体とを、別々に重合し、後に混合することによっても目的の含フッ素系重合体を得ることができる。また、各単量体の混合割合は、特に限定されないが、単位重合体当たりの官能基の量を増やす場合、上記第2群及び第3群より選ばれる単量体の割合を増加させればよい。   In the copolymerization, the type of monomer combination and the ratio thereof are not particularly limited, and are selected and determined depending on the type and amount of functional groups to be imparted to the resulting fluorinated polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is used, at least one monomer may be selected from the first group and the second group and copolymerized. Further, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is used, at least one monomer may be selected from each of the first group and third group monomers and copolymerized. Further, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is used, at least one monomer is selected from the monomers of the first group, the second group, and the third group, respectively. What is necessary is just to superpose | polymerize. In this case, the desired fluorine-containing system can also be obtained by separately polymerizing the copolymer consisting of the first group and the second group and the copolymer consisting of the first group and the third group and mixing them later. A polymer can be obtained. Further, the mixing ratio of each monomer is not particularly limited, but when increasing the amount of the functional group per unit polymer, if the ratio of the monomer selected from the second group and the third group is increased. Good.

含フッ素系共重合体の総イオン交換容量は特に限定されないが、0.5〜2.0mg当量/gであることが好ましく、0.6〜1.5mg当量/gであることがより好ましい。ここで、総イオン交換容量とは、乾燥樹脂の単位重量あたりの交換基の当量のことをいい、中和滴定等によって測定することができる。   The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg equivalent / g, and more preferably 0.6 to 1.5 mg equivalent / g. Here, the total ion exchange capacity refers to the equivalent of exchange groups per unit weight of the dry resin, and can be measured by neutralization titration or the like.

イオン交換膜1の膜本体10においては、スルホン酸基を有する含フッ素系重合体を含むスルホン酸層3と、カルボン酸基を有する含フッ素系重合体を含むカルボン酸層2とが積層されている。このような層構造の膜本体10とすることで、ナトリウムイオン等の陽イオンの選択的透過性を一層向上させることができる。   In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorinated polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorinated polymer having a carboxylic acid group are laminated. Yes. By setting it as the film | membrane main body 10 of such a layer structure, the selective permeability of cations, such as a sodium ion, can be improved further.

イオン交換膜1を電解槽に配置する場合、通常、スルホン酸層3が電解槽の陽極側に、カルボン酸層2が電解槽の陰極側に、それぞれ位置するように配置する。   When the ion exchange membrane 1 is arranged in the electrolytic cell, it is usually arranged so that the sulfonic acid layer 3 is located on the anode side of the electrolytic cell and the carboxylic acid layer 2 is located on the cathode side of the electrolytic cell.

スルホン酸層3は、電気抵抗が低い材料から構成されていることが好ましく、膜強度の観点から、膜厚がカルボン酸層2より厚いことが好ましい。スルホン酸層3の膜厚は、好ましくはカルボン酸層2の2〜25倍であり、より好ましくは3〜15倍である。   The sulfonic acid layer 3 is preferably made of a material having low electric resistance, and the film thickness is preferably thicker than that of the carboxylic acid layer 2 from the viewpoint of film strength. The film thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times that of the carboxylic acid layer 2, and more preferably 3 to 15 times.

カルボン酸層2は、膜厚が薄くても高いアニオン排除性を有するものであることが好ましい。ここでいうアニオン排除性とは、イオン交換膜1へのアニオンの侵入や透過を妨げようとする性質をいう。アニオン排除性を高くするためには、スルホン酸層に対し、イオン交換容量の小さいカルボン酸層を配すること等が有効である。   It is preferable that the carboxylic acid layer 2 has a high anion exclusion property even if the film thickness is thin. The term “anion-exclusion” as used herein refers to a property that tends to prevent the penetration and permeation of anions into the ion exchange membrane 1. In order to increase the anion exclusion property, it is effective to arrange a carboxylic acid layer having a small ion exchange capacity with respect to the sulfonic acid layer.

スルホン酸層3に用いる含フッ素系重合体としては、例えば、第3群の単量体としてCF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOFを用いて得られた重合体が好適である。 Examples of the fluorine-containing polymer used for the sulfonic acid layer 3 include polymers obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F as a third group monomer. Is preferred.

カルボン酸層2に用いる含フッ素系重合体としては、例えば、第2群の単量体としてCF=CFOCFCF(CF)O(CFCOOCHを用いて得られた重合体が好適である。 As the fluorine-containing polymer used for the carboxylic acid layer 2, for example, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 as the second group of monomers Is preferred.

(コーティング層)
本実施形態のイオン交換膜は、膜本体の少なくとも一方面上にコーティング層を有する。また、図1に示すとおり、イオン交換膜1においては、膜本体10の両面上にそれぞれコーティング層11a及び11bが形成されている。
(Coating layer)
The ion exchange membrane of this embodiment has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in FIG. 1, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11 a and 11 b are formed on both surfaces of the membrane body 10, respectively.

コーティング層は無機物粒子と結合剤とを含み、コーティング層の比表面積は0.1〜10m/gである。ここで、コーティング層の比表面積とは、下記の測定方法によって算出される指標Sの値を示す。この指標Sが低いことによって、電解液中の不純物による電解性能への影響が低減される。好ましくは、コーティング層の比表面積(指標S)は、0.1〜5m/gであり、より好ましくは0.1〜3m/gである。 The coating layer contains inorganic particles and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. Here, the specific surface area of the coating layer indicates the value of the index S calculated by the following measurement method. When the index S is low, the influence on the electrolytic performance due to impurities in the electrolytic solution is reduced. Preferably, the specific surface area (index S) of the coating layer is 0.1 to 5 m 2 / g, more preferably 0.1 to 3 m 2 / g.

具体的な比表面積の指標Sの測定方法は下記の通りである。
比表面積の指標Sは以下のようにして求めることができる。コーティング層を塗布したイオン交換膜(A)と、イオン交換膜(A)からコーティングをスポンジでこすることで除去したイオン交換膜(B)とを用意し、それぞれに対して小角X線散乱測定を行う。
A specific method for measuring the specific surface area index S is as follows.
The specific surface area index S can be determined as follows. Prepare an ion exchange membrane (A) coated with a coating layer and an ion exchange membrane (B) removed by rubbing the coating from the ion exchange membrane (A) with a sponge. I do.

イオン交換膜(A)とイオン交換膜(B)の小角X線散乱測定結果から、コーティング層に由来する散乱強度分布を求め、得られた散乱強度分布に対して絶対強度補正を行う。   A scattering intensity distribution derived from the coating layer is obtained from the small-angle X-ray scattering measurement results of the ion exchange membrane (A) and the ion exchange membrane (B), and absolute intensity correction is performed on the obtained scattering intensity distribution.

この際、単位換算して、e/nmとする。絶対強度補正の際、試料厚みとしては、コーティング層の透過率から計算した厚みを用いる。こうして得られた散乱強度分布Iにおいて、Iがq−4に比例する領域に対し、I=2πΔρTq−4でフィッティングすることにより、Tの値を求める。ここで、Δρにはコーティング層中の無機物粒子と結合剤の電子密度差(1/nm)を用いる。小角X線散乱測定はIがq−4に比例する領域が得られるようにq範囲を設定する(qは散乱ベクトルの絶対値で単位はnm−1。)。比表面積の指標Sは、このTを用いて、次の式から求めることができる。
S=T/ρ×1000
At this time, the unit is converted to e 2 / nm 3 . In the absolute intensity correction, the thickness calculated from the transmittance of the coating layer is used as the sample thickness. In the scattering intensity distribution I thus obtained, a value of T is obtained by fitting with I = 2πΔρ 2 Tq −4 to a region where I is proportional to q −4 . Here, the difference in electron density (1 / nm 3 ) between the inorganic particles and the binder in the coating layer is used as Δρ. In the small-angle X-ray scattering measurement, the q range is set so that a region where I is proportional to q −4 is obtained (q is the absolute value of the scattering vector and the unit is nm −1 ). The index S of the specific surface area can be obtained from the following equation using this T.
S = T / ρ × 1000

ここで、ρは、無機物の密度(g/cm)である。なお、コーティング層に空隙がなく、無機物がすべて結合剤で覆われており、無機物表面がシャープな界面を持つ場合、Porod則により、指標Sは無機物粒子と結合剤の比界面積(m/g)となる。 Here, ρ is the density (g / cm 3 ) of the inorganic substance. In the case where the coating layer has no voids and all of the inorganic substance is covered with the binder and the inorganic surface has a sharp interface, the index S is a specific interface area between the inorganic particles and the binder (m 2 / g).

無機物粒子の平均粒径は、0.90μm以上であることがより好ましい。無機物粒子の平均粒径が0.90μm以上であると、不純物への耐久性が極めて向上する。すなわち、本実施形態においては、無機物粒子の平均粒径を大きくしつつ、且つ上述の比表面積の値を満たすようにすることで、特に顕著な効果が得られるようになる。このような平均粒径と比表面積を満たすため、本実施形態では、不規則状の無機物粒子、好ましくは原石粉砕により得られる無機物粒子を好適に用いることができる。   The average particle size of the inorganic particles is more preferably 0.90 μm or more. When the average particle size of the inorganic particles is 0.90 μm or more, the durability against impurities is extremely improved. That is, in the present embodiment, a particularly remarkable effect can be obtained by increasing the average particle diameter of the inorganic particles and satisfying the above-mentioned value of the specific surface area. In order to satisfy such an average particle size and specific surface area, irregular inorganic particles, preferably inorganic particles obtained by pulverizing raw stones can be suitably used in this embodiment.

また、無機物粒子の平均粒径は、2μm以下とすることができる。無機物粒子の平均粒径が2μm以下であれば、無機物粒子によって膜が損傷することを防止できる。無機物粒子の平均粒径は、より好ましくは、0.90〜1.2μmである。さらに好ましくは、1〜1.2μmである。   The average particle size of the inorganic particles can be 2 μm or less. If the average particle size of the inorganic particles is 2 μm or less, the membrane can be prevented from being damaged by the inorganic particles. The average particle diameter of the inorganic particles is more preferably 0.90 to 1.2 μm. More preferably, it is 1-1.2 micrometers.

ここで、平均粒径は、粒度分布計(「SALD2200」島津製作所)によって測定することができる。   Here, the average particle diameter can be measured by a particle size distribution meter (“SALD2200”, Shimadzu Corporation).

無機物粒子の形状は、不規則形状であることが好ましい。それによって、より比表面積の指標Sが小さくなり、不純物への耐性がより向上する。また、無機物粒子の粒度分布は、バラつきがあることが好ましく、ブロードであることが好ましい。   The shape of the inorganic particles is preferably an irregular shape. Thereby, the index S of the specific surface area becomes smaller, and the resistance to impurities is further improved. In addition, the particle size distribution of the inorganic particles is preferably varied and is preferably broad.

