JP7110316B2 - アルカリ水電解隔膜用基材及びアルカリ水電解隔膜 - Google Patents
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Description
加えて、アルカリ性電解液に対する耐アルカリ性;イオン電導性を発現させるために60~150℃程度で電解を行うので、電解時の耐熱性;アルカリ水電解隔膜を電解槽に設置する際、隔膜の破れ等が生じない機械的強度;等が求められる。
しかしながら、緻密な構造であるため、イオン透過性と伸度が不十分となる。その結果、低い導電抵抗と膜破れの抑制という点で不十分であった。
(1)異型断面を有するポリフェニレンサルファイド繊維を含有する不織布からなり、密度が0.30g/cm3以上0.80g/cm3以下であり、縦方向と横方向の引張伸度がいずれも10%以上35%以下であることを特徴とするアルカリ水電解隔膜用基材を提供するものである。
(2)上記(1)記載のアルカリ水電解隔膜用基材と高分子樹脂の多孔質膜とを有するアルカリ水電解隔膜を提供するものである。
また、本発明の基材を用いるアルカリ水電解隔膜は、導電抵抗が低く(すなわち、イオン透過性が高く)、かつ、ガス遮断性にも優れている。
また、アルカリ性電解液に対する耐アルカリ性や、電解時の耐熱性等にも優れている。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材は、異型断面を有するポリフェニレンサルファイド繊維(以下、「ポリフェニレンサルファイド」を「PPS」と略記することがある)を含有する不織布からなる。
該不織布は、特に限定はされないが、湿式抄紙法で製造されたものであることが好ましい。
また、本発明のアルカリ水電解隔膜用基材は、主体繊維として延伸PPS繊維を含有し、バインダー繊維として未延伸PPS繊維を含有してなる形態を有していることが好ましい。未延伸PPS繊維は、大部分が非結晶構造であり、熱を加えることで溶融し、バインダー繊維として働くことができる。一方、延伸PPS繊維は、繊維製造工程において延伸が加えられていて、繊維の単繊維強度が強く、寸法安定性に優れている。
ポリフェニレンサルファイド(Polyphenylenesulfide、PPS)繊維とは、ポリマー構成単位として、「-(C6H4-S)-」を主要構造単位とする重合体(PPS重合体)からなる合成繊維である。
PPS重合体としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイドスルホン、ポリフェニレンサルファイドケトン等が好ましいものとして挙げられる。また、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体等も挙げられる。さらに、前記重合体の混合物が挙げられる。特に好ましいPPS重合体としては、ポリマーの主要構造単位として、-(C6H4-S)-で表されるp-フェニレン単位を、PPS重合体全体に対して、好ましくは90質量%以上含有するPPS重合体が挙げられる。
本発明におけるPPS繊維は、異型断面を有することが必須である。
ここで、「異型断面」とは、繊維の長さ方向に垂直に切断した場合の断面形状が円形断面形状以外のものであり、特に限定はないが、例えば、三角形状、Y型形状、扁平形状、ドックボーン形状、三つ葉形状等の断面を言う。
例えば、これらは、異型金型を用いて直接紡糸する方法、複合繊維を溶解又は分割する方法等によって得ることができるが、異型金型を用いて直接紡糸することによって得られる異型断面を有するPPS繊維が、本発明においては特に好適に用いられる。
また、上記の異型断面を有するPPS繊維は、捲縮がかかっていない、いわゆる無捲縮のPPS繊維が好ましい。
異型断面を有するPPS繊維の含有量が10質量%よりも少なくなると、アルカリ水電解隔膜用基材の機械的強度が低くなる場合がある。また、PPS繊維を含有する不織布の機械的強度(原紙強度)が十分に向上せず、不織布を形成させるときに破れ易くなる、すなわち、抄紙の際に断紙が起こり易くなる場合がある。
なお、全てのPPS繊維が異型断面を有するPPS繊維であってもよい。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材における未延伸PPS繊維の含有量は、PPS繊維全体に対して、30質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上85質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上80質量%以下であることが特に好ましい。上記の範囲外であると、以下に記載するのと同様のことが起こる場合がある。
