JPS61117294A - 電解槽用のイオン交換膜ユニツト - Google Patents
電解槽用のイオン交換膜ユニツトInfo
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- JPS61117294A JPS61117294A JP60244235A JP24423585A JPS61117294A JP S61117294 A JPS61117294 A JP S61117294A JP 60244235 A JP60244235 A JP 60244235A JP 24423585 A JP24423585 A JP 24423585A JP S61117294 A JPS61117294 A JP S61117294A
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- exchange membrane
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
- C25B9/75—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having bipolar electrodes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
- C25B13/04—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
- C25B13/08—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material based on organic materials
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
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- C25B9/70—Assemblies comprising two or more cells
- C25B9/73—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type
- C25B9/77—Assemblies comprising two or more cells of the filter-press type having diaphragms
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- Materials Engineering (AREA)
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- 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】
本発明は電解槽に使用するための膜に関し、更に詳しく
は膜のガスケット担持面に圧縮力を加える際の引き裂き
に耐性をもつ膜ユニットに関する。
は膜のガスケット担持面に圧縮力を加える際の引き裂き
に耐性をもつ膜ユニットに関する。
電解槽に使用するための多くの周知の膜がある。
たとえば代表的な膜としてイー・アイ・デュポン・ド・
ヌムール・アンド・カンパニーによって製造されている
）ｌａｆｉｏａｅ 膜または旭硝子株式会社によって
製造されているＦｌ＠ｍ１ｏｎｅｌのようなパーフロロ
化カルボン酸系もしくはスルホン酸系カチオン交換膜が
あげられる。これらの膜は代表的にはレートの形で入手
することができ、単極または２極の電極をもつフィルタ
プレス型または平板型電解槽中で使用される。２極のフ
ィルタプレス型電解槽は米国特許第４，１１１，７７９
号および同第４，１０８，７４２号に記載されている。
ヌムール・アンド・カンパニーによって製造されている
）ｌａｆｉｏａｅ 膜または旭硝子株式会社によって
製造されているＦｌ＠ｍ１ｏｎｅｌのようなパーフロロ
化カルボン酸系もしくはスルホン酸系カチオン交換膜が
あげられる。これらの膜は代表的にはレートの形で入手
することができ、単極または２極の電極をもつフィルタ
プレス型または平板型電解槽中で使用される。２極のフ
ィルタプレス型電解槽は米国特許第４，１１１，７７９
号および同第４，１０８，７４２号に記載されている。
これらの電解槽はたとえばアルカリ金属へ四ゲン化物水
溶肢を電解してハロゲン（たとえば塩素）とアルカリ金
属水酸化物（たとえば水酸化ナトリウム）を製造するの
に使用される。一般に、２極のフィルタプレス型電解槽
は直列配置のいくつかの２極ユニツトセルから構成され
ている。１つの２極ユニツトセルは隔壁で仕切られた陽
極および陰極室をもつ。代表的には、陽極および陰極は
隔壁の向き合った面に取り付けられる。膜が通常は２つ
の隣接ユニットセルの間に介在せしめられて陽極室を陰
極室から分離する。複数個の陽極および陰極の枠が平行
に取り付けられており、長手方向の圧縮クランプ手段を
陽極と陰極の枠およびこれらの枠の間に介在さすた膜に
適用して電解槽全体を形成させる。
溶肢を電解してハロゲン（たとえば塩素）とアルカリ金
属水酸化物（たとえば水酸化ナトリウム）を製造するの
に使用される。一般に、２極のフィルタプレス型電解槽
は直列配置のいくつかの２極ユニツトセルから構成され
ている。１つの２極ユニツトセルは隔壁で仕切られた陽
極および陰極室をもつ。代表的には、陽極および陰極は
隔壁の向き合った面に取り付けられる。膜が通常は２つ
の隣接ユニットセルの間に介在せしめられて陽極室を陰
極室から分離する。複数個の陽極および陰極の枠が平行
に取り付けられており、長手方向の圧縮クランプ手段を
陽極と陰極の枠およびこれらの枠の間に介在さすた膜に
適用して電解槽全体を形成させる。
膜と陽極もしくは陰極の枠との間にガスケットを介在さ
せて電解槽に液洩れのない性質すなわち液体および気体
を洩らさないシールを与えて、陽極室と陰極室との間で
