RU2744881C2 - Electrode for electrolysis, layered product, winding, electrolyser, method for manufacturing electrolyser, method for renewing the electrode, method for renewing layered products and method for manufacturing the electrolyser - Google Patents

Electrode for electrolysis, layered product, winding, electrolyser, method for manufacturing electrolyser, method for renewing the electrode, method for renewing layered products and method for manufacturing the electrolyser Download PDF

Info

Publication number
RU2744881C2
RU2744881C2 RU2020114494A RU2020114494A RU2744881C2 RU 2744881 C2 RU2744881 C2 RU 2744881C2 RU 2020114494 A RU2020114494 A RU 2020114494A RU 2020114494 A RU2020114494 A RU 2020114494A RU 2744881 C2 RU2744881 C2 RU 2744881C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
electrolysis
membrane
less
layer
Prior art date
Application number
RU2020114494A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020114494A3 (en
RU2020114494A (en
Inventor
Акиясу ФУНАКАВА
Йосифуми КАДО
Тосинори ХАТИЯ
Дзун КОИКЕ
Original Assignee
Асахи Касеи Кабусики Кайся
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2018053146A external-priority patent/JP7075792B2/en
Priority claimed from JP2018053217A external-priority patent/JP7058152B2/en
Priority claimed from JP2018053145A external-priority patent/JP7109220B2/en
Priority claimed from JP2018053139A external-priority patent/JP7073152B2/en
Priority claimed from JP2018053231A external-priority patent/JP7075793B2/en
Priority claimed from JP2018053149A external-priority patent/JP7072413B2/en
Priority claimed from JP2018053144A external-priority patent/JP7104533B2/en
Application filed by Асахи Касеи Кабусики Кайся filed Critical Асахи Касеи Кабусики Кайся
Publication of RU2020114494A publication Critical patent/RU2020114494A/en
Publication of RU2020114494A3 publication Critical patent/RU2020114494A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2744881C2 publication Critical patent/RU2744881C2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
    • C25B11/095Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one of the compounds being organic
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • C25B11/031Porous electrodes
    • 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
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/02Diaphragms; Spacing elements characterised by shape or form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/04Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
    • C25B13/08Diaphragms; Spacing elements characterised by the material based on organic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00Operating or servicing cells
    • C25B15/02Process control or regulation
    • 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
    • C25B9/23Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/04Wires; Strips; Foils
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/08Perforated or foraminous objects, e.g. sieves

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Abstract

FIELD: electrolysis.
SUBSTANCE: invention relates to two variants of a layered product for electrolysis. According to one embodiment, the article comprises: an electrolysis electrode, a membrane or a supply conductor in contact with an electrolysis electrode, and a liquid enclosed between the electrolysis electrode and a membrane or a supply conductor, wherein the liquid allows the electrolysis electrode and the membrane or supply conductor to adhere with each other due to adhesion and has a surface tension of 20 mN / m to 80 mN / m.
EFFECT: proposed invention simplifies the work when the operation of a new electrolyzer begins or a worn-out electrode is renewed in it.
29 cl, 7 ex, 7 tbl, 122 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates

[0001] Настоящее изобретение относится к электроду для электролиза, слоистому изделию, обмотке, электролизеру, способу изготовления электролизера, способу обновления электрода, способу обновления слоистого изделия и способу изготовления обмотки.[0001] The present invention relates to an electrode for electrolysis, a laminated article, a winding, an electrolyzer, a method for manufacturing an electrolyzer, a method for renewing an electrode, a method for renewing a laminated article, and a method for making a winding.

Предпосылки создания изобретенияBackground of the invention

[0002] Для электролиза водного раствора хлорида щелочного металла, такого как раствор соли, и электролиза воды применялись способы с использованием электролизера, включающего мембрану, более конкретно, ионообменную мембрану или микропористую мембрану. Во многих случаях этот электролизер содержит множество электролитических ячеек, соединенных в нем последовательно. Для проведения электролиза между каждой из электролитических ячеек размещается мембрана. В электролитической ячейке вплотную друг к другу размещены катодная камера, включающая катод, и анодная камера, включающая анод, с разделительной перегородкой (задней пластиной), установленной между ними или запрессованной вдавливанием на прессе, стянутые болтами или подобным образом. Сейчас каждый анод и катод для применения в этих электролизерах крепится к анодной камере или к катодной камере электролитической ячейки таким способом, как сварка или сгибание в складки/завальцовывание, и после этого хранится или транспортируется к потребителям. Между тем, каждая мембрана хранится или транспортируется к потребителям в состоянии, в котором она однократно обмотана вокруг винилхлоридной (ВХ) трубы. Каждый потребитель размещает электролитическую ячейку на раме электролизера и помещает мембрану между электролитическими ячейками, собирая электролизер. Тем самым изготавливаются электролитические ячейки и электролизер собирается каждым потребителем. Каждый из Патентных документов 1 и 2 раскрывает конструкцию, сформированную объединением мембраны и электрода в виде конструкции, применимой для такого электролизера.[0002] For the electrolysis of an aqueous solution of an alkali metal chloride, such as a salt solution, and the electrolysis of water, methods have been used using an electrolytic cell including a membrane, more specifically, an ion exchange membrane or a microporous membrane. In many cases, this electrolyzer contains a plurality of electrolytic cells connected in series therein. For electrolysis, a membrane is placed between each of the electrolytic cells. In the electrolytic cell, the cathode chamber, including the cathode, and the anode chamber, including the anode, are located close to each other, with a dividing wall (back plate) installed between them or pressed by pressing on a press, tightened by bolts or the like. Now, each anode and cathode for use in these cells is attached to the anode compartment or cathode compartment of the electrolytic cell in a manner such as welding or creasing / rolling, and then stored or transported to consumers. Meanwhile, each membrane is stored or transported to consumers in a state in which it is wrapped once around a vinyl chloride (VC) pipe. Each consumer places an electrolytic cell on the electrolytic cell frame and places a membrane between the electrolytic cells, assembling the cell. Thus, electrolytic cells are manufactured and the electrolyser is assembled by each consumer. Each of Patent Documents 1 and 2 discloses a structure formed by combining a membrane and an electrode into a structure applicable to such an electrolyzer.

Список ссылокList of links

Патентная литератураPatent Literature

[0003] Патентный документ 1: Японский выложенный патент № 58–048686[0003] Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 58-048686

Патентный документ 2: Японский выложенный патент № 55–148775Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 55-148775

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая проблемаTechnical problem

[0004] Когда процесс электролиза начинается и продолжается, каждая деталь изнашивается, и производительность электролиза (электролитического процесса) снижается вследствие разнообразных факторов, и каждая деталь в определенный момент времени заменяется. Мембрана может быть легко обновлена извлечением ее из электролитической ячейки и вставкой новой мембраны. Напротив, анод и катод закреплены в электролитической ячейке, и тем самым существует проблема необходимости в проведении исключительно сложной работы по обновлению электрода, при которой электролитическая ячейка извлекается из электролизера и передается на предназначенное для этого ремонтное предприятие, такие крепления, как сварные, удаляются, и старый электрод демонтируется, затем размещается новый электрод и крепится таким способом, как сварка, и ячейка передается на электролизную установку и помещается обратно в электролизер. Здесь рассматривается ситуация, что для вышеописанного обновления используется конструкция, образованная объединением мембраны и электрода путем термокомпрессии, описанной в патентных документах 1 и 2, но конструкцию, которая может быть изготовлена относительно легко в лабораторном масштабе, нелегко изготовить так, чтобы приспособить к электролитической ячейке фактического имеющегося в продаже размера (например, длиной 1,5 м, шириной 3 м). Более того, характеристики электролитического процесса (такие как напряжение электролиза, выход по току и общая концентрация соли в каустической соде) и срок службы являются чрезвычайно плохими, и на сопряженном с мембраной электроде выделяются газообразный хлор и газообразный водород. Таким образом, при применении в электролизе на протяжении длительного периода времени происходит полное расслоение, и конструкция практически не может быть использована. Настоящее изобретение было выполнено с учетом вышеуказанных проблем, присущих уровню техники, и предназначено для предоставления электрода для электролиза, слоистого изделия, обмотки, электролизера, способа изготовления электролизера, способа обновления электрода, способа обновления слоистого изделия и способа изготовления обмотки, описываемых ниже.[0004] When the electrolysis process starts and continues, each part wears out and the performance of the electrolysis (electrolytic process) decreases due to various factors, and each part is replaced at a certain point in time. The membrane can be easily renewed by removing it from the electrolytic cell and inserting a new membrane. On the contrary, the anode and the cathode are fixed in the electrolytic cell, and thus there is the problem of the need for an extremely complex work to renew the electrode, in which the electrolytic cell is removed from the electrolyzer and transferred to a designated repair facility, fasteners such as welded ones are removed, and the old electrode is dismantled, then a new electrode is placed and secured in a manner such as welding, and the cell is transferred to the electrolysis plant and placed back into the electrolyzer. It is considered here that the above-described upgrade uses a structure formed by combining a membrane and an electrode by thermal compression described in Patent Documents 1 and 2, but a structure that can be fabricated relatively easily on a laboratory scale is not easily fabricated to fit an actual electrolytic cell. commercially available size (e.g. 1.5 m long, 3 m wide). Moreover, the characteristics of the electrolytic process (such as electrolysis voltage, current efficiency and total salt concentration in caustic soda) and service life are extremely poor, and chlorine gas and hydrogen gas are generated at the membrane-mated electrode. Thus, when used in electrolysis for a long period of time, complete delamination occurs, and the structure can hardly be used. The present invention has been made in view of the above problems in the prior art, and is intended to provide an electrolysis electrode, laminated product, winding, electrolyzer, electrolytic cell manufacturing method, electrode renewal method, laminated article renewal method, and winding production method described below.

(Первая цель)(First target)

[0005] Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении электрода для электролиза, слоистого изделия и обмотки, которые облегчают транспортировку и проведение погрузки-разгрузки, заметно упрощают работу, когда начинается эксплуатация нового электролизера или в нем обновляется изношенный электрод, и, кроме того, также могут сохранять или улучшать рабочие параметры электролитического процесса.[0005] An object of the present invention is to provide an electrolysis electrode, laminated article, and winding that facilitates transport and handling, greatly simplifies work when a new electrolysis cell is started or a worn electrode is renewed, and in addition can also maintain or improve the operating parameters of the electrolytic process.

(Вторая цель)(Second target)

[0006] Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении слоистого изделия, которое может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, может демонстрировать превосходные характеристики электролитического процесса также после обновления.[0006] An object of the present invention is to provide a laminated article that can improve operational efficiency during the renewal of an electrode in an electrolytic cell, and furthermore, can exhibit excellent electrolytic performance also after renewal.

(Третья цель)(Third goal)

[0007] Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении слоистого изделия, которое может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, может проявлять превосходные характеристики электролитического процесса также после обновления, с позиции, отличной от вышеописанной второй цели.[0007] An object of the present invention is to provide a laminated article that can improve operating efficiency during the renewal of an electrode in an electrolytic cell, and furthermore, can exhibit excellent electrolytic performance also after renewal, from a position other than the above-described second object.

(Четвертая цель)(Fourth goal)

[0008] Четвертая цель настоящего изобретения состоит в предоставлении электролизера, способа изготовления электролизера и способа обновления слоистого изделия, которые обеспечивают превосходную характеристики электролитического процесса, а также могут предотвращать повреждение мембраны.[0008] A fourth object of the present invention is to provide an electrolytic cell, a method for manufacturing an electrolytic cell, and a method for updating a laminated article, which provide excellent performance in the electrolytic process and can also prevent membrane damage.

(Пятая цель)(Fifth goal)

[0009] Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении способа изготовления электролизера, способа обновления электрода и способа изготовления обмотки, которые могут повышать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере.[0009] An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrolytic cell, a method for renewing an electrode, and a method for making a winding, which can improve the efficiency during the renewal of an electrode in the cell.

(Шестая цель)(Sixth goal)

[0010] Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении способа изготовления электролизера, который может повышать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, с позиции, отличной от вышеописанной пятой цели.[0010] An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrolytic cell that can improve operating efficiency during the renewal of an electrode in an electrolytic cell from a position other than the fifth object described above.

(Седьмая цель)(Seventh goal)

[0011] Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении способа изготовления электролизера, который может повышать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, с позиции, отличной от вышеописанных пятой и шестой целей.[0011] An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an electrolytic cell that can improve operational efficiency during the renewal of an electrode in an electrolytic cell from a position other than the fifth and sixth objectives described above.

Решение проблемыSolution to the problem

[0012] В результате интенсивных исследований, проведенных авторами настоящего изобретения для достижения первой цели, получен электрод для электролиза, который имеет небольшую массу в расчете на единицу площади и может быть соединен с мембраной так, что ионообменная мембрана и микропористая мембрана или изношенный электрод облегчают транспортировку и проведение погрузки-разгрузки с меньшими усилиями, может заметно упростить работу, когда начинается эксплуатация нового электролизера или в нем обновляется изношенный электрод, и, кроме того, может заметно улучшать характеристики по сравнению с характеристиками электролитического процесса согласно уровню техники. В дополнение, авторы настоящего изобретения обнаружили, что характеристики могут быть эквивалентными или лучшими, чем производительность электролиза в традиционной электролитической ячейке, для которой работа по обновлению является сложной, тем самым выполнив настоящее изобретение. Таким образом, настоящее изобретение содержит следующее.[0012] As a result of intensive research carried out by the present inventors to achieve the first object, an electrolysis electrode has been obtained that has a low mass per unit area and can be connected to a membrane such that an ion exchange membrane and a microporous membrane or a worn electrode facilitate transportation. and carrying out loading and unloading with less effort, can greatly simplify the operation when a new electrolytic cell is started up or a worn electrode is renewed, and further can markedly improve performance over that of the prior art electrolytic process. In addition, the inventors of the present invention have found that performance can be equivalent to or better than the electrolysis performance of a conventional electrolytic cell, for which refurbishment work is difficult, thereby completing the present invention. Thus, the present invention comprises the following.

[1] Электрод для электролиза, имеющий массу на единицу площади 48 мг/см2 или менее и силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, 0,08 Н/(мг·см2) или более.[1] An electrolysis electrode having a mass per unit area of 48 mg / cm 2 or less and a force applied per unit mass · unit area of 0.08 N / (mg · cm 2 ) or more.

[2] Электрод для электролиза согласно пункту [1], содержащий подложку электрода для электролиза, имеющую толщину 300 мкм или менее, и каталитический слой.[2] An electrolysis electrode according to [1], comprising an electrolysis electrode substrate having a thickness of 300 µm or less and a catalyst layer.

[3] Электрод для электролиза согласно пункту [1] или [2], в котором доля, измеренная указанным ниже методом (3), составляет 75% или более:[3] Electrolysis electrode according to [1] or [2], in which the proportion measured by the following method (3) is 75% or more:

[Метод (3)][Method (3)]

мембрану (квадрат со стороной 170 мм), которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности мембраны из перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа, и образец электрода для электролиза (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке; и слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода для электролиза в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором образец электрода для электролиза находится в плотном контакте с мембраной, полученной нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности мембраны из перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа.a membrane (square with a side of 170 mm), which is obtained by depositing particles of inorganic material and a binder on both surfaces of a membrane made of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced, and an electrode sample for electrolysis (square with a side of 130 mm) are layered in this order; and the laminated product is placed on the curved surface of the polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the electrode sample for electrolysis in this laminated product is positioned externally under a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe in sufficiently immersed in clean water, remove excess water deposited on the surface of the laminate and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the area fraction (%) of the area where the electrode sample for electrolysis is in close contact with the membrane, obtained by applying particles of inorganic material and a binder on both surfaces of the membrane made of perfluorocarbon polymer, into which an ion-exchange group is introduced.

[4] Электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[3], причем электрод для электролиза имеет пористую структуру и коэффициент открытой пористости от 5 до 90%.[4] An electrolysis electrode according to any one of [1] to [3], wherein the electrolysis electrode has a porous structure and an open porosity ratio of 5 to 90%.

[5] Электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[4], причем электрод для электролиза имеет пористую структуру и коэффициент открытой пористости от 10 до 80%.[5] An electrolysis electrode according to any one of [1] to [4], the electrolysis electrode having a porous structure and an open porosity ratio of 10 to 80%.

[6] Электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[5], причем электрод для электролиза имеет толщину 315 мкм или менее.[6] An electrolysis electrode according to any one of [1] to [5], the electrolysis electrode having a thickness of 315 µm or less.

[7] Электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[6], причем значение, полученное путем измерения электрода для электролиза указанным ниже методом (А), составляет 40 мм или менее:[7] An electrolysis electrode according to any one of [1] to [6], wherein the value obtained by measuring the electrolysis electrode by the following method (A) is 40 mm or less:

[Метод (A)][Method (A)]

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% образец, полученный наслоением ионообменной мембраны и электрода для электролиза, наматывают вокруг и закрепляют на изогнутой поверхности втулки, выполненной из поливинилхлорида и имеющей внешний диаметр ∅ 32 мм, и оставляют, выдерживая в течение 6 часов; после этого, когда электрод для электролиза отделяют от образца и размещают на плоской пластине, измеряют высоты L1 и L2 в вертикальном направлении на обеих кромках электрода для электролиза, и их среднее значение используют в качестве значения измерения.At a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, a sample obtained by layering an ion exchange membrane and an electrolysis electrode is wound around and fixed on the curved surface of a sleeve made of polyvinyl chloride with an outer diameter of ∅ 32 mm and allowed to stand within 6 hours; thereafter, when the electrolysis electrode is separated from the sample and placed on the flat plate, the heights L 1 and L 2 in the vertical direction at both edges of the electrolysis electrode are measured, and their average value is used as the measurement value.

[8] Электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[7], в котором вентиляционное сопротивление, измеренное в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с, составляет 24 кПа·с/м или менее, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм.[8] An electrolysis electrode according to any one of [1] to [7], wherein the ventilation resistance measured at a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 0.2 cm / s and a ventilation volume of 0.4 cm 3 / cm 2 / s is 24 kPa · s / m or less when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm.

[9] Электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[8], причем электрод содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).[9] An electrode for electrolysis according to any one of items [1] to [8], wherein the electrode comprises at least one member selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

[10] Слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[9].[10] A laminated article containing an electrode for electrolysis according to any one of items [1] to [9].

[11] Обмотка, включающая электрод для электролиза согласно любому из пунктов [1]–[9] или слоистое изделие согласно пункту [10].[11] A winding comprising an electrolysis electrode according to any one of items [1] to [9] or a laminated article according to item [10].

[0013] В результате интенсивных исследований, направленных на достижение второй цели, авторы настоящего изобретения обнаружили, что слоистое изделие, которое содержит электрод, соединяемый с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, и с питающим проводником, таким как изношенный существующий электрод, облегчает транспортировку и проведение погрузки-разгрузки с меньшими усилиями, может заметно упростить работу, когда начинается эксплуатация нового электролизера или в нем обновляется изношенный электрод, и, кроме того, может заметно улучшать производительность электролиза, тем самым выполнив настоящее изобретение.[0013] As a result of intensive research aimed at achieving the second objective, the inventors of the present invention have found that a laminated article that contains an electrode connected to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane and a supply conductor such as a worn-out existing electrode, facilitates transportation and handling with less effort, can significantly simplify operation when a new electrolyzer starts to operate or a worn electrode is renewed, and, moreover, can markedly improve electrolysis productivity, thereby completing the present invention.

Таким образом, настоящее изобретение содержит следующие аспекты.Thus, the present invention comprises the following aspects.

[2–1] Слоистое изделие, содержащее:[2–1] Laminated article containing:

электрод для электролиза иelectrolysis electrode and

мембрану или питающий проводник в контакте с электродом для электролиза,membrane or supply conductor in contact with the electrolysis electrode,

причем сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза на мембране или питающем проводнике, составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).moreover, the force applied per unit mass · unit area of the electrode for electrolysis on the membrane or supply conductor is less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[2–2] Слоистое изделие согласно пункту [2–1], причем сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза на мембране или питающем проводнике, составляет более 0,005 Н/(мг·см2).[2–2] A laminated article according to [2–1], wherein the force applied per unit mass · unit area of the electrolysis electrode on the membrane or supply conductor is more than 0.005 N / (mg · cm 2 ).

[2–3] Слоистое изделие согласно пункту [2–1] или [2–2], причем питающий проводник представляет собой проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно–вытяжной металлический лист или пористый металл.[2–3] A laminated product according to [2–1] or [2–2], wherein the supply conductor is a wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet or porous metal.

[2–4] Слоистое изделие согласно любому из пунктов [2–1]–[2–3], содержащее, в качестве по меньшей мере одного поверхностного слоя мембраны, слой, содержащий смесь частиц гидрофильного оксида и полимера, в который введены ионообменные группы.[2-4] A layered article according to any one of paragraphs [2-1] to [2-3], containing, as at least one surface layer of the membrane, a layer containing a mixture of particles of hydrophilic oxide and polymer, which introduced ion-exchange groups ...

[2–5] Слоистое изделие согласно любому из пунктов [2–1]–[2–4], в котором между электродом для электролиза и мембраной или питающим проводником размещена жидкость.[2-5] A laminated article according to any one of [2-1] to [2-4], wherein a liquid is disposed between the electrolysis electrode and the membrane or supply conductor.

[0014] В результате интенсивных исследований, направленных на достижение третьей цели, авторы настоящего изобретения обнаружили, что вышеописанные проблемы могут быть решены с помощью слоистого изделия, в котором частично закреплены мембрана и электрод для электролиза, тем самым выполнив настоящее изобретение.[0014] As a result of intensive research aimed at achieving the third object, the present inventors have found that the above-described problems can be solved by a laminated article in which a membrane and an electrolysis electrode are partially fixed, thereby completing the present invention.

Таким образом, настоящее изобретение содержит следующие аспекты.Thus, the present invention comprises the following aspects.

[3–1] Слоистое изделие, содержащее:[3–1] Laminated article containing:

мембрану иmembrane and

электрод для электролиза, закрепленный на по меньшей мере одном участке поверхности мембраны,an electrolysis electrode attached to at least one portion of the membrane surface,

причем доля этого участка поверхности мембраны составляет более 0% и менее 93%.moreover, the proportion of this area of the membrane surface is more than 0% and less than 93%.

[3–2] Слоистое изделие согласно пункту [3–1], в котором электрод для электролиза содержит по меньшей мере один каталитический компонент, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb и Dy.[3-2] A layered article according to [3-1], wherein the electrolysis electrode contains at least one catalytic component selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy.

[3–3] Слоистое изделие согласно пункту [3–1] или [3–2], в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза пронизывает мембрану и тем самым закреплена на упомянутом участке.[3–3] A laminated article according to item [3–1] or [3–2], in which at least a portion of the electrolysis electrode penetrates the membrane and is thereby fixed to said portion.

[3–4] Слоистое изделие согласно любому из пунктов [3–1]–[3–3], в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза расположена внутри мембраны и тем самым закреплена на упомянутом участке.[3-4] The laminated article according to any one of items [3-1] to [3-3], in which at least a part of the electrode for electrolysis is located inside the membrane and thereby is fixed on the said portion.

[3–5] Слоистое изделие согласно любому из пунктов [3–1]–[3–4], дополнительно содержащее крепежный элемент для закрепления мембраны и электрода для электролиза.[3-5] The laminated article according to any one of items [3-1] to [3-4], further comprising a fastener for securing the membrane and the electrode for electrolysis.

[3–6] Слоистое изделие согласно пункту [3–5], в котором по меньшей мере часть крепежного элемента зажимает мембрану и электрод для электролиза снаружи.[3-6] The laminated article according to [3-5], in which at least a portion of the fastener grips the membrane and the electrolysis electrode from the outside.

[3–7] Слоистое изделие согласно пункту [3–5] или [3–6], в котором по меньшей мере часть крепежного элемента закрепляет мембрану и электрод для электролиза магнитной силой.[3-7] A laminated article according to [3-5] or [3-6], wherein at least a portion of the fastener secures the membrane and the electrolysis electrode with magnetic force.

[3–8] Слоистое изделие согласно любому из пунктов [3–1]–[3–7], в котором[3-8] A laminated product according to any one of paragraphs [3-1] - [3-7], in which

мембрана содержит ионообменную мембрану, содержащую поверхностный слой, включающий органическую смолу, иthe membrane contains an ion exchange membrane containing a surface layer comprising an organic resin, and

органическая смола присутствует на упомянутом участке.organic resin is present at the said site.

[3–9] Слоистое изделие согласно любому из пунктов [3–1]–[3–8], в котором мембрана содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей значение ионообменной емкости (EW), отличное от EW слоя первой ионообменной смолы.[3-9] A laminated article according to any one of [3-1] to [3-8], wherein the membrane comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having an ion exchange capacity (EW) value different from the EW layer of the first ion exchange resin.

[3–10] Слоистое изделие согласно любому из пунктов [3–1]–[3–8], в котором мембрана содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей иную функциональную группу, нежели функциональная группа слоя первой ионообменной смолы.[3-10] A laminated article according to any one of [3-1] to [3-8], wherein the membrane comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having a functional group different from that of the first ion exchange resin layer.

[0015] В результате интенсивных исследований, направленных на достижение четвертой цели, авторы настоящего изобретения обнаружили, что вышеописанные проблемы могут быть решены с помощью прокладывания по меньшей мере части слоистого изделия из мембраны и электрода для электролиза между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны, тем самым выполнив настоящее изобретение.[0015] As a result of intensive research aimed at achieving the fourth objective, the inventors of the present invention have found that the above-described problems can be solved by interposing at least a portion of a laminated membrane article and an electrolysis electrode between the anode side seal and the cathode side seal, thus thus completing the present invention.

Таким образом, настоящее изобретение содержит следующие аспекты.Thus, the present invention comprises the following aspects.

[4–1] Электролизер, содержащий:[4–1] An electrolyzer containing:

анод,anode,

анодную раму, которая удерживает анод,an anode frame that holds the anode,

уплотнение анодной стороны, которое размещено на анодной раме,anode side seal, which is placed on the anode frame,

катод, который находится напротив анода,the cathode, which is opposite the anode,

катодную раму, которая удерживает катод,a cathode frame that holds the cathode,

уплотнение катодной стороны, которое размещено на катодной раме и находится напротив уплотнения анодной стороны, иa cathode side seal that is located on the cathode frame and is opposite the anode side seal, and

слоистое изделие из мембраны и электрода для электролиза, размещенное между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны,a laminated product of a membrane and an electrode for electrolysis, placed between the anode side seal and the cathode side seal,

причем по меньшей мере часть слоистого изделия проложена между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны иwherein at least a portion of the laminate is sandwiched between the anode side seal and the cathode side seal, and

вентиляционное сопротивление, измеренное в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с, составляет 24 кПа·с/м или менее, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм.the ventilation resistance, measured at a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 0.2 cm / s and a ventilation volume of 0.4 cm 3 / cm 2 / s, is 24 kPa s / m or less when the electrode for electrolysis has a size of 50 mm × 50 mm.

[4–2] Электролизер согласно пункту [4–1], в котором электрод для электролиза имеет толщину 315 мкм или менее.[4-2] An electrolyzer according to [4-1], in which the electrode for electrolysis has a thickness of 315 µm or less.