未延伸PPS繊維の含有量が少な過ぎると、繊維同士を接着させるバインダー効果が不足し、不織布として十分な機械的強度が得られない場合がある。また、未延伸PPS繊維の含有量が多過ぎると、熱カレンダー加工時に幅方向の収縮が大きくなり、プロファイルを悪化させる場合がある。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材の製造時に用いる未延伸PPS繊維は、結晶化エンタルピーが20J/g以上であることが好ましい。より好ましくは21J/g以上であり、さらに好ましくは22J/g以上であり、特に好ましくは24J/g以上である。
この結晶化エンタルピーが低過ぎると、繊維同士を接着させるバインダー効果が不足し、不織布として十分な機械的強度が得られない場合がある。また、結晶化エンタルピーの上限値は特に限定はないが、現実的には35J/g以下である。
(1)製造時の未延伸PPS繊維の結晶化エンタルピーの制御:紡糸時の冷却方法と冷却速度等の熱履歴による制御
(2)製造後の未延伸PPS繊維の結晶化エンタルピーの制御:未延伸PPS繊維の保管温度と保管期間の管理
(1)製造時の未延伸PPS繊維の結晶化エンタルピーの制御
紡糸時の冷却プロファイルは、溶融伸長変形を安定にすることができる範囲で、出来る限り早く冷却することが望ましい。また、室温まで冷却した後は、室温よりも高い温度に加温することは好ましくない。
1)保管温度
製造後の未延伸PPS繊維の保管は、直射日光を浴びない室内での保管が好ましく、出来る限り室温が上昇しない場所で保管することが好ましい。
こうした点から、保管温度は、80℃以下が好ましく、より好ましくは60℃以下、特に好ましくは50℃以下である。保管温度の下限は、特に限定はないが、-20℃以上が好ましい。
製造直後からの保管期間は、1年以内が好ましく、10か月以内がより好ましく、9か月以内が特に好ましい。製造後1年以内に使用することによって、未延伸PPS繊維の結晶化エンタルピー[J/g]を20J/g以上(又は上記下限以上)とすることが可能となる。
PPS繊維の直径は、好ましくは0.1~30μmであり、より好ましくは1.0~25μmであり、特に好ましくは2~20μmである。
本発明における不織布を湿式抄紙法で製造する場合には、PPS繊維の直径が上記範囲内であると製造効率を上げることができる。
また、不織布を作製して、それをアルカリ水電解隔膜用基材とする際には、機械的強度が弱いため、電解槽中で又は設置中に、隔膜の破れ等が生じる場合、アルカリ水電解隔膜を成膜する際、成膜溶液の保持性が低下し、アルカリ水電解隔膜に欠陥が生じる場合等がある。
更に、アルカリ水電解隔膜として基材に多孔質膜を形成させる際、多孔質膜形成用の樹脂塗布液の保持性が低下し、アルカリ水電解隔膜に欠陥が生じる場合等がある。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材に用いるPPS繊維の繊維長は、好ましくは1~30mmであり、より好ましくは5~27mmであり、特に好ましくは7~25mmである。前記PPS繊維の繊維長が上記下限未満の場合、湿式抄紙時に抄紙網から抜け落ち、十分な強度が得られない場合がある。一方、前記PPS繊維の繊維長が上記上限を超える場合、水に分散する際にもつれ等を起こし、均一な地合が得られない場合がある。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材は、湿式抄紙法で製造することが好ましく、単層構造のアルカリ水電解隔膜用基材を湿式抄紙法で製造することが特に好ましい。
湿式抄紙法で製造する場合は、まず、繊維を均一に水中に分散させ、その後、スクリーン(異物、塊等除去)等の工程を通し、スラリーを調製する。スラリーの最終繊維濃度は、好ましくは、スラリー全体に対して0.01~0.50質量%である。該スラリーが、抄紙機で抄き上げられ、湿紙が得られる。工程中で、分散剤、消泡剤、親水剤、帯電防止剤、高分子粘剤、離型剤、抗菌剤、殺菌剤等の薬品を添加する場合もある。
また、不織布が2層以上の多層構造の場合は、各々の抄紙機で抄き上げた湿紙を積層する「抄き合わせ法」や、一方の層を形成した後に、該層上に繊維を分散したスラリーを流延して積層とする「流延法」等で、不織布を製造することができる。繊維を分散したスラリーを流延する際に、先に形成した層は湿紙状態であっても、乾燥状態であってもいずれでもよい。また、2枚以上の乾燥状態の層を熱融着させて、多層構造の不織布とすることもできる。
