JPS58199884A - 改良された電解用陽イオン交換膜 - Google Patents
改良された電解用陽イオン交換膜Info
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- JPS58199884A JPS58199884A JP57082386A JP8238682A JPS58199884A JP S58199884 A JPS58199884 A JP S58199884A JP 57082386 A JP57082386 A JP 57082386A JP 8238682 A JP8238682 A JP 8238682A JP S58199884 A JPS58199884 A JP S58199884A
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- JP
- Japan
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- film
- group
- cation exchange
- electrolysis
- membrane
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/20—Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
- C08J5/22—Films, membranes or diaphragms
- C08J5/2206—Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
- C08J5/2275—Heterogeneous membranes
- C08J5/2281—Heterogeneous membranes fluorine containing heterogeneous membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電解用陽イオン交換膜、特には水。
酸又はアルカリ水溶液、ハロゲン化アルカリ。
炭叡ア/Jカリ水浴液などの水性浴液の電解に適した陽
イオン交換膜に関する。
イオン交換膜に関する。
上記水性浴液、例えは塩化アルカリ水溶液を電解して苛
性アルカリと塩素と紫得る方法に、近年公害防止の見地
から水銀法に代り、隔膜法が、そして更に筒純度、高績
度の苛性アルカリを高効率で得る目的でイオン交換M’
?用いる方法か実用化されている。
性アルカリと塩素と紫得る方法に、近年公害防止の見地
から水銀法に代り、隔膜法が、そして更に筒純度、高績
度の苛性アルカリを高効率で得る目的でイオン交換M’
?用いる方法か実用化されている。
一方、省エネルギーの観点からこの種の電解においては
、電流効率及び電解電圧?極力低くすることができるイ
オン交換膜が要求され、そのための種々の膜が提案され
ているが、今なおその目的は十分に達成されていない。
、電流効率及び電解電圧?極力低くすることができるイ
オン交換膜が要求され、そのための種々の膜が提案され
ているが、今なおその目的は十分に達成されていない。
本光明者は、水性浴液の電解を可及的に高効率で行なう
ことのできるイオン交換膜を提供すべく研死金続けたと
ころ1.−目的を十分に達成できるイオン交換族の開発
に到達した。
ことのできるイオン交換膜を提供すべく研死金続けたと
ころ1.−目的を十分に達成できるイオン交換族の開発
に到達した。
かくして、本発明は、陽イオン父換基奮有する含フッ素
に分体の第1のフィルムと、下記のに)) 、 (B)
l (C)の繰返し単位を有するカルボン酸基を交換
基とする含フツ素1合体がらなり、上記第1のフィルム
よりも厚みが小さく、且つ比電気抵抗の大きい第2のフ
ィルムと全積層せしめたことを特徴とする′電解用陽イ
オン交換膜にある0 (A) +CF2−CXX’ ) (B) (CF2−CX)− −Rf (C) (CF2−CX)− −COOM こ\で、x、x’は、−F、−CI、又は−CF3
であす、Rfハ炭素数1〜10のパーフルオロアルキル
基、Mは水素又はアルカリ金属、Yは次のものから選ば
れるが、次の一般式において1.、。
に分体の第1のフィルムと、下記のに)) 、 (B)
l (C)の繰返し単位を有するカルボン酸基を交換
基とする含フツ素1合体がらなり、上記第1のフィルム
よりも厚みが小さく、且つ比電気抵抗の大きい第2のフ
ィルムと全積層せしめたことを特徴とする′電解用陽イ
オン交換膜にある0 (A) +CF2−CXX’ ) (B) (CF2−CX)− −Rf (C) (CF2−CX)− −COOM こ\で、x、x’は、−F、−CI、又は−CF3
であす、Rfハ炭素数1〜10のパーフルオロアルキル
基、Mは水素又はアルカリ金属、Yは次のものから選ば
れるが、次の一般式において1.、。
y、zは0〜10であり、11−J: F又ホRfで
ある。また、B/A+B十C’(モル比)及びC/A十
B+C(モル比)は、それぞれ0.01〜0.3及び0
.05〜0,5である。
ある。また、B/A+B十C’(モル比)及びC/A十
B+C(モル比)は、それぞれ0.01〜0.3及び0
.05〜0,5である。
qCF2q 、−0(CF2墳、 −(0−CF2−
CF % 。
CF % 。
か\る本発明のイオン交換膜に、電解にふ;いて優れた
