JPH0243228A - 膜の製造方法 - Google Patents

膜の製造方法

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JPH0243228A
JPH0243228A JP1146533A JP14653389A JPH0243228A JP H0243228 A JPH0243228 A JP H0243228A JP 1146533 A JP1146533 A JP 1146533A JP 14653389 A JP14653389 A JP 14653389A JP H0243228 A JPH0243228 A JP H0243228A
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ギデオン・レビン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有機又は無機ポリマーからなり、水溶液中で
使用すると水を少なくとも６０％含有するガス不透過性
でかつ水透過性の膜を製造する方法に関する。
〔従来の技術〕
液体中で行われる多くの工程において、水透過性であり
かつ場合によりガス不透過性である膜が必要となる。こ
のような工程は例えば分離工程、限外濾過工程、触媒工
程、過蒸発工程、徐放工程及び電解工程である。
特別な例として亜鉛電解採取が挙げられる。通常の亜鉛
電解採取では、アルミニウム陰極と鉛陽極がＺｎ５Ｏ，
溶液で用いられる。陰極には金属亜鉛が析出し、不溶性
陽極からは酸素が発生し、逸散するときに酸ミストを連
行する。陽極として水素拡散陽極を用いると、酸素は全
く発生せず、電解摺電圧、従ってエネルギー消費が著し
く減少する。
水素拡散陽極の表面は、例えば炭素含有繊維といった導
伝マットからなる（米国特許第４２４８６８２号及び同
第４４１２８９４号）。このマットは電解液からそれた
側で水素と接触する。水素の損失を回避するためにはガ
ス状水素はマットを通って電解液中へ全く又はごくわず
かしか入らないようにしなければならない。このために
は、マットをガス不透過性でかつ水透過性の膜で被覆す
ればよい。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の課題は、実質的にガス不透過性であり、良好な
水透過性を有し、薄い厚さにも拘らず良好な強度を有し
、侵食性溶液、特に酸溶液に対して耐性のある膜を製造
することである。
〔課題を解決するための手段〕
前記課題は冒頭に述べた方法において、ａ）ポリマーは
イオン交換活性をもたず、水混和性有機溶媒に可溶であ
り、水と接触してヒドロゲルを生成するものであり、 ｂ）ポリマーを水混和性有機溶媒に溶解し、Ｃ）溶解ポ
リマーを布地様基材に結合させて複合体とし、 ｄ）複合体中の溶解ポリマーを水によりヒドロゲルとし
て生成させる ことを特徴とする方法により解決される。
水溶液中で使用した場合の膜の含水率は好ましくは８０
％以上なければならない。ポリマーとしては例えばポリ
アクリルアミド、ポリアクリロニトリル又はこれらのコ
ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテニ
ド、ポリオキシエチレン、及びポリヒドロキシメチルメ
タクリレートを用いることができる。を容媒としては例
えばジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、及
びヘキサメチルリン酸トリアミドを用いることができる
。布地様基材は生地様のものであり、織物又は編物であ
ってよく、又は不織布であってよい。
この基材は膜にとって必要な強度をもたねばならない、
好ましくは基材はポリエステル、ポリプロピレン、ガラ
ス繊維、炭素繊維又は金属からなる。
複合体を水によりヒドロゲルとして生成させるのは支持
体上で又は支持体から複合体をはずしてから行われる。
膜の厚さは用途目的に応じて決められ、一般に約０．３
〜１．３　ｍｍの範囲である。布地様基材が厚いと膜の
厚さも大きくすることができる。
用語「ガス不透過性」とは使用条件下でガスが膜を透過
しないことを意味する。複合体の形成は例えばガラス板
からなる支持体上で行われる。
まず、支持体上に溶解ポリマーの薄層を均一に塗布する
。この溶解ポリマー層上に布地様基材をかふせる。この
基材上に再び溶解ポリマーの薄層を均一に塗布する。各
層は２層又は３層以上に形成するのが好ましい。そうす
ることにより空孔の形成が確実に回避されるからである
。
好適態様によれば、工程ｂ）によるポリマーの溶解は粘
度降下溶剤の添加の下に行われる。粘度降下溶剤として
水溶性ケトン溶剤、例えばアセトン、水溶液エーテル溶
剤、例えばテトラヒドロフラン、水溶性アミン溶剤、例
えばトリエチルアミン又はポリエチレンオキシドを用い
ることができる。粘度降下溶剤はポリマーと基材との結
合を強力にし、極めて薄い膜中に空孔が形成されるのを
防ぐ。その上、室温での作業性を非常に良くする。
好適態様によれば、工程Ｃ）による複合体を布地様支持