熱ロールの表面温度は、好ましくは100~180℃であり、より好ましくは120~160℃である。タッチロールで湿紙を熱ロールに押し付ける圧力は、好ましくは50~1000N/cmであり、より好ましくは100~800N/cmである。
各種ロールの組み合わせとしては、金属ロール-金属ロール、金属ロール-弾性ロール、金属ロール-コットンロール、金属ロール-バイトンロール、金属ロール-シリコンロール等のロールの組み合わせのカレンダーユニットが挙げられる。これらのカレンダーユニットは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、金属ロールの温度が高過ぎると、アルカリ水電解隔膜用基材を構成する繊維が、金属ロールに貼り付き、不織布表面の均一性を損なう場合がある。
加工速度は、好ましくは5~150m/minであり、より好ましくは10~80m/minであり、特に好ましくは10~40m/minである。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材は、単層であってもよく、各層の繊維配合が同一である多層構造であってもよく、各層の繊維配合が異なった多層構造であってもよい。
単層構造に比べ多層構造である場合、各層の目付が下がることにより、スラリーの繊維濃度を下げることができるため、アルカリ水電解隔膜用基材の地合の均一性が向上する。また、各層の地合が不均一であった場合でも、積層することで補填できる。さらに、抄紙速度を上げることができ、操業性が向上するという効果も得られる。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材の目付は、特に限定しないが、好ましくは20~150g/m2であり、より好ましくは30~100g/m2である。目付が小さ過ぎる場合は、アルカリ水電解隔膜用基材の機械的強度が低くなる場合がある。目付が大き過ぎる場合は、導電抵抗が高くなる場合や電解槽に設置する際、アルカリ水電解隔膜の厚み方向部分から液漏れが生じる場合がある。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材の密度は、0.30~0.80g/cm3であり、好ましくは0.35~0.70g/cm3であり、より好ましくは0.35~0.60g/cm3であり、特に好ましくは0.35~0.55g/cm3である。
「密度」は、単位を一致させて、「目付」を「厚さ」で割ることによって求められる。
一方、該密度が0.80g/cm3を超えると、アルカリ水電解隔膜用基材が密になることで、導電抵抗が高くなる(イオン透過性が低くなる)。また、アルカリ水電解隔膜の基材内部への投錨性が下がるため、アルカリ水電解隔膜において、後述する多孔質膜がアルカリ水電解隔膜用基材から剥離する。
また、該密度の(より、又は、特に)好ましい範囲が上記範囲より小さ過ぎる場合や大き過ぎる場合には、上記したのと同様のことが起こる場合がある。
アルカリ水電解隔膜用基材の密度を上記範囲にするには、繊維作製段階(紡糸段階)では、繊維径を調節することが好ましい。
例えば、PPS樹脂の分子量を低くすること、単孔吐出量を減らすこと、ノズル孔径を小さくすること等により、繊維径を細くすることができる。その結果、基材の密度を上げることができる。
一方、PPS樹脂の分子量を高くすること、単孔吐出量を増やすこと、ノズル孔径を大きくすること等により、繊維径を太くすることができる。その結果、基材の密度を下げることができる。
逆に、熱カレンダー加工時のニップ圧を下げることや、熱カレンダー加工時の金属ロールの温度を低くすること等によって、基材の密度を下げることができる。
逆に、抄紙速度を速くすることや、タッチロールの圧力を下げること等によって、基材の密度を下げることができる。
本発明のアルカリ水電解隔膜用基材において、縦方向と横方向の引張伸度は、いずれも10%以上35%以下であり、好ましくは15%以上32%以下であり、より好ましくは18%以上32%以下であり、特に好ましくは20%以上30%以下である。
一方、該引張伸度が35%を超えると、アルカリ水電解隔膜の膜成分に破損が生じ、ガス遮断性が低くなる。
また、該引張伸度の(より、又は、特に)好ましい範囲が上記範囲より小さ過ぎる場合や大き過ぎる場合には、上記したのと同様のことが起こる場合がある。
アルカリ水電解隔膜用基材の引張伸度を上記範囲にするには、1)未延伸PPS繊維や延伸PPS繊維のカット長、2)未延伸PPS繊維の結晶化エンタルピー、3)延伸PPS繊維の伸度、を調整することが好適である。
