KR850001090B1 - Method for electrolysis of alkali chloride - Google Patents

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KR850001090B1 KR1019800001070A KR800001070A KR850001090B1 KR 850001090 B1 KR850001090 B1 KR 850001090B1 KR 1019800001070 A KR1019800001070 A KR 1019800001070A KR 800001070 A KR800001070 A KR 800001070A KR 850001090 B1 KR850001090 B1 KR 850001090B1
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Abstract

Alkali chloride is electrolyzed in the manufacture of alkali hydroxide in an electrolyte cell, which is divided into a cathode chamber and anode chamber by a fluorine uniform cation exchange membrane of sulfonic acid type, sulfonamide type, or carbonic acid type. The surface of the membrane is coarse, having more than 20 concavo-convexity per 1 mm. The maximum height of the crosssection is more than 0.05 , and surface roughness is more than 0.05 . The coarse surface of the membrane creates a cathode in the cell.

Description

염화 알칼리의 전해방법Electrolytic Method of Alkali Chloride

제1도는 기록한 거칠은 곡선에서 최대 높이를 구하는 방법이고,1 is a method of obtaining the maximum height from the recorded rough curve,

제2도는 기록한 거칠은 곡선에서 거칠음이 0.05미크론 이상의 t1 의 수를 구하는 방법이다.2 is a method of obtaining the number of t1 of roughness of 0.05 micron or more in the recorded rough curve.

본 발명은 이온교환막법에 의한 경제적인 염화 알카리 전해방법에 관한 것이다.The present invention relates to an economical alkali chloride electrolysis method by ion exchange membrane method.

상술하면, 양이온 교환막에 의한 양극실과 음극실로 분할된 전해조에서 염화 알카리를 전해하여 수산화 알카리를 제조함에 있어서 그 양이온 교환막으로서 적어도 편면(片面)이 조면(粗面)인 균질(均質) 양이온교환막을 사용하고, 또한 그 양이온 교환막의 조면이 음극측이 되게 전해조에 조입(

Figure kpo00001
)하는 것을 특징으로 하고, 전해 전압의 저 염화알카리의 전해방법에 관한 것이다.Specifically, in the production of alkali hydroxide by electrolyzing alkali chloride in an electrolytic cell divided into a positive electrode chamber and a negative electrode chamber by a cation exchange membrane, a homogeneous cation exchange membrane having at least one surface is roughly used as the cation exchange membrane. And into the electrolytic cell so that the rough surface of the cation exchange membrane becomes the cathode side (
Figure kpo00001
It relates to an electrolytic method of low alkali chloride of the electrolytic voltage.

본 발명에서 말하는 균질양이온 교환막이란 이온 교환기를 갖지 않은 열가소성 수지를 브랜드하는 일이없어, 이온 교환 수지만으로 부터 제막(製膜)한 양이온 교환막인 것이다. 물론, 막(膜) 강도를 증가시키기 위하여 섬유, 다공질막등으로 이타(裏打)하여도 좋다. 또, 이온 교환기의 종류나 교환 용량이 상이한 막을 라미네이드 하여도 좋다. 종래부터 이온 교환 수지와 열가소성 수지를 혼합하여서 된 불균질 이온 교환막에서는 막(膜) 저항을 저하시키기 때문에 막표면을 부랏싱 처리 또는 프레임 처리하여 조면화 하고 막표면에 이온 교환수지를 노출시키는 것이 제안되었다. (예를들면, 특개소 52-47590호 참조) 그러나, 이온 교환수지만으로 되는 균질 이온 교환막에서는 원래 막표면에 이온교환수지가 노출되어 있어서 그와같은 조면화 처리를 행하여도 막저항은 저하하지 않는다. 또 특개소 52-20980에서는 막의 표면을 방전처리, 방사선처리 또는 화염처리하는 것이 기재되어 있으나 그 목적은 양이온 교환기를 이온 교환능력이 없는 것으로 되게 하며, 막 표면의 형상에 대하여는 아무런 기재도 표시도 없다. 이와같이 막 표면의 양이온 교환기를 변성 처리한 경우, 막의 저항이 상승하고 전해전압이 증대하기 때문에 바람직하지 못하다.The homogeneous cation exchange membrane referred to in the present invention is a cation exchange membrane formed from only an ion exchange resin without branding a thermoplastic resin having no ion exchange group. Of course, in order to increase the film strength, the fiber may be spun into a porous film or the like. Moreover, you may laminate the membrane from which the kind of ion exchanger and exchange capacity differ. In the heterogeneous ion exchange membrane which is conventionally mixed with an ion exchange resin and a thermoplastic resin, the membrane resistance is decreased, so that the surface of the membrane is roughened by brushing or framing, and the ion exchange resin is exposed on the membrane surface. It became. (See, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-47590.) However, in a homogeneous ion exchange membrane consisting of only ion exchange resins, the ion exchange resin is originally exposed on the surface of the membrane, and such a roughening treatment does not lower the membrane resistance. . In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-20980 discloses that the surface of the membrane is discharge treated, radiation treated or flame treated, but the purpose is to make the cation exchanger incapable of ion exchange, and there is no indication about the shape of the membrane surface. . In the case where the cation exchanger on the surface of the membrane is modified, the resistance of the membrane increases and the electrolytic voltage increases, which is not preferable.

본 발명에는 양이온 교환기를 변성시키기 않고 막 표면을 조면화시켜 전해전압을 저하시키는 것이다. 또한, 균질 양이온 교환막에서는 막의 음극면이 평활하지 않으면 전해에 의하여 음극에서 발생한 수소가스의 기포가 막면에 부착하여 전해 전압이 상승되는 것이 알려져 있고, 종래에는 막의 평활면이 음극측으로 되게 전해조에 조입하는 것이 상식화되어 있었다. (예를들면, 특개소 51-131489호 참조) 통상, 이온 교환 막법 염화 알카리 전해에 사용되는 양이온 교환막법의 두께는 막 저항을 작게하기 때문에 1000미크론 이하, 좋기로는 200미크론 이하이며, 막강도가 불충분하므로 지지 섬유에 의한 막강도의 부가가 행하여 주고 있다 양이온 교환막에 지지 섬유를 매입하는 방법으로 예를들면, 압출 성형하여 제조한 열용융성의 이온 교환막 중간체와 지지 섬유를 중첩하여 열프레스하고, 지지 섬유를 허리(

