JPH0673207A - 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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- JPH0673207A JPH0673207A JP4250539A JP25053992A JPH0673207A JP H0673207 A JPH0673207 A JP H0673207A JP 4250539 A JP4250539 A JP 4250539A JP 25053992 A JP25053992 A JP 25053992A JP H0673207 A JPH0673207 A JP H0673207A
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- Japan
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- exchange membrane
- ion exchange
- membrane
- bipolar
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Abstract
(57)【要約】
【目的】陽イオン交換膜と陰イオン交換膜との接合強度
が大きく、安定した電気化学的性能を有するバイポーラ
膜の簡便な製造法を提供する。 【構成】陰イオン交換膜の表面に、スチレン、ジビニル
ベンゼン、ビニルピリジン及び過酸化ベンゾイルからな
るモノマー含有液を流延し、その上に陽イオン交換膜を
圧着し、加熱、重合した後、得られた重合物に陰イオン
交換基を導入する。
が大きく、安定した電気化学的性能を有するバイポーラ
膜の簡便な製造法を提供する。 【構成】陰イオン交換膜の表面に、スチレン、ジビニル
ベンゼン、ビニルピリジン及び過酸化ベンゾイルからな
るモノマー含有液を流延し、その上に陽イオン交換膜を
圧着し、加熱、重合した後、得られた重合物に陰イオン
交換基を導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気透析水スプリット
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。
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、水が分裂（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、水が分裂（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をスルホン化などの
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
ンジルクロライドとポリフッ化ビニリデンの混合物に４
級アンモニウム基を導入し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をスルホン化などの
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
ンジルクロライドとポリフッ化ビニリデンの混合物に４
級アンモニウム基を導入し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】さらに、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号に開示
され、また陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との積層界
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５９−４７２３５
号及び特表平３−５０５８９４号に開示されている。ま
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。
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号に開示
され、また陰イオン交換膜と陽イオン交換膜との積層界
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５９−４７２３５
号及び特表平３−５０５８９４号に開示されている。ま
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、製造法も煩雑であ
り、かつ安定性も乏しい欠点を有する。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
ニリデン溶液との分散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工程が必要であり、ま
たポリフッ化ビニリデン溶液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
膜が得られないという欠点を有する。
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、製造法も煩雑であ
り、かつ安定性も乏しい欠点を有する。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
ニリデン溶液との分散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工程が必要であり、ま
たポリフッ化ビニリデン溶液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
膜が得られないという欠点を有する。
【０００７】さらに、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。
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。
【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モノマー含有液を流延させ、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、上記モノマーを重合し、得られる重
合物にイオン交換基を導入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モノマー含有液を流延させ、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、上記モノマーを重合し、得られる重
合物にイオン交換基を導入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又は
第二のイオン交換膜を構成するいずれか一方は、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
素イオンなど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、フィルムなどに
グラフト重合し、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を構成するいずれか一方は、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
素イオンなど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、フィルムなどに
グラフト重合し、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、又はさらに
これにビニルベンジルクロライ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、又はさらに
これにビニルベンジルクロライ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
合体など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、又はスチレンなどのモ
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
合体など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、又はスチレンなどのモ
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】 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を表
す。
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を表
す。
【００１５】本発明において使用するモノマー含有液
は、加熱、電離性放射線などによって重合するモノマー
含有液であって、モノマーが液状でない場合は適宜の溶
剤などの媒体により液状にされる。モノマー含有液に
は、必要に応じて架橋剤、触媒、重合触媒、増感剤など
が含有される。モノマー含有液の代表例としては、スチ
レンとジビニルベンゼンとの混合物液、スチレンとジビ
ニルベンゼンとビニルピリジンとの混合液、スチレンと
