JPS623236B2 - - Google Patents

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JPS623236B2
JPS623236B2 JP55160116A JP16011680A JPS623236B2 JP S623236 B2 JPS623236 B2 JP S623236B2 JP 55160116 A JP55160116 A JP 55160116A JP 16011680 A JP16011680 A JP 16011680A JP S623236 B2 JPS623236 B2 JP S623236B2
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JP
Japan
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exchange membrane
anode
electrode
cation exchange
cathode
Prior art date
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JP55160116A
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English (en)
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JPS5785981A (en
Inventor
Kimihiko Sato
Yasuo Sajima
Makoto Nakao
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE8181109601T priority patent/DE3176449D1/de
Priority to EP81109601A priority patent/EP0052332B1/en
Priority to ZA817805A priority patent/ZA817805B/xx
Priority to US06/320,436 priority patent/US4617101A/en
Priority to CA000389859A priority patent/CA1203506A/en
Priority to BR8107387A priority patent/BR8107387A/pt
Priority to MX190099A priority patent/MX156222A/es
Priority to ES507143A priority patent/ES8206665A1/es
Priority to IN1263/CAL/81A priority patent/IN155085B/en
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Publication of JPS623236B2 publication Critical patent/JPS623236B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/03Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form perforated or foraminous
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は水酸化アルカリの製造装置、特に低電
圧で塩化アルカリ水溶液を電解して水酸化アルカ
リを得る電解槽に係るものである。 塩化アルカリ水溶液を電解して水酸化アルカリ
を得る方法は、近年公害防止の見地から水銀法に
代り、隔膜法が主流になりつつある。 隔膜法は、隔膜としてアスベストを用いる方法
に代り、より高純度、高濃度の水酸化アルカリを
得る目的でイオン交換膜を用いる方法がいくつか
提案されている。 他方、近年省エネルギーが世界的に進行しつつ