Figure kpo00002
)에 매입하는 방법(열프레스 적층법)압출 성형하여 제조한 열용융성의 이온 교환막 중간체의 한쪽의 면만을 가수분해 하여 열불용성으로 한 후 반대의 열용융성면에 지지 섬유를 접촉하고 전체를 가열하면서 지지 섬유에 접촉한 측을 감압으로 하여 지지 섬유를 막에 매입하는 방법(진공적층법, 특공소 52-14670) 등을 들 수 있다. 열프레스 적층법에서는 양면이 평활하게 되며, 종래에는 이 평활한면이 음극측이 되도록 전해조에 조입하였다. 그러나, 본 발명자등은 전해상태를 상세하게 관찰한 결과, 놀랍게도 균질양이온 교환막의 음극면이 적당히 조면화(粗面化) 되어 있을 때에 전해에 의하여 음극에서 발생한 수소가스 기포의 막면 부착량이 가장 적어서 전해 전압이 가장낮은 것을 발견하였다. 즉, 본 발명은 양이온 교환막에 의하여 양극실과 음극실로 분할된 전해조에 염화 알카리를 전해하여 수산화 알카리를 제조함에 있어서 그 양이온 교환막으로서 적어도 편면이 조면화된 균질양이온 교환막을 사용하고, 또한 그 양이온 교환막의 조면이 음극측이 되게 전해조에 조입하는 것을 요지로하고 그 효과는 전류 효율은 저하시키지 않고 전해전압을 현저히 저하시키는 것이다.In the present invention, the surface of the membrane is roughened without denaturing the cation exchanger to lower the electrolytic voltage. In addition, in a homogeneous cation exchange membrane, if the cathode surface of the membrane is not smooth, it is known that bubbles of hydrogen gas generated from the cathode adhere to the membrane surface due to electrolysis and the electrolytic voltage is increased, and conventionally, the membrane is smoothly inserted into the electrolytic cell so that the smooth surface of the membrane becomes the cathode side. It was common sense. (See, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-131489.) In general, the thickness of the cation exchange membrane method used for alkali chloride electrolysis of the ion exchange membrane method is 1000 microns or less, preferably 200 microns or less, because the membrane resistance is small. Is insufficient, and thus the strength of the membrane is added by the support fibers. A method of embedding the support fibers in the cation exchange membrane is, for example, exposing and hot pressing the heat-melt ion exchange membrane intermediate and the support fibers produced by extrusion molding. Support fabric for waist (
Figure kpo00002
) (Heat press lamination method) by heat-molding only one side of the heat-melting ion exchange membrane intermediate produced by extrusion molding to make it heat insoluble, and then contacting the supporting fiber to the opposite heat-melting side and heating the whole. The method which embeds a support fiber in a film | membrane by making the side which contacted the support fiber into a pressure reduction (vacuum lamination method, the special rape 52-14670) etc. are mentioned. In the hot press lamination method, both surfaces are smoothed, and in the related art, the smooth surface is incorporated into the electrolytic cell so that the smooth side is the cathode side. However, the present inventors have observed the electrolytic state in detail, and surprisingly, when the negative electrode surface of the homogeneous cation exchange membrane was moderately roughened, the amount of film surface adhesion of hydrogen gas bubbles generated at the negative electrode by electrolysis was the smallest. The lowest voltage was found. That is, the present invention uses a homogeneous cation exchange membrane having at least one surface roughened as the cation exchange membrane in producing alkali hydroxide by electrolyzing alkali chloride into an electrolytic cell divided into an anode chamber and a cathode chamber by a cation exchange membrane. It is a main point to insert into a electrolytic cell so that a rough surface may become a cathode side, and the effect is to reduce an electrolytic voltage remarkably, without reducing a current efficiency.

이온 교환막법 염화 알카리 전해에서도 양극실과 음극실을 1매의 양이온 교환막에서 분할하는 2실법(2室法)이 유리하며, 그 양이온 교막막으로서 통상내열성, 내약품성, 기계적 강도등에 우수한 불소계 균질 양이온 교환막이 사용된다. 그리하여, 수산화 알카리 제조 전류 효율의 상승및 전해 전압의 저하를 목적으로 하여 종래보다 불소계 양이온 교환막의 각종 개량이 검토되었다. 그러나 일반적으로 불소계 양이온 교환막에서는 가교 구조의 도입이 곤란하기 때문에 전류 효율을 상승시키면 전해 전압도 상승하고 전해 전압을 저하 시키면 전류 효율도 저하하는 경우가 많다.Ion Exchange Membrane Method The two-chamber method of dividing the anode and cathode chambers in a single cation exchange membrane is also advantageous in alkaline chloride electrolysis, and is a fluorine homogeneous cation exchange membrane having excellent heat resistance, chemical resistance, and mechanical strength as the cation membrane. This is used. Thus, various improvements to the fluorine-based cation exchange membrane have been studied in the prior art for the purpose of increasing the current efficiency of alkali hydroxide production and lowering the electrolytic voltage. However, in general, in the fluorine-based cation exchange membrane, it is difficult to introduce a crosslinked structure. Therefore, when the current efficiency is increased, the electrolytic voltage also increases, and when the electrolytic voltage is decreased, the current efficiency also often decreases.

이는 이온 교환막의 힘수율의 변화에 영향되기 때문이다. 그러하나, 본 발명에 의하면 균질양이온 교환막의 전류 효율을 높게 유지시킨데로 전해전압을 저하시킬수 있다. 양이온 교환막의 조면이 음극측이 되게 전해조에 조입하면 전해 전압이 저하하는 이유는 전해에 의하여 음극에서 발생한 수소 가스의 기포가 막의 음극면에 조입하면 전해 전압이 저하하는 이유는 전해에 의하여 음극에서 발생한 수소 가스의 기포가 막의 음극면에 부착하기 어렵기 때문이고, 수소가스의 기포가 막의 음극면에 부착하는 것에 의한 전압 상승은, (1)부착기포의 전기적 차폐(2) 막 -액계면의 고농도 수산화 알카리의 확산 속도의 저하등에 의하기 때문이다.This is because the change in force yield of the ion exchange membrane is affected. However, according to the present invention, the electrolytic voltage can be lowered by keeping the current efficiency of the homogeneous cation exchange membrane high. The reason why the electrolytic voltage decreases when the surface of the cation exchange membrane is inserted into the cathode is that the surface of the cation exchange membrane is lowered when the bubble of hydrogen gas generated from the cathode is injected into the cathode surface of the membrane. This is because bubbles of hydrogen gas are difficult to adhere to the cathode surface of the membrane, and the voltage rise caused by bubbles of hydrogen gas adhere to the cathode surface of the membrane results in (1) electrical shielding of the adhesion bubbles (2) high concentration of the membrane-liquid interface. This is because the diffusion rate of alkali hydroxide is lowered.

한편, 전해에 의하여 양극에 발생한 염소 가스는 기포경이 수수 가스와 비교하여 매우 크기 때문에 균질 양이온 교환막의 양극면에는 부착하기 어렵다. 그 때문에, 균질양이온 교환막의 양극면의 조면화는 전해 전압의 저하를 위하여는 꼭 필요한 것은 아니다. 본 발명에 있어서의 조면이란, 경면(鏡面)에 대한 개념이며, 구체적으로는 막표면에 최대 높이가 0.05미크론이상이고, 또한 거칠음이 0.05미크론 이상의 t2 이 1mm당 20개 이상 존재하고 있으면 좋다. 더욱 좋기로는 최대 높이가 0.05내지 5미크론이고, 또한 거칠음 0.05미크론 이상의

Figure kpo00003
이 1mm당 30개 이상 존재하면 막면으로의 가스 부착은 극히 적다.On the other hand, the chlorine gas generated in the anode by electrolysis is difficult to adhere to the anode surface of the homogeneous cation exchange membrane because the bubble diameter is very large in comparison with the sorghum gas. Therefore, roughening of the positive electrode surface of the homogeneous cation exchange membrane is not necessary for lowering the electrolytic voltage. The rough surface in this invention is a concept about a mirror surface, Specifically, what is necessary is just to exist 20 or more t2 per 1 mm of a maximum height of 0.05 micron or more and roughness 0.05 micron or more on a film surface. More preferably, the maximum height is 0.05-5 microns, and roughness of 0.05 microns or more
Figure kpo00003
If there are more than 30 of these 1mm, gas adhesion to the membrane surface is extremely small.