無機物粒子は、周期律表第IV族元素の酸化物、周期律表第IV族元素の窒化物、及び周期律表第IV族元素の炭化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の無機物を含むことが好ましい。より好ましくは、耐久性の観点から、酸化ジルコニウムの粒子である。   The inorganic particles may include at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the periodic table, nitrides of Group IV elements of the periodic table, and carbides of Group IV elements of the periodic table. preferable. More preferred are zirconium oxide particles from the viewpoint of durability.

この無機物粒子は、無機物粒子の原石を粉砕されることにより製造された無機物粒子であることが好ましい。従来は、無機物粒子の原石を溶融して精製することによって、無機物粒子が製造されており、粒子の径が揃った球状の粒子を無機物粒子としてコーティング層に使用していた。これに対して、本実施形態においては、比表面積を上記範囲内とすることで不純物による電解性能への影響を低減できることを見出し、無機物粒子の表面積を高めて比表面積を小さくするために、原石粉砕により得られた無機物粒子をコーティング層に使用することができる。   The inorganic particles are preferably inorganic particles produced by pulverizing the raw particles of the inorganic particles. Conventionally, inorganic particles are produced by melting and refining the raw particles of inorganic particles, and spherical particles having a uniform particle diameter are used as inorganic particles in the coating layer. On the other hand, in the present embodiment, it has been found that the influence of the impurities on the electrolysis performance can be reduced by setting the specific surface area within the above range, and in order to increase the surface area of the inorganic particles and reduce the specific surface area, Inorganic particles obtained by pulverization can be used in the coating layer.

粉砕方法としては、特に限定されないが、ボールミル、ビーズミル、コロイドミル、コニカルミル、ディスクミル、エッジミル、製粉ミル、ハンマーミル、ペレットミル、VSIミル、ウィリーミル、ローラーミル、ジェットミルなどが挙げられる。また、粉砕後、洗浄されることが好ましく、そのとき洗浄方法としては、酸処理されることが好ましい。それによって、無機物粒子の表面に付着した鉄等の不純物を削減することができる。   The pulverization method is not particularly limited, and examples thereof include a ball mill, a bead mill, a colloid mill, a conical mill, a disk mill, an edge mill, a milling mill, a hammer mill, a pellet mill, a VSI mill, a Willy mill, a roller mill, and a jet mill. Moreover, it is preferable to wash | clean after grinding | pulverization, and it is preferable as an washing | cleaning method at that time to carry out an acid treatment. Thereby, impurities such as iron adhering to the surface of the inorganic particles can be reduced.

本実施形態において、コーティング層は結合剤を含む。結合剤は、無機物粒子をイオン交換膜の表面に保持して、コーティング層を成す成分である。結合剤は、電解液や電解による生成物への耐性の観点から、含フッ素系重合体を含むことが好ましい。   In this embodiment, the coating layer includes a binder. The binder is a component that forms a coating layer by holding inorganic particles on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the viewpoint of resistance to an electrolytic solution or a product by electrolysis.

結合剤としては、電解液や電解による生成物への耐性、及び、イオン交換膜の表面への接着性の観点から、カルボン酸基又はスルホン酸基を有する含フッ素系重合体であることがより好ましい。スルホン酸基を有する含フッ素重合体を含む層(スルホン酸層)上にコーティング層を設ける場合、当該コーティング層の結合剤としては、スルホン酸基を有する含フッ素系重合体を用いることがさらに好ましい。また、カルボン酸基を有する含フッ素重合体を含む層(カルボン酸層)上にコーティング層を設ける場合、当該コーティング層の結合剤としては、カルボン酸基を有する含フッ素系重合体を用いることがさらに好ましい。   The binder is more preferably a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group from the viewpoint of resistance to an electrolytic solution or a product by electrolysis and adhesion to the surface of an ion exchange membrane. preferable. When a coating layer is provided on a layer containing a fluorinated polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), it is more preferable to use a fluorinated polymer having a sulfonic acid group as a binder for the coating layer. . Moreover, when providing a coating layer on the layer (carboxylic acid layer) containing the fluorine-containing polymer which has a carboxylic acid group, it is using the fluorine-containing polymer which has a carboxylic acid group as a binder of the said coating layer. Further preferred.

コーティング層中、無機物粒子の含有量は40〜90質量%であることが好ましく、50〜90質量%であることがより好ましい。また、結合剤の含有量は、10〜60質量%であることが好ましく、10〜50質量%であることがより好ましい。   In the coating layer, the content of inorganic particles is preferably 40 to 90% by mass, and more preferably 50 to 90% by mass. Moreover, it is preferable that it is 10-60 mass%, and, as for content of a binder, it is more preferable that it is 10-50 mass%.

イオン交換膜におけるコーティング層の分布密度は、1cm当り0.05〜2mgであることが好ましい。また、イオン交換膜が表面に凹凸形状を有する場合には、コーティング層の分布密度は、1cm当り0.5〜2mgであることが好ましい。 The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . Moreover, when the ion exchange membrane has an uneven shape on the surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per 1 cm 2 .

コーティング層を形成する方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、無機物粒子を結合剤を含む溶液に分散したコーティング液を、スプレー等により塗布する方法が挙げられる。   It does not specifically limit as a method of forming a coating layer, A well-known method can be used. For example, the method of apply | coating the coating liquid which disperse | distributed the inorganic substance particle | grains in the solution containing binder by spray etc. is mentioned.

(強化芯材)
本実施形態のイオン交換膜は、膜本体の内部に配置された強化芯材を有することが好ましい。
(Reinforced core material)
The ion exchange membrane of this embodiment preferably has a reinforced core material arranged inside the membrane body.

強化芯材は、イオン交換膜の強度や寸法安定性を強化する部材である。強化芯材を膜本体の内部に配置させることで、特に、イオン交換膜の伸縮を所望の範囲に制御することができる。かかるイオン交換膜は、電解時等において、必要以上に伸縮せず、長期に優れた寸法安定性を維持することができる。   The reinforcing core material is a member that reinforces the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By arranging the reinforcing core material inside the membrane body, in particular, the expansion and contraction of the ion exchange membrane can be controlled within a desired range. Such an ion exchange membrane does not expand and contract more than necessary during electrolysis and can maintain excellent dimensional stability over a long period of time.

強化芯材の構成は、特に限定されず、例えば、強化糸と呼ばれる糸を紡糸して形成させてもよい。ここでいう強化糸とは、強化芯材を構成する部材であって、イオン交換膜に所望の寸法安定性及び機械的強度を付与できるものであり、かつ、イオン交換膜中で安定に存在できる糸のことをいう。かかる強化糸を紡糸した強化芯材を用いることにより、一層優れた寸法安定性及び機械的強度をイオン交換膜に付与することができる。   The configuration of the reinforcing core material is not particularly limited. For example, the reinforcing core material may be formed by spinning a yarn called a reinforcing yarn. The reinforcing yarn here is a member constituting a reinforcing core material, which can impart desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can exist stably in the ion exchange membrane. It means a thread. By using a reinforcing core material obtained by spinning such reinforcing yarns, it is possible to impart more excellent dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane.

強化芯材及びこれに用いる強化糸の材料は、特に限定されないが、酸やアルカリ等に耐性を有する材料であることが好ましく、長期にわたる耐熱性、耐薬品性が必要であることから、含フッ素系重合体から成る繊維が好ましい。   The material of the reinforcing core material and the reinforcing yarn used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and needs long-term heat resistance and chemical resistance. A fiber made of a polymer is preferred.

強化芯材に用いられる含フッ素系重合体としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、トリフルオロクロルエチレン−エチレン共重合体及びフッ化ビニリデン重合体(PVDF)等が挙げられる。これらのうち、特に耐熱性及び耐薬品性の観点からは、ポリテトラフルオロエチレンからなる繊維を用いることが好ましい。   Examples of the fluorine-containing polymer used for the reinforcing core material include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE). , Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, trifluorochloroethylene-ethylene copolymer, and vinylidene fluoride polymer (PVDF). Among these, it is preferable to use a fiber made of polytetrafluoroethylene particularly from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance.

強化芯材に用いられる強化糸の糸径は、特に限定されないが、好ましくは20〜300デニール、より好ましくは50〜250デニールである。織り密度(単位長さあたりの打ち込み本数)は、好ましくは5〜50本/インチである。強化芯材の形態としては、特に限定されず、例えば、織布、不織布、編布等が用いられるが、織布の形態であることが好ましい。また、織布の厚みは、好ましくは30〜250μm、より好ましくは30〜150μmのものが使用される。   The yarn diameter of the reinforcing yarn used for the reinforcing core material is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weaving density (the number of driving per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The form of the reinforcing core material is not particularly limited, and for example, a woven cloth, a non-woven cloth, a knitted cloth or the like is used, but a woven cloth form is preferable. The thickness of the woven fabric is preferably 30 to 250 μm, more preferably 30 to 150 μm.

織布又は編布は、モノフィラメント、マルチフィラメント又はこれらのヤーン、スリットヤーン等が使用でき、織り方は平織り、絡み織り、編織り、コード織り、シャーサッカ等の種々の織り方が使用できる。   As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, slit yarns or the like can be used, and various weaving methods such as plain weaving, entangled weaving, knitting weaving, cord weaving, shasatsuka and the like can be used.

膜本体における強化芯材の織り方及び配置は、特に限定されず、イオン交換膜の大きさや形状、イオン交換膜に所望する物性及び使用環境等を考慮して適宜好適な配置とすることができる。   The weaving method and arrangement of the reinforcing core material in the membrane body are not particularly limited, and can be suitably arranged in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, the physical properties desired for the ion exchange membrane, the usage environment, and the like. .

例えば、膜本体の所定の一方向に沿って強化芯材を配置してもよいが、寸法安定性の観点から、所定の第一の方向に沿って強化芯材を配置し、かつ第一の方向に対して略垂直である第二の方向に沿って別の強化芯材を配置することが好ましい。膜本体の縦方向膜本体の内部において、略直行するように複数の強化芯材を配置することで、多方向において一層優れた寸法安定性及び機械的強度を付与することができる。例えば、膜本体の表面において縦方向に沿って配置された強化芯材(縦糸)と横方向に沿って配置された強化芯材(横糸)を織り込む配置が好ましい。縦糸と横糸を交互に浮き沈みさせて打ち込んで織った平織りや、2本の経糸を捩りながら横糸と織り込んだ絡み織り、2本又は数本ずつ引き揃えて配置した縦糸に同数の横糸を打ち込んで織った斜子織り(ななこおり)等とすることが、寸法安定性、機械的強度及び製造容易性の観点からより好ましい。   For example, the reinforcing core material may be disposed along a predetermined direction of the membrane body, but from the viewpoint of dimensional stability, the reinforcing core material is disposed along a predetermined first direction, and the first It is preferable to arrange another reinforcing core material along a second direction that is substantially perpendicular to the direction. By disposing a plurality of reinforcing cores so as to be substantially perpendicular to the inside of the membrane body in the longitudinal direction, more excellent dimensional stability and mechanical strength can be imparted in multiple directions. For example, an arrangement in which a reinforcing core material (warp yarn) arranged along the longitudinal direction and a reinforcing core material (weft yarn) arranged along the transverse direction is woven on the surface of the membrane body is preferable. A plain weave woven by weaving up and down alternately with warps and wefts, or a twine weaving with wefts while twisting two warps, and weaving the same number of wefts into two or several warp yarns arranged in a line. It is more preferable to use a diagonal weave from the viewpoint of dimensional stability, mechanical strength and manufacturability.