あり、この観点からこの種技術においては、電解
電圧を極力低くすることが望まれる。 電解電圧の低下手段としては、従来陽極や陰極
の材質、組成及び形状を考慮したり、或は用いる
イオン交換膜の組成やイオン交換基の種類を特定
化する等種々の手段が提案されている。 これら方法は、何れもそれなりの効果はあるも
のの、大多数のものは得られる水酸化アルカリの
濃度がそれ程高くないところに上限を有し、これ
を超えると急激に電解電圧の上昇や電流効率の低
下を来たしたり、或は電解電圧低下現象の持続
性、耐久性等が劣る等必ずしも工業的に十分に満
足し得るものばかりではなかつた。 最近、含弗素陽イオン交換膜の表面にガス及び
液透過性の多孔質層からなる陽極や陰極を密着せ
しめた電解槽を使用して塩化アルカリ水溶液を電
解し、水酸化アルカリ及び塩素を得る方法が提案
されている。(特開昭54−112398号公報参照)こ
の方法は、従来この種技術においては避け難いと
考えられていた被電解液による電気抵抗や、発生
する水素や塩素ガスに基く泡による電気抵抗を極
力減らせるため、従来より一層低電圧で電解しう
る手段として優れた方法である。 この方法における陽極や陰極は、イオン交換膜
の表面に結合し、埋込むように設けられ、そして
膜と電極との接触界面で電解により発生したガス
は電極から容易に離脱し、且つ電解液が浸透しう
るようにガス及び液透過性にされている。このよ
うな多孔質の電極は、通常陽極や陰極としての活
性粒子と、これを結合する物質、更に好ましくは
黒鉛その他の導電材料が均一に混合され、薄層状
に成形された多孔質体からなつている。 しかしながら、本発明者の検討によると、この
ような電極を直接イオン交換膜に結合せしめた電
解槽を使用する場合、電解槽における例えば陽極
は陰極室から逆拡散する水酸イオンと接触するた
め、従来の耐塩素性とともに耐アルカリ性が要求
され、必然的に特殊、高価な材質を選ばなければ
ならない。また、電極とイオン交換膜の寿命は、
通常大きく異なるため、両者が結合されている場
合には、一方の寿命の到来により両者とも廃棄せ
ざるを得ないので、特に高価な貴金属系陽極の場
合、その経済的損失は大きい。 これらの不利益を有さなく、一方では可及的に
槽電圧の小さい電解方法について研究が続けられ
た結果、陽イオン交換膜の表面に電極活性を有し
ないガス及び液透過性の多孔質層を形成し、これ
を介して陽極又は陰極を配置せしめた電解槽にて
塩化アルカリ水溶液を電解した場合予想外に低電
圧で水酸化アルカリ及び塩素が得られるとともに
前記目的が実質的に解消しうることが見出され、
本願出願人は先に特願昭54−152416号として出願
していたが、電極の配置のさせ方についてさらに
検討を加えた結果、ついに本願発明の塩化アルカ
リ電解槽を見出したものである。かくして本願
は、陽極と陰極との間にガス及び液透過性の電極
活性を有しない多孔質層を表面の少くとも一方の
面に設けてなる陽イオン交換膜を配置し、該陽極
又は該陰極の少くとも一方が該陽イオン交換膜よ
りも剛性の大きい可撓性の空隙性電極であり、該
可撓性電極はクツシヨン性を有する導電性支持体
で点または線状に支持され、該導電性支持体によ
り該可撓性電極を変形させることにより、該可撓
性電極と該陽イオン交換膜と対向電極とを密接さ
せてなることを特徴とする塩化アルカリ電解槽を
要旨とするものである。 かかる本発明によれば、電極は上記ガス及び液
透過性の多孔質層を介して配置されるので、膜と
直接に接触することがない。従つて、陽極には大
きい耐アルカリ性は要求されなく、従来広く使用
される耐塩素性のみを有する電極が使用でき、同
時に電極は膜又は多孔質層と結合される必要はな
いので、膜の寿命によつて、膜とともに廃棄され
ることもない。 また、陽極及び陰極は多孔層を設けた陽イオン
交換膜をはさんでほぼ均一の極間距離に配置され
るため、場所による電流の偏流がなく局部的にみ
ても電流密度が一定となる。極間距離がほぼ上記
陽イオン交換膜の厚さ程度と非常に小さいことか
ら、電解電圧が非常に小さくなることも当然期待
しうる所である。 さらに、本発明による槽電圧は予想外に低く例