조면의 최대높이가 0.05미크론 이하의 경우에는 막면으로의 가스 부착 방치효과가적다. 또, 거칠음 0.05미크론의

Figure kpo00004
이 1mm당 20개 이하의 경우에도 막면으로의 가스부착 방지 효과가 불충분하다. 따라서, 본 발명의 양이온 교환막은 상기 범위의 조면을 가지는 것이 좋다.If the maximum height of the rough surface is 0.05 micron or less, the effect of leaving the gas on the membrane surface is small. In addition, roughness of 0.05 micron
Figure kpo00004
In the case of 20 pieces or less per 1 mm, the gas adhesion prevention effect to the membrane surface is insufficient. Therefore, the cation exchange membrane of the present invention preferably has a rough surface in the above range.

막면으로의 가스 부착의 정도를 확인하려면은 예를들면, 아크릴 수지등으로 제작한 투명한 전해 셋에 막을 조입하여 전해하고, 막면을 관찰하면 된다. 양이온 교환막의 표면 거칠음은 만능 표면 형상 측정기(타이프 사프 고무 60B동경 정밀 K. K)를 사용하여 촉침법(觸針法)에 의하여 측정할 수 있다. 즉, 촉침을 막표면에 재치하여 이동하면 막표면의

Figure kpo00005
에 따라 촉침이 상하한다. 이 상하 운동을 전기 신호로 변환하여 기록지에 기록한다. 통상 양이온 교환막은 유연하기 때문에 촉침에 의한 변형을 받기 쉽기 때문에 표면 거치름의 측정에 있어서는 촉침의 선단 형상이 10μmR이상으로 측정력이 0.1g이하의 피이크 압(Peak up)을 사용하는 것이 바람직하다.In order to confirm the degree of gas adhesion to the membrane surface, for example, a membrane may be incorporated into a transparent electrolytic set made of acrylic resin or the like, and the membrane surface may be observed. The surface roughness of the cation exchange membrane can be measured by a stylus method using a universal surface shape measuring instrument (type Saf Rubber 60B Tokyo Precision K.K). In other words, when the stylus is placed on the membrane surface and moved,
Figure kpo00005
Depending on the stylus up and down. The vertical motion is converted into an electrical signal and recorded on a recording sheet. Since the cation exchange membrane is usually flexible, it is easy to be deformed by the stylus. Therefore, when measuring surface roughness, it is preferable to use a peak pressure of 0.1 g or less with a tip shape of 10 탆 R or more and a measuring force of 0.1 g or less.

본 발명에서는 촉침 선단 형상이 13μmR로 측정력이 0.07g의 피이크 압을 사용하여 측정하였다. 또 양이온 교환막은 지지 섬유에 의한 강도의 부가가 행하여지는 것이 많고, 이 경우에는 막면에 지지 섬유에 기인하는 큰

Figure kpo00006
(표면 굴곡)이 있다.In the present invention, the tip shape of the stylus tip was 13 µmR, and the measurement force was measured using a peak pressure of 0.07 g. In addition, in the cation exchange membrane, the strength of the supporting fibers is often added, and in this case, the membrane surface is large due to the supporting fibers.
Figure kpo00006
(Surface curvature).

그 표면 굴곡이란 표면 거치름을 구별하기 위하여 상하 운동의 전기 신호를 전기 필터를 통하여 특정 파장에서 장파장을 캇트 오프(cut off)하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 캇트 오프치는 0.032mm로 설정하여 측정하였다.In order to distinguish the surface roughness, it is preferable to cut off the long wavelength at a specific wavelength through an electric filter in order to distinguish the surface roughness. In the present invention, the cut off value was set to 0.032 mm and measured.

본 발명에서 말하는 최대 높이는 JIS0601에 준하여 이하의 방법으로 구한 것이다. 즉 캇트 오프치 0.032mm로 측정한 거칠음 곡선에서 기준길이 0.1mm만을 발췌한 부분의 평균선에 평형한 2직선의 간격을 거칠음 곡선의 종배율(縱倍率)의 방향으로 측정한다. 예를들면 제1도에 있어서 기준길이 0.1mm 발췌한 부분의 평균선에 평행한 직선중 최대치 P1를 통하는 직선과 최소치 P1를 통하여 직선의 간격 Rmdx를 최대 높이라 부른다. 측정은 동일한 시료중에서 장소를 변경하여 10회 측정하여 얻은 값을 평균한다. 또한 최대 높이를 구하는 경우, 흠이라 볼수 있는 특별한 최대치니 최소치가 아닌 부분에서 기준길이 만큼 발췌한다.The maximum height referred to in the present invention is obtained by the following method in accordance with JIS0601. In other words, the distance between the two straight lines that is equal to the average line of the portion of the roughness curve measured at the cut-off value of 0.032 mm and only the reference length of 0.1 mm is measured in the direction of the longitudinal magnification of the roughness curve. For example, in FIG. 1, the distance Rmdx of a straight line is called the maximum height through the straight line through the maximum value P1 and the minimum value P1 of the parallel lines parallel to the average line of 0.1 mm excerpted part. The measurements are averaged over 10 measurements taken at different locations in the same sample. In addition, when the maximum height is found, it is extracted as much as the reference length from the part that is not the minimum value of the special maximum tooth that can be regarded as a flaw.

또, 본 발명에서 말하는 거칠음 0.05미트론 이상의 1mm당의 수는 미국 SAE규격 J911에 준하여 이하의 방법으로 구한 것이다. 즉 캇트 오프 치 0.032mm로 측정한 거칠음 곡선에서 기준길이 0.1mm 발췌한 부분의 평균선에 의하여 (+)0.025미크론 및 (-)0.025미크론의 레벨의 2본의 직선을 그어(각각 R선 및 V선), V선을 통한후 P선을 통한 극대치를 극대치로 세어 0.1mm당의 수를 구한다. 예로 제2도에서 V선을 통한 후 P선을 통한 극대치의 수는 a,b 및 c의 3개인 것이다. 측정은 동일한 시료중에서 장소를 변경하여 10회 측정하여 얻어진 값을 평균하여 1mm당의 수를 구한다.In addition, the number per 1 mm of roughness 0.05 micron or more said by this invention was calculated | required by the following method according to US SAE standard J911. In other words, draw a straight line of two (+) 0.025 microns and (-) 0.025 microns levels by the average line of 0.1 mm of the reference length from the roughness curve measured at 0.032 mm of cut-off value (R and V lines, respectively). ), Count the maximum value through the P-line and the maximum value through the P-line to the maximum, and find the number per 0.1mm. For example, in FIG. 2, the maximum number of peaks through the P-line and then through the P-line is three of a, b, and c. For the measurement, the number per 1 mm is obtained by averaging the values obtained by measuring 10 times by changing the place in the same sample.

