JPH0632918A - バイポーラ膜の製造方法 - Google Patents
バイポーラ膜の製造方法Info
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- JPH0632918A JPH0632918A JP4213745A JP21374592A JPH0632918A JP H0632918 A JPH0632918 A JP H0632918A JP 4213745 A JP4213745 A JP 4213745A JP 21374592 A JP21374592 A JP 21374592A JP H0632918 A JPH0632918 A JP H0632918A
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- exchange membrane
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Abstract
(57)【要約】
【目的】陽イオン交換層と陰イオン交換層の接合強度が
大きく、安定な優れた電気化学的性能を有するバイポー
ラ膜の製造方法を提供する。 【構成】陰イオン交換膜の表面に、パーフルオロスルホ
ン酸重合体のエタノール溶液を流延し、その上に陽イオ
ン交換膜を圧着した後、上記パーフルオロスルホン酸重
合体の溶液の溶媒を蒸発除去する。
大きく、安定な優れた電気化学的性能を有するバイポー
ラ膜の製造方法を提供する。 【構成】陰イオン交換膜の表面に、パーフルオロスルホ
ン酸重合体のエタノール溶液を流延し、その上に陽イオ
ン交換膜を圧着した後、上記パーフルオロスルホン酸重
合体の溶液の溶媒を蒸発除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気透析による水スプ
リット法において特に有用なバイポーラ膜の製造方法に
関するものである。
リット法において特に有用なバイポーラ膜の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バイポーラ膜の陰イオン交換膜側を陽極
側、陽イオン交換膜側を陰極側にして電流を印加せしめ
ると、水がスプリット（split ）して水素イオンと水酸
イオンに解離することはFriette が１９５６年に報告し
ており、広く知られている。
側、陽イオン交換膜側を陰極側にして電流を印加せしめ
ると、水がスプリット（split ）して水素イオンと水酸
イオンに解離することはFriette が１９５６年に報告し
ており、広く知られている。
【０００３】バイポーラ膜はこの能力を有するために有
用であり、陰イオン交換膜及び／又は陽イオン交換膜を
適宜使用することにより、芒硝などの中性塩を原料とし
て硫酸と苛性ソーダなどの酸とアルカリを製造すること
が知られている。このようなバイポーラ膜は大量に使用
されることから安価に、しかも容易に製造されなければ
ならず、すでにいくつかの製造法が報告されている。
用であり、陰イオン交換膜及び／又は陽イオン交換膜を
適宜使用することにより、芒硝などの中性塩を原料とし
て硫酸と苛性ソーダなどの酸とアルカリを製造すること
が知られている。このようなバイポーラ膜は大量に使用
されることから安価に、しかも容易に製造されなければ
ならず、すでにいくつかの製造法が報告されている。
【０００４】例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重
合体をベースとするフィルムの片面にスルホン化等の処
理により陽イオン交換基を導入し、もう一方の片面に４
級化アンモニウム基の陰イオン交換基を導入してなるバ
イポーラ膜が特公昭６０−３１８６０号及び特開昭６３
−９５２３５号に開示されている。また、ポリビニルベ
ンジルクロリドとポリフッ化ビニリデンの混合膜の４級
アンモニウム塩の膜上に微粒子の陽イオン交換樹脂とポ
リフッ化ビニリデンの分散液を塗布したバイポーラ膜が
特公昭６０−３５９３６号に開示されている。
合体をベースとするフィルムの片面にスルホン化等の処
理により陽イオン交換基を導入し、もう一方の片面に４
級化アンモニウム基の陰イオン交換基を導入してなるバ
イポーラ膜が特公昭６０−３１８６０号及び特開昭６３