の又は大気中への電解液の洩れを防ぐのが通常の習慣で
ある。電解槽は腐食環境下で代表的に操作されるので電
解槽に液体および気体を洩らさない完全なシールを与え
るのが重要である。一般に、ガスケットの片面を電極枠
の槽方向の面と接触させ、ガスケットの他面を膜の周辺
面の片面と接触させる。
せて電解槽に液洩れのない性質すなわち液体および気体
を洩らさないシールを与えて、陽極室と陰極室との間で
の又は大気中への電解液の洩れを防ぐのが通常の習慣で
ある。電解槽は腐食環境下で代表的に操作されるので電
解槽に液体および気体を洩らさない完全なシールを与え
るのが重要である。一般に、ガスケットの片面を電極枠
の槽方向の面と接触させ、ガスケットの他面を膜の周辺
面の片面と接触させる。
代表的なガスケット材料としてゴムまたはエラストマー
のような弾性物質があげられる。商業的２極膜電解槽は
通常、膜と電極枠との間にエチレンープ党ピレン（ＥＰ
Ｍ）またはエチレン”−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ
）をガスケット材料として使用する。これらの材料は枠
部材を介して枠に圧力を加える際に変形して外側に膨張
する傾向がある。ガスケットが外側に膨張すると、ガス
ケットと接触しているある種の膜はそれらが外側に変形
するガスケットの圧力下で引張られるとき延伸する傾向
がある。隣接電極枠上に使用するガスケットのドにある
膜の延伸は枠を圧縮して液洩れのない槽を作ろうとする
ときに膜の破損もしくは引き裂きを生せしめることがあ
る。また、弾性ガスケットはシールを行うのに高い圧縮
力を必要とし、これが膜の破損もしくは引き裂きの危険
性を増大させる。
のような弾性物質があげられる。商業的２極膜電解槽は
通常、膜と電極枠との間にエチレンープ党ピレン（ＥＰ
Ｍ）またはエチレン”−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ
）をガスケット材料として使用する。これらの材料は枠
部材を介して枠に圧力を加える際に変形して外側に膨張
する傾向がある。ガスケットが外側に膨張すると、ガス
ケットと接触しているある種の膜はそれらが外側に変形
するガスケットの圧力下で引張られるとき延伸する傾向
がある。隣接電極枠上に使用するガスケットのドにある
膜の延伸は枠を圧縮して液洩れのない槽を作ろうとする
ときに膜の破損もしくは引き裂きを生せしめることがあ
る。また、弾性ガスケットはシールを行うのに高い圧縮
力を必要とし、これが膜の破損もしくは引き裂きの危険
性を増大させる。
膜に引き裂きまたは破損が生じると、操作中の電流効率
は減少し、電流使用量は著しく増大し然も槽の電解操作
効率は減少する。余りにも大きい電流効率および／また
は電解操作効率の減少は全電解槽の費用の嵩むシャフト
・ダウンを必要とし、破損した膜の取り換えをも必要と
する。
は減少し、電流使用量は著しく増大し然も槽の電解操作
効率は減少する。余りにも大きい電流効率および／また
は電解操作効率の減少は全電解槽の費用の嵩むシャフト
・ダウンを必要とし、破損した膜の取り換えをも必要と
する。
本発明は、イオン交換膜として使用すゐに適する第１の
材料の少なくとも１層と線膜を補強するに適する第２の
材料の少なべとも１層とを備え、該補強層を線膜のガス
ケット担持周辺面のまわりの線膜の少なくとも１つの面
に固着させて成ることを特徴とするイオン交換膜を提供
するものである。
材料の少なくとも１層と線膜を補強するに適する第２の
材料の少なべとも１層とを備え、該補強層を線膜のガス
ケット担持周辺面のまわりの線膜の少なくとも１つの面
に固着させて成ることを特徴とするイオン交換膜を提供
するものである。
本発明はまた、（ｂｌ少なくとも１つの電極枠と電解槽
中のイオン交換膜との間に少なくとも１つのガスケット
を介在させ、そして（ｂｌこの電解槽に圧縮力を加える
ことから成る電解槽のシール方法であって、線膜がイオ
ン交換膜として使用するに適する材料の少なくとも１層
と線膜を補強するに適する材料の少なくとも１層を備え
、該補強層を線膜のガスケット担持周辺面のまわりの線
膜の少なくとも１つの面に固着させて成るものであるこ
とを特徴とする電解槽のシール方法を提供するものであ
る。
中のイオン交換膜との間に少なくとも１つのガスケット
を介在させ、そして（ｂｌこの電解槽に圧縮力を加える
ことから成る電解槽のシール方法であって、線膜がイオ
ン交換膜として使用するに適する材料の少なくとも１層
と線膜を補強するに適する材料の少なくとも１層を備え
、該補強層を線膜のガスケット担持周辺面のまわりの線
膜の少なくとも１つの面に固着させて成るものであるこ
とを特徴とする電解槽のシール方法を提供するものであ
る。
本発明の種々の具体例が添付図面に示しであるが、これ
らの図面中同じ符号は同じ構成要素を示す。
らの図面中同じ符号は同じ構成要素を示す。
第１図は本発明のイオン交換膜ユニットの透視図であっ
て、膜シートの周辺にそって補強材を備える膜シートを
示すものである。
て、膜シートの周辺にそって補強材を備える膜シートを
示すものである。
第２図は本発明の別の具体例の透視図であって、膜シー
トの周辺にそって複数個の開口と１つの補強材を備える
膜シートを示すものである。
トの周辺にそって複数個の開口と１つの補強材を備える
膜シートを示すものである。
虞３図は第１図の線３−３にそってとった横断面図であ
る。
る。
第４図は本発明の別の具体例の横断面図であって、膜シ
ートの１つの平らな周辺面上に補強材を備える膜を示す
ものである。
ートの１つの平らな周辺面上に補強材を備える膜を示す
ものである。
第５図は第２図の＄５−５にそってとった横断面図であ
る。
る。
第６図は第１図のイオン交換膜ユニットを備える電解槽
シリーズ組立体の一部を示す断面図である。
シリーズ組立体の一部を示す断面図である。
第１図を参照して、そこには膜材料で作ったシー ）
（１１）がその向き合った平面上の罠の周辺部分に取り
付け、接合もしくは接着した補強材の層（１２）と共に