ジビニルベンゼンとビニルピリジンとの混合液、エポキ
シ樹脂とポリアミンとの混合液などが例示される。
は、加熱、電離性放射線などによって重合するモノマー
含有液であって、モノマーが液状でない場合は適宜の溶
剤などの媒体により液状にされる。モノマー含有液に
は、必要に応じて架橋剤、触媒、重合触媒、増感剤など
が含有される。モノマー含有液の代表例としては、スチ
レンとジビニルベンゼンとの混合物液、スチレンとジビ
ニルベンゼンとビニルピリジンとの混合液、スチレンと
ジビニルベンゼンとビニルピリジンとの混合液、エポキ
シ樹脂とポリアミンとの混合液などが例示される。
【００１６】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。
【００１７】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、通常の厚さは
１〜３００μｍの範囲で使用される。なかでも電気抵抗
及び機械強度の点から、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、通常の厚さは
１〜３００μｍの範囲で使用される。なかでも電気抵抗
及び機械強度の点から、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。
【００１８】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。
【００１９】第一のイオン交換膜の表面上に、流延され
るモノマー含有液は、均一に流延するように粘度が好ま
しくは０．１〜１０ポイズで、特には１〜５ポイズに調
整される。この場合必要に応じて低級アルコール、エー
テルなどの溶媒を使用してもよい。いずれにしてもモノ
マー含有液中のモノマーが最終的に重合され、イオン交
換基が導入された後に、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０．１〜１０
μｍのイオン交換基含有重合体の層が形成するようにさ
れる。第一のイオン交換膜の表面にモノマー含有液を流
延する手段としては既知の手段が採用される。
るモノマー含有液は、均一に流延するように粘度が好ま
しくは０．１〜１０ポイズで、特には１〜５ポイズに調
整される。この場合必要に応じて低級アルコール、エー
テルなどの溶媒を使用してもよい。いずれにしてもモノ
マー含有液中のモノマーが最終的に重合され、イオン交
換基が導入された後に、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０．１〜１０
μｍのイオン交換基含有重合体の層が形成するようにさ
れる。第一のイオン交換膜の表面にモノマー含有液を流
延する手段としては既知の手段が採用される。
【００２０】第一のイオン交換膜の表面上に、モノマー
含有液が流延された状態において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／ｃｍ2 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、モノマー含有液は、好ましくは０．１〜１０ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力下に、例えば２５〜１５０℃にて加熱する
ことにより重合される。モノマー含有液に溶媒が含有さ
れる場合には、この段階で除去される。重合はオーブン
又は乾燥機などの適宜の手段にて１０分〜１６時間行わ
れる。かくして得られる重合物に対して、イオン交換基
が導入される。イオン交換基の導入は、陽イオン交換基
又は陰イオン交換基の種類に応じた既知の手段により実
施され、イオン交換基容量が好ましくは０．５〜５．０
ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂を有するようにするのが好ましい。
含有液が流延された状態において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／ｃｍ2 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、モノマー含有液は、好ましくは０．１〜１０ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力下に、例えば２５〜１５０℃にて加熱する
ことにより重合される。モノマー含有液に溶媒が含有さ
れる場合には、この段階で除去される。重合はオーブン
又は乾燥機などの適宜の手段にて１０分〜１６時間行わ
れる。かくして得られる重合物に対して、イオン交換基
が導入される。イオン交換基の導入は、陽イオン交換基
又は陰イオン交換基の種類に応じた既知の手段により実
施され、イオン交換基容量が好ましくは０．５〜５．０
ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂を有するようにするのが好ましい。
【００２１】かくして、第一及び第二のイオン交換膜
は、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に、予めこれを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
抗をさらに改善できる。
は、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に、予めこれを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
抗をさらに改善できる。
【００２２】
【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。
【００２３】［実施例１］ガラス板上に固定された十分
に乾燥した陰イオン交換膜（４級アンモニウム基を有す
るスチレン−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された陰イオン交換膜。イオン
交換容量３．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１２０μ
ｍ。）上に、スチレン２０重量％、ジビニルベンゼン３
５重量％、ビニルピリジン４０重量％、過酸化ベンゾイ
ル３重量％からなるモノマー混合液を流延し、その上に
陽イオン交換膜（ＣＦ2 ＝ＣＦ2 とＣＦ2 ＝ＣＦＯＣＦ
2 ＣＦ（ＣＦ3 ）ＯＣＦ2 ＣＦ2 ＳＯ3 Ｈとの共重合体
からなる。イオン交換容量０．９ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、
膜厚３０μｍ。）を圧着させ、その後全体をオーブンの
中にいれ、９５℃、１６時間保持することにより上記モ
ノマー混合液を重合させた。さらに、４０℃でヨウ化メ
チルの蒸気にさらすことにより、上記モノマー混合液の
重合体に陰イオン交換基を導入しバイポーラ膜を得た。
バイポーラ膜は０．５Ｎの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。
に乾燥した陰イオン交換膜（４級アンモニウム基を有す
るスチレン−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された陰イオン交換膜。イオン
交換容量３．０ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１２０μ
ｍ。）上に、スチレン２０重量％、ジビニルベンゼン３
５重量％、ビニルピリジン４０重量％、過酸化ベンゾイ
ル３重量％からなるモノマー混合液を流延し、その上に
陽イオン交換膜（ＣＦ2 ＝ＣＦ2 とＣＦ2 ＝ＣＦＯＣＦ
2 ＣＦ（ＣＦ3 ）ＯＣＦ2 ＣＦ2 ＳＯ3 Ｈとの共重合体
からなる。イオン交換容量０．９ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、
膜厚３０μｍ。）を圧着させ、その後全体をオーブンの
中にいれ、９５℃、１６時間保持することにより上記モ
ノマー混合液を重合させた。さらに、４０℃でヨウ化メ
チルの蒸気にさらすことにより、上記モノマー混合液の
重合体に陰イオン交換基を導入しバイポーラ膜を得た。
バイポーラ膜は０．５Ｎの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。
【００２４】図１の電気透析槽において、両極室１３、
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。
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。
【００２５】図１の陽イオン交換膜７には、スチレン−
ジビニルベンゼン共重合体系スルホン酸膜（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
ン共重合体系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、バイポーラ膜における電圧降下は、３．８
Ｖであり、電流効率は９５％であり、バイポーラ膜を構
成する陽イオン交換膜、陰イオン交換膜間の剥離はみら
れなかった。
ジビニルベンゼン共重合体系スルホン酸膜（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