본 발명에 있어서 적어도 편면을 조면화(粗面化)하여 사용되는 균질양이온 교환막은 수압류(水壓流)에 의한 양극액 또는 음극액이 막의 통과를 실질적으로 방해하는 불소계 균질 양이온 교환막이 좋다. 수압류에 의하여 양극액 또는 음극액이 막을 통과하면 염수전해에 의하여 제조한 제품 품질이 저하하기 때문에 좋지않다.The homogeneous cation exchange membrane used by roughening at least one surface in the present invention is preferably a fluorine-based homogeneous cation exchange membrane in which the anolyte or catholyte by the hydraulic flow substantially prevents passage of the membrane. If the anolyte or catholyte passes through the membrane due to hydraulic pressure, it is not good because the quality of the product produced by brine electrolysis is lowered.

그 불소계 균질양이온 교환막으로서는 예를들면, (1) 설폰산형 양이온 교환막, (2) 설폰아미드형 양이온 교환막, (3) 칼본산형 양이온 교환막 등을 들 수 있다.Examples of the fluorine homogeneous cation exchange membrane include (1) sulfonic acid type cation exchange membranes, (2) sulfonamide type cation exchange membranes, and (3) carboxylic acid type cation exchange membranes.

그러나, 본 발명은 이들만으로 한정되는 것이 아니고 모든 균질 양이온 교환막에 적용된다. 이들의 불소계 균질 양이온 교환막의 구체적인 제조방법의 예를 이하에 든다.However, the present invention is not limited to these, but applies to all homogeneous cation exchange membranes. An example of the specific manufacturing method of these fluorine-type homogeneous cation exchange membrane is given to the following.

(1) 설폰산형 양이온 교환막으로서는, CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F와 4불화 에틸렌의 공중합체 필름을 가수분해하는 방법(상품명 나피온, E. I듀폰사제)등,(1) As the sulfonic acid type cation exchange membrane, a method of hydrolyzing a copolymer film of CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and ethylene tetrafluoride (trade name Nafion, manufactured by E.I DuPont) Etc,

(2) 설폰 아미드형 양이온 교환막으로서는 상기의 공중합체 필름화 암모니아, 알킬 모노아민 또는 디아민을 반응하는 방법(특개소 48-44360호, 50-66488호, 51-64495호, 51-64496호등)(2) As the sulfone amide type cation exchange membrane, a method of reacting the copolymerized film ammonia, alkyl monoamine or diamine (JP-A Nos. 48-44360, 50-66488, 51-64495, 51-64496, etc.)

(3) 칼본산형 양이온 교환막으로서는 불소화올레핀과 CF2=CFO(CF2)nA 또는CF=CFOCF2-(CFXOCF2)-(CFX')m-(CF2OCFX")-nA (A는 CN, COF, COOH, C(3) As the carboxylic acid type cation exchange membrane, fluorinated olefin and CF 2 = CFO (CF 2 ) n A or CF = CFOCF 2- (CFXOCF 2 )-(CFX ') m- (CF 2 OCFX ") -n A (A is CN, COF, COOH, C

OOM, COOR, CONR2R3; X, X', X" F 또는 CF3)의 공중합체에 필요한 이온교환기를 도입하는 방법(특개소 51-130495호, 52-36486호등)OOM, COOR, CONR 2 R 3 ; A method of introducing an ion exchange group required for a copolymer of X, X ', X "F or CF 3 ) (Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-130495, 52-36486, etc.)

(4) 불소화 올레핀과 (Y는 할로겐, OH기, 알킬기등)의 공중합체를 환원처리하는 방법(특개소 52-24175호, 52-24176호, 52-24155호등)을 들 수 있다.(4) A method of reducing the copolymer of a fluorinated olefin and a copolymer of (Y is halogen, OH group, alkyl group, etc.) (Japanese Patent Laid-Open Nos. 52-24175, 52-24176, 52-24155, etc.) may be mentioned.

균질 양이온 교환막을 조면화 하는 방법으로서는 ;As a method of roughening a homogeneous cation exchange membrane;

1. 이온 교환막을 압출막을 조면화할 때에 성형용 다이스로서 소정의

Figure kpo00007
부분을 갖는 것을 사용하는방법1. When the ion exchange membrane is roughened by an extruded membrane, a predetermined die as a molding die
Figure kpo00007
How to use having a part

2. 이온 교환막을 가열하면서 소정의

Figure kpo00008
부분을 갖는 이지(梨地) 회전롤의 사이를 통과시키는 방법.2. Predetermined while heating the ion exchange membrane
Figure kpo00008
The method of passing between the easy rotation rolls which have a part.

3. 이온 교환막과 포(布), 지(紙) 유기물 또는 무기물의 미분체등을 중첩하여 열프레스하는 방법.3. A method of thermal pressing by overlapping an ion exchange membrane with fine powder of cloth, paper organic matter or inorganic matter.

4. 이온 교환막의 표면을 연마제로 연마하는 방법.4. A method of polishing the surface of an ion exchange membrane with an abrasive.

5. 이온 교환막을 표면에 샌드 페이퍼(Sand paper)를 권착한 회전롤의 사이를 통과하는 방법.5. The method of passing an ion exchange membrane between the rolling rolls which wound the sand paper on the surface.

6. 이온 교환막의 표면에 연마제를 취부(吹付)하는 방법.6. A method of attaching an abrasive to the surface of an ion exchange membrane.

7. 금속솔에 의하여 이온 교환막의 표면을 연마하는 방법.7. Method of polishing the surface of the ion exchange membrane by a metal brush.

8. 아크 방전, 그로(glow) 방전등의 방전 처리하는 방법.8. A method of discharging such as arc discharge and glow discharge.

9. 자외선, X선, 전자선, 방사선 등을 막면에 조사하는 방법.9. Method of irradiating the surface with ultraviolet rays, X-rays, electron beams, and radiation.

10. 가스 염(炎)이나 가열공기등으로 처리하는 방법.10. Treatment with gas salt or heated air.

11. 이온 교환막을 용제로 처리하는 방법.11. Method of treating ion exchange membrane with solvent.

12. 이온 교환수지로 제작한 멧쉬, 부직포등을 막면에 부착시키는 방법등을 들 수가 있으나 이들의 방법만으로 한정되는 것은 아니다.12. A method of attaching a mesh or a nonwoven fabric made of ion exchange resin to a membrane surface may be mentioned, but is not limited to these methods.

또한 조면화처리를 실시할 경우에 표면의 양이온 교환기를 이온 교환능력이 없는 것으로 변성시키지 않는 것이 중요하다. 변경한 경우에는 막의 저항이 상승하고, 전해 전압이 증대하기 때문에 바람직 못하다. 조면화처리는 이온 교환막의 양면에 실시하여도 좋으나 전해조에 조입한때에 음극측이 되는 면막을 실시하면 바라는 바의 전해 전압의 저하를 달성한다. 당량 중량이 상이한 2층으로 되는 막, 설폰산 기층과 약산 기층으로 되는 막등에 있어서는 당량중량의 높은 층 또는 약산기층에 실시하는 것이 좋다.It is also important not to denature the surface cation exchanger without ion exchange capacity when the roughening treatment is performed. In the case of change, the resistance of the film rises and the electrolytic voltage increases, which is not preferable. Although the roughening process may be performed on both surfaces of an ion exchange membrane, when the surface membrane which becomes a cathode side at the time of injecting into an electrolytic cell is performed, the reduction of the electrolysis voltage as desired is achieved. In membranes having two equivalent weights, membranes having a sulfonic acid base layer and a weak acid base layer, etc., it is preferable to perform the layer having a high equivalent weight or weak acid group layer.