示しである。第３図には膜（１１）の両面に且つ膜のガ
スケット担持面にそってのみ固着させたストリップとし
て補強材（１２）が更に明瞭に示しである。第４図には
膜の一平面にのみ且つ膜の周辺ガスケット担持面にそっ
てのみ固着させた補強材（１２）が示しである。「ガス
ケット担持面」は電解槽の電極枠の周辺におけるシール
を行うために圧縮力を受ける膜シートの周辺部分と定義
される。
（１１）がその向き合った平面上の罠の周辺部分に取り
付け、接合もしくは接着した補強材の層（１２）と共に
示しである。第３図には膜（１１）の両面に且つ膜のガ
スケット担持面にそってのみ固着させたストリップとし
て補強材（１２）が更に明瞭に示しである。第４図には
膜の一平面にのみ且つ膜の周辺ガスケット担持面にそっ
てのみ固着させた補強材（１２）が示しである。「ガス
ケット担持面」は電解槽の電極枠の周辺におけるシール
を行うために圧縮力を受ける膜シートの周辺部分と定義
される。
第１図において、補強材（１２）は額縁の形状□をして
いる。然し、本発明の膜ユニットまたは構造体は長方形
シートに限定されず、円形またはその他の所望の形状で
ありうることが理解されるべきである。
いる。然し、本発明の膜ユニットまたは構造体は長方形
シートに限定されず、円形またはその他の所望の形状で
ありうることが理解されるべきである。
膜（１１）はイオン交換能をもつ材料で作られている。
このような膜は電解液のへイドロダイナミック・フロー
および電解中に生じるガス生成物の通過に対して実質的
に不浸透性である。好適なのは複数個の懸垂スルホン酸
基またはカルボン酸基あるいはスルホン酸基とカルボン
酸基との混合物をもつフロロカーボンポリマーから成る
もののようなカチオン交換樹脂である。「スルホン酸基
Ｊおよび「カルボン酸基」なる用語は加水分解のような
プロセスによって適当に酸基に転化し又は酸基から転化
するスルホン酸塩およびカルボン酸塩をも包含すること
を意味する。カルボン酸型のカチオン交換膜の例は旭硝
子株式会社からＦｌｅｍｉｏｎ（Ｄなる商標名で商業的
に入手しうる。カチオン交換能をもつ好適な膜の別の例
は、イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・アンド・カ
ンパニーによってＮａｆ １ｏｎｅｌなろ商標名で市販
されているパーフロロスルホン酸膜である。
および電解中に生じるガス生成物の通過に対して実質的
に不浸透性である。好適なのは複数個の懸垂スルホン酸
基またはカルボン酸基あるいはスルホン酸基とカルボン
酸基との混合物をもつフロロカーボンポリマーから成る
もののようなカチオン交換樹脂である。「スルホン酸基
Ｊおよび「カルボン酸基」なる用語は加水分解のような
プロセスによって適当に酸基に転化し又は酸基から転化
するスルホン酸塩およびカルボン酸塩をも包含すること
を意味する。カルボン酸型のカチオン交換膜の例は旭硝
子株式会社からＦｌｅｍｉｏｎ（Ｄなる商標名で商業的
に入手しうる。カチオン交換能をもつ好適な膜の別の例
は、イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール・アンド・カ
ンパニーによってＮａｆ １ｏｎｅｌなろ商標名で市販
されているパーフロロスルホン酸膜である。
補強材（１２）は膜（１１）のガスケット担持面を強化
するのに好適な任意の材料で作ることができる。
するのに好適な任意の材料で作ることができる。
補強材（１２）は膜と同じ材料または異なった材料であ
りうる。好ましくは、補強材（１２）は膜材料よりも重
し１スクリム（ｓｅｒｉ島）をもつべきである。膜と補
強材の双方は電解槽中に存在する電解液媒質と接触する
際に安定である耐蝕、非汚染性の物質から作られるべき
である。本発明により使用しうる好適な材料として、次
のものがあげられるがこれらに限定はされない。フッ素
含有ポリマーたとえばポリテトラフロロエチレン（ＰＴ
ＦＥ） 、フッ化エチレンーフ胃ピレンコポリマー（Ｆ
ＥＰ）、およびパー７０ロアルコキシ物脂（ＰＦＡ）、
ポリサルファイトポｒＪマー；ポリ塩化ビニル；フロロ
エラストマーたとえばＶｉｔｏｎｅ （イー・アイ・
デュポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニーの商標名
）；およびり冒ロスルホン化ポリエチレンたとえばＨｙ
ｐｉｌｏｎ■ （イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール
ーアンド・カンパニーの商標名）。
りうる。好ましくは、補強材（１２）は膜材料よりも重
し１スクリム（ｓｅｒｉ島）をもつべきである。膜と補
強材の双方は電解槽中に存在する電解液媒質と接触する
際に安定である耐蝕、非汚染性の物質から作られるべき
である。本発明により使用しうる好適な材料として、次
のものがあげられるがこれらに限定はされない。フッ素
含有ポリマーたとえばポリテトラフロロエチレン（ＰＴ
ＦＥ） 、フッ化エチレンーフ胃ピレンコポリマー（Ｆ
ＥＰ）、およびパー７０ロアルコキシ物脂（ＰＦＡ）、
ポリサルファイトポｒＪマー；ポリ塩化ビニル；フロロ
エラストマーたとえばＶｉｔｏｎｅ （イー・アイ・
デュポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニーの商標名
）；およびり冒ロスルホン化ポリエチレンたとえばＨｙ
ｐｉｌｏｎ■ （イー・アイ・デュポン・ド・ヌムール
ーアンド・カンパニーの商標名）。
補強材（１２）は当業技術において周知の任意の方法に
よって、たとえば接着剤による接合、熱シール、または
超音波シールによって、膜（１１）に取ゆ付は又は固着
することができる。補強材を膜に熱シールするのが好ま
しい。
よって、たとえば接着剤による接合、熱シール、または
超音波シールによって、膜（１１）に取ゆ付は又は固着
することができる。補強材を膜に熱シールするのが好ま
しい。
第２図および第５図において、膜（Ｉｌｌはその周辺も