えば上記多孔質を介さないので、陽極又は陰極を
直接陽イオン交換膜に接触せしめた電解槽で、塩
化アルカリを電解する方法に比べて槽電圧は、飛
躍的に低下する。これは、上記多孔質層が上記特
開昭54−112398号公報記載の方法と異なり、電極
活性を有しない実質的に非導電性粒子層から形成
される場合にも得られることからして、予想外の
効果といわざるを得ない。 本願発明で用いられる電極は金網、エキスパン
ドメタル等の空隙性金属又はこれの上に電極活性
成分を被覆したもので、一般にかなり薄いもので
その厚みは0.1〜3mm程度である。 一方、その大きさは電極室の大きさにほぼ相当
する大きさを有し、大きい場合には例えば1m×
2mに達する場合もある。 たとえこれより小さい面積であつても、上述の
如き薄い厚さの電極を多孔質層を設けた陽イオン
交換膜を介して対向、近接させ、かつ電極間距離
を場所によらずほぼ一定にすることはかなり難し
いものである。それは、これらの電極が面積のわ
りに厚さが薄く、従つてたわみやすいために電解
液の圧力変動によつてたわんだり、あるいはそれ
自体が製造の過程でたわんでいたりすることがあ
るからである。 本発明者等はこれらの問題を解決する方法とし
て、電極の少くとも1つを多孔質層を設けた陽イ
オン交換膜よりも剛性の大きい可撓性のものと
し、該可撓性電極を上記陽イオン交換膜側に変形
させることにより充分目的を達しうること、なら
びにそのための手段として該可撓性電極をクツシ
ヨン性を有する導電性支持体で支持することが必
要であることを見出したものである。さらに、検
討の結果クツシヨン性を有する導電性支持体とし
ては電解液に耐食性を有する金属、例えば陽極側
にあつてはチタニウム等の弁金属、陰極側にあつ
てはニツケル等の耐アルカリ性の金属からなるス
プリング、板バネ等のバネ材が好適であることが
見出された。 バネ材のバネの強さ(バネ定数)は可撓性電極
のたわみやすさ、バネ材の配置間隔等によつて該
可撓性電極が均一な強さで多孔質付着陽イオン交
換膜を押しつけるように適宜選択できるものであ
る。 以下、図面をもとに説明する。 第1図は本発明を実施する場合の多孔質層を設
けた陽イオン交換膜(多孔質層付着陽イオン交換
膜)、陽陰極及びクツシヨン性を有する導電性支
持体の配置関係の1例を示す部分説明図である。
1は多孔質層付着陽イオン交換膜、2は例えばエ
キスパンドメタルに陽極活性成分を担持した陽極
であつて、通常は完全に平面でないため、その部
分をやや誇張して曲線状に画かれている。3は可
撓性陰極で、4はクツシヨン性を有する導電性支
持体であつて、第1図はスプリングからなる場合
を示す。多孔質層付着陽イオン交換膜はクツシヨ
ン性を有する導電性支持体により力を加えられて
変形した可撓性陰極に押され、陽極の形状に変形
される。この場合可撓性陰極の剛性が多孔質付着
陽イオン交換膜の剛性より大きいために最終的に
は陽極の形状に一致するように両者が変形するも
のである。もし、剛性の大小関係が逆の場合に
は、陽極と多孔質層付着陽イオン交換膜の間に一
部隙間の生ずることがあり好ましくない。 上記多孔質層は陽イオン交換膜の両面に設ける
こともできるし、陽極側あるいは陰極側のいずれ
か片面にのみ設けることもできる。 本発明者等の経験によれば、いずれか一方の側
のみに多孔質層を設ける場合には陽イオン交換膜
の陽極側に設けるのがよいようである。このこと
の理由は充分に解明されたわけではないが、一般
に陽極は耐アルカリ性が充分でない場合が多く、
これが陽イオン交換膜に直接接触する場合には、
陽イオン交換膜を通つて拡散する水酸基イオンに
よる悪影響がでることによるものと考えられる。 以下、本発明を多孔質層が陽イオン交換膜の両
側に設け、陰極のみが可撓性である場合について
更に詳しく説明するが、本発明がこのような場合
のみを含むものではないことは上述の説明からも
明らかである。そして、クツシヨン性を有する導
電性支持体は他の導電部材によつて電源に接源さ
れる。 第2図はクツシヨン性を有する導電性支持体が
板バネである場合を示す部分断面説明図である。
5は板バネ、6は例えば平板状の導電部材であ