[4–3] Электролизер согласно пункту [4–1] или [4–2], причем значение, полученное путем измерения электрода для электролиза приведенным ниже методом (А), составляет 40 мм или менее:[4–3] Cell according to [4–1] or [4–2], where the value obtained by measuring the electrolysis electrode using method (A) below is 40 mm or less:

[4–Метод (A)] В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% образец, полученный наслоением ионообменной мембраны и электрода для электролиза, наматывают вокруг и закрепляют на изогнутой поверхности втулки, выполненной из поливинилхлорида и имеющей внешний диаметр ∅ 32 мм, и оставляют, выдерживая в течение 6 часов; после этого, когда электрод для электролиза отделяют от образца и размещают на плоской пластине, измеряют высоты L1 и L2 в вертикальном направлении на обеих кромках электрода для электролиза, и их среднее значение используют в качестве значения измерения.[4 – Method (A)] At 23 ± 2 ° C and 30 ± 5% relative humidity, a sample obtained by layering an ion exchange membrane and an electrolysis electrode is wound around and secured to the curved surface of a PVC sleeve having an outer diameter ∅ 32 mm, and leave standing for 6 hours; thereafter, when the electrolysis electrode is separated from the sample and placed on the flat plate, the heights L1 and L2 in the vertical direction at both edges of the electrolysis electrode are measured, and their average value is used as the measurement value.

[4–4] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–3], в котором масса на единицу площади электрода для электролиза составляет 48 мг/см2 или менее.[4-4] An electrolyzer according to any one of [4-1] to [4-3], wherein the mass per unit area of the electrolysis electrode is 48 mg / cm 2 or less.

[4–5] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–4], причем сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза, составляет более 0,005 Н/(мг·см2).[4-5] An electrolyzer according to any one of [4-1] to [4-4], wherein the force applied per unit mass · unit area of the electrode for electrolysis is more than 0.005 N / (mg · cm 2 ).

[4–6] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–5], в котором самый внешний периметр слоистого изделия расположен дальше наружу, чем самый внешний периметр каждого из уплотнения анодной стороны и уплотнения катодной стороны в направлении проводящей поверхности.[4-6] An electrolyzer according to any one of [4-1] to [4-5], wherein the outermost perimeter of the laminate is further outward than the outermost perimeter of each of the anode side seal and the cathode side seal towards the conductive surface ...

[4–7] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–6], в котором электрод для электролиза содержит по меньшей мере один каталитический компонент, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb и Dy.[4-7] An electrolyzer according to any one of [4-1] to [4-6], wherein the electrolysis electrode contains at least one catalytic component selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt , Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge , B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy.

[4–8] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–7], в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза пронизывает мембрану и тем самым закреплена в слоистом изделии.[4-8] An electrolyzer according to any one of [4-1] to [4-7], wherein at least a portion of the electrolysis electrode penetrates the membrane and is thereby fixed in the laminated article.

[4–9] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–7], в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза расположена внутри мембраны и тем самым закреплена в слоистом изделии.[4-9] An electrolyzer according to any one of [4-1] to [4-7], wherein at least a portion of the electrolysis electrode is located inside the membrane and thereby fixed in the laminated article.

[4–10] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–9], в котором слоистое изделие дополнительно содержит крепежный элемент для закрепления мембраны и электрода для электролиза.[4-10] An electrolyzer according to any one of [4-1] to [4-9], wherein the laminated article further comprises a fastener for securing a membrane and an electrolysis electrode.

[4–11] Электролизер согласно пункту [4–10], в котором в слоистом изделии по меньшей мере часть крепежного элемента пронизывает мембрану и электрод для электролиза и тем самым закрепляет их.[4-11] An electrolytic cell according to [4-10], wherein in the laminated article at least a portion of the fastener penetrates the membrane and the electrolysis electrode and thereby fixes them.

[4–12] Электролизер согласно пункту [4–10] или [4–11], в котором в слоистом изделии крепежный элемент содержит растворимый материал, который растворяется в растворе электролита.[4–12] An electrolyzer according to [4–10] or [4–11], in which the fastener contains a soluble material in the laminated article that dissolves in the electrolyte solution.

[4–13] Электролизер согласно любому из пунктов [4–10]–[4–12], в котором в слоистом изделии по меньшей мере часть крепежного элемента зажимает мембрану и электрод для электролиза снаружи.[4-13] An electrolytic cell according to any one of [4-10] to [4-12], wherein in the laminated article, at least a portion of the fastener grips the membrane and the electrolysis electrode from the outside.

[4–14] Электролизер согласно любому из пунктов [4–10]–[4–13], в котором в слоистом изделии по меньшей мере часть крепежного элемента закрепляет мембрану и электрод для электролиза магнитной силой.[4-14] An electrolytic cell according to any one of [4-10] to [4-13], wherein in the laminated article at least a portion of the fastener secures the membrane and the electrolysis electrode by magnetic force.

[4–15] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–14], в котором[4-15] An electrolyzer according to any one of paragraphs [4-1] - [4-14], in which

мембрана содержит ионообменную мембрану, содержащую поверхностный слой, включающий органическую смолу, иthe membrane contains an ion exchange membrane containing a surface layer comprising an organic resin, and

электрод для электролиза прикреплен органической смолой.the electrolysis electrode is attached with organic resin.

[4–16] Электролизер согласно любому из пунктов [4–1]–[4–15], в котором мембрана содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей значение EW, отличное от EW слоя первой ионообменной смолы.[4-16] The cell according to any one of [4-1] to [4-15], wherein the membrane comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having an EW value different from the EW of the first ion exchange resin layer.

[4–17] Способ изготовления электролизера согласно любому из пунктов [4–1]–[4–16], включающий:[4-17] A method for manufacturing an electrolytic cell according to any one of paragraphs [4-1] - [4-16], including:

этап прокладки слоистого изделия между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны.the step of laying the laminate between the anode side seal and the cathode side seal.

[4–18] Способ обновления слоистого изделия в электролизере согласно любому из пунктов [4–1]–[4–16], включающий:[4-18] A method for updating a layered product in an electrolytic cell according to any one of paragraphs [4-1] - [4-16], including:

этап отделения слоистого изделия от уплотнения анодной стороны и уплотнения катодной стороны с удалением тем самым слоистого изделия из электролизера, иa step of separating the laminated article from the anode side seal and sealing the cathode side thereby removing the laminated article from the electrolyzer, and

этап прокладки нового слоистого изделия между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны.the step of laying a new laminate between the anode side seal and the cathode side seal.

[0016] В результате интенсивных исследований, направленных на достижение пятой цели, авторы настоящего изобретения обнаружили, что вышеописанные проблемы могут быть разрешены применением электрода для электролиза или слоистого изделия из электрода для электролиза и новой мембраны, находящихся в форме обмотки, тем самым выполнив настоящее изобретение.[0016] As a result of intensive research aimed at achieving the fifth objective, the inventors of the present invention found that the above-described problems can be solved by using an electrolysis electrode or a laminated article of an electrolysis electrode and a new membrane in the form of a coil, thereby completing the present invention ...

Таким образом, настоящее изобретение содержит следующие аспекты.Thus, the present invention comprises the following aspects.

[5–1] Способ изготовления нового электролизера путем размещения электрода для электролиза или слоистого изделия из электрода для электролиза и новой мембраны в существующем электролизере, включающем анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещена между анодом и катодом,[5-1] A method of making a new electrolysis cell by placing an electrolysis electrode or a layered article from an electrolysis electrode and a new membrane in an existing electrolysis cell, including an anode, a cathode that is opposite the anode, and a membrane that is located between the anode and cathode,

при этом используется электрод для электролиза или слоистое изделие, находящиеся в форме обмотки.this uses an electrolysis electrode or laminated product in the form of a winding.

[5–2] Способ изготовления электролизера согласно пункту [5–1], содержащее этап (A) удерживания электрода для электролиза или слоистого изделия в намотанном состоянии с получением тем самым обмотки.[5-2] The method of manufacturing an electrolysis cell according to [5-1], comprising the step (A) of holding the electrolysis electrode or laminated article in a wound state, thereby obtaining a winding.

[5–3] Способ изготовления электролизера согласно пункту [5–1] или [5–2], содержащее этап (B) высвобождения обмотки из намотанного состояния.[5-3] A method for manufacturing an electrolytic cell according to item [5-1] or [5-2], comprising a step (B) of releasing a winding from a coiled state.

[5–4] Способ изготовления электролизера согласно пункту [5–3], содержащее этап (C) размещения электрода для электролиза или слоистого изделия на поверхности по меньшей мере одного из анода и катода после этапа (B).[5-4] The method of manufacturing an electrolysis cell according to [5-3], comprising the step (C) of placing an electrolysis electrode or laminated article on the surface of at least one of the anode and the cathode after step (B).

[5–5] Способ обновления существующего электрода с использованием электрода для электролиза,[5-5] A method of renewing an existing electrode using an electrolysis electrode,

причем используется электрод для электролиза в форме обмотки.wherein an electrolysis electrode is used in the form of a coil.

[5–6] Способ обновления электрода согласно пункту [5–5], содержащее этап (A’) удерживания электрода для электролиза в намотанном состоянии с получением тем самым обмотки.[5-6] The method for renewing an electrode according to [5-5], comprising the step (A ') of holding the electrolysis electrode in a wound state, thereby obtaining a winding.

[5–7] Способ обновления электрода согласно пункту [5–5] или [5–6], содержащее этап (B’) высвобождения обмотки из намотанного состояния.[5-7] A method for renewing an electrode according to item [5-5] or [5-6], comprising the step (B ') of releasing the winding from the wound state.

[5–8] Способ обновления электрода согласно пункту [5–7], содержащее этап (C’) размещения электрода для электролиза на поверхности существующего электрода после этапа (B’).[5-8] The method for renewing an electrode according to item [5-7], comprising the step (C ') of placing the electrode for electrolysis on the surface of the existing electrode after the step (B').

[5–9] Способ получения обмотки, используемой для обновления существующего электролизера, включающего анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещена между анодом и катодом, включающий:[5-9] A method of obtaining a winding used to renovate an existing electrolyzer, including an anode, a cathode that is opposite the anode, and a membrane that is placed between the anode and cathode, including:

этап намотки электрода для электролиза или слоистого изделия из электрода для электролиза и новой мембраны с получением тем самым обмотки.a step of winding the electrolysis electrode or laminated article from the electrolysis electrode and a new membrane, thereby forming a winding.

[0017] В результате интенсивных исследований, направленных на достижение шестой цели, авторы настоящего изобретения обнаружили, что вышеописанные проблемы могут быть разрешены объединением электрода для электролиза с новой мембраной при температуре, при которой мембрана не расплавляется, тем самым выполнив настоящее изобретение.[0017] As a result of intensive research aimed at achieving the sixth objective, the present inventors found that the above-described problems can be solved by combining an electrolysis electrode with a new membrane at a temperature at which the membrane does not melt, thereby completing the present invention.

Таким образом, настоящее изобретение содержит следующие аспекты.Thus, the present invention comprises the following aspects.

[6–1] Способ изготовления нового электролизера путем размещения слоистого изделия в существующем электролизере, включающем анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещена между анодом и катодом, включающий:[6-1] A method of manufacturing a new electrolyzer by placing a layered product in an existing electrolyzer, including an anode, a cathode that is opposite the anode, and a membrane that is located between the anode and cathode, including:

этап (A) объединения электрода для электролиза с новой мембраной при температуре, при которой мембрана не расплавляется, с получением тем самым слоистого изделия, иa step (A) of combining the electrolysis electrode with the new membrane at a temperature at which the membrane does not melt, thereby obtaining a laminated article, and

этап (B) замены мембраны в существующем электролизере слоистым изделием после этапа (A).step (B) replacing the membrane in the existing electrolytic cell with a laminated article after step (A).

[6–2] Способ изготовления электролизера согласно пункту [6–1], в котором объединение проводят при нормальном давлении.[6-2] The method of manufacturing an electrolytic cell according to paragraph [6-1], in which the combination is carried out at normal pressure.

[0018] В результате интенсивных исследований, направленных на достижение седьмой цели, авторы настоящего изобретения обнаружили, что вышеописанные проблемы могут быть решены с помощью операции на раме электролизера, тем самым выполнив настоящее изобретение.[0018] As a result of intensive research aimed at achieving the seventh objective, the inventors of the present invention found that the above-described problems can be solved by operation on the cell frame, thereby completing the present invention.

Таким образом, настоящее изобретение содержит следующие аспекты.Thus, the present invention comprises the following aspects.

[7–1] Способ изготовления нового электролизера путем размещения слоистого изделия, включающего электрод для электролиза и новую мембрану, в существующем электролизере, включающем анод, катод, который находится напротив анода, мембрану, которая закреплена между анодом и катодом, и раму электролизера, которая поддерживает анод, катод и мембрану, причем способ включает:[7-1] A method of manufacturing a new electrolyzer by placing a layered article, including an electrode for electrolysis and a new membrane, in an existing electrolyzer, including an anode, a cathode that is opposite the anode, a membrane that is fixed between the anode and cathode, and an electrolyzer frame that supports the anode, cathode and membrane, the method comprising:

этап (A) высвобождения закрепленной в раме электролизера мембраны, иstep (A) of releasing the membrane secured in the cell frame, and

этап (B) замены мембраны слоистым изделием после этапа (А).step (B) replacing the membrane with a laminated article after step (A).

[7–2] Способ изготовления электролизера согласно пункту [7–1], в котором этап (A) осуществляют путем выдвижения анода и катода в направлении их размещения, соответственно.[7-2] The method for manufacturing an electrolytic cell according to [7-1], in which step (A) is performed by extending the anode and cathode in the direction of their placement, respectively.

[7–3] Способ изготовления электролизера согласно пункту [7–1] или [7–2], в котором слоистое изделие закрепляют в раме электролизера прижатием анода и катода после этапа (В).[7-3] A method for manufacturing an electrolytic cell according to item [7-1] or [7-2], in which the laminated article is fixed in the cell frame by pressing the anode and cathode after step (B).

[7–4] Способ изготовления электролизера согласно любому из пунктов [7–1]–[7–3], в котором слоистое изделие закрепляют на поверхности по меньшей мере одного из анода и катода при температуре, при которой слоистое изделие не плавится, на этапе (В).[7-4] The method of manufacturing an electrolytic cell according to any one of items [7-1] to [7-3], in which the layered article is fixed on the surface of at least one of the anode and the cathode at a temperature at which the layered article does not melt, on stage (B).

[7–5] Способ изготовления нового электролизера путем размещения электрода для электролиза в существующем электролизере, включающем анод, катод, который находится напротив анода, мембрану, которая закреплена между анодом и катодом, и раму электролизера, которая поддерживает анод, катод и мембрану, причем способ включает:[7-5] A method of making a new electrolysis cell by placing an electrode for electrolysis in an existing electrolysis cell, including an anode, a cathode that is opposite the anode, a membrane that is fixed between the anode and cathode, and an electrolyzer frame that supports the anode, cathode and membrane, and method includes:

этап (A) высвобождения закрепленной в раме электролизера мембраны, иstep (A) of releasing the membrane secured in the cell frame, and

этап (B’) размещения электрода для электролиза между мембраной и анодом или катодом после этапа (A).step (B ') placing the electrolysis electrode between the membrane and the anode or cathode after step (A).

Преимущественные эффекты изобретенияAdvantageous Effects of the Invention

[0019] (1) В соответствии с электродом для электролиза согласно настоящему изобретению можно облегчить транспортировку и проведение погрузки-разгрузки, заметно упростить работу, когда начинается эксплуатация нового электролизера или в нем обновляется изношенный электрод, и, кроме того, также сохранить или улучшить рабочие параметры электролитического процесса.[0019] (1) According to the electrode for electrolysis according to the present invention, it is possible to facilitate transportation and handling, greatly simplify the work when the operation of a new electrolysis cell is started or a worn-out electrode is renewed, and in addition, the operation can be maintained or improved. parameters of the electrolytic process.

[0020] (2) В соответствии со слоистым изделием согласно настоящему изобретению можно улучшить эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, также обеспечить превосходную производительность электролиза после обновления.[0020] (2) According to the laminated article according to the present invention, it is possible to improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell, and furthermore also provide excellent electrolysis performance after the renewal.

[0021] (3) В соответствии со слоистым изделием согласно настоящему изобретению можно улучшить эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, также обеспечить превосходную производительность электролиза после обновления, с иной позиции, нежели в вышеописанном пункте (2).[0021] (3) According to the layered article according to the present invention, it is possible to improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell, and furthermore, also provide excellent electrolysis performance after the renewal from a position other than the above (2).

[0022] (4) В соответствии с электролизером согласно настоящему изобретению электролизер проявляет превосходную производительность электролиза, а также может предотвращать повреждение мембраны.[0022] (4) According to the electrolytic cell according to the present invention, the cell exhibits excellent electrolysis performance and can also prevent membrane damage.

[0023] (5) В соответствии со способом изготовления электролизера согласно настоящему изобретению возможно улучшение эффективности работ во время обновления электрода в электролизере.[0023] (5) According to the method for manufacturing an electrolytic cell according to the present invention, it is possible to improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the cell.

[0024] (6) В соответствии со способом изготовления электролизера согласно настоящему изобретению возможно улучшение эффективности работ во время обновления электрода в электролизере с иной позиции, нежели в вышеописанном пункте (5).[0024] (6) According to the method for manufacturing an electrolytic cell according to the present invention, it is possible to improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell from a position other than the above-described item (5).

[0025] (7) В соответствии со способом изготовления электролизера согласно настоящему изобретению возможно улучшение эффективности работ во время обновления электрода в электролизере с иной позиции, нежели в вышеописанных пунктах (5) и (6).[0025] (7) According to the method for manufacturing an electrolytic cell according to the present invention, it is possible to improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell from a different position than in the above-described items (5) and (6).

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

[0026] [Фигура 1] Фигура 1 иллюстрирует схематический вид в разрезе электрода для электролиза согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.[0026] [Figure 1] Figure 1 illustrates a schematic sectional view of an electrode for electrolysis according to one embodiment of the present invention.

[Фигура 2] Фигура 2 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий ионообменную мембрану в одном варианте осуществления.[Figure 2] Figure 2 illustrates a schematic sectional view showing an ion exchange membrane in one embodiment.

[Фигура 3] Фигура 3 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану.[Figure 3] Figure 3 illustrates a schematic view for explaining the relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane.

[Фигура 4] Фигура 4 иллюстрирует схематический вид для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[Figure 4] Figure 4 illustrates a schematic view for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[Фигура 5] Фигура 5 иллюстрирует схематический вид в разрезе электролитической ячейки.[Figure 5] Figure 5 illustrates a schematic sectional view of an electrolytic cell.

[Фигура 6] Фигура 6 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух последовательно соединенных электролитических ячеек.[Figure 6] Figure 6 is a schematic sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series.

[Фигура 7] Фигура 7 иллюстрирует схематический вид электролизера.[Figure 7] Figure 7 illustrates a schematic view of an electrolytic cell.

[Фигура 8] Фигура 8 иллюстрирует схематический вид в перспективе, показывающий этап сборки электролизера.[Figure 8] Figure 8 illustrates a schematic perspective view showing an assembly step of an electrolytic cell.

[Фигура 9] Фигура 9 иллюстрирует схематический вид в разрезе поглотителя обратного тока, включенного в электролитическую ячейку.[Figure 9] Figure 9 illustrates a schematic sectional view of a reverse current absorber included in an electrolytic cell.

[Фигура 10] Фигура 10 иллюстрирует схематический вид способа оценки силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1), описанного в Примерах.[Figure 10] Figure 10 illustrates a schematic view of a method for evaluating a force applied per unit mass · unit area (1) described in Examples.

[Фигура 11] Фигура 11 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 280 мм (1), описанного в Примерах.[Figure 11] Figure 11 illustrates a schematic view of a method for evaluating winding around a 280 mm diameter string (1) described in the Examples.

[Фигура 12] Фигура 12 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 280 мм (2), описанного в Примерах.[Figure 12] Figure 12 illustrates a schematic view of a method for evaluating a winding around a 280 mm diameter string (2) described in the Examples.

[Фигура 13] Фигура 13 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 145 мм (3), описанного в Примерах.[Figure 13] Figure 13 illustrates a schematic view of a method for evaluating winding around a 145 mm diameter string (3) described in the Examples.

[Фигура 14] Фигура 14 иллюстрирует схематический вид испытания на упругую деформацию электрода, описанного в Примерах.[Figure 14] Figure 14 illustrates a schematic view of the elastic deformation test of an electrode described in Examples.

[Фигура 15] Фигура 15 иллюстрирует схематический вид способа оценки мягкости после пластической деформации.[Figure 15] Figure 15 illustrates a schematic view of a method for evaluating softness after plastic deformation.

[Фигура 16] Фигура 16 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Сравнительном Примере 13.[Figure 16] Figure 16 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Comparative Example 13.

[Фигура 17] Фигура 17 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Сравнительном Примере 13, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 17] Figure 17 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode manufactured in Comparative Example 13 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 18] Фигура 18 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Сравнительном Примере 14.[Figure 18] Figure 18 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Comparative Example 14.

[Фигура 19] Фигура 19 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Сравнительном Примере 14, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 19] Figure 19 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode made in Comparative Example 14 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 20] Фигура 20 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Сравнительном Примере 15.[Figure 20] Figure 20 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Comparative Example 15.

[Фигура 21] Фигура 21 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Сравнительном Примере 15, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 21] Figure 21 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate an electrode made in Comparative Example 15 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 22] Фигура 22 иллюстрирует схематический вид в разрезе электрода для электролиза в одном варианте осуществления настоящего изобретения.[Figure 22] Figure 22 illustrates a schematic sectional view of an electrode for electrolysis in one embodiment of the present invention.

[Фигура 23] Фигура 23 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий ионообменную мембрану в одном варианте осуществления.[Figure 23] Figure 23 illustrates a schematic sectional view showing an ion exchange membrane in one embodiment.

[Фигура 24] Фигура 24 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану.[Figure 24] Figure 24 illustrates a schematic view for explaining a relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane.

[Фигура 25] Фигура 25 иллюстрирует схематический вид для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[Figure 25] Figure 25 illustrates a schematic view for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[Фигура 26] Фигура 26 иллюстрирует схематический вид в разрезе электролитической ячейки.[Figure 26] Figure 26 illustrates a schematic sectional view of an electrolytic cell.

[Фигура 27] Фигура 27 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух последовательно соединенных электролитических ячеек.[Figure 27] Figure 27 illustrates a schematic sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series.

[Фигура 28] Фигура 28 иллюстрирует схематический вид электролизера.[Figure 28] Figure 28 illustrates a schematic view of an electrolytic cell.

[Фигура 29] Фигура 29 иллюстрирует схематический вид в перспективе, показывающий этап сборки электролизера.[Figure 29] Figure 29 illustrates a schematic perspective view showing an assembly step of an electrolytic cell.

[Фигура 30] Фигура 30 иллюстрирует схематический вид в разрезе поглотителя обратного тока, включенного в электролитическую ячейку.[Figure 30] Figure 30 illustrates a schematic sectional view of a reverse current absorber included in an electrolytic cell.

[Фигура 31] Фигура 31 иллюстрирует схематический вид способа оценки силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1), описанного в Примерах.[Figure 31] Figure 31 illustrates a schematic view of a method for evaluating a force applied per unit mass · unit area (1) described in Examples.

[Фигура 32] Фигура 32 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 280 мм (1), описанного в Примерах.[Figure 32] Figure 32 illustrates a schematic view of a method for evaluating winding around a 280 mm diameter string (1) described in the Examples.

[Фигура 33] Фигура 33 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 280 мм (2), описанного в Примерах.[Figure 33] Figure 33 illustrates a schematic view of a method for evaluating a winding around a 280 mm diameter string (2) described in the Examples.

[Фигура 34] Фигура 34 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 145 мм (3), описанного в Примерах.[Figure 34] Figure 34 illustrates a schematic view of a method for evaluating a winding around a 145 mm diameter string (3) described in the Examples.

[Фигура 35] Фигура 35 иллюстрирует схематический вид испытания на упругую деформацию электрода, описанного в Примерах.[Figure 35] Figure 35 illustrates a schematic view of the elastic deformation test of an electrode described in Examples.

[Фигура 36] Фигура 36 иллюстрирует схематический вид способа оценки мягкости после пластической деформации.[Figure 36] Figure 36 illustrates a schematic view of a method for evaluating softness after plastic deformation.

[Фигура 37] Фигура 37 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Примере 34.[Figure 37] Figure 37 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Example 34.

[Фигура 38] Фигура 38 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Примере 34, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 38] Figure 38 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode made in Example 34 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 39] Фигура 39 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Примере 35.[Figure 39] Figure 39 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Example 35.

[Фигура 40] Фигура 40 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Примере 35, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 40] Figure 40 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode made in Example 35 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 41] Фигура 41 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Примере 36.[Figure 41] Figure 41 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Example 36.

[Фигура 42] Фигура 42 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Примере 36, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 42] Figure 42 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode made in Example 36 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 43] Фигура 43 иллюстрирует схематический вид в разрезе электрода для электролиза в одном варианте осуществления настоящего изобретения.[Figure 43] Figure 43 illustrates a schematic sectional view of an electrode for electrolysis in one embodiment of the present invention.

[Фигура 44] Фигура 44 иллюстрирует схематический вид в разрезе, иллюстрирующий ионообменную мембрану в одном варианте осуществления.[Figure 44] Figure 44 is a schematic sectional view illustrating an ion exchange membrane in one embodiment.

[Фигура 45] Фигура 45 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану.[Figure 45] Figure 45 illustrates a schematic view for explaining a relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane.

[Фигура 46] Фигура 46 иллюстрирует схематический вид для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[Figure 46] Figure 46 illustrates a schematic view for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[Фигура 47] Фигура 47A иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза пронизывает и тем самым закрепляет мембрану. Фигура 47B иллюстрирует пояснительный вид, иллюстрирующий этап получения конструкции по Фигуре 47А.[Figure 47] Figure 47A illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of the electrolysis electrode penetrates and thereby secures the membrane. Fig. 47B is an explanatory view illustrating the step of obtaining the structure of Fig. 47A.

[Фигура 48] Фигура 48A иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза размещена внутри мембраны и тем самым закрепляет мембрану. Фигура 48B иллюстрирует пояснительный вид, иллюстрирующий этап получения конструкции по Фигуре 48А.[Figure 48] Figure 48A illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of an electrolysis electrode is housed within the membrane and thereby secures the membrane. Figure 48B is an explanatory view illustrating the step of obtaining the structure of Figure 48A.

[Фигура 49] Фигуры 49A–49C иллюстрируют схематические виды в разрезе материала, иллюстрирующие аспект, в котором для закрепления в качестве крепежного элемента для крепления мембраны и электрода для электролиза применяется крепежный элемент в виде пряжи.[Figure 49] Figures 49A to 49C illustrate schematic cross-sectional views of a material illustrating an aspect in which a yarn-type fastener is used for anchoring as a fastener for attaching a membrane and an electrolysis electrode.

[Фигура 50] Фигура 50 иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором для закрепления в качестве крепежного элемента для крепления мембраны и электрода для электролиза используется органическая смола.[Figure 50] Figure 50 illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which an organic resin is used for anchoring as a fastener for attaching a membrane and an electrolysis electrode.

[Фигура 51] Фигура 51A иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть крепежного элемента зажимает мембрану и электрод для электролиза снаружи, скрепляя их. Фигура 51B иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть крепежного элемента закрепляет мембрану и электрод для электролиза магнитной силой.[Figure 51] Figure 51A illustrates a schematic cross-sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of the fastener grips the membrane and the electrolysis electrode from the outside, holding them together. Figure 51B illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of the fastener secures the membrane and the electrolysis electrode with magnetic force.

[Фигура 52] Фигура 52 иллюстрирует схематический вид в разрезе электролитической ячейки.[Figure 52] Figure 52 illustrates a schematic sectional view of an electrolytic cell.

[Фигура 53] Фигура 53 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух последовательно соединенных электролитических ячеек.[Figure 53] Figure 53 is a schematic sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series.

[Фигура 54] Фигура 54 иллюстрирует схематический вид электролизера.[Figure 54] Figure 54 illustrates a schematic view of an electrolytic cell.