−９５２３５号に開示されている。また、ポリビニルベ
ンジルクロリドとポリフッ化ビニリデンの混合膜の４級
アンモニウム塩の膜上に微粒子の陽イオン交換樹脂とポ
リフッ化ビニリデンの分散液を塗布したバイポーラ膜が
特公昭６０−３５９３６号に開示されている。
【０００５】更に、予め製造された陰イオン交換膜と陽
イオン交換膜とを熱と圧力で融着させることによって製
造する方法が米国特許第３，３７２，１０１号に、積層
界面に無機化合物を介在させて後プレスすることによっ
てバイポーラ膜を製造する方法が特開昭５９−４７２３
５号及び特表平３−５０５８９４号に開示されている。
また、予め製造された陽イオン交換膜と陰イオン交換膜
とをポリビニルアミンを接着剤として用いて接合する方
法が特開昭６１−２０７４４４号に開示されている。
イオン交換膜とを熱と圧力で融着させることによって製
造する方法が米国特許第３，３７２，１０１号に、積層
界面に無機化合物を介在させて後プレスすることによっ
てバイポーラ膜を製造する方法が特開昭５９−４７２３
５号及び特表平３−５０５８９４号に開示されている。
また、予め製造された陽イオン交換膜と陰イオン交換膜
とをポリビニルアミンを接着剤として用いて接合する方
法が特開昭６１−２０７４４４号に開示されている。
【０００６】しかしながら、従来のバイポーラ膜の製造
方法にはいずれも次の如き欠点がある。即ち、上記のよ
うな単一フィルム膜の一方の側に陰イオン交換基を導入
し、もう一方の側に陽イオン交換基を導入する方法は、
膜母材が限定されてしまい、それぞれの層に最適な膜母
材を使い分けることが不可能であり、また製造法も煩雑
であり、且つ安定性も乏しい。また、陰イオン交換膜上
に微粒子の陽イオン交換樹脂とポリフッ化ビニリデン溶
液との懸濁液を塗布する方法は、陽イオン交換樹脂のマ
イクロゲルを製造するステップが必要であり、また母材
重合体中に均一に陽イオン交換樹脂を分散させるのが難
しく、安定した性能のバイポーラ膜が得られない。
方法にはいずれも次の如き欠点がある。即ち、上記のよ
うな単一フィルム膜の一方の側に陰イオン交換基を導入
し、もう一方の側に陽イオン交換基を導入する方法は、
膜母材が限定されてしまい、それぞれの層に最適な膜母
材を使い分けることが不可能であり、また製造法も煩雑
であり、且つ安定性も乏しい。また、陰イオン交換膜上
に微粒子の陽イオン交換樹脂とポリフッ化ビニリデン溶
液との懸濁液を塗布する方法は、陽イオン交換樹脂のマ
イクロゲルを製造するステップが必要であり、また母材
重合体中に均一に陽イオン交換樹脂を分散させるのが難
しく、安定した性能のバイポーラ膜が得られない。
【０００７】更に、予め製造された陰イオン交換膜と陽
イオン交換膜を接合してバイポーラ膜とする場合、熱と
圧力でプレスする方法は、イオン交換基の耐熱性により
温度が制限され接着力が不十分である。また、ポリビニ
ルアミンを接着剤として用いる方法では、ポリビニルア
ミンが水溶性の重合体であるため、前処理においての接
着強度が十分ではなく剥離を生じてしまうという欠点を
有している。
イオン交換膜を接合してバイポーラ膜とする場合、熱と
圧力でプレスする方法は、イオン交換基の耐熱性により
温度が制限され接着力が不十分である。また、ポリビニ
ルアミンを接着剤として用いる方法では、ポリビニルア
ミンが水溶性の重合体であるため、前処理においての接
着強度が十分ではなく剥離を生じてしまうという欠点を
有している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き従
来のバイポーラ膜の製造方法における欠点を解決し、簡
便な製造方法により、接着強度が大きく、安定した電気
化学的性能を有するバイポーラ膜の製造方法を提供する
ものである。
来のバイポーラ膜の製造方法における欠点を解決し、簡
便な製造方法により、接着強度が大きく、安定した電気
化学的性能を有するバイポーラ膜の製造方法を提供する
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、第一のイオ
ン交換膜の表面上に、イオン交換基含有重合体の溶液を
流延させ、その上に、第一のイオン交換膜と反対の荷電
を有する第二のイオン交換膜を押圧した後、上記イオン