体に塗布し、この支持体上で工程ｄ）により溶解ポリマ
ーを水によりヒドロゲルとして生成させる。布地様支持
体への複合体の塗布は支持体を複合体に被覆するか、複
合体を布地様支持体に被覆するようにして行われる。こ
うして、水中でのヒドロゲルの生成により布地様基材と
の強固な結合が得られる。布地様支持体は例えば、水素
拡散陽極のマットからなることができる。
好適態様によれば、工程ｂ）による溶解ポリマーを多孔
性で水透過性のバッキング上に少なくとも一層として塗
布し、この層上に布地様基材をかぶせ、この基材上に少
なくとも一層の溶解ポリマーを塗布し、こうして工程Ｃ
）によりつくられた複合体中で溶解ポリマーを水により
ヒドロゲルとして生成させる。多孔性で水透過性のバン
キングを基土にのせる。このバンキングは有機又は無機
材料からなるものでよい。溶解ポリマーの多孔性で水透
過性のバッキングへの浸透程度は溶解ポリマーの粘度と
濃度により決まり、浸透が部分的に又は全体に行われる
ように調節される。多孔性で水透過性のバッキングを使
用することにより複合体を支持体から容易にはがすこと
ができ又は支持体上で複合体からヒドロゲルを生成させ
る際に複合体の下側に水が達し易くなる。その上、生成
した膜は水の外にあるときの乾燥に対しである程度保護
される。
好適態様によれば、多孔性で水透過性のバッキングとし
て紙を用いる。紙はバンキングとして特に適している。
ヒドロゲルの生成後、紙の厚さの一部は研摩により除く
ことができる。
好適態様によれば、溶解ポリマーを塗布する前の紙を親
水性又は疏水性液体で含浸する。この液体は例えばシリ
コーンの如き疏水性であってよく又は例えばグリセリン
又は低分子ポリエチレンオキシドの如き親水性であって
よい。溶媒として易揮発性液体が選ばれる。含浸により
紙の強度が上昇し、ポリマーの紙への浸透を調節するこ
とができる。含浸は紙の水透過性が依然として維持され
るように行われる。
好適態様によれば、布地様支持体が導電材料からなり、
この支持体の少なくとも縁部を電極板に接着結合させ、
布地様支持体の端面を接着剤でシールし、電極板の短縁
に接着剤を塗布し、布地様生地を布地様支持体と電極板
に巻き付け、電極板に接着剤で結合させ、接着剤を硬化
させ、工程Ｃ）による複合体を布地様支持体上の布地様
生地に塗布し、この生地上の溶解ポリマーを工程ｄ）に
おいて水によりヒドロゲルとして生成させる。亜鉛電解
採取の場合の電極板は鉛陽極からなり、この陽極は水素
ガスの出入口を有する。導電支持体は好ましくは黒鉛化
プラスチックからなる。布地様支持体を電極板の両面に
接着させる。接着剤は導電性のものである。布地様支持
体の縁部のシールは電極板の表面から布地様支持体の上
縁部まで接着剤の層を楔形に形成して行う。電極端の短
縁は布地様生地の幅に接着剤を塗布する。電極板の正面
の、布地様支持体で覆われていない部分にも接着剤を塗
布することができる。この接着剤は導電性であってはな
らない、布地様生地は工程Ｃ）で用いる布地様基材と同
じであってよい。この生地を縁部シーリング用に塗布し
た接着剤と表面に塗布した接着剤に押しつける。接着剤
の硬化は接着剤によっては炉内での熱処理によって行う
ことができる。電極板が大きくかつ重い場合、処理全体
は電極板を垂直に懸垂して行うのが好ましい。
この作業方法により、ガス透過に対して布地様支持体の
縁部を確実にシールすることができる。
好適態様によれば、複合体を布地様生地に塗布する前に
布地様支持体を包囲した布地様生地の縁に工程ｄ）によ
る溶解ポリマーを塗布する。これにより布地様支持体の
縁部を膜で特に良く被覆される。
〔実施例〕
多孔性でかつ水透過性のバッキングとしてシリコーン処
理の祇シートを用いた。ジメチルスルホキシド３６．８
ｇを三角フラスコに入れ、４０〜５０℃で攪拌し、ポリ
アクリロニトリル系コポリマー４．８ｇを加えた。完全
に溶解後、アセトン６．４ｇを添加した。アセトン添加
により著しく粘度降下が起こった。シリコーン処理紙に
ポリマー溶液を未乾燥厚さ５０μｍに塗布した。この５
０μｍの未乾燥塗膜の上に未乾燥厚さ１２５μｍの塗膜
をさらに一層塗布した。その上にポリエステル織布をか
ぶせた。このポリエステル織布の上に厚さ２００μｍの
ポリエステル溶液の未乾燥塗膜をさらに塗布した。
こうしてつくった複合体を紙にのせたまま支持体として
用いたガラス板からはがし、蒸留水の入ったシャーレに
移す。そこでは水がジメチルスルホキシドと入れ換わっ
て所望のヒドロゲル構造体が生成し、この構造体はポリ
エステル織布の埋設と支持材料としての紙の使用により
高い機械的強度を有していた。生成した膜の厚さは約４
６０μｍであった。その際、紙の厚さは１００μｍであ
り、ポリエステル織布の厚さは９０μｍであった。
実験用の両面電極を製造するために、態形の鉛陽極を次
のように取り付けた。即ち、陽極の一方の面で炭素繊維
クロスの接触面に約１　ｃｍの幅に黒鉛含有エポキシ接
着剤を塗布した。炭素繊維クロスを窓の開口部と心合せ
してのせ、接着剤に注意深く押し付けた。炭素繊維クロ
スと釦枠との間の移行部分は四辺すべてに三角形状に黒