基材の引張伸度を上げるためには、1)未延伸PPS繊維や延伸PPS繊維のカット長を長くすること、2)未延伸PPS繊維の結晶化エンタルピーを上げてバインダー効果を向上すること、3)延伸PPS繊維の伸度を高くすること、等の方法が好適である。
一方、基材の引張伸度を下げるためには、1)未延伸PPS繊維や延伸PPS繊維のカット長を短くすること、2)未延伸PPS繊維の融解エンタルピーを低下させること、3)延伸PPS繊維の伸度を低くすること、等の方法が好適である。
本発明のアルカリ水電解隔膜は、前記のアルカリ水電解隔膜用基材と、高分子樹脂の多孔質膜とを有する。
本発明のアルカリ水電解隔膜において、該アルカリ水電解隔膜用基材と該多孔質膜とは、1枚ずつが積層されていてもよく、複数枚が積層されていてもよい。特に限定はないが、アルカリ水電解隔膜の強度維持や剥離防止等の点から、アルカリ水電解隔膜はアルカリ水電解隔膜用基材に一部浸透し、一体となっていることが好ましい。
多孔質膜を形成する高分子樹脂としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン等のスルホン系樹脂;ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のビニル系樹脂;ポリフェニレンサルファイド等のサルファイド系樹脂;ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール;ポリケトン等のケトン系樹脂;ポリイミド、ポリエーテルイミド等のイミド系樹脂;ポリカーボネート等のエステル系樹脂;等を挙げることができる。これらは単独で使用しても、2種類以上を同時に使用してもよい。
また、多孔質膜の孔の大きさは、特に限定はないが、機械的強度、イオン透過性等の点から、数平均直径として、0.010~5μmが好ましく、0.015~3μmがより好ましく、0.020~2μmが特に好ましい。
具体的には、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリ(メタ)アクリル酸、デキストラン、ポリ(無水)マレイン酸等や、それらの共重合体等が挙げられる。カルボン酸等の酸の場合は、一部又は全部が塩を形成していてもよい。
該水溶性樹脂には、界面活性剤;(ポリ)グリセリン;糖、糖アルコール等の糖誘導体;リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等の無機塩を含有(配合)させることができる。該塩としては、硝酸塩、硫酸塩、塩酸塩、フルオロホウ酸塩、フルオロリン酸塩、過塩素酸塩等が挙げられる。
具体的には、例えば、N-メチル-2-ピロリドン;N、N-ジメチルアセトアミド;N、N-ジメチルホルムアミド;ジメチルスルホキシド;テトラヒドロフラン;(ジ又はトリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテル、(ジ又はトリ)プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等のアルキレングリコール系溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒;等が用いられる。これらの水溶性有機溶媒は、単独、又は、2種類以上を混合して用いてもよい。
具体的には、例えば、水、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等が挙げられる。これらは、単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。
JIS L1015(2010) 8.5.1に基づいて測定した。
示差走査熱量計(TAインスツルメント社製、Q100)を使用し、PPS繊維を2.0mg±0.1mgとなるように秤量し、窒素雰囲気下、昇温速度20℃/分で測定した。吸発熱曲線から110℃~140℃前後に観察される発熱ピークについて、100℃付近と200℃付近とを直線となるようにベースラインを引き、吸発熱曲線とベースラインで囲まれた面積を算出した。
前記したように、基材を鋭利な刃物でカットして、その断面を2000倍の走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、無作為に抽出した100本の繊維の相加平均で求めた。