交換基含有重合体の溶液の溶媒を除去することを特徴と
するバイポーラ膜の製造方法により達成される。
ン交換膜の表面上に、イオン交換基含有重合体の溶液を
流延させ、その上に、第一のイオン交換膜と反対の荷電
を有する第二のイオン交換膜を押圧した後、上記イオン
交換基含有重合体の溶液の溶媒を除去することを特徴と
するバイポーラ膜の製造方法により達成される。
【００１０】本発明のバイポーラ膜を構成する第一及び
第二のイオン交換膜のいずれか一方は、陰イオン交換膜
であるが、該陰イオン交換膜としては、バイポーラ膜内
で生成される水酸イオンの透過性が大きく、水素イオン
等の陽イオンの透過が可及的に小さい陰イオン交換膜が
使用される。その例としてはスチレンとジビニルベンゼ
ンとの共重合体からなり、４級アンモニウム基を有する
陰イオン交換膜や、陰イオン交換基又は該基の前駆体基
を有するモノマーを、オレフィン系や含フッ素系の重合
体の多孔体、織布、不織布又はフィルムなどにグラフト
重合した、前駆体基の場合にはこれを陰イオン交換基に
転換した陰イオン交換膜などが使用できる。
第二のイオン交換膜のいずれか一方は、陰イオン交換膜
であるが、該陰イオン交換膜としては、バイポーラ膜内
で生成される水酸イオンの透過性が大きく、水素イオン
等の陽イオンの透過が可及的に小さい陰イオン交換膜が
使用される。その例としてはスチレンとジビニルベンゼ
ンとの共重合体からなり、４級アンモニウム基を有する
陰イオン交換膜や、陰イオン交換基又は該基の前駆体基
を有するモノマーを、オレフィン系や含フッ素系の重合
体の多孔体、織布、不織布又はフィルムなどにグラフト
重合した、前駆体基の場合にはこれを陰イオン交換基に
転換した陰イオン交換膜などが使用できる。
【００１１】なかでも耐アルカリ性及び耐薬品性に優れ
ていることから、好ましくはポリプロピレン、ポリエチ
レンなどのポリオレフィンの織布を使用し、その織布に
スチレンとジビニルベンゼンとの共重合体、又は更にこ
れにビニルベンジルクロリドを共重合した共重合体から
なり、その一部が放射線などの高エネルギーによって上
記ポリオレフィンにグラフト重合された、４級アンモニ
ウム基を有する陰イオン交換膜が望ましい。
ていることから、好ましくはポリプロピレン、ポリエチ
レンなどのポリオレフィンの織布を使用し、その織布に
スチレンとジビニルベンゼンとの共重合体、又は更にこ
れにビニルベンジルクロリドを共重合した共重合体から
なり、その一部が放射線などの高エネルギーによって上
記ポリオレフィンにグラフト重合された、４級アンモニ
ウム基を有する陰イオン交換膜が望ましい。
【００１２】本発明のバイポーラ膜を構成するもう一方
の陽イオン交換膜としては、バイポーラ膜内で生成する
水素イオンの透過性が大きく、水酸イオンなどの陰イオ
ンを透過させがたい陽イオン交換膜が使用され、好まし
くはスルホン酸基を含有する強酸性陽イオン交換膜が例
示される。かかる強酸性陽イオン交換膜としては、スチ
レン−ジビニルベンゼン系重合体、スチレン−ブタジエ
ン系重合体等の芳香環を有する重合体のフィルムにスル
ホン酸基を導入した陽イオン交換膜、又はスチレン等の
モノマーを、オレフィン系や含フッ素系の重合体、織
布、不織布などにグラフト重合したフィルムにスルホン
酸基を導入した陽イオン交換膜などが例示される。
の陽イオン交換膜としては、バイポーラ膜内で生成する
水素イオンの透過性が大きく、水酸イオンなどの陰イオ
ンを透過させがたい陽イオン交換膜が使用され、好まし
くはスルホン酸基を含有する強酸性陽イオン交換膜が例
示される。かかる強酸性陽イオン交換膜としては、スチ
レン−ジビニルベンゼン系重合体、スチレン−ブタジエ
ン系重合体等の芳香環を有する重合体のフィルムにスル
ホン酸基を導入した陽イオン交換膜、又はスチレン等の
モノマーを、オレフィン系や含フッ素系の重合体、織
布、不織布などにグラフト重合したフィルムにスルホン
酸基を導入した陽イオン交換膜などが例示される。
【００１３】更に、化２で表される繰り返し単位を有す
るパーフルオロカーボン重合体によって形成される陽イ
オン交換膜が電流効率の発現性に加えて、硫酸、硝酸、
フッ酸などに対する耐酸性に優れているので、好ましい
ことがわかった。
るパーフルオロカーボン重合体によって形成される陽イ
