JP7257027B2 - Bipolar membrane and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、カチオン交換膜とアニオン交換膜とが貼り合わされたバイポーラ膜及びその製造法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bipolar membrane in which a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are laminated together, and a method for producing the same.

バイポーラ膜は、カチオン交換膜とアニオン交換膜が貼り合わされた複合膜であり、水溶液中に浸漬されたバイポーラ膜の両側に電圧を印加することにより、膜内の水をプロトンと水酸化物イオンとに解離する水解と呼ばれる現象を生じさせる機能を有する。この機能を利用して、バイポーラ膜とカチオン交換膜やアニオン交換膜とを組み合わせて電気透析を行うことにより、例えば中性塩から酸、アルカリを製造できる。 A bipolar membrane is a composite membrane in which a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are bonded together. By applying a voltage to both sides of the bipolar membrane immersed in an aqueous solution, the water in the membrane is converted into protons and hydroxide ions. It has the function of causing a phenomenon called water splitting. Using this function, electrodialysis is performed by combining a bipolar membrane with a cation exchange membrane or an anion exchange membrane, for example, acid or alkali can be produced from a neutral salt.

このようなバイポーラ膜は、カチオン交換膜とアニオン交換膜とを貼り合わせた構造を有しているため、カチオン交換膜とアニオン交換膜との界面で剥離を生じ易いという問題がある。
かかる問題を解決するための手段として、イオン交換性を有するペースト状の接着剤を用いて、カチオン交換膜とアニオン交換膜とを貼り合わせ、この後に、適宜、放射線照射等により接着剤を硬化させる等の手段が、古くは特許文献1等により提案されている。
しかしながら、このような接着剤を用いて貼り合わせたバイポーラ膜は、水中に浸漬したときに、カチオン交換膜とアニオン交換膜との間で膨潤による反りの程度が異なっているため、やはり剥離を効果的に防止することが困難である。
Since such a bipolar membrane has a structure in which a cation exchange membrane and an anion exchange membrane are bonded together, there is a problem that peeling easily occurs at the interface between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane.
As a means for solving such a problem, a paste-like adhesive having ion exchange properties is used to bond the cation exchange membrane and the anion exchange membrane together, and then the adhesive is appropriately cured by irradiation with radiation or the like. Such means have long been proposed in Patent Literature 1 and the like.
However, when a bipolar membrane bonded using such an adhesive is immersed in water, the cation exchange membrane and the anion exchange membrane warp due to swelling to a different degree, so the peeling is still effective. It is difficult to prevent it effectively.

また、カチオン交換膜とアニオン交換膜との剥離を確実に回避するための手段として、特許文献2には、イオン交換基の導入に適した官能基を有する高分子膜状物を2枚用意し、2枚の高分子膜状物の間に、ポリエステル、ポリビニルアルコールまたはセロファンからなる被覆フィルム(剥離フィルム)が位置するようにして三者を重ね合わせて一体化し、この一体化物をスルホン化することによりカチオン交換基を導入し、この後、被覆フィルムを剥離し、被覆フィルムが剥がされた面にアニオン交換基を導入するという方法が提案されている。
この方法では、接合することなく一体化されている高分子膜の一方の側にカチオン交換膜が形成され、該高分子膜の他方の側にアニオン交換膜が形成されるため、両者が剥離するという問題は確実に回避されている。
In addition, as a means for reliably avoiding separation between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane, Patent Document 2 discloses preparing two polymer membranes having functional groups suitable for introducing ion exchange groups. , two polymer membranes are superimposed and integrated such that a covering film (release film) made of polyester, polyvinyl alcohol or cellophane is positioned between them, and the integrated product is sulfonated. A method has been proposed in which cation-exchange groups are introduced by the method, then the coating film is peeled off, and anion-exchange groups are introduced onto the surface from which the coating film was peeled off.
In this method, a cation exchange membrane is formed on one side of polymer membranes that are integrated without bonding, and an anion exchange membrane is formed on the other side of the polymer membrane, so that the two separate. The problem is definitely avoided.

ところで、バイポーラ膜では、低電圧で水をプロトンと水酸化物イオンとに解離させるために、カチオン交換膜とアニオン交換膜との界面に、水解離を促進する水解離促進触媒(例えば塩化錫など)を設けるという手法が知られている。 By the way, in a bipolar membrane, in order to dissociate water into protons and hydroxide ions at a low voltage, a water dissociation promoting catalyst (such as tin chloride) is added to the interface between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane to promote water dissociation. ) is known.

上記の特許文献2で提案されている方法では、水解離促進触媒を設けることができない。カチオン交換膜を形成している樹脂基材とアニオン交換膜を形成している樹脂基材とが一体化されており、後からカチオン交換基やアニオン交換基が導入されるため、両膜の界面に水解離促進用触媒を分布させることができないからである。
従って、特許文献2の手法により得られるバイポーラ膜は、水解電圧を低くすることができず、改善の余地がある。
In the method proposed in Patent Document 2, a water dissociation promoting catalyst cannot be provided. The resin base material forming the cation exchange membrane and the resin base material forming the anion exchange membrane are integrated, and since the cation exchange group and the anion exchange group are introduced later, the interface between both membranes This is because the catalyst for promoting water dissociation cannot be distributed in the region.
Therefore, the bipolar membrane obtained by the method of Patent Document 2 cannot lower the water-splitting voltage, and there is room for improvement.

また、イオン交換膜は、通常、補強材として、多孔性シートが膜内に設けられている。このような多孔性シートにより、機械的強度を向上させ、膨潤等による変形を有効に回避するためである。従って、こうした膜内に多孔性シートを有するイオン交換膜を用いて、前記バイポーラ膜を製造しようとすると、該イオン交換膜(基材イオン交換膜)の表面に逆極性のカウンターイオン交換樹脂のコーティング層を形成させるものになる(例えば、特許文献3)。この場合、多孔性シートは基材イオン交換膜の内部に存在しているため、該基材イオン交換膜と、前記カウンターイオン交換樹脂のコーティング層との界面に実質作用を及ぼすものではない。従って、これら両層の接合強度の向上には何も寄与しない。
また、前記かかる多孔性シートとしては、多孔質化されたポリオレフィン樹脂等の樹脂シートや織布繊維シートが使用されているが、コストダウンの観点から、不織布繊維シートを用いることが提案されている。即ち、前記特許文献3では、バイポーラ膜の補強材の例として、不織布が例示されている。
しかし、当然のことながら、不織布繊維シートは強度が低いため、実際に補強材としては使用されておらず、特許文献3の実施例でも、補強材として不織布は使用されていない。
In addition, the ion exchange membrane is usually provided with a porous sheet as a reinforcing material inside the membrane. This is because such a porous sheet improves mechanical strength and effectively avoids deformation due to swelling or the like. Therefore, when an attempt is made to manufacture the bipolar membrane using an ion exchange membrane having a porous sheet inside such a membrane, the surface of the ion exchange membrane (base ion exchange membrane) is coated with a counter ion exchange resin of opposite polarity. It will form a layer (for example, Patent Document 3). In this case, since the porous sheet exists inside the base ion-exchange membrane, it does not substantially affect the interface between the base ion-exchange membrane and the coating layer of the counter ion-exchange resin. Therefore, nothing contributes to the improvement of the bonding strength between these two layers.
As the porous sheet, a resin sheet such as a porous polyolefin resin sheet or a woven fabric fiber sheet is used, but from the viewpoint of cost reduction, the use of a non-woven fabric fiber sheet has been proposed. . That is, in Patent Document 3, a nonwoven fabric is exemplified as an example of a reinforcing material for a bipolar membrane.
However, as a matter of course, the strength of the non-woven fabric fiber sheet is low, so it is not actually used as a reinforcing material.

特公昭51-4113号公報Japanese Patent Publication No. 51-4113 特公平1-14251号公報Japanese Patent Publication No. 1-14251 特許第6166814号Patent No. 6166814

従って、本発明の目的は、カチオン交換膜とアニオン交換膜との界面に水解離促進触媒が分布しており、低電圧で水を解離することができるばかりか、カチオン交換膜とアニオン交換膜との界面での剥離も有効に防止されたバイポーラ膜及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、補強材として不織布繊維シートが使用されているバイポーラ膜及びその製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to disperse a water dissociation promoting catalyst at the interface between a cation exchange membrane and an anion exchange membrane, so that not only can water be dissociated at a low voltage, but also the cation exchange membrane and the anion exchange membrane can be separated. The object of the present invention is to provide a bipolar film effectively preventing peeling at the interface of the film and a method for producing the same.
Another object of the present invention is to provide a bipolar membrane using a nonwoven fiber sheet as a reinforcing material and a method for manufacturing the same.

本発明によれば、カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層とが接合されてなるバイポーラ膜において、
前記カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面には、水解離促進触媒が分布しており、
前記カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面に跨って多孔質シートが含まれていることを特徴とするバイポーラ膜が提供される。
According to the present invention, in a bipolar membrane formed by bonding a cation exchange resin layer and an anion exchange resin layer,
A water dissociation promoting catalyst is distributed at the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer,
Provided is a bipolar membrane comprising a porous sheet straddling the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer.

本発明のバイポーラ膜においては、
(1)前記カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面が、多孔質シートの厚みの2/10~8/10に位置していること、
(2)前記水解離促進触媒が、錫塩化物またはルテニウム塩化物であること、
(3)前記多孔質シートの空隙率が70~90%の範囲にあること、
(4)前記多孔質シートが、不織布繊維シートであること、
(5)前記不織布繊維シートの目付量が、3~50g/mの範囲にあり、繊維径が8~30μmの範囲にあること、
が好適である。
In the bipolar membrane of the present invention,
(1) the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer is located at 2/10 to 8/10 of the thickness of the porous sheet;
(2) the water dissociation promoting catalyst is tin chloride or ruthenium chloride;
(3) the porosity of the porous sheet is in the range of 70 to 90%;
(4) the porous sheet is a nonwoven fiber sheet;
(5) the nonwoven fiber sheet has a basis weight in the range of 3 to 50 g/m 2 and a fiber diameter in the range of 8 to 30 μm;
is preferred.