또, 본 발명의 조면화처리는 이온 교환막 중간체에도 작용되고 이온 교환막 중간체는 조면화 처리후 가수분해, 이온 교환기의 도입등의 처리를 받아서 양이온 교환막으로서 사용된다. 본 발명의 염화알카리로서는 염화 리티움, 염화 나트륨, 염화 칼륨등을 들 수 있다. 또, 수산화 알카리로서는 수산화 리티움, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨등을 들 수 있다.The roughening treatment of the present invention also acts on the ion exchange membrane intermediate, and the ion exchange membrane intermediate is used as a cation exchange membrane after undergoing treatment such as hydrolysis, introduction of an ion exchanger, etc. after the roughening treatment. Examples of the alkali chloride of the present invention include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride and the like. Moreover, as alkali hydroxide, a lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. are mentioned.

본 발명의 전해 방법을 실시하는 경우에 있어 가장 중요한 것은 균질 양이온 교환막의 조면이 음극측이 되도록 전해조에 조입하는 것이다. 조면이 양극측이 되도록 전해조에 조입한 경우에는 전해 전압의 저하는 달성할 수 없다.In the case of carrying out the electrolytic method of the present invention, the most important thing is to insert into the electrolytic cell so that the rough surface of the homogeneous cation exchange membrane becomes the cathode side. In the case where the rough surface is inserted into the electrolytic cell so as to be the anode side, the drop of the electrolytic voltage cannot be achieved.

본 발명에 바람직한 전해조및 전해조건에 관하여 기술한다. 양극실에는 염수를 공급하고 음극실에는 물 또는 희박수산화 알카리 용액을 공급하면서 전해를 행하여 음극실 출구의 수산화 알카리의 농도를 조절한다.The electrolyzer and electrolysis conditions which are preferable to this invention are described. Salt water is supplied to the anode chamber and water or lean hydroxide alkali solution is supplied to the cathode chamber to control the concentration of alkali hydroxide at the outlet of the cathode chamber.

양극실에 공급되는 염수는 종래의 염화 알카리 전해법과 동일하게 정제된다. 즉, 양극실로 부터 순환하여 돌아오는 반송(返送) 염수는 탈염소, 염화 알카리의 포화 용액, 마그네슘, 칼슘, 철등의 침강분리 및 중화 작업이 행하여지는 바 이들의 모든 공정은 종래법과 동일하게 행하여 진다. 그러나 필요에 따라 다시 공급염수를 입상 이온 교환수지, 특히 키레트(chelate) 수지로 정제하고 칼슘을 허용되는 한도, 좋기로는 1ppm이하로 하는 것이 바람직하다. 염수의 농도는 농후(濃厚)로 포화에 가까운 것이 좋다. 양극실에 공급되는 염화 알카리의 이용율은 5-95%이고, 이는 전류밀도 및 제열의 방법에 의하여도 상이하나 일반적으로 높은 것이 바람직하다.The brine supplied to the anode chamber is purified in the same manner as in the conventional alkali chloride electrolytic method. In other words, the return brine circulated from the anode chamber is subjected to sedimentation and neutralization of dechlorination, saturated solution of alkali chloride, magnesium, calcium, iron, etc. All of these processes are performed in the same manner as in the conventional method. . However, it is preferable to purify the feed brine again with a granular ion exchange resin, in particular a chelate resin, if necessary, and to allow calcium to an acceptable limit, preferably 1 ppm or less. The concentration of the brine is rich and should be close to saturation. The utilization rate of the alkali chloride supplied to the anode chamber is 5-95%, which is different by the method of current density and heat removal, but is generally high.

전해 온도는 0-150℃에서 행할 수가 있다. 전해에 의하여 일이 발생하기 때문에 양극액 또는 음극액의 일부를 냉각하여 제열(際熱 )한다. 양극실 및 음극실에서는 각각 염소및 수소가 발생한다. 특히 발생가스를 전극의 이측(裏惻)에 도입하여 상승시키는 전해조는 전해전압을 작게하고 전력 소비를 작게하는 효과가 있다. 각실에 있어서의 유속은 외부에서 공급되는 유량을 별도로 음극실 및 양극실에서 발생하는 가스에 의하여 실내의 액이교반되는 것이 바람직하고, 이 목적을 위하여도 금속 멧쉬전극과 같이 공급이 많은 전극을 사용하여 가스의 상승류에 따라 각실의 액을 움직여 순환 교반하는 것이 바람직하다. 전극은 양극으로서 철 또는 철에 닉켈 또는 닉켈 화합물을 도금한 것이 과전압의 점에 바람직하다. 양극은 일반적으로 루테늄등의 귀금속의 산화물을 도포한 금속 멧쉬의 전극이 바람직하다. 이하에 실시예를 들어 구체적으로 설명하나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.Electrolytic temperature can be performed at 0-150 degreeC. Since work occurs by electrolysis, a part of the anolyte or the catholyte is cooled to de-heat. Chlorine and hydrogen are generated in the anode chamber and the cathode chamber, respectively. In particular, the electrolyzer which introduce | generates a generated gas to the back side of an electrode and raises it has the effect of reducing electrolytic voltage and power consumption. The flow rate in each chamber is preferably a mixture of the liquid in the room by the gas generated from the cathode chamber and the anode chamber separately from the flow rate supplied from the outside, and for this purpose, an electrode with a large supply such as a metal mesh electrode is used. It is preferable to circulate and stir the liquid in each chamber according to the upward flow of the gas. The electrode is preferably plated with nickel or a nickel compound on iron or iron as an anode at the point of overvoltage. In general, the anode is preferably an electrode of a metal mesh coated with an oxide of a noble metal such as ruthenium. Although an Example is given to the following and it concretely demonstrates, this invention is not limited to this.

[실시예 1]Example 1

데트라플로로 에틸렌과 퍼플로로-3, 6-디옥사-4-메틸-7-옥텐설포닐플로라이드를 1, 1, 2-트리크로로-1, 2, 2,-트리플로로에탄중에서, 퍼플로로 프로피오닐 퍼옥사이드를 중합개시제로 하고, 중합온도 45℃, 테트라 플로로에틸렌의 압력을 3kg/Detrafluoroethylene and perfluoro-3,6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride to 1,1,2-trichloro-1,2,2, -trifluoroethane Perfluoro propionyl peroxide as a polymerization initiator in the above, and the polymerization temperature of 45 ℃, tetrafluoroethylene pressure 3kg /

cm2-G로 유지하면서 공중합시켰다. 얻어진 중합체를 수세, 검화후, 적정법(滴定法)에 의하여 당량중량(이온교환기 1당량을 포함한 건조수지중량)을 측정한 바 1090이었다. 이 중합물을 가열 성형하여 250미크론의 균일한 두께의 막으로한 후 액체 호오닝법에 의하여 조면화 처리한다. 액체 호오닝법이란 물에 현탁(顯濁)한 연마제를 압축 공기에 의하여 피연삭물에 취부하여 연마하는 방법이며 본 실시예에서는 평균입경 10미크론의 알루미나(상품명 WA#1500, 후지겐 연마재공업 K.K.제)를 현탁한 수용액을 3.5kg/cCopolymerization was maintained at cm 2 -G. After wash and saponification of the obtained polymer, an equivalent weight (dry resin weight including 1 equivalent of an ion exchanger) was measured by a titration method and found to be 1090. The polymerized product is heat molded to form a film having a uniform thickness of 250 microns and then roughened by a liquid honing method. The liquid honing method is a method of attaching and polishing abrasive suspended in water to a workpiece using compressed air.In this embodiment, alumina having an average particle diameter of 10 microns (trade name WA # 1500, manufactured by Fujigen Abrasives Co., Ltd.) 3.5kg / c in an aqueous solution

m2의 압축공기로 막의 편면에 취부하여 조면화하였다. 취부시간은 막 1dm2당 2분간으로 하였다. 그 처리에 의하여 막의 편멱에 최대 높이가 0.25미크론이고 거칠음 0.05미크론 이상의