特に、イオン交換膜のMD方向(Machine Direction方向)及びTD方向(Transverse Direction方向)の両方向に沿って強化芯材が配置されていることが好ましい。すなわち、MD方向とTD方向に平織りされていることが好ましい。ここで、MD方向とは、後述するイオン交換膜の製造工程において、膜本体や各種芯材(例えば、強化芯材、強化糸、後述する犠牲糸等)が搬送される方向(流れ方向)をいい、TD方向とは、MD方向と略垂直の方向をいう。そして、MD方向に沿って織られた糸をMD糸といい、TD方向に沿って織られた糸をTD糸という。通常、電解に用いるイオン交換膜は、矩形状であり、長手方向がMD方向となり、幅方向がTD方向となることが多い。MD糸である強化芯材とTD糸である強化芯材を織り込むことで、多方向において一層優れた寸法安定性及び機械的強度を付与することができる。   In particular, it is preferable that the reinforcing core material is disposed along both the MD direction (Machine Direction direction) and the TD direction (Transverse Direction direction) of the ion exchange membrane. That is, it is preferable that plain weaving is performed in the MD direction and the TD direction. Here, the MD direction refers to the direction (flow direction) in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core material, reinforcing yarn, sacrificial yarn described later, etc.) are transported in the ion exchange membrane manufacturing process described later. The TD direction is a direction substantially perpendicular to the MD direction. And the yarn woven along the MD direction is called MD yarn, and the yarn woven along the TD direction is called TD yarn. Usually, an ion exchange membrane used for electrolysis has a rectangular shape, and the longitudinal direction is often the MD direction and the width direction is often the TD direction. By weaving the reinforcing core material that is MD yarn and the reinforcing core material that is TD yarn, it is possible to impart more excellent dimensional stability and mechanical strength in multiple directions.

強化芯材の配置間隔は、特に限定されず、陽イオン交換膜に所望する物性及び使用環境等を考慮して適宜好適な配置とすることができる。   The arrangement interval of the reinforcing core material is not particularly limited, and can be suitably arranged in consideration of the physical properties desired for the cation exchange membrane and the use environment.

強化芯材の開口率は、特に限定されず、好ましくは30%以上、より好ましくは50%以上90%以下である。開口率は、イオン交換膜の電気化学的性質の観点からは30%以上が好ましく、イオン交換膜の機械的強度の観点からは90%以下が好ましい。   The aperture ratio of the reinforcing core material is not particularly limited, and is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The aperture ratio is preferably 30% or more from the viewpoint of the electrochemical properties of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less from the viewpoint of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

強化芯材の開口率とは、膜本体のいずれか一方の表面の面積(A)におけるイオン等の物質(電解液及びそれに含有される陽イオン(例えば、ナトリウムイオン))が通過できる表面の総面積(B)の割合(B/A)をいう。イオン等の物質が通過できる表面の総面積(B)とは、イオン交換膜において、陽イオンや電解液等が、イオン交換膜に含まれる強化芯材等によって遮断されない領域の総面積ということができる。   The aperture ratio of the reinforcing core is the total surface through which substances such as ions (electrolyte and cations (for example, sodium ions)) such as ions in the area (A) of either surface of the membrane body can pass. The ratio (B / A) of area (B). The total surface area (B) through which substances such as ions can pass is the total area of the ion exchange membrane where cations, electrolytes, etc. are not blocked by the reinforcing core material contained in the ion exchange membrane. it can.

図2は、イオン交換膜を構成する強化芯材の開口率を説明するための概略図である。図2はイオン交換膜の一部を拡大し、その領域内における強化芯材21及び22の配置のみを図示しているものであり、他の部材については図示を省略している。   FIG. 2 is a schematic view for explaining the aperture ratio of the reinforcing core material constituting the ion exchange membrane. FIG. 2 is an enlarged view of a part of the ion exchange membrane, showing only the arrangement of the reinforcing cores 21 and 22 in the region, and the other members are not shown.

縦方向に沿って配置された強化芯材21と横方向に配置された強化芯材22によって囲まれた領域であって、強化芯材の面積も含めた領域の面積(A)から強化芯材の総面積(C)を減じることにより、上述した領域の面積(A)におけるイオン等の物質が通過できる領域の総面積(B)を求めることができる。すなわち、開口率は、下記式(I)により求めることができる。
開口率=(B)/(A)=((A)−(C))/(A) …(I)
From the area (A) of the region including the area of the reinforcing core material, which is surrounded by the reinforcing core material 21 arranged along the vertical direction and the reinforcing core material 22 arranged in the horizontal direction, the reinforcing core material By subtracting the total area (C), the total area (B) of the region through which substances such as ions in the area (A) of the region described above can pass can be obtained. That is, the aperture ratio can be obtained by the following formula (I).
Opening ratio = (B) / (A) = ((A) − (C)) / (A) (I)

強化芯材の中でも、特に好ましい形態は、耐薬品性及び耐熱性の観点から、PTFEを含むテープヤーン又は高配向モノフィラメントである。具体的には、PTFEからなる高強度多孔質シートをテープ状にスリットしたテープヤーン、又はPTFEからなる高度に配向したモノフィラメントの50〜300デニールを使用し、かつ、織り密度が10〜50本/インチである平織りであり、その厚みが50〜100μmの範囲である強化芯材であることがより好ましい。かかる強化芯材を含むイオン交換膜の開口率は60%以上であることが更に好ましい。   Among the reinforcing core materials, a particularly preferable form is a tape yarn containing PTFE or a highly oriented monofilament from the viewpoint of chemical resistance and heat resistance. Specifically, a tape yarn obtained by slitting a high-strength porous sheet made of PTFE into a tape shape, or a highly oriented monofilament made of PTFE of 50 to 300 denier, and a weave density of 10 to 50 / More preferably, the reinforcing core material is a plain weave that is inches, and has a thickness in the range of 50 to 100 μm. The aperture ratio of the ion exchange membrane containing such a reinforcing core is more preferably 60% or more.

強化糸の形状としては、丸糸、テープ状糸等が挙げられる。好ましくは、テープ状糸である。   Examples of the shape of the reinforcing yarn include round yarn and tape-like yarn. A tape-like thread is preferable.

(連通孔)
本実施形態のイオン交換膜は、膜本体の内部に連通孔を有することが好ましい。
(Communication hole)
The ion exchange membrane of this embodiment preferably has a communication hole inside the membrane body.

連通孔とは、電解の際に発生する陽イオンや電解液の流路となり得る孔をいう。また、連通孔とは、膜本体内部に形成されている管状の孔であり、後述する犠牲芯材(又は犠牲糸)が溶出することで形成される。連通孔の形状や径等は、犠牲芯材(犠牲糸)の形状や径を選択することによって制御することができる。   The communication hole refers to a hole that can serve as a flow path for cations generated during electrolysis or an electrolytic solution. The communication hole is a tubular hole formed inside the membrane body, and is formed by elution of a sacrificial core material (or sacrificial yarn) described later. The shape and diameter of the communication hole can be controlled by selecting the shape and diameter of the sacrificial core material (sacrificial yarn).

イオン交換膜に連通孔を形成することで、電解の際に発生するアルカリイオンや電解液の移動性を確保できる。連通孔の形状は特に限定されないが、後述する製法によれば、連通孔の形成に用いられる犠牲芯材の形状とすることができる。   By forming the communication holes in the ion exchange membrane, it is possible to ensure the mobility of alkali ions generated during electrolysis and the electrolytic solution. The shape of the communication hole is not particularly limited, but according to the manufacturing method described later, the shape of the sacrificial core material used for forming the communication hole can be obtained.

本実施形態において、連通孔は、強化芯材の陽極側(スルホン酸層側)と陰極側(カルボン酸層側)を交互に通過するように形成されることが好ましい。かかる構造とすることで、強化芯材の陰極側に連通孔が形成されている部分では、連通孔に満たされている電解液を通して輸送された陽イオン(例えば、ナトリウムイオン)が、強化芯材の陰極側にも流れることができる。その結果、陽イオンの流れが遮蔽されることがないため、イオン交換膜の電気抵抗を更に低くすることができる。   In the present embodiment, the communication hole is preferably formed so as to alternately pass through the anode side (sulfonic acid layer side) and the cathode side (carboxylic acid layer side) of the reinforcing core material. With this structure, in the portion where the communication hole is formed on the cathode side of the reinforced core material, the cation (for example, sodium ion) transported through the electrolyte filled in the communication hole is reinforced core material. It can also flow to the cathode side. As a result, since the cation flow is not shielded, the electric resistance of the ion exchange membrane can be further reduced.

連通孔は、本実施形態のイオン交換膜を構成する膜本体の所定の一方向のみに沿って形成されていてもよいが、より安定した電解性能を発揮するという観点から、膜本体の縦方向と横方向との両方向に形成されていることが好ましい。   The communication holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane of the present embodiment, but from the viewpoint of exhibiting more stable electrolysis performance, the longitudinal direction of the membrane body It is preferable that it is formed in both the horizontal direction and the horizontal direction.

〔製造方法〕
本実施形態に係るイオン交換膜の好適な製造方法としては、以下の(1)工程〜(6)工程を有する方法が挙げられる。
(1)工程:イオン交換基、又は、加水分解によりイオン交換基となり得るイオン交換基前駆体を有する含フッ素系重合体を製造する工程。
(2)工程:必要に応じて、複数の強化芯材と、酸又はアルカリに溶解する性質を有し、連通孔を形成する犠牲糸と、を少なくとも織り込むことにより、隣接する強化芯材同士の間に犠牲糸が配置された補強材を得る工程。
(3)工程:イオン交換基、又は、加水分解によりイオン交換基となり得るイオン交換基前駆体を有する前記含フッ素系重合体をフィルム化する工程。
(4)工程:前記フィルムに必要に応じて前記補強材を埋め込んで、前記補強材が内部に配置された膜本体を得る工程。
(5)工程:(4)工程で得られた膜本体を加水分解する工程(加水分解工程)。
(6)工程:(5)工程で得られた膜本体に、コーティング層を設ける工程(コーティング工程)。
〔Production method〕
As a suitable manufacturing method of the ion exchange membrane which concerns on this embodiment, the method which has the following (1) process-(6) processes is mentioned.
(1) Process: The process of manufacturing the fluorine-containing polymer which has an ion exchange group or the ion exchange group precursor which can become an ion exchange group by hydrolysis.
(2) Step: If necessary, by interweaving at least a plurality of reinforcing core materials and a sacrificial yarn having a property of dissolving in acid or alkali and forming a communicating hole, between adjacent reinforcing core materials A step of obtaining a reinforcing material having a sacrificial yarn disposed therebetween.
(3) Step: Step of forming a film of the fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor that can be converted into an ion exchange group by hydrolysis.
(4) Step: A step of embedding the reinforcing material in the film as necessary to obtain a membrane body in which the reinforcing material is disposed.
(5) Step: A step of hydrolyzing the membrane body obtained in the step (4) (hydrolysis step).
(6) Step: A step of providing a coating layer on the film body obtained in the step (5) (coating step).