本発明によれば、また、イオン交換樹脂層と、該イオン交換樹脂層とは逆極性のカウンターイオン交換樹脂層とが接合され、その接合界面には水解離反応促進用の触媒が分布してなるバイポーラ膜の製造方法において、
多孔質シート、剥離フィルム、イオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解している第1の有機溶媒溶液、水解離促進触媒が分散ないし溶解した触媒液、及びカウンターイオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解している第2の有機溶媒溶液を用意し、さらに下記の(a-1)~(a-3)、(b)、及び(c-1)~(c-3)の工程を含むことを特徴とするバイポーラ膜の製造方法が提供される。
(a-1)前記剥離フィルムの一方の表面に、第1の有機溶媒溶液を塗布して第1の有機溶媒溶液の塗布層を形成する工程;
(a-2)前記第1の有機溶媒溶液の塗布層に、前記多孔質シートを重ね合わせ、該多孔質シートの厚み方向途中まで、前記第1の有機溶媒溶液を含浸させる工程;
(a-3)前記多孔質シートが重ね合わされた状態で、前記第1の有機溶媒溶液の塗布層を乾燥して、該重ね合わせ面から多孔質シートの厚み方向途中までの領域にイオン交換樹脂層を形成することにより、剥離フィルム、イオン交換樹脂層及び多孔質シートが積層されたイオン交換樹脂シートを得る工程;
(b)前記イオン交換樹脂シートの多孔質シート側の表面に、前記触媒液を塗布して該多孔質シート内に侵入させ、次いで乾燥することにより、前記イオン交換樹脂層の表面に、前記触媒を分布させる工程;
(c-1)前記第2の有機溶媒溶液を、前記イオン交換樹脂シートの多孔質シートの表面に塗布して、該第2の有機溶媒溶液の塗布層を形成する工程;
(c-2)前記第2の有機溶媒溶液の塗布層を乾燥してカウンターイオン交換樹脂層を形成する工程;
(c-3)次いで、前記剥離フィルムを剥離することにより、バイポーラ膜を作製する工程;
According to the present invention, an ion-exchange resin layer and a counter-ion-exchange resin layer having a polarity opposite to that of the ion-exchange resin layer are bonded together, and a catalyst for promoting a water dissociation reaction is distributed on the bonding interface. In the method for manufacturing a bipolar membrane comprising
A porous sheet, a release film, a first organic solvent solution in which an ion-exchange resin-forming polymer is dissolved, a catalyst solution in which a water dissociation promoting catalyst is dispersed or dissolved, and a counter-ion-exchange resin-forming polymer are dissolved. A second organic solvent solution is prepared, and the following steps (a-1) to (a-3), (b), and (c-1) to (c-3) are included. A method for manufacturing a bipolar membrane is provided.
(a-1) applying a first organic solvent solution to one surface of the release film to form a coating layer of the first organic solvent solution;
(a-2) a step of superimposing the porous sheet on the coating layer of the first organic solvent solution and impregnating the porous sheet with the first organic solvent solution halfway in the thickness direction;
(a-3) drying the coating layer of the first organic solvent solution in a state where the porous sheets are superimposed, and ion exchange resin is applied to a region from the superimposed surface to the middle of the thickness direction of the porous sheets; A step of obtaining an ion-exchange resin sheet in which a release film, an ion-exchange resin layer and a porous sheet are laminated by forming layers;
(b) applying the catalyst solution to the surface of the ion-exchange resin sheet on the porous sheet side, allowing it to penetrate into the porous sheet, and then drying to obtain the catalyst solution on the surface of the ion-exchange resin layer; distributing;
(c-1) applying the second organic solvent solution to the surface of the porous sheet of the ion exchange resin sheet to form a coating layer of the second organic solvent solution;
(c-2) drying the coating layer of the second organic solvent solution to form a counter ion exchange resin layer;
(c-3) Next, a step of producing a bipolar membrane by peeling off the release film;

本発明の製造方法によれば、
(1)前記多孔質シートとして、不織布繊維シートを使用すること、
(2)前記イオン交換樹脂形成用ポリマーとして、イオン交換樹脂前駆体が使用されている場合には、前記工程(a-3)において、前記多孔質シートが重ねあわされた状態で、前記塗布層を乾燥した後、該イオン交換樹脂前駆体にイオン交換基を導入すること、
(3)前記カウンターイオン交換樹脂形成用ポリマーとして、カウンターイオン交換樹脂前駆体が使用されている場合には、前記工程(c-2)において、カウンターイオン交換樹脂前駆体を含む塗布層を乾燥した後、カウンターイオン交換樹脂前駆体にカウンターイオン交換基を導入すること、
(4)前記第1の有機溶媒溶液として、25℃での粘度が1.0~60dPa・sの高粘度溶液を使用し、前記第2の有機溶媒溶液として、該第1の有機溶媒溶液よりも低粘度の溶液を使用すること、
が好適である。
According to the production method of the present invention,
(1) using a nonwoven fiber sheet as the porous sheet;
(2) When an ion-exchange resin precursor is used as the ion-exchange resin-forming polymer, in the step (a-3), the coating layer is After drying, introducing ion exchange groups into the ion exchange resin precursor;
(3) When a counter ion-exchange resin precursor is used as the polymer for forming the counter ion-exchange resin, in the step (c-2), the coating layer containing the counter ion-exchange resin precursor is dried. After that, introducing a counter ion exchange group into the counter ion exchange resin precursor,
(4) As the first organic solvent solution, a high-viscosity solution having a viscosity of 1.0 to 60 dPa s at 25 ° C. is used, and as the second organic solvent solution, use a low viscosity solution,
is preferred.

本発明のバイポーラ膜は、カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層とを跨ぐようにして多孔質シートが配置されているため、カチオン交換膜とアニオン交換膜との接合強度を高め、両膜の剥離を有効に回避することができる。しかも、多孔質シートがカチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層とを跨いでいるため、多孔質シートとして不織布繊維シートを用いた場合においても、不織布繊維シートの強度不足などを有効に回避することができ、安価な不織布繊維シートをバイポーラ膜の補強材として有効に使用することができる。
さらに、本発明によれば、多孔質シート内に水の解離を促進する水解離促進触媒が浸透しており、カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面に水解離促進触媒を分布している。これにより、本発明のバイポーラ膜は、低電圧で水の解離を促進することができる。
In the bipolar membrane of the present invention, since the porous sheet is arranged so as to straddle the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer, the bonding strength between the cation exchange membrane and the anion exchange membrane is increased, and the separation of both membranes is improved. can be effectively avoided. Moreover, since the porous sheet straddles the cation-exchange resin layer and the anion-exchange resin layer, even when the nonwoven fiber sheet is used as the porous sheet, insufficient strength of the nonwoven fiber sheet can be effectively avoided. Therefore, an inexpensive nonwoven fiber sheet can be effectively used as a reinforcing material for the bipolar membrane.
Furthermore, according to the present invention, the porous sheet is permeated with a water dissociation promoting catalyst that promotes dissociation of water, and the water dissociation promoting catalyst is distributed at the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer. ing. Thereby, the bipolar membrane of the present invention can promote dissociation of water at a low voltage.

本発明のバイポーラ膜の概略断面構造を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a schematic cross-sectional structure of the bipolar film of the present invention; 本発明のバイポーラ膜の製造工程を示す図。4A to 4C are diagrams showing the manufacturing process of the bipolar film of the present invention;

<バイポーラ膜BPの構造>
図1を参照して、本発明のバイポーラ膜BPは、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとが対面して設けられているが、その接合界面Sを跨ぐようにして多孔質シート1が設けられており、さらに、この接合界面S上には、水解離促進触媒が分布した触媒層3が形成されている。
<Structure of Bipolar Film BP>
Referring to FIG. 1, the bipolar membrane BP of the present invention has a cation exchange resin layer C and an anion exchange resin layer A facing each other. is provided, and a catalyst layer 3 in which a water dissociation promoting catalyst is distributed is formed on the bonding interface S. As shown in FIG.

即ち、本発明のバイポーラ膜BPでは、多孔質シート1が、バイポーラ膜BPの補強材としての機能と同時に、且つカチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合材としての機能を有している。即ち、多孔質シート1がカチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの接合界面Sを跨ぐようにして設けられているため、格別の接着剤を用いることなく、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとが接合固定されている。 That is, in the bipolar membrane BP of the present invention, the porous sheet 1 functions not only as a reinforcing material for the bipolar membrane BP, but also as a bonding material between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer. . That is, since the porous sheet 1 is provided so as to straddle the bonding interface S between the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A, the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer C can be bonded without using a special adhesive. The replacement resin layer A is joined and fixed.

また、上記のバイポーラ膜BPでは、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの接合界面に、水解離促進触媒が分布した触媒層3が設けられている。かかる触媒層3の存在により、低電圧で水の解離を促進させることができる。
尚、かかる触媒層3は、カチオン交換樹脂層C或いはアニオン交換樹脂層Aの何れか一方に保持された多孔質シート1に対して、この多孔質シート1の露出表面側から水解離促進触媒の触媒液を供給して浸透させ、カチオン交換樹脂層C或いはアニオン交換樹脂層Aの表面に該触媒液の層を形成し、次いで乾燥することにより形成することができる。即ち、この後、対イオンとなるアニオン交換樹脂層A或いはカチオン交換樹脂層Cを形成すればよいわけである。かかる方法については、後述する。
Further, in the above bipolar membrane BP, a catalyst layer 3 in which a water dissociation promoting catalyst is distributed is provided at the bonding interface between the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A. The existence of such a catalyst layer 3 can promote the dissociation of water at a low voltage.
In addition, the catalyst layer 3 is applied to the porous sheet 1 held by either the cation exchange resin layer C or the anion exchange resin layer A from the exposed surface side of the porous sheet 1. It can be formed by supplying and permeating a catalyst liquid to form a layer of the catalyst liquid on the surface of the cation exchange resin layer C or the anion exchange resin layer A, followed by drying. That is, after this, the anion-exchange resin layer A or the cation-exchange resin layer C serving as counterions may be formed. Such a method will be described later.

本発明において、カチオン交換樹脂層C及びアニオン交換樹脂層Aは、それぞれ、それ自体公知のイオン交換樹脂により形成され、用途に応じた厚みを有していればよい。 In the present invention, the cation-exchange resin layer C and the anion-exchange resin layer A may each be formed of an ion-exchange resin known per se and have a thickness according to the application.

また、多孔質シート1としては、イオン交換樹脂の補強材として公知のものを使用することができ、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンやポリ塩化ビニルなどからなる多孔質フィルム、或いは織布、不織布などの繊維シートが使用される。
さらに、適度な強度を維持しながら通電性を確保するという点で、この多孔質シート1の空隙率は70~90%、好ましくは75~85%の範囲にあることが好適である。
As the porous sheet 1, a known reinforcing material for ion-exchange resin can be used. A fiber sheet such as is used.
Furthermore, from the viewpoint of ensuring electrical conductivity while maintaining appropriate strength, the porosity of the porous sheet 1 is preferably in the range of 70 to 90%, preferably 75 to 85%.

本発明においては、コスト等の観点から不織布繊維シートが多孔質シート1として最も好適である。
このような不織布繊維シートは、目付量が3~50g/m、好ましくは5~30g/mの範囲にあり、繊維径が8~30μm、好ましくは10~20μmの範囲にあることが、このバイポーラ膜BPに適度な強度を付与する上で好ましい。
In the present invention, a nonwoven fiber sheet is most suitable as the porous sheet 1 from the viewpoint of cost and the like.
Such a nonwoven fiber sheet has a basis weight in the range of 3 to 50 g/m 2 , preferably 5 to 30 g/m 2 , and a fiber diameter in the range of 8 to 30 μm, preferably 10 to 20 μm. This is preferable for imparting appropriate strength to the bipolar film BP.

尚、上記の不織布繊維シートの繊維は、熱可塑性樹脂により形成されるが、かかる熱可塑性樹脂の例としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、5-メチル-1-ヘプテン等のα-オレフィンの単独重合体また共重合体であるオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル-オレフィン共重合体等の塩化ビニル系樹脂;ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、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、テトラフロオロエチレン-ペルフロオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体等のフッ素系樹脂;ナイロン6、ナイロン66等のポリアミド樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂等を挙げることができる。
本発明において多孔質シート1として好適に使用される不織布繊維シートでは、イオン交換膜として使用したときの膜特性(機械的強度、化学的安定性、耐薬品性)の観点から、ポリエステル系樹脂繊維、オレフィン系樹脂繊維(特に、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維)が好ましく、ポリエチレン繊維が最も好ましい。
The fibers of the non-woven fiber sheet are made of a thermoplastic resin. Examples of such thermoplastic resins include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 3-methyl-1 - Olefin-based resins that are homopolymers or copolymers of α-olefins such as butene, 4-methyl-1-pentene, and 5-methyl-1-heptene; polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, Vinyl chloride resins such as vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-olefin copolymer; polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene Fluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer and other fluorine-based resins; nylon 6, nylon 66 and other polyamide resins; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, etc. A polyester-based resin and the like can be mentioned.
In the nonwoven fabric fiber sheet suitably used as the porous sheet 1 in the present invention, from the viewpoint of membrane properties (mechanical strength, chemical stability, chemical resistance) when used as an ion exchange membrane, polyester resin fiber , olefin resin fibers (especially polyethylene fibers and polypropylene fibers) are preferred, and polyethylene fibers are most preferred.