しくはガスケット担持面にそって孔もしくは開口（１３
）を含む。補強材（１２）はガスケット担持面に固着し
てＭ （１１）の両側の開口を覆う。このような開口（
１３）をもつ膜は膜の片面の補強材（１２）が膜を通り
開口（１３）を介して反対側の面の補強材（１２）に至
る結合を作るのを可能にする。これは膜材料に取り付け
るのが困難な補強材を接合させるときに特に有用である
。一般に、補強材と膜材料が非類似物質から作られてい
るとき、膜の周辺に開口を設けて補強材の膜への追加の
固着を与えるべきである。
しくはガスケット担持面にそって孔もしくは開口（１３
）を含む。補強材（１２）はガスケット担持面に固着し
てＭ （１１）の両側の開口を覆う。このような開口（
１３）をもつ膜は膜の片面の補強材（１２）が膜を通り
開口（１３）を介して反対側の面の補強材（１２）に至
る結合を作るのを可能にする。これは膜材料に取り付け
るのが困難な補強材を接合させるときに特に有用である
。一般に、補強材と膜材料が非類似物質から作られてい
るとき、膜の周辺に開口を設けて補強材の膜への追加の
固着を与えるべきである。
第６図を参照して、そこには電解槽組立体が示してあり
、符号（１０）によって一般的に示される膜ユニット（
よ膜（１１）とこの膜の両面に取り付けた補強材（１２
）とから成り、この膜ユニットが２つの電極枠ユニット
（１４）の間に介在せしめられる。ガスケット（１８）
は膜ユニット（１０）と電極枠（１４）との間に介在さ
せることができる。ガスゲット（１８）を膜ユニット（
１０）と２つの隣接電極枠（１４）との間に介在させる
のも本発明の範囲内にある。フィルタプレス型電解槽に
使用される任意のガスケットを使用することができる。
、符号（１０）によって一般的に示される膜ユニット（
よ膜（１１）とこの膜の両面に取り付けた補強材（１２
）とから成り、この膜ユニットが２つの電極枠ユニット
（１４）の間に介在せしめられる。ガスケット（１８）
は膜ユニット（１０）と電極枠（１４）との間に介在さ
せることができる。ガスゲット（１８）を膜ユニット（
１０）と２つの隣接電極枠（１４）との間に介在させる
のも本発明の範囲内にある。フィルタプレス型電解槽に
使用される任意のガスケットを使用することができる。
圧縮後に高い容量抵抗と良好な安定性をもつ限り、ガス
ケットは耐蝕性材料で作るべきである。ガスケット（１
４）に好適な物質はたとえばＥＰＤＭ、塩素化ポリエチ
レン（ＣＰＥ）、ポリテトラフロロエチレン（たとえば
イー・アイ・デュポン・ド・メムール・アンド・カンパ
ニー製のテフロン）、および補強アスベストでありうる
。１１１１（１５）および陰極（１６）は電極枠（１４
）を介してコネクター（１７）に電気的に接続される。
ケットは耐蝕性材料で作るべきである。ガスケット（１
４）に好適な物質はたとえばＥＰＤＭ、塩素化ポリエチ
レン（ＣＰＥ）、ポリテトラフロロエチレン（たとえば
イー・アイ・デュポン・ド・メムール・アンド・カンパ
ニー製のテフロン）、および補強アスベストでありうる
。１１１１（１５）および陰極（１６）は電極枠（１４
）を介してコネクター（１７）に電気的に接続される。
上記の電解槽組立体は米国特許第４，１１１，７７９号
および同第４，１０８，７４２号に記載されているよう
なフィルタプレス型の２極電解槽の代表的なものである
。任意のフィルタ型電解槽を本発明に使用することがで
きる。
および同第４，１０８，７４２号に記載されているよう
なフィルタプレス型の２極電解槽の代表的なものである
。任意のフィルタ型電解槽を本発明に使用することがで
きる。
電極枠（１４）の周辺のシールを行うために、ガスケッ
ト（１８）を２つの隣接する電極枠（１４）の間に介在
させてこの電極組立体に圧縮力を加える。圧縮力は当業
者に知られている任意の手段によって、たとえばこれら
の枠を一緒にクランプすることによって又は水圧機を使
用することによって、加えることができる。好ましくは
水圧機を使用して電極枠、ガスケットおよび膜を一緒に
締め付ける。
ト（１８）を２つの隣接する電極枠（１４）の間に介在
させてこの電極組立体に圧縮力を加える。圧縮力は当業
者に知られている任意の手段によって、たとえばこれら
の枠を一緒にクランプすることによって又は水圧機を使
用することによって、加えることができる。好ましくは
水圧機を使用して電極枠、ガスケットおよび膜を一緒に
締め付ける。
加える実際の圧縮力はガスケット用に使用する材料の種
類によって決まる。
類によって決まる。
本発明を下記の実施例によって更に具体的に説明する。
実施例 １
米国プラウエア州つイルミントンのデュポン社から入手
したＭａｆｉｏｎ■ ９０１膜の１０ａｎＸ１０備試験
試料をこの膜の両面の縁のまわりにＰＦＡフロロプラス
チックフィルムのフィルムを熱シールすることによって
補強した。当業技術において知られている任意の熱シー
ル技術を使用することができるが、この場合の熱シール
はザ ダウ ケミカル カンパニーへの契約のもとでＥ
ＧＣコーポレーション（米国テキサス州ヒユーストン）
によって行われた。膜の陰極側に使用したフィルムの厚
さは１５２ルであり、膜の陽極側に使用したフィルムの
厚さは５ミルであった。使用した実際の設計は第１図お
よび第３図に示した設計である。
したＭａｆｉｏｎ■ ９０１膜の１０ａｎＸ１０備試験
試料をこの膜の両面の縁のまわりにＰＦＡフロロプラス
チックフィルムのフィルムを熱シールすることによって
補強した。当業技術において知られている任意の熱シー
ル技術を使用することができるが、この場合の熱シール
はザ ダウ ケミカル カンパニーへの契約のもとでＥ
ＧＣコーポレーション（米国テキサス州ヒユーストン）
によって行われた。膜の陰極側に使用したフィルムの厚
さは１５２ルであり、膜の陽極側に使用したフィルムの
厚さは５ミルであった。使用した実際の設計は第１図お
よび第３図に示した設計である。
実験室電解槽を使用して試験試料の試験を行った。この
電解槽ば陽極室枠と陰極室枠とから成るものであった。
電解槽ば陽極室枠と陰極室枠とから成るものであった。