本実施形態のイオン交換膜の製造方法は、(6)コーティング工程において、特定の無機物粒子を使用することを主な特徴とする。以下、各工程について詳述する。   The manufacturing method of the ion exchange membrane of this embodiment is mainly characterized in that specific inorganic particles are used in the (6) coating step. Hereinafter, each process is explained in full detail.

(1)工程:含フッ素系重合体を製造する工程
(1)工程では、上記第1群〜第3群に記載した原料の単量体を用いて含フッ素系重合体を製造する。含フッ素系重合体のイオン交換容量を制御するためには、各層を形成する含フッ素系重合体の製造において、原料の単量体の混合比を調整すればよい。
(1) Step: Step of producing a fluorine-containing polymer In the step (1), a fluorine-containing polymer is produced using the raw material monomers described in the first group to the third group. In order to control the ion exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the mixing ratio of raw material monomers may be adjusted in the production of the fluorine-containing polymer forming each layer.

(2)工程:補強材の製造工程
補強材とは、強化糸を織った織布等である。補強材が膜内に埋め込まれることで、強化芯材を形成する。連通孔を有するイオン交換膜とするときには、犠牲糸も一緒に補強材へ織り込む。この場合の犠牲糸の混織量は、好ましくは補強材全体の10〜80質量%、より好ましくは30〜70質量%である。犠牲糸を織り込むことにより、強化芯材の目ズレを防止することもできる。
(2) Process: Manufacturing process of a reinforcing material A reinforcing material is a woven fabric or the like woven with reinforcing yarn. The reinforcing core material is formed by embedding the reinforcing material in the film. When an ion exchange membrane having communication holes is used, the sacrificial yarn is also woven into the reinforcing material. In this case, the blended amount of the sacrificial yarn is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the entire reinforcing material. By weaving the sacrificial yarn, misalignment of the reinforcing core material can be prevented.

犠牲糸は、膜の製造工程もしくは電解環境下において溶解性を有するものであり、レーヨン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、セルロース及びポリアミド等が用いられる。また、20〜50デニールの太さを有し、モノフィラメント又はマルチフィラメントからなるポリビニルアルコール等も好ましい。   The sacrificial yarn has solubility in the film production process or in an electrolytic environment, and rayon, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide, or the like is used. Polyvinyl alcohol having a thickness of 20 to 50 denier and made of monofilament or multifilament is also preferable.

なお、(2)工程において、強化芯材や犠牲糸の配置を調整することにより、開口率や連通孔の配置等を制御することができる。   In the step (2), by adjusting the arrangement of the reinforcing core material and the sacrificial yarn, the aperture ratio, the arrangement of the communication holes, and the like can be controlled.

(3)工程:フィルム化工程
(3)工程では、前記(1)工程で得られた含フッ素系重合体を、押出し機を用いてフィルム化する。フィルムは単層構造でもよいし、上述したように、スルホン酸層とカルボン酸層との2層構造でもよいし、3層以上の多層構造であってもよい。
(3) Step: Filming step In the (3) step, the fluorine-containing polymer obtained in the step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer structure, as described above, may have a two-layer structure of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer, or may have a multilayer structure of three or more layers.

フィルム化する方法としては例えば、以下のものが挙げられる。
カルボン酸基を有する含フッ素重合体、スルホン酸基を有する含フッ素重合体をそれぞれ別々にフィルム化する方法。
カルボン酸基を有する含フッ素重合体と、スルホン酸基を有する含フッ素重合体とを共押出しにより、複合フィルムとする方法。
Examples of the method for forming a film include the following.
A method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films.
A method of forming a composite film by coextrusion of a fluorinated polymer having a carboxylic acid group and a fluorinated polymer having a sulfonic acid group.

なお、フィルムはそれぞれ複数枚であってもよい。また、異種のフィルムを共押出しすることは、界面の接着強度を高めることに寄与するため、好ましい。   A plurality of films may be used. Also, co-extrusion of different types of films is preferable because it contributes to increasing the adhesive strength at the interface.

(4)工程:膜本体を得る工程
(4)工程では、(2)工程で得た補強材を、(3)工程で得たフィルムの内部に埋め込むことで、補強材が内在する膜本体を得る。
(4) Step: Step of obtaining the membrane body In the step (4), in the step (2), the reinforcing material obtained in the step (2) is embedded in the film obtained in the step (3), so that the membrane body in which the reinforcing material is present is obtained. obtain.

膜本体の好ましい形成方法としては、(i)陰極側に位置するカルボン酸基前駆体(例えば、カルボン酸エステル官能基)を有する含フッ素系重合体(以下、これからなる層を第一層という)と、スルホン酸基前駆体(例えば、スルホニルフルオライド官能基)を有する含フッ素系重合体(以下、これからなる層を第二層という)を共押出し法によってフィルム化し、必要に応じて加熱源及び真空源を用いて、表面上に多数の細孔を有する平板またはドラム上に、透気性を有する耐熱性の離型紙を介して、補強材、第二層/第一層複合フィルムの順に積層して、各重合体が溶融する温度下で減圧により各層間の空気を除去しながら一体化する方法;(ii)第二層/第一層複合フィルムとは別に、スルホン酸基前駆体を有する含フッ素系重合体(第三層)を予め単独でフィルム化し、必要に応じて加熱源及び真空源を用いて、表面上に多数の細孔を有する平板又はドラム上に透気性を有する耐熱性の離型紙を介して、第三層フィルム、強化芯材、第二層/第一層からなる複合フィルムの順に積層して、各重合体が溶融する温度下で減圧により各層間の空気を除去しながら一体化する方法が挙げられる。   As a preferable method for forming the film body, (i) a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group precursor (for example, a carboxylic acid ester functional group) located on the cathode side (hereinafter, a layer formed thereof is referred to as a first layer). And a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group precursor (for example, a sulfonyl fluoride functional group) (hereinafter, a layer composed of the fluorine-containing polymer is referred to as a second layer) by coextrusion, and a heating source and Using a vacuum source, a reinforcing material and a second layer / first layer composite film are laminated in this order on a flat plate or drum having a large number of pores on the surface through a heat-resistant release paper having air permeability. And (ii) including a sulfonic acid group precursor separately from the second layer / first layer composite film, while removing the air between the layers by reducing the pressure at a temperature at which each polymer melts. Fluorine polymerization (Third layer) is made into a single film in advance, using a heat source and a vacuum source, if necessary, through a flat plate having a large number of pores on the surface or a heat-resistant release paper having air permeability on the drum. Then, the third layer film, the reinforcing core material, and the composite film composed of the second layer / first layer are laminated in this order, and are integrated while removing air between the layers by reducing the pressure at a temperature at which each polymer melts. A method is mentioned.

ここで、第一層と第二層とを共押出しすることは、界面の接着強度を高めることに寄与している。   Here, co-extrusion of the first layer and the second layer contributes to increasing the adhesive strength at the interface.

また、減圧下で一体化する方法は、加圧プレス法に比べて、補強材上の第三層の厚みが大きくなる特徴を有している。更に、補強材が膜本体の内面に固定されているため、イオン交換膜の機械的強度が十分に保持できる性能を有している。   Moreover, the method of integrating under reduced pressure has the characteristic that the thickness of the 3rd layer on a reinforcing material becomes large compared with the press-pressing method. Furthermore, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane main body, it has a performance that can sufficiently maintain the mechanical strength of the ion exchange membrane.

なお、ここで説明した積層のバリエーションは一例であり、所望する膜本体の層構成や物性等を考慮して、適宜好適な積層パターン(例えば、各層の組合せ等)を選択した上で、共押出しすることができる。   In addition, the variation of the lamination | stacking demonstrated here is an example, it considers the layer structure of a desired film | membrane main body, a physical property, etc., and after selecting a suitable lamination pattern (for example, combination of each layer etc.), it is coextrusion. can do.

なお、イオン交換膜の電気的性能をさらに高める目的で、第一層と第二層との間に、カルボン酸基前駆体とスルホン酸基前駆体の両方を有する含フッ素系重合体からなる第四層をさらに介在させることや、第二層の代わりにカルボン酸基前駆体とスルホン酸基前駆体の両方を有する含フッ素系重合体からなる第四層を用いることも可能である。   For the purpose of further improving the electrical performance of the ion exchange membrane, a second polymer comprising a fluorine-containing polymer having both a carboxylic acid group precursor and a sulfonic acid group precursor between the first layer and the second layer. It is also possible to further interpose four layers, or to use a fourth layer made of a fluorine-containing polymer having both a carboxylic acid group precursor and a sulfonic acid group precursor instead of the second layer.

第四層の形成方法は、カルボン酸基前駆体を有する含フッ素系重合体と、スルホン酸基前駆体を有する含フッ素系重合体と、を別々に製造した後に混合する方法でもよく、カルボン酸基前駆体を有する単量体とスルホン酸基前駆体を有する単量体とを共重合したものを使用する方法でもよい。   The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group precursor and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group precursor are separately produced and then mixed. A method using a copolymer of a monomer having a group precursor and a monomer having a sulfonic acid group precursor may also be used.

第四層をイオン交換膜の構成とする場合には、第一層と第四層との共押出しフィルムを成形し、第三層と第二層はこれとは別に単独でフィルム化し、前述の方法で積層してもよいし、第一層/第四層/第二層の3層を一度に共押し出しでフィルム化してもよい。   When the fourth layer is configured as an ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, and the third layer and the second layer are separately formed into a film, It may be laminated by a method, or three layers of the first layer / fourth layer / second layer may be coextruded at a time to form a film.

この場合、押出しされたフィルムが流れていく方向が、MD方向である。このようにして、イオン交換基を有する含フッ素系重合体を含む膜本体を、補強材上に形成することができる。   In this case, the direction in which the extruded film flows is the MD direction. In this way, a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group can be formed on the reinforcing material.