オン交換膜が電流効率の発現性に加えて、硫酸、硝酸、
フッ酸などに対する耐酸性に優れているので、好ましい
ことがわかった。
【００１４】
【化２】
【００１５】なお、化２において、ｍは０又は１、ｎは
１〜５、ｘ／ｙは２〜１６、ＸはＳＯ3 Ｍ又はＣＯＯ
Ｍ。Ｍは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はア
ンモニウム基を表す。
１〜５、ｘ／ｙは２〜１６、ＸはＳＯ3 Ｍ又はＣＯＯ
Ｍ。Ｍは水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はア
ンモニウム基を表す。
【００１６】また、本発明において使用されるイオン交
換基含有重合体は、小さい電気抵抗であることに加え、
溶媒に対する可溶性の点で優れていることから、化２で
表される繰り返し単位を有するパーフルオロカーボン重
合体からなり、イオン交換容量が０．５〜２．０ｍｅｑ
／ｇ乾燥樹脂の陽イオン交換基含有重合体が好ましく用
いられる。イオン交換基含有重合体の溶媒としては、水
以外の溶媒が用いられるが、重合体の溶解性、溶媒の揮
発性から沸点が好ましくは５０〜２００℃の極性溶媒が
用いられ、特にメタノール、エタノールなどの炭素数１
〜５の低級アルコール、ジアルキルホルムアミド又はジ
アルキルスルホキシド等の使用が好ましい。
換基含有重合体は、小さい電気抵抗であることに加え、
溶媒に対する可溶性の点で優れていることから、化２で
表される繰り返し単位を有するパーフルオロカーボン重
合体からなり、イオン交換容量が０．５〜２．０ｍｅｑ
／ｇ乾燥樹脂の陽イオン交換基含有重合体が好ましく用
いられる。イオン交換基含有重合体の溶媒としては、水
以外の溶媒が用いられるが、重合体の溶解性、溶媒の揮
発性から沸点が好ましくは５０〜２００℃の極性溶媒が
用いられ、特にメタノール、エタノールなどの炭素数１
〜５の低級アルコール、ジアルキルホルムアミド又はジ
アルキルスルホキシド等の使用が好ましい。
【００１７】本発明のバイポーラ膜を構成する陰イオン
交換膜は、厚さが１〜３００μｍの範囲で通常使用され
るが、電気抵抗及び機械的強度の点から、好ましくは５
〜１５０μｍの範囲のものが使用される。イオン交換容
量については、０．５〜５．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、特
には１．０〜４．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂であることが望
ましい。
交換膜は、厚さが１〜３００μｍの範囲で通常使用され
るが、電気抵抗及び機械的強度の点から、好ましくは５
〜１５０μｍの範囲のものが使用される。イオン交換容
量については、０．５〜５．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、特
には１．０〜４．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂であることが望
ましい。
【００１８】陽イオン交換膜は、陰イオン交換膜の厚さ
と同じであっても異なっていてもよいが、通常厚さが１
〜３００μｍの範囲で使用される。なかでも電気抵抗及
び機械的強度の点から、好ましくは５〜１５０μｍの範
囲のものが使用される。イオン交換容量については、
０．５〜２．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、特には０．８〜
１．５ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂であることが望ましい。
と同じであっても異なっていてもよいが、通常厚さが１
〜３００μｍの範囲で使用される。なかでも電気抵抗及
び機械的強度の点から、好ましくは５〜１５０μｍの範
囲のものが使用される。イオン交換容量については、
０．５〜２．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、特には０．８〜
１．５ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂であることが望ましい。
【００１９】本発明のバイポーラ膜は、好ましくは次の
ように製造される。即ち、第一のイオン交換膜として
は、上記陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜のいずれで
あってもよい。
ように製造される。即ち、第一のイオン交換膜として
は、上記陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜のいずれで
あってもよい。
【００２０】第一のイオン交換膜の表面上に、流延され
る上記イオン交換基含有重合体の溶液としては、通常
０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％の溶液
が使用され、上記溶液の溶媒が除去された後に、第一の
イオン交換膜の表面上に厚みが、０．０１〜５０μｍ、
好ましくは０．１〜１０μｍのイオン交換基含有重合体
の層が形成されるようにされる。第一のイオン交換膜の
表面にイオン交換基含有重合体を流延する手段としては
既知の手段が採用される。
る上記イオン交換基含有重合体の溶液としては、通常
０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％の溶液
が使用され、上記溶液の溶媒が除去された後に、第一の
イオン交換膜の表面上に厚みが、０．０１〜５０μｍ、
好ましくは０．１〜１０μｍのイオン交換基含有重合体
の層が形成されるようにされる。第一のイオン交換膜の
表面にイオン交換基含有重合体を流延する手段としては
既知の手段が採用される。
【００２１】第一のイオン交換膜の表面上に、イオン交
換基含有重合体の溶液が流延された後、溶媒が揮発逸散
する前に第二のイオン交換膜がその上に押圧される。押
圧の程度は、膜全面を好ましくは０．１〜１０ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力にて均一にプレスするのが適切である。かく
して、この状態では第一及び第二のイオン交換膜は、見
掛け上圧着した状態になる。次いで、上記イオン交換基
含有重合体の溶液の溶媒を、好ましくは加熱することに
より除去せしめる。加熱は、溶媒の種類にもよるが、好
ましくは４０〜１５０℃において、乾燥機などの適宜の
手段にて１０分間〜１６時間行い、上記溶媒が十分に除
去されるようにされる。
換基含有重合体の溶液が流延された後、溶媒が揮発逸散
する前に第二のイオン交換膜がその上に押圧される。押
圧の程度は、膜全面を好ましくは０．１〜１０ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力にて均一にプレスするのが適切である。かく
して、この状態では第一及び第二のイオン交換膜は、見
掛け上圧着した状態になる。次いで、上記イオン交換基
含有重合体の溶液の溶媒を、好ましくは加熱することに
より除去せしめる。加熱は、溶媒の種類にもよるが、好
ましくは４０〜１５０℃において、乾燥機などの適宜の
手段にて１０分間〜１６時間行い、上記溶媒が十分に除
去されるようにされる。
【００２２】かくして、第一及び第二のイオン交換膜
は、溶媒の除去により形成された上記イオン交換基含有
重合体の薄層を介して接合され、バイポーラ膜を構成す
ることになる。なお、本発明において上記第一及び第二
のイオン交換膜には、必要に応じてその使用にあたり、
適宜の前処理を施し、その特性を改善できる。例えば、
上記第一のイオン交換膜、例えば陰イオン交換膜を、予
め無機塩の水溶液にて前処理することにより、得られる
バイポーラ膜の電気抵抗を更に改善できる。
は、溶媒の除去により形成された上記イオン交換基含有
重合体の薄層を介して接合され、バイポーラ膜を構成す
ることになる。なお、本発明において上記第一及び第二
のイオン交換膜には、必要に応じてその使用にあたり、
適宜の前処理を施し、その特性を改善できる。例えば、
上記第一のイオン交換膜、例えば陰イオン交換膜を、予
め無機塩の水溶液にて前処理することにより、得られる
バイポーラ膜の電気抵抗を更に改善できる。
【００２３】
【実施例】以下実施例により本発明を説明するが、かか
る実施例により本発明が制限されるものではない。
る実施例により本発明が制限されるものではない。