性能、即ち、制電・流動率と低い%解電圧?与える性能
ヲ廟する。これは、本発明の陽イオン交換ke構成する
第2のフィルムが、上記の如き(A) l CB) 、
(C) k繰返し単位に有するカルボン酸基ヲ廟する
含フツ素重合体から形成されることにより、従来のこの
釉の含フツ素重合体では困難であった、例えは5〜40
μ厚という極めて薄いフィルムが、その有する陽イオン
交換’6kが小さい場合においても、押出し成型等によ
って容易に製造できることに基因する。
性能、即ち、制電・流動率と低い%解電圧?与える性能
ヲ廟する。これは、本発明の陽イオン交換ke構成する
第2のフィルムが、上記の如き(A) l CB) 、
(C) k繰返し単位に有するカルボン酸基ヲ廟する
含フツ素重合体から形成されることにより、従来のこの
釉の含フツ素重合体では困難であった、例えは5〜40
μ厚という極めて薄いフィルムが、その有する陽イオン
交換’6kが小さい場合においても、押出し成型等によ
って容易に製造できることに基因する。
即ち、陽イオン交換膜を形成するカルボン酸基’t+す
る含フツ素重合体に要求されるイオン交換容量は、電解
にて製造される苛性アルカリの濃度によって異なるもの
の、一般に比較的小さい値が安水されるが、か\る場合
、含フツ素重合体の比電気抵抗は大きくならざるを得な
い。
る含フツ素重合体に要求されるイオン交換容量は、電解
にて製造される苛性アルカリの濃度によって異なるもの
の、一般に比較的小さい値が安水されるが、か\る場合
、含フツ素重合体の比電気抵抗は大きくならざるを得な
い。
本発明の陽イオン交換膜では、膜の性能を支配する、イ
オン交換容量の小さい、比電気抵抗の大きい含フツ素重
合体は、極めて小さい厚みのフィルムをもって形成し、
が\る厚みの小さいフィルム(第2のフィルム)?、イ
オン交換容量の大きい、比電気抵抗の小さい含フツ素重
合体からなる、上記フィルムよりも厚みの大きいフィル
ム(第1のフィルム)と積層せしめることによシ、膜の
機械的強度を損なうことなしに、電解における電流効率
及び電解電圧の点でともに優れた性能が得られるもので
ある。
オン交換容量の小さい、比電気抵抗の大きい含フツ素重
合体は、極めて小さい厚みのフィルムをもって形成し、
が\る厚みの小さいフィルム(第2のフィルム)?、イ
オン交換容量の大きい、比電気抵抗の小さい含フツ素重
合体からなる、上記フィルムよりも厚みの大きいフィル
ム(第1のフィルム)と積層せしめることによシ、膜の
機械的強度を損なうことなしに、電解における電流効率
及び電解電圧の点でともに優れた性能が得られるもので
ある。
本発明において、第1フイルム全形成する陽イオン交換
基を有する含フツ素重合体のフィルムは、機械的強度が
十分である限りにおいて、イオン交換容量を太きくし、
比電気抵抗を小さくするのが好ましい。上記第1フイル
ムの陽イオン交換基としては、スルホン酸基、カルボン
酸基、ホスホン酸基又は水酸基などいずれでもよい。
基を有する含フツ素重合体のフィルムは、機械的強度が
十分である限りにおいて、イオン交換容量を太きくし、
比電気抵抗を小さくするのが好ましい。上記第1フイル
ムの陽イオン交換基としては、スルホン酸基、カルボン
酸基、ホスホン酸基又は水酸基などいずれでもよい。
第1のフィルムの陽イオン交換基の含有量は、下記する
第2のフィルムよシも、比電気抵抗カ小さくなるように
、イオン交換容蓋05〜4.0ミリ当it/f乾燥樹脂
、好ましくは0.8〜zOミリ当t/f乾燥樹脂から選
択される。陽イオン交換基として、カルボン酸基、リン
酸基などの弱酸基を用いたときには、第2のフィルムよ
りも大きい交換容量が使用される。
第2のフィルムよシも、比電気抵抗カ小さくなるように
、イオン交換容蓋05〜4.0ミリ当it/f乾燥樹脂
、好ましくは0.8〜zOミリ当t/f乾燥樹脂から選
択される。陽イオン交換基として、カルボン酸基、リン
酸基などの弱酸基を用いたときには、第2のフィルムよ
りも大きい交換容量が使用される。
上記第1のフィルムを形成する含フツ素重合体としては
、種々のものが使用されるが、なかでも以下のヒ)、(
ロ)の繰返し単位を有する重合体の使用が好ましい。
、種々のものが使用されるが、なかでも以下のヒ)、(
ロ)の繰返し単位を有する重合体の使用が好ましい。
@) ’ (CF、−CXX’ )−(ロ)
HCF2−CX )−−A こ\で、X、X’、Y は、上記と同じ意味會もち、A
は一803M 、−COOM又は−P03M2(Mも上
記と同じ)である。また、(イ)/(ロ)(モル比)は
、上記のイオン交換容量にな仝ように選ばれる。
HCF2−CX )−−A こ\で、X、X’、Y は、上記と同じ意味會もち、A
は一803M 、−COOM又は−P03M2(Mも上
記と同じ)である。また、(イ)/(ロ)(モル比)は
、上記のイオン交換容量にな仝ように選ばれる。
5、
上記含フッ素重合体は、好ましくは、パーフルオロ重合
体が適切であり、その好ましい例ゆ、CF2:CF2ト
CF2==CFOCF2−CF(CF3) o cp2
cF2EI02FとQ共重合体、CF、 : CF2と
CF2=CF O(CF2)3〜58O□Fとの共1合
体、CF、 :=CF、とCF’2.=C:Il’0(
CF2)2,5COOCH3とノ共重合体、CF、=C
F、 トCF2:=CFOCF((:F3)CFOCF
2CF2CODCH3との共重合体などである。なお、
上記重合体を形成するヒ)/(ロ)の組成比(モル比〕
は、含フツ素重合体が、上記のイオン交換容鈑金有する
ように選ばれる。
体が適切であり、その好ましい例ゆ、CF2:CF2ト
CF2==CFOCF2−CF(CF3) o cp2
cF2EI02FとQ共重合体、CF、 : CF2と
CF2=CF O(CF2)3〜58O□Fとの共1合
体、CF、 :=CF、とCF’2.=C:Il’0(
CF2)2,5COOCH3とノ共重合体、CF、=C
F、 トCF2:=CFOCF((:F3)CFOCF
2CF2CODCH3との共重合体などである。なお、
上記重合体を形成するヒ)/(ロ)の組成比(モル比〕
は、含フツ素重合体が、上記のイオン交換容鈑金有する
ように選ばれる。
本発明において、第2のフィルムを形成するカルボン酸
基を交換基とする含フッ素重合体は、下記の(A) 、
CB) + (c)の繰返し単位を有する。
基を交換基とする含フッ素重合体は、下記の(A) 、
CB) + (c)の繰返し単位を有する。
(A) (CF2−CXX’)
CB) −(CF2−CX )−
■
−Rf
(C) [CF2=CI)
−COOM
こ\で、X、X’ 、Y、Rf、Mは上記した通りであ
るが、なかでもパーフルオロ重合体か好ましく、その例
としてぽ、CF2:CF2と、CF2=CFORf(R
fは、炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基)と、C
F2: CFO(CF2)1〜4COOCH3との三元
共重合体、CF’2: CF2とCF2=C’FORf
(Rfは上記と同じ)とCF2:CFOC:F2CF
(CF3)−(OF、)□〜3COOCH3との三元共
重合体が挙げられる。
るが、なかでもパーフルオロ重合体か好ましく、その例
としてぽ、CF2:CF2と、CF2=CFORf(R
fは、炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基)と、C
F2: CFO(CF2)1〜4COOCH3との三元
共重合体、CF’2: CF2とCF2=C’FORf
(Rfは上記と同じ)とCF2:CFOC:F2CF
(CF3)−(OF、)□〜3COOCH3との三元共
重合体が挙げられる。
含フッ素N 6体中の繰返し単位(A) l (B、l
、 ((:)の組成比は、フィルムの性質を決定する
為、1賢である。即ち、B/A+B+c (モル比)は
、フィルムの製膜の容易性と関連するが、好筐しくは、
該比率が0.01〜0.3、特には0.03〜0.2に
なるようにせしめられる。該比率が小さいときには、製
膜性の改善が小さくなり、逆に太きいときには膜の機械
的強度の低下をもたらす。一方、C/A+B+C(モル
比)ハ、該フィルムの交換容量と関係するが、該比率は
、電解にて製造しようとする苛性アルカリの濃度との関
係で適したイオン交換容量が選はれ、通常0.5〜2.
0ミリ当電/2乾燥樹脂、好ましくは0.7〜1,5ミ
リ当−li/V乾燥樹脂ケ与えるように選ばれる。
、 ((:)の組成比は、フィルムの性質を決定する
為、1賢である。即ち、B/A+B+c (モル比)は
、フィルムの製膜の容易性と関連するが、好筐しくは、
該比率が0.01〜0.3、特には0.03〜0.2に
なるようにせしめられる。該比率が小さいときには、製
膜性の改善が小さくなり、逆に太きいときには膜の機械
的強度の低下をもたらす。一方、C/A+B+C(モル
比)ハ、該フィルムの交換容量と関係するが、該比率は
、電解にて製造しようとする苛性アルカリの濃度との関
係で適したイオン交換容量が選はれ、通常0.5〜2.
0ミリ当電/2乾燥樹脂、好ましくは0.7〜1,5ミ
リ当−li/V乾燥樹脂ケ与えるように選ばれる。
上記第1及び第2のフィルムの含フツ素1合体は、神々
の方法で製造される。また、これらのフィルムは必要に
より、好ましくはポリテトラフルオロエチレンなどの宮
フッ糸亜合体からなる布、網などの織物、不織布、フィ
ブリル又は金楓製のメツシュ、多孔体などで補強するこ
とができる。
の方法で製造される。また、これらのフィルムは必要に
より、好ましくはポリテトラフルオロエチレンなどの宮
フッ糸亜合体からなる布、網などの織物、不織布、フィ
ブリル又は金楓製のメツシュ、多孔体などで補強するこ
とができる。
第1及び第2の含フツ素重合体のフィルムは、本発明で
は、イオン交換膜性能を最大限に発揮させるために、第
1のフィルムは、好ましくは150〜500μ、第2の
フィルムは、好ましくは5〜50μ、そして第1のフィ
ルム/第2のフィルムの厚みの比率は、好ましくは2.
0〜30、特には5〜20にせしめられる。第2のフィ
ルムが極めて薄い場合、上記した補強材は、第1のフィ
ルムに導入するのが好ましい。
は、イオン交換膜性能を最大限に発揮させるために、第
1のフィルムは、好ましくは150〜500μ、第2の
フィルムは、好ましくは5〜50μ、そして第1のフィ
ルム/第2のフィルムの厚みの比率は、好ましくは2.
0〜30、特には5〜20にせしめられる。第2のフィ
ルムが極めて薄い場合、上記した補強材は、第1のフィ
ルムに導入するのが好ましい。
第1のフィルム及び第2のフィルムの積層は、適宜の手
段が採用されるが、いずれにせよか\る積層により両者
の膜状物?一体化することが必要である。かくして、例
えば、好ましくは温度100〜350℃にて、圧力0.
5〜100 ky/cr!にてプレスすることにより、
か\る積層に実施される。なお、積層に当っては、本発
明では、場合により、東1のフィルム及び第2のフィル
ムの一方又は両方を2棟以上使うことができる。
段が採用されるが、いずれにせよか\る積層により両者
の膜状物?一体化することが必要である。かくして、例
えば、好ましくは温度100〜350℃にて、圧力0.
5〜100 ky/cr!にてプレスすることにより、
か\る積層に実施される。なお、積層に当っては、本発
明では、場合により、東1のフィルム及び第2のフィル
ムの一方又は両方を2棟以上使うことができる。
また、両フィルムの積層は、その有する陽イオン交換基
の分解を招かないような適宜のイオン交換基の形態、例
えはカルボン酸基のときは、瞭又はエステル型で行うの
が好ましく、また、スルホン酸基のときには、−SO□
F型で行うのが好ましい。積層後の陽イオン交換膜の厚
みは、好ましくは、80〜500μ、特には100〜3
00μにするのが好ましい。
の分解を招かないような適宜のイオン交換基の形態、例
えはカルボン酸基のときは、瞭又はエステル型で行うの
が好ましく、また、スルホン酸基のときには、−SO□
F型で行うのが好ましい。積層後の陽イオン交換膜の厚
みは、好ましくは、80〜500μ、特には100〜3
00μにするのが好ましい。
本発明の上記第1のフィルム及び第2のフィルムを積層
してなる陽イオン交換膜は、そのま1でももちろん優れ
た性能を発揮するが、必要に応じて、その一方又は両方
の膜面にガス及び液透過性の電極活性を有する粒子を含
む多孔質層(米国特許明細曹第4224121号など参
照)又は、ガス及び液透過性の))電極活性を有しない
粒子金含む多孔質層(英国公開特許明細書第20645
86号などを参照)を設けて、その性質を一層改良する
ことができる。
してなる陽イオン交換膜は、そのま1でももちろん優れ
た性能を発揮するが、必要に応じて、その一方又は両方
の膜面にガス及び液透過性の電極活性を有する粒子を含
む多孔質層(米国特許明細曹第4224121号など参
照)又は、ガス及び液透過性の))電極活性を有しない
粒子金含む多孔質層(英国公開特許明細書第20645
86号などを参照)を設けて、その性質を一層改良する
ことができる。
本発明の陽イオン交換膜は、上記のように塩化アルカリ
水溶液ケ始めとする種々の水性溶液の電解に使用できる
。例えは、塩化アルカリ水溶液の電解に使用する場合、
本発明の陽イオン交換膜の第1のフィルム面を、陽極仙
]に、第2のフィルム而1−[極側に向けて配置せしめ
られる。かくした場合、本発明の陽イオン交換膜はその
最大限の性能が発揮される。
水溶液ケ始めとする種々の水性溶液の電解に使用できる
。例えは、塩化アルカリ水溶液の電解に使用する場合、
本発明の陽イオン交換膜の第1のフィルム面を、陽極仙
]に、第2のフィルム而1−[極側に向けて配置せしめ
られる。かくした場合、本発明の陽イオン交換膜はその
最大限の性能が発揮される。
本発明のイオン交換膜ヲ使用して塩化アルカリ水溶液の
電解を行なうプロセス条件としては、上記した%1昭5
4−112398号公報におけるような既知の条件が採
用できる。例えは、陽極室には好ましくは25〜50規
定(N)の塩化アルカリ水浴液を供給し、陰極室には水
又は稀釈水酸化アルカリヲ供給し、好捷しくに80℃〜
120℃、電流密度10〜100 A /a??Z2で
電解される。か\る場合、。、塩化アルカリ水浴液中の
カルシウム及びマグネシウムなどの重金属イオンは、イ
オン交換膜の劣化を招くので、h」友釣に小さくせしめ
るのが好ましい。逢た、陽極における酸素の発生を極力
防止するために塩酸などの酸を塩化アルカリ水溶液に添
加することができる。
電解を行なうプロセス条件としては、上記した%1昭5
4−112398号公報におけるような既知の条件が採
用できる。例えは、陽極室には好ましくは25〜50規
定(N)の塩化アルカリ水浴液を供給し、陰極室には水
又は稀釈水酸化アルカリヲ供給し、好捷しくに80℃〜
120℃、電流密度10〜100 A /a??Z2で
電解される。か\る場合、。、塩化アルカリ水浴液中の
カルシウム及びマグネシウムなどの重金属イオンは、イ
オン交換膜の劣化を招くので、h」友釣に小さくせしめ
るのが好ましい。逢た、陽極における酸素の発生を極力
防止するために塩酸などの酸を塩化アルカリ水溶液に添
加することができる。
本発明において電解槽は、上記構成を有する限F)にお
いて単極型でも複極型でもよい。また電解槽を構成する
材料は、例えば塩化アルカリ水浴液の電解の場合には陽
極室の場合には、塩化アルカリ水溶液及び塩素に耐性が
あるもの、例えば弁金属、チタンが使用され、陰極室の
場合には水酸化アルカリ及び水素に耐性がある鉄。
いて単極型でも複極型でもよい。また電解槽を構成する
材料は、例えば塩化アルカリ水浴液の電解の場合には陽
極室の場合には、塩化アルカリ水溶液及び塩素に耐性が
あるもの、例えば弁金属、チタンが使用され、陰極室の
場合には水酸化アルカリ及び水素に耐性がある鉄。
ステンレス又はニッケルなど使用される。
本発明において電極を配置する場合、電+Mはイオン交
換膜に接触して配置しても、また適宜の間隔をおいて配
置してもよい。
換膜に接触して配置しても、また適宜の間隔をおいて配
置してもよい。
以上は、主に塩化アルカリ水溶液の電解全例について本
発明の膜の使用を説明したが、水。
発明の膜の使用を説明したが、水。
ハロゲン酸(塩酸、臭化水素酸〕、炭酸アルカリの電解
に対しても同様に適用できることはもちろんである。
に対しても同様に適用できることはもちろんである。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例1
10A’(1’)ステンレス製耐圧反応容器にイオン交
換水65ゝ00f、08Fよ、 GOONH,全132
1N&2 HPO4・12 Hz p f 32.5
t + NaHl I’o4H2H20fl 9、5
F + (NH4)28208 k 17 f 仕込ミ
、次イテ1309 g ノCF、 =CFO(CF、)
3COOCH3f仕込んだ。
換水65ゝ00f、08Fよ、 GOONH,全132
1N&2 HPO4・12 Hz p f 32.5
t + NaHl I’o4H2H20fl 9、5
F + (NH4)28208 k 17 f 仕込ミ
、次イテ1309 g ノCF、 =CFO(CF、)
3COOCH3f仕込んだ。
液体屋素で充分に脱気を行なった後、57℃に昇温し四
弗化エチレンk 11.0 kg/adまで導入し反応
を行なわしめた。反応中に四弗化エチレン □を
連続的に系内に導入し圧力’t 11.Oky/ca
に保持した。4.5時間後に反応を終了させ、得られた
ラテックスを濃硫酸ケ用いて凝集を行ない、次いでポリ
マーを充分に水洗した後、メタノール中で65℃、16
時間処理し、更に乾燥を行なってイオン交換容量1.4
4meq 7gの共重合体1520f’!r得た。該共
重合体にPTFE粒子(テフロン6J)’i2.7%添
加し13o0において混練ロールを用いてPTFE i
せんい化させた後230℃で押出製膜し260μのフィ
ルムを得た。
弗化エチレンk 11.0 kg/adまで導入し反応
を行なわしめた。反応中に四弗化エチレン □を
連続的に系内に導入し圧力’t 11.Oky/ca
に保持した。4.5時間後に反応を終了させ、得られた
ラテックスを濃硫酸ケ用いて凝集を行ない、次いでポリ
マーを充分に水洗した後、メタノール中で65℃、16
時間処理し、更に乾燥を行なってイオン交換容量1.4
4meq 7gの共重合体1520f’!r得た。該共
重合体にPTFE粒子(テフロン6J)’i2.7%添
加し13o0において混練ロールを用いてPTFE i
せんい化させた後230℃で押出製膜し260μのフィ
ルムを得た。
次に同じ反応容器にイオン交換水6500f。
C,F、GOON’H4i 13 f 、 Na2HP
O4−12H,O’i 32.5f。
O4−12H,O’i 32.5f。
Na H! PO4・2 H20f 19−5 t+
(”’4 )282 oaを1.79゜イングロパノー
ルl 0.46 f仕込み、次いで84 s ? (7
) CF2=CFO(CF、)3COOCH3と45O
f(7)CF、=CFOC3F7 ’ii−仕込んだ。
(”’4 )282 oaを1.79゜イングロパノー
ルl 0.46 f仕込み、次いで84 s ? (7
) CF2=CFO(CF、)3COOCH3と45O
f(7)CF、=CFOC3F7 ’ii−仕込んだ。
液体窒素で脱気を行なった後57℃に昇温し四弗化エチ
レンを12、4 Jrg/c11!迄導入し反応を新導
入しめた。反応中は外部よt)12!]弗化エチレンを
導入し圧力をI Z 4 @/cdに保持した。465
時間後に得られたラテックスを上記と同じく処理し、イ
オン交換容量0.86 meq /yの三元共重合体1
290 fを得た。該3元共重合体を230℃で押出製
膜し厚さ20μの薄いフィルムを得た。
レンを12、4 Jrg/c11!迄導入し反応を新導
入しめた。反応中は外部よt)12!]弗化エチレンを
導入し圧力をI Z 4 @/cdに保持した。465
時間後に得られたラテックスを上記と同じく処理し、イ
オン交換容量0.86 meq /yの三元共重合体1
290 fを得た。該3元共重合体を230℃で押出製
膜し厚さ20μの薄いフィルムを得た。
次いでこの2種類のフィルムを230℃でロール金柑い
て貼合積層を行ない2層膜とした後、12]jii%の
力性ソーダ中で加水分解した。該膜を用いて次の如く電
解を行なった。
て貼合積層を行ない2層膜とした後、12]jii%の
力性ソーダ中で加水分解した。該膜を用いて次の如く電
解を行なった。
鳴動膜面積0.25 dtr?、陽極RuO2/Tiエ
クスパンドメタル、陰極活性ニッケル/Feエクスパン
ドメタル、極間3間からなる小型槽紮用い、3009/
l NaC1及び水勿陽極室及び隘惟〆に供給しなが
ら90℃、電流密度20 A /drt?にて電S試験
を行なった。その結果、生成苛性一度22%NaOHに
おける摺電圧は3.07V1電流効率96.0%であっ
た。
クスパンドメタル、陰極活性ニッケル/Feエクスパン
ドメタル、極間3間からなる小型槽紮用い、3009/
l NaC1及び水勿陽極室及び隘惟〆に供給しなが
ら90℃、電流密度20 A /drt?にて電S試験
を行なった。その結果、生成苛性一度22%NaOHに
おける摺電圧は3.07V1電流効率96.0%であっ
た。
実施例2
実M例fにおいて得られた2棟類のフィルムを230℃
でロールを用いて貼合稍)tit k行なった。
でロールを用いて貼合稍)tit k行なった。
次に平均粒径2μの炭化ケイ素粉木10部、ポリテトラ
フルオロエチレン粒子41部、メチルセルロール(2%
水浴液)03部、水14部、シクロヘキサノール2部、
シクロヘキサフッ1部?會む混合物を混練しベーストド
得た。該ペースト?上記積層膜の−・方の側(イオン交
換容菫0.86 meq/yの三元共i合体層)の表■
にスクリーン印刷し□塗布し乾燥、固化させた。炭化ケ
イ素の付着蓋は膜面1 cnl当り1.07%であった
。次いで平均粒径7μの酸化ジルコニアを用いる以外は
一ヒ6ピと同様にして調蟹したペーストケ槓層膜のもう
一方の側(イオン交換容置144mθq/v の共車
台体鳩)の衣■に塗布し乾燥、同化させ0.95〜/ば
付層さゼ°た。該膜を12重蓄チの力性ソーダ中で加
水分解し実施例1と同様に電解を行なった。その結果2
2チ苛性ンーダ取得電流効率は96,0%、電圧は28
7Vであった。
フルオロエチレン粒子41部、メチルセルロール(2%
水浴液)03部、水14部、シクロヘキサノール2部、
シクロヘキサフッ1部?會む混合物を混練しベーストド
得た。該ペースト?上記積層膜の−・方の側(イオン交
換容菫0.86 meq/yの三元共i合体層)の表■
にスクリーン印刷し□塗布し乾燥、固化させた。炭化ケ
イ素の付着蓋は膜面1 cnl当り1.07%であった
。次いで平均粒径7μの酸化ジルコニアを用いる以外は
一ヒ6ピと同様にして調蟹したペーストケ槓層膜のもう
一方の側(イオン交換容置144mθq/v の共車
台体鳩)の衣■に塗布し乾燥、同化させ0.95〜/ば
付層さゼ°た。該膜を12重蓄チの力性ソーダ中で加
水分解し実施例1と同様に電解を行なった。その結果2
2チ苛性ンーダ取得電流効率は96,0%、電圧は28
7Vであった。
実施例3
1Olのステンレス製耐圧反応容器にイオン交換水65
00f、C,Fl、 C00NH4(513f、Na2
HPO4・12H20f 32.5 ?、NaH2PO
4−2H20+19.52、(NH<)2”z○8i5
.2P、NaI(803Th 2.+59仕込ミ、次い
で1950 f (1) CFa、=CFO(CF2)
s COOCH3′f/:仕込んだ。
00f、C,Fl、 C00NH4(513f、Na2
HPO4・12H20f 32.5 ?、NaH2PO
4−2H20+19.52、(NH<)2”z○8i5
.2P、NaI(803Th 2.+59仕込ミ、次い
で1950 f (1) CFa、=CFO(CF2)
s COOCH3′f/:仕込んだ。
液体窒素で充分に脱気を行なった後、40℃に昇温し四
弗化エチレンf 、5.1 kgli迄導入し反応全行
4なわしめた。反応中に四弗化エチレンを連続的に系内
に尋人し、圧カケ5.1ky /caに保持した。 9
5時間後に反応?終了させ、得られたラテックスk #
硫酸に用いて凝集を行ない、次いでオ・リマー紮充分
に水洗した後、メタノール甲で65℃、16時1fl処
理し、イオン交換谷菫1.80 rrrθq/yの共重
合体160(1を伶た。該共重合体にPTFE粒子(テ
ノロン6J)ケ55%添加し130℃において混練ロー
ルを用いてPTFEをせんい化Bせた恢230℃で4i
r出製暎し200μのフィルムケ+’+i、該フ1ルム
に実施例1で得たイオン交換芥z、、 o、 86 m
6q/?の三元共重合体の30μのフィルム> 23
o ’cでロールを用いて貼合積層ケ行ない2層族とし
た2次いで実施例2と同峰にして該2j冑1+=↓の一
方の倶11 (イオン交候容献]、 80 meq /
y ;l、リマ一層9に叡化/ルコニウム”io、96
〜/ n? 、−方v>911I(イオン父侠容jii
−,0,86m8q/ f (D 37[ホ’J −/
−)−)に炭化ケイRk 102 TV/n?′それぞ
71 、+91+41に付層させた。
弗化エチレンf 、5.1 kgli迄導入し反応全行
4なわしめた。反応中に四弗化エチレンを連続的に系内
に尋人し、圧カケ5.1ky /caに保持した。 9
5時間後に反応?終了させ、得られたラテックスk #
硫酸に用いて凝集を行ない、次いでオ・リマー紮充分
に水洗した後、メタノール甲で65℃、16時1fl処
理し、イオン交換谷菫1.80 rrrθq/yの共重
合体160(1を伶た。該共重合体にPTFE粒子(テ
ノロン6J)ケ55%添加し130℃において混練ロー
ルを用いてPTFEをせんい化Bせた恢230℃で4i
r出製暎し200μのフィルムケ+’+i、該フ1ルム
に実施例1で得たイオン交換芥z、、 o、 86 m
6q/?の三元共重合体の30μのフィルム> 23
o ’cでロールを用いて貼合積層ケ行ない2層族とし
た2次いで実施例2と同峰にして該2j冑1+=↓の一
方の倶11 (イオン交候容献]、 80 meq /
y ;l、リマ一層9に叡化/ルコニウム”io、96
〜/ n? 、−方v>911I(イオン父侠容jii
−,0,86m8q/ f (D 37[ホ’J −/
−)−)に炭化ケイRk 102 TV/n?′それぞ
71 、+91+41に付層させた。
次いで121童襲の力性ソーダで加水分)jqシ実施例
1と同様に′屯屏を行なった2、その結果、生成苛性磁
度22% NaOHにおける電流効+・、oゴ、955
%、電圧は2.69Vであった。
1と同様に′屯屏を行なった2、その結果、生成苛性磁
度22% NaOHにおける電流効+・、oゴ、955
%、電圧は2.69Vであった。
実施例4
テトラフルオロエチレンと0F2=CFO(1:F2C
FO(01’、)3COOCH3F3 を共重合させて得られたイオン交換容、fi+c 1−
18meq / 9 (/、) ホ!Jマーを260μ
のフィルムに3J&Mし、これに実施例1において得ら
れたイオン交換帽@1 o、 86 meq、Q’の3
元共軍合体の10μのフィルムを貼合積層した。12重
it%の力性ソーダで加水分解した後、膜のオーム損金
測定した。膜のオーム損は0.35Vであった。
FO(01’、)3COOCH3F3 を共重合させて得られたイオン交換容、fi+c 1−
18meq / 9 (/、) ホ!Jマーを260μ
のフィルムに3J&Mし、これに実施例1において得ら
れたイオン交換帽@1 o、 86 meq、Q’の3
元共軍合体の10μのフィルムを貼合積層した。12重
it%の力性ソーダで加水分解した後、膜のオーム損金
測定した。膜のオーム損は0.35Vであった。
実施汐り 5
テトラフルオロエチレンとCF2=CFOCF2CPO
CF2CF2So、FF3 葡共乗台して(34られたイオン交挨容駕11111θ
q/7リポリマー?!:200μのフイルムニ槓膜し、
実施例4と同じく貼合積層を行ない、加水分解俊、族オ
ーム損を測定し0.29 V i得た。
CF2CF2So、FF3 葡共乗台して(34られたイオン交挨容駕11111θ
q/7リポリマー?!:200μのフイルムニ槓膜し、
実施例4と同じく貼合積層を行ない、加水分解俊、族オ
ーム損を測定し0.29 V i得た。
比較例1
実施例1において、イオン交換容量0.86meq/9
の三元ポリマーのかわりにテトラフルオロエチレンとC
F、 =、CFO(OF2)3COOCH3のみの共重
合によりイオン交換容量o、 86 meq#のポリマ
ーを合成した。該ポリマーケ230℃で押出製膜を行な
ったが、100μ以下の膜厚′fr:狗ようとすると膜
に穴が発生し三元共重合体におけるが如き薄膜を得るこ
とができなかった。
の三元ポリマーのかわりにテトラフルオロエチレンとC
F、 =、CFO(OF2)3COOCH3のみの共重
合によりイオン交換容量o、 86 meq#のポリマ
ーを合成した。該ポリマーケ230℃で押出製膜を行な
ったが、100μ以下の膜厚′fr:狗ようとすると膜
に穴が発生し三元共重合体におけるが如き薄膜を得るこ
とができなかった。
比較例2
実施例1における積層膜のそれぞれのIv7のポリマー
の単層からなる膜のオーム損は次の如くである。
の単層からなる膜のオーム損は次の如くである。
Claims (3)
- (1) 陽イオン交換基を廟する含フッ素重合体の第
1のフィルムと、下記の(AJ + (B) 、 (c
)の繰返し単位ケ有するカルボン酸基を交換基とする蕗
フッ素重合体からなり、上記第1のフィルムよりも厚み
が小さく、且つ比電気抵抗の太きい第2のフィルムとを
積層せしめたこと?特徴とする電解用陽イオン交換膜 仏)妖CF2−CXX’升 (C) (CF2−CX( −COOM こ\で、x、x’は、−F、−C:1、又は−CF3で
アリ、Rff′i炭素数1〜10のパーフルオロアルキ
ル基、Mは水素又はアルカリ金属、Yrri次のものか
ら選はれるが、次の一般式において、X、7.Z はO
〜10であり、Zl−j −F又はRfと同じである。 またB/A十B+C(モル比〕及びC/A十B+C(モ
ル比)は、それぞれ001〜03及び005〜0.5で
ある。 咲CF2洩、 0−(CF2へ、蚤0−CF2−CF
’髪。 - (2)第1のフィルムの陽極側に、第2のフィルムが、
陰極側になるよう積層した請求の範囲(1)の膜 - (3)Thlのフィルムの有する陽イオン交換基か、ス
ルホン酸基である請求の範囲(1)又は(2)の膜(4
)第1のフィルムの有する陽イオン交換基か、カルボン
酸基であり、第2のフィルムよリモイオン交換容量か大
きい請求の範囲(1)又は(2)の膜
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57082386A JPS58199884A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 改良された電解用陽イオン交換膜 |
EP83104562A EP0094587B2 (en) | 1982-05-18 | 1983-05-09 | Improved electrolytic cation exchange membrane |
DE8383104562T DE3374421D1 (en) | 1982-05-18 | 1983-05-09 | Improved electrolytic cation exchange membrane |
US06/493,574 US4486277A (en) | 1982-05-18 | 1983-05-11 | Electrolytic cation exchange membrane |
CA000428216A CA1234551A (en) | 1982-05-18 | 1983-05-16 | Laminated electrolytic cation exchange membrane including fluorinated polymer with carboxylic acid groups |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57082386A JPS58199884A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 改良された電解用陽イオン交換膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58199884A true JPS58199884A (ja) | 1983-11-21 |
JPS621652B2 JPS621652B2 (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=13773138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57082386A Granted JPS58199884A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 改良された電解用陽イオン交換膜 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4486277A (ja) |
EP (1) | EP0094587B2 (ja) |
JP (1) | JPS58199884A (ja) |
CA (1) | CA1234551A (ja) |
DE (1) | DE3374421D1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4610764A (en) * | 1984-02-07 | 1986-09-09 | Asahi Glass Company Ltd. | Electrolytic cation exchange membrane |
JPS60243129A (ja) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Asahi Glass Co Ltd | フツ素樹脂陽イオン交換膜 |
US4686120A (en) * | 1985-02-22 | 1987-08-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Multilayer cation exchange membrane |
US4749414A (en) * | 1985-03-25 | 1988-06-07 | The Dow Chemical Company | Composition for modifying polymeric surfaces and articles produced thereby |
EP0253119A3 (en) * | 1986-06-13 | 1989-07-19 | Asahi Glass Company Ltd. | Ion exchange membrane for electrolysis |
US5115395A (en) * | 1987-03-13 | 1992-05-19 | Borg-Warner Automotive, Inc. | Pulse width modulation technique |
JPH04136196A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-11 | Asahi Glass Co Ltd | 電解用含フッ素陽イオン交換膜及びこれを用いた水酸化アルカリの製造方法 |