また、本実施形態に係るイオン交換膜は、スルホン酸層からなる表面側に、スルホン酸基を有する含フッ素重合体からなる突出した部分、すなわち凸部を有することが好ましい。このような凸部を形成する方法としては、特に限定されず、樹脂表面に凸部を形成する公知の方法を採用することができる。具体的には、例えば、膜本体の表面にエンボス加工を施す方法が挙げられる。例えば、前記した複合フィルムと補強材等とを一体化する際に、予めエンボス加工された離型紙を用いることによって、上記の凸部を形成させることができる。エンボス加工により凸部を形成する場合、凸部の高さや配置密度の制御は、転写するエンボス形状(離型紙の形状)を制御することで行うことができる。   Moreover, it is preferable that the ion exchange membrane which concerns on this embodiment has the protruding part which consists of a fluoropolymer which has a sulfonic acid group, ie, a convex part, on the surface side which consists of a sulfonic acid layer. The method for forming such a convex portion is not particularly limited, and a known method for forming the convex portion on the resin surface can be employed. Specifically, for example, a method of embossing the surface of the film main body can be mentioned. For example, when the composite film and the reinforcing material are integrated with each other, the above-described convex portions can be formed by using a release paper that has been embossed in advance. When forming a convex part by embossing, control of the height and arrangement density of a convex part can be performed by controlling the emboss shape (shape of release paper) to transfer.

(5)加水分解工程
(5)工程では、(4)工程で得られた膜本体を加水分解して、イオン交換基前駆体をイオン交換基に変換する工程(加水分解工程)を行う。
(5) Hydrolysis step In the step (5), the membrane body obtained in the step (4) is hydrolyzed to convert the ion exchange group precursor into an ion exchange group (hydrolysis step).

また、(5)工程では、膜本体に含まれている犠牲糸を酸又はアルカリで溶解除去することで、膜本体に溶出孔を形成させることができる。なお、犠牲糸は、完全に溶解除去されずに、連通孔に残っていてもよい。また、連通孔に残っていた犠牲糸は、イオン交換膜が電解に供された際、電解液により溶解除去されてもよい。   In the step (5), elution holes can be formed in the membrane body by dissolving and removing the sacrificial yarn contained in the membrane body with acid or alkali. The sacrificial yarn may be left in the communication hole without being completely dissolved and removed. Further, the sacrificial yarn remaining in the communication hole may be dissolved and removed by the electrolytic solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

犠牲糸は、イオン交換膜の製造工程や電解環境下において、酸又はアルカリに対して溶解性を有するものであり、犠牲糸が溶出することで当該部位に連通孔が形成される。   The sacrificial yarn is soluble in acid or alkali in the ion exchange membrane manufacturing process or in an electrolytic environment, and the sacrificial yarn is eluted to form a communication hole at the site.

(5)工程は、酸又はアルカリを含む加水分解溶液に(4)工程で得られた膜本体を浸漬して行うことができる。該加水分解溶液としては、例えば、KOHとDMSO(Dimethyl sulfoxide)とを含む混合溶液を用いることができる。   The step (5) can be performed by immersing the membrane body obtained in the step (4) in a hydrolysis solution containing an acid or an alkali. As the hydrolysis solution, for example, a mixed solution containing KOH and DMSO (dimethylsulfoxide) can be used.

該混合溶液は、KOHを2.5〜4.0N含み、DMSOを25〜35質量%含むことが好ましい。   The mixed solution preferably contains 2.5 to 4.0 N of KOH and 25 to 35% by mass of DMSO.

加水分解の温度としては、70〜100℃であることが好ましい。温度が高いほど、見かけ厚みをより厚くすることができる。より好ましくは、85〜100℃である。   The hydrolysis temperature is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent thickness. More preferably, it is 85-100 degreeC.

加水分解の時間としては、10〜120分であることが好ましい。時間が長いほど、見かけ厚みをより厚くすることができる。より好ましくは、20〜120分である。   The hydrolysis time is preferably 10 to 120 minutes. The longer the time, the thicker the apparent thickness. More preferably, it is 20 to 120 minutes.

ここで、犠牲糸を溶出させることで連通孔形成する工程についてより詳細に説明する。図4(a)、(b)は、本実施形態におけるイオン交換膜の連通孔を形成する方法を説明するための模式図である。   Here, the step of forming the communication hole by eluting the sacrificial yarn will be described in more detail. FIGS. 4A and 4B are schematic views for explaining a method of forming the communication hole of the ion exchange membrane in the present embodiment.

図4(a)、(b)では、強化糸52と犠牲糸504aと犠牲糸504aにより形成される連通孔504のみを図示しており、膜本体等の他の部材については、図示を省略している。   4 (a) and 4 (b), only the communication hole 504 formed by the reinforcing yarn 52, the sacrificial yarn 504a, and the sacrificial yarn 504a is illustrated, and other members such as the membrane body are not illustrated. ing.

まず、イオン交換膜中で強化芯材を構成することとなる強化糸52と、イオン交換膜中で連通孔504を形成するための犠牲糸504aとを、編み込み補強材とする。そして、(5)工程において犠牲糸504aが溶出することで連通孔504が形成される。   First, the reinforcing yarn 52 that forms the reinforcing core material in the ion exchange membrane and the sacrificial yarn 504a for forming the communication hole 504 in the ion exchange membrane are used as a braided reinforcing material. Then, the communication hole 504 is formed by the elution of the sacrificial yarn 504a in the step (5).

上記方法によれば、陽イオン交換膜の膜本体内において強化芯材、連通孔を如何なる配置とするのかに応じて、強化糸52と犠牲糸504aの編み込み方を調整すればよいため簡便である。   According to the above method, it is simple because the method of weaving the reinforcing yarn 52 and the sacrificial yarn 504a may be adjusted in accordance with the arrangement of the reinforcing core material and the communication hole in the membrane body of the cation exchange membrane. .

図4(a)では、紙面において縦方向と横方向の両方向に沿って強化糸52と犠牲糸504aを織り込んだ平織りの補強材を例示しているが、必要に応じて補強材における強化糸52と犠牲糸504aの配置を変更することができる。   FIG. 4A illustrates a plain weave reinforcing material in which reinforcing yarns 52 and sacrificial yarns 504a are woven in both the vertical and horizontal directions on the paper surface. However, the reinforcing yarns 52 in the reinforcing material are used as necessary. And the arrangement of the sacrificial yarn 504a can be changed.

(6)コーティング工程
(6)工程では、原石粉砕により得られた無機物粒子と、結合剤とを含むコーティング液を調整し、コーティング液を(5)工程で得られたイオン交換膜の表面に塗布及び乾燥させることで、コーティング層を形成することができる。
(6) Coating step In the step (6), a coating solution containing inorganic particles obtained by crushing rough stones and a binder is prepared, and the coating solution is applied to the surface of the ion exchange membrane obtained in the step (5). And by drying, a coating layer can be formed.

結合剤としては、イオン交換基前駆体を有する含フッ素系重合体を、ジメチルスルホキシド(DMSO)及び水酸化カリウム(KOH)を含む水溶液で加水分解した後、塩酸に浸漬してイオン交換基の対イオンをHに置換した結合剤(例えば、カルボキシル基又はスルホ基を有する含フッ素系重合体)が好ましい。それによって、後述する水やエタノールに溶解しやすくなるため、好ましい。 As a binder, a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor is hydrolyzed with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersed in hydrochloric acid to form a pair of ion exchange groups. A binder in which ions are substituted with H + (for example, a fluorine-containing polymer having a carboxyl group or a sulfo group) is preferable. This is preferable because it is easy to dissolve in water or ethanol described later.

この結合剤を、水とエタノールを混合した溶液に溶解する。なお、水とエタノールの好ましい体積比10:1〜1:10であり、より好ましくは、5:1〜1:5であり、さらに好ましくは、2:1〜1:2である。このようにして得た溶解液中に、無機物粒子をボールミルで分散させてコーティング液を得る。このとき、分散する際の、時間、回転速度を調整することで、粒子の平均粒径等を調整することもできる。なお、無機物粒子と結合剤の好ましい配合量は、前述の通りである。   This binder is dissolved in a mixed solution of water and ethanol. In addition, the preferable volume ratio of water and ethanol is 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, and still more preferably 2: 1 to 1: 2. The inorganic particles are dispersed by a ball mill in the solution thus obtained to obtain a coating solution. At this time, the average particle diameter and the like of the particles can be adjusted by adjusting the time and the rotational speed at the time of dispersion. In addition, the preferable compounding quantity of an inorganic particle and a binder is as above-mentioned.

コーティング液中の無機物粒子及び結合剤の濃度については、特に限定されないが、薄いコーティング液とする方が好ましい。それによって、イオン交換膜の表面に均一に塗布することが可能となる。   The concentration of the inorganic particles and the binder in the coating solution is not particularly limited, but a thin coating solution is preferable. As a result, it is possible to uniformly coat the surface of the ion exchange membrane.

また、無機物粒子を分散させる際に、界面活性剤を分散液に添加してもよい。界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤界面活性剤が好ましく、例えば、日油株式会社性HS−210、NS−210、P−210、E−212等が挙げられる。   Further, when dispersing the inorganic particles, a surfactant may be added to the dispersion. As the surfactant, a nonionic surfactant surfactant is preferable, and examples thereof include NOF Corporation HS-210, NS-210, P-210, E-212, and the like.

得られたコーティング液を、スプレー塗布やロール塗工でイオン交換膜表面に塗布することでイオン交換膜が得られる。   An ion exchange membrane is obtained by apply | coating the obtained coating liquid on the surface of an ion exchange membrane by spray application or roll coating.

〔電解槽〕
本実施形態のイオン交換膜は、これを用いて電解槽として使用することができる。図3は、本実施形態に係る電解槽の一実施形態の模式図である。
[Electrolysis tank]
The ion exchange membrane of this embodiment can be used as an electrolytic cell using this. FIG. 3 is a schematic view of an embodiment of the electrolytic cell according to the present embodiment.

本実施形態の電解槽100は、陽極200と、陰極300と、陽極200と陰極300との間に配置された、本実施形態の陽イオン交換膜1と、を少なくとも備える。ここでは、上記した陽イオン交換膜1を備えた電解槽100を一例として説明しているが、これに限定されるものではなく、本実施形態の効果の範囲内で種々構成を変形して実施することができる。   The electrolytic cell 100 of the present embodiment includes at least the anode 200, the cathode 300, and the cation exchange membrane 1 of the present embodiment disposed between the anode 200 and the cathode 300. Here, the electrolytic cell 100 provided with the cation exchange membrane 1 described above is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and various configurations are modified within the scope of the effect of the present embodiment. can do.

かかる電解槽100は、種々の電解に使用できるが、以下、代表例として、塩化アルカリ水溶液の電解に使用する場合について説明する。   Although this electrolytic cell 100 can be used for various electrolysis, the case where it is used for electrolysis of an aqueous alkali chloride solution will be described below as a representative example.

電解条件は、特に限定されず、公知の条件で行うことができる。例えば、陽極室に2.5〜5.5規定(N)の塩化アルカリ水溶液を供給し、陰極室は水又は希釈した水酸化アルカリ水溶液を供給し、直流電流にて電解を実施する。   Electrolysis conditions are not particularly limited, and can be performed under known conditions. For example, an alkaline chloride aqueous solution of 2.5 to 5.5 N (N) is supplied to the anode chamber, and water or a diluted alkaline hydroxide aqueous solution is supplied to the cathode chamber, and electrolysis is performed with a direct current.