【００２４】［実施例１］ガラス板上に固定した十分に
乾燥した陰イオン交換膜（スチレン−ジビニルベンゼン
共重合体よりなり、ポリプロピレン織布にて補強した４
級アンモニウム基を有する陰イオン交換膜、イオン交換
容量３．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１２０μｍ）上
に、ＣＦ2 ＝ＣＦ2 とＣＦ2 ＝ＣＦＯＣＦ2 ＣＦＣＦ3
ＣＦ2 ＣＦ2ＳＯ3 Ｈとの共重合体からなるパーフルオ
ロスルホン酸重合体（イオン交換容量１．１ｍｅｑ／ｇ
乾燥樹脂）の１０重量％エタノール溶液を流延し、溶媒
が揮発する前に陽イオン交換膜（ＣＦ2 ＝ＣＦ2 とＣＦ
2 ＝ＣＦＯＣＦ2 ＣＦＣＦ3 ＣＦ2 ＣＦ2 ＳＯ3 Ｈとの
共重合体からなるイオン交換容量０．９１ｍｅｑ／ｇ乾
燥樹脂、膜厚３０μｍ）を圧着させ、その後オーブン中
にいれ、６０℃で３０分乾燥させることによりバイポー
ラ膜を製造した。バイポーラ膜は０．５Ｎ塩化ナトリウ
ム水溶液中に保管後、図１に示す電気透析槽にてその性
能を評価した。
乾燥した陰イオン交換膜（スチレン−ジビニルベンゼン
共重合体よりなり、ポリプロピレン織布にて補強した４
級アンモニウム基を有する陰イオン交換膜、イオン交換
容量３．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１２０μｍ）上
に、ＣＦ2 ＝ＣＦ2 とＣＦ2 ＝ＣＦＯＣＦ2 ＣＦＣＦ3
ＣＦ2 ＣＦ2ＳＯ3 Ｈとの共重合体からなるパーフルオ
ロスルホン酸重合体（イオン交換容量１．１ｍｅｑ／ｇ
乾燥樹脂）の１０重量％エタノール溶液を流延し、溶媒
が揮発する前に陽イオン交換膜（ＣＦ2 ＝ＣＦ2 とＣＦ
2 ＝ＣＦＯＣＦ2 ＣＦＣＦ3 ＣＦ2 ＣＦ2 ＳＯ3 Ｈとの
共重合体からなるイオン交換容量０．９１ｍｅｑ／ｇ乾
燥樹脂、膜厚３０μｍ）を圧着させ、その後オーブン中
にいれ、６０℃で３０分乾燥させることによりバイポー
ラ膜を製造した。バイポーラ膜は０．５Ｎ塩化ナトリウ
ム水溶液中に保管後、図１に示す電気透析槽にてその性
能を評価した。
【００２５】図１の電気透析槽において、陽極室１３、
陰極室１４及び中性塩室９、１０に１５重量％の硫酸ナ
トリウム水溶液を供給し、アルカリ生成室５には、生成
される水酸化ナトリウムの濃度が２０重量％となるよう
にイオン交換水を調節して供給するとともに、酸生成室
６は生成される硫酸水溶液の濃度が１０重量％となるよ
うにイオン交換水の量を調節した。
陰極室１４及び中性塩室９、１０に１５重量％の硫酸ナ
トリウム水溶液を供給し、アルカリ生成室５には、生成
される水酸化ナトリウムの濃度が２０重量％となるよう
にイオン交換水を調節して供給するとともに、酸生成室
６は生成される硫酸水溶液の濃度が１０重量％となるよ
うにイオン交換水の量を調節した。
【００２６】陽イオン交換膜７、１１及び１２には、ス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体からなるスルホン酸
陽イオン交換膜（イオン交換容量３．３ｍｅｑ／ｇ乾燥
樹脂、膜厚１４０μｍ）を用い、陰イオン交換膜８に
は、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体からなる弱塩
基性陰イオン交換膜（イオン交換容量２．０ｍｅｑ／ｇ
乾燥樹脂、膜厚１２０μｍ）を用いた。２５℃にて電流
密度１０Ａ／ｄｍ2 の電気透析を行ったところ、バイポ
ーラ膜による電圧降下は３．４Ｖ、電流効率は９５％で
あり、バイポーラ膜における陽イオン交換膜、陰イオン
交換膜間の剥離はみられなかった。
チレン−ジビニルベンゼン共重合体からなるスルホン酸
陽イオン交換膜（イオン交換容量３．３ｍｅｑ／ｇ乾燥
樹脂、膜厚１４０μｍ）を用い、陰イオン交換膜８に
は、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体からなる弱塩
基性陰イオン交換膜（イオン交換容量２．０ｍｅｑ／ｇ
乾燥樹脂、膜厚１２０μｍ）を用いた。２５℃にて電流
密度１０Ａ／ｄｍ2 の電気透析を行ったところ、バイポ
ーラ膜による電圧降下は３．４Ｖ、電流効率は９５％で
あり、バイポーラ膜における陽イオン交換膜、陰イオン
交換膜間の剥離はみられなかった。