[Фигура 55] Фигура 55 иллюстрирует схематический вид в перспективе, показывающий этап сборки электролизера.[Figure 55] Figure 55 is a schematic perspective view showing a step of assembling an electrolytic cell.

[Фигура 56] Фигура 56 иллюстрирует схематический вид в разрезе поглотителя обратного тока, который может быть включен в электролитическую ячейку.[Figure 56] Figure 56 illustrates a schematic sectional view of a reverse current absorber that may be included in an electrolytic cell.

[Фигура 57] Фигура 57 иллюстрирует пояснительный вид, показывающий слоистое изделие в Примере 1.[Figure 57] Figure 57 illustrates an explanatory view showing the laminated article in Example 1.

[Фигура 58] Фигура 58 иллюстрирует пояснительный вид, показывающий слоистое изделие в Примере 2.[Figure 58] Figure 58 illustrates an explanatory view showing the laminated article in Example 2.

[Фигура 59] Фигура 59 иллюстрирует пояснительный вид, показывающий слоистое изделие в Примере 3.[Figure 59] Figure 59 illustrates an explanatory view showing the laminated article in Example 3.

[Фигура 60] Фигура 60 иллюстрирует пояснительный вид, показывающий слоистое изделие в Примере 4.[Figure 60] Figure 60 illustrates an explanatory view showing the laminated article in Example 4.

[Фигура 61] Фигура 61 иллюстрирует пояснительный вид, показывающий слоистое изделие в Примере 5.[Figure 61] Figure 61 illustrates an explanatory view showing the laminated article in Example 5.

[Фигура 62] Фигура 62 иллюстрирует пояснительный вид, показывающий слоистое изделие в Примере 6.[Figure 62] Figure 62 illustrates an explanatory view showing the laminated article in Example 6.

[Фигура 63] Фигура 63 иллюстрирует схематический вид в разрезе электролитической ячейки.[Figure 63] Figure 63 illustrates a schematic sectional view of an electrolytic cell.

[Фигура 64] Фигура 64A иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух электролитических ячеек, последовательно соединенных в стандартном электролизере. Фигура 64B иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух электролитических ячеек, последовательно соединенных в электролизере по настоящему варианту исполнения.[Figure 64] Figure 64A illustrates a schematic sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series in a conventional electrolytic cell. Fig. 64B is a schematic cross-sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series in the electrolytic cell of the present embodiment.

[Фигура 65] Фигура 65 иллюстрирует схематический вид электролизера.[Figure 65] Figure 65 illustrates a schematic view of an electrolytic cell.

[Фигура 66] Фигура 66 иллюстрирует схематический вид в перспективе, показывающий этап сборки электролизера.[Figure 66] Figure 66 is a schematic perspective view showing a step of assembling an electrolytic cell.

[Фигура 67] Фигура 67 иллюстрирует схематический вид в разрезе поглотителя обратного тока, который может быть включен в электролитическую ячейку.[Figure 67] Figure 67 illustrates a schematic sectional view of a reverse current absorber that may be included in an electrolytic cell.

[Фигура 68] Фигура 68 иллюстрирует схематический вид в разрезе электрода для электролиза в одном варианте осуществления настоящего изобретения.[Figure 68] Figure 68 illustrates a schematic sectional view of an electrode for electrolysis in one embodiment of the present invention.

[Фигура 69] Фигура 69 иллюстрирует схематический вид в разрезе, иллюстрирующий ионообменную мембрану в одном варианте осуществления.[Figure 69] Figure 69 is a schematic sectional view illustrating an ion exchange membrane in one embodiment.

[Фигура 70] Фигура 70 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану.[Figure 70] Figure 70 illustrates a schematic view for explaining the opening ratio of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane.

[Фигура 71] Фигура 71 иллюстрирует схематический вид для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[Figure 71] Figure 71 illustrates a schematic view for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[Фигура 72] Фигура 72 иллюстрирует пояснительный вид для разъяснения взаимного относительного положения слоистого изделия и уплотнений.[Figure 72] Figure 72 illustrates an explanatory view for explaining the mutual relative position of the laminate and the seals.

[Фигура 73] Фигура 73 иллюстрирует пояснительный вид для разъяснения взаимного относительного положения слоистого изделия и уплотнений.[Figure 73] Figure 73 illustrates an explanatory view for explaining the mutual relative position of the laminate and the seals.

[Фигура 74] Фигура 74A иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза пронизывает и тем самым закрепляет мембрану. Фигура 74B иллюстрирует пояснительный вид, иллюстрирующий этап получения конструкции по Фигуре 12А.[Figure 74] Figure 74A illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of the electrolysis electrode penetrates and thereby secures the membrane. Figure 74B is an explanatory view illustrating a step for obtaining the structure of Figure 12A.

[Фигура 75] Фигура 75A иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть электрода для электролиза размещена внутри мембраны и тем самым закрепляет ее. Фигура 13B иллюстрирует пояснительный вид, иллюстрирующий этап получения конструкции по Фигуре 75А.[Figure 75] Figure 75A illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of an electrolysis electrode is housed within the membrane and thereby secured it. Figure 13B is an explanatory view illustrating the step of obtaining the structure of Figure 75A.

[Фигура 76] Фигуры 76A-C иллюстрируют схематические виды в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующие аспект, в котором для закрепления в качестве крепежного элемента для крепления мембраны и электрода для электролиза применяется крепежный элемент в виде пряжи.[Figure 76] Figures 76A-C illustrate schematic cross-sectional views of a laminated article illustrating an aspect in which a yarn-type fastener is used for fastening as a fastener for fastening the membrane and electrolysis electrode.

[Фигура 77] Фигура 77 иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором для закрепления в качестве крепежного элемента для крепления мембраны и электрода для электролиза используется органическая смола.[Figure 77] Figure 77 illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which an organic resin is used for anchoring as a fastener for attaching a membrane and an electrolysis electrode.

[Фигура 78] Фигура 78A иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть крепежного элемента зажимает мембрану и электрод для электролиза снаружи, скрепляя их. Фигура 78B иллюстрирует схематический вид в разрезе слоистого изделия, иллюстрирующий аспект, в котором по меньшей мере часть крепежного элемента закрепляет мембрану и электрод для электролиза магнитной силой.[Figure 78] Figure 78A illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of the fastener grips the membrane and the electrolysis electrode from the outside to secure them. Figure 78B illustrates a schematic sectional view of a laminated article illustrating an aspect in which at least a portion of the fastener secures the membrane and the electrolysis electrode with magnetic force.

[Фигура 79] Фигура 79 иллюстрирует схематический вид способа оценки силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1), описанного в Примерах.[Figure 79] Figure 79 illustrates a schematic view of a method for evaluating a force applied per unit mass · unit area (1) described in Examples.

[Фигура 80] Фигура 80 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 280 мм (1), описанного в Примерах.[Figure 80] Figure 80 illustrates a schematic view of a method for evaluating winding around a 280 mm diameter string (1) described in the Examples.

[Фигура 81] Фигура 81 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 280 мм (2), описанного в Примерах.[Figure 81] Figure 81 illustrates a schematic view of a method for evaluating a winding around a 280 mm diameter string (2) described in the Examples.

[Фигура 82] Фигура 82 иллюстрирует схематический вид способа оценки намотки вокруг колонны диаметром 145 мм (3), описанного в Примерах.[Figure 82] Figure 82 illustrates a schematic view of a method for evaluating winding around a 145 mm diameter string (3) described in the Examples.

[Фигура 83] Фигура 83 иллюстрирует схематический вид оценки гибкости электрода, описанного в Примерах.[Figure 83] Figure 83 illustrates a schematic view of evaluating the flexibility of an electrode described in Examples.

[Фигура 84] Фигура 84 иллюстрирует схематический вид оценки мягкости после пластической деформации.[Figure 84] Figure 84 illustrates a schematic view of evaluating softness after plastic deformation.

[Фигура 85] Фигура 85 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Примере 35.[Figure 85] Figure 85 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Example 35.

[Фигура 86] Фигура 86 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Примере 35, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 86] Figure 86 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode made in Example 35 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 87] Фигура 87 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Примере 36.[Figure 87] Figure 87 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Example 36.

[Фигура 88] Фигура 88 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Примере 36, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 88] Figure 88 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode made in Example 36 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 89] Фигура 89 иллюстрирует схематический вид электрода, изготовленного в Примере 37.[Figure 89] Figure 89 illustrates a schematic view of an electrode manufactured in Example 37.

[Фигура 90] Фигура 90 иллюстрирует схематический вид конструкции, используемой для размещения электрода, изготовленного в Примере 37, на питающем проводнике из никелевой сетки.[Figure 90] Figure 90 illustrates a schematic view of a structure used to accommodate the electrode made in Example 37 on a nickel mesh supply conductor.

[Фигура 91] Фигура 91 иллюстрирует схематический вид в разрезе электролитической ячейки.[Figure 91] Figure 91 illustrates a schematic sectional view of an electrolytic cell.

[Фигура 92] Фигура 92 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух последовательно соединенных электролитических ячеек.[Figure 92] Figure 92 illustrates a schematic sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series.

[Фигура 93] Фигура 93 иллюстрирует схематический вид электролизера.[Figure 93] Figure 93 illustrates a schematic view of an electrolytic cell.

[Фигура 94] Фигура 94 иллюстрирует схематический вид в перспективе, показывающий этап сборки электролизера.[Figure 94] Figure 94 is a schematic perspective view showing a step of assembling an electrolytic cell.

[Фигура 95] Фигура 95 иллюстрирует схематический вид в разрезе поглотителя обратного тока, который может быть включен в электролитическую ячейку.[Figure 95] Figure 95 illustrates a schematic sectional view of a reverse current absorber that may be included in an electrolytic cell.

[Фигура 96] Фигура 96 иллюстрирует схематический вид в разрезе электрода для электролиза в одном варианте осуществления настоящего изобретения.[Figure 96] Figure 96 illustrates a schematic sectional view of an electrode for electrolysis in one embodiment of the present invention.

[Фигура 97] Фигура 97 иллюстрирует схематический вид в разрезе ионообменной мембраны в одном варианте осуществления.[Figure 97] Figure 97 illustrates a schematic sectional view of an ion exchange membrane in one embodiment.

[Фигура 98] Фигура 98 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану.[Figure 98] Figure 98 illustrates a schematic view for explaining a relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane.

[Фигура 99] Фигура 99 иллюстрирует схематический вид для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[Figure 99] Figure 99 illustrates a schematic view for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[Фигура 100] Фигура 100 иллюстрирует схематический вид слоистого изделия, полученного в Примере 1.[Figure 100] Figure 100 illustrates a schematic view of a laminated article obtained in Example 1.

[Фигура 101] Фигура 101 иллюстрирует схематический вид ситуации, где полученный в Примере 1 слоистое изделие намотано с образованием обмотки.[Figure 101] Figure 101 illustrates a schematic view of a situation where the laminated article obtained in Example 1 is wound to form a winding.

[Фигура 102] Фигура 102 иллюстрирует схематический вид слоистого изделия, полученного в Примере 4.[Figure 102] Figure 102 illustrates a schematic view of a laminated article obtained in Example 4.

[Фигура 103] Фигура 103 иллюстрирует схематический вид в разрезе электролитической ячейки.[Figure 103] Figure 103 illustrates a schematic sectional view of an electrolytic cell.

[Фигура 104] Фигура 104 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух последовательно соединенных электролитических ячеек.[Figure 104] Figure 104 illustrates a schematic cross-sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series.

[Фигура 105] Фигура 105 иллюстрирует схематический вид электролизера.[Figure 105] Figure 105 illustrates a schematic view of an electrolytic cell.

[Фигура 106] Фигура 106 иллюстрирует схематический вид в перспективе, показывающий этап сборки электролизера.[Figure 106] Figure 106 illustrates a schematic perspective view showing a step in assembling an electrolytic cell.

[Фигура 107] Фигура 107 иллюстрирует схематический вид в разрезе поглотителя обратного тока, который может быть включен в электролитическую ячейку.[Figure 107] Figure 107 illustrates a schematic sectional view of a reverse current absorber that may be included in an electrolytic cell.

[Фигура 108] Фигура 108 иллюстрирует схематический вид в разрезе электрода для электролиза в одном варианте осуществления настоящего изобретения.[Figure 108] Figure 108 illustrates a schematic sectional view of an electrode for electrolysis in one embodiment of the present invention.

[Фигура 109] Фигура 109 иллюстрирует схематический вид в разрезе ионообменной мембраны в одном варианте осуществления.[Figure 109] Figure 109 illustrates a schematic sectional view of an ion exchange membrane in one embodiment.

[Фигура 110] Фигура 110 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану.[Figure 110] Figure 110 illustrates a schematic view for explaining a relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane.

[Фигура 111] Фигура 111 иллюстрирует схематический вид для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[Figure 111] Figure 111 illustrates a schematic view for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[Фигура 112] Фигура 112 иллюстрирует схематический вид в разрезе электролитической ячейки.[Figure 112] Figure 112 illustrates a schematic sectional view of an electrolytic cell.

[Фигура 113] Фигура 113 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий состояние двух последовательно соединенных электролитических ячеек.[Figure 113] Figure 113 is a schematic cross-sectional view showing the state of two electrolytic cells connected in series.

[Фигура 114] Фигура 114 иллюстрирует схематический вид электролизера.[Figure 114] Figure 114 illustrates a schematic view of an electrolytic cell.

[Фигура 115] Фигура 115 иллюстрирует схематический вид в перспективе, показывающий этап сборки электролизера.[Figure 115] Figure 115 illustrates a schematic perspective view showing a step of assembling an electrolytic cell.

[Фигура 116] Фигура 116 иллюстрирует схематический вид в разрезе поглотителя обратного тока, который может быть включен в электролитическую ячейку.[Figure 116] Figure 116 illustrates a schematic sectional view of a reverse current absorber that may be included in an electrolytic cell.

[Фигура 117] Фигура 117(A) иллюстрирует схематический вид электролизера для разъяснения одного примера каждого этапа согласно первому аспекту настоящего варианта осуществления. Фигура 117(B) иллюстрирует схематический вид в перспективе, соответствующий Фигуре 117(A).[Figure 117] Figure 117 (A) illustrates a schematic view of an electrolytic cell for explaining one example of each step according to the first aspect of the present embodiment. Figure 117 (B) illustrates a schematic perspective view corresponding to Figure 117 (A).

[Фигура 118] Фигура 118(A) иллюстрирует схематический вид электролизера для разъяснения одного примера каждого этапа согласно второму аспекту настоящего варианта осуществления. Фигура 118(B) иллюстрирует схематический вид в перспективе, соответствующий Фигуре 118(A).[Figure 118] Figure 118 (A) illustrates a schematic view of an electrolytic cell for explaining one example of each step according to a second aspect of the present embodiment. Figure 118 (B) illustrates a schematic perspective view corresponding to Figure 118 (A).

[Фигура 119] Фигура 119 иллюстрирует схематический вид в разрезе электрода для электролиза в одном варианте осуществления настоящего изобретения.[Figure 119] Figure 119 illustrates a schematic sectional view of an electrode for electrolysis in one embodiment of the present invention.

[Фигура 120] Фигура 120 иллюстрирует схематический вид в разрезе ионообменной мембраны в одном варианте осуществления.[Figure 120] Figure 120 illustrates a schematic sectional view of an ion exchange membrane in one embodiment.

[Фигура 121] Фигура 121 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану.[Figure 121] Figure 121 illustrates a schematic view for explaining the opening ratio of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane.

[Фигура 122] Фигура 122 иллюстрирует схематический вид для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[Figure 122] Figure 122 illustrates a schematic view for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

Описание вариантов осуществления изобретенияDescription of embodiments of the invention

[0027] Здесь далее в качестве вариантов осуществления настоящего изобретения (здесь далее могут называться настоящими вариантами осуществления) будут приведены подробные описания каждого от <Первого варианта осуществления> до <Седьмого варианта осуществления> со ссылкой на чертежи, при необходимости. Приведенные ниже варианты осуществления представляют собой иллюстрации для разъяснения настоящего изобретения, и настоящее изобретение не ограничивается изложенным ниже содержанием. Сопроводительные чертежи иллюстрируют один пример вариантов осуществления, и варианты осуществления не должны толковаться как ограниченным этим. Настоящее изобретение может быть надлежащим образом модифицировано и осуществлено в пределах его сущности. В чертежах такие позиционные отношения, как верх, низ, левый и правый, основываются на взаимных относительных ориентациях, показанных на чертежах, если не оговорено иное. Размеры и соотношения в чертежах не ограничиваются показанными.[0027] Hereinafter, as embodiments of the present invention (hereinafter may be referred to as the present embodiments), detailed descriptions of each <First Embodiment> to <Seventh Embodiment> will be made with reference to the drawings as necessary. The following embodiments are illustrations for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the content set forth below. The accompanying drawings illustrate one example of embodiments, and the embodiments are not to be construed as limited thereto. The present invention can be appropriately modified and practiced within its spirit. In the drawings, positional relationships such as top, bottom, left, and right are based on the mutual relative orientations shown in the drawings, unless otherwise indicated. The dimensions and relationships in the drawings are not limited to those shown.

<Первый вариант осуществления><First embodiment>

[0028] Здесь будет подробно описан первый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фигуры 1–21.[0028] Here, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 1-21.

[0029] [Электрод для электролиза][0029] [Electrolysis Electrode]

Электрод для электролиза в первом варианте осуществления (здесь далее в разделе <Первый вариант осуществления>, называемом просто «настоящим вариантом осуществления») может обеспечивать хорошие технологические характеристики, имеет хорошую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с изношенным электродом, питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, и, кроме того, имеет массу в расчете на единицу площади 48 мг/см2 или менее с точки зрения экономии. Масса в расчете на единицу площади предпочтительно составляет 30 мг/см2 или менее, более предпочтительно 20 мг/см2 или менее, с учетом вышеуказанного, и, более того, предпочтительно составляет 15 мг/см2 или менее, по общим соображениям, включающим технологичность (проведение погрузочно-разгрузочных работ), прочность сцепления и экономичность. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, величину порядка 1 мг/см2.The electrolysis electrode in the first embodiment (hereinafter in the <First Embodiment>, referred to simply as "the present embodiment") can provide good processing performance, has good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a worn electrode , a feed conductor not having a catalytic coating, and the like, and further has a mass per unit area of 48 mg / cm 2 or less in terms of economy. The mass per unit area is preferably 30 mg / cm 2 or less, more preferably 20 mg / cm 2 or less in view of the above, and furthermore is preferably 15 mg / cm 2 or less for general reasons including manufacturability (carrying out loading and unloading operations), adhesion strength and efficiency. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, on the order of 1 mg / cm 2 .

Вышеописанная масса на единицу площади может быть в пределах вышеописанного диапазона, например, в результате надлежащего регулирования, например, описываемых ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает снижение массы на единицу площади, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высокой массе на единицу площади.The above-described mass per unit area may be within the above-described range, for example, by appropriately adjusting, for example, the open porosity ratio, electrode thickness, and the like described below. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio results in a decrease in mass per unit area, and a lower open porosity ratio results in a higher mass per unit area.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления должен обеспечивать силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, 0,08 Н/(мг·см2) или более с позиции создания хорошей технологичности, и иметь хорошую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным. Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади, предпочтительно составляет 0,1 Н/(мг·см2) или более, более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более в отношении вышеуказанного, а более предпочтительно 0,2 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее. Значение верхнего предела даже еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно еще более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.The electrode for electrolysis of the present embodiment should provide a force per unit mass · unit area of 0.08 N / (mg · cm 2 ) or more from the viewpoint of good workability, and have good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane. or a microporous membrane with a worn electrode, a supply conductor not having a catalytic coating, and the like. The force applied per unit mass unit area is preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more, more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ) or more with respect to the above, and more preferably 0, 2 N / (mg · cm 2 ) or more from the point of view of additional facilitation of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit is not particularly limited, but is preferably 1.6 N / (mg cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg cm 2 ), further preferably 1.5 N / (mg cm 2) 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg · cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg · cm 2 ) or less. The upper limit value is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further even more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg · Cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

[0030] Из тех соображений, что электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если представляет собой электрод, имеющий широкий диапазон упругой деформации, может обеспечивать лучшую технологичность и имеет лучшую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, толщина электрода для электролиза предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, еще более предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 138 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных вышеуказанным соображений, толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, дополнительно предпочтительно 115 мкм или менее, еще более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более по практическим соображениям, более предпочтительно 20 мкм или более. В настоящем варианте осуществления «имеющий широкий диапазон упругой деформации» означает, что, когда электрод для электролиза наматывают с образованием обмотки, маловероятно возникновение обусловленного намоткой коробления после выведения из намотанного состояния. Толщина электрода для электролиза, когда предусмотрен упоминаемый ниже слой катализатора, относится к совокупной толщине как подложки электрода для электролиза, так и слоя катализатора.[0030] Considering that the electrode for electrolysis of the present embodiment, if it is an electrode having a wide elastic deformation range, can provide better workability and has better adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane with a worn electrode , a feed conductor not having a catalytic coating, and the like, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably 315 μm or less, more preferably 220 μm or less, even more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 μm or less, especially preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, further even more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for reasons similar to the above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, further preferably 115 µm or less, even more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. In the present embodiment, “having a wide elastic range” means that when the electrolysis electrode is wound to form a winding, it is unlikely that winding-induced warping will occur after being released from the wound state. The thickness of the electrolysis electrode when the below-mentioned catalyst layer is provided refers to the total thickness of both the electrolysis electrode support and the catalyst layer.

[0031] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, который имеет хорошую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, как описано выше, может быть объединен с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, и использован. На этом основании, при обновлении электрода, электрод может быть обновлен в условиях такой простой работы, как обновление мембраны, без сложной работы по замене, такой как вытаскивание электрода, закрепленного на электролитической ячейке, и тем самым заметно улучшается эффективность работ. Даже в случае, где в новую электролитическую ячейку помещают только питающий проводник (то есть помещают электрод, не имеющий слоя катализатора), функционирование электрода обеспечивает только присоединение электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления к питающему проводнику. Таким образом, также могут быть возможны заметное сокращение или устранение каталитического покрытия.[0031] The electrolysis electrode of the present embodiment, which has good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode, an uncatalyzed supply conductor, and the like, as described above, can be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, and is used. On this basis, when the electrode is renewed, the electrode can be renewed under the conditions of such a simple operation as membrane renewal, without complex replacement work such as pulling out the electrode attached to the electrolytic cell, and thereby noticeably improve the working efficiency. Even in the case where only the supply conductor is placed in the new electrolytic cell (i.e., an electrode having no catalyst layer is placed), the operation of the electrode only ensures that the electrolysis electrode of the present embodiment is connected to the supply conductor. Thus, appreciable reduction or elimination of the catalytic coating can also be possible.

[0032] Кроме того, в соответствии с электродом для электролиза по настоящему варианту осуществления, можно сделать характеристики электролиза (электролитического процесса) сравнимыми или более высокими, чем таковые для нового электрода.[0032] In addition, according to the electrode for electrolysis of the present embodiment, it is possible to make the electrolysis performance (electrolytic process) comparable to or better than that of the new electrode.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления может храниться или транспортироваться к потребителям в состоянии, когда электрод намотан вокруг винилхлоридной трубы или тому подобного (в намотанном состоянии или тому подобном), заметно упрощая проведение погрузки-разгрузки.The electrolysis electrode of the present embodiment can be stored or transported to consumers in a state where the electrode is wound around a vinyl chloride pipe or the like (in a wound state or the like), greatly facilitating handling.

Прилагаемая сила может быть измерена описываемыми ниже методами (i) или (ii), которые являются такими, как подробно описано в Примерах. Что касается прилагаемой силы, значение, полученное путем измерения методом (i) (также называемым «прилагаемая сила (1)»), и значение, полученное путем измерения методом (ii) (также называемым «прилагаемая сила (2)»), могут быть одинаковыми или различными, и каждое из значений составляет 0,08 Н/(мг·см2) или более.The applied force can be measured by methods (i) or (ii) described below, which are as detailed in the Examples. With regard to the applied force, the value obtained by measuring by method (i) (also called "applied force (1)") and the value obtained by measuring by method (ii) (also called "applied force (2)") may be the same or different, and each value is 0.08 N / (mg · cm 2 ) or more.

Вышеописанная прилагаемая сила может быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, описываемого ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода, среднего арифметического величины поверхностной шероховатости и тому подобного. Например, более конкретно, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает меньшую прилагаемую силу, и более низкий коэффициент открытой пористости приводит к большей прилагаемой силе.The above-described applied force may be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, the below-described open porosity ratio, electrode thickness, arithmetic mean of surface roughness, and the like. For example, more specifically, a higher open porosity ratio results in less applied force, and a lower open porosity ratio results in more applied force.

[0033] [Метод (i)][0033] [Method (i)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости (размером зерен) 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм), ионообменную мембрану, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм, подробности относительно указанной здесь ионообменной мембраны описываются в Примерах), и образец электрода для электролиза (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляло 0,7 мкм. Конкретный метод расчета среднего арифметического (Ra) поверхностной шероховатости описан в Примерах.Nickel plate, obtained by blasting with alumina with a grain number (grain size) of 320 (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm), ion exchange membrane, which is obtained by applying particles of inorganic material and a binder to both surfaces of a perfluorocarbon polymer into which an ion exchange group (170 mm square, details of the ion exchange membrane disclosed herein are described in the Examples), and an electrolysis electrode sample (130 mm square) are layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of the nickel plate after blasting was 0.7 μm. A specific method for calculating the arithmetic mean (Ra) of the surface roughness is described in the Examples.

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода для электролиза в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода для электролиза поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrolysis electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the sample the electrolysis electrode rises 10 mm in the vertical direction. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода для электролиза и ионообменной мембраны и на массу ионообменной мембраны на участке перекрывания с образцом электрода для электролиза для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (1) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrolysis electrode sample and the ion exchange membrane and by the mass of the ion exchange membrane in the area of overlapping with the electrolysis electrode sample to calculate the applied force per unit mass unit area (1) (N / (mg cm 2 ) ).

[0034] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (1), полученная методом (i), составляет 0,08 Н/(мг·см2) или более, предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и более предпочтительно составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее. Значение верхнего предела даже еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно еще более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.[0034] The applied force per unit mass · unit area (1) obtained by method (i) is 0.08 N / (mg · cm 2 ) or more, preferably 0.1 N / (mg · cm 2 ) or more from the point of view of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode and an uncatalyzed supply conductor, and more preferably 0.2 N / (mg cm 2 ) or more with positions for additional facilitation of loading and unloading with a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit is not particularly limited, but is preferably 1.6 N / (mg cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg cm 2 ), further preferably 1.5 N / (mg cm 2) 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg · cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg · cm 2 ) or less. The upper limit value is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further even more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg · Cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

[0035] Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления удовлетворяет прилагаемой силе (1), электрод может быть объединен с мембраной, например, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, и использован. Таким образом, при обновлении электрода устраняется операция по замене катода и анода, закрепленных на электролитической ячейке таким способом, как сварка, и заметно улучшается эффективность работ. В дополнение, применением электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления в качестве электрода, объединенного с ионообменной мембраной, можно сделать характеристики электролиза сравнимыми или более высокими, чем таковые для нового электрода.[0035] When the electrode for electrolysis of the present embodiment satisfies the applied force (1), the electrode may be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, for example, and used. Thus, when the electrode is renewed, the operation of replacing the cathode and anode fixed to the electrolytic cell in a manner such as welding is eliminated, and the work efficiency is noticeably improved. In addition, by using the electrolysis electrode of the present embodiment as the electrode combined with the ion exchange membrane, the electrolysis performance can be made comparable to or better than that of the new electrode.