陽極室枠は可能な割れ目腐食問題を避けるために２酸化
ルテニウム被覆で被覆したガスケット区域の下に配置し
たチタン面をもつチタンから作ったものであった。この
電解槽の陰極室枠はアクリルポリマーから作ったもので
あった。
ルテニウム被覆で被覆したガスケット区域の下に配置し
たチタン面をもつチタンから作ったものであった。この
電解槽の陰極室枠はアクリルポリマーから作ったもので
あった。
電解槽の陽極は２酸化ルテニウム被覆をもつチタンから
作ったものであり、陰極はニッケル陰極であった。
作ったものであり、陰極はニッケル陰極であった。
使用したガスケットはザ・プリンス・ラバー・アンド・
プラスチック・カンパニー・インフーポレーテッド（米
国ニューヨーク州バッファロー）から購入したＥＰＤＭ
製の厚さ６−のガスケットであった。このガスケットを
単一のＥＰＤＭゴムシートから切断して９．５ｅａ（外
側から外側）および７．６２ｃｍ（内側から内側）の寸
法をもつ額縁状のものを作った。従ってこのガスケット
面の幅は９．５ｍであり、ガスケット全面積は３２．６
５ｅＩｌであった。このガスケットを膜の両面に使用し
、接触荷重を補強表面上に分布させた。
プラスチック・カンパニー・インフーポレーテッド（米
国ニューヨーク州バッファロー）から購入したＥＰＤＭ
製の厚さ６−のガスケットであった。このガスケットを
単一のＥＰＤＭゴムシートから切断して９．５ｅａ（外
側から外側）および７．６２ｃｍ（内側から内側）の寸
法をもつ額縁状のものを作った。従ってこのガスケット
面の幅は９．５ｍであり、ガスケット全面積は３２．６
５ｅＩｌであった。このガスケットを膜の両面に使用し
、接触荷重を補強表面上に分布させた。
９．５閣直径のボルトをねじって１２フイート・ポンド
（１６，３ジユール）の力で陽極室と陰極室とを一緒に
プレスした。膜とガスケットはボルト荷重から合計８．
８２６ｋｇの力を受けた。ガスケットの下の膜に及ぼす
力は２５．８５８Ｌｐ＋ａに相当した。この試験試料に
使用した力は下記の比較例Ａに記載の試験試料に使用し
た力よりも１０倍大きかった。
（１６，３ジユール）の力で陽極室と陰極室とを一緒に
プレスした。膜とガスケットはボルト荷重から合計８．
８２６ｋｇの力を受けた。ガスケットの下の膜に及ぼす
力は２５．８５８Ｌｐ＋ａに相当した。この試験試料に
使用した力は下記の比較例Ａに記載の試験試料に使用し
た力よりも１０倍大きかった。
この実施例の電解槽を操作し、陽極液の塩を２００ｇ／
ｌの塩化ナトリウム濃度に制御しながら３２重量％゛の
苛性ソーダを製造した。電解槽の温度は９０℃に保ち、
荷重アンペアは突出した陽極区域ｄ当たり０．３１アン
ペアの電流密度に保った。試験を２１０日間行ったが、
この期間中の苛性の平均電流効率は９５％であり、平均
電解摺電圧は３．５ボルトであった。この電解槽は洩れ
なしに操作され、複雑な問題なしに遂行しえた。
ｌの塩化ナトリウム濃度に制御しながら３２重量％゛の
苛性ソーダを製造した。電解槽の温度は９０℃に保ち、
荷重アンペアは突出した陽極区域ｄ当たり０．３１アン
ペアの電流密度に保った。試験を２１０日間行ったが、
この期間中の苛性の平均電流効率は９５％であり、平均
電解摺電圧は３．５ボルトであった。この電解槽は洩れ
なしに操作され、複雑な問題なしに遂行しえた。
電解槽解体後に膜を肉眼観察したところ、膜はすぐれた
状態にあることがわかり“、ガスケット接触および荷重
の区域に引き裂き又は破損は認められなかった。すなわ
ち、本発明の補強の概念は膜を破損から保護し、下記の
比較例Ａで使用した膜よりすぐれた成功を収めた改良を
示した。
状態にあることがわかり“、ガスケット接触および荷重
の区域に引き裂き又は破損は認められなかった。すなわ
ち、本発明の補強の概念は膜を破損から保護し、下記の
比較例Ａで使用した膜よりすぐれた成功を収めた改良を
示した。
比較例 Ａ
米国プラウエア州エイルミントンのデュポン社から入手
したＮａｆｉｏｎ９ ３２４膜の２４９ｍＸ１２７ｍの
試験試料をこの試験に使用した。膜のガスケット面は補
強しなかった。
したＮａｆｉｏｎ９ ３２４膜の２４９ｍＸ１２７ｍの
試験試料をこの試験に使用した。膜のガスケット面は補
強しなかった。
この試験に使用した電解槽は米国特許出願継続番号筒４
７２，７９２号（１９８３年３月７日出願）に記載され
ているものであり、１．２２ｍ Ｘ ３．０５ｍの公称
寸法をもつ２極平板型電解槽として工業的に周知の型の
ものである。この電解槽は酸化ルテニウム被覆をもつチ
タン陽極と銅陰極を備えていな。
７２，７９２号（１９８３年３月７日出願）に記載され
ているものであり、１．２２ｍ Ｘ ３．０５ｍの公称
寸法をもつ２極平板型電解槽として工業的に周知の型の
ものである。この電解槽は酸化ルテニウム被覆をもつチ
タン陽極と銅陰極を備えていな。
使用したガスケットはザ・プリンス・ラバー・アンド°
プラスチック・カンパニー（米国ニューヨーク州バッフ
ァロー）から購入したＥＰＤＭゴム製の４．７６−の厚
さのガスケットであった。このＥＰＤＭの仕様書はＥ
Ｐ Ｄ Ｍ ｆｏｒ Ｃｈｌｏｒ−ＡｌｋａｌｉＳｅ
ｒｖｉｃｅ、 Ｐｒ１ｎｃｅ ＠ ８９６２”を含む。
プラスチック・カンパニー（米国ニューヨーク州バッフ
ァロー）から購入したＥＰＤＭゴム製の４．７６−の厚
さのガスケットであった。このＥＰＤＭの仕様書はＥ
Ｐ Ｄ Ｍ ｆｏｒ Ｃｈｌｏｒ−ＡｌｋａｌｉＳｅ
ｒｖｉｃｅ、 Ｐｒ１ｎｃｅ ＠ ８９６２”を含む。
単一のＥＰＤＭゴムシートからガスケットを切断して長
辺方向に２．４７ｍ （外側から外側）および２．３７
ｍ （内側から内側）、短辺方向に１．２５ｍ （外側
から外側）および１．ＩＳｍ（内側から内側）の寸法を
もつ額縁状のものを作った。従ってガスケット面の幅は
５．１膜ｍであった。ガスケットの全面積は３．６７６
ｃｄであった。
辺方向に２．４７ｍ （外側から外側）および２．３７
ｍ （内側から内側）、短辺方向に１．２５ｍ （外側
から外側）および１．ＩＳｍ（内側から内側）の寸法を