また、本発明において、上記多孔質シート1は、その厚みをTとしたとき、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの接合界面Sが、該厚みTの2/10~8/10の箇所、より好適には、3/10~7/10の箇所に位置していることが、バイポーラ膜BPの強度をバランスよく確保するために好適である。
さらに、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの厚みは、ほぼ同等であるが、カチオン交換樹脂層Cの厚みt1とアニオン交換樹脂層Aの厚みt2との合計厚み(t1+t2)の50~90%程度、好ましくは60~85%程度が、多孔質シート1の厚みTであることが、このバイポーラ膜BPに適度な強度、形状安定性を確保する上で好適である。また、バイポーラ膜の厚みとしては適当な強度と抵抗の観点から、30~300μm、好ましくは50~200μmの範囲が好適である。さらに取り扱い性の観点から強度としては破裂強度で50~3000kPa、好ましくは100~2000kPaの範囲が好適である。
In the present invention, when the thickness of the porous sheet 1 is T, the bonding interface S between the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A is 2/10 to 8/10 of the thickness T. , more preferably 3/10 to 7/10, in order to secure the strength of the bipolar film BP in a well-balanced manner.
Furthermore, although the thicknesses of the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A are substantially the same, the total thickness (t1 + t2) of the thickness t1 of the cation exchange resin layer C and the thickness t2 of the anion exchange resin layer A is 50. It is preferable that the thickness T of the porous sheet 1 is about 90%, preferably about 60 to 85%, in order to ensure proper strength and shape stability of the bipolar membrane BP. Also, the thickness of the bipolar membrane is preferably in the range of 30 to 300 μm, preferably 50 to 200 μm, from the viewpoint of appropriate strength and resistance. Further, from the viewpoint of handleability, the bursting strength is preferably in the range of 50 to 3000 kPa, preferably 100 to 2000 kPa.

本発明において、水解離促進触媒としては、鉄、スズ、クロム、ルテニウム等の重金属イオンを放出し得る塩類、酸化物等が使用され、好ましくは、これら重金属の塩化物、特にスズ、ルテニウムの塩化物が使用される。
このような水解離促進触媒は、一般に、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの接合界面S上に、重金属換算で、1~5000mg/m、好ましくは5~2000mg/mの量で分布しているのがよい。
In the present invention, as the water dissociation promoting catalyst, salts and oxides capable of releasing heavy metal ions such as iron, tin, chromium and ruthenium are used, preferably chlorides of these heavy metals, particularly chlorides of tin and ruthenium. things are used.
Such a water dissociation promoting catalyst is generally applied on the bonding interface S between the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A in an amount of 1 to 5000 mg/m 2 , preferably 5 to 2000 mg/m 2 in terms of heavy metal. It should be distributed in terms of quantity.

また、カチオン交換樹脂層C及びアニオン交換樹脂層Aは、何れも有機溶媒に溶解し塗布により形成可能なイオン交換樹脂により形成されるものであり、例えば、ビニル系、スチレン系、アクリル系等のエチレン系不飽和二重結合を有する単量体を重合して得られるポリマー、または、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルスルホン、ポリベンズイミダゾールなどの主鎖に芳香環を含有するポリマーなどの炭化水素系の樹脂に、イオン交換能を発現させるイオン交換基(例えば、カチオン交換基或いはアニオン交換基)が導入された構造を有するものである。 The cation-exchange resin layer C and the anion-exchange resin layer A are both made of an ion-exchange resin that can be dissolved in an organic solvent and formed by coating. Polymers obtained by polymerizing monomers having ethylenically unsaturated double bonds, or polysulfones, polyphenylene sulfides, polyetherketones, polyetheretherketones, polyetherimides, polyphenylene oxides, polyethersulfones, and polybenzimidazoles It has a structure in which an ion-exchange group (e.g., a cation-exchange group or anion-exchange group) that develops ion-exchange ability is introduced into a hydrocarbon-based resin such as a polymer containing an aromatic ring in the main chain such as .

尚、イオン交換基は、水溶液中で負又は正の電荷となり得る官能基であり、カチオン交換基の場合には、スルホン酸基、カルボン酸基、ホスホン酸基等が挙げられ、一般的に、強酸性基であるスルホン酸基が好適である。また、アニオン交換基の場合には、1~3級アミノ基、4級アンモニウム基、ピリジル基、イミダゾール基、4級ピリジニウム基等が挙げられ、一般的に、強塩基性である4級アンモニウム基や4級ピリジニウム基が好適である。 The ion-exchange group is a functional group that can become negatively or positively charged in an aqueous solution. In the case of a cation-exchange group, a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, a phosphonic acid group, etc. can be mentioned. Sulfonic acid groups, which are strongly acidic groups, are preferred. In the case of the anion exchange group, primary to tertiary amino groups, quaternary ammonium groups, pyridyl groups, imidazole groups, quaternary pyridinium groups, etc., and generally, strongly basic quaternary ammonium groups and quaternary pyridinium groups are preferred.

例えば、カチオン交換樹脂の例としては、α-ハロゲン化ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸等のスルホン酸系単量体、メタクリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸等のカルボン酸系単量体、ビニルリン酸等のホスホン酸系単量体、それらの塩類およびエステル類等を重合させることにより得られたポリマーを挙げることができる。
また、アニオン交換樹脂の例としては、ビニルベンジルトリメチルアミン、ビニルベンジルトリエチルアミン等のアミン系単量体、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の含窒素複素環系単量体、それらの塩類及びエステル類を重合させることにより得られたポリマーを挙げることができる。
Examples of cation exchange resins include sulfonic acid-based monomers such as α-halogenated vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid and vinylsulfonic acid, and carboxylic acid-based monomers such as methacrylic acid, acrylic acid and maleic anhydride. phosphonic acid-based monomers such as vinyl phosphoric acid, and polymers obtained by polymerizing their salts and esters.
Examples of anion exchange resins include amine-based monomers such as vinylbenzyltrimethylamine and vinylbenzyltriethylamine, nitrogen-containing heterocyclic monomers such as vinylpyridine and vinylimidazole, and salts and esters thereof. Polymers obtained by

これらのイオン交換樹脂は、有機溶媒に溶解した溶液を調製することができる限りにおいて、架橋構造が導入されていてもよく、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルスルホン、ブタジエン、クロロプレン、ジビニルビフェニル、トリビニルベンゼン類、ジビニルナフタリン、ジアリルアミン、ジビニルピリジン等のジビニル化合物に代表される多官能性単量体によって架橋されていてもよい。また、他の単量体、例えば、スチレン、アクリロニトリル、メチルスチレン、アクロレイン、メチルビニルケトン、ビニルビフェニル等が共重合されている共重合体であってもよい。 These ion-exchange resins may have a crosslinked structure as long as a solution dissolved in an organic solvent can be prepared. , divinylnaphthalene, diallylamine, divinylpyridine, and other polyfunctional monomers typified by divinyl compounds. It may also be a copolymer obtained by copolymerizing other monomers such as styrene, acrylonitrile, methylstyrene, acrolein, methylvinylketone, vinylbiphenyl and the like.

本発明において、カチオン交換樹脂層C及びアニオン交換樹脂層Aを形成するイオン交換樹脂は、そのイオン交換容量が0.5~3.0meq/g、特に0.8~2.5meq/gの範囲にあることが好ましい。特に、このイオン交換容量が0.8meq/g以上のときには膜抵抗が十分に低く、高い膜性能となり、2.5meq/g以下のときには電解液への溶解を抑制でき、また、膨潤の程度をより効果的に抑えることができ、形状変化や膜剥離を生じ難くなる。従って、このようなイオン交換容量となるように、カチオン交換基或いはアニオン交換基が導入されていることが好ましい。
尚、図1の例では、カチオン交換樹脂層Cの表面上に、水解離促進触媒が分布した触媒層3を介してアニオン交換樹脂層Aが形成されているが、勿論、これとは逆に、アニオン交換樹脂層Aの表面上に触媒層3を介してカチオン交換樹脂層Cを設けた構造とすることもできる。
In the present invention, the ion exchange resin forming the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A has an ion exchange capacity of 0.5 to 3.0 meq/g, particularly 0.8 to 2.5 meq/g. preferably in In particular, when the ion exchange capacity is 0.8 meq/g or more, the membrane resistance is sufficiently low, resulting in high membrane performance. It can be suppressed more effectively, and it becomes difficult to cause shape change and film peeling. Therefore, it is preferable to introduce a cation exchange group or an anion exchange group so as to obtain such an ion exchange capacity.
In the example of FIG. 1, the anion exchange resin layer A is formed on the surface of the cation exchange resin layer C via the catalyst layer 3 in which the water dissociation promoting catalyst is distributed. Alternatively, a cation exchange resin layer C may be provided on the surface of the anion exchange resin layer A with the catalyst layer 3 interposed therebetween.

<バイポーラ膜BPの製造>
図2を参照して、上述した本発明のバイポーラ膜BPは、多孔質シート1、剥離フィルム10、イオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解している第1の有機溶媒溶液、水解離促進触媒3が分散ないし溶解した触媒液、及びカウンターイオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解している第2の有機溶媒溶液を用い、図2に示されている(a-1)~(a-3)、(b)、及び(c-1)~(c-3)の工程にしたがって製造される。
<Production of Bipolar Membrane BP>
Referring to FIG. 2, the above-described bipolar membrane BP of the present invention comprises a porous sheet 1, a release film 10, a first organic solvent solution in which an ion-exchange resin-forming polymer is dissolved, and a water dissociation promoting catalyst 3. (a-1) to (a-3), (b ), and (c-1) to (c-3).

第1の有機溶媒溶液及び第2の有機溶媒溶液は、何れも、イオン交換樹脂として、カチオン交換樹脂形成用ポリマー或いはアニオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解しているものであり、第1の有機溶媒溶液中にカチオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解している場合には、第2の有機溶媒溶液中にはアニオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解したものとなり、これとは逆に、第1の有機溶媒溶液中に溶解しているイオン交換樹脂用ポリマーがアニオン交換樹脂を形成するものであるとき、第2の有機溶媒溶液中には、カチオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解したものである。 Both the first organic solvent solution and the second organic solvent solution are those in which a cation exchange resin-forming polymer or an anion exchange resin-forming polymer is dissolved as an ion exchange resin. When the cation-exchange resin-forming polymer is dissolved in the solution, the anion-exchange resin-forming polymer is dissolved in the second organic solvent solution. When the ion-exchange resin-forming polymer dissolved in the solution forms an anion-exchange resin, the cation-exchange resin-forming polymer is dissolved in the second organic solvent solution.

第1の有機溶媒溶液或いは第2の有機溶媒溶液に溶解しているイオン交換樹脂形成用ポリマーとしては、例えばイオン交換基が既に導入されているカチオン交換樹脂或いはアニオン交換樹脂であってよいが、代わりに、まだイオン交換基が導入されていないイオン交換樹脂前駆体であってもよい。このようなイオン交換樹脂前駆体が溶解している有機溶媒溶液を使用した場合には、その後、イオン交換基を導入するための処理が必要である。 The ion-exchange resin-forming polymer dissolved in the first organic solvent solution or the second organic solvent solution may be, for example, a cation exchange resin or an anion exchange resin into which ion exchange groups have already been introduced. Alternatively, it may be an ion-exchange resin precursor that has not yet been introduced with ion-exchange groups. When an organic solvent solution in which such an ion-exchange resin precursor is dissolved is used, a subsequent treatment for introducing ion-exchange groups is required.