При поставке новой электролитической ячейки электрод, закрепленный на электролитической ячейке, традиционно был подвергнут нанесению каталитического покрытия. Поскольку только комбинация электрода, не имеющего каталитического покрытия, с электродом для электролиза по настоящему варианту осуществления может обеспечивать функционирование электрода в качестве электрода, можно заметно сократить или устранить этап получения и объем катализатора для каталитического покрытия. Традиционный электрод, каталитическое покрытие на котором заметно сокращено или устранено, может быть электрически соединен с электродом для электролиза по настоящему варианту осуществления и оставлен служащим в качестве питающего проводника для пропускания электрического тока.When a new electrolytic cell is shipped, the electrode attached to the electrolytic cell has traditionally been catalytically coated. Since only the combination of the uncatalyzed electrode with the electrolysis electrode of the present embodiment can function the electrode as an electrode, the production step and the volume of the catalyst for the catalytic coating can be significantly reduced or eliminated. A conventional electrode whose catalytic coating has been markedly reduced or removed may be electrically connected to the electrolysis electrode of the present embodiment and left serving as a supply conductor for passing electric current.

[0036] [Метод (ii)][0036] [Method (ii)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм, никелевая пластина подобна пластине в вышеуказанном методе (i)), и образец электрода для электролиза (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода для электролиза в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода для электролиза поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.A nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm, a nickel plate similar to the plate in the above method (i)) and an electrolysis electrode sample (square with a side of 130 mm) are layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrolysis electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the sample the electrolysis electrode rises 10 mm in the vertical direction. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода для электролиза и никелевой пластиной, и на массу образца электрода для электролиза на участке перекрывания с никелевой пластиной, для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (2) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrolysis electrode sample and the nickel plate, and by the mass of the electrolysis electrode sample in the overlapping area with the nickel plate to calculate the applied force per unit mass unit area (2) (N / (mg cm 2 )).

[0037] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (2), полученная методом (ii), составляет 0,08 Н/(мг·см2) или более, предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее. Значение верхнего предела даже еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно еще более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.[0037] The applied force per unit mass · unit area (2) obtained by method (ii) is 0.08 N / (mg · cm 2 ) or more, preferably 0.1 N / (mg · cm 2 ) or more from the point of view of ensuring good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor, and more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ) or more from the position of additional facilitation of loading and unloading with a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m). The upper limit is not particularly limited, but is preferably 1.6 N / (mg cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg cm 2 ), further preferably 1.5 N / (mg cm 2) 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg · cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg · cm 2 ) or less. The upper limit value is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further even more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg · Cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если удовлетворяет прилагаемой силе (2), может храниться или транспортироваться к потребителям в состоянии, когда электрод намотан вокруг винилхлоридной трубы или тому подобного (в намотанном состоянии или тому подобном), заметно упрощая проведение погрузки-разгрузки. Присоединением электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления к изношенному электроду можно сделать характеристики электролиза сравнимыми или более высокими, чем таковые для нового электрода.The electrolysis electrode of the present embodiment, if satisfies the applied force (2), can be stored or transported to consumers in a state where the electrode is wound around a vinyl chloride pipe or the like (in a wound state or the like), greatly facilitating handling. By connecting the electrolysis electrode of the present embodiment to a worn electrode, electrolysis performance can be made comparable to or better than that of a new electrode.

[0038] В настоящем варианте осуществления в качестве жидкости, заключенной между мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, электродом для электролиза или питающим проводником (изношенным электродом или электродом, не имеющим каталитического покрытия), и электродом для электролиза, может быть использована любая жидкость, такая как вода или органические растворители, при условии, что жидкость создает поверхностное натяжение. Чем выше поверхностное натяжение жидкости, тем больше сила, прилагаемая между мембраной и электродом для электролиза или между металлической пластиной и электродом для электролиза. Таким образом, предпочтительна жидкость, имеющая более высокое поверхностное натяжение. Примеры жидкости включают следующие (численное значение в скобках представляет собой поверхностное натяжение жидкости).[0038] In the present embodiment, as a liquid enclosed between a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, an electrolysis electrode or a supply conductor (a worn electrode or an electrode not having a catalytic coating), and an electrolysis electrode, any liquid such as water or organic solvents, provided that the liquid creates surface tension. The higher the surface tension of the liquid, the greater the force applied between the membrane and the electrolysis electrode or between the metal plate and the electrolysis electrode. Thus, a liquid having a higher surface tension is preferred. Examples of a liquid include the following (the numerical value in parentheses represents the surface tension of the liquid).

[0039] Гексан (20,44 мН/м), ацетон (23,30 мН/м), метанол (24,00 мН/м), этанол (24,05 мН/м), этиленгликоль (50,21 мН/м) и вода (72,76 мН/м).[0039] Hexane (20.44 mN / m), acetone (23.30 mN / m), methanol (24.00 mN / m), ethanol (24.05 mN / m), ethylene glycol (50.21 mN / m) and water (72.76 mN / m).

[0040] Жидкость, имеющая высокое поверхностное натяжение, обеспечивает возможность объединения мембраны и электрода для электролиза, или металлической пористой пластины или металлической пластины (питающего проводника) и электрода для электролиза (с образованием слоистого изделия), облегчая тем самым обновление электрода. Жидкость между мембраной и электродом для электролиза или между металлической пористой пластиной или металлической пластиной (питающим проводником) и электродом для электролиза, может присутствовать в таком количестве, что оба из них прилипают друг к другу (сцепляются друг с другом) под действием поверхностного натяжения. В результате этого, после помещения слоистого изделия в электролитическую ячейку, жидкость, если смешивается с раствором электролита, не влияет на сам электролиз ввиду небольшого количества жидкости.[0040] The liquid having a high surface tension allows the membrane and the electrolysis electrode, or the porous metal plate or metal plate (supply conductor) and the electrolysis electrode (to form a laminated article) to be combined, thereby facilitating the renewal of the electrode. The liquid between the membrane and the electrolysis electrode, or between the porous metal plate or the metal plate (supply conductor) and the electrolysis electrode, may be present in such an amount that both of them adhere to each other (adhere to each other) under the action of surface tension. As a result, after placing the layered article in the electrolytic cell, the liquid, if mixed with the electrolyte solution, does not affect the electrolysis itself due to the small amount of liquid.

С практической точки зрения, в качестве жидкости предпочтительно применяется жидкость, имеющая поверхностное натяжение от 20 мН/м до 80 мН/м, такая как этанол, этиленгликоль и вода. В особенности предпочтительной является вода или водный раствор щелочи, полученный растворением в воде каустической соды, гидроксида калия, гидроксида лития, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, карбоната натрия, карбоната калия или тому подобного. В альтернативном варианте поверхностное натяжение может быть скорректировано приведением этих жидкостей в контакт с поверхностно–активным веществом. Когда содержится поверхностно–активное вещество, адгезия (прочность сцепления) между мембраной и электродом для электролиза или между металлической пластиной и электродом для электролиза изменяется, позволяя регулировать технологичность. Поверхностно–активное вещество конкретно не ограничивается, и могут быть использованы как ионные поверхностно-активные вещества, так и неионные поверхностно-активные вещества.From a practical point of view, as the liquid, a liquid having a surface tension of 20 mN / m to 80 mN / m such as ethanol, ethylene glycol and water is preferably used. Particularly preferred is water or an aqueous alkali solution obtained by dissolving caustic soda, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate, sodium carbonate, potassium carbonate or the like in water. Alternatively, the surface tension can be adjusted by bringing these fluids into contact with a surfactant. When a surfactant is contained, the adhesion (bond strength) between the membrane and the electrolysis electrode, or between the metal plate and the electrolysis electrode, is changed, allowing processability to be adjusted. The surfactant is not particularly limited, and both ionic surfactants and nonionic surfactants can be used.

[0041] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Толщина подложки электрода для электролиза (измеренная толщина) конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, еще более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, являясь пригодной к сворачиванию в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки и облегчающей проведение погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), и, в дополнение, еще более предпочтительно 50 мкм или менее, с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.[0041] The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness) is not particularly limited, but is preferably 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less , even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less from the point of view of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode and a supply conductor not having a catalytic coating being capable of being rolled and satisfactorily foldable and facilitating handling at a large size (e.g., 1.5 m × 2.5 m), and in addition, even more preferably 50 μm or less, with the point of view of manufacturability and efficiency. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0042] Доля, измеренная методом (2) на электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 90% или более, более предпочтительно 92% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и дополнительно предпочтительно 95% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0042] The proportion measured by method (2) on the electrode for electrolysis of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 92% or more from the viewpoint of good workability and good membrane adhesion. , such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode, a feed conductor not having a catalytic coating, and additionally preferably 95% or more in terms of further facilitating loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 m × 2 , 5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (2)][Method (2)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода для электролиза (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 280 мм) так, что образец электрода для электролиза в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом для электролиза.An ion exchange membrane (170 mm square) and a sample electrolysis electrode (130 mm square) are layered in this order. The laminated article is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 280 mm) so that the electrode sample for electrolysis in this laminated article is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated article and pipe are sufficient immersed in clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in a dense contact with the electrolysis electrode.

[0043] Доля, измеренная следующим методом (3) на электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 75% или более, более предпочтительно 80% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и для надлежащей пригодности к намотке в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки, и дополнительно предпочтительно составляет 90% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0043] The proportion measured by the following method (3) on the electrolysis electrode of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 75% or more, more preferably 80% or more from the viewpoint of providing good workability, achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or microporous membrane, with a worn electrode, an uncatalytically coated supply conductor and for proper roll-winding and satisfactory creasing, and additionally preferably 90% or more in terms of further facilitating conduction loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (3)][Method (3)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода для электролиза (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода для электролиза в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом для электролиза.An ion exchange membrane (170 mm square) and a sample electrolysis electrode (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the sample electrode for electrolysis in this laminated product is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficient immersed in clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in a dense contact with the electrolysis electrode.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления имеет, но конкретно не ограничивается этим, пористую структуру и коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности от 5 до 90% или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, и с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и предотвращения накопления газа, выделяющегося при электролизе. Коэффициент открытой пористости более предпочтительно составляет от 10 до 80% или менее, более предпочтительно от 20 до 75%.The electrode for electrolysis of the present embodiment has, but is not specifically limited to, a porous structure and an open porosity ratio or void ratio of 5 to 90% or less in terms of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane, or microporous membrane, with a worn electrode, and with a supply conductor not having a catalytic coating, and preventing the accumulation of gas evolved during electrolysis. The open porosity ratio is more preferably 10 to 80% or less, more preferably 20 to 75%.

Коэффициент открытой пористости представляет собой долю участков просветов в расчете на единицу объема. Метод расчета может различаться в зависимости от того, рассматриваются ли участки просветов субмикронного размера или же рассматриваются только видимые просветы (отверстия). В настоящем варианте осуществления объем V рассчитывали из значений измеренной толщины, ширины и длины электрода, и, кроме того, измеряли вес W, чтобы тем самым рассчитать коэффициент А открытой пористости по следующей формуле:The open porosity ratio is the fraction of the lumen areas per unit volume. The calculation method may differ depending on whether sub-micron-sized lumen regions are considered or only visible lumens (holes) are considered. In the present embodiment, the volume V was calculated from the values of the measured thickness, the width and the length of the electrode, and in addition, the weight W was measured to thereby calculate the open porosity coefficient A by the following formula:

A=(1–(W/(V×ρ))×100A = (1– (W / (V × ρ)) × 100

[0044] ρ представляет собой плотность материала электрода (г/см3). Например, ρ никеля составляет 8,908 г/см3, а ρ титана составляет 4,506 г/см3. Коэффициент открытой пористости надлежащим образом регулируется изменением площади перфорируемого металла на единицу площади в случае перфорированного металлического листа, изменением значений SW (короткого диаметра), LW (длинного диаметра), и подачи в случае просечно–вытяжного металлического листа, изменением линейных размеров диаметра металлического волокна и номера сита в случае сетки, изменением рисунка фоторезиста, применяемого в случае электроформования, изменением диаметра металлического волокна и плотности волокна в случае нетканого полотна, изменением пресс-формы для формования полостей в случае пористого металла или тому подобным образом.[0044] ρ is the density of the electrode material (g / cm 3 ). For example, the ρ of nickel is 8.908 g / cm 3 and the ρ of titanium is 4.506 g / cm 3 . The open porosity ratio is appropriately controlled by changing the area of perforated metal per unit area in the case of a perforated metal sheet, changing the values of SW (short diameter), LW (long diameter), and feed in the case of expanded metal sheet, changing the linear dimensions of the diameter of the metal fiber, and sieve numbers in the case of a mesh, a change in the photoresist pattern used in the case of electrospinning, a change in the diameter of the metal fiber and the density of the fiber in the case of a nonwoven fabric, a change in the mold for forming cavities in the case of a porous metal, or the like.

[0045] Значение, полученное путем измерения нижеследующим методом (А) электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления, предпочтительно составляет 40 мм или менее, более предпочтительно 29 мм или менее, дополнительно предпочтительно 10 мм или менее, еще более предпочтительно 6,5 мм или менее с позиции технологичности. Конкретный способ измерения является таким, как описан в Примерах.[0045] The value obtained by measuring by the following method (A) of the electrode for electrolysis of the present embodiment is preferably 40 mm or less, more preferably 29 mm or less, further preferably 10 mm or less, even more preferably 6.5 mm or less from the standpoint of manufacturability. The specific measurement method is as described in the Examples.

[Метод (A)][Method (A)]

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% образец, полученный наслоением ионообменной мембраны и электрода для электролиза, наматывают вокруг и закрепляют на изогнутой поверхности втулки (сердцевины), выполненной из поливинилхлорида и имеющей внешний диаметр ∅ 32 мм, и оставляют, выдерживая в течение 6 часов; после этого, когда электрод для электролиза отделяют от образца и размещают на плоской пластине, измеряют высоты L1 и L2 в вертикальном направлении на обеих кромках электрода для электролиза, и их среднее значение используют в качестве значения измерения.At a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, a sample obtained by layering an ion exchange membrane and an electrolysis electrode is wound around and fixed on the curved surface of a sleeve (core) made of polyvinyl chloride and having an outer diameter of ∅ 32 mm, and leave standing for 6 hours; thereafter, when the electrolysis electrode is separated from the sample and placed on the flat plate, the heights L 1 and L 2 in the vertical direction at both edges of the electrolysis electrode are measured, and their average value is used as the measurement value.

[0046] В электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления вентиляционное сопротивление, измеренное в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с (здесь далее также называемые «условием 1 измерения»), предпочтительно составляет 24 кПа·с/м или менее, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм (здесь далее также называемое «вентиляционным сопротивлением 1»). Высокое вентиляционное сопротивление означает, что воздух протекает с бóльшим трудом, и относится к состоянию высокой плотности. В этом состоянии продукт электролиза остается в электроде, и реагенты с бóльшим трудом диффундируют внутрь электрода, и тем самым рабочие параметры электролиза (такие как напряжение) проявляют тенденцию к ухудшению. Концентрация на поверхности мембраны проявляет тенденцию к повышению. Более конкретно, концентрация каустической соды возрастает на поверхности катода, и подача рассола на поверхность анода имеет тенденцию к снижению. В результате этого продукт накапливается до высокой концентрации на поверхности раздела, на которой мембрана контактирует с электродом. Это накопление приводит к повреждению мембраны на поверхности катода и повреждению мембраны на поверхности анода. В настоящем варианте осуществления, чтобы предотвратить эти дефекты, вентиляционное сопротивление предпочтительно регулируется на 24 кПа·с/м или менее. По подобным соображениям, как указано выше, вентиляционное сопротивление более предпочтительно составляет менее 0,19 кПа·с/м, дополнительно предпочтительно 0,15 кПа·с/м или менее, еще более предпочтительно 0,07 кПа·с/м или менее.[0046] In the electrolysis electrode in the present embodiment, the ventilation resistance measured under conditions of a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 0.2 cm / s and a ventilation volume of 0.4 cm 3 / cm 2 / s (here hereinafter also referred to as “measurement condition 1”) is preferably 24 kPa · s / m or less when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm (hereinafter also referred to as “ventilation resistance 1”). A high ventilation resistance means that the air flows with more difficulty and belongs to a high density state. In this state, the electrolysis product remains in the electrode, and the reagents are more difficult to diffuse into the inside of the electrode, and thus the electrolysis operating parameters (such as voltage) tend to deteriorate. The concentration on the membrane surface tends to increase. More specifically, the concentration of caustic soda increases at the surface of the cathode, and the supply of brine to the surface of the anode tends to decrease. As a result, the product accumulates to a high concentration at the interface where the membrane contacts the electrode. This build-up leads to damage to the membrane at the cathode surface and damage to the membrane at the anode surface. In the present embodiment, in order to prevent these defects, the ventilation resistance is preferably controlled to 24 kPa · s / m or less. For similar reasons, as above, the ventilation resistance is more preferably less than 0.19 kPa · s / m, further preferably 0.15 kPa · s / m or less, even more preferably 0.07 kPa · s / m or less.

В настоящем варианте осуществления, когда вентиляционное сопротивление выше определенного значения, NaOH, выделяющийся на электроде, имеет тенденцию накапливаться на поверхности раздела между электродом и мембраной, приводя к высокой концентрации в случае катода, и подача рассола имеет тенденцию к сокращению, обуславливая снижение концентрации рассола в случае анода. Чтобы предотвратить повреждение мембраны, которое может быть вызвано таким накоплением, вентиляционное сопротивление предпочтительно составляет менее 0,19 кПа·с/м, более предпочтительно 0,15 кПа·с/м или менее, еще более предпочтительно 0,07 кПа·с/м или менее.In the present embodiment, when the ventilation resistance is higher than a certain value, NaOH evolved at the electrode tends to accumulate at the interface between the electrode and the membrane, resulting in a high concentration in the case of the cathode, and the brine supply tends to be reduced, causing the brine concentration to decrease. case of the anode. To prevent damage to the membrane that can be caused by such accumulation, the ventilation resistance is preferably less than 0.19 kPa s / m, more preferably 0.15 kPa s / m or less, even more preferably 0.07 kPa s / m or less.

Напротив, когда вентиляционное сопротивление является низким, сокращается площадь электрода, и уменьшается площадь, на которой происходит электролиз. Таким образом, могут ухудшаться рабочие параметры электролиза (такие как напряжение). Когда вентиляционное сопротивление становится нулевым, питающий проводник действует как электрод, поскольку не создается электрод для электролиза, и рабочие параметры электролиза (такие как напряжение) имеют тенденцию заметно ухудшаться. С этой точки зрения предпочтительное значение нижнего предела, идентифицируемое как вентиляционное сопротивление 1, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет более 0 кПа·с/м, более предпочтительно 0,0001 кПа·с/м или более, еще более предпочтительно 0,001 кПа·с/м или более.In contrast, when the ventilation resistance is low, the area of the electrode is reduced and the area over which electrolysis occurs is reduced. Thus, electrolysis operating parameters (such as voltage) may deteriorate. When the ventilation resistance becomes zero, the supply conductor acts as an electrode since no electrode for electrolysis is provided, and the electrolysis operating parameters (such as voltage) tend to deteriorate markedly. From this point of view, the preferable lower limit value identified as ventilation resistance 1 is not particularly limited, but is preferably more than 0 kPa s / m, more preferably 0.0001 kPa s / m or more, even more preferably 0.001 kPa s / m or more.

Когда вентиляционное сопротивление 1 составляет 0,07 кПа·с/м или менее, может не достигаться достаточная точность измерения применяемым для этого методом измерения. С этой точки зрения также можно оценивать электрод для электролиза, имеющий вентиляционное сопротивление 1 на уровне 0,07 кПа·с/м или менее, с помощью вентиляционного сопротивления (здесь далее также называемого «вентиляционным сопротивлением 2”»), полученным следующим методом измерения (здесь далее также называемого «условием 2” измерения»). То есть вентиляционное сопротивление 2 представляет собой вентиляционное сопротивление, измеренное, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм, в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с.When the ventilation resistance 1 is 0.07 kPa · s / m or less, sufficient measurement accuracy may not be achieved by the measurement method used. From this point of view, it is also possible to evaluate an electrolysis electrode having a ventilation resistance 1 of 0.07 kPa · s / m or less using a ventilation resistance (hereinafter also referred to as "ventilation resistance 2") obtained by the following measurement method ( hereinafter also referred to as "measurement condition 2"). That is, the ventilation resistance 2 is the ventilation resistance measured when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm, under conditions of a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 0.2 cm / s and a ventilation volume of 0.4. cm 3 / cm 2 / s.

Конкретные методы измерения вентиляционных сопротивлений 1 и 2 описаны в Примерах.Specific methods for measuring ventilation resistances 1 and 2 are described in Examples.

Вентиляционные сопротивления 1 и 2 могут быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости имеет тенденцию приводить к меньшим значениям вентиляционного сопротивления 1 и 2, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высоким значениям вентиляционного сопротивления 1 и 2.Ventilation resistances 1 and 2 can be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio tends to lead to lower ventilation resistance values 1 and 2, and a lower open porosity ratio leads to higher ventilation resistance values 1 and 2.

[0047] Здесь далее будет описан один аспект электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления.[0047] Hereinafter, one aspect of the electrolysis electrode of the present embodiment will be described.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Слой катализатора может быть составлен множеством слоев, как показано ниже, или может иметь однослойную конфигурацию.The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The catalyst bed can be composed of multiple layers, as shown below, or can have a single layer configuration.

Как показано на Фигуре 1, электрод 100 для электролиза по настоящему варианту осуществления содержит подложку 10 электрода для электролиза и пару первых слоев 20, которыми покрыты обе поверхности подложки 10 электрода для электролиза. Первыми слоями 20 предпочтительно покрыта вся подложка 10 электрода для электролиза. По–видимому, это покрытие повышает каталитическую активность и долговечность электрода. Один первый слой 20 может быть наслоен только на одну поверхность подложки 10 электрода для электролиза.As shown in FIG. 1, the electrolysis electrode 100 of the present embodiment includes an electrolysis electrode substrate 10 and a pair of first layers 20 that cover both surfaces of the electrolysis electrode substrate 10. The first layers 20 preferably cover the entire electrode substrate 10 for electrolysis. Apparently, this coating increases the catalytic activity and durability of the electrode. One first layer 20 can only be laminated to one surface of the electrolysis electrode substrate 10.

На Фигуре 1 также показано, что поверхности первых слоев 20 могут быть покрыты вторыми слоями 30. Первые слои 20 предпочтительно покрыты вторыми слоями 30 целиком. В альтернативном варианте один второй слой 30 может быть наслоен только на одну поверхность первого слоя 20.Figure 1 also shows that the surfaces of the first layers 20 can be covered with the second layers 30. The first layers 20 are preferably covered with the second layers 30 in their entirety. Alternatively, one second layer 30 may be laminated to only one surface of the first layer 20.

[0048] (Подложка электрода для электролиза)[0048] (Electrode support for electrolysis)

В качестве подложки 10 электрода для электролиза могут быть использованы, например, никель, никелевые сплавы, нержавеющая сталь, и, кроме того, вентильные металлы, в том числе титан, хотя без ограничения этим. Предпочтительно применяется по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti). То есть подложка электрода для электролиза предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).As the electrode substrate 10 for electrolysis, for example, nickel, nickel alloys, stainless steel, and, in addition, valve metals, including titanium, can be used, although not limited thereto. Preferably, at least one element selected from nickel (Ni) and titanium (Ti) is used. That is, the electrode substrate for electrolysis preferably contains at least one member selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

Когда нержавеющая сталь применяется в водном растворе щелочи с высокой концентрацией, железо и хром вымываются, и удельная электрическая проводимость составляет величину порядка одной десятой значения для никеля. С учетом вышеуказанного, в качестве подложки электрода для электролиза предпочтительной является подложка, содержащая никель (Ni).When stainless steel is used in an aqueous alkali solution of high concentration, iron and chromium are washed out and the electrical conductivity is in the order of one tenth that of nickel. In view of the above, as the electrode substrate for electrolysis, a substrate containing nickel (Ni) is preferable.

В альтернативном варианте, когда подложка 10 электрода для электролиза используется в солевом растворе с высокой концентрацией, близкой к насыщению, в атмосфере, в которой образуется газообразный хлор, материал подложки 10 электрода также предпочтительно представляет собой титан, имеющий высокую коррозионную стойкость.Alternatively, when the electrode substrate 10 for electrolysis is used in a brine with a high concentration close to saturation, in an atmosphere in which chlorine gas is generated, the material of the electrode substrate 10 is also preferably titanium having high corrosion resistance.

[0049] Форма подложки 10 электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и может быть выбрана форма, пригодная для данной цели. В качестве формы может быть применена любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением металлических нитей, и тому подобного. Из них предпочтительны перфорированный металлический лист или просечно–вытяжной металлический лист. Электроформование представляет собой способ получения тонкой металлической фольги, имеющей точно сформированный рисунок с использованием фотолитографии и электроосаждения в комбинации. Оно представляет собой способ, включающий формирование рисунка на подложке посредством фоторезиста, и электроосаждение участка, не защищенного резистом, для получения металлической тонкой пленки.[0049] The shape of the electrode substrate 10 for electrolysis is not particularly limited, and a shape suitable for this purpose can be selected. As the mold, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by an interlacing of metal filaments, and the like can be used. Of these, perforated metal sheet or expanded metal sheet is preferable. Electrospinning is a method of producing a thin metal foil having a precisely shaped pattern using photolithography and electrodeposition in combination. It is a method including patterning a substrate with a photoresist and electrodeposition of a portion not protected by the resist to form a metal thin film.

Что касается формы подложки электрода для электролиза, подходящая техническая характеристика зависит от расстояния между анодом и катодом в электролизере. В случае, где расстояние между анодом и катодом является конечным, может быть использована форма просечно–вытяжного металлического листа или перфорированного металлического листа, и в случае так называемого электролизера с нулевым зазором, в котором ионообменная мембрана находится в контакте с электродом, могут быть применены сформированная сплетением тонких металлических нитей тканая металлическая сетка, пористый металл, металлическое нетканое полотно, просечно–вытяжной металлический лист, перфорированный металлический лист, металлическая пористая фольга и тому подобное, хотя без ограничения этим.With regard to the shape of the electrode support for electrolysis, a suitable specification depends on the distance between the anode and the cathode in the electrolysis cell. In the case where the distance between the anode and the cathode is finite, the shape of an expanded metal sheet or a perforated metal sheet can be used, and in the case of a so-called zero-gap electrolyzer in which the ion exchange membrane is in contact with the electrode, a formed interlacing of fine metal filaments, woven metal mesh, porous metal, metal nonwoven fabric, expanded metal sheet, perforated metal sheet, metal porous foil, and the like, although not limited thereto.

[0050] Примеры подложки 10 электрода для электролиза включают металлическую фольгу, проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно-вытяжной металлический лист или пористый металл.[0050] Examples of the electrode substrate 10 for electrolysis include metal foil, wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, or porous metal.

В качестве материала пластины перед обработкой с образованием перфорированного металлического листа или просечно-вытяжного металлического листа, предпочтительны прокатанные пластинчатые материалы и электролитические фольги. Электролитическая фольга предпочтительно подвергается дополнительной обработке электроосаждением с использованием того же элемента, как ее базовый материал, в качестве дополнительной обработки, чтобы тем самым сформировать шероховатости на ее поверхности.As the plate material before being processed to form a perforated metal sheet or expanded metal sheet, rolled plate materials and electrolytic foils are preferred. The electrolytic foil is preferably subjected to a further electrodeposition treatment using the same element as its base material as a further treatment to thereby form roughness on its surface.