もつ額縁状のものを作った。従ってガスケット面の幅は
５．１膜ｍであった。ガスケットの全面積は３．６７６
ｃｄであった。
このガスケットを膜の両側に使用し、接触荷重を補強面
上に分布させた。
上に分布させた。
フィルタプレス配置の水圧シリンダを使用してこの電解
槽ユニットを一緒にプレスした。水圧プレスの作用から
受ける合計の力は７８．１５２ｋｇであった。膜に及ぼ
す力は２．０８０ｋｐａに相当した。
槽ユニットを一緒にプレスした。水圧プレスの作用から
受ける合計の力は７８．１５２ｋｇであった。膜に及ぼ
す力は２．０８０ｋｐａに相当した。
これらの電解槽を操作して、陽極液の塩を２００ｇ／麿
の塩化ナトリウム濃度に制御しながら１２〜１６重量％
の苛性ソーダを製造した。電解槽の温度は９０℃に保ち
、Ｄ、Ｃ，電流は１０．０キロアンペアに制御した。従
ってアンペア荷重は突出した陽極区域のｄ当たり０゜３
１アンペアの電流密度であった。
の塩化ナトリウム濃度に制御しながら１２〜１６重量％
の苛性ソーダを製造した。電解槽の温度は９０℃に保ち
、Ｄ、Ｃ，電流は１０．０キロアンペアに制御した。従
ってアンペア荷重は突出した陽極区域のｄ当たり０゜３
１アンペアの電流密度であった。
この試験を１９９日間行ったが、この期間中の苛性の平
均電流効率は８２〜８４％であり、これはＮａｆｉｏｎ
（Ｄ ３２４の予想苛性電流効率よ月も４％−低かっ
た。
均電流効率は８２〜８４％であり、これはＮａｆｉｏｎ
（Ｄ ３２４の予想苛性電流効率よ月も４％−低かっ
た。
電解槽解体後に膜を肉眼観察したところ、膜はガスケッ
トの下の区域において及びガスケットに隣接する区域に
おいてひどい破損を受けたことがわかった。ガスケット
の荷重力は膜をひどく延伸し亀裂させて全体の電解槽性
能を不満足なものにした。
トの下の区域において及びガスケットに隣接する区域に
おいてひどい破損を受けたことがわかった。ガスケット
の荷重力は膜をひどく延伸し亀裂させて全体の電解槽性
能を不満足なものにした。
第１図は本発明のイオン交換膜ユニットの透視図であっ
て、膜シートの周辺にそって補強材を備える膜シートを
示すものである。 第２図は本発明の別の具体例の透視図であって、膜シー
トの周辺にそって複微個の開口と１つの補強材を備える
膜シートを示すものである。 第３図は第１図の線３−３にそってとった横断面図であ
る。 第４図は本発明の別の具体例の横断面図であって、膜シ
ートの１つの平らな周辺面上に補強材を備える膜を示す
ものである。 第５図は第２図の＄５，５にそってとった横断面図であ
る。 第６図は第１図のイオン交換膜ユニットを備える電解槽
シリーズ組立体の一部を示す断面図である。 １０・・・・・・族ユニット、 １１・・・・・・膜
材！、 １２・−・・・・補強材、 １３・・・・・
・開口、 １４・・・・・・電極枠、１５・・・・・・
８極、 １６・・・・・・陰極、 １７・・・山コネク
ター、 １８・・・・・・ガスケット。 特許出願人 ザ ダウ ケミカル カンパモー・１−２
、 代 理 人 弁理士 斉 藤 武 彦 １、′−Ｉ ”、ニー′ 図面の１♀３（内容に変更なし］ Ｆｉ 、３ Ｆｉ ４ Ｆｉｑ５手続補正書（方
式） ％式％ １、事件の表示 昭和６０年特許願第２４４２３５号 ２発明の名称 電解槽用のイオン交換膜ユニット ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ザ ダウ ケミカル カンパニー４、代理人 氏名 弁理士 （７１７５） 斉 藤 武 彦、１．
づ−・−）′−１２５，； ５、補正の対象 願書に添付の図面の浄書 ６、補正の内容 別紙のとおり、ただし内容の補正はない。 〆コ°ミペ
て、膜シートの周辺にそって補強材を備える膜シートを
示すものである。 第２図は本発明の別の具体例の透視図であって、膜シー
トの周辺にそって複微個の開口と１つの補強材を備える
膜シートを示すものである。 第３図は第１図の線３−３にそってとった横断面図であ
る。 第４図は本発明の別の具体例の横断面図であって、膜シ
ートの１つの平らな周辺面上に補強材を備える膜を示す
ものである。 第５図は第２図の＄５，５にそってとった横断面図であ
る。 第６図は第１図のイオン交換膜ユニットを備える電解槽
シリーズ組立体の一部を示す断面図である。 １０・・・・・・族ユニット、 １１・・・・・・膜
材！、 １２・−・・・・補強材、 １３・・・・・
・開口、 １４・・・・・・電極枠、１５・・・・・・
８極、 １６・・・・・・陰極、 １７・・・山コネク
ター、 １８・・・・・・ガスケット。 特許出願人 ザ ダウ ケミカル カンパモー・１−２
、 代 理 人 弁理士 斉 藤 武 彦 １、′−Ｉ ”、ニー′ 図面の１♀３（内容に変更なし］ Ｆｉ 、３ Ｆｉ ４ Ｆｉｑ５手続補正書（方
式） ％式％ １、事件の表示 昭和６０年特許願第２４４２３５号 ２発明の名称 電解槽用のイオン交換膜ユニット ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ザ ダウ ケミカル カンパニー４、代理人 氏名 弁理士 （７１７５） 斉 藤 武 彦、１．
づ−・−）′−１２５，； ５、補正の対象 願書に添付の図面の浄書 ６、補正の内容 別紙のとおり、ただし内容の補正はない。 〆コ°ミペ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオン交換膜として使用するに適する第１の材料の
少なくとも１層と該膜を補強するに適する第２の材料の
少なくとも１層とを備え、該補強層を該膜のガスケット
担持周辺面のまわりの該膜の少なくとも１つの面に固着
させて成ることを特徴とするイオン交換膜ユニット。 ２、補強材の組成が膜と同じ組成のものである特許請求
の範囲第１項記載のイオン交換膜ユニット。 ３、膜材料が少なくとも１つの開口をもち、補強材がこ
の開口を通して膜材料に熱シールされる特許請求の範囲
第１項または第２項に記載のイオン交換膜ユニット。 ４、補強材が０．０７６〜０．５１ｍｍの厚さをもつ特