る。 第3図は陽極、陰極とも可撓性である場合のク
ツシヨン材として板バネを用いる部分断面説明図
である。21は可撓性陽極、41は陽極側のクツ
シヨン性を有する導電性支持体である。この場
合、陽陰極側のクツシヨン性を有する導電性支持
体は互いに対向する位置ではなく、互い違いの位
置に配置されることが好ましい。 本発明に用いる電極は、陽極の場合例えばチタ
ンやタンタル等のエキスパンデツドメタルにルテ
ニウム、イリジウム、パラジウム、白金等の白金
族金属やその合金及びそれらの酸化物を被覆せし
めたり、或は白金、イリジウム、ロジウム等の白
金族金属やその合金、これらの酸化物から成る多
孔板、網状体等適宜公知の陽極が用いられる。そ
して、これら陽極のうち、白金族金属やその合金
及びこれら金属や合金の酸化物でチタン等のエキ
スパンデツドメタルを被覆した陽極を採用する場
合には、特に低電圧での電解が可能となるので好
ましい。 又、陰極の場合には例えば、鉄などの基体に白
金、パラジウム、ロジウム等の白金族金属やこれ
らの合金を被覆したものや、軟鋼、ニツケル、ス
テンレス等であり、これらは多孔板、金網、エキ
スパンデツドメタル等の形態で使用される。そし
て、これら陰極のうち白金族金属又は、これらの
合金やニツケルを活性成分とする陰極を採用する
場合には、特に低電圧での電解を期待し得るので
好ましい。 一方、本発明において使用されるガス及び液透
過性で耐食性を有する多孔質層は、陽極又は陰極
として、それぞれ不活性である。即ち塩素過電圧
又は水素過電圧が該多孔質層を介して配置される
電極よりも大きい材質、例えば非導電性材料から
形成される。その材質としては、例えばチタン、
ジルコニウム、ニオブ、タンタル、バナジウム、
マンガン、モリブデン、スズ、アンチモン、タン
グステン、ビスマス、インジウム、コバルト、ニ
ツケル、ベリリウム、アルミニウム、クロム、
鉄、ガリウム、ゲルマニウム、セレン、イツトリ
ウム、銀、ランタン、セリウム、ハフニウム、
鉛、トリウム、希土類元素等の酸化物、窒化物、
炭化物の単独又は混合物等が挙げられ、このうち
陽極側には、鉄、チタン、ジルコニウム、ニオ
ブ、タンタル、バナジウム、マンガン、モリブデ
ン、スズ、アンチモン、タングステン、ビスマス
等の酸化物、窒化物、炭化物の単独又は混合物等
が好ましい。 陽極側には鉄、ハフニウム、チタン、ジルコニ
ウム、ニオブ、タンタル、インジウム、スズ、マ
ンガン、コバルト、ニツケル等の酸化物、窒化
物、炭化物の単独又は混合物等が好ましい。 これらの材質から本発明の多孔質層を形成する
場合、上記材料は粉末乃至粒子状で使用し、好ま
しくはポリテトラフルオロエチレンなどの含フツ
素重合体の懸濁液で結合させて使用される。この
際必要ならば両者の混合を均一にするため界面活
性剤が使用される、多孔質層を形成する。これら
の混合物は、適宜層状に成形した後、イオン交換
膜表面に圧力及び熱を作用させることにより、結
合させ、好ましくは埋込まれる。 又、これら多孔質層の物性としては、陰極、陽
極側ともにほぼ同一であり、平均細孔径0.01〜
2000μ、多孔率10〜99%、空気透過係数1×10-5
〜10モル/cm2・mm・cmHgを有するのが適当であ
る。 これら物性が何れも前記範囲を逸脱する場合に
は、所期の低い電解電圧を期待し得なかつたり、
電解電圧の低下現象が不安定となるおそれがある
ので何れも好ましくない。そして上記諸物性のう
ち、平均細孔径0.1〜1000μ、多孔率20〜98%、
空気透過係数1×10-4〜1モル/cm2・mm・cmHg
を採用する場合には特に低電圧で安定した電解操
業を期待し得るので好ましい。 又、かかる多孔質層の厚さは、厳密には用いら
れる材質や物性等により決定されるが、一般に
0.1〜500μ、好ましくは1〜300μを採用するの
が適当である。 厚さが前記範囲を逸脱する場合には、電気抵抗
が高くなつたり、ガスの離脱が困難になつたり、
電解液の移動が困難になるので好ましくない。 本発明において、上記多孔質層を介して配置さ
れる陽極は該多孔質層面に接触して設けられる。