本実施形態に係る電解槽の構成は、特に限定されず、例えば、単極式でも複極式でもよい。電解槽100を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、陽極室の材料としては、塩化アルカリ及び塩素に耐性があるチタン等が好ましく、陰極室の材料としては、水酸化アルカリ及び水素に耐性があるニッケル等が好ましい。電極の配置は、陽イオン交換膜1と陽極200との間に適当な間隔を設けて配置してもよいが、陽極200と陽イオン交換膜1が接触して配置されていても、何ら問題なく使用できる。また、陰極は一般的には陽イオン交換膜と適当な間隔を設けて配置されているが、この間隔がない接触型の電解槽(ゼロギャップ式電解槽)であっても、何ら問題なく使用できる。   The configuration of the electrolytic cell according to this embodiment is not particularly limited, and may be, for example, a monopolar type or a bipolar type. The material constituting the electrolytic cell 100 is not particularly limited. For example, the material of the anode chamber is preferably titanium or the like resistant to alkali chloride and chlorine, and the material of the cathode chamber is alkali hydroxide or hydrogen. Nickel or the like having resistance is preferable. The electrode may be arranged with an appropriate interval between the cation exchange membrane 1 and the anode 200, but there is no problem even if the anode 200 and the cation exchange membrane 1 are arranged in contact with each other. Can be used without In addition, the cathode is generally arranged at an appropriate distance from the cation exchange membrane, but even if it is a contact type electrolytic cell (zero gap type electrolytic cell) without this distance, it can be used without any problems. it can.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の単位は、特に断りがない限り、質量基準に基づくものとする。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. In addition, this invention is not limited to a following example. In addition, the following units shall be based on a mass reference | standard unless there is particular notice.

〔不純物耐性試験〕
得られたイオン交換膜を用いて電解する際に、電解液として供給される5N(規定度)の塩水中に、不純物を添加し、陽イオン交換膜としての性能の変化を測定した。電解に用いる電解槽としては、陽極と陰極との間にイオン交換膜を配置した構造であり、電解液を強制的に循環させる型(強制循環型)の電解セルを4個直列に並べたものを用いた。
[Impurity test]
When electrolysis was performed using the obtained ion exchange membrane, impurities were added to 5N (normality) salt water supplied as an electrolytic solution, and the change in performance as a cation exchange membrane was measured. As an electrolytic cell used for electrolysis, an ion exchange membrane is disposed between an anode and a cathode, and four electrolytic cells of a type (forced circulation type) in which an electrolytic solution is forcibly circulated are arranged in series. Was used.

ファイナイトギャップ電解評価においては電解セルにおける陽極と陰極との間の距離は、1.5mmとした。陰極として、ニッケルのエキスパンドメタルに、触媒として酸化ニッケルが塗布された電極を用いた。陽極としては、チタンのエキスパンドメタルに、触媒としてルテニウム、イリジウム及びチタンが塗布された電極を用いた。   In the finite gap electrolysis evaluation, the distance between the anode and the cathode in the electrolytic cell was 1.5 mm. As the cathode, an electrode in which nickel expanded metal was applied as a catalyst to an expanded metal of nickel was used. As the anode, an electrode in which ruthenium, iridium and titanium were applied as catalysts to titanium expanded metal was used.

ゼロギャップ電解評価においては陰極と陽極はともにイオン交換膜に接しており、陰極として、ニッケルのメッシュに、触媒としてRuとCeが塗布された電極を用いた。陽極としては、チタンのエキスパンドメタルに、触媒としてルテニウム、イリジウム及びチタンが塗布された電極を用いた。   In the zero gap electrolysis evaluation, both the cathode and the anode were in contact with the ion exchange membrane, and an electrode in which Ru and Ce were applied as a catalyst to a nickel mesh was used as the cathode. As the anode, an electrode in which ruthenium, iridium and titanium were applied as catalysts to titanium expanded metal was used.

陽極側には、205g/Lの濃度を維持するように塩水を供給し、陰極側には、苛性ソーダ濃度を32質量%に保ちつつ水を供給した。そして、不純物としてIを10ppm含有しBaを0.03ppm含有する塩水を用いて、塩水の温度を90℃に設定して、6kA/mの電流密度で、電解セルの陰極側の液圧が陽極側の液圧よりも5.3kPa高い条件で電解を9日間行った。その後、電解1日目の電流効率の値から、電解後9日目の電流効率の値の増減を測定し、1日単位での変化率として求めた。なお、電流効率とは、流した電流に対する、生成された苛性ソーダの量の割合であり、流した電流により、ナトリウムイオンではなく、不純物イオンや水酸化物イオンが陽イオン交換膜を移動すると、電流効率が低下する。 Salt water was supplied to the anode side so as to maintain a concentration of 205 g / L, and water was supplied to the cathode side while maintaining the caustic soda concentration at 32% by mass. Then, using salt water containing 10 ppm of I and 0.03 ppm of Ba as impurities, the temperature of the salt water is set to 90 ° C., and the liquid pressure on the cathode side of the electrolytic cell is 6 kA / m 2. Electrolysis was performed for 9 days under a condition 5.3 kPa higher than the fluid pressure on the anode side. Then, the increase / decrease in the value of the current efficiency on the ninth day after electrolysis was measured from the value of the current efficiency on the first day of electrolysis, and obtained as the rate of change per day. The current efficiency is the ratio of the amount of generated caustic soda to the flowed current. When the flow of current causes impurity ions and hydroxide ions to move through the cation exchange membrane instead of sodium ions, Efficiency is reduced.

電流効率は、一定時間に生成された苛性ソーダのモル数を、その間に流れた電流の電子のモル数で除することで求めることができる。苛性ソーダのモル数は、電解により生成した苛性ソーダをポリタンクに回収して、その質量を測定することにより、求めることができる。   The current efficiency can be obtained by dividing the number of moles of caustic soda generated in a certain time by the number of moles of electrons of the current flowing during that time. The number of moles of caustic soda can be determined by collecting caustic soda generated by electrolysis in a plastic tank and measuring its mass.

[実施例1]
強化芯材として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製であり、100デニールのテープヤーンに900回/mの撚りを掛けて糸状にしたものを用いた(以下、PTFE糸という。)。経糸の犠牲糸として、35デニール、8フィラメントのポリエチレンテレフタレート(PET)を200回/mの撚りを掛けた糸を用いた(以下、PET糸という。)。また緯糸の犠牲糸として、35デニール、8フィラメントのポリエチレンテレフタレート(PET)を200回/mの撚りを掛けた糸を用いた。まず、PTFE糸が24本/インチ、犠牲糸が隣接するPTFE糸間に2本配置するように平織りして、厚さ100μmの織布を得た。
[Example 1]
A reinforcing core material made of polytetrafluoroethylene (PTFE) and twisted at 900 times / m on a 100 denier tape yarn was used to form a yarn (hereinafter referred to as PTFE yarn). As a sacrificial yarn for warp, a yarn obtained by twisting 200 denier / m of 35 denier, 8-filament polyethylene terephthalate (PET) was used (hereinafter referred to as PET yarn). As a weft sacrificial yarn, a yarn of 35 denier, 8-filament polyethylene terephthalate (PET) twisted 200 times / m was used. First, plain weaving was performed so that 24 PTFE yarns / inch and two sacrificial yarns were arranged between adjacent PTFE yarns to obtain a woven fabric having a thickness of 100 μm.

次に、CF=CFとCF=CFOCFCF(CF)OCFCFCOOCHとの共重合体でイオン交換容量が0.84mg当量/gである乾燥樹脂のポリマー(A1)、CF=CFとCF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOFとの共重合体でイオン交換容量が0.98mg当量/gである乾燥樹脂のポリマー(B1)を準備した。これらのポリマー(A1)及び(B1)を使用し、共押出しTダイ法にて、ポリマー(A1)層の厚みが18μm、ポリマー(B1)層の厚みが74μmである、2層フィルムXを得た。なお、各ポリマーのイオン交換容量は、各ポリマーのイオン交換基前駆体を加水分解してイオン交換基に変換した際のイオン交換容量を示す。 Next, a polymer (A1) of a dry resin, which is a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and has an ion exchange capacity of 0.84 mg equivalent / g , CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F, a polymer (B1) of a dry resin having an ion exchange capacity of 0.98 mg equivalent / g Got ready. Using these polymers (A1) and (B1), a co-extrusion T die method is used to obtain a two-layer film X having a polymer (A1) layer thickness of 18 μm and a polymer (B1) layer thickness of 74 μm. It was. The ion exchange capacity of each polymer indicates the ion exchange capacity when the ion exchange group precursor of each polymer is hydrolyzed and converted to an ion exchange group.

また別途、CF=CFとCF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOFとの共重合体でイオン交換容量が1.05mg当量/gである乾燥樹脂のポリマー(B2)を準備した。このポリマーを単層押出して20μmのフィルムYを得た。 Separately, a polymer of a dry resin (B2) having an ion exchange capacity of 1.05 mg equivalent / g, which is a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F. ) Was prepared. This polymer was monolayer extruded to obtain a film Y of 20 μm.

続いて、内部に加熱源及び真空源を有し、その表面に微細孔を有するドラム上に、予めエンボス加工した離型紙、フィルムY、補強材及びフィルムXの順に積層し、ドラム温度225℃、減圧度0.067MPaの条件で2分間加熱減圧した後、離型紙を取り除くことで凹凸形状を有する複合膜を得た。得られた複合膜を、90℃のジメチルスルホキシド(DMSO)30質量%、水酸化カリウム(KOH)15質量%を含む水溶液に1時間浸漬することでケン化した後に、90℃の0.5NのNaOHに1時間浸漬して、イオン交換基についたイオンをNaに置換し、続いて水洗した。さらに60℃で乾燥した。   Subsequently, a release paper, a film Y, a reinforcing material and a film X, which are pre-embossed, are laminated in this order on a drum having a heating source and a vacuum source inside and having fine holes on the surface, and a drum temperature of 225 ° C., After heating and depressurizing for 2 minutes under the condition of a degree of vacuum of 0.067 MPa, the release paper was removed to obtain a composite film having an uneven shape. The obtained composite membrane was saponified by immersing in an aqueous solution containing 30% by mass of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by mass of potassium hydroxide (KOH) at 90 ° C., and then 0.5N of 90 ° C. It was immersed in NaOH for 1 hour to replace the ion attached to the ion exchange group with Na, followed by washing with water. Furthermore, it dried at 60 degreeC.