Figure kpo00009
이 1mm당 약 55개 존재하는 조면화막을 얻었다. 그 조면화 처리막을 2.5N 가성소다 150%메타놀즐 60℃로 16시간 검화하였다. 검화후의 막의 조면화면에는
Figure kpo00010
부분이 거의 변동없이 남아있었다. 이와같이 하여 얻은 막을 조면화면이 음극측이 되도록 아크릴 수지로 제작한 투명한 전해조에 조입하고, 전류밀도 50A/dm2, 전해온도 90℃에서 식염 전해를 행하였다. 양극은 티탄 기재에 산화루테늄을 피복한 촌법 안정성 전극음극은 철제 금망인 것이다. 양극실에는 pH2의 3N식염수를 공급하고, 음극실에는 5N가성소다를 공급하였다. 전해전압은 2.97V이고, 전류효율은 60%이었다. 양이온 교환막의 음극면에서는 수소가스 기포의 부착은 없었다. 그 막을 교류법에 의하여 0.1N 가성소다 중에서 저항을 측정한바, 2.2Ω. cm2이었다.It was mounted on one side of the membrane with compressed air of m 2 and roughened. The mounting time was 2 minutes per 1 dm 2 membrane. The treatment results in a film with a maximum height of 0.25 microns and roughness of 0.05 microns or more.
Figure kpo00009
About 55 roughening films existed per 1 mm. The roughened film was saponified at 60 ° C. for 150 hours with 2.5N caustic soda. On the rough surface of the film after the sword
Figure kpo00010
The part remained almost unchanged. The membrane thus obtained was inserted into a transparent electrolytic cell made of acrylic resin such that the roughened surface was at the cathode side, and salt electrolysis was performed at a current density of 50 A / dm 2 and an electrolysis temperature of 90 ° C. The positive electrode is a steel-based metal mesh, which is a stable electrode cathode coated with ruthenium oxide on a titanium substrate. 3N brine of pH 2 was supplied to the anode chamber, and 5N caustic soda was supplied to the cathode chamber. The electrolytic voltage was 2.97V and the current efficiency was 60%. There was no adhesion of hydrogen gas bubbles at the cathode surface of the cation exchange membrane. The membrane was measured for resistance in 0.1 N caustic soda by the alternating current method to find 2.2Ω. cm 2 .

[비교예-1.][Comparative Example-1.]

실시예-1과 동일한 중합체를 조면화 처리를 하지 않고 실시예-1과 동일한 방법으로 전해하였다. 전해전압은 3.20V이고, 전류 효율은 59.5%이었다. 조면화 처리를 하지않은 막의 음극면에는 수소가스 기포의 부착이 심하였다. 또, 조면화 처리를 하지않은 막의 저항은 2.2Ω.cm2이었다.The same polymer as in Example-1 was electrolyzed in the same manner as in Example-1 without performing the roughening treatment. The electrolytic voltage was 3.20V and the current efficiency was 59.5%. Hydrogen gas bubbles were strongly adhered to the cathode surface of the film which had not been roughened. Moreover, the resistance of the film which was not roughened was 2.2 ohm * cm <2> .

[실시예-2.][Example-2.]

데트라플로로 에틸렌과 퍼플로로-3, 6-디옥사-4-메틸-7-옥텐설포닐플로라이드를 1, 1, 2-트리크로로-1, 2, 2,-트리플로로에탄중에서, 퍼플로로 프로피오닐퍼옥사이드를 중합 계시제로 하고, 중합온도 45℃, 테트라 플로로 에틸렌을 압력 5kg/cm2-G로 유지하면서 공중합시켰다. 이를 중합체 1로 한다. 동일한 조작으로 테트라플로로 에틸렌의 압력을 3kg/cm2-G로 유지하면서 공중합시켰다. 이를 중합체 2로 한다. 이들의 중합체의 일부를 수세, 검화후 적정법 의한 당량 중량을 측정한 바, 중합체 1은 1500, 중합체 2는 1110이었다. 중합체 1, 2를 가열 성형하고 각각 두께가 50미크론과 100미크론의 2층 적층물로 하고 다시 테프론 R직포를 중합체 2의 면에서 진공적층법에 의하여 매입한 복합제를 검화처리하여 설폰산형 이온 교환막으로 하였다. 그 설폰산형이온 교환막을 다음 방법에 의하여 조면화하였다. 두께 3mm의 실리콘고무씨이트(상부) 두께 1mm의 경질산화마그네슘분말(와고오준야구 고오꾜 K.K.제)층, 습윤한 설폰산형 양이온 교환막(A면을 상(上)으로 한다), 두께 3mm의 실리콘고무씨이트 및 60멧쉬의 금망(저부)을 적층하여 280℃로 가열하면서 10kg/cm2의 압력으로 10분간 열프레스 하였다. 다음으로 막에 부착한 바 최대 높이가 0.6미크론이고 거칠음 0.05미크론 이상의

Figure kpo00011
이 1mm당 약 45개 되어 있었다. 이와같이 A면이 음극측이되게 아크릴수지로 제작한 투명한 전해조에 조입하고, 실시예-1과 동일하게 식염 전해를 행하였다. 전해 전압은 3.75V이고, 전류효율 80%이었다. 그 막의 음극면에는 수소 가스 기포의 부착은 없었다. 그 막의 저항은 6.3Ω. cm2이었다.Detrafluoroethylene and perfluoro-3,6-dioxa-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride to 1,1,2-trichloro-1,2,2, -trifluoroethane In the above, perfluoro propionyl peroxide was used as a polymerization initiator, and copolymerization was carried out while maintaining a polymerization temperature of 45 ° C. and tetrafluoro ethylene at a pressure of 5 kg / cm 2 -G. This is referred to as Polymer 1. In the same operation, tetrafluoro copolymerized while maintaining the pressure of ethylene at 3 kg / cm 2 -G. This is referred to as Polymer 2. Some of these polymers were washed with water, and the equivalent weight was measured by titration after saponification. As a result, polymer 1 was 1500 and polymer 2 was 1110. The polymers 1 and 2 were heat-molded to form a two-layer laminate having a thickness of 50 microns and 100 microns, respectively, and a saponic acid type ion exchange membrane was obtained by saponifying a composite agent in which the Teflon R fabric was buried by vacuum lamination from the polymer 2 side. It was. The sulfonic acid type ion exchange membrane was roughened by the following method. 3mm thick silicone rubber sheet (top) A hard magnesium oxide powder (manufactured by Wako Jun Baseball Co., Ltd. KK) layer, a wet sulfonic acid type cation exchange membrane (top surface A), silicon 3mm thick The rubber sheet and the 60 mesh mesh net (bottom) were laminated | stacked, and heat-pressed at 10 kg / cm <2> for 10 minutes, heating at 280 degreeC. Next, it is attached to the membrane with a maximum height of 0.6 microns and roughness of 0.05 microns or more.
Figure kpo00011
There were about 45 pieces per 1mm. In this way, the A side was inserted into a transparent electrolytic cell made of acrylic resin with the negative electrode side, and salt electrolysis was performed in the same manner as in Example-1. The electrolytic voltage was 3.75V and the current efficiency was 80%. There was no adhesion of hydrogen gas bubbles to the cathode surface of the film. The membrane's resistance is 6.3Ω. cm 2 .