Толщина подложки 10 электрода для электролиза, как упомянуто выше, предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 155 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее, и дополнительно еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.The thickness of the electrolysis electrode substrate 10 as mentioned above is preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, further preferably 155 µm or less, even more preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

В подложке электрода для электролиза остаточное механическое напряжение во время обработки предпочтительно снимается отжигом подложки электрода для электролиза в окислительной атмосфере. Предпочтительно формировать шероховатости (выступы) с использованием стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного на поверхности подложки электрода для электролиза с последующей кислотной обработкой для увеличения площади ее поверхности, чтобы улучшить прочность сцепления со слоем катализатора, которым покрывается поверхность. Предпочтительно проводить обработку электроосаждением с использованием того же элемента, что и подложка, для увеличения площади поверхности.In the electrolysis electrode substrate, residual stress during processing is preferably relieved by annealing the electrolysis electrode substrate in an oxidizing atmosphere. It is preferable to form roughness (protrusions) using a steel grid, an alumina grid or the like on the surface of the electrode substrate for electrolysis, followed by acid treatment to increase its surface area in order to improve adhesion to the catalyst layer that is coated on the surface. It is preferable to carry out the electrodeposition treatment using the same element as the substrate in order to increase the surface area.

Для приведения первого слоя 20 в плотный контакт с поверхностью подложки 10 электрода для электролиза, подложку 10 электрода для электролиза предпочтительно подвергают обработке для увеличения площади поверхности. Примеры обработки для увеличения площади поверхности включают струйную обработку с использованием рубленой проволоки, стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного, кислотную обработку с использованием серной кислоты или соляной кислоты и обработку электроосаждением с использованием того же элемента, как в подложке. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости на поверхности подложки конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,1 до 5 мкм.To bring the first layer 20 into intimate contact with the surface of the electrolysis electrode substrate 10, the electrolysis electrode substrate 10 is preferably subjected to a surface area increasing treatment. Examples of surface area enhancing treatments include chopped wire blasting, steel grating, alumina grating or the like, acidizing using sulfuric acid or hydrochloric acid, and electrodeposition using the same element as in the substrate. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness on the surface of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.05 µm to 50 µm, more preferably 0.1 to 10 µm, even more preferably 0.1 to 5 µm.

[0051] Далее будет описан случай, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве анода для обычного электролиза соли.[0051] Next, a case will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as an anode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

На фигуре 1 первый слой 20 в качестве слоя катализатора содержит по меньшей мере один из оксидов рутения, оксидов иридия и оксидов титана. Примеры оксида рутения включают RuO2. Примеры оксида иридия включают IrO2. Примеры оксида титана включают TiO2. Первый слой 20 предпочтительно содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана или три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана. Это делает первый слой 20 более стабильным и дополнительно улучшает адгезию (прочность сцепления) ко второму слою 30.In Figure 1, the first layer 20 contains at least one of ruthenium oxides, iridium oxides and titanium oxides as a catalyst layer. Examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Examples of iridium oxide include IrO 2 . Examples of titanium oxide include TiO 2 . The first layer 20 preferably contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, or three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide. This makes the first layer 20 more stable and further improves adhesion (adhesive strength) to the second layer 30.

Когда первый слой 20 содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 1 до 9 молей, более предпочтительно от 1 до 4 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении двух оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.When the first layer 20 contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains from 1 to 9 moles, more preferably from 1 to 4 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. In a composite the ratio of two oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

Когда первый слой 20 содержит три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,2 до 3 молей, более предпочтительно от 0,3 до 2,5 молей оксида иридия в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. Первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,3 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 7 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении трех оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.When the first layer 20 contains three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains 0.2 to 3 moles, more preferably 0.3 to 2.5 moles of iridium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. The first layer 20 preferably contains from 0.3 to 8 moles, more preferably from 1 to 7 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. With a compositional ratio of three oxides in this Electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance in the range.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере два из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана, эти оксиды предпочтительно образуют твердый раствор. Формирование твердого раствора оксидов позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.When the first layer 20 contains at least two of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, these oxides preferably form a solid solution. The formation of a solid solution of the oxides allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

[0052] В дополнение к вышеописанным составам могут быть применены оксиды различных составов при условии, что содержится по меньшей мере один оксид из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана. Например, в качестве первого слоя 20 может быть использовано оксидное покрытие, называемое DSA(R), которое содержит рутений, иридий, тантал, ниобий, титан, олово, кобальт, марганец, платину и тому подобное.[0052] In addition to the above-described compositions, oxides of various compositions can be used, provided that at least one of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide is contained. For example, an oxide coating called DSA (R), which contains ruthenium, iridium, tantalum, niobium, titanium, tin, cobalt, manganese, platinum, and the like, can be used as the first layer 20.

Первый слой 20 не обязательно должен представлять собой единственный слой и может включать множество слоев. Например, первый слой 20 может включать слой, содержащий три оксида, и слой, содержащий два оксида. Толщина первого слоя 20 предпочтительно составляет от 0,05 до 10 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.The first layer 20 need not be a single layer and may include multiple layers. For example, the first layer 20 may include a three-oxide layer and a two-oxide layer. The thickness of the first layer 20 is preferably 0.05 to 10 µm, more preferably 0.1 to 8 µm.

[0053] (Второй слой)[0053] (Second layer)

Второй слой 30 предпочтительно содержит рутений и титан. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains ruthenium and titanium. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

Второй слой 30 предпочтительно содержит оксид палладия, твердый раствор оксида палладия и платины или сплав палладия и платины. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains palladium oxide, a solid solution of palladium-platinum oxide, or a palladium-platinum alloy. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

Более толстый второй слой 30 может поддерживать производительность электролиза в течение длительного периода времени, но с точки зрения экономичности толщина предпочтительно составляет от 0,05 до 3 мкм.The thicker second layer 30 can maintain the electrolysis performance for a long period of time, but from an economic standpoint, the thickness is preferably 0.05 to 3 µm.

[0054] Далее будет описана ситуация, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве катода для обычного электролиза соли.[0054] Next, a situation will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as a cathode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

Примеры компонентов первого слоя 20 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 20 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, предпочтительно содержат по меньшей мере один металл платиновой группы из платины, палладия, родия, рутения и иридия.When the first layer 20 contains at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides and alloys containing a platinum group metal, platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum metal containing alloys the groups preferably contain at least one platinum group metal from platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium.

В качестве металла платиновой группы предпочтительно содержится платина.The platinum group metal is preferably platinum.

В качестве оксида металла платиновой группы предпочтительно содержится оксид рутения.As the oxide of the platinum group metal, ruthenium oxide is preferably contained.

В качестве гидроксида металла платиновой группы предпочтительно содержится гидроксид рутения.As the hydroxide of the platinum group metal, ruthenium hydroxide is preferably contained.

В качестве сплава металлов платиновой группы предпочтительно содержится сплав платины с никелем, железом и кобальтом.As an alloy of platinum group metals, an alloy of platinum with nickel, iron and cobalt is preferably included.

[0055] Кроме того, при необходимости, в качестве второго компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид лантаноидного элемента. Это позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.[0055] In addition, if necessary, an oxide or hydroxide of a lanthanide element is preferably contained as the second component. This allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

В качестве оксида или гидроксида лантаноидного элемента предпочтительно содержится по меньшей мере один, выбранный из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия и диспрозия.As the oxide or hydroxide of the lanthanide element, preferably at least one selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium and dysprosium is contained.

Кроме того, при необходимости, в качестве третьего компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид переходного металла.In addition, if necessary, a transition metal oxide or hydroxide is preferably contained as the third component.

Добавление третьего компонента позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать более превосходную стойкость и снижать напряжение электролиза.The addition of the third component allows the electrolysis electrode 100 to exhibit superior resistance and lower electrolysis voltage.

Примеры предпочтительной комбинации включают только рутений, рутений+никель, рутений+церий, рутений+лантан, рутений+лантан+платина, рутений+лантан+палладий, рутений+празеодим, рутений+празеодим+платина, рутений+празеодим+платина+палладий, рутений+неодим, рутений+неодим+платина, рутений+неодим+марганец, рутений+неодим+железо, рутений+неодим+кобальт, рутений+неодим+цинк, рутений+неодим+галлий, рутений+неодим+сера, рутений+неодим+свинец, рутений+неодим+никель, рутений+неодим+медь, рутений+самарий, рутений+самарий+марганец, рутений+самарий+железо, рутений+самарий+кобальт, рутений+самарий+цинк, рутений+самарий+галлий, рутений+самарий+сера, рутений+самарий+свинец, рутений+самарий+никель, платина+церий, платина+палладий+церий, платина+палладий+лантан+церий, платина+иридий, платина+палладий, платина+иридий+палладий, платина+никель+палладий, платина+никель+рутений, сплавы платины и никеля, сплавы платины и кобальта и сплавы платины и железа.Examples of a preferred combination include only ruthenium, ruthenium + nickel, ruthenium + cerium, ruthenium + lanthanum, ruthenium + lanthanum + platinum, ruthenium + lanthanum + palladium, ruthenium + praseodymium, ruthenium + praseodymium + platinum, ruthenium + praseodymium + platinum + palladium, ruthenium + neodymium, ruthenium + neodymium + platinum, ruthenium + neodymium + manganese, ruthenium + neodymium + iron, ruthenium + neodymium + cobalt, ruthenium + neodymium + zinc, ruthenium + neodymium + gallium, ruthenium + neodymium + sulfur, ruthenium + neodymium + lead , ruthenium + neodymium + nickel, ruthenium + neodymium + copper, ruthenium + samarium, ruthenium + samarium + manganese, ruthenium + samarium + iron, ruthenium + samarium + cobalt, ruthenium + samarium + zinc, ruthenium + samarium + gallium, ruthenium + samarium + sulfur, ruthenium + samarium + lead, ruthenium + samarium + nickel, platinum + cerium, platinum + palladium + cerium, platinum + palladium + lanthanum + cerium, platinum + iridium, platinum + palladium, platinum + iridium + palladium, platinum + nickel + palladium, platinum + nickel + ruthenium, platinum and nickel alloys, platinum and cobalt alloys and platinum and iron alloys.

[0056] Когда металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, не содержатся, основным компонентом катализатора предпочтительно является элемент никель.[0056] When platinum-group metals, platinum-group metal oxides, platinum-group metal hydroxides, and platinum-group metal-containing alloys are not contained, the main component of the catalyst is preferably the element nickel.

Предпочтительно содержится по меньшей мере один из металлического никеля, оксидов и гидроксидов никеля.Preferably, at least one of nickel metal, nickel oxides and hydroxides is contained.

[0057] В качестве второго компонента может быть добавлен переходный металл. В качестве второго добавляемого компонента предпочтительно содержится по меньшей мере один элемент из титана, олова, молибдена, кобальта, марганца, железа, серы, цинка, меди и углерода.[0057] A transition metal can be added as a second component. As the second added component, at least one of titanium, tin, molybdenum, cobalt, manganese, iron, sulfur, zinc, copper and carbon is preferably contained.

Примеры предпочтительной комбинации включают никель+олово, никель+титан, никель+молибден и никель+кобальт.Examples of a preferred combination include nickel + tin, nickel + titanium, nickel + molybdenum, and nickel + cobalt.

При необходимости между первым слоем 20 и подложкой 10 электрода для электролиза может быть размещен промежуточный слой. Размещением промежуточного слоя может быть улучшена стойкость электрода 100 для электролиза.If necessary, an intermediate layer may be disposed between the first layer 20 and the electrolysis electrode substrate 10. By placing the intermediate layer, the resistance of the electrolysis electrode 100 can be improved.

В качестве промежуточного слоя предпочтительны такие, которые имеют сродство как к первому слою 20, так и к подложке 10 электрода для электролиза. В качестве промежуточного слоя предпочтительны оксиды никеля, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы и гидроксиды металлов платиновой группы. Промежуточный слой может быть сформирован нанесением и обжигом раствора, содержащего компонент, который образует промежуточный слой. В альтернативном варианте также может быть сформирован поверхностный оксидный слой подверганием подложки термической обработке при температуре от 300 до 600°С в воздушной атмосфере. Кроме того, этот слой может быть сформирован известным способом, таким как способ термического напыления и способ ионного осаждения.Preferred as the intermediate layer are those which have an affinity for both the first layer 20 and the electrode substrate 10 for electrolysis. As the intermediate layer, preferred are nickel oxides, platinum group metals, platinum group metal oxides and platinum group metal hydroxides. The intermediate layer can be formed by applying and firing a solution containing the component that forms the intermediate layer. Alternatively, a surface oxide layer can also be formed by subjecting the substrate to heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. in an air atmosphere. In addition, this layer can be formed by a known method such as a thermal spraying method and an ionic deposition method.

(Второй слой)(Second layer)

[0058] Примеры компонентов первого слоя 30 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов. Первый слой 30 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы. Примеры предпочтительной комбинации элементов, содержащихся во втором слое, включают комбинации, перечисленные для первого слоя. Комбинация первого слоя и второго слоя может представлять собой комбинацию, в которой составы являются одинаковыми, а композиционные соотношения являются различными, или может быть комбинацией различных составов.[0058] Examples of the components of the first layer 30 as the catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb , Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu , Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides. The first layer 30 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys. Examples of a preferred combination of elements contained in the second layer include those listed for the first layer. The combination of the first layer and the second layer can be a combination in which the compositions are the same and the compositional ratios are different, or it can be a combination of different compositions.

[0059] Что касается толщины слоя катализатора, общая толщина сформированного слоя катализатора и промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,01 мкм до 20 мкм. При толщине 0,01 мкм или более слой катализатора может в достаточной мере служить в качестве катализатора. При толщине 20 мкм или менее можно сформировать прочный слой катализатора, отделение которого от подложки маловероятно. Толщина более предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 15 мкм. Толщина более предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Еще более предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 8 мкм.[0059] With regard to the thickness of the catalyst layer, the total thickness of the formed catalyst layer and the intermediate layer is preferably 0.01 µm to 20 µm. With a thickness of 0.01 µm or more, the catalyst layer can sufficiently serve as a catalyst. With a thickness of 20 µm or less, a strong catalyst layer can be formed that is unlikely to separate from the support. The thickness is more preferably 0.05 µm to 15 µm. The thickness is more preferably 0.1 to 10 µm. Even more preferably, the thickness is 0.2 to 8 µm.

[0060] Толщина электрода, то есть совокупная толщина подложки электрода для электролиза и слоя катализатора, предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 138 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 135 мкм или менее, в отношении технологичности электрода. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных, как указано выше, соображений толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, еще более предпочтительно 115 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более, из практических соображений, более предпочтительно 20 мкм или более. Толщина электрода может быть определена измерением с помощью цифрового толщиномера (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Толщина подложки электрода для электролиза может быть измерена таким же образом, как толщина электрода. Толщина слоя катализатора может быть определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.[0060] The thickness of the electrode, that is, the combined thickness of the electrolysis electrode support and the catalyst layer, is preferably 315 µm or less, more preferably 220 µm or less, further preferably 170 µm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, even more preferably 138 µm or less, further even more preferably 135 µm or less, with respect to the workability of the electrode. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for similar reasons as above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, even more preferably 115 µm or less, further more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. The thickness of the electrode can be determined by measuring with a digital thickness gauge (from Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm). The thickness of the electrode substrate for electrolysis can be measured in the same manner as the thickness of the electrode. The thickness of the catalyst layer can be determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode support from the thickness of the electrode.

[0061] (Способ изготовления электрода для электролиза)[0061] (Method for Manufacturing Electrolysis Electrode)

Далее будет подробно описан один вариант осуществления способа изготовления электрода 100 для электролиза.Next, one embodiment of a method for manufacturing an electrode 100 for electrolysis will be described in detail.

В настоящем варианте осуществления электрод 100 для электролиза может быть получен формированием первого слоя 20, предпочтительно второго слоя 30 на подложке электрода для электролиза таким способом, как обжиг пленки покрытия в атмосфере кислорода (пиролиз) или ионное осаждение, электроосаждение или термическое распыление. Из них предпочтительны способ пиролиза, способ электроосаждения и способ ионного осаждения, поскольку слой катализатора может быть сформирован при предотвращении деформации подложки электрода для электролиза. Если к тому же учитывается производительность, дополнительно предпочтительны способ электроосаждения и способ пиролиза. Способ получения по настоящему варианту осуществления может достигать высокой производительности формирования электрода 100 для электролиза. Более конкретно, в способе пиролиза слой катализатора формируется на подложке электрода для электролиза с помощью этапа нанесения, на котором наносят покровную жидкость, содержащую катализатор, этапа сушки, на котором высушивают покровную жидкость, и этапа пиролиза, на котором выполняют пиролиз. Под пиролизом здесь означается, что соль металла, которая должна быть прекурсором, разлагается путем нагревания на металл или оксид металла и газообразное вещество. Продукт разложения зависит от природы используемого металла, типа соли и атмосферы, в которой проводится пиролиз, и многие металлы имеют тенденцию образовывать оксиды в окислительной атмосфере. В промышленном процессе изготовления электрода для электролиза пиролиз обычно выполняется на воздухе, и во многих случаях образуется оксид металла или гидроксид металла.In the present embodiment, the electrolysis electrode 100 can be obtained by forming a first layer 20, preferably a second layer 30 on the electrolysis electrode substrate by a method such as firing a coating film in an oxygen atmosphere (pyrolysis) or ion deposition, electrodeposition, or thermal sputtering. Of these, a pyrolysis method, an electrodeposition method and an ion-plating method are preferable, since the catalyst layer can be formed while preventing deformation of the electrode substrate for electrolysis. If, in addition, productivity is considered, an electrodeposition method and a pyrolysis method are further preferred. The production method of the present embodiment can achieve high formation productivity of the electrolysis electrode 100. More specifically, in the pyrolysis method, a catalyst layer is formed on the electrode support for electrolysis by an application step in which a coating liquid containing the catalyst is applied, a drying step in which the coating liquid is dried, and a pyrolysis step in which pyrolysis is performed. Pyrolysis here means that a metal salt, which is to be a precursor, decomposes by heating into a metal or metal oxide and a gaseous substance. The decomposition product depends on the nature of the metal used, the type of salt and the atmosphere in which the pyrolysis is carried out, and many metals tend to form oxides in an oxidizing atmosphere. In an industrial process for making an electrode for electrolysis, pyrolysis is usually performed in air, and in many cases a metal oxide or metal hydroxide is formed.

[0062] (Формирование первого слоя анода)[0062] (Formation of the first layer of the anode)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворена по меньшей мере одна соль металла из рутения, иридия и титана (первая покровная жидкость), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание рутения, иридия и титана в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which at least one metal salt of ruthenium, iridium and titanium (first coating liquid) is dissolved on the electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The content of ruthenium, iridium and titanium in the first cover liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.Metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.Examples of a method used as a method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into a first coating liquid, a method for applying a first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roll impregnated with the first coating liquid. and an electrostatic coating method in which the electrolysis electrode substrate 10 and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0063] (Этап сушки и этап пиролиза)[0063] (Drying Step and Pyrolysis Step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0064] (Формирование второго слоя анода)[0064] (Formation of the second layer of the anode)

Второй слой 30, который формируют при необходимости, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия и соединение платины, или раствора, содержащего соединение рутения и соединение титана (второй покровной жидкости), на первый слой 20, и затем покровную жидкость подвергают пиролизу в присутствии кислорода.The second layer 30, which is formed if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound and a platinum compound or a solution containing a ruthenium compound and a titanium compound (second coating liquid) on the first layer 20, and then the coating liquid is subjected to pyrolysis in presence of oxygen.

[0065] (Формирование первого слоя катода способом пиролиза)[0065] (Formation of the first cathode layer by pyrolysis method)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворены соли металлов в различной комбинации (первой покровной жидкости), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание металла в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which metal salts in various combinations are dissolved (first coating liquid) on an electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The metal content in the first coating liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.Metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.Examples of a method used as a method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into a first coating liquid, a method for applying a first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roll impregnated with the first coating liquid. and an electrostatic coating method in which the electrolysis electrode substrate 10 and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0066] (Этап сушки и этап пиролиза)[0066] (Drying Step and Pyrolysis Step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, нагревание при температуре в диапазоне от 350°С до 650°С может дополнительно повысить стабильность первого слоя 20.The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further additionally fired for a long period of time as required, heating at a temperature in the range of 350 ° C to 650 ° C can further improve the stability of the first layer 20.

[0067] (Формирование промежуточного слоя)[0067] (Interlayer Formation)

Промежуточный слой, который формируют, если потребуется, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия или соединение платины (второй покровной жидкости), на подложку, и затем пиролизом покровной жидкости в присутствии кислорода. В альтернативном варианте промежуточный слой из оксида никеля может быть сформирован на поверхности подложки только нагреванием подложки, без нанесения на нее раствора, при температуре в диапазоне от 300°С до 580°С в течение времени от одной минуты до 60 минут.The intermediate layer, which is formed, if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound or a platinum compound (second coating liquid) to a substrate, and then pyrolysis of the coating liquid in the presence of oxygen. Alternatively, an intermediate nickel oxide layer can be formed on the surface of the substrate by heating the substrate only, without applying a solution, at a temperature in the range from 300 ° C to 580 ° C for a time from one minute to 60 minutes.

[0068] (Формирование первого слоя катода ионным осаждением)[0068] (Formation of the first cathode layer by ion deposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также ионным осаждением.The first layer 20 can also be formed by ion deposition.

Пример содержит способ, в котором подложку закрепляют в камере и мишень из металлического рутения облучают электронным пучком. Частицы испаренного металлического рутения положительно заряжаются в плазме в камере, осаждаясь на отрицательно заряженную подложку. Атмосфера плазмы представляет собой аргон и/или кислород, и рутений осаждается на подложку в виде оксида рутения.The example comprises a method in which a substrate is fixed in a chamber and a ruthenium metal target is irradiated with an electron beam. Particles of vaporized metallic ruthenium are positively charged in the plasma in the chamber, deposited on a negatively charged substrate. The plasma atmosphere is argon and / or oxygen and ruthenium is deposited on the substrate as ruthenium oxide.

[0069] (Формирование первого слоя катода электроосаждением)[0069] (Formation of the first cathode layer by electrodeposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также способом электроосаждения.The first layer 20 can also be formed by electrodeposition.

В качестве примера, когда подложка используется в качестве катода и подвергается нанесению электролитического покрытия в растворе электролита, содержащем никель и олово, может быть сформировано электролитическое покрытие из сплава никеля и олова.As an example, when the substrate is used as a cathode and is subjected to plating in an electrolyte solution containing nickel and tin, an electrolytic plating of a nickel-tin alloy can be formed.

[0070] (Формирование первого слоя катода термическим напылением)[0070] (Formation of the first layer of the cathode by thermal spraying)

Первый слой 20 может быть сформирован также термическим напылением.The first layer 20 can also be formed by thermal spraying.

В качестве примера, частицы распыленного плазмой на подложку оксида никеля могут образовывать слой катализатора, в котором смешаны металлический никель и оксид никеля.By way of example, nickel oxide particles sprayed by plasma onto a substrate may form a catalyst bed in which nickel metal and nickel oxide are mixed.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления может быть объединен с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, и использован. Таким образом, электрод может быть применен в виде объединенного с мембраной электрода. Тогда устраняется работа по замене катода и анода при обновлении электрода и заметно улучшается эффективность работ.The electrolysis electrode of the present embodiment may be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane and used. Thus, the electrode can be used as an electrode combined with a membrane. Then the work of replacing the cathode and anode is eliminated when renewing the electrode and the work efficiency is noticeably improved.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления образует слоистое изделие с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, составляя объединенный элемент из мембраны и электрода, и тогда может сделать производительность электролиза сравнимой или более высокой, чем производительность с новым электродом. Мембрана конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть наслоена на электрод, и будет подробно описана ниже.The electrolysis electrode of the present embodiment forms a laminated article with a membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, constituting a combined membrane and an electrode, and then can make the electrolysis performance comparable to or better than that with the new electrode. The membrane is not particularly limited as long as the membrane can be laminated to the electrode, and will be described in detail below.

[0071] [Ионообменная мембрана][0071] [Ion exchange membrane]

Ионообменная мембрана имеет тело мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слой покрытия, обеспеченный на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Слой покрытия содержит частицы неорганического материала и связующее, и удельная площадь поверхности слоя покрытия составляет от 0,1 до 10 м2/г. В ионообменной мембране, имеющей такую структуру (конструкцию), влияние выделяющегося во время электролиза газа на производительность электролиза является небольшим и может демонстироваться стабильная производительность электролиза.The ion exchange membrane has a membrane body containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. The coating layer contains particles of inorganic material and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. In an ion exchange membrane having such a structure (structure), the effect of the gas evolved during electrolysis on the electrolysis performance is small, and stable electrolysis performance can be demonstrated.

Вышеописанная ионообменная мембрана содержит один из либо слоя сульфоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), либо слоя карбоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»). С точки зрения прочности и размерной стабильности предпочтительно дополнительно вводятся армирующие материалы сердцевины.The above-described ion exchange membrane contains one of either a sulfonic acid layer having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”) or a carboxylic acid layer having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented as —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”). From the point of view of strength and dimensional stability, it is preferable to additionally include core reinforcing materials.

Частицы неорганического материала и связующее будут подробно описаны ниже в разделе описания слоя покрытия.The inorganic material particles and the binder will be described in detail below in the coating layer description section.

[0072] Фигура 2 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий один вариант осуществления ионообменной мембраны. Ионообменная мембрана 1 имеет тело 10 мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слои 11а и 11b покрытия, сформированные на обеих поверхностях тела 10 мембраны.[0072] Figure 2 illustrates a schematic sectional view showing one embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 has a membrane body 10 containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11a and 11b formed on both surfaces of the membrane body 10.

В ионообменной мембране 1 тело 10 мембраны включает слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, и армирующие материалы 4 сердцевины, повышающие прочность и размерную стабильность. Ионообменная мембрана 1, включающая слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, надлежащим образом используется в качестве ионообменной мембраны.In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2, and core reinforcing materials 4 that increase strength and dimensional stability. An ion exchange membrane 1 including a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2 is suitably used as an ion exchange membrane.

Ионообменная мембрана может включать один из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты. Ионообменная мембрана не обязательно должна быть упрочнена армирующими материалами сердцевины, и порядок размещения армирующих материалов сердцевины не ограничивается примером на фигуре 2.The ion exchange membrane may include one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. The ion exchange membrane does not need to be reinforced with core reinforcing materials, and the arrangement of the core reinforcing materials is not limited to the example in FIG. 2.

[0073] (Тело мембраны)[0073] (Membrane Body)

Сначала будет описано тело 10 мембраны, составляющее ионообменную мембрану 1.First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 will be described.

Тело 10 мембраны должно быть таким, чтобы его функцией было обеспечение селективного проникновения катионов, и содержит углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу. Его конфигурация и материал конкретно не ограничиваются, и предпочтительные из них могут быть выбраны надлежащим образом.The body 10 of the membrane should be such that its function is to provide selective permeation of cations, and contains a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Its configuration and material are not particularly limited, and preferable ones can be appropriately selected.

Углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу в теле 10 мембраны, может быть получен из углеводородного полимера или фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом или тому подобным. Более конкретно, например, после того, как для получения прекурсора тела 10 мембраны используется полимер, содержащий основную цепь фторированного углеводорода, имеющего в качестве боковой цепи группу, преобразуемую в ионообменную группу гидролизом или тому подобным (прекурсор ионообменной группы), и перерабатываемый в расплаве (ниже в некоторых случаях называемый «фторсодержащим полимером (а)»), тело 10 мембраны может быть получено преобразованием прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу.The hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis or the like. More specifically, for example, after a polymer containing a fluorinated hydrocarbon backbone having a side chain that is converted to an ion exchange group by hydrolysis or the like (ion exchange group precursor) is used to obtain a precursor of the membrane body 10, and melt-processable ( below in some cases referred to as "fluorine-containing polymer (s)"), the membrane body 10 can be obtained by converting a precursor of an ion exchange group into an ion exchange group.