【００２７】［実施例２］ガラス板上に固定した実施例
１で使用したのと同じ陰イオン交換膜に、実施例１で使
用したパーフルオロスルホン酸重合体のエタノール溶液
を流延させ、溶媒が揮発する前に陽イオン交換膜（スチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体からなるスルホン酸
膜、イオン交換容量３．３ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１
４０μｍ）を圧着させ、その後オーブン中にいれ、６０
℃で３０分乾燥させることによりバイポーラ膜を製造し
た。バイポーラ膜は０．５Ｎ塩化ナトリウム水溶液中に
保管後、実施例１と同様にして電気透析槽において、そ
の性能を評価した。バイポーラ膜による電圧降下は４．
０Ｖ、電流効率は９５％であり、バイポーラ膜における
陽イオン交換膜、陰イオン交換膜間の剥離はみられなか
った。
１で使用したのと同じ陰イオン交換膜に、実施例１で使
用したパーフルオロスルホン酸重合体のエタノール溶液
を流延させ、溶媒が揮発する前に陽イオン交換膜（スチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体からなるスルホン酸
膜、イオン交換容量３．３ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１
４０μｍ）を圧着させ、その後オーブン中にいれ、６０
℃で３０分乾燥させることによりバイポーラ膜を製造し
た。バイポーラ膜は０．５Ｎ塩化ナトリウム水溶液中に
保管後、実施例１と同様にして電気透析槽において、そ
の性能を評価した。バイポーラ膜による電圧降下は４．
０Ｖ、電流効率は９５％であり、バイポーラ膜における
陽イオン交換膜、陰イオン交換膜間の剥離はみられなか
った。
【００２８】［実施例３］実施例１で使用したのと同じ
陰イオン交換膜を、７０℃で１０重量％塩化クロム水溶
液に３０分間浸漬し、ついで５重量％水酸化ナトリウム
水溶液中に１０分間浸漬し十分に水で洗浄した。この陰
イオン交換膜を十分に乾燥した後、ガラス板上に固定
し、実施例１と同様にしてバイポーラ膜を製造した。こ
のバイポーラ膜を使用して実施例１と同様にして電気透
析槽においてその性能を評価したところ、バイポーラ膜
による電圧降下は１．３Ｖ、電流効率は９５％であり、
バイポーラ膜における陽イオン交換膜、陰イオン交換膜
間の剥離はみられなかった。
陰イオン交換膜を、７０℃で１０重量％塩化クロム水溶
液に３０分間浸漬し、ついで５重量％水酸化ナトリウム
水溶液中に１０分間浸漬し十分に水で洗浄した。この陰
イオン交換膜を十分に乾燥した後、ガラス板上に固定
し、実施例１と同様にしてバイポーラ膜を製造した。こ
のバイポーラ膜を使用して実施例１と同様にして電気透
析槽においてその性能を評価したところ、バイポーラ膜
による電圧降下は１．３Ｖ、電流効率は９５％であり、
バイポーラ膜における陽イオン交換膜、陰イオン交換膜
間の剥離はみられなかった。
【００２９】［比較例１］実施例１で用いた陰イオン交
換膜をガラス板上に固定し、この陰イオン交換膜上に１
０重量％のポリビニルアミン水溶液を流延し、実施例１
で用いた陽イオン交換膜を圧着し、オーブン中で６０℃
で３０分間加熱することによりバイポーラ膜を製造し
た。このバイポーラ膜は、０．５Ｎ塩化ナトリウム水溶
液中で保管中、１６時間経過したところで陽イオン交換
膜、陰イオン交換膜が剥離した。
換膜をガラス板上に固定し、この陰イオン交換膜上に１
０重量％のポリビニルアミン水溶液を流延し、実施例１
で用いた陽イオン交換膜を圧着し、オーブン中で６０℃
で３０分間加熱することによりバイポーラ膜を製造し
た。このバイポーラ膜は、０．５Ｎ塩化ナトリウム水溶
液中で保管中、１６時間経過したところで陽イオン交換
膜、陰イオン交換膜が剥離した。
【００３０】
【発明の効果】本発明におけるバイポーラ膜は、従来法
に比して陰イオン交換膜と陽イオン交換膜の接合強度が
大きく、電気化学的に安定な優れた性能を示す。
に比して陰イオン交換膜と陽イオン交換膜の接合強度が
大きく、電気化学的に安定な優れた性能を示す。
【図１】バイポーラ膜を評価する電気透析槽の模式図