許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載のイ
オン交換膜ユニット。 ５、補強材が膜材料のものより重いスクリムをもつ特許
請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のイオ
ン交換膜ユニット。 ６、膜材料が複数個の懸垂スルホン酸基、カルボン酸基
またはスルホン酸基とカルボン酸基との混合物をもつフ
ロロカーボンポリマーから構成されている特許請求の範
囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載のイオン交換膜
ユニット。 ７、イオン交換膜として使用するに適する第１の材料の
少なくとも１層と該膜を補強するに適する第２の材料の
少なくとも１層とを備え、該補強層を該膜のガスケット
担持周辺面のまわりの該膜の少なくとも１つの面に固着
させたイオン交換膜によって少なくとも２つの電極室を
分離して成る電解槽。 ８、（ａ）少なくとも１つの電極枠と電解槽中のイオン
交換膜との間に少なくとも１つのガスケットを介在させ
、そして（ｂ）この電解槽に圧縮力を加えることから成
る電解槽のシール方法であって、該膜がイオン交換膜と
して使用するに適する材料の少なくとも１層と膜を補強
するに適する材料の少なくとも１層を備え、該補強層を
該膜のガスケット担持周辺面のまわりの該膜の少なくと
も１つの面に固着させて成るものであることを特徴とす
る電解槽のシール方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66804384A | 1984-11-05 | 1984-11-05 | |
| US668043 | 1984-11-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117294A true JPS61117294A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0364598B2 JPH0364598B2 (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=24680765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60244235A Granted JPS61117294A (ja) | 1984-11-05 | 1985-11-01 | 電解槽用のイオン交換膜ユニツト |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0183096B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61117294A (ja) |
| CN (1) | CN85108122A (ja) |
| AU (1) | AU562125B2 (ja) |
| BR (1) | BR8505502A (ja) |
| CA (1) | CA1287599C (ja) |
| DE (1) | DE3581896D1 (ja) |
| DK (1) | DK501585A (ja) |
| ES (1) | ES296350Y (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0352750A2 (en) * | 1988-07-29 | 1990-01-31 | Hitachi, Ltd. | Hybridized frame inference and fuzzy reasoning system and method |
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|---|---|---|---|---|
| US4770757A (en) * | 1987-03-03 | 1988-09-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Edge reinforcement of membranes for chlor-alkali cells |
| EP0339114A1 (en) * | 1988-04-28 | 1989-11-02 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Edge reinforcement of membranes for chlor-alkali cells |
| DE3928934C2 (de) * | 1989-08-31 | 1999-04-29 | Sartorius Gmbh | Textilverstärktes mikroporöses Membranfilter, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung |
| JP3480988B2 (ja) * | 1994-07-01 | 2003-12-22 | ジャパンゴアテックス株式会社 | フッ素系高分子固体電解質膜のためのシール兼補強用膜材及びそれを用いたフッ素系高分子固体電解質膜及びそのメッキ方法 |
| US5945192A (en) * | 1995-06-29 | 1999-08-31 | Japan Gore-Tex, Inc. | Sealing assembly for a solid polymer ion exchange membrane |
| JP4500083B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2010-07-14 | 有限会社ルミネ | 画像合成装置及びプログラム |
| AT502170B1 (de) * | 2005-12-23 | 2007-02-15 | Semperit Ag Holding | Formkörper für eine filterpresse |