[0074] Фторсодержащий полимер (а) может быть получен, например, сополимеризацией по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей первой группы, и по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей второй группы и/или следующей третьей группы. Фторсодержащий полимер (а) также может быть получен гомополимеризацией одного мономера, выбранного из любой из следующей первой группы, следующей второй группы и следующей третьей группы.[0074] The fluorine-containing polymer (s) can be obtained, for example, by copolymerizing at least one monomer selected from the next first group and at least one monomer selected from the next second group and / or the next third group. The fluorine-containing polymer (s) can also be obtained by homopolymerizing one monomer selected from any of the next first group, the next second group, and the next third group.

Примеры мономеров первой группы включают винилфторидные соединения. Примеры винилфторидных соединений включают винилфторид, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, винилиденфторид, трифторэтилен, хлортрифторэтилен, и перфторалкилвиниловые простые эфиры. В частности, когда ионообменная мембрана используется в качестве мембраны для щелочного электролиза, винилфторидное соединение предпочтительно представляет собой перфторированный мономер, и предпочтителен перфторированный мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена, гексафторпропилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров.Examples of monomers of the first group include vinyl fluoride compounds. Examples of vinyl fluoride compounds include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ethers. In particular, when an ion exchange membrane is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluorinated monomer, and a perfluorinated monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and perfluoroalkyl vinyl ethers is preferred.

[0075] Примеры мономеров второй группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа карбоновой кислоты (группу карбоновой кислоты). Примеры виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу карбоновой кислоты, включают мономеры, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)s–O(CZF)t–COOR, в которой s представляет целое число от 0 до 2, t представляет целое число от 1 до 12, каждый из Y и Z независимо представляет F или CF3 и R представляет низшую алкильную группу (низшая алкильная группа представляет собой алкильную группу, имеющую, например, от 1 до 3 атомов углерода).[0075] Examples of monomers of the second group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group such as a carboxylic acid (carboxylic acid group). Examples of vinyl compounds having a functional group convertible to a carboxylic acid ion exchange group include monomers represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) s –O (CZF) t –COOR, in which s is an integer from 0 to 2, t is an integer from 1 to 12, each of Y and Z is independently F or CF 3 and R is a lower alkyl group (a lower alkyl group is an alkyl group having, for example, 1 to 3 carbon atoms).

Среди них предпочтительны соединения, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)n–O(CF2)m–COOR, в которой n представляет целое число от 0 до 2, m представляет целое число от 1 до 4, Y представляет F или CF3 и R представляет CH3, C2H5 или C3H7.Among them, preferred are compounds represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n - O (CF 2 ) m - COOR, in which n represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 4, Y represents F or CF 3 and R is CH 3 , C 2 H 5, or C 3 H 7 .

Когда ионообменная мембрана используется в качестве катионообменной мембраны для щелочного электролиза, перфторсоединение предпочтительно применяется по меньшей мере как мономер, но алкильная группа (смотри выше значения R) сложноэфирной группы теряется из полимера во время гидролиза, и поэтому алкильная группа (R) не обязательно должна быть перфторалкильной группой, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора.When an ion exchange membrane is used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, the perfluoro compound is preferably used at least as a monomer, but the alkyl group (see R values above) of the ester group is lost from the polymer during hydrolysis, and therefore the alkyl group (R) need not be a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

[0076] Из вышеуказанных мономеров более предпочтительны представленные ниже мономеры в качестве мономеров второй группы:[0076] Of the above monomers, the following monomers are more preferred as monomers of the second group:

CF2=CFOCF2–CF(CF3)OCF2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 –CF (CF 3 ) OCF 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CF[OCF2–CF(CF3)]2O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CF [OCF 2 –CF (CF 3 )] 2 O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,

CF2=CFO(CF2)2COOCH3 иCF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 and

CF2=CFO(CF2)3COOCH3.CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .

[0077] Примеры мономеров третьей группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа сульфона (группу сульфоновой кислоты). В качестве виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу сульфоновой кислоты, предпочтительны, например, мономеры, представленные формулой CF2=CFO–X–CF2–SO2F, в которой X представляет перфторалкиленовую группу. Конкретные примеры их включают представленные ниже мономеры:[0077] Examples of monomers of the third group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the sulfone type (sulfonic acid group). As vinyl compounds having a functional group convertible to a sulfonic acid ion exchange group, for example, monomers represented by the formula CF 2 = CFO — X — CF 2 —SO 2 F in which X is a perfluoroalkylene group are preferred. Specific examples include the following monomers:

CF2=CFOCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CF(CF2)2SO2F,CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,

CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]2CF2CF2SO2F иCF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and

CF2=CFOCF2CF(CF2OCF3)OCF2CF2SO2F.CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[0078] Среди них более предпочтительными являются CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F.[0078] Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F are more preferable.

Сополимер, получаемый из этих мономеров, может быть образован способом полимеризации, разработанным для гомополимеризации и сополимеризации этиленфторида, в частности, общим способом полимеризации, применяемым для тетрафторэтилена. Например, в способе с использованием неводной среды реакция полимеризации может быть проведена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, таким как пероксид перфторуглерода или азосоединение, в условиях температуры от 0 до 200°С и давления от 0,1 до 20 МПа, с использованием инертного растворителя, такого как перфторуглеводород или хлорфторуглерод.The copolymer obtained from these monomers can be formed by a polymerization process designed for the homopolymerization and copolymerization of ethylene fluoride, in particular by the general polymerization process used for tetrafluoroethylene. For example, in a method using a non-aqueous medium, the polymerization reaction can be carried out in the presence of a free radical polymerization initiator such as a perfluorocarbon peroxide or an azo compound, under conditions of a temperature of 0 to 200 ° C and a pressure of 0.1 to 20 MPa, using an inert solvent, such as a perfluorocarbon or a chlorofluorocarbon.

[0079] В вышеуказанной сополимеризации тип комбинации вышеуказанных мономеров и их пропорции конкретно не ограничиваются и определяются в зависимости от типа и количества функциональных групп, которые желательно ввести в получаемый фторсодержащий полимер. Например, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу карбоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы и второй группы и сополимеризироваться. В дополнение, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из первой группы и третьей группы и сополимеризироваться. Кроме того, когда получают фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты и группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один мономер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы, второй группы и третьей группы и сополимеризироваться. В этом случае целевой фторсодержащий полимер может быть получен также отдельным формированием сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и второй группы, и сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и третьей группы, и затем смешиванием этих сополимеров. Состав смеси мономеров конкретно не ограничивается, и когда количество функциональных групп на структурную единицу полимера возрастает, должна увеличиваться доля мономеров, выбранных из вышеописанных второй группы и третьей группы.[0079] In the above copolymerization, the type of combination of the above monomers and their proportions are not particularly limited and are determined depending on the type and amount of functional groups that it is desirable to introduce into the resulting fluorine-containing polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is produced, at least one polymer must be selected from each of the above-described first group and second group and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is prepared, at least one polymer must be selected from each of the first group and the third group, and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is produced, at least one monomer must be selected from each of the above-described first group, second group and third group and copolymerized. In this case, the target fluorine-containing polymer can also be obtained by separately forming a copolymer including monomers of the above-described first group and second group, and a copolymer including monomers of the above-described first group and third group, and then mixing these copolymers. The composition of the mixture of monomers is not particularly limited, and when the number of functional groups per structural unit of the polymer increases, the proportion of monomers selected from the above-described second group and third group must increase.

Общая ионообменная емкость фторсодержащего сополимера конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мг⋅экв/г, более предпочтительно от 0,6 до 1,5 мг⋅экв/г. Общая ионообменная емкость здесь относится к эквиваленту обменной группы на единицу веса сухой смолы и может быть измерена нейтрализационным титрованием или тому подобным.The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg-eq / g, more preferably 0.6 to 1.5 mg-eq / g. The total ion exchange capacity here refers to the equivalent of the exchange group per unit weight of dry resin and can be measured by neutralization titration or the like.

[0080] В теле 10 мембраны ионообменной мембраны 1 слой 3 сульфоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, и слой 2 карбоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, наслоены. Путем обеспечения тела 10 мембраны, имеющей такую конфигурацию слоев, может быть дополнительно улучшена селективная проницаемость для катионов, таких как ионы натрия.[0080] In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group are laminated. By providing the membrane body 10 having such a layer configuration, the selective permeability to cations such as sodium ions can be further improved.

Ионообменную мембрану 1 размещают в электролизере так, что, как правило, слой 3 сульфоновой кислоты находится на анодной стороне электролизера, и слой 2 карбоновой кислоты находится на катодной стороне электролизера.The ion exchange membrane 1 is placed in the cell so that typically the sulfonic acid layer 3 is on the anode side of the cell and the carboxylic acid layer 2 is on the cathode side of the cell.

Слой 3 сульфоновой кислоты предпочтительно состоит из материала, имеющего низкое электрическое сопротивление, и имеет большую толщину, чем слой 2 карбоновой кислоты, с точки зрения прочности мембраны. Толщина слоя 3 сульфоновой кислоты предпочтительно составляет величину, которая в 2–25 раз, более предпочтительно в 3–15 раз превышает толщину слоя 2 карбоновой кислоты.The sulfonic acid layer 3 is preferably composed of a material having a low electrical resistance and is thicker than the carboxylic acid layer 2 in terms of membrane strength. The thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times, more preferably 3 to 15 times the thickness of the carboxylic acid layer 2.

Слой 2 карбоновой кислоты предпочтительно имеет высокие характеристики эксклюзии анионов, даже если он имеет небольшую толщину. Характеристики эксклюзии анионов здесь относятся к характеристике затруднять внедрение и проникновение анионов в ионообменную мембрану 1 или сквозь нее. Чтобы повысить характеристики эксклюзии анионов, эффективным является размещение слоя карбоновой кислоты, имеющей небольшую ионообменную емкость сравнительно со слоем сульфоновой кислоты.The carboxylic acid layer 2 preferably has high anion exclusion characteristics, even if it is thin. The anion exclusion characteristics herein refer to the characteristic of hindering the incorporation and penetration of anions into or through the ion exchange membrane 1. In order to improve the anion exclusion characteristics, it is effective to place a carboxylic acid layer having a low ion exchange capacity compared to the sulfonic acid layer.

В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 3 сульфоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F в качестве мономера третьей группы.As the fluorine-containing polymer for use in the sulfonic acid layer 3, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F is preferred as the third group monomer.

В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 2 карбоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF2)O(CF2)2COOCH3 в качестве мономера второй группы.As the fluorine-containing polymer for use in the carboxylic acid layer 2, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 as the second group monomer is preferable.

[0081] (Слой покрытия)[0081] (Coating layer)

Ионообменная мембрана имеет слой покрытия на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Как показано на Фигуре 2, в ионообменной мембране 1 слои 11a и 11b покрытия сформированы на обеих поверхностях тела 10 мембраны.The ion exchange membrane has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in FIG. 2, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11a and 11b are formed on both surfaces of the membrane body 10.

Слои покрытия содержат частицы неорганического материала и связующее.The coating layers contain particles of inorganic material and a binder.

Средний размер частиц неорганического материала предпочтительно составляет 0,90 мкм или более. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 0,90 мкм или более, весьма значительно улучшается стойкость к примесям, в дополнение к присоединению газа. То есть увеличением среднего размера частиц неорганического материала, а также соблюдением величины вышеупомянутой удельной площади поверхности, может достигаться особенно заметный эффект. Предпочтительны неодинаковые частицы неорганического материала, насколько удовлетворяются вышеуказанные средний размер частиц и удельная площадь поверхности. Могут быть использованы частицы неорганического материала, полученные плавлением, и частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной (необожженной) руды. Предпочтительно применяются частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды.The average particle size of the inorganic material is preferably 0.90 µm or more. When the average particle size of the inorganic material is 0.90 µm or more, impurity resistance is greatly improved in addition to gas attachment. That is, by increasing the average particle size of the inorganic material as well as keeping the above-mentioned specific surface area, a particularly noticeable effect can be achieved. Uneven particles of inorganic material are preferred insofar as the above average particle size and specific surface area are satisfied. Melted inorganic material particles and raw ore milling inorganic particles can be used. Preferably, particles of inorganic material obtained by milling raw ore are used.

Средний размер частиц неорганического материала может составлять 2 мкм или менее. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 2 мкм или менее, может быть предотвращено повреждение мембраны частицами неорганического материала. Средний размер частиц неорганического материала более предпочтительно составляет от 0,90 до 1,2 мкм.The average particle size of the inorganic material may be 2 µm or less. When the average particle size of the inorganic material is 2 µm or less, damage to the membrane by the inorganic material can be prevented. The average particle size of the inorganic material is more preferably 0.90 to 1.2 µm.

Здесь средний размер частиц может быть измерен анализатором размера частиц («SALD2200», фирмы SHIMADZU CORPORATION).Here, the average particle size can be measured with a particle size analyzer ("SALD2200", manufactured by SHIMADZU CORPORATION).

Частицы неорганического материала предпочтительно имеют неправильные формы. Такие формы дополнительно улучшают стойкость к примесям. Частицы неорганического материала предпочтительно имеют широкое распределение частиц по размерам.The particles of inorganic material are preferably irregular in shape. Such shapes further improve the resistance to impurities. The particles of inorganic material preferably have a wide particle size distribution.

Частицы неорганического материала предпочтительно содержат по меньшей мере один неорганический материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов элементов IV группы Периодической таблицы (химических элементов), нитридов элементов IV группы Периодической таблицы, и карбидов элементов IV группы Периодической таблицы. С позиции стойкости более предпочтительны частицы оксида циркония.The particles of inorganic material preferably contain at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the Periodic Table (chemical elements), nitrides of Group IV elements of the Periodic Table, and carbides of Group IV elements of the Periodic Table. From the standpoint of resistance, zirconium oxide particles are more preferable.

Частицы неорганического материала предпочтительно представляют собой частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды из частиц неорганического материала, или частицы неорганического материала в виде сферических частицх, имеющих равномерный диаметр, полученные очисткой расплава необогащенной руды из частиц неорганического материалаParticles of inorganic material are preferably particles of inorganic material obtained by grinding raw ore from particles of inorganic material, or particles of inorganic material in the form of spherical particles having a uniform diameter, obtained by refining a melt of raw ore from particles of inorganic material

[0082] Примеры средств для размалывания необогащенной руды включают, но конкретно не ограничиваются этим, шаровые мельницы, бисерные мельницы, коллоидные мельницы, конические истиратели, дисковые мельницы, бегуны, зерновые мельницы, молотковые мельницы, грануляторы, дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI), мельницы для измельчения кожи (Wiley mills), валковые мельницы и струйные мельницы. После измельчения частицы предпочтительно подвергают промыванию. В качестве способа промывания частицы предпочтительно обрабатывают кислотой. Эта обработка может уменьшать количество примесей, таких как железо, налипшее на поверхность частиц неорганического материала.[0082] Examples of means for grinding raw ore include, but are not specifically limited to, ball mills, bead mills, colloid mills, cone grinders, disk mills, runners, grain mills, hammer mills, granulators, vertical shaft impact crushers (VSI ), leather mills (Wiley mills), roller mills and jet mills. After grinding, the particles are preferably washed. As a washing method, the particles are preferably treated with an acid. This treatment can reduce the amount of impurities such as iron adhered to the surface of the inorganic material particles.

Слой покрытия предпочтительно содержит связующее. Связующее представляет собой компонент, который образует слои покрытия удерживанием частиц неорганического материала на поверхности ионообменной мембраны. Связующее предпочтительно содержит фторсодержащий полимер с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза.The coating layer preferably contains a binder. The binder is the component that forms the coating layers by retaining particles of inorganic material on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the standpoint of resistance to electrolyte solution and electrolysis products.

[0083] В качестве связующего более предпочтительным является фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты или группу сульфоновой кислоты, с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза и прочности сцепления с поверхностью ионообменной мембраны. Когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты (слой сульфоновой кислоты), фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, еще более предпочтительно используется в качестве связующего слоя покрытия. В альтернативном варианте, когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты (слой карбоновой кислоты), в качестве связующего слоя покрытия более предпочтительно применяется фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты.[0083] As a binder, a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable in terms of resistance to electrolyte solution and electrolysis products and adhesion strength to the surface of the ion exchange membrane. When the coating layer is provided on the layer containing the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group is even more preferably used as the tie layer of the coating. Alternatively, when the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group (carboxylic acid layer), a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group is more preferably used as the tie layer of the coating.

Содержание частиц неорганического материала в слое покрытия предпочтительно составляет от 40 до 90% по массе, более предпочтительно от 50 до 90% по массе. Содержание связующего предпочтительно составляет от 10 до 60% по массе, более предпочтительно от 10 до 50% по массе.The content of the particles of inorganic material in the coating layer is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 90% by mass. The content of the binder is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

Плотность распределения слоя покрытия в ионообменной мембране предпочтительно составляет от 0,05 до 2 мг на 1 см2. Когда ионообменная мембрана имеет выступы (шероховатости) на ее поверхности, плотность распределения слоя покрытия предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мг на 1 см2.The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . When the ion exchange membrane has ridges (roughness) on its surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per cm 2 .

В качестве способа изготовления слоя покрытия, который конкретно не ограничивается, может быть применен известный способ. Примером является способ, включающий нанесение распылением или тому подобным покровной жидкости, полученной диспергированием частиц неорганического материала в растворе, содержащем связующее.As a method for manufacturing the coating layer, which is not particularly limited, a known method can be applied. An example is a method comprising applying by spray or the like a coating liquid obtained by dispersing particles of an inorganic material in a solution containing a binder.

[0084] (Армирующие материалы сердцевины)[0084] (Core Reinforcement Materials)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет армирующие материалы сердцевины, размещенные внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has core reinforcing materials disposed within the membrane body.

Армирующие материалы сердцевины представляют собой элементы, которые повышают прочность и размерную стабильность ионообменной мембраны. Размещением армирующих материалов сердцевины внутри тела мембраны можно, в частности, контролировать расширение и сжатие ионообменной мембраны в желательном диапазоне. Такая ионообменная мембрана не расширяется или не сжимается больше, чем это необходимо, во время электролиза и тому подобного, и может сохранять превосходную размерную стабильность в течение длительного времени.Core reinforcement materials are elements that increase the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By placing the reinforcing materials of the core within the body of the membrane, it is possible, in particular, to control the expansion and contraction of the ion exchange membrane in the desired range. Such an ion exchange membrane does not expand or contract more than necessary during electrolysis and the like, and can maintain excellent dimensional stability for a long time.

Конфигурация армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и, например, армирующие материалы сердцевины могут быть сформированы сплетенными пряжами (нитями), называемыми армирующими пряжами. Армирующие пряжи здесь относятся к пряжам, которые представляют собой элементы, составляющие армирующие материалы сердцевины, могут обеспечивать желательную размерную стабильность и механическую прочность ионообменной мембраны и могут стабильно присутствовать в ионообменной мембране. Применением армирующих материалов сердцевины, полученных сплетением таких армирующих пряжей, ионообменной мембране могут быть приданы лучшие размерная стабильность и механическая прочность.The configuration of the core reinforcing materials is not particularly limited, and, for example, the core reinforcing materials may be formed by woven yarns (filaments) called reinforcing yarns. Reinforcing yarns herein refer to yarns that constitute the constituent core reinforcing materials, can provide the desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can be stably present in the ion exchange membrane. By using core reinforcing materials obtained by weaving such reinforcing yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be imparted to the ion exchange membrane.

Материал для армирующих материалов сердцевины и применяемых для этого армирующих пряжей конкретно не ограничивается, но предпочтительно представляет собой материал, устойчивый к кислотам, щелочам и т.д., и предпочтительным является волокно, включающее фторсодержащий полимер, поскольку требуются долговременная термостойкость и химическая стойкость.The material for the reinforcing materials of the core and the reinforcing yarns used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and a fiber including a fluorine-containing polymer is preferable since long-term heat resistance and chemical resistance are required.

Примеры фторсодержащего полимера, используемого в армирующих материалах сердцевины, включают политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена, сополимеры трифторхлорэтилена и этилена и винилиденфторидные полимеры (PVDF). Среди них предпочтительно используются волокна, включающие политетрафторэтилен, с позиции термостойкости и химической стойкости.Examples of the fluoropolymer used in core reinforcing materials include polytetrafluoroethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers (PFA), copolymers of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE), copolymers of tetrafluoroethylene and trifluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene and trifluoroethylene copolymers and hexafluoroethylene copolymers. Among them, fibers including polytetrafluoroethylene are preferably used in terms of heat resistance and chemical resistance.

Диаметр армирующих пряжей, применяемых для армирующих материалов сердцевины, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 300 денье, более предпочтительно от 50 до 250 денье. Плотность переплетения (плотность полотна на единицу длины) предпочтительно составляет от 5 до 50/дюйм. Форма армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, например, используются тканое полотно, нетканое полотно и трикотаж, но предпочтительно в форме тканого полотна. Толщина применяемого тканого полотна предпочтительно составляет от 30 до 250 мкм, более предпочтительно от 30 до 150 мкм.The diameter of the reinforcing yarns used for the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weave density (web density per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The shape of the core reinforcing materials is not particularly limited, for example, woven fabric, non-woven fabric and knitted fabric are used, but preferably in the form of woven fabric. The thickness of the woven fabric used is preferably 30 to 250 µm, more preferably 30 to 150 µm.

В качестве тканого полотна или трикотажного полотна могут быть применены монофиламенты, мультифиламенты или пряжи из них, крученая пряжа с оборванными нитями или тому подобное, и могут быть использованы способы плетения различных типов, такие как полотняное переплетение, перевивочное переплетение, вязаное переплетение, кордовое переплетение и сирсакер.As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, twisted yarns with broken threads or the like can be used, and various types of weaving methods can be used such as plain weave, leno weave, knitted weave, cord weave and seersucker.

[0085] Плетение и размещение армирующих материалов сердцевины в теле мембраны конкретно не ограничиваются, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом размера и формы ионообменной мембраны, желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий среды при применении и тому подобного.[0085] The braiding and placement of the core reinforcing materials in the membrane body are not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, physical properties desired for the ion exchange membrane, environmental conditions in use, and the like.

Например, армирующие материалы сердцевины могут быть размещены вдоль предварительно заданного направления тела мембраны, но с точки зрения размерной стабильности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного первого направления, и другие армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного второго направления, по существу перпендикулярного первому направлению. Размещением многочисленных армирующих материалов сердцевины по существу ортогонально внутри тела мембраны можно придать лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям. Например, предпочтительна конфигурация, в которой армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль продольного направления (основная пряжа), и армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль поперечного направления (уточная пряжа), сотканы на поверхностной стороне тела мембраны. Более предпочтительной является конфигурация в форме полотняного переплетения, выполненного и сплетенного путем позволения основной пряже и уточной пряже проходить попеременно друг над другом и друг под другом, перевивочного переплетения, в котором две основных пряди сплетены с уточными прядями со скручиванием, переплетения «рогожка», выполненного и сплетенного путем введения в две или более размещенных параллельно основных пряжей того же числа уточных пряжей, или тому подобного с позиции размерной стабильности, механической прочности и простоты изготовления.For example, the core reinforcing materials may be placed along a predetermined direction of the membrane body, but from a dimensional stability point of view, it is preferable that the core reinforcing materials are placed along the predetermined first direction and other core reinforcing materials are placed along a predetermined second direction substantially perpendicular to the first. direction. By placing multiple core reinforcement materials substantially orthogonal within the membrane body, better dimensional stability and mechanical strength in many directions can be imparted. For example, a configuration is preferable in which core reinforcing materials disposed along the longitudinal direction (warp yarns) and core reinforcing materials disposed along the transverse direction (weft yarns) are woven on the surface side of the membrane body. A more preferred configuration is in the form of a plain weave made and woven by allowing the warp and weft yarns to pass alternately above and below each other, a leno weave in which two base strands are woven into the weft strands in a twist, a matting weave made and woven by inserting the same number of weft yarns or the like into two or more parallel warp yarns, or the like, from the standpoint of dimensional stability, mechanical strength and ease of manufacture.

[0086] В особенности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль обоих направлений, MD (продольного направления) и TD (поперечного направления) ионообменной мембраны. Иначе говоря, армирующие материалы сердцевины предпочтительно имеют полотняное переплетение в MD и TD. Здесь MD означает направление, в котором тело мембраны и разнообразные материалы сердцевины (например, армирующие материалы сердцевины, армирующие пряжи и описываемые позже расходуемые пряжи) перемещаются на описываемом позже этапе получения ионообменной мембраны (направление течения), и TD означает направление, по существу перпендикулярное MD. Пряжи, переплетенные вдоль MD, называются MD–пряжами, и пряжи, переплетенные вдоль TD, называются TD–пряжами. Обычно ионообменная мембрана, используемая для электролиза, является прямоугольной, и во многих случаях продольное направление представляет собой MD, и направление по ширине представляет собой TD. Переплетением армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой MD–пряжи, и армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой TD–пряжи, можно обеспечить лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям.[0086] It is particularly preferred that the core reinforcing materials are disposed along both directions MD (longitudinal direction) and TD (transverse direction) of the ion exchange membrane. In other words, the core reinforcing materials are preferably plain weave in MD and TD. Here, MD means the direction in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core materials, reinforcing yarns and consumable yarns described later) move in the later described stage of obtaining the ion exchange membrane (flow direction), and TD means a direction substantially perpendicular to MD ... The yarns weaved along the MD are called MD yarns, and the yarns weaved along the TD are called TD yarns. Typically, the ion exchange membrane used for electrolysis is rectangular, and in many cases, the longitudinal direction is MD and the width direction is TD. By weaving reinforcing core materials that are MD yarns and reinforcing core materials that are TD yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be achieved in many directions.

Интервал размещения армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий окружающей среды при применении и тому подобного.The placement range of the core reinforcing materials is not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the physical properties desired for the ion exchange membrane, the environmental conditions in use, and the like.

Относительное отверстие (коэффициент открытой пористости) армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 30% или более, более предпочтительно 50% или более и 90% или менее. Относительное отверстие предпочтительно составляет 30% или более с точки зрения электрохимических характеристик ионообменной мембраны, и предпочтительно 90% или менее с позиции механической прочности ионообменной мембраны.The opening ratio (open porosity ratio) of the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The opening ratio is preferably 30% or more in terms of the electrochemical characteristics of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less in terms of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

Относительное отверстие (коэффициент открытой пористости) для армирующих материалов сердцевины здесь относится к отношению (В/А) общей площади (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы (раствор электролита и содержащиеся в нем катионы (например, ионы натрия)), к площади (А) любой одной поверхности тела ионообменной мембраны. Общая площадь (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы, может иметь отношение к общим площадям областей, в которых в ионообменной мембране катионы, электролитический раствор и тому подобное, не задерживаются армирующими материалами сердцевины и тому подобными, содержащимися в ионообменной мембране.The relative aperture (coefficient of open porosity) for core reinforcing materials here refers to the ratio (B / A) of the total surface area (B) through which substances such as ions (electrolyte solution and contained cations (e.g. sodium ions) can pass) ), to the area (A) of any one surface of the body of the ion-exchange membrane. The total surface area (B) through which substances such as ions can pass may refer to the total areas of regions in which cations, electrolyte solution and the like are not retained in the ion exchange membrane by the reinforcing materials of the core and the like contained in the ion exchange membrane. membrane.