イオン交換樹脂前駆体は、イオン交換基導入可能な官能基を有するポリマーであり、例えば、カチオン交換基導入用官能基を有するポリマーの例としては、スチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、α-メチルスチレン、ビニルナフタレン、α-ハロゲン化スチレン類等の単量体を重合して得られるものを挙げることができる。また、アニオン交換基導入用官能基を有するポリマーの例としては、スチレン、ビニルトルエン、クロロメチルスチレン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール、α-メチルスチレン、ビニルナフタレン等の単量体を重合して得られるものを挙げることができる。
勿論、これらのイオン交換樹脂前駆体は、有機溶媒に溶解し得る限りにおいて、前述したジビニル化合物等の多官能性単量体を共重合させることによって架橋構造が導入されたものであってもよいし、必要により、他の単量体が共重合されていてもよい。
このようなイオン交換樹脂前駆体の有機溶媒溶液を用いる場合は、かかる溶液に、イオン交換基導入剤を含有させておき、樹脂層の形成と並行してイオン交換基の導入が実施されてもよい。イオン交換基導入剤としては、例えば、ポリアルキルベンゼンスルホン酸(例えば、1,3,5-トリメチルベンゼン-2-スルホン酸、1,2,4,5-テトラメチルベンゼン-3-スルホン酸、1,2,3,4,5-ペンタメチルベンゼン-6-スルホン酸等)、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ヘキサンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-オクタンジアミン、N,N,N’,N’-テトラエチル-1,6-ヘキサンジアミンなどが挙げられる。あるいは、イオン交換樹脂前駆体の樹脂層を作製した後、上記イオン交換基導入剤で処理してイオン交換基を導入しても良い。
The ion-exchange resin precursor is a polymer having functional groups capable of introducing ion-exchange groups. Examples of polymers having functional groups for introducing cation-exchange groups include styrene, vinyltoluene, vinylxylene, and α-methylstyrene. , vinylnaphthalene, and α-halogenated styrenes. Examples of polymers having functional groups for introducing anion exchange groups include those obtained by polymerizing monomers such as styrene, vinyltoluene, chloromethylstyrene, vinylpyridine, vinylimidazole, α-methylstyrene, and vinylnaphthalene. things can be mentioned.
Of course, these ion-exchange resin precursors may have a crosslinked structure introduced by copolymerizing a polyfunctional monomer such as the aforementioned divinyl compound as long as they are soluble in an organic solvent. However, if necessary, other monomers may be copolymerized.
When an organic solvent solution of such an ion-exchange resin precursor is used, the solution may contain an ion-exchange group-introducing agent so that the ion-exchange groups are introduced in parallel with the formation of the resin layer. good. Examples of ion exchange group introducing agents include polyalkylbenzenesulfonic acids (e.g., 1,3,5-trimethylbenzene-2-sulfonic acid, 1,2,4,5-tetramethylbenzene-3-sulfonic acid, 1, 2,3,4,5-pentamethylbenzene-6-sulfonic acid, etc.), N,N,N′,N′-tetramethyl-1,6-hexanediamine, N,N,N′,N′-tetra methyl-1,6-octanediamine, N,N,N',N'-tetraethyl-1,6-hexanediamine and the like. Alternatively, ion-exchange groups may be introduced by preparing a resin layer of an ion-exchange resin precursor and then treating it with the ion-exchange group-introducing agent.

上記のイオン交換樹脂形成用ポリマー或いはイオン交換樹脂前駆体の有機溶媒溶液の調製に用いる有機溶媒としては、上述したポリマーを溶解し得るものであれば特に制限されないが、乾燥によって容易に除去できるという観点から、エチレンクロライド、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン、メチルアルコール、酢酸ブチル、酢酸エチル、トルエン、メチルエチルケトンなどが1種単独で或いは2種以上を混合した混合溶媒の形で好適に使用される。 The organic solvent used for preparing the ion-exchange resin-forming polymer or ion-exchange resin precursor organic solvent solution is not particularly limited as long as it can dissolve the above-described polymer, but it is said that it can be easily removed by drying. From the point of view, ethylene chloride, chloroform, tetrahydrofuran, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, methyl alcohol, butyl acetate, ethyl acetate, toluene, methyl ethyl ketone, etc. are preferably used singly or in the form of a mixed solvent in which two or more are mixed. used.

また、以下の説明から理解されるように、第1の有機溶媒溶液は塗布層11を形成するものであり、この塗布層11に多孔質シート1を重ねて多孔質シート1中に塗布層11を侵入させる。従って、第1の有機溶媒溶液は、適宜の厚みの塗布層11を形成することができ、多孔質シート1を重ねたときにも流れてしまわない程度に高粘性であることが必要である。また、製造するバイポーラ膜において、該多孔質シートがカチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面に跨って存在する必要があることから、多孔質シート1を塗布層11に重ねた際に、第1の有機溶媒溶液がその厚み方向途中までに留まって浸透するような適度に低粘性でなければならない。このような観点から、第1の有機溶媒溶液は、粘度(25℃)が1.0~60dPa・sの範囲、より好適には5.0~55dPa・sの範囲となるように調整されていることが好ましい。
一方、第2の有機溶媒溶液は、前記第1の有機溶媒溶液がその厚み方向途中まで浸透した状態の多孔質シート1の前記重ね合わせ面とは反対面上に塗布して、その残り空隙に浸透させるものである。これを高い充填性で実施するには、第2の有機溶媒溶液にはより高い浸透性が求められ、このためその粘度は前記第1の有機溶媒溶液に比して低粘性であることが好ましく、例えば粘度(25℃)が5dPa・s以下、特には0.1~3.0dPa・sであることが好適である。
Further, as will be understood from the following description, the first organic solvent solution forms the coating layer 11, and the porous sheet 1 is placed on the coating layer 11 to form the coating layer 11 in the porous sheet 1. to invade. Therefore, the first organic solvent solution must be able to form the coating layer 11 with an appropriate thickness and must have a high viscosity so that it does not flow even when the porous sheet 1 is stacked. In addition, in the bipolar membrane to be manufactured, the porous sheet needs to exist across the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer. , the viscosity must be moderately low such that the first organic solvent solution stays and permeates halfway through the thickness. From such a viewpoint, the first organic solvent solution is adjusted so that the viscosity (25° C.) is in the range of 1.0 to 60 dPa·s, more preferably in the range of 5.0 to 55 dPa·s. preferably.
On the other hand, the second organic solvent solution is applied to the surface opposite to the overlapping surface of the porous sheet 1 in which the first organic solvent solution has permeated halfway in the thickness direction, and the remaining voids are filled with the second organic solvent solution. It penetrates. In order to carry out this with high fillability, the second organic solvent solution is required to have higher permeability, and therefore its viscosity is preferably lower than that of the first organic solvent solution. For example, the viscosity (25° C.) is preferably 5 dPa·s or less, particularly 0.1 to 3.0 dPa·s.

また、水解離促進用触媒が分散ないし溶解した触媒液としては、前述した重金属イオンを放出し得る化合物(塩類、酸化物など)が溶解した溶液或いはこれらの化合物が粒状物の形態で分散している分散液などが使用される。このような触媒液は、溶解あるいは分散している触媒化合物が多孔質シート1内に浸透し得るものであれば、溶媒或いは分散媒として水或いは有機溶剤の何れも使用することができ、また、分散粒径も特に制限されないが、溶媒に溶解せずに分散している場合には、分散粒径は小さい方が好ましく、例えば10μm以下、好ましくは0.1~5.0μmの微粒状態で分散していることが好ましい。 The catalyst solution in which the catalyst for promoting water dissociation is dispersed or dissolved may be a solution in which the aforementioned compounds (salts, oxides, etc.) capable of releasing heavy metal ions are dissolved, or a solution in which these compounds are dispersed in the form of granules. A dispersion liquid containing For such a catalyst liquid, water or an organic solvent can be used as a solvent or a dispersion medium as long as the dissolved or dispersed catalyst compound can permeate into the porous sheet 1. The dispersed particle size is not particularly limited, but when dispersed without being dissolved in a solvent, the dispersed particle size is preferably small, for example, 10 μm or less, preferably 0.1 to 5.0 μm. preferably.

工程(a-1);
先ず、剥離フィルム10の一方の表面に、カチオン交換樹脂形成用ポリマーまたはアニオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解している第1の有機溶媒溶液を塗布して第1の有機溶媒溶液の塗布層11を形成する。
この剥離フィルム10は、第1の有機溶媒溶液中に溶解しているイオン交換樹脂と接着しないようなものであり、塗布層11中の有機溶媒に溶解せず、最期に容易に剥離し得るようなものであれば、その種類や厚みを問わないが、一般的には、耐久性、機械的強度などに優れ、繰り返し使用可能であるという観点から、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフィルムが好適に使用される。
step (a-1);
First, a first organic solvent solution in which a cation-exchange resin-forming polymer or an anion-exchange resin-forming polymer is dissolved is applied to one surface of the release film 10 to form a coating layer 11 of the first organic solvent solution. Form.
This release film 10 does not adhere to the ion-exchange resin dissolved in the first organic solvent solution, does not dissolve in the organic solvent in the coating layer 11, and can be easily peeled off at the end. The type and thickness of the film are not limited as long as it is a film, but in general, a polyester film such as polyethylene terephthalate is preferably used from the viewpoint of being excellent in durability, mechanical strength, etc., and being able to be used repeatedly. be.

尚、この塗布層11の厚みは、乾燥厚みが触媒層3の下地となるイオン交換樹脂層(図1の例ではカチオン交換樹脂層C)の厚みになるように調整する。例えば、図1のバイポーラ膜BPを作製する場合には、第1の有機溶媒溶液としてはカチオン交換樹脂形成ポリマーが使用され、従って、塗布層11の厚みは、乾燥厚みがカチオン交換樹脂層Cの厚みt1に相当するものとなる。
このような厚みに塗布層11を形成するため、第1の有機溶媒溶液は、垂れ等を生じないように、ある程度、高粘性であることが必要である。
The thickness of the coating layer 11 is adjusted so that the dry thickness is equal to the thickness of the ion exchange resin layer (cation exchange resin layer C in the example of FIG. 1) that serves as the base of the catalyst layer 3 . For example, when fabricating the bipolar membrane BP of FIG. It corresponds to the thickness t1.
In order to form the coating layer 11 with such a thickness, the first organic solvent solution needs to have a certain degree of high viscosity so as not to cause dripping or the like.

有機溶媒溶液の塗布は、それ自体公知の手段で行うことができ、例えば、ドクターブレードコート、ナイフコート、ロールコート、バーコートなどにより塗布することができる。 Application of the organic solvent solution can be carried out by means known per se, such as doctor blade coating, knife coating, roll coating, bar coating, and the like.

工程(a-2);
上記のようにして第1の有機溶媒溶液の塗布層11を形成した後、この塗布層11に多孔質シート1を重ね合わせ、多孔質シート1の厚み方向途中まで、第1の有機溶媒溶液を含浸させる。このような含浸によって、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの界面Sの位置が決定される。
step (a-2);
After forming the coating layer 11 of the first organic solvent solution as described above, the porous sheet 1 is superimposed on the coating layer 11, and the first organic solvent solution is applied halfway in the thickness direction of the porous sheet 1. Impregnate. The position of the interface S between the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A is determined by such impregnation.

このように、多孔質シート1を重ね合わせることにより、多孔質シート1の厚み方向途中まで、第1の有機溶媒溶液を浸透させるため、この第1の有機溶媒溶液は、多孔質シート1への浸透性は有するものの、その浸透が前記多孔質シート1の厚み方向途中で留まるような粘性を有するものでなければならない。即ち、この第1の有機溶媒溶液は、ある程度の厚みの塗布層11を形成し且つ塗布層11に重ね合わせた多孔質シート1中に浸透させるために、適度な粘度を有するものでなければならず、この結果、この第1の有機溶媒溶液の粘度は、前述した範囲に調整されるわけである。
尚、多孔質シート1内に塗布層11を浸透させるために、適宜、多孔質シート1を加圧することもできる。
By stacking the porous sheets 1 in this manner, the first organic solvent solution penetrates into the porous sheet 1 halfway in the thickness direction. Although it has permeability, it must have such a viscosity that the permeation stops in the middle of the thickness direction of the porous sheet 1 . That is, the first organic solvent solution must have an appropriate viscosity in order to form the coating layer 11 having a certain thickness and to permeate the porous sheet 1 superimposed on the coating layer 11. As a result, the viscosity of the first organic solvent solution is adjusted within the range described above.
In order to allow the coating layer 11 to permeate the porous sheet 1, the porous sheet 1 may be pressurized as appropriate.