かくして多孔質層を介して設けられ、電極は、陽
極又は陰極の何れか一方だけでもよいが、イオン
交換膜の陽極側及び陰極側の両面に設けた場合に
は、電解槽電圧を低下させるうえで特に好まし
い。 また、陽極又は陰極の何れか一方が、イオン交
換膜に本発明の多孔質層を介して設けた場合その
対電極は、通常の塩化アルカリを製造する場合と
同様の組成及び形状のものが採用される。 実際、上記多孔質層を介して電極を設ける手段
としては、 例えば 多孔質層を形成する粉末をスクリーン印刷法等で
イオン交換膜に塗布後、加熱圧着する等の手段を
用いて、イオン交換膜の表面に多孔質層を形成さ
せ、多孔質層の表面に電極を押しあてることなど
が用いられる。 本発明に用いられるイオン交換膜としては、例
えばカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、フ
エノール性水酸基等の陽イオン交換基を含有する
重合体から成り、かかる重合体としては、含弗素
重合体を採用するのが特に好ましい。イオン交換
基含有の含弗素重合体としては、例えばテトラフ
ルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン等
のビニルモノマーとスルホン酸、カルボン酸、燐
酸基等のイオン交換基に転化し得る反応性基を有
するパーフルオロのビニルモノマーとスルホン
酸、カルボン酸、燐酸基等のイオン交換基を有す
るパーフルオロのビニルモノマーとの共重合体が
好適に使用される。 又、トリフルオロスチレンの膜状重合体にスル
ホン酸基等のイオン交換基を導入したものや、ス
チレンジビニルベンゼンにスルホン酸基を導入し
たもの等も使用できる。 そして、これらのうち夫々以下の(イ)、(ロ)の重合
単位を形成し得る単力体を用いる場合には、比較
的高い電流効率で高純度の苛性アルカリを得るこ
とができるので特に好ましい。 (イ) −(CF2―CXX′−),(ロ)
【式】 ここでXは弗素、塩素、水素又は―CF3であ
り、X′はX又はCF3(CF2nであり、mは1〜5
であり、Yは次のものから選ばれる。 ―P―A,―O―(CF2n(P,Q,R−)A ここでPは−(CF2a(CXX′)b(CF2)−)cであ
りQは−(CF2―O―CXX′−)dであり、Rは−(
CXX′―O―CF2)−eであり、(P,Q,R)は
P,Q,Rの少なくとも一つを任意の順序で配列
することを表わす。X,X′は上記と同じであ
り、n=0〜1,a,b,c,d,eは0〜6で
ある。Aは―COOH,又は―CN,―COF,―
COOR,―COOM,―CONR2R3等の加水分解若
しくは中和により、―COOHに転換し得る官能
基を表わす。R1は炭素数1〜10のアルキル基、
Mはアルカリ金属又は第四級アンモニウム基であ
り、R2,R3は水素又は炭素数1〜10のアルキル
基を示す。 上記Yの好ましい代表例としては、Aが弗素を
有する炭素と結合された構造を有する例えば次の
如きものが挙げられる。 ―(CF2)―xA,―O―(CF2)―xA,
【式】
x,y,zは共に1〜10であり、Z,Rfは―
F又は炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基か
ら選ばれた基であり、Aは上記と同様である。 そして、これら共重合体から成る乾燥樹脂1g
当りの膜内カルボン酸基濃度が0.5〜2.0ミリ当量
である含弗素陽イオン交換膜を用いる場合には、
例えば苛性ソーダの濃度が40%以上であつても、
その電流効率は90%以上にも達する。そして、上
記乾燥樹脂1g当りの膜内カルボン酸基濃度が1.12
〜1.7ミリ当量の場合には、前述の如き高濃度の
苛性ソーダを高電流効率で長期にわたり安定して
得ることができるので特に好ましい。そして、か
かるイオン交換容量を達成するには、上記(イ)及び
(ロ)の重合単位から成る共重合体の場合、好ましく
は(ロ)の重合単位が1〜40モル%、特に3〜25モル
%であるのが適当である。 本発明に用いられる好ましいイオン交換膜は、
上記の様な弗素化オレフイン単量体とカルボン酸
基若しくはカルボン酸基に転換し得る官能基を有