また、CF=CFとCF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOFとの共重合体でイオン交換容量が1.05mg当量/gである乾燥樹脂のポリマー(B3)を加水分解した後、塩酸で酸型にした。この酸型のポリマー(B3)を、水及びエタノールの50/50(質量比)混合液に5質量%の割合で溶解させた溶液に、一次粒子径が1.15μmの酸化ジルコニウム粒子を、ポリマー(B3)と酸化ジルコニウム粒子との質量比が20/80となるように加えた。その後、ボールミルで酸化ジルコニウム粒子の懸濁液中での平均粒径が0.94μmになるまで分散させて懸濁液を得た。なお酸化ジルコニウム粒子としては、原石粉砕したものを用いた。 Further, a dry resin polymer (B3) which is a copolymer of CF 2 ═CF 2 and CF 2 ═CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and has an ion exchange capacity of 1.05 mg equivalent / g Was hydrolyzed and acidified with hydrochloric acid. Zirconium oxide particles having a primary particle size of 1.15 μm are dissolved in a solution obtained by dissolving the acid type polymer (B3) in a 50/50 (mass ratio) mixture of water and ethanol at a ratio of 5 mass%. It added so that mass ratio of (B3) and a zirconium oxide particle might be 20/80. Thereafter, the suspension was obtained by dispersing with a ball mill until the average particle diameter of the zirconium oxide particles in the suspension became 0.94 μm. The zirconium oxide particles used were crushed raw stones.

この懸濁液をスプレー法でイオン交換膜の両表面に塗布し、乾燥することにより、ポリマー(B3)と酸化ジルコニウム粒子を含むコーティング層を有するイオン交換膜を得た。   This suspension was applied to both surfaces of the ion exchange membrane by a spray method and dried to obtain an ion exchange membrane having a coating layer containing polymer (B3) and zirconium oxide particles.

乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。また、SAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は2.2m/gであった。 When the coating layer after drying was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from the scattering of a SAXS measurement was 2.2 m < 2 > / g.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2質量%重曹で湿潤させたのち、このイオン交換膜を用いてファイナイトギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.23%/日と高い不純物耐久性を示した。この結果を表1に示す。   After the ion exchange membrane having the dried coating layer was wetted with 2% by weight of sodium bicarbonate, the impurity resistance was measured by finite gap electrolysis using this ion exchange membrane. As a result, the current efficiency was reduced by 0.23%. / Day and high impurity durability. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
実施例1において、ボールミルでの分散を調整して、酸化ジルコニウム粒子の懸濁液中での平均粒径が1.12μmになるまで分散させて懸濁液を得たこと以外は実施例1と同様にイオン交換膜を作製した。
[Example 2]
Example 1 is the same as Example 1 except that the dispersion in the ball mill was adjusted so that the average particle diameter in the suspension of zirconium oxide particles was 1.12 μm to obtain a suspension. Similarly, an ion exchange membrane was produced.

イオン交換膜の乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。またSAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は2.2m/gであった。 When the coating layer after drying the ion exchange membrane was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from scattering of SAXS measurement was 2.2 m < 2 > / g.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2重量%重曹で湿潤させたのち、このイオン交換膜を用いてファイナイトギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.27%/日と高い不純物耐久性を示した。この結果を表1に示す。   After the ion exchange membrane having a dried coating layer was moistened with 2% by weight of sodium bicarbonate, the impurity resistance was measured by finite gap electrolysis using this ion exchange membrane. As a result, the current efficiency was reduced by 0.27%. / Day and high impurity durability. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
実施例1において、酸化ジルコニウム粒子を一次粒子径が2.50μmのものに変更し、ボールミルでの分散を調整して、酸化ジルコニウム粒子の懸濁液中での平均粒径が1.80μmになるまで分散させて懸濁液を得たこと以外は実施例1と同様にイオン交換膜を作製した。
[Example 3]
In Example 1, the zirconium oxide particles are changed to those having a primary particle size of 2.50 μm, and the dispersion in the ball mill is adjusted so that the average particle size in the suspension of zirconium oxide particles becomes 1.80 μm. An ion exchange membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the suspension was obtained by dispersing the solution up to.

イオン交換膜の乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。またSAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は1.8m/gであった。 When the coating layer after drying the ion exchange membrane was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from scattering of SAXS measurement was 1.8 m < 2 > / g.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2重量%重曹で湿潤させたのち、このイオン交換膜を用いてファイナイトギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.24%/日と高い不純物耐久性を示した。この結果を表1に示す。   After the ion exchange membrane having the dried coating layer was wetted with 2% by weight of sodium bicarbonate, the impurity resistance was measured by finite gap electrolysis using this ion exchange membrane. As a result, the decrease in current efficiency was 0.24%. / Day and high impurity durability. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
実施例1において、ボールミルでの分散を調整して、酸化ジルコニウム粒子の懸濁液中での平均粒径が0.89μmになるまで分散させて懸濁液を得たこと以外は実施例1と同様にイオン交換膜を作製した。
[Example 4]
Example 1 is the same as Example 1 except that the dispersion in the ball mill was adjusted and dispersed until the average particle size in the suspension of zirconium oxide particles became 0.89 μm. Similarly, an ion exchange membrane was produced.

イオン交換膜の乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。またSAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は2.3m/gであった。 When the coating layer after drying the ion exchange membrane was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from the scattering of a SAXS measurement was 2.3 m < 2 > / g.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2重量%重曹で湿潤させたのち、このイオン交換膜を用いてファイナイトギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.50%/日と高い不純物耐久性を示した。この結果を表1に示す。   After wetting an ion exchange membrane having a dried coating layer with 2% by weight of sodium bicarbonate, the impurity resistance was measured by finite gap electrolysis using this ion exchange membrane. As a result, the decrease in current efficiency was 0.50%. / Day and high impurity durability. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
実施例1において、酸化ジルコニウム粒子を一次粒子径が0.04μmのものに変更し、ボールミルでの分散を調整して、酸化ジルコニウムの懸濁液中での平均粒径が1.64μmになるまで分散させて懸濁液を得たこと以外は実施例1と同様にイオン交換膜を作製した。なお、比較例1で用いた酸化ジルコニウム粒子は溶融により製造された粒子である。また、平均粒径は、酸化ジルコニウム粒子の二次粒子径と考えられる。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the zirconium oxide particles were changed to those having a primary particle diameter of 0.04 μm, and the dispersion in the ball mill was adjusted until the average particle diameter in the zirconium oxide suspension became 1.64 μm. An ion exchange membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that a suspension was obtained by dispersion. The zirconium oxide particles used in Comparative Example 1 are particles produced by melting. The average particle size is considered to be the secondary particle size of the zirconium oxide particles.

イオン交換膜の乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。またSAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は13.3m/gであった。なお、電子顕微鏡で観察により、配合時の一次粒子径が0.04μmであった酸化ジルコニウム粒子は、コーティング層でも一次粒径は約0.04μmであった。 When the coating layer after drying the ion exchange membrane was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from the scattering of a SAXS measurement was 13.3 m < 2 > / g. In addition, as observed by an electron microscope, the zirconium oxide particles having a primary particle size of 0.04 μm at the time of blending had a primary particle size of about 0.04 μm even in the coating layer.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2重量%重曹で湿潤させたのち、この陽イオン交換膜を用いてファイナイトギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.83%/日と不純物の影響を強く受けた。この結果を表1に示す。   After the ion exchange membrane having a dried coating layer was moistened with 2% by weight of sodium bicarbonate, impurity resistance was measured by finite gap electrolysis using this cation exchange membrane. % / Day and strongly affected by impurities. The results are shown in Table 1.

Figure 0005868300
Figure 0005868300

比較例1は、溶融により得られた無機物粒子のため、比表面積の指標Sが高い。比較例1と同程度の平均粒径である実施例3は、比較例1に比べて、比表面積の指標Sが低く、不純物耐性が高い結果となっている。以上の結果から、比表面積の指標Sが本発明の数値範囲内であることによって、高い不純物耐性を達成することができることがわかる。   Since Comparative Example 1 is an inorganic particle obtained by melting, the index S of the specific surface area is high. In Example 3, which has an average particle diameter comparable to that of Comparative Example 1, the specific surface area index S is lower than that of Comparative Example 1, and the impurity resistance is high. From the above results, it can be seen that high impurity resistance can be achieved when the specific surface area index S is within the numerical range of the present invention.

なお、実施例1〜3と、実施例4を比較すると、実施例1〜3では無機物粒子の平均粒径が0.90μm以上であるのに対して、実施例4では無機物粒子の平均粒径が0.90μm未満である。そのため、実施例4に対して、実施例1〜3は不純物耐性がより高い結果となっている。   In addition, when Examples 1-3 are compared with Example 4, in Examples 1-3, the average particle diameter of inorganic particles is 0.90 μm or more, whereas in Example 4, the average particle diameter of inorganic particles is Is less than 0.90 μm. Therefore, compared with Example 4, Examples 1-3 have a result with higher impurity tolerance.

[実施例5]
強化芯材として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製であり、90デニールのモノフィラメントを用いた(以下、PTFE糸という。)。犠牲糸として、40デニール、6フィラメントのポリエチレンテレフタレート(PET)を200回/mの撚りを掛けた糸を用いた(以下、PET糸という。)。まず、PTFE糸が24本/インチ、犠牲糸が隣接するPTFE糸間に2本配置するように平織りして、厚さ100μmの織布を得た。
[Example 5]
As the reinforcing core material, a 90 denier monofilament made of polytetrafluoroethylene (PTFE) was used (hereinafter referred to as PTFE yarn). As the sacrificial yarn, a 40 denier, 6-filament polyethylene terephthalate (PET) twisted at 200 times / m was used (hereinafter referred to as PET yarn). First, plain weaving was performed so that 24 PTFE yarns / inch and two sacrificial yarns were arranged between adjacent PTFE yarns to obtain a woven fabric having a thickness of 100 μm.

次に、CF=CFとCF=CFOCFCF(CF)OCFCFCOOCHとの共重合体でイオン交換容量が0.87mg当量/gである乾燥樹脂のポリマー(A2)、CF=CFとCF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOFとの共重合体でイオン交換容量が1.03mg当量/gである乾燥樹脂のポリマー(B4)を準備した。これらのポリマー(A2)及び(B4)を使用し、共押出しTダイ法にて、ポリマー(A2)層の厚みが18μm、ポリマー(B4)層の厚みが74μmである、2層フィルムXを得た。 Next, a polymer (A2) of a dry resin, which is a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and has an ion exchange capacity of 0.87 mg equivalent / g , CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F, a polymer (B4) of a dry resin having an ion exchange capacity of 1.03 mg equivalent / g Got ready. Using these polymers (A2) and (B4), a co-extrusion T die method is used to obtain a two-layer film X having a polymer (A2) layer thickness of 18 μm and a polymer (B4) layer thickness of 74 μm. It was.