１：バイポーラ膜 ２：陽イオン交換膜 ３：両イオン交換層の界面領域 ４：陰イオン交換膜 ５：アルカリ生成室 ６：酸生成室 ７、１１、１２：陽イオン交換膜 ８：陰イオン交換膜 ９、１０：中性塩室 １３：陽極室 １４：陰極室 １５：陽極 １６：陰極
Claims (4)
- 【請求項１】第一のイオン交換膜の表面上に、イオン交
換基含有重合体の溶液を流延させ、その上に、第一のイ
オン交換膜と反対の荷電を有する第二のイオン交換膜を
押圧した後、上記イオン交換基含有重合体の溶液の溶媒
を除去することを特徴とするバイポーラ膜の製造方法。 - 【請求項２】イオン交換基含有重合体が、化１で表され
る繰り返し単位を有する重合体からなる請求項１のバイ
ポーラ膜の製造方法。 【化１】 なお、化１においてｍは０又は１、ｎは１〜５、ｘ／ｙ
は２〜１６、ＸはＳＯ3 Ｍ又はＣＯＯＭ。Ｍは水素、ア
ルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウム基を表
す。 - 【請求項３】第一又は第二のイオン交換膜を構成する陽
イオン交換膜が、化１で表される繰り返し単位を有する
重合体からなる請求項１又は２のバイポーラ膜の製造方
法。 - 【請求項４】第一又は第二のイオン交換膜を構成する陰
イオン交換膜は、ポリオレフィンフィルムに担持された
スチレンとジビニルベンゼンとの共重合体からなり、陰
イオン交換基として４級アンモニウム基を有する請求項
１又は２のバイポーラ膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213745A JPH0632918A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | バイポーラ膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4213745A JPH0632918A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | バイポーラ膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0632918A true JPH0632918A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16644319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4213745A Withdrawn JPH0632918A (ja) | 1992-07-17 | 1992-07-17 | バイポーラ膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0632918A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2651990A4 (en) * | 2010-12-17 | 2015-08-12 | 3M Innovative Properties Co | FLUORINATED POLYMER COMPRISING A MOLECULE CONTAINING SULFINATE |
-
1992
- 1992-07-17 JP JP4213745A patent/JPH0632918A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2651990A4 (en) * | 2010-12-17 | 2015-08-12 | 3M Innovative Properties Co | FLUORINATED POLYMER COMPRISING A MOLECULE CONTAINING SULFINATE |
| US10093761B2 (en) | 2010-12-17 | 2018-10-09 | 3M Innovative Properties Company | Fluorine-containing polymer comprising a sulfinate-containing molecule |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |