JPS587714B2 - デンカイソウヨウカクマク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解槽用隔膜及びその利用方法に関するもので
ある。

塩化アルカリ金属を或る方法に従って隔膜槽中で電解す
ると、塩素及び水酸化アルカリ金属が生じる。

そのような電解槽は実質的に米国特許第３，３３７，４
４３号明細書及び米国特許第３，０ ２ ２，２ ４
４号明細書に示されているような構造を持っている。

隔膜は陽極液隔室を陰極液隔室から隔離させるのに役立
つ。

アルカリ金属塩化物の水溶液、即ちブラインを陽極液隔
室中に供給する。

陽極液隔室内では解離したハロゲン化アルカリ金属のハ
ロゲン化物イオンは陽極においてハロゲンとなる。

アルカリ金属イオン、水酸基イオン、及び一部のハロゲ
ン化物イオンは隔膜を通って陰極液隔室に移動する。

陰極液隔室内では水酸化アルカリ金属及び気体水素が陰
極において遊離される。

隔膜は又２つの隔室間のｐＨの差異を維持するのに役立
つ。

典型的には、陽極液隔室中の電解液は約３５〜約５．５
のｐＨを持ち、一方陰極液隔室中の電解液は１２．０又
はそれ以上のｐＨを持っている。

上記したタイプの典型的な電解槽においては、隔膜はこ
のｐＨの差異を維持するのに役立つ。

典型的には、そのような隔膜はアスベストから作られて
いる。

従来技術の電解槽においては、そのようなアスベストは
クリソタイルアスベストとして文献に記載されているタ
イプのものである。

クリソタイルアスベストは管状繊維として特徴ずけられ
る構造を持っている。

クリックイルアスベストの実験式は３ＭｇＯ，２ＳｉＯ
２，２Ｈ２Ｏである。

アスベスト隔膜は一般に、取り付けかつ約１００％膨潤
した時の約３． １ ｍｍ （１／８インチ）の厚さ乃
至使用中の約６．４ｍｍ（１／４インチ）の厚さを持っ
ている。

そのようなアスベスト隔膜は、電解槽の陽極がグラファ
イトである電解槽で使用する場合に約４〜約７箇月の使
用寿命を持っている。

陽極が寸法安定性陽極である（即ち陽極が基体上に電導
性金属表面又は電導性金属化合物表面を持っている金属
基体である）電解槽においては、隔膜の使用寿命は典型
的には約３〜約７箇月である。

これは典型的に１８箇月を超える寸法安定性陽極自体の
使用寿命と著しい相違を示し、それで陽極を一回更新す
る毎にアスベスト隔膜を数回更新しなければならない。

本発明によれば、隔膜型の塩化アルカリ金属電解槽に用
いるのに適した隔膜は、特にそのような電解槽が寸法安
定性陽極を有している時には、親水性、陽イオン選択性
で、ブラインによって容易に湿るポリ（フツ化炭素）共
重合体を含有している隔膜によって提供される。

本発明の隔膜は電解塩素槽において長寿命である。

本発明の隔膜は塩素槽雰囲気には実質的に不活性であり
、その寿命は電解液及び発生気体の機械的浸食作用によ
ってのみ限定される。

本発明の隔膜は陽極液と陰極液との間のｐＨこう配を満
足に保つように約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ
）〜約６．３５ｍｍ（０．２５０インチ）の厚さを持つ
ことだけが必要であり、それで隔膜電解槽の陽極と陰極
との間の電極間ギャップを減少させる。

この方法では、１個の電解槽に多数の電極を設けること
ができ、それでより有効な電解槽を作ることができる。

更に、本発明の隔膜では隔膜を横切る抵抗電圧降下は従
来のアスベスト隔膜よりも０，３Ｖまでも低くなり、そ
れで製造ハロゲンの単位量当りのコストは低くなる。

本発明の隔膜はアルカリ金属塩素槽において、約３５〜
約５．５のｐＨを持つ陽極液を１２又はそれ以上のｐＨ
を持つ陰極液から隔離させるのに有用である。

そのような槽は典型的には陽極、陰極、それらの間にあ
って陽極液を陰極液から隔離させている隔膜、並びに陽
極と陰極との間に起電力を付与する手段を持っている。

本発明の隔膜は約０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ
）〜約６．３５ｍｍ（０．２５０インチ）の厚さ及び２
０．５Ａ／ｄｍ２（１９０Ａ／ｆｔ２）の電流密度にお
いて約０．６Ｖ未満の電圧降下を持っているので、電極
間ギャップ（即ち電解槽中の陰極と次の隣接陽極との間
の距離）は約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）未満とな
る。

本発明の隔膜は電解液透過性、親水性、陽イオン選択性
で、電解液には実質的に不活性なものである。

“親水性”とは本発明の隔膜が電解液で容易に湿ること
を意味する。

“陽イオン選択性”とは本発明の隔膜がＮａ＋及びＨ＋
のような陽イオンを隔膜を通して優先的に移動させるこ
とを意味する。

”不活性”とは本発明の隔膜が電解液及び塩素のような
電解生成物に実質的におかされないことを意味する。

本発明によれば、陽イオン選択性、湿潤性、及び不活性
の特性はフツ化炭素分及びフツ化炭素酸分を含有してい
る共重合体によって与えられる。

本発明の隔膜を作るのに有用な共重合体は次の実験式を
持つものである： 式中ｍは２〜１０であり、Ｎに対するＭの比は後により
十分に説明してあるように８００〜２０００の当量を与
えるのに十分なものであり、Ｒは次のものから選ばれた
ものである： （ｐは１〜３、Ｙは−Ｆ又は−ＣＦ３，Ｒｆは−Ｆ又は
１〜１０個の炭素原子を持つベルフルオルアルキルであ
る）； −φＡ（φはアリール基である）：及び ＋ＣＦ２）ｐＡ（ｐは１〜３である）； 又Ａは次のものから選ばれた酸基である：−ＳＯ３Ｈ； −ＣＦ２ＳＯ３Ｈ； 一ＣＣｌ２ＳＯ３Ｈ； −φＳＯ３Ｈ（φはアリール基である）；及び−ＣＯＯ
Ｈ。

フツ化炭素分（ＣｍＦ２ｍ）はテトラフルオルエチレン
、ヘキサフルオルプロピ、レン、オクタフルオルブチレ
ン、及びそれらのその上のＣＦ２同族体のようなフッ素
化オレフインである。

しかしながら、フツ化炭素はそれらの前駆体としてジフ
ルオルアセチレンのようなフッ素化アセチレン又はヘキ
サフルオルブタジエンのようなフッ素化ジオレフインを
持つ共重合体として存在していてもよい。

そのようなフツ化アセチレン及びフツ化ジオレフインは
架橋剤としてフツ化オレフインを架橋するのに、又その
ことにより本発明の隔膜に更に物理強度を付与するのに
役立つ。

更に、少量のモノクロルトリフルオルエチレン、ジクロ
ルジフルオルエチレン及びその類似物のようなクロルフ
ルオル炭化水素も有害な影響なしに存在しうる。

その酸分（ＣｍＡＦ２ｍ−１）はトリフルオルエチレン
酸、ベンタフルオルプロピレン酸、ヘプタフルオルブチ
レン酸、及びそれらのその上の同族体のようなフルオル
オレフィン酸である。

その懸垂酸Ａはスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）、フルオル
メチレンスルホン酸基（一ＣＦ３ＳＯ３Ｈ）、ベンゼン
スルホン酸基（−φＳＯ３Ｈ）、カルボン酸基（−ＣＯ
ＯＨ）、のような陽イオン選択性、イオン交換、酸基で
ある。

本発明書においてφを用いる時には、それはアリール基
一Ｃ６Ｈ４−を意味する。

好ましいフツ化炭素酸はトリフルオルビニル酸、及び酸
基が側鎖の末端となっている側鎖を持っ分枝トリフルオ
ルエチレンであるが、その他のフツ化炭素を用いても完
全に満足な結果が得られる。

好ましい酸基はベンゼンスルホン酸基 （−φＳＯ３Ｈ）、フルオルメチレンスルホン酸基（−
ＣＦ２ＳＯ３Ｈ）、及びスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）を
含むスルホン酸基であり、その場合それらは最大の陽イ
オン選択性を持つ。

スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）は好ましいスルホン酸基で
ある。

しかしながら、上に列挙したその他の酸基を用いても完
全に満足な結果が得られる。

フツ化炭素が短い側鎖を持つもの、例えはポリ（ペルフ
ルオルエチレン−トリフルオルビニルスルホン酸）、及
び−（ＣＦ２−ＣＦ２）−Ｍ−〔ＣＦ２−ＣＦ（０−Ｃ
Ｆ２−ＣＦ２−ＳＯ３Ｈ））Ｎ短い、酸末端側鎖を持つ
タイプ重合体のような分枝重合体である時には、Ｎに対
するＭの比、即ちフツ化炭素酸のモル数に対するフツ化
炭素のモル数の比は典型的には約８以上であり、それに
よりその酸の１モル当り約１０００ｇの当量が得られる
。

そのような短い側鎖を持つ重合体の場合にはＮに対する
Ｍの比は約５〜２０、好ましくは約６〜約１４である。

フツ化炭素酸のモル数に対するフツ化炭素のモル数の比
が約１未満である時には、その共重合体は物理強度の減
少を示し、又発生気体及び移動電解液の浸食作用を受け
るようになる。

フツ化炭素酸のモル数に対するフツ化炭素のモル数の比
が約２０を超える時には、共重合体のフツ化炭素部分の
親水性特性は卓越することになる。

しかしながら、ｐが大きな数字であり、かつＲｆがベル
フルオルアルキルである、即ち側鎖が高分子量である時
には、Ｎに対するＭの比は５未満、１又は０でさえあり
得、それでも当量は１０００の範囲でありうる。

本発明の隔膜を作るのに有用なフツ化炭素−フツ化炭素
酸共重合体は更に実質的に炭素−水素結合を持たないフ
ツ化炭素重合体である特徴がある。

そのような重合体は、核磁気共鳴又は赤外線分光によっ
て求めた時の炭素−フツ素結合数対炭素水素結合数の比
が１００対１を超え、好ましくは４００対１を超えるも
のである。

フツ化炭素一フフ化炭素酸重合体は更に酸１モル当り約
８００〜約３０００ｇの尚量、並びに粘度測定によって
求めた時の約１０，０００〜約５０，０００，０００の
分子量を特徴とする。

耐電解液性で、電解液によって湿る表面を作るのに有用
な共重合体はエチレン性不飽和フツ化炭素酸との共重合
体である。

そのような共重合体は、米国特許第３，０４１，３１７
号明細書に記載されている方法に続いてフツ化スルホニ
ル基を加水分解してスルホン酸にすることにより、及び
米国特許第３，６２４，０５３号明細書に記載されてい
る方法によって作られる。

或いは、共重合体は米国特許第３，２８２，８７５号明
細書、英国特許１，０３４，１９７号明細書及びドイツ
公開公報第１，８０６，０９７号明細書に記載されてい
るようにして作られたフツ化炭素ビニルエーテルでもよ
い。

本発明の１例に従えば、隔膜は前記したようなフツ化炭
素とフツ化炭素酸との共重合体から作られた実質的に均
質で微孔質物である。

そのような実質的に均質な隔膜はその過半成分としてオ
レフイン性不飽和フツ化炭素とオレフイン性不飽和酸フ
ツ化炭素との共重合体を有している。

或いはオレフイン性不飽和フツ化炭素酸は−〔ＣＦ２−
ＣＦ（０−ＣＦ２−ＣＦ２−ＳＯ３Ｈ）〕−型酸である
酸末端側鎖を持っていてもよい。

更に、耐久性を増大させるために架橋剤が存在していて
もよい。

オレフイン性不飽和フツ化炭素の例としてはテトラフル
オルエチレン、ヘキサフルオルプロピレン、オクタフル
オルブチレン、及びそれらのその上のＣＦ２同族体があ
る。

オレフイン性不飽和フツ化炭素酸の例としてはトリフル
オルビニル酸、ペンタフルオルプロピレン酸、ヘプタフ
ルオルブチレン酸、及びそれらのその上のＣＦ２同族体
がある。

懸垂酸基は陽イオン選択性酸、例えばスルホン酸基（−
ＳＯ３Ｈ）、フルオルメチレンスルホン酸基（−ＣＦ２
ＳＯ３Ｈ）、ベンゼンスルホン酸基（−φＳＯ３Ｈ）、
カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、である。

架橋剤が存在する時には、それはジフルオルアセチレン
のようなアセチレン性不飽和フツ化炭素又はヘキサフル
オルブタジェンのようなジオレフィン性不飽和フツ化炭
素でありうる。

ジビニルベンゼンも又架橋剤として用いられる。

ここに例示した隔膜については実質的に切質なものとし
て記載したけれども、不純物も有害な影響なしに存在し
うる。

例えば、隔膜に多孔特性を与えるのに用いられるろ過性
繊維質物質のくずも有害な影響なしに存在しうる。

更に、隔膜に物理強度又はその他の所望の特性を付与す
る物質も加えうる。

そのような物質としてはポリ（ハロゲン化炭素）繊維、
ガラス繊維、アスベスト、及びそれらの類似物がある。

ここに例示した微孔性隔膜は約５〜約８５％の多孔度を
持っている。

好ましくはその多孔度は約２５〜約４０％である。

本明細書において、多好度とは物質と空間との合計容量
に対する空間の容量の比で、その商を１００倍して％と
したものである。

本明細書で用いる多孔度は気体置換又は水銀置換のよう
な当業界で公知の任意の方法で測定したものである。

ここに例示した微孔質隔膜の孔は不規則な形状である。

その個々の孔は８×１０−１３〜約８×１０−５ｃｍ２
の横断面積を持っている。

ほとんどの孔は約１０−８〜約１０−１１ｃｍ２の横断
面積を持っている。

そのような孔の直径はＡＳＴＭ規格Ｄ−２４９９及びＥ
−１２８に記載されている方法、並びに電子顕微鏡によ
って求められる。

ここに例示した微孔質隔膜の孔は隔膜の厚さよりも相当
大きな平均孔長さを持っている。

その平均孔長さは平均孔直径の約１０〜約１０，０００
倍、好ましくは平均孔直径の約１００〜１，０００倍で
ある。

この方法では微孔質隔膜は電解液、及び陽極液中に存在
する種々の分子種、例えは塩化ナトリウム及び塩酸の流
れに対して透過性であるようになっている。

ここに例示した微孔質隔膜は約０．０２５４ｍｍ（０．
００１インチ）〜約６．３５ｍｍ（０．２５０インチ）
、好ましくは約０．０２５．４ｍｍ（０．００１インチ
）〜約０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の厚さを持
つべきである。

フツ化炭素とフツ化炭素酸との共重合体で作られた本発
明の微孔質隔膜の比抵抗は約１０００オーム−ｍ未満、
好ましくは約２００オームーｃｍ未満である。

ここに例示した微孔質隔膜は、ハロゲン及び水酸化アル
カリ金属、例えば塩素及び、カ性ソーダを作るのに用い
られる電解槽の陽極と陰極との間に用いられるものであ
る。

その隔膜は電解液透過性陰極と機械的に結合していても
よく、その場合隔膜は電解液透過性陽極と結合していて
もよく或いは陽極から離れていてもよい。

或いは本発明の微孔質隔膜は電解液透過性陰極と電解液
透過性陽極との間にプレスされて、陽極及び陰極を相互
に物理的に隔離し又酸性陽極液を塩基性陰極液から隔離
していてもよい。

本発明の他の例示に従えば、フツ化炭素とフツ化炭素酸
から作られた陽イオン選択性、親水性、ブライン湿潤性
共重合体の繊維質網が作られる。

そのような繊維質網は約１５〜約８５％の多孔度を持ち
、本質的に共重合体からなるものである。

或いは、共重合体が高価なので、隔膜の約０．０５〜約
９９．９９重量％が実質的に不活性な繊維質物質、例え
ばアスベスト、ポリ（ペルフルオルエチレン）、被覆さ
れたガラス繊維、又はそれらの類似物であってもよい。

本発明の他の例示に従えば、陰極構造物は電解液透過性
陰極の表面に前記したようなフツ化炭素と酸フツ化炭素
との共重合体の被覆物を持つように作られていてもよい
。

そのような陰極はフツ化炭素−フツ化炭素酸共重合体を
持つ網目のこまかい網の陰極、その１端にある陽極液及
びその他端にある陰極液からなるものである。

網目のこまかい網とは金属の陰極構造物が直線２．５４
ｃｍ（１インチ）に対して８個を超える網目を持ちかつ
約１．５２４ｍｍ（０．０６インチ）未満の開孔巾を持
つことを意味する。

その共重合体は陰極網の個々のストランド上のフイルム
又は層として存在する。

本発明の他の例示に従えば、隔膜は適当な基体部材及び
その上の耐電解液性フツ化炭素一フツ化炭素酸共重合体
の被覆物を持つように作られていてもよい。

適当な基体部材は電解液に対して透過性でかつ電解液と
は実質的に非反応性のものである。

電解液に対して透過性であるとは基本部材が圧力こう配
に会わされた時に基体部材を通して電解液を通過させる
ことを意味する。

典型的には、そのような圧力こう配は毎分６．４５ｃｍ
２（１平方インチ）当り約５〜約５０ｍｌの水を透過さ
せるように約２５４〜約５０８ｍｍ（約１０〜約２０イ
ンチ）水柱程度である。

電解液と非反応性である基体とは、基体又は基体部材が
、塩素が発生しかつ１０重量％の水酸化ナトリウムが存
在している環境に１年以上、好ましくは１８箇月以上実
質的に物理的に悪化することなしに耐えうることを意味
する。

そのような非反応性基体は塩素槽中で１２〜１８箇月の
使用期間耐久性を保留する。

適当な電解液透過性基体部材は繊維質形態の部材である
。

繊維質形態の部材の場合には、それは織った部材、不織
部材、或いは、織った部材と不織部材の連続層でありう
る。

それは又アスベストのような天然に生じる繊維でありう
る。

或いは基体部材は微孔質シートの形態でありうる。

適当な物質は塩素が発生する環境に耐えうるものである
。

満足な物質は合成ポリ（ハロゲン化炭素）である。

ポリ（フツ化炭素）は好ましいポリ（ハロゲン化炭素）
である。

好ましいポリ（ハロゲン化炭素）は炭素一水素結合の実
質的にないことを特徴とするものであり、例えばポリ（
ペルフルオルエチレン）、ポリ（ヘキサフルオルプロピ
レン）及びそれらの類似物がある。

ポリ（フツ化炭素）中に炭素一水素結合が実質的にない
とは、核磁気共鳴又は赤外分光によって求めた時の炭素
−フッ素結合数対炭素一水素結合数の比が１００対１を
超え、好ましくは４００対１を超えるものである。

満足な結果はガラス繊維、シリコーン繊維及びそれらの
類似物でも得られる。

基体をアスベストから作ってもよい。

本発明の更に他の例示においては、基体をバルブ金属の
鋼で作ってもよこい。

バルブ金属は陽極性にした時に保護酸化物膜を作る金属
であり、バルブ金属としてはチタン、タンタル、ニオブ
、ハフニウム、タングステン、アルミニウム、ジルコニ
ウム、及びそれらの合金がある。

或いは、基体がポリ（フツ化炭素）又は他の耐電解液性
物質の被覆物によって電解液との接触から適当に保護さ
れるならば、他の金属、例えは鉄、鋼、ニッケル、アル
ミニウム、及びそれらの類似物でもよい。

基体又は基体部材がポリ（ハロゲン化炭素）である例示
において、その基体はポリ（ペルフルオルエチレン）、
ポリ（トリフルオルエチレン）、ホリ（フツ化ビニリデ
ン）、ポリ（フツ化ビニル）、ポリ（クロルトリフルオ
ルエチレン）、ポリ（ジクロルジフルオルエチレン）、
それらの共重合体、及び類似物でありうる。

好ましいポリ（ハロゲン化炭素）は前記したように炭素
一水素結合の実質的に存在しないことを特徴とするもの
である。

典型的にはポリ（テトラフルオルエチレン） 、ＰＴＦ
Ｅ及びテフロン（商品名）としても知られているポリ（
ペルフルオルエチレン）が用いられる。

本明細書でポリ（ペリフルオルエチレン）と記載する時
には、前記したように水素一炭素結合の実質的に存在し
ないことを特徴とするポリ（フツ化炭素）がそれと互変
的に用いられることを了解すべきである。

本発明の隔膜の繊維質基体部材を作るのに有用なポリ（
ペルフルオルエチレン）は下記の実験式を持っている： −（ＣＦ２−ＣＦ２）− 基体部材が繊維質である本発明の例示において、その基
体はＡＳＴＭ Ｄ−７３７−６９に記載されている方法
で１．０３ｋｇ／ｃｍ２（１４．７ｐｓｉ）の圧力にお
いて測定した時に、毎分９２９ｃｍ２（ｌｆｔ２）当り
約０．１１〜約１．７０ｍ３（約４〜約６０ｆｔ３）の
空気透過性を持っている。

それはＡＳＴＭ Ｄ−５７０−６３に記載されている方
法で測定した時に約１６〜約２０％の水吸収性を持って
いる。

繊維質基体の多孔度は約１５〜約８５％、好ましくは約
２５〜約７０％である。

より低い多孔度、例えば５％のように低い多孔度を持つ
繊維質基体も用いうるが、隔膜を横切る電圧降下はわず
かに高くなる。

個々の繊維の長さは約０．８ｍｍ（１／３２インチ）〜
約２５．４ｍｍ（１インチ）、好ましくは約６．３５ｍ
ｍ（１／４インチ）〜約１２．７ｍｍ（１／２インチ）
である。

本発明の典型的繊維質基体は、その多孔度に依存して、
１．０１６ｍｍ（０．０４０インチ）の厚さにおいて０
．８３６ｍ（１平方ヤード）当り約５１０ｇ（１８オン
ス）乃至３．１７５ｍｍ（０．１２５インチ）の厚さに
おいて０．８３６ｍ２（１平方ヤード）当り約１１６２
ｇ（４１オンス）の重量を持っている。

本発明の電解液透過性繊維質隔膜の個々の表面上の被覆
物は陽極液に対する化学抵抗、物理強度、ブラインによ
って湿る能力、隔膜を通してナトリウムイオン及び水酸
基イオンを選択的に伝送させるが塩化物イオンを実質的
に伝送させない能力を特徴とするものである。

ここに例示した隔膜に企図される被覆物は陽イオン選択
性イオン交換樹脂であり、それはオレフイン性不飽和フ
ツ化炭素とオレフイン性不飽和フツ化炭素酸との共重合
体である。

フツ化炭素は塩素が発生する環境において寿命が長いの
で好ましいものである。

炭素−水素結合の実質的に存在しないフツ化炭素共重合
体とは、炭素−フッ素結合数対炭素−水素結合数の比が
１００対１を超える重合体、好ましくは４００対１を超
える重合体を意味する。

好ましいオレフイン性不飽和フツ化炭素はテトラフルオ
ルエチレン、ヘキサフルオルプロピレン、オクタフルオ
ルブチレン、及びそれらの同族体である。

好ましいオレフイン性不飽和フツ化炭素酸はトリフルオ
ルエチレン酸、ペンタフルオルプロピレン酸、ヘプタフ
ルオルブチレン酸それらの同族体及び酸末端側鎖を持つ
分枝トリフルオルエチレンであり、その場合酸基はスル
ホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）、フルオルメチレンスルホン酸
基（−ＣＦ２ＳＯ３Ｈ）、ベンゼンスルホン酸基（−φ
ＳＯ３Ｈ）、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、である。

本発明の１例示において、ポリ（ペルフルオルエチレン
）繊維上のイオン交換樹脂被覆物はペルフルオルエチレ
ンとトリフルオルエチレンスルホン酸〔ＣＦ２＝ＣＦ（
ＳＯ３Ｈ）〕との共重合体で、トリフルオルエチレンス
ルホン酸１モル当り６〜１４モルのペルフルオルエチレ
ンを持つものである。

しかるに本発明の他の例示において、ポリペルフルオル
エチレン）を被覆するのに用いられるイオン交換樹脂は
ペルフルオルエチレンと、〔ＣＦ２＝ＣＦ（−Ｏ−ＣＦ
２−ＣＦ２−Ｓ０３Ｈ）〕との共重合体で、酸１モル当
り約８〜約１２モルのペルフルオルエチレンを持つもの
である。

繊維上の被覆物がデュポン社製”ＸＲ”（商品名）イオ
ン交換樹脂である時に特に良好な結果が得られた。

デュポン社製”ＸＲ”はペルフルオルエチレンとフツ化
スルホン酸との共重合体で、約７００〜約１６００、好
ましくは約１０００〜約１３００の当量、及び粘度測定
で求めた時の約５０，０００〜約１，５００，０００の
分子量を持つものである。

典型的には、その樹脂は樹脂と繊維質部材との合計重量
に基いて樹脂含浸繊維質部材の約０．０１〜約２０重量
％を構成している。

繊維質部材の多孔度、水吸収性、及び空気透過性はイオ
ン交換樹脂の付与前と付与後とでは実質的に同じである
。

発生塩素に耐える、陽イオン選択性イオン交換樹脂の被
覆物を持っている繊維質、電解液透過性ポリ（フツ化炭
素）基体部材は塩素槽に用いられる特に良好な隔膜を作
る。

繊維質基体上にフツ化炭素−フツ化炭素酸共重合体被覆
物を持っている繊維質基体からなる本発明の例示をポリ
（ハロゲン化炭素）基体に関して記載したけれども、満
足な結果は電解液による浸食に耐えられるようにされう
る任意の繊維質物質で達成される。

例えば、満足な隔膜はフツ化炭素とフツ化炭素酸との共
重合体を含有しているアスベスト部材からなるものであ
る。

フツ化炭素−フツ化炭素酸共重合体をアスベスト部材中
に分散させ、アスベスト部材内の個々の繊維並びにアス
ベスト部材の外部表面上の繊維を被覆する。

或いは、フツ化炭素−フツ化炭素酸共重合体をアスベス
トの外部表面、アスベストと陽極液の間に凝集させる。

隔膜がアスベスト基体部材の外部表面上に前記したフツ
化炭素−フツ化炭素酸の被覆物を持っているアスベスト
基体部材である時には、満足な結果は少量割合の樹脂、
例えば隔膜９２９ｃｍ２（１ｆｔ２）当り０．１ｇのよ
うな少量の共重合体で達成される。

アスベスト基体部材を持っている本発明の隔膜に有用な
フツ化炭素−フツ化炭素酸共重合体は前記したものであ
る。

ペルフルオルエチレンとトリフルオルエチレンスルホン
酸との共重合体ハペルフルオルエチレンと−〔ＣＦ２＝
ＣＦ（Ｏ−ＣＦ２−ＣＦ２−ＳＯ３Ｈ）〕−型酸との共
重合体と同様にここに例示した隔膜を作るのに有用な共
重合体の例であるが、懸垂酸基を持ち炭素−水素結合を
実質的に持たない他のポリ（フツ化炭素）もそれらと互
変的に用いられる。

ここに例示した隔膜を作るのに、クリソタイルアスベス
トが用いられる。

そのようなアスベストは実験式３ＭｇＯ・２ＳｉＯ２・
２Ｈ２Ｏを持っている。

或いは、その他の形態のアスベスト、例えばアントフイ
ライト又はクロシドライトを用いても満足な結果が得ら
れる。

ここに例示した隔膜の基体部材を作るのに有用なアスベ
ストは典型的には約０．８ｍｍ（１／３２インチ）〜約
３８．１ｎｍ（１．５インチ）の繊維長さ及び約０．１
〜約２０ミクロンの繊維直径を持っている。

本発明の特に有効なタイプの隔膜の１つはアスベスト隔
膜部材の陽極液に面している表面上にこれらの重合体の
強力に密着した、保護フイルム又は被覆物を作ることに
よって達成される。

特に良好な密着は重合体の酸性部分とアスベスト、とり
わけアスベストのマグネシウムとの間で化学反応を行な
わせることによって達成される。

即ち、重合体とアスベストを適当に接触させた時に、ア
スベスト繊維の表面上に薄い（多分実質的に単分子程度
のもの）くっついて離れない重合体被覆物を作ることが
可能である。

そのような被覆物の形成を確実にする１方法は、重合体
とアスベストとの間の相互反応を妨げない条件下で樹脂
溶液をアスベスト（分散繊維形態として又は隔膜部材と
して）に付与することである。

例えば、アスベストを槽水溶液から取り出した時に、隔
膜を乾燥し、次いでイオン交換樹脂の最適の性能を達成
するようにイオン交換樹脂で被覆する前に洗浄して塩化
ナトリウムの結晶を除去する。

この理論によって束縛されるものではないが、重合体が
アスベストにくっついて離れないように付着する機構は
重合体のあるものがアスベストのマグネシウムと反応す
る結果によるものである。

最も本当らしく思われることは、重合体の酸基が、アス
ベストのマグネシウムと反応することである。

有機部分即ち重合体を含むペルフルオルエチレン、及び
無機部分即ち錯重合体アスベストシリケート構造物を持
っている錯重合体であるその反応生成物は電解槽条件に
特に耐えうるように思われる。

樹脂とアスベストとの間の反応生成物は、とりわけ、槽
水溶液、水性水酸化ナトリウム、水性塩化ナトリウム、
エタノール、エチレングリコール、アセトン、及び類似
物のような液体中で不溶性である特徴がある。

本発明の他の例示において、孔の内壁に陽イオン選択性
親水性試薬を持っている微孔質多孔ポリ（フツ化炭素）
基体部材は満足な隔膜を作る。

好ましい微孔質多孔基体は典型的には約 ０．０２５４ｍｍ（０．００１インチ）〜約６．３５ｍ
ｍ（０．２５０インチ）の厚さを持っているシート形態
のものである。

そのような微孔質基体は典型的には約１５〜８５％、好
ましくは約２５〜約４０％の多孔度を持っている。

個々の孔は典型的には、ＡＳＴＭ規格Ｄ−２４９９及び
Ｅ１２８に記載されている方法で測定した時に８×１０
−１３〜８×１０−５ｃｍ２の面積を持っている。

ここに例示した電解液透過性微孔質ポリ（フツ化炭素）
シートを持っている隔膜はその孔内の親水性試薬の存在
によって親水性となる。

そのような親水性試薬がその全ての孔及び表面に存在す
る必要はない。

満足な結果は孔及び表面のほんの一部分だけ親水性にし
た時に得られる。

典型的には、隔膜の水湿潤を肉眼で観察しながら孔及び
表面の有効割合を処理した。

典型的には、これはまずイオン交換樹脂が微孔質シ一ト
及び樹脂の約０．００１〜約０．０１重量％である時に
生じる。

特に艮好な結果は樹脂及び微孔質シ一トの合計重量に基
き０．０１重量％を超える時に得られる。

繊維質基体部材を持っている本発明の例示物に有用なイ
オン交換樹脂と同じものが微孔質多孔シート基体部材を
持つ例示物にも有用である。

前記したように、好ましいイオン交換樹脂は懸垂陽イオ
ン、イオン交換基を持っているポリ（フツ化炭素）であ
る。

満足な陽イオン選択性イオン交換基としてはスルホン酸
基（−ＳＯ３Ｈ）、フルオルメチルスルホン酸基（−Ｃ
Ｆ２ＳＯ３Ｈ）、ベンゼンスルホン酸基（−φＳＯ３Ｈ
）、カルボン酸基（−ＣＯＯＨ）、がある。

スルホン酸基（ＳＯ３Ｈ）が好ましい。典型的には、イ
オン交換樹脂はフツ化炭素と酸フツ化炭素との共重合体
形態のものである。

このタイプの陽イオン選択性イオン交換樹脂の例として
はベルフルオルエチレンとトリフルオルエチレンスルホ
ン酸〔ＣＦ２＝ＣＦ（ＳＯ３Ｈ）〕との共重合体、及び
ベルフルオルエチレンと〔ＣＦ２−ＣＦ（０−ＣＦ２−
ＣＦ２−Ｓ０３Ｈ）〕型分枝酸との共重合体がある。

前記したように、そのような共重合体の１つはデュポン
”ＸＲ”（商品名）イオン交換樹脂である。

電解液によって湿り、電解液透過性である部材を含みか
つその中にフツ化炭素−フツ化炭素酸共重合体を含有し
ている本発明の隔膜は種々の方法で作られる。

本発明の１例示に従って、微孔質部材はその主要成分と
してフツ化炭素とフツ化炭素酸との共重合体を持つよう
に作られる。

そのような微孔質部材は米国特許第３，０４１，３１７
号明細書に記載されているようにフツ化炭素とフツ化炭
素酸フツ化物を低沸点溶媒又は容易に浸出する成分の存
在下で共重合させ、次いでその酸フツ化物を加水分解す
ることにより作られる。

本発明の他の例示に従って、共重合体溶液を直接網陰極
に付与して前記したように単一陰極一隔膜構造物を作る
。

この例示に従って、鉄又は鋼線の網スクリーンの１端を
共重合体で被覆する。

２．５４ｃｍ（１インチ）に対して８個を超える網目を
持ちかつ約１．５２４ｍｍ（０．０６インチ）未満の開
孔巾を持つ網スクリーンを洗いかつグリースを取り除く
。

その後、溶媒中のフツ化炭素一フツ化炭素酸共重合体の
溶液を作る。

その溶液を、例えばブラシ塗り、ローラー塗り、又はス
プレーによって網スクリーンに付与する。

その後、例えば水酸化ナトリウム溶液で処理する等によ
りそれを不溶性形態に変換させる。

この方法では、電解液透過性の陰極−隔膜構造物は線網
スクリーン陰極の１端に耐電解液性、電解液湿潤性被覆
物を持つ線網スクリーン陰極を含むように作られる。

１例示に従えば、本発明の繊維質隔膜は、適当な有機溶
媒中のフン化炭素−フツ化炭素酸イオン交換樹脂の溶液
で繊維質基体を被覆し、イオン交換樹脂を含浸したポリ
（フツ化炭素）部材を陰極構造物に取りつけることによ
って作られる。

本発明の隔膜を作る１方法に従って、繊維質ポリ（フツ
化炭素）のシートを、有機媒質中のイオン交換樹脂の溶
液中に該シートを入れることによってイオン交換樹脂で
含浸させる。

その溶液を加熱する。

その後、試薬をその溶液に加えて、樹脂を不溶性形態に
変換させる。

有機溶媒中のイオン交換樹脂の溶液は０．１〜約２０重
量％溶液である。

溶媒として用いる有機液体はイオン交換樹脂とは実質的
に非反応性であるべきである。

その溶媒は、イオン交換樹脂がかなり溶解するものであ
るべきである。

好ましい有機溶媒は２〜６個の炭素原子を持ちかつアル
デヒド基、ケトン基又はアルコール基を持つものである
。

好ましい有機溶媒はエチルアルコール、ブタノール、プ
ロパノール、イソプロパノール、及び類似物である。

或いはベンゼン、トルエン、フメン、フェノール、及び
類似物のような芳香族溶媒も用いられる。

或いはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、及びテトラメチル尿素のような
溶媒も用いられる。

１例示として、溶媒中のイオン交換樹脂の溶液を作る。

イオン交換樹脂及び溶媒の溶液を繊維質シートに十分に
湿らせかつ充満させる。

典型的にはこのソーキングを約０．１〜約８時間、溶液
の凝固点と沸点の間の温度で続ける。

好ましくは、その時間は溶液の還流温度において約１〜
約４時間である。

溶液中のイオン交換樹脂は溶解性形態、即ち酸性である
。

樹脂及び溶媒の溶液を次いで一般式ＮａＸ（Ｘは酸基又
はＯＨである）を持つ塩で処理する。

典型的には水酸化ナトリウムを用いる。

その後イオン交換樹脂で含浸されかつ被覆されたポリ（
フツ化炭素）をその溶液から取り出し、小孔性金属陰極
上及びその周りに取り付ける。

この時点において、本発明の１例示に従って、電気分解
を行なう。

電気分解がそのように行なわれる時には満足な結果が得
られる。

隔膜を横切る初期電圧降下は２０．５Ａ／ｄｍ２（１９
０Ａ／ｆｔ２）の電流密度において約２Ｖであり、短期
間の操作後、例えば約５日間後には隔膜を横切る電圧降
下は０．８Ｖ未満、通常は０．６Ｖ未満に落ちる。

本発明の隔膜を作る他の方法に従って、多孔微孔質ポリ
（フツ化炭素）のシートを、有機媒質中のイオン交換樹
脂の溶液中にそのシートを入れることによってイオン交
換樹脂で含浸させる。

その樹脂をシートを通してしみ出させかつ充満させる。

その後、溶液を加熱し、試薬を加えて樹脂を不溶性形態
に変換させる。

有機溶媒中のイオン交換樹脂の溶液は１〜約５重量％溶
液である。

基体が繊維質ポリ（フツ化炭素）部材である例示に関し
て前に列挙した有機溶媒は、基体又は基体部材が多孔微
孔質ポリ（フツ化炭素）シートである例示においても満
足な結果を達成する。

イオン交換樹脂と溶媒の溶液を微孔質部材に通して浸み
込ませ、孔の内部を十分に湿めらせる。

典型的にはこのソーキングを溶媒の凝固点と沸点の間の
温度で約１〜約２４時間続ける。

まだ溶解性形態にあるイオン交換樹脂を次いで前記した
ように水酸化ナトリウムのようなナトリウム化合物又は
酢酸ナトリウムのような塩で処理して、樹脂を不溶性形
態に変換させる。

その後、イオン交換樹脂で被覆された微孔質多孔ポリ（
フツ化炭素）部材をその溶液から取り出し、小孔性金属
陰極上及びその周りに取り付ける。

この時点で電気分解を行ない、完全に満足な結果が得ら
れる。

基体として用いた多孔微孔質シ一トはそのようなシート
を作る技術において公知の任意の方法によって作られる
。

例えば、それを酢酸セルロースのような浸出性、繊維質
物質の存在下で重合させ、その後シートから浸出させる
。

繊維質基体がアスベストである本発明の例示において、
アスベストを業界で公知の任意の方法によって電解液透
過性陰極上に引延ばし、その後フツ化炭素を繊維質アス
ベスト部材上に析出させる。

アスベストを槽水溶液中でスラリーにする。

典型的には、約２〜約４重量％のアスベストを含有して
いるスラリーを槽水溶液中で作る。

槽水溶液は約１０〜約１５重量％のカ性ソーダ及び約１
０〜約１５重量％の塩化ナトリウムを含有している溶液
であり、それでカ性ソーダと塩化ナトリウムの合計が約
２５〜約３０重量％の溶液を作っている。

陰極スクリーンを槽水溶液及びブラインのスラリー中に
入れ、その陰極内の空間を抜取ることによってアスベス
トを陰極スクリーン上に引延ばす。

陰極−アスベスト隔膜の結合体を次いで洗浄し、乾燥さ
せ、その後フツ化炭素一フツ化炭素酸共重合体で被覆す
る。

典型的には、溶液中のフツ化炭素一フツ化炭素酸共重合
体の希釈溶液をアスベストに付与することによってその
共重合体は酸に付与する。

その溶液をアスベスト上にスプレー、ブラシ塗り、浸漬
又はローラー塗りすることによって付与する。

ベルフルオルエチレンとトリフルオルビニルスルホン酸
との共重合体は本発明に有用な共重合体の例であるが、
共重合体自体は前記したように水素−炭素結合を実質的
に持たずかつ懸垂酸基を持つ任意のフツ化炭素共重合体
である。

共重合体用溶媒は共重合体が溶解性である任意の溶媒で
ある。

共重合体溶液をアスベストに付与した後、隔膜を塩基性
溶液、例えは希釈水酸化ナトリウムで処理する。

これにより共重合体の溶解性水素形態が不溶性ナトリウ
ム形態に変換され、それで共重合体はアスベスト繊維上
に析出する。

その後、電気分解を行なう。

多孔部材又は繊維質部材に有用な本発明のその上の例示
に従って、イオン交換樹脂で被覆されかつ充満されたポ
リ（フツ化炭素）シートを陰極上に確実にすえ付けた後
、ブライン中のアスベストスラリーを与える。

典型的には、そのスラリーは塩化ナトリウムを含むブラ
イン中に約０．５〜約２０重量％のクリソタイルアスベ
ストを含有している。

そのアスベストを本発明の隔膜の陽極液側表面に被覆さ
せる。

この方法では、硬い、長寿命の、付着隔膜が陰極上に作
られる。

長期間、電気分解した後、ある種の品質低下が隔膜に生
じる。

そのような隔膜の品質低下は、前記したアスベスト外側
表面が用いられているかどうかで生じる。

この品質低下が隔膜に生じると前記したように槽能力が
かなり低下することになる。

本発明のその上の例示に従って、この物理的浸食の影響
は電気分解中、少量のアスベスト、例えば毎日陰極９２
９ｃｍ２（１ｆｔ２）当り約２．２７ｇ（０．００５ポ
ンド）〜４５４ｇ（１．０ポンド）のアスベストを電解
液に加えることによって実質的減少されるか或いは排除
される。

好ましくは、電気分解中にブラインに加えられるアスベ
ストはクリソタイルアスベストである。

典型的には、クリソタイルアスベストは約０．４０ｍｍ
（１／６４インチ）〜約１２．７ｍｍ（１／２インチ）
の繊維長を持っている。

陽極液に加えるのに有用な適当なクリンタイルアスベス
トの１つはアスベスト・コーポレーション・オブ・アメ
リカ製“７Ｍ０５”（商品名）アスベストである。

隔膜を維持するためにアスベストを槽に供給する本発明
の例示の１便法において、アスベストをブライン中のス
ラリーの形態で槽に加え、供給ブラインと共に供給する
。

典型的には、そのスラリーは１ｌ当り約１〜約１００ｇ
のアスベストを含有している。

最良の結果は、スラリー中のアスベスト含量が１ｌ当り
約２〜約２０ｇである時に得られる。

他の方法として、アスベストを開口を通して槽中に直接
加えてもよい。

この方法を行なう時には、品資低下をこうむった隔膜の
これらの部分は実質的に更新され、前に説明した槽能は
実質的にその最初の値に戻る。

この方法では、隔膜は約９箇月を超える期間取り出され
、置き換えられる必要がなくなる。

以下の実施例は説明のためのものである。

実施例 １ 微孔質隔膜を、ベルフルオルエチレンと懸垂スルホン酸
基を持つ過フツ化オレフインとの共重合体から作り、ポ
リ（ベルフルオルエチレン）繊維で補強した。

その共重合体はスルホン酸基１グラムモル当り約１２０
０ｇの当量を持っていた。

その隔膜は０．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）の厚
さであり、１２．７ｃｍ（５インチ）直径の円周を持ち
３３．１８ｃｍ（１７インチ）水柱圧に対して毎分１６
ｍｌの流動割合を持ち、毎分９２９ｃｍ２（ｌｆｔ２）
当り０．８１ｍｌの多孔度を示した。

得られた隔膜を実験室隔膜槽中に取り付けた。

その実験室槽は２．５４ｍｌ（１インチ）の深さおよび
５７４ｃｍ３（３５立方インチ）の容量を持つ陽極液隔
室並びに２．５４ｍｌ（１インチ）の深さ及び５７４ｃ
ｍ３（３５立方インチ）の容量を持つ陰極液隔室を持っ
ていた。

槽の陽極は白金メッキしたチ“ネオプレン”ガスケット
で隔膜及び陰極から隔離した。

陰極は圧縮鉄網であった。槽を横切る起電力を付与する
手段を設けた。

電気分解を１１．８Ａ／ｄｍ２（１１０Ａ／ｆｔ２）の
電流密度及び９３℃の槽温度で行なった。

ｐＨ１０．３に調節されかつ１ｌ当り２５７ｇの塩化ナ
トリウムを含有しているブラインを毎分６ｍｌ．の割合
で槽に供給した。

槽を横切る電圧をＮＬＳデイジイタル・ムルチメーター
で測定し、電極電位を銀一塩化銀対照電極と対照して測
定した。

槽水溶液と隔膜の合同電圧降下は０．５０Ｖであった。

カ性ソーダの実際の収量をカ性ソーダの理論的収量で割
ったものとして定義される電流効率は９６％であった。

ブラインの水柱圧を１５．２４ｃｍ（６インチ）と２０
．３２ｃｍ（８インチ）の間に維持した。

実施例 ２ 微孔質隔膜を作り、そして実験室隔膜槽の陰性フランジ
に間隔用板を取り付けて電極間ギャップを３．１７５ｍ
ｍ（０．１２５インチ）から６．３５（０．２５０イン
チ）にに増大させたこと以外は実施例１の方法に従って
試験した。

１１．８Ａ／ｄｍ２（１１０Ａ／ｆｔ２）の電流密度に
おいて、槽水溶液と隔膜の電圧降下は０．５５Ｖであり
、電流効率は９０％であった。

実施例 ３ 隔膜を、懸垂スルホン酸基を持つ過フツ化重合体の被覆
、物を繊維質ポリ（ベルフルオルエチレン）部材上に持
つように作った。

その隔膜をデュポン社製゛テフロン″（商品名）ポリ（
ベルフルオルエチレン）とデュポン社製”ＸＲ”（商品
名）樹脂とから作った。

樹脂で処理する前には、ポリ（ベルフルオルエチレン）
シートは０．８３６ｍ２当り８５０ｇ（３０オンス）の
重量、毎分１．７０ｍ３（６０ｆｔ３）の空気透過度、
及び１．０１６ｍｍ（０．０４０インチ）の厚さを持っ
ていた。

そのシートをデュポン社製“ＸＲ”樹脂の１０重量％エ
タノール溶液で処理した。

その樹脂は約１３００の当量を持っていた。

そのシートを２７℃と７５°Ｃの間の温度で樹脂のエタ
ノール溶液中に入れ、樹脂で充満するままにした。

その後、シートを水酸化カトリウムの水溶液中に入れて
樹脂の不溶性ナトリウム塩を作った。

その後、樹脂で処理したシートを取り出し、乾燥させ、
実施例１に記載した実験室隔膜槽に取り付けた。

ｐＨ１０．３に調節されかつ１ｌ当り２７５ｇの塩化ナ
トリウムを含有しているブラインを毎分６ｍｌ、実験室
槽の陽極流側に供給した。

その槽を９０℃の温度に維持した。

電気分解を１１．８Ａ／ｄｍ２（１１０Ａ／ｆｔ２）の
電流密度で行なった。

電気分解を９６時間行なった後に、前に説明した槽能率
は３０．９％、陰極液中の水酸化ナトリウム濃度は４．
７４％、隔膜を横切る電圧降下は０．５０Ｖであった。

その後、陽極液へのアスベストの添加を第１表に示され
ている予定表に従って行なった。

２つのタイプのアスベスト、“カリドリア（Ｃａｌｌｄ
ｒｌａ）”（商品名）及び″７ＭＯ５”（商品名）を用
いた。

”カリドリア”アスベストは１ｇ当り約１×１０１４個
のコロイド性小繊維を持ちかつ約２００対１の外観比（
小繊維長対直径の比）を持つクリソタイルアスベストで
ある。

その“カリドリア”アスベストは１ｌ当り８５ｇのユニ
オン・カーバイド社製”カリドリア”（商品名）アスベ
スト及び１ｌ当り２７５ｇの塩化ナトリウムを含有して
いるスラリー形態のものであった。

アスベスト・コーポレーション・オブ・アメリカ製”７
ＭＯ５”は−３２５メッシュ未満の平均粒度を持つクリ
ソタイルアスベストである。

″７ＭＯ５”も１ｌ当り８５ｇのアスベスト及び１ｌ当
り２５７ｇの塩化ナトリウムを含有するスラリー形態に
作った。

第１表に示した電流効率及び電圧は４８時間平均を示す
。

その電圧降下は隔膜及び電解液を横切る電圧降下である
。

実施例 ４ 実施例３の方法に従って、ポリ（ペルフルオルエチレン
）支持体上にイオン交換樹脂被覆物を持つ隔膜を作った
。

ポリ（ペルフルオルエチレン）支持体をデュポン社製“
テフロン″（商品名）から作り、それは３．１７５ｍｍ
（０．１２５インチ）の厚さ、０．８３６ｍ２（１平方
ヤード）当り１１６２ｇ（４１オンス）の重量、実施例
３で用いた支持体部材と同じ多孔度を持っていた。

デュポン社製″ＸＲ”樹脂（商品名）を実施例３の方法
に従って支持体上に析出させた。

その隔膜を実施例１で用いたタイプの実験室隔膜試験槽
に入れた。

電気分解を、ｐＨ１０．３を持ちかつ１ｌ当り２５７ｇ
の塩化ナトリウムを含有しているブラインを用いて始め
た。

電流密度は１１．８Ａ／ｄｍ２（１１０Ａ／ｆｔ２）で
あり、又槽温度を９０℃に維持した。

電気分解を６日間行なった後に、前に説明した電流効率
は４６．４％であり、ブライン中のカ性ソーダ濃度は５
．２１重量％であり、槽水溶液一隔膜の電圧降下は０．
５０ボルトであった。

その後、第２表に示したアスベスト添加を始めた。

アスベストを実施例３に記載したのと同じ濃度のスラリ
ーとして加えた。

第２表に示した槽水溶液−隔膜の電圧降下及び電流効率
は４８時間の平均である。

電圧降下は電解液及び隔膜を横切る電圧である。

実施例 ５ 微孔質隔膜を、懸垂スルホン酸基及びスルホン酸基１グ
ラムモル当り約１２００ｇの当量を持つ過フツ化ポリオ
レフインから作った。

その隔膜をポリ（ペルフルオルエチレン）繊維で補強し
た。

このようにして作った隔膜は０．２５４ｍｍ（０．０１
インチ）の厚さを持ち、３３．１８ｃｍ（１７インチ）
の水柱圧において１２．７ｃｍ（５インチ）直径の隔膜
環体に対して毎分約１６ｍｌの水透過度を持ち、毎分９
２９ｃｍ２（１ｆｔ２）当り約０．８１ｍｌの多孔度を
示した。

各操作において、隔膜を、有孔白金メッキチタン陽極及
び鉄線網陰極を持ち、陽極が陰極から１．５９ｍｍ（１
／１６インチ）離れている実験室隔膜槽中に入れた。

その隔膜を陰極上に置きネオブレン性ガスケットで正し
い位置に保持した。

隔膜を横切る電圧降下を隔膜の各側面で接しているルギ
ン（Ｌｕｇｇｉｎ）針で求めた。

１ｌ当り２５７ｇの塩化ナトリウムを含有しているブラ
インを１０．３と１１の間のｐＨで槽に供給した。

電気分解を約９０℃で行なった。

操作 Ａ 第一隔膜を取り付け、電気分解を１２９Ａ／ｄｍ２（１
２０Ａ／ｆｔ２）の電流密度で７日間行なった。

電流密度を５日間２５．８Ａ／ｄｍ２（２４０Ａ／ｆｔ
２）に増大させた。

次に電流密度を３５．５Ａ／ｄｍ２（３３０Ａ／ｆｔ２
）に増大させた。

１２．９Ａ／ｄｍ２（１２０Ａ／ｆｔ２）の電流密度に
おいて、槽効率は９２％、陰極生成物中の力性物濃変は
１ｌ当り１２０ｇ、隔膜を横切る電圧降下は０．３８Ｖ
であった。

２５．８Ａ／ｄｍ２（２４０Ａ／ｆｔ２）の電流密度に
おいて、槽効率は９４％、陰極生成物中のカ性物濃度は
１ｌ当り１３５ｇ、隔膜を横切る電圧降下は０．４４Ｖ
であった。

３５．５Ａ／ｄｍ２（３３０Ａ／ｆｔ２）の電流密度に
おいて、槽効率は９７％、陰極生成物中のカ性物濃度は
１ｌ当り１３３ｇ、隔膜電圧降下は０．６４Ｖであった
。

操作 Ｂ 第二隔膜を取り付け、電気分解を３５．５Ａ／ｄｍ２（
３３０Ａ／ｆｔ２）の電流密度で始めた。

電気分解を１日行なった後に、槽効率は９８％陰極生成
物中のカ性物濃度は１ｌ当り１４３ｇ、隔膜電圧降下は
１．０２Ｖであった。

電気分解を５日間行なった後に、槽効率は８８％に低下
したが、陰極生成物中のカ性物濃度は１ｌ当り１９７ｇ
に増大し、隔膜電圧降下は０．４０Ｖに減少した。

実施例 ６ 隔膜を、懸垂酸基を持つ過フツ化ポリオレフインの被覆
物をアスベスト基体上に持つように作った。

その隔膜を隔膜電解槽中に用いた。１ｌ当り１３．２ｇ
の塩化ナトリウムと１ｌ当り１２．１１の水酸化ナトリ
ウムとの溶液を作った。

この溶液１６２６ｍｌにジョンスーマンビリ（Ｊｏｈ−
ｎｓ−Ｍａｎｖｉｌｌｅ）″４Ｔ”アスベスト２２．１
ｇとジョンスーマンビリ″３Ｔ”アスベスト９．９ｇを
加えた。

ジョンスーマンビリ”４Ｔ”アスベストはクエベツク・
アスベスト・プロデューサース・アソシエーション（Ｑ
ｕｅｂｅｏ Ａｓｂｅｓｔｏｓ Ｐｒｏｄｕｃ−ｅｒｓ
Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）のクエベツク・スクリーン
・テスト０，２，１０，４，約１．５９ｍｍ（１／１６
インチ）〜１２．７ｍｍ（１／２インチ）の繊維長範囲
、及び約０．５〜約３０ミクロンの繊維直径範囲を持つ
短繊維クリソタイルアスベストである。

ジョンスーマンビリ“３Ｔ”アスベストはクエベツク・
アスベスト・プロデューサース・アソシエーションのク
エベックスクリーンテスト２，８，４，２約６．３５ｍ
ｍ（１／４インチ）〜２５．４ｍｍ（１インチ）の繊維
長範囲、及び約０．５〜約３０ミクロンの繊維直径範囲
を持つ長繊維クリソタイルアスベストである。

そのスラリーを３日間熟成させた。

その後、アスベストを前の各実施例に用いたタイプの鉄
網陰極スクリーン上に析出させた。

その後、陰極及び隔膜を空気中、室温で、１５日間乾燥
させた。

前記したデュポン社製”ＸＲ”（商品名）樹脂を２重量
％含有しているエタノール溶液を作った。

このようにして作った溶液をアスベスト隔膜表面にブラ
シ塗りした。

このようにして作った陰極一隔膜組立を空気中で２００
℃に６時間加熱し、次いで空気中で冷却させた。

実施例１で記載したような槽を組立てた。

電気分解を、１ｌ当り２５７ｇの塩化ナトリウムを含有
しかつ約１０．３〜１１．０のｐＨを持つブラインを供
給して行なった。

電気分解を１２．９Ａ／ｄｍ２（１２０Ａ／ｆｔ２）の
電流密度で始めた。

１３日後、電流密度を２０．５Ａ／ｄｍ２（１９０Ａ／
ｆｔ２）に増大させた。

初期の電流効率は７３％であったが、５日後には８４％
に、１４日後には８９％に増大した。

その後、５２日目まで槽効率は８５％と９０％との間の
ままであり、陰極生成物中のカ性物濃度は１ｌ当り１２
５ｇと１３０ｇとの間のままであった。

実施例 ７ 等しい実験室隔膜槽に用いるのに２つの隔膜を作った。

１方の隔膜は懸垂スルホン酸基を持っている過フツ化ポ
リオレフインの被覆物を持つアスベストであった。

他方の隔膜はアスベストから作った。

両方の隔膜を、実施例６におけるようにして作ったスラ
リーから作った。

そのスラリーを１８日間熟成し、鉄網陰極上に析出させ
、その隔膜を隔膜を通して水を引抜いて洗浄し、空気中
５０℃で３時間乾燥させた。

その後、１方の隔膜をデュポン社製″ＸＲ”（商品名）
の１重量％エタノール溶液１２．５ｇで被覆し、空気中
で乾燥させ、それにより隔膜９２９ｃｍ２（１ｆｔ２）
当り０．５３ｇの樹脂を持つアスベスト部材を含有して
いる陰極一隔膜組立を作った。

第二の隔膜にはいかなる樹脂被覆物も与えなかった。

その陰極一隔膜組立を実施例１に記載したような実験室
隔膜槽に用いた。

１ｌ当り２７５ｇの塩化ナトリウムを１０．３〜１１．
０のｐＨで含有しているブラインの電気分解を５３．８
Ａ／ｄｍ２（５００の電極間ギャップで行なった。

樹脂で処理した隔膜は、４．０６Ｖの槽電圧を持ってい
たが、これに対し非処理隔膜では４．４０Ｖであった。

電気分解を２８日間行なった後に、樹脂で処理した隔膜
は浸食されていなかったが、非処理隔膜は実質的に浸食
されていた。

本発明を特定の事項及びある種の好ましい事項について
記載したけれども、それによって本発明の範囲が制限さ
れるものではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陽極、陰極、それらの間にあって槽を陽極液隔室と
   陰極液隔室とに別けている隔膜、陽極と陰極との間に起
   電力を付与しそれらの間に電流を通すための該槽外の手
   段、該陽極液隔室にブラインを供給する手段および電解
   液の一部を該隔膜を通して該陽極液隔室から該陰極液隔
   室に送る手段を有し、該隔膜は個々の孔が一つの孔につ
   いて約８×１０−１３〜８×１０−５ｃｍ２の面積を有
   しかつ約１５〜８５％の多孔度を有する０．０２５４ｍ
   ｍ（０．００１インチ）〜６．３５ｍｍ（０．２５０イ
   ンチ）の厚さの、該電解液により湿潤し得るフツ化炭素
   の微孔質板からなり、また該フツ化炭素が下記実験式、 〔式中ｍは２〜１０、Ｎに対するＭの比が８００〜２０
   ００の当量を与えるのに十分なものであり、Ｒは次のも
   のから選ばれたものである： −φＡ、及び −（ＣＦ２）−ｐＡ； 式中ｐは１〜３、Ｙは−ＣＦ３及び−Ｆからなる群から
   選ばれたもの、Ｒｆは一Ｆ及び炭素原子数１〜１０個の
   ペルフルオルアルキルからなる群から選ばれたもの、φ
   はアリール基であり、Ａは下記のものからなる群から選
   ばれた酸基である二一ＳＯ３Ｈ、 一ＣＦ２ＳＯ３Ｈ１ −ＣＣｌ２ＳＯ３Ｈ、 −φＳＯ３Ｈ（φはアリール基である）、及び−ＣＯＯ
   Ｈ） であらわされる共重合体からなることを特徴とする、ブ
   ラインを電気分解するための電解槽。 ２ 陽極、陰極、それらの間にあって槽を陽極液隔室と
   陰極液隔室とに別けている隔膜、陽極と陰極との間に起
   電力を付与しそれらの間に電流を通すための該槽外の手
   段、該陽極液隔室にブラインを供給する手段および電解
   液の一部を該隔膜を通して該陽極液隔室から該陰極液隔
   室に送るための手段を有し、該隔膜は繊維状アスベスト
   から構成されそのアスベスト繊維の上に該電解液により
   湿潤しうるフツ化炭素被覆物を有し、該フツ化炭素が下
   記実験式、 〔式中ｍは２〜１０、Ｎに対するＭの比が８００〜２０
   ００の当量を与えるのに十分なものであり、Ｒは次のも
   のから選ばれたものである： −φＡ、及び −（ＣＦ２）−ｐＡ； 式中ｐは１〜３、ＹはーＣＦ３及び−Ｆからなる群から
   選ばれたもの、Ｒｆは−Ｆ及び炭素原子数１〜１０個の
   ペルフルオルアルキルからなる群から選はれたもの、φ
   はアリール基であり、Ａは下記のものからなる群から選
   ばれた酸基である：−ＳＯ３Ｈ、 −ＣＦ２ＳＯ３Ｈ、 一ＣＣｌ２ＳＯ３Ｈ、 −φＳＯ３Ｈ（φはアリール基である）、及び−ＣＯＯ
   Ｈ） であらわされる共重合体からなることを特徴とする、ブ
   ラインを電気分解するための電解槽。