[0087] Фигура 3 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия (коэффициента открытой пористости) армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану. Фигура 3, на которой часть ионообменной мембраны изображена увеличенной, показывает только конфигурацию армирующих материалов 21 и 22 сердцевины в этих областях, без показа других элементов.[0087] Figure 3 illustrates a schematic view for explaining the opening ratio (open porosity ratio) of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane. Figure 3, in which part of the ion exchange membrane is shown enlarged, shows only the configuration of the reinforcing materials 21 and 22 of the core in these regions, without showing other elements.

Вычитанием общей площади (С) армирующих материалов сердцевины из площади области, окруженной армирующими материалами 21 сердцевины, расположенными вдоль продольного направления, и армирующими материалами 22 сердцевины, расположенными вдоль поперечного направления, области, включающей площадь (А) армирующих материалов сердцевины, может быть получена общая площадь (В) областей, через которые могут проходить вещества, такие как ионы, в площади (А) вышеописанной области. То есть относительное отверстие может быть определено по следующей формуле (I):By subtracting the total area (C) of the core reinforcing materials from the area of the region surrounded by the core reinforcing materials 21 located along the longitudinal direction and the core reinforcing materials 22 located along the transverse direction, the area including the area (A) of the core reinforcing materials can be obtained. area (B) of areas through which substances such as ions can pass in area (A) of the above-described area. That is, the relative aperture can be determined by the following formula (I):

Относительное отверстие =(B)/(A)=((A)–(C))/(A) (I)Relative aperture = (B) / (A) = ((A) - (C)) / (A) (I)

[0088] Среди армирующих материалов сердцевины особенно предпочтительной формой является пленочная текстильная пряжа или высокоориентированные монофиламенты, включающие PTFE, с позиции химической стойкости и термостойкости. Более конкретно, более предпочтительны армирующие материалы сердцевины, формирующие полотняное переплетение, в котором используются пленочные текстильные нити (пряжи) с размером от 50 до 300 денье, полученные разрезанием включающего PTFE высокопрочного пористого листа на фрагменты в форме лент, или включающие PTFE высокоориентированные монофиламенты с размером от 50 до 300 денье, и которые имеют плотность переплетения от 10 до 50 нитей (пряжей) или монофиламентов на дюйм и имеют толщину в диапазоне от 50 до 100 мкм. Относительное отверстие ионообменной мембраны, включающей такие армирующие материалы сердцевины, более предпочтительно составляет 60% или более.[0088] Among the reinforcing materials of the core, a particularly preferred form is film textile yarns or highly oriented monofilaments including PTFE in terms of chemical resistance and heat resistance. More specifically, more preferred are plain weave core reinforcing materials using 50 to 300 denier film textile yarns (yarns) obtained by cutting a PTFE-containing high strength porous sheet into ribbon-shaped fragments, or comprising highly oriented PTFE monofilaments with a size of from 50 to 300 denier, and which have a weave density of 10 to 50 threads (yarns) or monofilaments per inch and have a thickness in the range from 50 to 100 microns. The opening ratio of the ion exchange membrane including such core reinforcing materials is more preferably 60% or more.

Примеры формы армирующих пряжей включают пряжи с круглым сечением и пленочные нити (пряжи).Examples of the shape of the reinforcing yarns include round yarns and film yarns (yarns).

[0089] (Сквозные отверстия)[0089] (Through holes)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет сквозные отверстия внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has through holes within the membrane body.

Сквозные отверстия относятся к отверстиям, которые могут образовывать протоки для ионов, генерируемых при электролизе, и для раствора электролита. Сквозные отверстия, которые представляют собой трубчатые отверстия, сформированные внутри тела мембраны, образуются растворением описываемых ниже расходуемых материалов сердцевины (или расходуемых нитей (пряжей)). Форма, диаметр или тому подобное сквозных отверстий могут регулироваться выбором формы или диаметра расходуемых материалов сердцевины (расходуемых нитей (пряжей)).Through holes refer to holes that can form channels for the ions generated during electrolysis and for the electrolyte solution. Through holes, which are tubular holes formed within the membrane body, are formed by dissolving the core consumables (or consumable yarns) described below. The shape, diameter, or the like of the through holes can be controlled by selecting the shape or diameter of the core consumable materials (the consumable yarns).

Формирование сквозных отверстий внутри ионообменной мембраны может обеспечивать подвижность раствора электролита при электролизе. Форма сквозных отверстий конкретно не ограничивается, но может представлять собой форму расходуемых материалов сердцевины, используемых для формирования сквозных отверстий в соответствии с описываемым ниже способом получения.The formation of through holes inside the ion exchange membrane can provide mobility of the electrolyte solution during electrolysis. The shape of the through holes is not particularly limited, but may be the shape of the core consumable materials used to form the through holes according to the production method described below.

Сквозные отверстия предпочтительно формируются так, чтобы попеременно проходить на анодной стороне (стороне слоя сульфоновой кислоты) и катодной стороне (стороне слоя карбоновой кислоты) армирующих материалов сердцевины. При такой конструкции в области, в которой сквозные отверстия образованы на катодной стороне армирующих материалов сердцевины, ионы (такие как ионы натрия), подводимые раствором электролита, которым заполнены сквозные отверстия, могут протекать также на катодную сторону армирующих материалов сердцевины. В результате этого поток катионов не прерывается, и тем самым возможно дополнительное снижение электрического сопротивления ионообменной мембраны.The through holes are preferably formed to alternately pass on the anode side (sulfonic acid layer side) and cathode side (carboxylic acid layer side) of the core reinforcing materials. With this arrangement, in the region in which the through holes are formed on the cathode side of the core reinforcing materials, ions (such as sodium ions) supplied by the electrolyte solution filling the through holes can also flow to the cathode side of the core reinforcing materials. As a result, the flow of cations is not interrupted, and thus an additional reduction in the electrical resistance of the ion-exchange membrane is possible.

Сквозные отверстия могут быть сформированы вдоль только одного предварительно заданного направления тела мембраны, составляющего ионообменную мембрану, но предпочтительно формируются как по продольному направлению, так и по поперечному направлению тела мембраны, с точки зрения проявления более стабильных характеристик электролиза.The through holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane, but are preferably formed along both the longitudinal direction and the transverse direction of the membrane body in terms of exhibiting more stable electrolysis characteristics.

[0090] [Способ изготовления][0090] [Manufacturing Method]

Подходящий пример способа изготовления ионообменной мембраны включает способ, содержащий следующие этапы от (1) до (6):A suitable example of a method for manufacturing an ion exchange membrane includes a method comprising the following steps (1) to (6):

Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом.Step (1): a step for producing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis.

Этап (2): этап переплетения по меньшей мере множества армирующих материалов сердцевины, при необходимости, и расходуемых пряжей, имеющих свойство растворяться в кислоте или в щелочи и образовывать сквозные отверстия, с получением армирующего материала, в котором расходуемые пряжи размещаются между армирующими материалами сердцевины, будучи смежными друг с другом.Step (2): a step of weaving at least a plurality of core reinforcing materials, if necessary, and consumable yarns that dissolve in acid or alkali and form through holes, to obtain a reinforcing material in which the consumable yarns are interposed between the core reinforcing materials, being adjacent to each other.

Этап (3): этап преобразования в пленку вышеуказанного фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом.Step (3): a step of converting into a film the above fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis.

Этап (4): этап внедрения вышеуказанных армирующих материалов, при необходимости, в вышеуказанную пленку с получением тела мембраны, внутри которого размещаются армирующие материалы.Step (4): the step of introducing the above reinforcing materials, if necessary, into the above film to obtain a membrane body, inside which the reinforcing materials are placed.

Этап (5): этап гидролиза тела мембраны, полученного на этапе (4) (этап гидролиза) иStage (5): stage of hydrolysis of the membrane body obtained in stage (4) (stage of hydrolysis) and

Этап (6): этап создания слоя покрытия на теле мембраны, полученном на этапе (5) (этапе нанесения).Step (6): The step of creating a coating layer on the membrane body obtained in step (5) (application step).

[0091] Далее каждый из этапов будет описан подробно.[0091] Next, each of the steps will be described in detail.

Этап (1): получения фторсодержащего полимераStage (1): obtaining a fluorine-containing polymer

На этапе (1) для получения фторсодержащего полимера используются исходные мономерные материалы, описанные выше в группах от первой до третьей. Для регулирования ионообменной емкости фторсодержащего полимера должен регулироваться состав смеси исходных мономерных материалов при получении образующего упомянутые слои фторсодержащего полимера.In step (1), the monomeric starting materials described above in groups one to three are used to prepare the fluoropolymer. To regulate the ion-exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the composition of the mixture of the starting monomer materials must be controlled during the production of the fluorine-containing polymer forming the said layers.

[0092] Этап (2): этап получения армирующих материалов[0092] Step (2): a step of obtaining reinforcing materials

Армирующий материал представляет собой тканое полотно, полученное переплетением армирующих пряжей, или тому подобного. Армирующий материал внедряется в мембрану с образованием тем самым армирующих материалов сердцевины. Когда формируется ионообменная мембрана, имеющая сквозные отверстия, в армирующий материал дополнительно вплетаются расходуемые пряжи. Количество содержащихся в этом случае расходуемых пряжей предпочтительно составляет от 10 до 80% по массе, более предпочтительно от 30 до 70% по массе в расчете на весь армирующий материал. Вплетение расходуемых пряжей также может предотвращать проскальзывание нитей армирующих материалов сердцевины.The reinforcing material is a woven fabric obtained by weaving reinforcing yarns or the like. The reinforcing material is embedded in the membrane to thereby form core reinforcing materials. When an ion-exchange membrane with through holes is formed, consumable yarns are additionally woven into the reinforcing material. The amount of consumable yarns contained in this case is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total reinforcing material. The weaving of the consumable yarns can also prevent slippage of the yarns of the core reinforcing materials.

В качестве расходуемых пряжей, которые растворяются на этапе получения мембраны или в среде электролиза, применяются вискоза, полиэтилентерефталат (PET), целлюлоза, полиамид и тому подобное. Также предпочтительны монофиламенты или мультифиламенты, имеющие толщину от 20 до 50 денье и включающие поливиниловый спирт и тому подобное.Viscose, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide and the like are used as consumable yarns, which are dissolved at the stage of obtaining a membrane or in an electrolysis environment. Also preferred are monofilaments or multifilaments having a thickness of 20 to 50 denier and including polyvinyl alcohol and the like.

На этапе (2) относительное отверстие, размещение сквозных отверстий и тому подобное могут регулироваться корректированием размещения армирующих материалов сердцевины и расходуемых пряжей.In step (2), the aperture ratio, the placement of the through holes, and the like can be adjusted by adjusting the placement of the core reinforcing materials and the yarns consumed.

[0093] Этап (3): этап формирования пленки[0093] Step (3): Film forming step

На этапе (3) полученный на этапе (1) фторсодержащий полимер формуется в пленку с использованием экструдера. Пленка может иметь однослойную конфигурацию, двухслойную конфигурацию из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты, как упомянуто выше, или многослойную конфигурацию из трех или более слоев.In step (3), the fluoropolymer obtained in step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer configuration, a two layer configuration of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer as mentioned above, or a multilayer configuration of three or more layers.

Примеры способа формирования пленки включают следующие:Examples of the film forming method include the following:

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, формуют в пленки по отдельности; иa method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films; and

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, соэкструзируют с образованием композитной пленки.a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are coextruded to form a composite film.

Число каждой пленки может быть больше одного. Предпочтительна соэкструзия различных пленок ввиду их вклада в повышение прочности сцепления на поверхности раздела.The number of each film can be more than one. Co-extrusion of different films is preferred because of their contribution to the increase in bond strength at the interface.

[0094] Этап (4): этап получения тела мембраны[0094] Step (4): the step of obtaining the membrane body

На этапе (4) полученный на этапе (2) армирующий материал внедряют в пленку, полученную на этапе (3), с образованием тела мембраны, содержащего армирующий материал.In step (4), the reinforcing material obtained in step (2) is embedded in the film obtained in step (3) to form a membrane body containing the reinforcing material.

Предпочтительные примеры способа формирования тела мембраны включают (i) способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты (например, карбоксилатную функциональную группу) (далее включающий это слой называется первым слоем), размещаемый на катодной стороне, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты (например, сульфонилфторидную функциональную группу) (далее включающий это слой называется вторым слоем), формуют в пленку способом соэкструзии, и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, армирующий материал и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время с откачиванием воздуха из–под каждого из слоев посредством пониженного давления; и (ii) способ, в котором, в дополнение к композитной пленке из второго слоя/первого слоя, фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, заранее отдельно формуют в пленку (третий слой), и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, пленку третьего слоя, армирующие материалы сердцевины и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления.Preferred examples of a method for forming a membrane body include (i) a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group (e.g., a carboxylate functional group) (hereinafter referred to as a first layer) disposed on the cathode side, and a fluorine-containing polymer having a precursor sulfonic acid groups (e.g., sulfonyl fluoride functionality) (hereinafter referred to as the second layer) are coextruded into a film and, if necessary using a heat source and a vacuum source, the reinforcing material and composite film from the second layer / first layer are laminated in this order, onto an air-permeable, heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on its surface, and combined at a temperature at which each polymer is melted while evacuating air from under each of the layers by means of reduced pressure; and (ii) a method in which, in addition to the composite film of the second layer / first layer, a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group is separately preformed into a film (third layer), and optionally using a heat source and a source vacuum, the third layer film, the core reinforcing materials and the composite film from the second layer / first layer are laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer is melted while pumping air out from under each of the layers by means of reduced pressure.

Соэкструзия первого и второго слоя здесь содействует повышению прочности сцепления на поверхности раздела.Co-extrusion of the first and second layers here helps to increase the bond strength at the interface.

Способ, включающий объединение при пониженном давлении, характеризуется тем, что делает третий слой на армирующем материале толще, чем в способе нанесения под давлением на прессе. Кроме того, поскольку армирующий материал закрепляют на внутренней поверхности тела мембраны, способ обеспечивает достаточное сохранение механической прочности ионообменной мембраны.The method of combining under reduced pressure is characterized by making the third layer on the reinforcing material thicker than in the press-applied method. In addition, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane body, the method provides sufficient retention of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

Варианты описанных здесь способов наслоения являются примерными, и соэкструзия может проводиться после того, как предпочтительная конфигурация наслоения (например, комбинация слоев) надлежащим образом выбрана с учетом желательных конфигураций слоев тела мембраны и физических свойств, и тому подобного.Variants of the layering methods described herein are exemplary, and coextrusion can be performed after the preferred layering configuration (eg, a combination of layers) is appropriately selected based on the desired configurations of the layers of the membrane body and physical properties, and the like.

С целью дополнительного улучшения электрических характеристик ионообменной мембраны, также возможно дополнительное размещение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, между первым слоем и вторым слоем, или применение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, вместо второго слоя.In order to further improve the electrical characteristics of the ion exchange membrane, it is also possible to additionally place a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group between the first layer and the second layer, or using a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer, having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group instead of the second layer.

Способ формирования четвертого слоя может быть способом, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, получают по отдельности и затем смешивают, или может представлять собой способ, в котором проводят сополимеризацию мономера, имеющего прекурсор группы карбоновой кислоты, и мономера, имеющего прекурсор сульфоновой кислоты.The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group are separately prepared and then mixed, or it may be a method in which a monomer having a precursor is copolymerized a carboxylic acid group; and a monomer having a sulfonic acid precursor.

Когда четвертый слой используют в качестве компонента ионообменной мембраны, формируют соэкструдированную пленку первого слоя и четвертого слоя, в дополнение к этому отдельно формуют в пленки третий слой и второй слой, и наслоение может быть выполнено вышеуказанным способом. В альтернативном варианте три слоя из первого слоя/четвертого слоя/второго слоя могут быть одновременно сформованы с образованием пленки способом соэкструзии.When the fourth layer is used as a component of the ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, in addition, the third layer and the second layer are separately formed into films, and laminating can be performed in the above manner. Alternatively, three layers of the first layer / fourth layer / second layer can be coextruded simultaneously to form a film.

[0095] В этом случае направление, в котором вытекает экструдируемая пленка, представляет собой MD. Как упомянуто выше, можно сформировать тело мембраны, содержащее фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу на армирующем материале.[0095] In this case, the direction in which the extruded film flows out is MD. As mentioned above, it is possible to form a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group on the reinforcing material.

В дополнение, ионообменная мембрана предпочтительно имеет выступающие участки, составленные фторсодержащим полимером, имеющим группу сульфоновой кислоты, то есть выступы на стороне поверхности, составленной слоем сульфоновой кислоты. В качестве способа формирования таких выступов, который конкретно не ограничивается, также может быть применен известный способ, включающий формирование выступов на поверхности смолы. Конкретным примером способа является способ тиснения поверхности тела мембраны. Например, вышеуказанные выступы могут быть сформированы с использованием заранее вытисненной отделяемой прокладочной бумаги, когда объединяют вышеуказанную композитную пленку, армирующий материал и тому подобное. В случае, когда выступы сформированы тиснением, высота и плотность размещения выступов могут регулироваться формой переносимого рельефа (формой отделяемой прокладочной бумаги).In addition, the ion exchange membrane preferably has protrusions constituted by a fluoropolymer having a sulfonic acid group, that is, protrusions on the side of the surface constituted by the sulfonic acid layer. As a method for forming such protrusions, which is not particularly limited, a known method including forming protrusions on a resin surface can also be applied. A specific example of the method is a method for embossing the surface of a membrane body. For example, the aforementioned protrusions can be formed using the pre-embossed release paper when the above composite film, reinforcing material, and the like are combined. In the case where the protrusions are formed by embossing, the height and density of the protrusions can be controlled by the shape of the transferred relief (the shape of the release paper).

[0096] (5) Этап гидролиза[0096] (5) Step of hydrolysis

На этапе (5) выполняется этап гидролиза полученного на этапе (4) тела мембраны для преобразования прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу (этап гидролиза).At step (5), the stage of hydrolysis of the membrane body obtained at stage (4) is performed to convert the precursor of the ion-exchange group into an ion-exchange group (stage of hydrolysis).

На этапе (5) также возможно формирование растворением отверстий в теле мембраны путем растворения и удаления расходуемых пряжей, введенных в тело мембраны, действием кислоты или щелочи. Расходуемые пряжи могут оставаться в сквозных отверстиях без полного растворения и удаления. Оставшиеся в сквозных отверстиях расходуемые пряжи могут быть растворены и удалены раствором электролита, когда ионообменная мембрана подвергается электролизу.In step (5), it is also possible to dissolve holes in the membrane body by dissolving and removing consumable yarns introduced into the membrane body by the action of an acid or alkali. The consumable yarns can remain in the through holes without being completely dissolved and removed. The consumable yarns remaining in the through holes can be dissolved and removed by the electrolyte solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

Расходуемая пряжа растворяется в кислоте или щелочи на этапе получения ионообменной мембраны или в среде проведения электролиза. Расходуемые пряжи вымываются с образованием тем самым сквозных отверстий в соответствующих местах.The consumable yarn is dissolved in acid or alkali at the stage of obtaining the ion-exchange membrane or in the electrolysis environment. The consumable yarns are washed out, thereby forming the through-holes at the appropriate locations.

Этап (5) может быть выполнен погружением тела мембраны, полученного на этапе (4), в гидролизующий раствор, содержащий кислоту или щелочь. Примером гидролизующего раствора, который может быть использован, является смешанный раствор, содержащий KOH и диметилсульфоксид (DMSO).Step (5) can be performed by immersing the membrane body obtained in step (4) in a hydrolyzing solution containing an acid or alkali. An example of a hydrolysis solution that can be used is a mixed solution containing KOH and dimethyl sulfoxide (DMSO).

[0097] Смешанный раствор предпочтительно содержит KOH с нормальной концентрацией от 2,5 до 4,0 и DMSO от 25 до 35% по массе.[0097] The mixed solution preferably contains KOH at normal concentration from 2.5 to 4.0 and DMSO from 25 to 35% by weight.

Температура при гидролизе предпочтительно составляет от 70 до 100°С. Чем выше температура, тем большей может быть кажущаяся (видимая) толщина. Температура более предпочтительно составляет от 75 до 100°C.The hydrolysis temperature is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent (visible) thickness can be. The temperature is more preferably 75 to 100 ° C.

Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 10 до 120 минут. Чем дольше гидролиз, тем большей может быть кажущаяся (видимая) толщина. Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 20 до 120 минут.The duration of the hydrolysis is preferably 10 to 120 minutes. The longer the hydrolysis, the greater the apparent (visible) thickness can be. The duration of the hydrolysis is preferably 20 to 120 minutes.

Теперь будет более подробно описан этап формирования сквозных отверстий вымыванием расходуемых пряжей. Фигуры 4(a) и (b) представляют схематические виды для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.The step of forming the through holes by washing out the sacrificial yarns will now be described in more detail. Figures 4 (a) and (b) are schematic views for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[0098] Фигуры 4(a) и (b) показывают армирующие пряжи 52, расходуемые пряжи 504а и сквозные отверстия 504, образованные только расходуемыми пряжами 504а, без иллюстрации других элементов, таких как тело мембраны.[0098] Figures 4 (a) and (b) show reinforcing yarns 52, sacrificial yarns 504a, and through holes 504 formed by sacrificial yarns 504a alone, without illustrating other features such as a membrane body.

Сначала армирующие пряжи 52, которые должны составлять армирующие материалы сердцевины в ионообменной мембране, и расходуемые пряжи 504а для образования сквозных отверстий 504 в ионообменной мембране используются как переплетенные между собой армирующие материалы. Затем, на этапе (5), расходуемые пряжи 504а вымываются с образованием сквозных отверстий 504.First, the reinforcing yarns 52, which are to constitute the core reinforcing materials in the ion exchange membrane, and the consumable yarns 504a for forming the through holes 504 in the ion exchange membrane are used as interlaced reinforcing materials. Then, in step (5), the consumable yarns 504a are washed out to form the through holes 504.

Вышеуказанный способ является простым, поскольку способ взаимного переплетения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а может быть скорректирован в зависимости от порядка размещения армирующих материалов сердцевины и сквозных отверстий в теле ионообменной мембраны.The above method is simple, since the method of interlacing reinforcing yarns 52 and consumable yarns 504a can be adjusted depending on the order of placement of the reinforcing materials of the core and the through holes in the body of the ion exchange membrane.

Фигура 4(a) представляет пример образованного полотняным переплетением армирующего материала, в котором армирующие пряжи 52 и расходуемые пряжи 504а взаимно переплетены как вдоль продольного направления, так и вдоль поперечного направления в бумаге, и при необходимости порядок размещения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а в армирующем материале может быть изменен.Figure 4 (a) shows an example of a plain weave reinforcing material in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a are interlaced in both the longitudinal direction and the transverse direction in the paper, and optionally the order of placement of the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a in reinforcing material can be changed.

[0099] (6) Этап нанесения[0099] (6) Application Step

На этапе (6) может быть сформирован слой покрытия путем приготовления покровной жидкости, содержащей частицы неорганического материала, полученного размалыванием необогащенной руды или плавлением необогащенной руды, и связующего, нанесения покровной жидкости на поверхность ионообменной мембраны, полученной на этапе (5), и высушивания покровной жидкости.In step (6), a coating layer can be formed by preparing a coating liquid containing particles of inorganic material obtained by grinding raw ore or melting raw ore and a binder, applying a coating liquid to the surface of the ion exchange membrane obtained in step (5), and drying the coating liquids.

Предпочтительное связующее представляет собой связующее, полученное гидролизом фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, водным раствором, содержащим диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), и затем погружением полимера в соляную кислоту для замещения противоиона ионообменной группы ионом H+ (например, фторсодержащего полимера, имеющего карбоксильную группу или сульфогруппу). Тем самым полимер с большей вероятностью растворится в воде или этаноле, как упомянуто ниже, что предпочтительно.A preferred binder is a binder obtained by hydrolysis of a fluoropolymer having an ion exchange group precursor with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersing the polymer in hydrochloric acid to replace the counterion of the ion exchange group with an H + ion (e.g. polymer having a carboxyl group or sulfo group). Thus, the polymer is more likely to dissolve in water or ethanol, as mentioned below, which is preferred.

Этот связующее растворяется в смешанном растворе воды и этанола. Объемное соотношение между водой и этанолом предпочтительно составляет от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2. Частицы неорганического материала с помощью шаровой мельницы диспергируются в растворяющей жидкости с образованием тем самым покровной жидкости. В этом случае также возможно корректирование среднего размера частиц и тому подобного частиц регулированием продолжительности и скорости вращения во время диспергирования. Предпочтительное количество смешиваемых частиц неорганического материала и связующего является таким, как упомянуто выше.This binder dissolves in a mixed solution of water and ethanol. The volume ratio between water and ethanol is preferably 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, even more preferably 2: 1 to 1: 2. The particles of inorganic material are dispersed in the dissolving liquid by means of a ball mill, thereby forming a coating liquid. In this case, it is also possible to correct the average particle size and the like of particles by adjusting the duration and speed of rotation during dispersion. The preferred amount of the mixed particles of inorganic material and binder is as mentioned above.

Концентрация частиц неорганического материала и связующего в покровной жидкости конкретно не ограничивается, но предпочтительной является легкоподвижная покровная жидкость. Это обеспечивает возможность равномерного нанесения на поверхность ионообменной мембраны.The concentration of the particles of inorganic material and binder in the coating liquid is not particularly limited, but a free-flowing coating liquid is preferable. This makes it possible to uniformly apply the ion exchange membrane to the surface.

Кроме того, к дисперсии может быть добавлено поверхностно–активное вещество, когда диспергируются частицы неорганического материала. В качестве поверхностно–активного вещества предпочтительны неионные поверхностно–активные вещества, и их примеры включают HS–210, NS–210, P–210 и E–212 производства фирмы NOF CORPORATION.In addition, a surfactant can be added to the dispersion when particles of inorganic material are dispersed. As the surfactant, nonionic surfactants are preferred and examples include HS-210, NS-210, P-210 and E-212 from NOF CORPORATION.

Полученную покровную жидкость наносят на поверхность ионообменной мембраны способом нанесения распылением или нанесением покрытия валиком с образованием тем самым ионообменной мембраны.The resulting coating liquid is applied to the surface of the ion exchange membrane by spray application or roller coating, thereby forming an ion exchange membrane.

[0100] [Микропористая мембрана][0100] [Microporous Membrane]

Микропористая мембрана по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть сформирована с образованием слоистого изделия с электродом для электролиза, как упомянуто выше. Могут быть использованы разнообразные микропористые мембраны.The microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited as long as the membrane can be formed to form an electrode laminated article for electrolysis as mentioned above. A variety of microporous membranes can be used.

Пористость микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается, но может составлять, например, от 20 до 90, и предпочтительно от 30 до 85. Вышеуказанная пористость может быть рассчитана по следующей формуле:The porosity of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 90, and preferably 30 to 85. The above porosity can be calculated by the following formula:

Пористость=(1–(вес мембраны в сухом состоянии)/(вес, рассчитанный по объему, рассчитанному по величинам толщины, ширины и длины мембраны, и плотности материала мембраны))×100Porosity = (1– (dry weight of the membrane) / (weight calculated from the volume, calculated from the values of the thickness, width and length of the membrane, and the density of the membrane material)) × 100

[0101] Средний размер пор в микропористой мембране по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 0,01 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 0,05 мкм до 5 мкм. Что касается среднего размера пор, то, например, мембрану разрезают вертикально по направлению толщины, и сечение обследуют методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE–SEM). Средний размер пор может быть получен измерением диаметра примерно 100 пор и усреднением результатов измерения.[0101] The average pore size in the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 0.01 µm to 10 µm, preferably 0.05 µm to 5 µm. With regard to the average pore size, for example, the membrane is cut vertically in the direction of thickness, and the cross section is examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The average pore size can be obtained by measuring the diameter of about 100 pores and averaging the results.