する重合能ある単量体との共重合体によつて得ら
れる非架橋性の共重合体から構成されるが、その
分子量は、好ましくは約10万〜200万、特に15万
〜100万が適当である。又、かかる共重合体を製
造するには前記各単量体の一種以上を用い、さら
に第三の単量体を共重合することにより得られる
膜を改質することもできる。例えば、CF2
CFORf(Rfは炭素数1〜10のパーフルオロアル
キル基)を併用することにより、得られる膜に可
撓性を付与したり、或はCF2=CF=CF=CF2
CF2=CFO(CF21〜3CF=CF2等のジビニルモ
ノマーを併用することにより、得られる共重合体
を架橋せしめ、膜に機械的強度を付与することも
できる。弗素化オレフイン単量体とカルボン酸基
若しくは該基に転換し得る官能基を有する重合能
ある単量体、さらには第三の単量体との共重合
は、既知の任意の手段で行なわれる。即ち、必要
に応じ例えばハロゲン化炭化水素等の溶媒を用
い、触媒重合、熱重合、放射線重合等により重合
し得る。又、得られた共重合体からイオン交換膜
に製膜する手段も特に制限はなく、例えばプレス
成形、ロール成形、押出し成形、溶液流延法、デ
イスパージヨン成形、粉末成形等適宜公知の手段
を採用し得る。 かくして得られる膜は、その厚さが20〜500
μ、好ましくは50〜400μにせしめるのが適当で
ある。 又、共重合体の製膜工程に相前後し、好ましく
は製膜後に共重合体がカルボン酸基そのものでは
なく、該基に転換し得る官能基の場合には、それ
に応じた適宜な処理により、これらの官能基がカ
ルボン酸基に転換される。例えば、―CN,―
COF,―COOR1,―COOM,―CONR2R3
(M,R1〜R3は上記と同様)の場合には、酸又は
アルカリのアルコール溶液により加水分解又は中
和せしめてカルボン酸基に転換し、又官能基が二
重結合の場合には、―COF2と反応せしめてカル
ボン酸基に転換される。さらに、本発明に用いら
れる陽イオン交換膜は、必要に応じ、製膜時にポ
リエチレン、ポリプロピレン等のオレフインの重
合体、好ましくはポリテトラフルオロエチレン、
エチレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体
等の含弗素重合体を混合して成形することもで
き、或はこれらの重合体からなる布、網等の織
物、不織布又は多孔質フイルム等を支持体とした
り、金属製の線や網、多孔体を支持体として用い
て膜を補強することも可能である。又、電解に供
せられる塩化アルカリとしては、塩化ナトリウム
が一般的であるが、その他、塩化カリウム、塩化
リチウム等のアルカリ金属の塩化物である。次に
本発明を実施例により説明する。 実施例 1 粒径44μ以下の酸化スズの粉末73mgを水50c.c.中
に懸濁させ、これにポリテトラフルオロエチレン
(PTFE液)懸濁液(デユポン社、商品名テフロ
ン30J)を、PTFEが7.3mgになるように加え、こ
れに非イオン系界面活性剤(ロームアンドハース
社、商品名トライトンX−100)を一滴滴下後、
氷冷下で超音波撹拌機を用いて撹拌後、多孔性
PTFE膜上に吸引過し、多孔性の酸化スズ薄層
を得た。 該薄層は、厚さ30μ、多孔率75%を有し酸化ス
ズが5mg/cm2含まれていた。 一方、上記と同様な方法で44μ以下の多孔率73
%の薄層を得た。次にそれぞれの薄層をイオン交
換容量が1.45meq/g樹脂、厚さ250μを有する
テトラフルオロエチレンと、CF2=CFO
(CF23COOCH3の共重合体から成るイオン交換
膜の両面に、多孔性PTFE膜がイオン交換膜に対
して外側になるように積層し、温度160℃、圧力
60Kg/cm2の条件で加圧し、多孔性の薄層をイオン
交換膜に付着させ、その後、多孔性PTFE膜を取
り除き、それぞれの面に酸化スズ、酸化ニツケル
の多孔性の層が密着したイオン交換膜を得た。 該イオン交換膜を90℃、25重量%の苛性ソーダ
水溶液中に16時間浸漬して、前記イオン交換膜を
加水分解した。 次に、開孔寸法6mm×13mm、板厚1.5mmのチタ
ニウム製エキスパンドメタルに酸化ルテニウムを