工程(a-3);
この工程では、触媒層3の下地となるイオン交換樹脂層(図1の例では、カチオン交換樹脂層C)を確定させる。
即ち、多孔質シート1が重ね合わされた状態で、第1の有機溶媒溶液の塗布層11を乾燥する。これにより、重ね合わせ面から多孔質シート1の厚み方向途中までの領域に、触媒層3の下地となるイオン交換樹脂層(例えばカチオン交換樹脂層C)が形成され、剥離フィルム、イオン交換樹脂層及び多孔質シート1が積層されたイオン交換樹脂シート20が得られ、界面Sの位置が定まる。
step (a-3);
In this step, an ion-exchange resin layer (cation-exchange resin layer C in the example of FIG. 1) that serves as a base for the catalyst layer 3 is determined.
That is, the coating layer 11 of the first organic solvent solution is dried while the porous sheets 1 are superimposed. As a result, an ion-exchange resin layer (for example, a cation-exchange resin layer C) that serves as a base for the catalyst layer 3 is formed in a region from the superimposed surface to the middle of the porous sheet 1 in the thickness direction, and a release film and an ion-exchange resin layer are formed. And the ion-exchange resin sheet 20 laminated with the porous sheet 1 is obtained, and the position of the interface S is determined.

尚、第1の有機溶媒溶液中のイオン交換樹脂形成用ポリマーとして、イオン交換基が導入されていないイオン交換樹脂前駆体が使用されている場合には、上記の乾燥後にイオン交換基の導入処理が行われる。
例えば、イオン交換樹脂形成用ポリマーとしてカチオン交換樹脂前駆体が使用されている場合には、スルホン化、ホスホニウム化、加水分解等の処理によりカチオン交換基が導入される。また、イオン交換樹脂形成用ポリマーとしてアニオン交換樹脂前駆体が使用されている場合には、アミノ化、アルキル化等の処理によってアニオン交換基が導入されることとなる。
When an ion-exchange resin precursor to which no ion-exchange groups have been introduced is used as the ion-exchange resin-forming polymer in the first organic solvent solution, the ion-exchange group introduction treatment is performed after the above drying. is done.
For example, when a cation-exchange resin precursor is used as the ion-exchange resin-forming polymer, cation-exchange groups are introduced by treatments such as sulfonation, phosphoniumation and hydrolysis. When an anion exchange resin precursor is used as the ion exchange resin-forming polymer, anion exchange groups are introduced by treatments such as amination and alkylation.

工程(b);
この工程では、上記のように形成されたイオン交換樹脂層(図の例ではカチオン交換樹脂層C)の表面(多孔質シート1内に位置する表面であり、図1の界面Sに相当する面)に触媒層3を形成する。
具体的には、前述した水解離促進用触媒が分散乃至溶解した触媒液を、上記イオン交換樹脂シート20中の多孔質シート1の表面に塗布、或いは、該表面を触媒液に浸漬させ、下地となるイオン交換樹脂層(例えばカチオン交換樹脂層C)の表面にまで触媒液を浸透させ、次いで乾燥することにより、界面S上に水解促進用触媒が分布した触媒層3が形成される。
step (b);
In this step, the surface of the ion-exchange resin layer (cation-exchange resin layer C in the example of the figure) formed as described above (the surface located within the porous sheet 1 and corresponding to the interface S in FIG. ) to form the catalyst layer 3 .
Specifically, the surface of the porous sheet 1 in the ion-exchange resin sheet 20 is coated with a catalyst solution in which the above-mentioned water dissociation promoting catalyst is dispersed or dissolved, or the surface is immersed in the catalyst solution to form a base. By permeating the catalyst liquid to the surface of the ion-exchange resin layer (for example, cation-exchange resin layer C) and then drying, the catalyst layer 3 in which the water-splitting promoting catalyst is distributed on the interface S is formed.

上記のように触媒層3を形成した後は、以下の工程(c-1)~(c-3)により、この触媒層3上に、第2の有機溶媒溶液を使用して、下地のイオン交換樹脂層とは逆極性のカウンターイオン交換樹脂層を形成する。即ち、図2では、触媒層3の下地のイオン交換樹脂層がカチオン交換樹脂層Cとして示されているので、アニオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解している第2の有機溶媒溶液を使用してアニオン交換樹脂層Aを形成する。また、下地のイオン交換樹脂層がアニオン交換樹脂層Aであるときには、この第2の有機溶媒溶液は、カチオン交換樹脂形成用ポリマーを含むものであり、アニオン交換樹脂層A上にカチオン交換樹脂層Cが形成されることとなる。 After the catalyst layer 3 is formed as described above, the catalyst layer 3 is subjected to the following steps (c-1) to (c-3) using a second organic solvent solution to remove underlying ions. A counter ion exchange resin layer having a polarity opposite to that of the exchange resin layer is formed. That is, in FIG. 2, since the ion-exchange resin layer underlying the catalyst layer 3 is shown as the cation-exchange resin layer C, the second organic solvent solution in which the anion-exchange resin-forming polymer is dissolved is used. An anion exchange resin layer A is formed. Further, when the underlying ion-exchange resin layer is the anion-exchange resin layer A, the second organic solvent solution contains a cation-exchange resin-forming polymer, and the cation-exchange resin layer is formed on the anion-exchange resin layer A. C will be formed.

工程(c-1);
この工程では、上記の第2の有機溶媒溶液を、イオン交換樹脂シート20の多孔質シート1の表面に塗布する。これにより、第2の有機溶媒溶液が多孔質シート1内に浸透し、触媒層3を介して、先に形成されたイオン交換樹脂層(例えばカチオン交換樹脂層C)の表面にまで到達した塗布層13が形成される。
即ち、第2の有機溶媒溶液は、前記第1の有機溶媒溶液がその厚み方向途中まで浸透した状態の多孔質シート1に対して、その残り空隙に浸透させて塗布層13を形成するものであるから、前記したようにより高い浸透性が求められる。このためその粘度は前記第1の有機溶媒溶液よりも低く、このため前述した範囲に調整されるのが好ましい。
step (c-1);
In this step, the above second organic solvent solution is applied to the surface of the porous sheet 1 of the ion exchange resin sheet 20 . As a result, the second organic solvent solution penetrates into the porous sheet 1 and reaches the surface of the previously formed ion-exchange resin layer (for example, the cation-exchange resin layer C) via the catalyst layer 3. A layer 13 is formed.
That is, the second organic solvent solution forms the coating layer 13 by allowing the second organic solvent solution to permeate the remaining voids of the porous sheet 1 in which the first organic solvent solution has permeated halfway in the thickness direction. Therefore, as mentioned above, higher permeability is required. Therefore, its viscosity is lower than that of the first organic solvent solution, and therefore it is preferable to adjust it within the aforementioned range.

工程(c-2);
上記のようにして多孔質シート1内に浸透している第2の有機溶媒の塗布層13を形成した後は、この塗布層13を乾燥することにより、カウンターイオン交換樹脂層(例えば、図2の例ではアニオン交換樹脂層A)が形成される。即ち、上記の塗布層13の乾燥厚みは、カウンターイオン交換樹脂層の厚み(例えばアニオン交換樹脂層Aの厚みt2)に相当するものである。
この場合において、第2の有機溶媒溶液中のポリマーとして、カウンターイオン交換基が導入されていない前駆体が使用された場合には、乾燥後、カウンターイオン交換基の導入処理が行われることとなる。これは、触媒層3の下地のイオン交換樹脂層を形成する場合と同様である。
step (c-2);
After the coating layer 13 of the second organic solvent permeating the porous sheet 1 is formed as described above, the coating layer 13 is dried to form a counter ion-exchange resin layer (for example, FIG. 2 An anion exchange resin layer A) is formed in the example of . That is, the dry thickness of the coating layer 13 corresponds to the thickness of the counter ion-exchange resin layer (for example, the thickness t2 of the anion-exchange resin layer A).
In this case, when a precursor to which counter ion exchange groups have not been introduced is used as the polymer in the second organic solvent solution, treatment for introducing counter ion exchange groups is performed after drying. . This is the same as the case of forming the ion-exchange resin layer underlying the catalyst layer 3 .

工程(c-3);
上記のようにして、カウンターイオン交換樹脂層が形成された後は、最後は、剥離フィルムを剥離することにより、目的とするバイポーラ膜BPが得られることとなる。
step (c-3);
After the counter ion exchange resin layer is formed as described above, the release film is finally peeled off to obtain the intended bipolar membrane BP.

このようにして得られる本発明のバイポーラ膜BPは、カチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの剥離が有効に防止されているばかりか、これらの交換樹脂層の界面Sには、水解離促進用触媒が分布しているため、低電圧で水の解離を進行させることができる。後述の実施例で測定されるバイポーラ電圧が、通常2.0V以下、好ましくは1.5V以下、より好ましくは1.3V以下に抑制されている。
さらに、多孔質シート1として不織布繊維シートを用いた場合には、極めて安価であるばかりか、この不織布繊維シートがカチオン交換樹脂層Cとアニオン交換樹脂層Aとの間にまたがって形成されているため、界面Sの接着性が高く、引っ張り速度100mm/分におけるT形剥離強度が0.5N/cm以上、好ましくは0.8N/cm以上となっている。また、不織布繊維シートの強度不足も有効に改善されている。
In the thus-obtained bipolar membrane BP of the present invention, separation of the cation-exchange resin layer C and the anion-exchange resin layer A is effectively prevented. Since the dissociation promoting catalyst is distributed, the dissociation of water can proceed at a low voltage. The bipolar voltage measured in Examples described later is usually suppressed to 2.0 V or less, preferably 1.5 V or less, more preferably 1.3 V or less.
Furthermore, when a non-woven fiber sheet is used as the porous sheet 1, not only is it extremely inexpensive, but the non-woven fiber sheet is formed across the cation exchange resin layer C and the anion exchange resin layer A. Therefore, the adhesiveness of the interface S is high, and the T-peel strength at a tensile speed of 100 mm/min is 0.5 N/cm or more, preferably 0.8 N/cm or more. Insufficient strength of the nonwoven fiber sheet is also effectively improved.

本発明の優れた効果を次の例で説明する。
なお、実施例、比較例において、バイポーラ膜の特性、ポリマー溶液の粘度、及び触媒量について、次のような測定により求めた。
The excellent effects of the present invention are illustrated by the following examples.
In the examples and comparative examples, the properties of the bipolar membrane, the viscosity of the polymer solution, and the amount of the catalyst were obtained by the following measurements.

1)バイポーラ電圧;
以下の構成を有する4室セルを使用した。
陽極(Pt板)(1.0mol/L-NaOH)/ネオセプタBP-1E(株式会社
アストム製)/(1.0mol/L-NaOH)/バイポーラ膜/(1.0mol
/L-HCl)/ネオセプタBP-1E(株式会社アストム製)/(1.0mol
/L-HCl)陰極(Pt板)
液温25℃、電流密度10A/dmの条件でバイポーラ電圧の測定を行った。バイポーラ電圧はバイポーラ膜を挟んで設置した白金線電極によって測定した。
1) bipolar voltage;
A four-compartment cell with the following configuration was used.
Anode (Pt plate) (1.0 mol / L-NaOH) / Neosepta BP-1E (manufactured by Astom Co., Ltd.) / (1.0 mol / L-NaOH) / bipolar membrane / (1.0 mol
/ L-HCl) / Neosepta BP-1E (manufactured by Astom Co., Ltd.) / (1.0 mol
/L-HCl) cathode (Pt plate)
Bipolar voltage was measured under conditions of a liquid temperature of 25° C. and a current density of 10 A/dm 2 . The bipolar voltage was measured by platinum wire electrodes placed across the bipolar membrane.