[실시예-3.]Example-3.

실시예-2의 테프론 R직포로 보강한 설폰산형 양이온 교환막을 다음 방법에 의하여 조면화 하였다. 두께 3mm의 실리콘 고무 씨이트(상부), 목면포, 습윤한 설폰산형 이온 교환막(A면을 상으로 한다) 두께 3mm의 실리콘 고무씨이트 60멧쉬의 금망(저부)을 적층하여 250℃로 가열하면서 10kg/cm2의 압력으로 10분간 열프레스 하였다. 다음, 차아염소산나트륨의 열 수용액으로 처리하여 막에 부착한 목면포를 제거하였다. 그 조면화 처리한 양이온 교환막의 A면의 표면 거칠음을 측정한바, 최대 높이가 2.5미크론이고, 0.05미크론 이상의

Figure kpo00012
이 1mm당 약 30개 되었다. 이와같이 하여 얻은 막을 A면이 음극측이 되도록 아크릴수지로 제작한 투명한 전해조에 조입하고 실시예-1과 동일하게 식염 전해를 행하였다. 전해 전압은 3.80V이고, 전류효율 80%이었다. 그 막의 음극면에는 수소 가스 기포의 부착은 없었다. 그 막의 저항은 6.3Ω. cm2이었다.The sulfonic acid type cation exchange membrane reinforced with the Teflon R fabric of Example-2 was roughened by the following method. 3mm thick silicone rubber sheet (top), cotton cloth, and wet sulfonic acid type ion exchange membrane (top surface A). 3mm thick silicone rubber sheet 60 mesh is laminated and heated to 250 ° C, 10kg / cm 2 was heat pressed for 10 minutes at a pressure of. Next, the cotton cloth adhered to the membrane was removed by treatment with a thermal aqueous solution of sodium hypochlorite. The surface roughness of the surface A of the roughened cation exchange membrane was measured, and the maximum height was 2.5 microns, and 0.05 micron or more.
Figure kpo00012
About 30 per 1 mm. The membrane thus obtained was incorporated into a transparent electrolytic cell made of acrylic resin so that the A side was the cathode side, and salt electrolysis was performed in the same manner as in Example-1. The electrolytic voltage was 3.80V and the current efficiency was 80%. There was no adhesion of hydrogen gas bubbles to the cathode surface of the film. The membrane's resistance is 6.3Ω. cm 2 .

[비교예-2.][Comparative Example-2.]

실시예-2의 열프레스하여 조면화한 막 대신 조면화 처리하지 않은 막을 실시예-2와 동일하게 제조하여 동일한 방법으로 전해하였다. 전해 전압은 4.05V이고, 전류 효율은 79.5%이었다. 조면화 처리되지 않은 막의 음극면에는 수소 가스 기포의 부착이 심하였다. 또, 조면화 처리되지 않은 막의 저항은 저항은 6.3Ω. cm2이었다.Instead of the thermally pressed roughened film of Example-2, a non-roughened film was prepared in the same manner as in Example-2, and electrolytically treated in the same manner. The electrolytic voltage was 4.05V and the current efficiency was 79.5%. Hydrogen gas bubbles were strongly adhered to the cathode surface of the unroughened film. In addition, the resistance of the unroughened film was 6.3 Ω. cm 2 .

[실시예-4, 5, 6 비교예-3, 4][Example-4, 5, 6 Comparative Examples-3, 4]

실시예-1과 동일한 방법으로 테트라 플로로 에틸렌과 퍼플로로-3, 6-디옥시-4-옥틸-7-옥텐 설포닐플루로라이드를 공중합하여, 당량 중량 1350의 중합체(중합체 1) 및 당량 중량 1090의 중합체(중합체 2)를 얻었다. 이들의 중합체를 가열 성형하여 각각 두께가 35미크론(중합체 1)과 100미크론(중합체 2)의 2층 적층물로 하고 다시 테프론 R직포를 중합체 2의 면에서 진공 적층법에 의하여 매입하였다. 그 적층물을 검화하여 얻은 설폰산형 양이온 교환막의 중합체 1의 면만을 환원처리 하여 칼본산기로 변환하였다. (A면) 다음, 그 양이온 교환막의 A면을 액체 호닝법에 의하여 조면화 처리하였다. 본 실시예에서는 평균입경 10미크론의 에메리분(상품명 FO#1200, 후지겐 연마제공법 K.K.제)를 현탁한 수용액을 3kg/cm2의 압축공기로 취부하였다. 취부 시간은 막 1dm2당 10, 30, 60 및 120초로 하였다. 이와같이 하여 얻은 조면화 막의 A면의 표면 거칠음을 측정하였다. 결과를 제1표에 표시한다. 또 이들의 막을 A면이 음극측이 되도록 전해조에 조입하여 실시예-1과 동일한 방법으로 전해하여 막면으로의 가스부착 상황, 전해 전압 및 전류효율을 측정하였다. 결과를 제1표에 표시한다.In the same manner as in Example-1, tetrafluoro ethylene and perfluoro-3, 6-dioxy-4-octyl-7-octene sulfonyl fluoride were copolymerized to obtain a polymer having the equivalent weight of 1350 (polymer 1) and A polymer (polymer 2) having an equivalent weight of 1090 was obtained. These polymers were heat-molded to form two-layer laminates of 35 microns (polymer 1) and 100 microns (polymer 2), respectively, and Teflon R woven fabric was embedded by vacuum lamination in terms of polymer 2. Only the surface of polymer 1 of the sulfonic acid type cation exchange membrane obtained by saponifying the laminate was reduced and converted into a carboxylic acid group. (A side) Next, the A side of this cation exchange membrane was roughened by the liquid honing method. In this example, an aqueous solution in which an emery powder having an average particle diameter of 10 microns (trade name FO # 1200, manufactured by Fujigen Abrasive Providing Method KK) was suspended was mounted with compressed air of 3 kg / cm 2 . Mounting time is just 1dm 10, 30, 60 and was 120 seconds per second. The surface roughness of the A surface of the roughened film thus obtained was measured. The results are shown in the first table. In addition, these membranes were joined to the electrolytic cell so that the A side was the cathode side, and electrolytically was electrolyzed in the same manner as in Example-1, and the gas adhering state to the membrane surface, the electrolytic voltage and the current efficiency were measured. The results are shown in the first table.