ン共重合体系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、バイポーラ膜における電圧降下は、３．８
Ｖであり、電流効率は９５％であり、バイポーラ膜を構
成する陽イオン交換膜、陰イオン交換膜間の剥離はみら
れなかった。
【００２６】［実施例２］実施例１で使用したのと同じ
陰イオン交換膜をガラス板上に固定し、その上にエポキ
シ５０重量％、トリエチレンテトラミン５０重量％から
なるモノマー混合液を流延させ、陽イオン交換膜（スチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体系スルホン酸膜。イオ
ン交換容量３．３ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１４０μ
ｍ。）を圧着させた。その後全体をオーブンの中にい
れ、８０℃、１６時間保持し、次いでヨウ化メチルで処
理することにより実施例１と同様にバイポーラ膜を製造
した。バイポーラ膜は０．５Ｎの塩化ナトリウム水溶液
中に保管後、実施例１と同様に電気透析を行いその性能
を評価した。バイポーラ膜の電圧降下は４．５Ｖ、電流
効率は９５％であり、バイポーラ膜を構成する陽、陰イ
オン交換膜間の剥離はみられなかった。
陰イオン交換膜をガラス板上に固定し、その上にエポキ
シ５０重量％、トリエチレンテトラミン５０重量％から
なるモノマー混合液を流延させ、陽イオン交換膜（スチ
レン−ジビニルベンゼン共重合体系スルホン酸膜。イオ
ン交換容量３．３ｍｅｑ／ｇ乾燥樹脂、膜厚１４０μ
ｍ。）を圧着させた。その後全体をオーブンの中にい
れ、８０℃、１６時間保持し、次いでヨウ化メチルで処
理することにより実施例１と同様にバイポーラ膜を製造
した。バイポーラ膜は０．５Ｎの塩化ナトリウム水溶液
中に保管後、実施例１と同様に電気透析を行いその性能
を評価した。バイポーラ膜の電圧降下は４．５Ｖ、電流
効率は９５％であり、バイポーラ膜を構成する陽、陰イ
オン交換膜間の剥離はみられなかった。
【００２７】［実施例３］実施例１で使用したのと同じ
陰イオン交換膜をガラス板上に固定する前に、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％の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、その後は実施例１と全く
同様にしてバイポーラ膜を製造した。このバイポーラ膜
を実施例１と同様にして電気透析を行い、その性能を評
価したところ電圧降下は１．５Ｖであり、電流効率は９
５％であった。また、バイポーラ膜の陽、陰イオン交換
膜間の剥離はみられなかった。
陰イオン交換膜をガラス板上に固定する前に、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％の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、その後は実施例１と全く
同様にしてバイポーラ膜を製造した。このバイポーラ膜
を実施例１と同様にして電気透析を行い、その性能を評
価したところ電圧降下は１．５Ｖであり、電流効率は９
５％であった。また、バイポーラ膜の陽、陰イオン交換
膜間の剥離はみられなかった。
【００２８】［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分間保持しバイポーラ膜を得た。このバイポーラ
膜は、塩化ナトリウム水溶液中での保管中に陽、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分間保持しバイポーラ膜を得た。このバイポーラ
膜は、塩化ナトリウム水溶液中での保管中に陽、陰イオ
ン交換膜が剥離した。
【００２９】
【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性能を示す。
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性能を示す。
【図１】バイポーラ膜を評価する電気透析装置の模式図
１：バイポーラ膜 ２：陽イオン交換膜 ３：両イオン交換膜の界面領域 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、モノマー
含有液を流延させ、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、次いで上
記モノマー含有液を重合し、得られる重合物にイオン交
換基を導入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】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
請求項１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、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、陽
イオン交換基としてスルホン酸基を有する請求項１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
イオン交換膜が、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の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250539A JPH0673207A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | バイポーラ膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4250539A JPH0673207A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | バイポーラ膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0673207A true JPH0673207A (ja) | 1994-03-15 |
Family
ID=17209416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4250539A Withdrawn JPH0673207A (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | バイポーラ膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673207A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009039694A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Astom:Kk | バイポーラ膜及びその製造方法 |
| CN112191103A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-08 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种利用双极膜电渗析系统精制聚醚多元醇的方法 |
| CN114506139A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-05-17 | 福建师范大学 | 一种主链碳氟耐碱双极膜及其制备方法 |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP4250539A patent/JPH0673207A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009039694A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Astom:Kk | バイポーラ膜及びその製造方法 |
| CN112191103A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-08 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种利用双极膜电渗析系统精制聚醚多元醇的方法 |
| CN112191103B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-07-12 | 万华化学集团股份有限公司 | 一种利用双极膜电渗析系统精制聚醚多元醇的方法 |
| CN114506139A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-05-17 | 福建师范大学 | 一种主链碳氟耐碱双极膜及其制备方法 |
| CN114506139B (zh) * | 2022-03-11 | 2023-05-02 | 福建师范大学 | 一种主链碳氟耐碱双极膜及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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