2)バイポーラ膜の接着性;
バイポーラ膜のアニオン交換樹脂面にテープ(粘着力3.2N/15mm)を貼りつけて、よく圧着し、テープを部分的に剥離してアニオン交換樹脂面がテープ側に張り付いて剥離した状態でミネベア(株)製荷重測定器LTS-500NBにて引っ張り速度100mm/分にてT形剥離強度を測定した。
2) adhesion of bipolar membranes;
A tape (adhesive strength 3.2 N / 15 mm) was attached to the anion exchange resin surface of the bipolar membrane, and the tape was partially peeled off. The T-peel strength was measured with a load measuring device LTS-500NB manufactured by Minebea Co., Ltd. at a tensile speed of 100 mm/min.

3)イオン交換樹脂のイオン交換容量の測定;
イオン交換樹脂を1mol/L-HCl水溶液に10時間以上浸漬した。
その後、カチオン交換膜の場合には、1mol/L-NaCl水溶液でイオン交換基の対イオンを水素イオンからナトリウムイオンに置換させ、遊離した水素イオンを水酸化ナトリウム水溶液を用いて電位差滴定装置(COMTITE-900、平沼産業株式会社製)で定量した(Amol)。一方、アニオン交換膜の場合には、1mol/L-NaNO水溶液で対イオンを塩化物イオンから硝酸イオンに置換させ、遊離した塩化物イオンを硝酸銀水溶液を用いて電位差滴定装置(COMTITE-900、平沼産業株式会社製)で定量した(Amol)。次に、同じイオン交換膜を1mol/L-NaCl水溶液に4時間以上浸漬し、その後に60℃で5時間減圧乾燥して乾燥時の重さ(Dg)を測定した。上記測定値に基づいて、イオン交換膜のイオン交換容量を次式により求めた。
イオン交換容量=A×1000/D[meq/g-乾燥質量]
3) measurement of the ion exchange capacity of the ion exchange resin;
The ion exchange resin was immersed in a 1 mol/L-HCl aqueous solution for 10 hours or more.
After that, in the case of a cation exchange membrane, a 1 mol/L-NaCl aqueous solution is used to replace the counter ions of the ion exchange groups from hydrogen ions to sodium ions, and the liberated hydrogen ions are subjected to potentiometric titration using an aqueous sodium hydroxide solution (COMTITE). -900, manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.). On the other hand, in the case of an anion exchange membrane, chloride ions are replaced with nitrate ions with a 1 mol/L-NaNO 3 aqueous solution, and the liberated chloride ions are measured using a potentiometric titrator (COMTITE-900, COMTITE-900) using an aqueous silver nitrate solution. (manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.). Next, the same ion-exchange membrane was immersed in a 1 mol/L-NaCl aqueous solution for 4 hours or more, and then dried under reduced pressure at 60° C. for 5 hours, and the dry weight (Dg) was measured. Based on the above measured values, the ion exchange capacity of the ion exchange membrane was determined by the following formula.
Ion exchange capacity = A x 1000/D [meq/g-dry mass]

4)バイポーラ膜の破裂強度;
バイポーラ膜をイオン交換水に4時間以上浸漬し、次いで、膜を乾燥させることなく、ミューレン破裂試験機(東洋精機製)により、JIS-P8112に準拠して破裂強度を測定した。
4) burst strength of the bipolar membrane;
The bipolar membrane was immersed in ion-exchanged water for 4 hours or more, and then the bursting strength was measured according to JIS-P8112 using a Mullen bursting tester (manufactured by Toyo Seiki) without drying the membrane.

5)バイポーラ膜厚み、イオン交換樹脂層厚み、不織布層厚み及び界面位置についての測定;
非対称イオン交換膜をミクロトーム(ヱルマ販売(株)製ESM-150S)にて切削し、測定断面を形成させた。次いで、カラー3Dレーザー顕微鏡VK-8700(株式会社キーエンス社製)を用い、50倍の対物レンズで膜サンプル断面を観察し、観察画像からイオン交換樹脂層厚み、不織布層厚み及び第1と第2のイオン交換樹脂層の界面位置を測定した。界面位置は第1イオン交換樹脂層側の不織布表面を位置0として1/10単位で表記した。
また、バイポーラ膜の厚みを、マイクロメ-ターMED-25PJ(株式会社ミツトヨ社製)を用いて測定した。
5) Measurement of bipolar film thickness, ion exchange resin layer thickness, nonwoven fabric layer thickness and interface position;
The asymmetric ion-exchange membrane was cut with a microtome (ESM-150S manufactured by Eruma Co., Ltd.) to form a cross section for measurement. Next, using a color 3D laser microscope VK-8700 (manufactured by Keyence Corporation), the cross section of the membrane sample is observed with a 50x objective lens, and from the observed image, the ion exchange resin layer thickness, the nonwoven fabric layer thickness, and the first and second The interface position of the ion-exchange resin layer was measured. The position of the interface was expressed in units of 1/10, with the nonwoven fabric surface on the first ion-exchange resin layer side being position 0.
Also, the thickness of the bipolar film was measured using a micrometer MED-25PJ (manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.).

6)ポリマー溶液粘度;
回転円筒式粘度計ビスコテスタVT-04F(リオン株式会社製)を用いて、イオン交換樹脂或いはイオン交換樹脂前駆体の有機溶媒溶液(ポリマー溶液)の粘度を測定した。
6) polymer solution viscosity;
Using a rotating cylinder type viscometer ViscoTester VT-04F (manufactured by Rion Co., Ltd.), the viscosity of an ion-exchange resin or an organic solvent solution (polymer solution) of an ion-exchange resin precursor was measured.

7)触媒量の測定;
触媒処理を実施したカチオン交換膜を蛍光X線分析で測定し、硫黄元素と触媒元素のモル比を求め、硫黄元素をイオン交換容量との相対比から触媒量を算出した。
7) measurement of the amount of catalyst;
The catalyst-treated cation exchange membrane was measured by fluorescent X-ray analysis to determine the molar ratio of sulfur element and catalyst element, and the amount of catalyst was calculated from the relative ratio of sulfur element to ion exchange capacity.

実施例及び比較例において使用されるカチオン交換ポリマー溶液及びアニオン交換ポリマーは、以下のようにして調製した。 The cation exchange polymer solutions and anion exchange polymers used in Examples and Comparative Examples were prepared as follows.

カチオン交換ポリマー溶液の調製;
(1)カチオン交換ポリマー(SPPO)の溶液(C1)の調製
ポリフェニレンオキシドをクロロホルムに溶解し、この溶液にクロロスルホン酸を加えて、ポリフェニレンオキシドにクロロスルホン酸を反応させた。次いで、水酸化ナトリウムを加えて中和し、溶媒除去することでイオン交換容量が1.6meq/gであるスルホン化ポリフェニレンオキシド(カチオン交換ポリマー、SPPO)を得た。
次に、上記で得られたカチオン交換ポリマー(SPPO)を、その濃度が28質量%となるように、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)になるように溶解し、スルホン化ポリフェニレンオキシド(SPPO)からなるカチオン交換ポリマーの溶液(C1)を調製した。
このカチオン交換ポリマー溶液(C1)の粘度(25℃)は、20dPa・sであった。
preparation of a cation exchange polymer solution;
(1) Preparation of Cation Exchange Polymer (SPPO) Solution (C1) Polyphenylene oxide was dissolved in chloroform, and chlorosulfonic acid was added to the solution to react the polyphenylene oxide with chlorosulfonic acid. Then, sodium hydroxide was added for neutralization, and the solvent was removed to obtain a sulfonated polyphenylene oxide (cation exchange polymer, SPPO) having an ion exchange capacity of 1.6 meq/g.
Next, the cation exchange polymer (SPPO) obtained above was dissolved in N,N-dimethylformamide (DMF) so that its concentration was 28% by mass, and sulfonated polyphenylene oxide (SPPO) was obtained. A solution (C1) of a cation exchange polymer consisting of was prepared.
The viscosity (25° C.) of this cation exchange polymer solution (C1) was 20 dPa·s.

(2)カチオン交換ポリマー(SPPO)の溶液(C2)の調製
カチオン交換ポリマー(SPPO)を、その濃度が15質量%となるようにN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解させた以外は、上記と同様にして、スルホン化ポリフェニレンオキシド(SPPO)からなるカチオン交換ポリマーの溶液(C2)を調製した。
このカチオンポリマー溶液(C2)の粘度(25℃)は、2dPa・sであった。
(2) Preparation of Cation Exchange Polymer (SPPO) Solution (C2) A solution (C2) of a cation exchange polymer consisting of sulfonated polyphenylene oxide (SPPO) was prepared in the same manner as above.
The viscosity (25° C.) of this cationic polymer solution (C2) was 2 dPa·s.

(3)カチオン交換ポリマー(SPEEK)の溶液(C3)の調製
ポリエーテルエーテルケトンを濃硫酸に溶解させ、撹拌しながらスルホン化反応を行った。反応後にポリエーテルエーテルケトン/濃硫酸溶液を純水中にクエンチすることでスルホン化ポリエーテルエーテルケトン(カチオン交換ポリマー、SPEEK)を得た。このポリマーのイオン交換容量は1.5meq/gであった。
次に、上記で得られたカチオン交換ポリマー(SPEEK)を、その濃度が25質量%となるように、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)に溶解し、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン(SPEEK)からなるカチオン交換ポリマーの溶液(C3)を調製した。このカチオン交換ポリマー溶液(C3)の粘度(25℃)は5dPa・sであった。
(3) Preparation of solution (C3) of cation exchange polymer (SPEEK) Polyetheretherketone was dissolved in concentrated sulfuric acid, and sulfonation reaction was carried out with stirring. After the reaction, the polyetheretherketone/concentrated sulfuric acid solution was quenched in pure water to obtain sulfonated polyetheretherketone (cation exchange polymer, SPEEK). The ion exchange capacity of this polymer was 1.5 meq/g.
Next, the cation exchange polymer (SPEEK) obtained above is dissolved in N,N-dimethylformamide (DMF) so that its concentration is 25% by mass, and the sulfonated polyether ether ketone (SPEEK) is A solution (C3) of a cation exchange polymer was prepared. The viscosity (25° C.) of this cation exchange polymer solution (C3) was 5 dPa·s.

アニオン交換ポリマー溶液の調製;
(1)アニオン交換ポリマー(CMPS/CMSEPS)の溶液(A1)の調製
ポリスチレンのセグメント(65質量%)とポリイソプレンの水素添加されたセグメント(35質量%)から成る共重合体100gをクロロホルム1000gに溶解し、この溶液に、クロロメチルメチルエーテル100gと塩化スズ10gを加え、40℃で15時間反応させ、ポリスチレンブロックのクロロメチル化を行った。
次いで、メタノール中で沈澱、洗浄した後、乾燥させ、クロロメチル化したスチレン系ブロック共重合体を得た。
次に、上記で得られたクロロメチル化したスチレン系ブロック共重合体に、分子量5000のクロロメチル化ポリスチレンを混合し、クロロメチル化ポリスチレンの割合が40質量%になるように調整した。
Preparation of an anion exchange polymer solution;
(1) Preparation of solution (A1) of anion exchange polymer (CMPS/CMSEPS) 100 g of a copolymer consisting of polystyrene segments (65% by mass) and hydrogenated polyisoprene segments (35% by mass) was added to 1000 g of chloroform. 100 g of chloromethyl methyl ether and 10 g of tin chloride were added to this solution and reacted at 40° C. for 15 hours to chloromethylate the polystyrene block.
Next, the precipitate was precipitated in methanol, washed, and dried to obtain a chloromethylated styrenic block copolymer.
Next, chloromethylated polystyrene having a molecular weight of 5,000 was mixed with the chloromethylated styrenic block copolymer obtained above, and the proportion of chloromethylated polystyrene was adjusted to 40% by mass.