| CN106830213A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-06-13 | 长春云卫科技有限公司 | 酸性氧化电位水电解槽 |
| EP4194588B1 (en) * | 2021-12-08 | 2024-06-26 | thyssenkrupp nucera AG & Co. KGaA | Method for sealing an electrolysis cell and sealed electrolysis cell |
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| JPS584926U (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-13 | ミサワホ−ム株式会社 | 換気装置 |
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|---|---|---|---|---|
| FR1540964A (fr) * | 1966-06-21 | 1968-10-04 | Monsanto Co | Cellule électrolytique et membrane composite |
| FR2146602A5 (en) * | 1971-07-20 | 1973-03-02 | Alsthom | Zinc/air cell - with plastics grid as spacer between anode and microporous membrane |
| GB2013242B (en) * | 1977-12-26 | 1982-06-16 | Kanegafuchi Chemical Ind | Method and apparatus of installation of membrane to electrolytic cell |
| DE2821983A1 (de) * | 1978-05-19 | 1979-11-22 | Hooker Chemicals Plastics Corp | Dichtelement fuer membranen, insbesondere bei filterpressenartig angeordneten elektrolysezellen |
| US4441977A (en) * | 1980-11-05 | 1984-04-10 | Olin Corporation | Electrolytic cell with sealing means |
| CA1174729A (en) * | 1981-06-01 | 1984-09-18 | Patrick G. Grimes | Electrochemical construction |
-
1985
- 1985-10-31 DK DK501585A patent/DK501585A/da not_active Application Discontinuation
- 1985-11-01 JP JP60244235A patent/JPS61117294A/ja active Granted
- 1985-11-01 AU AU49293/85A patent/AU562125B2/en not_active Ceased
- 1985-11-04 CA CA000494496A patent/CA1287599C/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-11-04 BR BR8505502A patent/BR8505502A/pt unknown
- 1985-11-04 ES ES1985296350U patent/ES296350Y/es not_active Expired
- 1985-11-04 CN CN198585108122A patent/CN85108122A/zh active Pending
- 1985-11-05 DE DE8585114059T patent/DE3581896D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1985-11-05 EP EP85114059A patent/EP0183096B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS53146272A (en) * | 1977-05-27 | 1978-12-20 | Tokuyama Soda Co Ltd | Holder for ion exchange membrane |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES296350U (es) | 1987-10-16 |
| EP0183096A1 (en) | 1986-06-04 |
| DE3581896D1 (de) | 1991-04-04 |
| DK501585A (da) | 1986-05-06 |
| AU562125B2 (en) | 1987-05-28 |
| JPH0364598B2 (ja) | 1991-10-07 |
| AU4929385A (en) | 1986-05-15 |
| EP0183096B1 (en) | 1991-02-27 |
| CA1287599C (en) | 1991-08-13 |
| BR8505502A (pt) | 1986-08-05 |
| CN85108122A (zh) | 1986-07-16 |
| DK501585D0 (da) | 1985-10-31 |
| ES296350Y (es) | 1988-04-16 |
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