鉛含有エポキシ接着剤を充填した。陽極のこの面の炭素
繊維クロス上にポリエステルクロスをのせ、縁にそって
黒鉛含有エポキシ接着剤に注意深く押し付けた。
次いでポリエステルクロスの縁に希釈したエポキシ接着
剤を塗布した。陽極を裏返しにした。次いで陽極のこの
面に前記と同様に炭素繊維クロスをのせ、このクロスの
縁を前記と同様に黒鉛含有エポキシ接着剤でシールした
。次いで釦枠の２つの短縁に黒鉛含有エポキシ接着剤を
塗り、ポリエステルクロスを鉛陽極の周囲にぴんと張っ
て巻き付け、黒鉛含有エポキシ接着剤の塗布面に押し付
けた。次いでこの面のポリエステルクロスに前記と同様
に希釈エポキシ接着剤を塗布した。こうして調製された
陽極を１３０℃で６５分間熱処理してエポキシ接着剤を
硬化させた。陽極が室温まで冷却したら炭素繊維クロス
を包囲したポリエステルクロスの縁部にポリマーのジメ
チルスルホキシド溶液を塗布した。前記の通り調製した
複合体を陽極の両面にのせて窓部分を覆い、軽く押し付
けた。
次いで複合体中の溶解ポリマーからヒドロゲルを生成さ
せるための陽極を蒸留水に浸漬した。ヒドロゲル生成後
、陽極を湿潤状態のまま硫酸亜鉛溶液の入った試験電解
槽に取り付けた。陽極に水素を導入した。亜鉛が析出す
る際、電解槽の析出電圧は約１．２８ボルトに達した。
水素は膜を通過しなかった。
〔発明の効果〕
本発明の利点として、充分にガス不透過性でかつ水透過
性であり、極めて高い機械的強度を有し、耐食性にすぐ
れ、ある程度の柔軟性を有し、布地様支持体に深く侵入
しなくともこれに強く結合した薄くかつ均一な膜を製造
することができる。この膜は金属の電解採取、特に亜鉛
の電解採取に適している。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、有機又は無機ポリマーからなり、水溶液中で使用す
    ると水を少なくとも６０％含有するガス不透過性でかつ
    水透過性の膜を製造する方法であって、 ａ）ポリマーはイオン交換活性をもたず、水混和性有機
    溶媒に可溶であり、水と接触してヒドロゲルを生成する
    ものであり、 ｂ）ポリマーを水混和性有機溶媒に溶解し、ｃ）溶解ポ
    リマーを布地様基材に結合させて複合体とし、 ｄ）複合体中の溶解ポリマーを水によりヒドロゲルとし
    て生成させる ことを特徴とする方法。 ２、工程ｂ）によるポリマーの溶解を粘度降下溶剤の添
    加の下に行うことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、工程ｃ）による複合体を布地様支持体に塗布し、こ
    の支持体上で工程ｄ）により溶解ポリマーを水によりヒ
    ドロゲルとして生成させることを特徴とする請求項１又
    は２記載の方法。 ４、工程ｂ）による溶解ポリマーを多孔性で水透過性の
    バッキング上に少なくとも一層として塗布し、この層上
    に布地様基材をかぶせ、この基材上に少なくとも一層の
    溶解ポリマーを塗布し、こうして工程ｃ）によりつくら
    れた複合体中で溶解ポリマーを水によりヒドロゲルとし
    て生成させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
    に記載の方法。 ５、多孔性で水透過性のバッキングとして紙を用いるこ
    とを特徴とする請求項４記載の方法。 ６、溶解ポリマーを塗布する前の紙を親水性又は疏水性
    液体で含浸することを特徴とする請求項５記載の方法。 ７、布地様支持体が導電材料からなり、この支持体の少
    なくとも縁部を電極板に接着結合させ、布地様支持体の
    端面を接着剤でシールし、電極板の短縁に接着剤を塗布
    し、布地様生地を布地様支持体と電極板に巻き付け、電
    極板に接着剤で結合させ、接着剤を硬化させ、工程ｃ）
    による複合体を布地様支持体上の布地様生地に塗布し、
    この生地上の溶解ポリマーを工程ｄ）において水により
    ヒドロゲルとして生成させることを特徴とする請求項３
    〜６のいずれかに記載の方法。 ８、複合体を布地様生地に塗布する前に、布地様支持体
    を包囲した布地様生地の縁に工程ｄ）による溶解ポリマ
    ーを塗布することを特徴とする請求項７記載の方法。
JP1146533A 1988-06-09 1989-06-08 膜の製造方法 Pending JPH0243228A (ja)

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DE3819633.6 1988-06-09
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JP (1) JPH0243228A (ja)
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DE (1) DE3819633A1 (ja)
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