このようにして得られたクロロメチル化重合体混合物をテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、ポリマー濃度が25質量%アニオン交換樹脂前駆体溶液を調製した。
このアニオン交換樹脂前駆体溶液に、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ヘキサンジアミン(アニオン交換基導入剤)を、その濃度が6.6質量%となるように加えて、アニオン交換ポリマー(CMPS/CMSEPS)の溶液(A1)を調製した。
このアニオン交換ポリマー溶液(A1)の粘度(25℃)は5dPa・sであった。
The chloromethylated polymer mixture thus obtained was dissolved in tetrahydrofuran (THF) to prepare an anion exchange resin precursor solution having a polymer concentration of 25 mass %.
To this anion exchange resin precursor solution, N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine (anion exchange group introduction agent) was added so that the concentration was 6.6% by mass. to prepare a solution (A1) of an anion exchange polymer (CMPS/CMSEPS).
The viscosity (25° C.) of this anion exchange polymer solution (A1) was 5 dPa·s.

このようにして得られたアニオン交換ポリマー溶液(A1)を、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布、乾燥して得たアニオン交換膜を用いてイオン交換容量を測定したところ、2.2meq/g-乾燥質量であった。 The anion-exchange polymer solution (A1) thus obtained was coated on a polyethylene terephthalate film, and the anion-exchange membrane obtained by drying was used to measure the ion-exchange capacity. Met.

(2)アニオン交換ポリマー(CMPS/CMSEPS)の溶液(A2)の調製
一方、ポリマー濃度が20質量%となるように変更した以外は、上記と全く同様に、クロロメチル化重合体混合物をテトラヒドロフラン(THF)に溶解してアニオン交換樹脂前駆体溶液を調製した。
このアニオン交換樹脂前駆体溶液に、N,N,N’,N’-テトラメチル-1,6-ヘキサンジアミン(アニオン交換基導入剤)を、その濃度が5.3質量%となるように加えて、アニオン交換ポリマー(CMPS/CMSEPS)の溶液(A2)を調製した。
このアニオン交換ポリマー溶液(A2)の粘度(25℃)は3dPa・sであった。
(2) Preparation of solution (A2) of anion exchange polymer (CMPS/CMSEPS) On the other hand, the chloromethylated polymer mixture was mixed with tetrahydrofuran ( THF) to prepare an anion exchange resin precursor solution.
To this anion exchange resin precursor solution, N,N,N',N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine (anion exchange group introducing agent) was added so that the concentration was 5.3% by mass. to prepare a solution (A2) of an anion exchange polymer (CMPS/CMSEPS).
The viscosity (25° C.) of this anion exchange polymer solution (A2) was 3 dPa·s.

このようにして得られたアニオン交換ポリマー溶液(A2)を、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布、乾燥して得たアニオン交換膜を用いてイオン交換容量を測定したところ、2.0meq/g-乾燥質量であった。 The anion-exchange polymer solution (A2) thus obtained was coated on a polyethylene terephthalate film, and the anion-exchange membrane obtained by drying was used to measure the ion-exchange capacity. Met.

(3)アニオン交換ポリマー(QPS)の溶液(A3)の調製
スチレンとクロロメチルスチレンのモノマーのモル比10:1をトルエン中で70℃、重合開始剤ベンゾイルパーオキシドの存在下に10時間共重合し、次いで反応液をメタノール中に注ぎ、共重合体を得た。
この共重合体のクロロメチル基をN,N,N’,N’-テトラメチルエタン-1,2-ジアミンにて4級アンモニウム塩基化し、その濃度が20質量%となるようにテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、4級アンモニウム塩基の交換容量が0.9meq/gの部分アミノ化ポリスチレン(QPC)からなるアニオン交換ポリマー溶液(A3)を調製した。
このアニオン交換ポリマー溶液(A3)の粘度(25℃)は10dPa・sであった。
(3) Preparation of solution (A3) of anion exchange polymer (QPS) Copolymerization of monomers of styrene and chloromethylstyrene at a molar ratio of 10:1 in toluene at 70°C in the presence of a polymerization initiator benzoyl peroxide for 10 hours. Then, the reaction solution was poured into methanol to obtain a copolymer.
The chloromethyl group of this copolymer was converted to a quaternary ammonium base with N,N,N',N'-tetramethylethane-1,2-diamine, and tetrahydrofuran (THF) was added so that the concentration was 20% by mass. An anion-exchange polymer solution (A3) was prepared which consisted of partially aminated polystyrene (QPC) dissolved in and having a quaternary ammonium base exchange capacity of 0.9 meq/g.
The viscosity (25° C.) of this anion exchange polymer solution (A3) was 10 dPa·s.

不織布シート;
不織布シートとしては次のものを使用した。
(N1)廣瀬製紙(株)製HOP-10
目付量:10g/m
厚み:0.05mm
空隙率:78%
繊維径:12μm
材質:ポリエチレン
(N2)廣瀬製紙(株)製HOP-15
目付量:15g/m
厚み:0.07mm
空隙率:76%
繊維径:12μm
材質:ポリエチレン
(N3)フロイデンベルグ社製Novatexx2473
目付量:27g/m
厚み:0.11mm
空隙率:73%
材質:ポリエチレン/ポリプロピレン
nonwoven sheet;
The following nonwoven fabric sheets were used.
(N1) HOP-10 manufactured by Hirose Paper Co., Ltd.
Weight per unit area: 10 g/m 2
Thickness: 0.05mm
Porosity: 78%
Fiber diameter: 12 μm
Material: Polyethylene (N2) HOP-15 manufactured by Hirose Paper Co., Ltd.
Weight per unit area: 15 g/m 2
Thickness: 0.07mm
Porosity: 76%
Fiber diameter: 12 μm
Material: Polyethylene (N3) Novatexx2473 manufactured by Freudenberg
Weight per unit area: 27 g/m 2
Thickness: 0.11mm
Porosity: 73%
Material: Polyethylene/Polypropylene

尚、以下の実施例及び比較例2において、剥離フィルム(PETフィルム)に塗布されて形成されるイオン交換樹脂層を第1イオン交換体層と表現し、この第1イオン交換層上に形成されるカウンターイオン交換樹脂層を第2イオン交換層と表現している。 In the following examples and comparative example 2, the ion-exchange resin layer formed by coating a release film (PET film) is expressed as a first ion-exchange layer, and the ion-exchange resin layer formed on the first ion-exchange layer The counter ion-exchange resin layer that is used is expressed as the second ion-exchange layer.

<実施例1>
バイポーラ膜の製造;
1.第1イオン交換層の形成
上記で調製されたカチオン交換ポリマー(SPPO)の溶液(C1)を、バーコーターを用いてポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに100μm液厚になるように塗布して、塗布層を形成した。
上記塗布層が形成されているPETフィルムを50℃で5分間乾燥させ、次いで、この塗布層に、上記の不織布シート(N1)を重ね合わせてローラ加圧により積層することで、不織布シートの片面にカチオン交換樹脂塗布層を形成させた。
次いで、60℃で加熱乾燥して塗布層を固化せしめ、第1イオン交換層を形成した。
<Example 1>
manufacture of bipolar membranes;
1. Formation of the first ion exchange layer The cation exchange polymer (SPPO) solution (C1) prepared above is applied to a polyethylene terephthalate (PET) film using a bar coater so as to have a liquid thickness of 100 μm, and the coating layer is formed. formed.
The PET film on which the coating layer is formed is dried at 50 ° C. for 5 minutes, and then the nonwoven fabric sheet (N1) is superimposed on the coating layer and laminated by roller pressing to obtain one side of the nonwoven fabric sheet. to form a cation exchange resin coating layer.
Then, the coating layer was dried by heating at 60° C. to solidify the coating layer to form a first ion exchange layer.

2.水解離促進触媒の付与
得られた第1イオン交換層を5.0質量%の塩化スズ水溶液に60分浸漬した。次いで第1イオン交換層を取り出し60℃で乾燥した。
2. Application of Water Dissociation Accelerating Catalyst The obtained first ion-exchange layer was immersed in a 5.0% by mass tin chloride aqueous solution for 60 minutes. The first ion exchange layer was then removed and dried at 60°C.

3.第2イオン交換層の形成
次いで、上記の第1イオン交換層の不織布シート面側に、アニオン交換ポリマー(CMPS/CMSEPS)の溶液(A2)を塗布し、50℃で30分間乾燥した後、PETフィルムを剥離してバイポーラ膜を得た。
3. Formation of the second ion exchange layer Next, the nonwoven fabric sheet side of the first ion exchange layer is coated with an anion exchange polymer (CMPS/CMSEPS) solution (A2), dried at 50 ° C. for 30 minutes, and then PET The film was peeled off to obtain a bipolar membrane.

得られたバイポーラ膜について、第1イオン交換層の組成、第1イオン交換層の形成に用いた溶媒種、カチオン交換ポリマー(イオン交換ポリマー)の溶液粘度及び該溶液の塗布厚みを表1に示した。また、不織布シートの物性及び水解離促進用触媒を表2に示し、表3には、第2イオン交換層の組成、第2イオン交換層の形成に用いた溶媒種、アニオン交換ポリマー(イオン交換ポリマー)の溶液粘度及び該溶液の塗布厚みを示した。 Table 1 shows the composition of the first ion-exchange layer, the type of solvent used to form the first ion-exchange layer, the viscosity of the cation-exchange polymer (ion-exchange polymer) solution, and the coating thickness of the solution for the resulting bipolar membrane. rice field. Table 2 shows the physical properties of the non-woven fabric sheet and the catalyst for promoting water dissociation. Polymer) solution viscosity and coating thickness of the solution are shown.

上記バイポーラ膜ついての接着性(T型剥離強度)、触媒量、バイポーラ電圧を評価し、その結果を、バイポーラ膜の厚み、不織布シート厚み、及びバイポーラ膜の接合界面の位置と共に、表4に示した。 Adhesion (T-type peel strength), amount of catalyst, and bipolar voltage of the bipolar membrane were evaluated, and the results are shown in Table 4 together with the thickness of the bipolar membrane, the thickness of the nonwoven fabric sheet, and the position of the bonding interface of the bipolar membrane. rice field.

<実施例2~6>
バイポーラ膜の作成に用いたイオン交換樹脂種や不織布シートの種類、触媒濃度を表1~3に示す通りに変えた他は実施例1と同様の手順で、バイポーラ膜を作成した。バイポーラ膜の構成と共に、その特性を表4に示した。
<Examples 2 to 6>
A bipolar membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the type of ion-exchange resin, the type of non-woven fabric sheet, and the concentration of the catalyst used to prepare the bipolar membrane were changed as shown in Tables 1 to 3. Table 4 shows the configuration of the bipolar membrane and its characteristics.

<実施例7>
実施例6で得た第1イオン交換層を塩化スズ水溶液で処理する代わりに2.0質量%塩化ルテニウム(III)水溶液で処理した以外は同じ手順にてバイポーラ膜を得た。このバイポーラ膜の作成に用いたイオン交換樹脂種や不織布シートの種類、触媒濃度を表1~3に示し、表4には、そのバイポーラ膜の構成と共に、その特性を表4に示した。
<Example 7>
A bipolar membrane was obtained in the same procedure except that the first ion-exchange layer obtained in Example 6 was treated with a 2.0 mass % ruthenium (III) chloride aqueous solution instead of the tin chloride aqueous solution. Tables 1 to 3 show the types of ion-exchange resins, non-woven fabric sheets, and catalyst concentrations used to prepare this bipolar membrane, and Table 4 shows the composition of the bipolar membrane and its characteristics.

<実施例8>
第1イオン交換層にQPS溶液を用いた以外は実施例6と同様な方法にてバイポーラ膜を得た。バイポーラ膜の構成は表1に特性は表2に示す通りであった。
<Example 8>
A bipolar membrane was obtained in the same manner as in Example 6, except that a QPS solution was used for the first ion exchange layer. The structure of the bipolar membrane is shown in Table 1 and the characteristics are shown in Table 2.