被覆した陽極を製作し、また開孔寸法3mm×6
mm、板厚0.5mmのニツケル製エキスパンドメタル
を陰極として、これに板厚0.3mm、曲率半径7mm
のニツケル製板バネを7mm間隔で配列し溶接し
た。これら陽陰極及び多孔質層付着陽イオン交換
膜の配置関係が第2図の如くなるように陽陰極を
公知の中空パイプ等を用いた室枠にとりつけ、上
記板バネの力で陰極を陽極の方へ押しつけるよう
にして電解槽を組みたてた。 そして、電解槽の陽極室の食塩水溶液を4Nの
濃度に保ち、また陰極室に水を供給して陰極液中
の苛性ソーダ濃度を35重量%に保ちつつ、90℃で
電解し、以下の結果を得た。 電流密度(A/dm2) 槽電圧(V) 10 2.70 20 2.90 30 3.11 40 3.28 実施例 2 陽極として開孔寸法3mm×6mmのチタニウム製
エキスパンドメタルに酸化ルテニウムを被覆した
ものに板厚0.15mm、曲率半径7mmのチタニウム製
板バネを7cm間隔で配列し溶接した。これと実施
例1の陰極を互いに板バネの中心が互い違いにな
るように配置し、これらと実施例1と同様にして
製作された多孔質層付着陽イオン交換膜を第3図
のように配置し、後は実施例1と同様にして電解
槽を組立て実施例1と同様にして電解を行つた。
結果は以下の通りであつた。 電流密度(A/dm2) 槽電圧(V) 10 2.68 20 2.88 30 3.09 40 3.27
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するための電解槽の陽陰
極、多孔質層付着陽イオン交換膜及びクツシヨン
性を有する導電性支持体の配置関係を示す部分断
面説明図であつて、該導電性支持体として板バネ
を用いる場合を示す。第2図は本発明を実施する
ための電解槽の陽陰極、多孔質層付着陽イオン交
換膜及びクツシヨン性を有する導電性支持体の配
置関係を示す部分断面説明図であつて、該導電性
支持体として板バネを用いる場合を示す。第3図
は本発明を実施するための電解槽の陽陰極、多孔
質層付着陽イオン交換膜及びクツシヨン性を有す
る導電性支持体の配置関係を示す部分断面説明図
であつて、陽陰極がともに可撓性であつて、導電
性支持体が陽陰極側ともに板バネである場合を示
す。 1……多孔質層付着陽イオン交換膜、2……陽
極、21……可撓性陽極、3……陰極、4……ス
プリング、5……板バネ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 陽極と陰極との間に、ガス及び液透過性の電
    極活性を有しない多孔質層を表面の少なくとも一
    方の面に設けてなる陽イオン交換膜を配置し、該
    陽極又は該陰極の少くとも一方が該陽イオン交換
    膜よりも剛性の大きい可撓性の空隙性電極であ
    り、該可撓性電極はクツシヨン性を有する導電性
    支持体で点または線状に支持され、該導電性支持
    体により、該可撓性電極を変形させることによ
    り、該可撓性電極と該陽イオン交換膜と対向電極
    とを密接させてなることを特徴とする塩化アルカ
    リ電解槽。 2 クツシヨン性を有する導電性支持体が、スプ
    リング、板バネ等のバネ材からなる特許請求の範
    囲1項の塩化アルカリ電解槽。
JP55160116A 1980-11-15 1980-11-15 Method for producing alkali hydroxide Granted JPS5785981A (en)

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JPS55160117A (en) * 1979-05-29 1980-12-12 Toyota Motor Corp Circulation controller for cooling water in internal combustion engine with exhaust turbo-charger

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