下記式に基づき、異型断面を有する繊維の断面積と同じ面積を有する仮想正円の直径(μm)、即ち円換算直径(μm)を算出した。なお、ポリフェニレンサルファイド繊維(PPS繊維)の密度は1.35g/cm3として計算した。
円換算直径(μm)=2×{D/(100000×ρ×π)}0.5×104
D:単糸繊度(dtex)
ρ:繊維密度(g/cm3)
PPSポリマー(株式会社クレハ製:フォートロンKPS)を紡糸温度300℃、単孔吐出量0.32g/分の条件で、三つ葉形状のノズル孔より紡出した。次いで、20℃、100m/分の冷却風を紡出糸の側面片側から吹き付けて非対称冷却を行った。その後、紡糸速度1170m/分で引き取り、未延伸PPS繊維を得た。
得られた未延伸PPS繊維は、繊維断面が三つ葉形状を有し、繊度が2.7dtex、結晶化エンタルピーが26.0J/gであった。
得られた延伸PPS繊維「PPS繊維1」(異型断面、無捲縮)は、断面が三つ葉形状を有し、繊度が1.3dtex、円換算直径が11μm、繊維長が5mmであった。
PPS繊維1と同様の方法を用い、延伸後のカット長を変更することで、延伸PPS繊維「PPS繊維2」(異型断面、無捲縮)を作製した。
得られたPPS繊維2は、断面が三つ葉形状であり、繊度が1.3dtex、円換算直径が11μm、繊維長が10mmであった。
PPS繊維1と同様の方法を用い、延伸後のカット長を変更することで、延伸PPS繊維「PPS繊維3」(異型断面、無捲縮)を作製した。
得られたPPS繊維3は、断面が三つ葉形状であり、繊度が1.3dtex、円換算直径が11μm、繊維長が20mmであった。
PPSポリマー(株式会社クレハ製:フォートロンKPS)を紡糸温度305℃、単孔吐出量0.24g/分の条件で、円形のノズル孔より紡出した。次いで、20℃、80m/分の冷却風を紡出糸の側面片側から吹き付けて非対称冷却を行った。その後、紡糸速度1100m/分で引き取り、未延伸PPS繊維を得た。
得られた未延伸PPS繊維は、繊維断面が円形を有し、繊度が2.2dtexであった。
得られた延伸PPS繊維「PPS繊維4」(円形断面、無捲縮)は、断面が円形形状を有し、繊度が1.1dtex、直径が10μm、繊維長が10mmであった。
PPS繊維4と同様の方法を用い、延伸後のカット長を変更することで、延伸PPS繊維「PPS繊維5」(円形断面、無捲縮)を作製した。
得られたPPS繊維5は、断面が円形形状であり、繊度が1.1dtex、直径が10μm、繊維長が20mmであった。
PPS繊維1と同様の方法を用いて未延伸PPS繊維を作製し、次いでカットした。
得られた未延伸PPS繊維「PPS繊維6」は、断面が三つ葉形状であり、繊度が2.6dtex、円換算直径が16μm、繊維長が5mmであった。
PPS繊維6と同様の方法を用い、カット長を変更することで、未延伸PPS繊維「PPS繊維7」(異形断面、無捲縮)を作製した。PPS繊維7は、断面が三つ葉形状であり、繊度が2.6dtex、円換算直径が16μm、繊維長が10mmであった。
PPSポリマー(株式会社クレハ製:フォートロンKPS)を紡糸温度305℃、単孔吐出量0.24g/分の条件で、円形のノズル孔より紡出した。次いで、20℃、80m/分の冷却風を紡出糸の側面片側から吹き付けて非対称冷却を行った。次いで、紡糸速度1380m/分で引き取った後、カットした。
得られた未延伸PPS繊維「PPS繊維8」は、断面が円形形状であり、繊度が1.7dtex、直径が13μm、繊維長が10mm、結晶化エンタルピーが24.4J/gであった。
表1記載の繊維配合にて、分散濃度0.2質量%で1分間、繊維を水に分散した。次いで、単層の場合は傾斜ワイヤー抄紙機を用い、2層の場合は傾斜/円網複合式抄紙機を用いて、湿紙を形成させた。次いで、表面温度160℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、表1に示す目付を目標にしたアルカリ水電解隔膜用基材を得た。傾斜/円網複合式抄紙機を用いた場合は、円網側で第一層、傾斜ワイヤー側で第二層の湿紙を形成させた。
実施例2、4、6、7、9及び11、並びに、比較例1、5、7及び8では、アルカリ水電解隔膜用基材に、表2記載の熱カレンダー条件で、熱カレンダー処理を施した。
ポリスルホン(高分子樹脂、ソルベイスペシャリティポリマーズ社製、ユーデル(登録商標)P)17質量%、及び、ポリエチレングリコール(重量平均分子量Mw100,000、シグマアルドリッジジャパン合同会社製)5質量%を、溶媒としてN-メチル-2-ピロリドン(純正化学株式会社製)78質量%に、70℃の温度で撹拌溶解し、成膜溶液を得た。