<実施例9>
不織布シート(N3)(Novatexx2473)を熱プレスにて厚みが0.075mmになるように処理し、空隙率62%の厚み調整不織布シート(N3’)を得た。この不織布シート(N3’)を用いた以外は、実施例1と同様な方法にてバイポーラ膜を得た。
このバイポーラ膜の作成に用いたイオン交換樹脂種や不織布シートの種類、触媒濃度を表1~3に示し、表4には、そのバイポーラ膜の構成と共に、その特性を表4に示した。
この例では、不織布シート(N3’)の空隙率が62%と低いためにバイポーラ膜の触媒界面形成面積が少なく、バイポーラ電圧が高電圧となった。
<Example 9>
A nonwoven fabric sheet (N3) (Novatexx2473) was processed by a hot press so as to have a thickness of 0.075 mm to obtain a thickness-adjusted nonwoven fabric sheet (N3') having a porosity of 62%. A bipolar membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that this nonwoven fabric sheet (N3') was used.
Tables 1 to 3 show the types of ion-exchange resins, non-woven fabric sheets, and catalyst concentrations used to prepare this bipolar membrane, and Table 4 shows the composition of the bipolar membrane and its characteristics.
In this example, the porosity of the non-woven fabric sheet (N3') was as low as 62%, so that the bipolar membrane had a small catalytic interface forming area, resulting in a high bipolar voltage.

<比較例1>
不織布シートを使用しなかった以外は、実施例1と同様な方法にてバイポーラ膜を得た。このバイポーラ膜の作成に用いたイオン交換樹脂種や触媒濃度を表1~3に示し、表4には、そのバイポーラ膜の構成と共に、その特性を表4に示した。
この例では、不織布シートがないためイオン交換層の界面での接着性が低くなった。
<Comparative Example 1>
A bipolar membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the nonwoven fabric sheet was not used. Tables 1 to 3 show the ion-exchange resin species and catalyst concentration used to prepare this bipolar membrane, and Table 4 shows the configuration of the bipolar membrane and its characteristics.
In this example, the absence of the nonwoven sheet resulted in poor adhesion at the interface of the ion exchange layer.

<比較例2>
触媒液を使用しなかった以外は、実施例1と同様な方法にてバイポーラ膜を得た。このバイポーラ膜の作成に用いたイオン交換樹脂種や不織布シートの種類を表1~3に示し、表4には、そのバイポーラ膜の構成と共に、その特性を表4に示した。
この例では、触媒がないために水解離電圧が高く、バイポーラ電圧が高くなった。
<Comparative Example 2>
A bipolar membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that no catalyst solution was used. Tables 1 to 3 show the types of ion-exchange resins and non-woven fabric sheets used to prepare this bipolar membrane, and Table 4 shows the composition of the bipolar membrane and its characteristics.
In this example, the lack of catalyst resulted in a high water dissociation voltage and a high bipolar voltage.

<比較例3>
第1イオン交換層のコート厚みを200μmにした以外は実施例1と同様な方法にてバイポーラ膜を得た。
このバイポーラ膜の作成に用いたイオン交換樹脂種や不織布シートの種類、触媒濃度を表1~3に示し、表4には、そのバイポーラ膜の構成と共に、その特性を表4に示した。
この例では、第1イオン交換層を厚く塗ったために不織布シートが第1イオン交換層に覆われており、不織布シートが第1イオン交換層と第2イオン交換層とに跨った構造とならず、第1イオン交換層と第2イオン交換層の接着性が低かった。
<Comparative Example 3>
A bipolar membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the coating thickness of the first ion exchange layer was 200 μm.
Tables 1 to 3 show the types of ion-exchange resins, non-woven fabric sheets, and catalyst concentrations used to prepare this bipolar membrane, and Table 4 shows the composition of the bipolar membrane and its characteristics.
In this example, since the first ion-exchange layer was applied thickly, the non-woven fabric sheet was covered with the first ion-exchange layer, and the non-woven fabric sheet did not straddle the first ion-exchange layer and the second ion-exchange layer. , the adhesion between the first ion-exchange layer and the second ion-exchange layer was low.

Figure 0007257027000001
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Figure 0007257027000002
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Figure 0007257027000004
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1:多孔質シート
3:触媒層
C:カチオン交換樹脂層
A:アニオン交換樹脂層
BP:バイポーラ膜
1: Porous sheet 3: Catalyst layer C: Cation exchange resin layer A: Anion exchange resin layer BP: Bipolar membrane

Claims (9)

カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層とが接合されてなるバイポーラ膜において、
前記カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面には、水解離促進触媒が分布しており、
前記カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面に跨って多孔質シートが含まれており、
該多孔質シートの厚みをTとしたとき、前記カチオン交換樹脂層とアニオン交換樹脂層との接合界面が、上記厚みTの3/10~7/10の箇所に位置してなり、
引っ張り速度100mm/分におけるT形剥離強度が0.5N/cm以上である、
ことを特徴とするバイポーラ膜。
In a bipolar membrane formed by bonding a cation exchange resin layer and an anion exchange resin layer,
A water dissociation promoting catalyst is distributed at the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer,
A porous sheet is included across the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer ,
When the thickness of the porous sheet is T, the bonding interface between the cation exchange resin layer and the anion exchange resin layer is located at a location of 3/10 to 7/10 of the thickness T,
T-peel strength at a tensile speed of 100 mm / min is 0.5 N / cm or more,
A bipolar membrane characterized by:
前記水解離促進触媒が、錫塩化物またはルテニウム塩化物である請求項1に記載のバイポーラ膜。 2. The bipolar membrane according to claim 1, wherein the water dissociation promoting catalyst is tin chloride or ruthenium chloride. 前記多孔質シートの空隙率が70~90%の範囲にある請求項1に記載のバイポーラ膜。 2. The bipolar membrane according to claim 1, wherein said porous sheet has a porosity in the range of 70 to 90%. 前記多孔質シートが、不織布繊維シートである請求項に記載のバイポーラ膜。 4. The bipolar membrane according to claim 3 , wherein said porous sheet is a nonwoven fibrous sheet. 前記不織布繊維シートの目付量が、3~50g/m2の範囲にあり、繊維径が8~30μmの範囲にある請求項に記載のバイポーラ膜。 5. The bipolar membrane according to claim 4 , wherein said nonwoven fiber sheet has a basis weight in the range of 3 to 50 g/m 2 and a fiber diameter in the range of 8 to 30 μm. イオン交換樹脂層と、該イオン交換樹脂層とは逆極性のカウンターイオン交換樹脂層とが接合され、その接合界面には水解離反応促進用の触媒が分布してなるバイポーラ膜の製造方法において、
多孔質シート、剥離フィルム、イオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解しており、25℃での粘度が5.0~55dPa・sの高粘度溶液である第1の有機溶媒溶液、水解離促進触媒が分散ないし溶解した触媒液、及びカウンターイオン交換樹脂形成用ポリマーが溶解しており、前記第1の有機溶媒溶液よりも低粘度の溶液である第2の有機溶媒溶液を用意し、さらに下記の(a-1)~(a-3)、(b)、及び(c-1)~(c-3)の工程を含むことを特徴とするバイポーラ膜の製造方法:
(a-1)前記剥離フィルムの一方の表面に、第1の有機溶媒溶液を塗布して第1の有機溶媒溶液の塗布層を形成する工程;
(a-2)前記第1の有機溶媒溶液の塗布層に、前記多孔質シートを重ね合わせ、該多孔質シートの厚み方向途中まで、前記第1の有機溶媒溶液を含浸させる工程;
(a-3)前記多孔質シートが重ね合わされた状態で、前記第1の有機溶媒溶液の塗布層を乾燥して、該重ね合わせ面から多孔質シートの厚み方向途中までの領域にイオン交換樹脂層を形成することにより、剥離フィルム、イオン交換樹脂層及び多孔質シートが積層されたイオン交換樹脂シートを得る工程;
(b)前記イオン交換樹脂シートの多孔質シート側の表面に、前記触媒液を塗布して該多孔質シート内に侵入させ、次いで乾燥することにより、前記イオン交換樹脂層の表面に、前記触媒を分布させる工程;
(c-1)前記第2の有機溶媒溶液を、前記イオン交換樹脂シートの多孔質シートの表面に塗布して、該第2の有機溶媒溶液の塗布層を形成する工程;
(c-2)前記第2の有機溶媒溶液の塗布層を乾燥してカウンターイオン交換樹脂層を形成する工程;
(c-3)次いで、前記剥離フィルムを剥離することにより、バイポーラ膜を作製する工程;
In a method for producing a bipolar membrane, wherein an ion-exchange resin layer and a counter-ion-exchange resin layer having a polarity opposite to that of the ion-exchange resin layer are bonded together, and a catalyst for promoting a water dissociation reaction is distributed on the bonding interface,
A first organic solvent solution, which is a high-viscosity solution having a viscosity of 5.0 to 55 dPa s at 25° C., in which a porous sheet, a release film, and an ion-exchange resin-forming polymer are dissolved, and a water dissociation promoting catalyst. A second organic solvent solution in which the dispersed or dissolved catalyst solution and the polymer for forming the counter ion exchange resin are dissolved and which has a lower viscosity than the first organic solvent solution is prepared, and the following ( A method for manufacturing a bipolar membrane, comprising steps a-1) to (a-3), (b), and (c-1) to (c-3):
(a-1) applying a first organic solvent solution to one surface of the release film to form a coating layer of the first organic solvent solution;
(a-2) a step of superimposing the porous sheet on the coating layer of the first organic solvent solution and impregnating the porous sheet with the first organic solvent solution halfway in the thickness direction;
(a-3) drying the coating layer of the first organic solvent solution in a state where the porous sheets are superimposed, and ion exchange resin is applied to a region from the superimposed surface to the middle of the thickness direction of the porous sheets; A step of obtaining an ion-exchange resin sheet in which a release film, an ion-exchange resin layer and a porous sheet are laminated by forming layers;
(b) applying the catalyst solution to the surface of the ion-exchange resin sheet on the porous sheet side, allowing it to penetrate into the porous sheet, and then drying to obtain the catalyst solution on the surface of the ion-exchange resin layer; distributing;
(c-1) applying the second organic solvent solution to the surface of the porous sheet of the ion exchange resin sheet to form a coating layer of the second organic solvent solution;
(c-2) drying the coating layer of the second organic solvent solution to form a counter ion exchange resin layer;
(c-3) Next, a step of producing a bipolar membrane by peeling off the release film;
前記多孔質シートとして、不織布繊維シートを使用する請求項に記載の製造方法。 7. The manufacturing method according to claim 6 , wherein a nonwoven fiber sheet is used as the porous sheet. 前記イオン交換樹脂形成用ポリマーとして、イオン交換樹脂前駆体が使用されている場合には、前記工程(a-3)において、前記多孔質シートが重ねあわされた状態で、前記塗布層を乾燥した後、該イオン交換樹脂前駆体にイオン交換基を導入する請求項に記載の製造方法。 When an ion-exchange resin precursor is used as the ion-exchange resin-forming polymer, in the step (a-3), the coating layer is dried while the porous sheets are overlapped. 7. The production method according to claim 6 , wherein ion exchange groups are subsequently introduced into the ion exchange resin precursor. 前記カウンターイオン交換樹脂形成用ポリマーとして、カウンターイオン交換樹脂前駆体が使用されている場合には、前記工程(c-2)において、カウンターイオン交換樹脂前駆体を含む塗布層を乾燥した後、カウンターイオン交換樹脂前駆体にカウンターイオン交換基を導入する請求項に記載の製造方法。
When a counter ion-exchange resin precursor is used as the counter ion-exchange resin-forming polymer, in the step (c-2), after drying the coating layer containing the counter ion-exchange resin precursor, the counter 7. The production method according to claim 6 , wherein a counter ion exchange group is introduced into the ion exchange resin precursor.
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