[제1표][Table 1]

Figure kpo00013
Figure kpo00013

[실시예-7.][Example-7.]

실시예-1과 동일한 방법으로 테트라플로로 에틸렌과 퍼플로로-3, 6-디옥시-4-메틸-7-옥텐설포닐 플로라이드를 공중합하여 당량중량 1200의 중합체를 얻었다. 그 중합체를 두께 125미크론에 가열 성형한 후 편면만을 암모니아가스로 처리하여 20미크론의 설폰산 아미드층을 생성하였다. (A면) 다음 진공 적층법에 의한 테프론 R직포를 A면의 반대의 면에서 매입하고 검화 처리하여 설폰 아미드형 양이온 교환막을 얻었다. 그 양이온 교환막을 건식프라스트법에 의하여 조면화 처리하였다. 건식 프라스트법이란 연마재를 압축공기에 의하여 피연삭물에 취부하여 연마하는 방법이고, 본 실시예에서는 평균입경 20미크론이 알루미나(상품명 WA#800, 후지게 연마제 공업 k.k.제)를 2kg/cm2의 압축공기로 A면에 취부하였다. 취부 시간은 막 1dm2당 1분간으로 하였다. 그 조면화 처리에 의하여 막면에 최대높이 0.5미크론이고, 그 거칠음 0.05미크론이상의 t14이 1mm당 양 45개이었다. 이와같이 하여 얻은 양이온 교환막의 조면(A면)이 음극측이 되도록 전해조에 조입하여 실시예-1과 동일한 방법으로 전해하였다. 또, 본 실시예에서는 전해밀도는 30A/dm2로 실시하였다. 전해 전압은 3.55V이고, 전류효율은 84%이었다. 양이온 교환막의 음극면에는 수소가스 기포의 부착은 거의 없었다.Tetrafluoro ethylene and perfluoro-3 and 6-dioxy-4-methyl-7-octensulfonyl fluoride were copolymerized in the same manner as in Example-1 to obtain a polymer having an equivalent weight of 1200. The polymer was heat molded to a thickness of 125 microns and then treated only with one side with ammonia gas to produce a 20 micron sulfonic acid amide layer. (A side) Teflon R woven fabric by the following vacuum lamination method was embedded in the surface opposite to A side, and saponified to obtain a sulfone amide type cation exchange membrane. The cation exchange membrane was roughened by the dry paste method. The dry blasting method is a method of attaching an abrasive to a workpiece to be ground by compressed air, and in this embodiment, an average particle diameter of 20 microns is 2 kg / cm 2 of alumina (trade name WA # 800, manufactured by Fuji Industries Co., Ltd.). Was mounted on surface A with compressed air. Mounting time was 1 minute per membrane 1 dm 2 . As a result of the roughening treatment, the membrane surface had a maximum height of 0.5 microns, and the roughness of t 14 of 0.05 microns or more was 45 pieces per mm. The electrolytic bath was introduced so that the rough surface (A surface) of the cation exchange membrane thus obtained was the cathode side, and was electrolyzed in the same manner as in Example-1. In this embodiment, the electrolytic density was performed at 30 A / dm 2 . The electrolytic voltage was 3.55 V and the current efficiency was 84%. Hydrogen gas bubbles were hardly attached to the cathode surface of the cation exchange membrane.

[비교예-5.][Comparative Example-5.]

실시예-7의 조면화한 설폰 아미드형 양이온 교환막 대신에 조면화 처리를 하지 않은 설폰아미드형 양이온 교환막을 사용하여 실시예-7과 동일한 방법으로 전해하였다. 전해 전압은 3.85V이고, 전류효율은 83.5%이었다. 양이온 교환막의 음극면에는 수소가스 기포의 부착이 심하였다.Instead of the roughened sulfonamide cation exchange membrane of Example-7, electrolysis was carried out in the same manner as in Example-7 using a sulfonamide type cation exchange membrane not subjected to roughening treatment. The electrolytic voltage was 3.85V and the current efficiency was 83.5%. Hydrogen gas bubbles were strongly adhered to the cathode surface of the cation exchange membrane.

[실시예 -8.][Example -8.]

4불화 에틸렌과 CF2=CFO(CF2)3COOCH3의 공중합체로 당량 중량이 650, 두께가 250미크론의 필름에 테프론 R직포를 열프레스 적층법에 의하여 매입하였다.Teflon R woven fabric was embedded in a copolymer of ethylene tetrafluoride and CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 by a hot press lamination method in a film having an equivalent weight of 650 and a thickness of 250 microns.

그 적층물을 실시예-1과 동일한 방법으로 편면만을 조면화 처리한 후 가수분해하여, 칼본산형 이온 교환막을 얻었다. 이온 교환막의 표면 거칠음을 측정한 바, 조면화처리한면(A면)에는 최대높이 0.25미크론이로 거칠음 0.5미크론 이상의 t15 이 1mm당 약 55개 되어 있었다.The laminate was hydrolyzed after roughening only one surface in the same manner as in Example-1 to obtain a carboxylic acid type ion exchange membrane. The surface roughness of the ion exchange membrane was measured. The roughened surface (A surface) had a maximum height of 0.25 microns and a roughness of about 55 t15 of 0.5 microns or more per mm.

또 조면화 처리하지 않은 면에는 최대 높이가 0.04미코론이고, 거칠음 0.05미크론 이상의

Figure kpo00014
에는 1mm당 3개 만이었다. 그 이온 교환막을 전해조에 매입하여 실시예-1과 동일한 방법으로 전해하였다. 또, 본실시예에서는 전류 밀도는 20A/dm2, 식염수의 pH는 3, 또 가성소다 농도는 13N로 실시하였다. 결과는 다음과 같다.On the surface without roughening, the maximum height is 0.04 microns and the roughness is 0.05 microns or more.
Figure kpo00014
It was only three per 1mm. The ion exchange membrane was embedded in an electrolytic cell and electrolyzed in the same manner as in Example-1. In this example, the current density was 20 A / dm 2 , the pH of the saline solution was 3, and the sodium hydroxide concentration was 13 N. The result is as follows.

Figure kpo00015
Figure kpo00015

Claims (1)

불소계 균질 양이온 교환막에 의하여 양극실과 음극실로 분할된 전해조에서 염화 알카리를 전해하여 수산화 알카리를 제조함에 있어서, 그 양이온 교환막으로서 적어도 편면이 최대높이가 0.05μ이상이고, 조도(粗度)가 0.05μ이상의
Figure kpo00016
1mm당 20개이상 존재하는 조면(粗面)이고, 양이온 교환막을 사용하고 또한 그 양이온 교환막의 조면이 음극측이 되도록 전해조에 조입하여 전해함을 특징으로 하는 염화 알카리의 전해방법.
In the production of alkali hydroxide by electrolyzing alkali chloride in an electrolytic cell divided into a positive electrode chamber and a negative electrode chamber by a fluorine-based homogeneous cation exchange membrane, the cation exchange membrane has a maximum height of at least 0.05 µm and a roughness of 0.05 µm or greater.
Figure kpo00016
An electrolytic method of alkali chloride, characterized in that there are more than 20 rough surfaces per 1 mm, and a cation exchange membrane is used and the electrolytic bath is joined so that the rough surface of the cation exchange membrane is the cathode side.
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