JIS P 8124:2011に準拠して、アルカリ水電解隔膜用基材を100mm×100mmにカットして試験片とし、電子分析天秤(株式会社島津製作所製)を用いて20枚測定した各値の相加平均値を目付[g/cm2]とした。
JIS P 8118:2014に準拠して、目付測定時に採取した試験片から1枚ずつマイクロメータ(株式会社ミツトヨ製)を用いて、20枚測定した各値の相加平均値を厚さ[μm]とした。
上記「目付」を上記「厚さ」で割り、単位を調整することによって、密度[g/cm3]とした。
縦方向(MD)の引張伸度測定用試験片として、縦方向を長辺として50mm×200mmの短冊状にカットしたアルカリ水電解隔膜用基材を準備した。また、横方向(CD)の引張伸度測定用試験片として、横方向を長辺として50mm×200mmの短冊状にカットしたアルカリ水電解隔膜用基材を準備した。
JIS P 8113:2006に準拠して、定速緊張形引張試験機「シングルコラム型材料試験機、型番:STB-1225S」(株式会社エー・アンド・デイ製)を用いて、チャック間距離100mmに設定し、チャックの移動速度を100mm/分として、定速で引張試験用試験片を引張り、引張試験用試験片が破断した際の伸度を測定して、引張伸度[%]とした。
JIS P 8112:2008に準拠して、アルカリ水電解隔膜用基材を60mm×60mmにカットして試験片とし、ミューレン破裂試験機(株式会社東洋精機製作所製)を用いて20枚測定した各値の相加平均値を破裂強度[kPa]とした。
アルカリ水電解装置は、アルカリ水電解隔膜、陽極及び陰極を備えたもので、アルカリ水電解隔膜を介して、陽極を備えた陽極室と、陰極を備えた陰極室に仕切り、両電極から発生した酸素ガス及び水素ガスがアルカリ水電解隔膜に遮断されて混合しないように構成した。
前記実施例及び比較例で作製したアルカリ水電解隔膜用基材と、前記のように作製した多孔質膜とを有するアルカリ水電解隔膜を使用して、電解セル及び電解装置を作製した。
電解装置に供給する電解液は、濃度25質量%の水酸化カリウム水溶液を使用し、液温は80℃にした。陽極は純ニッケルメッシュ、陰極には水素発生用活性陰極を使用した。電解セルの電解面積は1dm2とし、電解装置から電解セルへ0.4A/cm2のセル電流が流れるために必要な電解電圧、発生した酸素中の水素濃度、及び、発生した水素中の酸素濃度を計測した。
上記のアルカリ水電解隔膜の性能試験における電解電圧の測定結果から、標準となるアルカリ水電解隔膜(アルカリ水電解隔膜用基材目付:50g/m2)の導電抵抗を1としたときのアルカリ水電解隔膜の導電抵抗を以下の評価基準で評価した。
「A」:0.950未満
「B」:0.950以上、0.975未満
「C」:0.975以上、1.000未満
「D」:1.000以上
上記のアルカリ水電解隔膜の性能試験において、発生した水素中の酸素濃度から酸素ガス混入量[モル%]を算出し、アルカリ水電解隔膜のガス遮断性の指標とし、以下の評価基準で評価した。
「A」:0.3%未満
「B」:0.3%以上、0.4%未満
「C」:0.4%以上、0.5%未満
「D」:0.5%以上
また、アルカリ水電解隔膜用基材が、異型断面を有するPPS繊維を含有する不織布からなるものの、縦方向の引張伸度が35%を超える比較例7、及び、密度が0.80g/cm3超であり、縦方向と横方向の引張伸度がいずれも10%未満である比較例8のアルカリ水電解隔膜は、いずれも導電抵抗が高いことが分かった。
Claims (4)
- 異型断面を有するポリフェニレンサルファイド繊維を含有する不織布からなり、目付を厚さで割って求められる密度が0.30g/cm3以上0.80g/cm3以下であり、縦方向と横方向の引張伸度がいずれも10%以上35%以下であり、ポリフェニレンサルファイド繊維の全体に対する、異型断面を有するポリフェニレンサルファイド繊維の含有量が10質量%以上であることを特徴とするアルカリ水電解隔膜用基材。
- 前記不織布が、延伸ポリフェニレンサルファイド繊維、及び、未延伸ポリフェニレンサルファイド繊維を含有する請求項1に記載のアルカリ水電解隔膜用基材。
- 単層構造の不織布、又は、多層構造の不織布からなる請求項1又は請求項2に記載のアルカリ水電解隔膜用基材。
- 請求項1ないし請求項3のいずれかの請求項に記載のアルカリ水電解隔膜用基材と、高分子樹脂の多孔質膜とを有するアルカリ水電解隔膜。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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