続いて、内部に加熱源及び真空源を有し、その表面に微細孔を有するドラム上に、予めエンボス加工した離型紙、補強材及びフィルムXの順に積層し、ドラム温度240℃、減圧度0.067MPaの条件で2分間加熱減圧した後、離型紙を取り除くことで凹凸形状を有する複合膜を得た。得られた複合膜を、90℃のジメチルスルホキシド(DMSO)30wt%、水酸化カリウム(KOH)15wt%を含む水溶液に1時間浸漬することでケン化した後に、90℃の0.5NのNaOHに1時間浸漬して、イオン交換基のついイオンをNaに置換し、続いて水洗した。さらに60℃で乾燥した。   Subsequently, a release paper, a reinforcing material and a film X, which were previously embossed, were laminated in this order on a drum having a heating source and a vacuum source inside and having fine holes on the surface. After heating and depressurizing for 2 minutes under the condition of 0.067 MPa, the release paper was removed to obtain a composite film having an uneven shape. The obtained composite membrane was saponified by immersing in an aqueous solution containing 30 wt% of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15 wt% of potassium hydroxide (KOH) at 90 ° C for 1 hour, and then added to 0.5N NaOH at 90 ° C. After immersing for 1 hour, ions with ion exchange groups were replaced with Na, followed by washing with water. Furthermore, it dried at 60 degreeC.

CF=CFとCF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOFとの共重合体でイオン交換容量が1.05mg当量/gである乾燥樹脂のポリマー(B5)を加水分解した後、塩酸で酸型にした。この酸型のポリマー(B5)を水及びエタノールの50/50(質量比)混合液に5質量%溶解させた溶液に、一次粒子径が1.25μmの酸化ジルコニウム粒子を、ポリマー(B5)と酸化ジルコニウム粒子の重量比が50/50になるように加えた。そして、ボールミルで酸化ジルコニウム粒子の懸濁液中での平均粒径が1.07μmになるまで分散させて懸濁液を得た。 A copolymer of CF 2 ═CF 2 and CF 2 ═CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F is used to hydrolyze a dry resin polymer (B5) having an ion exchange capacity of 1.05 mg equivalent / g. After decomposition, it was acidified with hydrochloric acid. Zirconium oxide particles having a primary particle size of 1.25 μm were dissolved in a solution obtained by dissolving 5% by mass of this acid-type polymer (B5) in a 50/50 (mass ratio) mixture of water and ethanol, and the polymer (B5). The zirconium oxide particles were added so that the weight ratio thereof was 50/50. Then, the suspension was obtained by dispersing with a ball mill until the average particle diameter in the suspension of zirconium oxide particles became 1.07 μm.

この懸濁液をスプレー法でイオン交換膜の両表面に塗布し、乾燥することにより、ポリマー(B5)と酸化ジルコニウム粒子を含むコーティング層を有するイオン交換膜を得た。   This suspension was applied to both surfaces of the ion exchange membrane by a spray method and dried to obtain an ion exchange membrane having a coating layer containing the polymer (B5) and zirconium oxide particles.

乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。またSAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は0.6m/gであった。 When the coating layer after drying was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from the scattering of a SAXS measurement was 0.6 m < 2 > / g.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2質量%重曹で湿潤させたのち、このイオン交換膜を用いてゼロギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.23%/日と高い不純物耐久性を示した。この結果を表2に示す。   After the ion exchange membrane having the dried coating layer was wetted with 2% by weight of sodium bicarbonate, the impurity resistance was measured by zero gap electrolysis using this ion exchange membrane. As a result, the reduction in current efficiency was 0.23% / High impurity durability with day. The results are shown in Table 2.

[実施例6]
実施例5において、ポリマー(B5)と酸化ジルコニウム粒子の質量比を40/60に変更し、ボールミルで酸化ジルコニウム粒子の懸濁液中での平均粒径が1.11μmになるまで分散させて懸濁液を得たこと以外は実施例5と同様にイオン交換膜を作製した。
[Example 6]
In Example 5, the mass ratio of the polymer (B5) and zirconium oxide particles was changed to 40/60, and the suspension was dispersed by a ball mill until the average particle size in the suspension of zirconium oxide particles was 1.11 μm. An ion exchange membrane was prepared in the same manner as in Example 5 except that a turbid liquid was obtained.

イオン交換膜の乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。またSAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は1.5m/gであった。 When the coating layer after drying the ion exchange membrane was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from the scattering of a SAXS measurement was 1.5 m < 2 > / g.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2質量%重曹で湿潤させたのち、このイオン交換膜を用いてゼロギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.14%/日と高い不純物耐久性を示した。この結果を表2に示す。   After the ion exchange membrane having the dried coating layer was wetted with 2% by weight of sodium bicarbonate, the impurity resistance was measured by zero gap electrolysis using this ion exchange membrane. As a result, the decrease in current efficiency was 0.14% / High impurity durability with day. The results are shown in Table 2.

[実施例7]
実施例5において、ポリマー(B5)と酸化ジルコニウム粒子の質量比を30/70に変更し、ボールミルで酸化ジルコニウム粒子の懸濁液中での平均粒径が1.10μmになるまで分散させて懸濁液を得たこと以外は実施例5と同様にイオン交換膜を作製した。
[Example 7]
In Example 5, the mass ratio of the polymer (B5) and zirconium oxide particles was changed to 30/70, and the suspension was dispersed by a ball mill until the average particle size in the suspension of zirconium oxide particles was 1.10 μm. An ion exchange membrane was prepared in the same manner as in Example 5 except that a turbid liquid was obtained.

イオン交換膜の乾燥後のコーティング層を蛍光X線測定で測定したところ塗布密度は1cm当り0.5mgであった。またSAXS測定の散乱から求めたコーティング層の比表面積は1.3m/gであった。 When the coating layer after drying the ion exchange membrane was measured by fluorescent X-ray measurement, the coating density was 0.5 mg per cm 2 . Moreover, the specific surface area of the coating layer calculated | required from scattering of a SAXS measurement was 1.3 m < 2 > / g.

乾燥したコーティング層を有するイオン交換膜を2重量%重曹で湿潤させたのち、このイオン交換膜を用いてゼロギャップ電解での不純物耐性測定を行った結果、電流効率の低下は0.34%/日と高い不純物耐久性を示した。この結果を表2に示す。   After the ion exchange membrane having the dried coating layer was moistened with 2% by weight of sodium bicarbonate, the impurity resistance was measured by zero gap electrolysis using this ion exchange membrane. As a result, the decrease in current efficiency was 0.34% / High impurity durability with day. The results are shown in Table 2.

Figure 0005868300
Figure 0005868300

本発明のイオン交換膜は、塩化アルカリ電解等に使用される陽イオン交換膜として好適に用いることができる。   The ion exchange membrane of the present invention can be suitably used as a cation exchange membrane used for alkali chloride electrolysis or the like.

1…イオン交換膜、2…カルボン酸層、3…スルホン酸層、4…強化芯材、10…膜本体、11a,11b…コーティング層、21,22…強化芯材、100…電解槽、200…陽極、300…陰極、52…強化糸、504a…犠牲糸、504…連通孔504。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion exchange membrane, 2 ... Carboxylic acid layer, 3 ... Sulphonic acid layer, 4 ... Reinforcement core material, 10 ... Membrane body, 11a, 11b ... Coating layer, 21, 22 ... Reinforcement core material, 100 ... Electrolytic cell, 200 ... Anode, 300 ... Cathode, 52 ... Reinforcement yarn, 504a ... Sacrificial yarn, 504 ... Communication hole 504.

Claims (10)

イオン交換基を有する含フッ素系重合体を含む膜本体と、該膜本体の少なくとも一方面上に設けられたコーティング層とを有するイオン交換膜であって、
前記コーティング層が、無機物粒子と結合剤とを含み、
前記無機物粒子が、無機物粉砕物であり、
前記無機物粒子の平均粒径が、0.90〜2μmであり、
前記コーティング層の比表面積が、0.1〜10m/gである、イオン交換膜。
An ion exchange membrane having a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body,
The coating layer includes inorganic particles and a binder,
The inorganic particles are pulverized inorganic substance,
The average particle size of the inorganic particles is 0.90 to 2 μm,
The ion exchange membrane whose specific surface area of the said coating layer is 0.1-10 m < 2 > / g.
前記無機物粒子が、周期律表第IV族元素の酸化物、周期律表第IV族元素の窒化物及び周期律表第IV族元素の炭化物からなる群より選択される少なくとも一種の無機物を含む粒子である、請求項1に記載のイオン交換膜。   Particles containing at least one inorganic substance selected from the group consisting of oxides of group IV elements of periodic table, nitrides of group IV elements of periodic table, and carbides of group IV elements of periodic table The ion exchange membrane according to claim 1, wherein 前記無機物粒子が酸化ジルコニウムの粒子である、請求項1又は2に記載のイオン交換膜。   The ion exchange membrane according to claim 1 or 2, wherein the inorganic particles are zirconium oxide particles. 前記結合剤が、含フッ素系重合体を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のイオン交換膜。   The ion exchange membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder comprises a fluorine-containing polymer. 前記コーティング層が、前記無機物粒子を40〜90質量%、前記結合剤を10〜60質量%含む、請求項1〜4いずれか一項に記載のイオン交換膜。   5. The ion exchange membrane according to claim 1, wherein the coating layer contains 40 to 90% by mass of the inorganic particles and 10 to 60% by mass of the binder. 前記結合剤が、カルボキシル基又はスルホ基由来のイオン交換基を有する含フッ素系重合体を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のイオン交換膜。   The ion exchange membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein the binder comprises a fluorine-containing polymer having an ion exchange group derived from a carboxyl group or a sulfo group. 前記無機物粒子の形状が、不規則形状である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のイオン交換膜。   The ion exchange membrane according to any one of claims 1 to 6, wherein the inorganic particles have an irregular shape. 無機物を粉砕して得られた平均粒径が0.90〜2μmの無機物粒子と結合剤とを含有する塗布液を調製する工程と、
イオン交換膜の表面に前記塗布液を塗布する工程と、
前記イオン交換膜の表面に塗布された前記塗布液を乾燥させて、比表面積が0.1〜10m/gであるコーティング層を形成する工程と、
を備える、イオン交換膜の製造方法。
A step of preparing a coating liquid containing inorganic particles having an average particle diameter of 0.90 to 2 μm obtained by pulverizing the inorganic substance and a binder;
Applying the coating solution to the surface of the ion exchange membrane;
Drying the coating solution applied to the surface of the ion exchange membrane to form a coating layer having a specific surface area of 0.1 to 10 m 2 / g;
A method for producing an ion exchange membrane.
前記無機物粒子が、無機物を、ボールミル、ビーズミル、コロイドミル、コニカルミル、ディスクミル、エッジミル、製粉ミル、ハンマーミル、ペレットミル、VSIミル、ウィリーミル、ローラーミル及びジェットミルからなる群より選択される少なくとも1つの方法で粉砕して得られた無機物粒子である、請求項8に記載の製造方法。  The inorganic particles are at least selected from the group consisting of a ball mill, a bead mill, a colloid mill, a conical mill, a disk mill, an edge mill, a milling mill, a hammer mill, a pellet mill, a VSI mill, a Willy mill, a roller mill, and a jet mill. The manufacturing method of Claim 8 which is the inorganic substance particle obtained by grind | pulverizing by one method. 請求項1〜のいずれか一項に記載のイオン交換膜を備える、電解槽。 An electrolytic cell comprising the ion exchange membrane according to any one of claims 1 to 7 .
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