EP0479392B1 (en) * | 1990-10-05 | 1998-01-14 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | A method for the electrolysis of an alkali metal chloride using a cation exchange membrane |
JP3075580B2 (ja) * | 1991-04-05 | 2000-08-14 | 旭硝子株式会社 | 電解用含フッ素陽イオン交換膜 |
US20040036394A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-02-26 | 3M Innovative Properties Company | Process for preparing multi-layer proton exchange membranes and membrane electrode assemblies |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE788557A (fr) | 1971-09-09 | 1973-03-08 | Ppg Industries Inc | Diaphragmes pour cellules electrolytiques |
US4151053A (en) | 1975-07-09 | 1979-04-24 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Cation exchange membrane preparation and use thereof |
JPS53149881A (en) * | 1977-06-03 | 1978-12-27 | Asahi Glass Co Ltd | Strengthened cation exchange resin membrane and production thereof |
JPS6011933B2 (ja) * | 1977-06-20 | 1985-03-29 | 旭化成株式会社 | 二層構造を有するフツ素系陽イオン交換膜及びその製造方法 |
US4224121A (en) | 1978-07-06 | 1980-09-23 | General Electric Company | Production of halogens by electrolysis of alkali metal halides in an electrolysis cell having catalytic electrodes bonded to the surface of a solid polymer electrolyte membrane |
US4329434A (en) * | 1979-05-31 | 1982-05-11 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Novel fluorinated cation exchange membrane and process for producing the same |
JPS5655577A (en) * | 1979-10-06 | 1981-05-16 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Electrolyzing method for alkali metal halide |
US4298697A (en) * | 1979-10-23 | 1981-11-03 | Diamond Shamrock Corporation | Method of making sheet or shaped cation exchange membrane |
JPS5670843A (en) * | 1979-11-13 | 1981-06-13 | Asahi Glass Co Ltd | Adhering method of fluorine containing ion exchange membrane and synthetic resin |
AU535261B2 (en) * | 1979-11-27 | 1984-03-08 | Asahi Glass Company Limited | Ion exchange membrane cell |
US4337137A (en) * | 1980-06-11 | 1982-06-29 | The Dow Chemical Company | Composite ion exchange membranes |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57082386A patent/JPS58199884A/ja active Granted
-
1983
- 1983-05-09 DE DE8383104562T patent/DE3374421D1/de not_active Expired
- 1983-05-09 EP EP83104562A patent/EP0094587B2/en not_active Expired
- 1983-05-11 US US06/493,574 patent/US4486277A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-05-16 CA CA000428216A patent/CA1234551A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1234551A (en) | 1988-03-29 |
US4486277A (en) | 1984-12-04 |
EP0094587B1 (en) | 1987-11-11 |
EP0094587A1 (en) | 1983-11-23 |
DE3374421D1 (en) | 1987-12-17 |
JPS621652B2 (ja) | 1987-01-14 |
EP0094587B2 (en) | 1991-06-05 |
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