Толщина микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 600 мкм. Вышеуказанная толщина может быть измерена с использованием, например, микрометра (производства фирмы Mitutoyo Corporation) или тому подобного.The thickness of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 10 µm to 1000 µm, preferably 50 µm to 600 µm. The above thickness can be measured using, for example, a micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation) or the like.

Конкретные примеры микропористой мембраны, как вышеупомянутой, включают Zirfon Perl UTP 500 производства фирмы Agfa (также называемые в настоящем варианте осуществления мембраной Zirfon) и они описаны в Международной публикации № WO 2013–183584 и Международной публикации № WO 2016–203701.Specific examples of a microporous membrane as above include Zirfon Perl UTP 500 manufactured by Agfa (also referred to as a Zirfon membrane in this embodiment) and are described in International Publication No. WO 2013-183584 and International Publication No. WO 2016-203701.

[0102] [Слоистое изделие][0102] [Laminate Product]

Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления содержит электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления и мембрану или питающий проводник в контакте с электродом для электролиза. Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления, сконфигурированное как описано выше, может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, может проявлять превосходные характеристики электролиза даже после обновления.The laminated article of the present embodiment comprises an electrolysis electrode of the present embodiment and a membrane or a supply conductor in contact with the electrolysis electrode. The laminated article of the present embodiment, configured as described above, can improve the operating efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell, and in addition, can exhibit excellent electrolysis performance even after the renewal.

То есть в соответствии со слоистым изделием по настоящему варианту осуществления, при обновлении электрода электрод может быть обновлен настолько простым действием, как обновление мембраны, без сложной работы, такой как разборка электрода, закрепленного на электролитической ячейке, и тем самым заметно улучшается эффективность работ.That is, according to the layered article of the present embodiment, when renewing the electrode, the electrode can be renewed as simple as renewing the membrane without complicated work such as disassembling the electrode attached to the electrolytic cell, and thereby noticeably improve the working efficiency.

Кроме того, в соответствии со слоистым изделием по настоящему варианту осуществления, возможно сохранение производительности электролиза, сравнимой с производительностью при новом электроде, или улучшение производительности электролиза. Даже в случае, где в новую электролитическую ячейку помещают только питающий проводник (то есть помещают электрод, не содержащий слой катализатора), только присоединение электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления к питающему проводнику обеспечивает возможность функционирования электрода. Таким образом, также могут быть возможны заметное сокращение или устранение каталитического покрытия.In addition, according to the layered article of the present embodiment, it is possible to maintain an electrolysis productivity comparable to that with a new electrode, or improve the electrolysis productivity. Even in the case where only the supply conductor is placed in the new electrolytic cell (i.e., an electrode not containing the catalyst bed is placed), only the connection of the electrolysis electrode of the present embodiment to the supply conductor enables the electrode to function. Thus, appreciable reduction or elimination of the catalytic coating can also be possible.

[0103] Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления может храниться или транспортироваться к потребителям в состоянии, когда слоистое изделие намотано вокруг винилхлоридной трубы или тому подобной (в намотанном состоянии или тому подобном), заметно упрощая проведение погрузки-разгрузки.[0103] The laminated article of the present embodiment can be stored or transported to consumers in a state where the laminated article is wound around a vinyl chloride pipe or the like (in a wound state or the like), greatly facilitating handling.

В качестве питающего проводника по настоящему варианту осуществления могут быть использованы разнообразные упоминаемые ниже подложки, такие как изношенный электрод (то есть существующий электрод), и электрод, не имеющий каталитического покрытия.As the supply conductor of the present embodiment, various substrates mentioned below, such as a worn electrode (i.e., an existing electrode) and an electrode not having a catalytic coating, can be used.

В слоистом изделии по настоящему варианту осуществления сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза на мембране или питающем проводнике, предпочтительно составляет 0,08 Н/(мг·см2) или более, более предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более, еще более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более, или дополнительно более предпочтительно, с точки зрения дополнительного упрощения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более. Значение верхнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее. Значение верхнего предела даже еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно еще более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.In the laminated article of the present embodiment, the force applied per unit mass unit area of the electrolysis electrode on the membrane or supply conductor is preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, more preferably 0.1 N / (mg · Cm 2 ) or more, even more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ) or more, or even more preferably, from the point of view of further simplification of loading and unloading at a large size (for example, 1.5 m × 2.5 m) is 0.2 N / (mg · cm 2 ) or more. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 1.6 N / (mg cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg cm 2 ), further preferably 1.5 N / (mg cm 2) 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg · cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg · cm 2 ) or less. The upper limit value is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further even more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg · Cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

[0104] [Обмотка][0104] [Winding]

Обмотка по настоящему варианту осуществления содержит электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления или слоистое изделие по настоящему варианту осуществления. То есть обмотка по настоящему варианту осуществления получается намоткой электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления или слоистого изделия по настоящему варианту осуществления. Сокращение размера электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления или слоистого изделия по настоящему варианту осуществления намоткой, в виде обмотки по настоящему варианту осуществления, может дополнительно улучшить технологичность.The winding of the present embodiment comprises an electrolysis electrode of the present embodiment or a laminated article of the present embodiment. That is, the winding of the present embodiment is obtained by winding the electrolysis electrode of the present embodiment or the laminated article of the present embodiment. Reducing the size of the electrolysis electrode of the present embodiment or the laminated article of the present embodiment by winding as the winding of the present embodiment can further improve workability.

[0105] [Электролизер][0105] [Electrolyzer]

Электролизер по настоящему варианту осуществления содержит электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления. Далее в порядке примера приводится случай выполнения обычного электролиза соли с использованием ионообменной мембраны в качестве мембраны, и будет подробно описан один вариант осуществления электролизера.The electrolyzer of the present embodiment comprises an electrode for electrolysis of the present embodiment. Next, a case of performing conventional salt electrolysis using an ion exchange membrane as the membrane will be given by way of example, and one embodiment of the electrolytic cell will be described in detail.

[0106] [Электролитическая ячейка][0106] [Electrolytic Cell]

Фигура 5 иллюстрирует вид в разрезе электролитической ячейки 1.Figure 5 illustrates a sectional view of an electrolytic cell 1.

Электролитическая ячейка 1 содержит анодную камеру 10, катодную камеру 20, разделительную перегородку 30, размещенную между анодной камерой 10 и катодной камерой 20, анод 11, размещенный в анодной камере 10, и катод 21, размещенный в катодной камере 20. При необходимости электролитическая ячейка 1 имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, и может включать поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере. Анод 11 и катод 21, входящие в состав электролитической ячейки 1, электрически соединены друг с другом. Другими словами, электролитическая ячейка 1 содержит следующую катодную конструкцию. Катодная конструкция 40 содержит катодную камеру 20, катод 21, размещенный в катодной камере 20, и поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере 20, причем поглотитель 18 обратного тока имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, как показано на Фигуре 9, и катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Кроме того, катодная камера 20 имеет токоотвод 23, держатель 24, поддерживающий токоотвод, и металлическое упругое тело 22. Металлическое упругое тело 22 размещено между токоотводом 23 и катодом 21. Держатель 24 размещен между токоотводом 23 и разделительной перегородкой 30. Токоотвод 23 электрически соединен с катодом 21 через металлическое упругое тело 22. Разделительная перегородка 30 электрически соединена с токоотводом 23 через держатель 24. Соответственно этому, разделительная перегородка 30, держатель 24, токоотвод 23, металлическое упругое тело 22 и катод 21 электрически соединены между собой. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой могут быть соединены непосредственно или могут быть соединены косвенно через токоотвод, держатель, металлическое упругое тело, разделительную перегородку или тому подобным образом. Вся поверхность катода 21 предпочтительно покрыта слоем катализатора для реакции восстановления. Форма электрического соединения может быть формой, в которой разделительная перегородка 30 и держатель 24, держатель 24 и токоотвод 23, и токоотвод 23 и металлическое упругое тело 22 в каждом случае непосредственно присоединены друг к другу, и катод 21 наслоен на металлическое упругое тело 22. Примеры способа непосредственного присоединения этих конструкционных элементов друг к другу включают сварку и тому подобное. В альтернативном варианте поглотитель 18 обратного тока, катод 21 и токоотвод 23 могут совокупно называться катодной конструкцией 40.The electrolytic cell 1 contains an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a dividing wall 30 located between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 located in the anode chamber 10, and a cathode 21 located in the cathode chamber 20. If necessary, an electrolytic cell 1 has a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a, and may include a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber. The anode 11 and the cathode 21, which are part of the electrolytic cell 1, are electrically connected to each other. In other words, the electrolytic cell 1 contains the following cathode structure. The cathode structure 40 comprises a cathode chamber 20, a cathode 21 disposed in the cathode chamber 20, and a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber 20, the reverse current absorber 18 having a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a as shown in Figure 9, and the cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. In addition, the cathode chamber 20 has a current collector 23, a holder 24 supporting the current collector, and a metal elastic body 22. The metal elastic body 22 is placed between the current collector 23 and the cathode 21. The holder 24 is located between the current collector 23 and the partition 30. The current collector 23 is electrically connected to cathode 21 through the metal elastic body 22. The separating wall 30 is electrically connected to the current collector 23 through the holder 24. Accordingly, the separating wall 30, the holder 24, the current collector 23, the metal elastic body 22 and the cathode 21 are electrically connected to each other. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer may be connected directly, or may be connected indirectly through a down conductor, a holder, a metal resilient body, a baffle, or the like. The entire surface of the cathode 21 is preferably coated with a catalyst layer for the reduction reaction. The form of the electrical connection may be a form in which the baffle 30 and the support 24, the support 24 and the collector 23 and the collector 23 and the metal resilient body 22 are in each case directly connected to each other, and the cathode 21 is laminated on the metal resilient body 22. Examples methods for directly attaching these structural elements to each other include welding and the like. Alternatively, the reverse current absorber 18, cathode 21, and current collector 23 may be collectively referred to as cathode structure 40.

[0107] Фигура 6 иллюстрирует вид в разрезе двух электролитических ячеек 1, которые смежны в электролизере 4. Фигура 7 показывает электролизер 4. Фигура 8 показывает этап сборки электролизера 4. Как показано на Фигуре 6, электролитическая ячейка 1, катионообменная мембрана 2 и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Ионообменная мембрана 2 размещается между анодной камерой одной электролитической ячейки 1 из двух электролитических ячеек, которые являются соседними (смежными) в электролизере, и катодной камерой другой электролитической ячейки 1. То есть анодная камера 10 электролитической ячейки 1 и катодная камера 20 соседней с нею электролитической ячейки 1 разделены катионообменной мембраной 2. Как показано на Фигуре 7, электролизер 4 состоит из множества электролитических ячеек 1, соединенных последовательно через ионообменную мембрану 2. То есть электролизер 4 представляет собой биполярный электролизер, включающий множество размещенных последовательно электролитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2, в каждом случае размещенные между смежными электролитическими ячейками 1. Как показано на Фигуре 8, электролизер 4 собирают размещением множества электролитических ячеек 1 в последовательном соединении через ионообменную мембрану 2 и связыванием ячеек посредством прижимающего устройства 5.[0107] Figure 6 illustrates a cross-sectional view of two electrolytic cells 1 that are adjacent in electrolytic cell 4. Figure 7 shows electrolytic cell 4. Figure 8 shows a step of assembling electrolytic cell 4. As shown in Figure 6, electrolytic cell 1, cation exchange membrane 2 and electrolytic cell 1 are placed sequentially in the order shown. The ion exchange membrane 2 is placed between the anode chamber of one electrolytic cell 1 of two electrolytic cells that are adjacent (adjacent) in the electrolyzer, and the cathode chamber of another electrolytic cell 1. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 1 and the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1 are separated by a cation exchange membrane 2. As shown in Figure 7, the electrolyzer 4 consists of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series through an ion exchange membrane 2. That is, the electrolyzer 4 is a bipolar electrolyzer including a plurality of electrolytic cells 1 and ion exchange membranes 2 arranged in series. in each case, placed between adjacent electrolytic cells 1. As shown in Figure 8, the electrolytic cell 4 is assembled by placing a plurality of electrolytic cells 1 in series connection through the ion exchange membrane 2 and bonding the cells by means of a clamping device 5.

[0108] Электролизер 4 имеет анодный вывод 7 и катодный вывод 6, подключаемые к источнику электроснабжения. Анод 11 электролитической ячейки 1, размещенный на самом дальнем конце из множества последовательно соединенных электролитических ячеек 1 в электролизере 4, электрически соединен с анодным выводом 7. Катод 21 электролитической ячейки, находящейся на конце, противоположном относительно анодного вывода 7, среди множества электролитических ячеек 1, последовательно соединенных в электролизере 4, электрически соединен с катодным выводом 6. Электрический ток во время электролиза протекает со стороны анодного вывода 7 через анод и катод каждой электролитической ячейки 1 в сторону катодного вывода 6. У обоих концов связанных электролитических ячеек 1 может находиться электролитическая ячейка, имеющая только анодную камеру (ячейка анодного вывода), и электролитическая ячейка, имеющая только катодную камеру (ячейка катодного вывода). В этом случае анодный вывод 7 соединен с ячейкой анодного вывода, размещенной на одном конце, и катодный вывод 6 соединен с ячейкой катодного вывода, размещенной на другом конце.[0108] Electrolyzer 4 has an anode lead 7 and a cathode lead 6 that are connected to a power supply. An anode 11 of an electrolytic cell 1 located at the farthest end of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series in an electrolysis cell 4 is electrically connected to an anode terminal 7. A cathode 21 of an electrolytic cell located at an end opposite to the anode terminal 7 among the plurality of electrolytic cells 1, connected in series in the electrolytic cell 4, electrically connected to the cathode terminal 6. Electric current during electrolysis flows from the side of the anode terminal 7 through the anode and the cathode of each electrolytic cell 1 towards the cathode terminal 6. At both ends of the connected electrolytic cells 1 there may be an electrolytic cell, having only an anode chamber (anode outlet cell), and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode outlet cell). In this case, the anode terminal 7 is connected to an anode terminal cell located at one end, and the cathode terminal 6 is connected to a cathode terminal cell located at the other end.

В случае электролиза рассола, рассол подается в каждую анодную камеру 10, и чистая вода или низкоконцентрированный водный раствор гидроксида натрия подается в каждую катодную камеру 20. Каждая жидкость подводится из трубы для подачи раствора электролита (на фигуре не показана) через шланг для подведения раствора электролита (на фигуре не показан) к каждой электролитической ячейке 1. Раствор электролита и продукты электролиза выводятся из трубы для выведения раствора электролита (на фигуре не показана). Во время электролиза ионы натрия в рассоле мигрируют из анодной камеры 10 одной электролитической ячейки 1 через ионообменную мембрану 2 в катодную камеру 20 соседней электролитической ячейки 1. Тем самым электрический ток во время электролиза протекает по направлению, по которому электролитические ячейки 1 последовательно соединены. То есть электрический ток протекает через катионообменную мембрану 2 из анодной камеры 10 в сторону катодной камеры 20. Когда рассол подвергается электролизу, на стороне анода 11 выделяется газообразный хлор, и на стороне катода 21 образуются гидроксид натрия (растворенный) и газообразный водород.In the case of brine electrolysis, brine is supplied to each anode chamber 10, and pure water or low-concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to each cathode chamber 20. Each liquid is supplied from an electrolyte solution supply pipe (not shown in the figure) through an electrolyte solution supply hose. (not shown in the figure) to each electrolytic cell 1. The electrolyte solution and electrolysis products are removed from the pipe for removing the electrolyte solution (not shown in the figure). During electrolysis, sodium ions in the brine migrate from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 1 through the ion exchange membrane 2 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1. Thus, the electric current during electrolysis flows in the direction in which the electrolytic cells 1 are connected in series. That is, an electric current flows through the cation exchange membrane 2 from the anode chamber 10 towards the cathode chamber 20. When the brine is electrolyzed, chlorine gas is generated on the anode 11 side, and sodium hydroxide (dissolved) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.

[0109] (Анодная камера)[0109] (Anode chamber)

Анодная камера 10 имеет анод 11 или анодный питающий проводник 11. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анода. Анодная камера 10 имеет блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подает раствор электролита в анодную камеру 10, отражательную пластину, которая размещена над блоком подачи раствора электролита анодной стороны так, чтобы быть по существу параллельной или наклонной относительно разделительной перегородки 30, и газо–жидкостный сепаратор анодной стороны, размещенный над отражательной пластиной, для отделения газа от раствора электролита, включающего примешанный газ.The anode chamber 10 has an anode 11 or an anode supply conductor 11. When the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the anode side, 11 serves as an anode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, 11 serves as an anode. The anode chamber 10 has an anode side electrolyte solution supply unit that supplies electrolyte solution to the anode chamber 10, a baffle plate that is positioned above the anode side electrolyte solution supply unit so as to be substantially parallel or inclined with respect to the dividing wall 30, and a gas-liquid an anode-side separator located above the baffle plate for separating the gas from the electrolyte solution including the admixed gas.

[0110] (Анод)[0110] (Anode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, анод 11 находится в раме анодной камеры 10. В качестве анода 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R). DSA представляет собой электрод, включающий титановую подложку, поверхность которой покрыта оксидом, включающим рутений, иридий и титан, в качестве компонентов.When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, the anode 11 is in the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode 11. DSA is an electrode including a titanium substrate, the surface of which is coated with an oxide including ruthenium, iridium and titanium as components.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0111] (Анодный питающий проводник)[0111] (Anode supply conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, на раме анодной камеры 10 предусматривается анодный питающий проводник 11. В качестве анодного питающего проводника 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R), и также может быть применен титан, не имеющий каталитического покрытия. В альтернативном варианте также может быть использован DSA, имеющий более тонкое каталитическое покрытие. Кроме того, также может быть применен уже использованный анод.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the anode side, an anode supply conductor 11 is provided on the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode supply conductor 11, and can also be used titanium without catalytic coating. Alternatively, a DSA having a thinner catalytic coating can also be used. In addition, an already used anode can also be used.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0112] (Блок подачи раствора электролита анодной стороны)[0112] (Anode side electrolyte solution supply unit)

Блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подводит раствор электролита к анодной камере 10, соединен с трубой для подачи раствора электролита. Блок подачи раствора электролита анодной стороны предпочтительно размещается под анодной камерой 10. В качестве блока подачи раствора электролита анодной стороны, например, может быть использована труба, на поверхности которой сформированы участки просветов (дисперсионная труба), и тому подобное. Такая труба более предпочтительно размещается вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки. Эта труба соединена с трубой для подачи раствора электролита (патрубком подачи жидкости), которая подводит раствор электролита в электролитическую ячейку 1. Раствор электролита, подводимый из патрубка подачи жидкости, пропускается по трубе в электролитическую ячейку 1 и подается из выполненных на поверхности трубы отверстий внутри анодной камеры 10. Размещение трубы вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки предпочтительно потому, что раствор электролита может равномерно подводиться внутрь анодной камеры 10.An anode-side electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the anode chamber 10 is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution. The anode side electrolyte solution supply unit is preferably disposed under the anode chamber 10. As the anode side electrolyte solution supply unit, for example, a pipe on the surface of which lumen portions (dispersion tube) and the like can be used. Such a tube is more preferably located along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell. This pipe is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution (a liquid supply pipe), which supplies an electrolyte solution to an electrolytic cell 1. The electrolyte solution supplied from a liquid supply pipe is passed through a pipe into an electrolytic cell 1 and is fed from holes made on the pipe surface inside the anode chambers 10. Placing the pipe along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell is preferable because the electrolyte solution can be uniformly supplied to the inside of the anode chamber 10.

[0113] (Газожидкостный сепаратор анодной стороны)[0113] (Anode side gas-liquid separator)

Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно размещается над отражательной пластиной. Назначением газожидкостного сепаратора анодной стороны является отделение образованного газа, такого как хлор, от раствора электролита во время электролиза. Если не оговаривается иное, «над» означает верхнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 5, и «под» означает нижнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 5.The anode-side gas-liquid separator is preferably located above the baffle plate. The purpose of the anode side gas-liquid separator is to separate the generated gas, such as chlorine, from the electrolyte solution during electrolysis. Unless otherwise specified, "above" means an upward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 5, and "under" means a downward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 5.

Образованный во время электролиза газ, выделяющийся в электролитической ячейке 1, и раствор электролита образуют смешанную фазу (газожидкостную смешанную фазу), которая затем выпускается из системы. Вследствие этого, колебания давления внутри электролитической ячейки 1 вызывают вибрацию, которая может приводить к физическому повреждению ионообменной мембраны. Чтобы предотвращать это явление, электролитическую ячейку 1 по настоящему варианту осуществления предпочтительно оснащают газожидкостным сепаратором анодной стороны для отделения газа от жидкости. Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно снабжен пеногасящей пластиной для устранения пузырьков. Когда поток газожидкостной смешанной фазы протекает через пеногасящую пластину, пузырьки лопаются, тем самым обеспечивая разделение раствора электролита и газа. В результате этого может предотвращаться вибрация во время электролиза.The gas generated during electrolysis, evolved in the electrolytic cell 1, and the electrolyte solution form a mixed phase (gas-liquid mixed phase), which is then discharged from the system. As a consequence, pressure fluctuations within the electrolytic cell 1 cause vibration, which can lead to physical damage to the ion exchange membrane. To prevent this phenomenon, the electrolytic cell 1 of the present embodiment is preferably equipped with an anode-side gas-liquid separator for separating gas from liquid. The anode-side gas-liquid separator is preferably provided with a defoamer plate to eliminate bubbles. When the gas-liquid mixed phase stream flows through the defoamer plate, the bubbles burst, thereby separating the electrolyte solution and gas. As a result, vibration during electrolysis can be prevented.

[0114] (Отражательная пластина)[0114] (Baffle plate)

Отражательная пластина предпочтительно размещается над блоком подачи раствора электролита анодной стороны, и устанавливается по существу параллельно или наклонно относительно разделительной перегородки 30. Отражательная пластина представляет собой разделительную пластину, которая контролирует течение раствора электролита в анодную камеру 10. Когда предусматривается отражательная пластина, она может вызывать циркуляцию раствора электролита (рассола или тому подобного) внутри анодной камеры 10, тем самым делая более однородной концентрацию. Чтобы создавать внутреннюю циркуляцию, отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы отделять пространство вблизи анода 11 от пространства вблизи разделительной перегородки 30. Из таких соображений отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы она была напротив поверхности анода 11 и поверхности разделительной перегородки 30. В пространстве вблизи анода, отделенном отражательной пластиной, происходит электролиз, концентрация раствора электролита (концентрация рассола) снижается, и выделяется образующийся газ, такой как хлор. Это приводит к разности удельных весов газожидкостной смеси между пространством вблизи анода 11 и пространством вблизи разделительной перегородки 30, отделенным отражательной пластиной. С использованием этой разности можно стимулировать внутреннюю циркуляцию раствора электролита в анодной камере 10, делая тем самым более однородным распределение концентраций раствора электролита в анодной камере 10.The baffle plate is preferably positioned above the anode side electrolyte solution supply unit and is positioned substantially parallel or obliquely with respect to the baffle 30. The baffle plate is a baffle plate that controls the flow of electrolyte solution into the anode chamber 10. When the baffle plate is provided, it can cause circulation electrolyte solution (brine or the like) inside the anode chamber 10, thereby making the concentration more uniform. To create internal circulation, the baffle plate is preferably positioned so as to separate the space near the anode 11 from the space near the baffle 30. For this reason, the baffle plate is preferably positioned so that it is opposite the surface of the anode 11 and the surface of the baffle 30. In the space near the anode separated by the baffle plate, electrolysis occurs, the concentration of the electrolyte solution (brine concentration) decreases, and a generated gas such as chlorine is released. This leads to a difference in the specific gravity of the gas-liquid mixture between the space near the anode 11 and the space near the dividing wall 30, separated by a baffle plate. Using this difference, it is possible to stimulate the internal circulation of the electrolyte solution in the anode chamber 10, thereby making the concentration distribution of the electrolyte solution in the anode chamber 10 more uniform.

Хотя это не показано на Фигуре 5, внутри анодной камеры 10 может быть также дополнительно предусмотрен токоотвод. Материал и конфигурация такого токоотвода могут быть такими же, как для вышеуказанного токоотвода катодной камеры. В анодной камере 10 анод 11 сам по себе также может служить токоотводом.Although not shown in FIG. 5, a down conductor may also be additionally provided within the anode chamber 10. The material and configuration of such a current collector can be the same as for the aforementioned collector of the cathode chamber. In the anode chamber 10, the anode 11 itself can also serve as a down conductor.

[0115] (Разделительная перегородка)[0115] (Divider)

Разделительная перегородка 30 размещается между анодной камерой 10 и катодной камерой 20. Разделительная перегородка 30 может называться сепаратором, и анодная камера 10 и катодная камера 20 отделены друг от друга разделительной перегородкой 30. В качестве разделительной перегородки 30 может быть использована перегородка, известная как сепаратор для электролиза, и пример ее содержит разделительную перегородку, сформированную привариванием включающей никель пластины на катодной стороне, и содержащей титан пластины на анодной стороне.The dividing wall 30 is disposed between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20. The dividing wall 30 may be referred to as a separator, and the anode chamber 10 and the cathode chamber 20 are separated from each other by a dividing wall 30. As the dividing wall 30, a baffle known as a separator can be used. electrolysis, and an example thereof comprises a baffle formed by welding a nickel-containing plate on the cathode side and a titanium-containing plate on the anode side.

[0116] (Катодная камера)[0116] (Cathode Chamber)

В катодной камере 20, когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катода. Когда присутствует поглотитель обратного тока, катод или катодный питающий проводник 21 электрически соединен с поглотителем обратного тока. Катодная камера 20, подобно анодной камере 10, предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита катодной стороны и газожидкостный сепаратор катодной стороны. Среди компонентов, составляющих катодную камеру 20, компоненты, подобные тем, которые составляют анодную камеру 10, описываться не будут.In the cathode compartment 20, when the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the cathode side, 21 serves as a cathode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, 21 serves as the cathode. When a return current absorber is present, the cathode or cathode supply conductor 21 is electrically connected to the return current absorber. The cathode chamber 20, like the anode chamber 10, preferably has a cathode-side electrolyte solution supply unit and a cathode-side gas-liquid separator. Among the components constituting the cathode compartment 20, components similar to those constituting the anode compartment 10 will not be described.

[0117] (Катод)[0117] (Cathode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, катод 21 находится в раме катодной камеры 20. Катод 21 предпочтительно имеет никелевую подложку и слой катализатора, который покрывает никелевую подложку. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, химическое осаждение из паровой фазы (ХОПФ), физическое осаждение из паровой фазы (ФОПФ), пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Катод 21 может быть подвергнут восстановительной обработке, при необходимости. В качестве подложки катода 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, the cathode 21 is in the frame of the cathode chamber 20. The cathode 21 preferably has a nickel substrate and a catalyst layer that covers the nickel substrate. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. The cathode 21 can be subjected to a reduction treatment, if necessary. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0118] (Катодный питающий проводник)[0118] (Cathode supply conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, в раме катодной камеры 20 предусматривается катодный питающий проводник 21. Катодный питающий проводник 21 может быть покрыт каталитическом компонентом. Каталитический компонент может представлять собой компонент, который изначально применяется в качестве катода и сохраняется. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. В качестве подложки катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the cathode side, a cathode supply conductor 21 is provided in the frame of the cathode chamber 20. The cathode supply conductor 21 may be coated with a catalyst component. The catalyst component can be a component that is initially used as a cathode and is stored. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode supply conductor 21.

В качестве катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь, не имеющие каталитического покрытия.Nickel, nickel alloys, and nickel-plated iron or stainless steel without a catalytic coating can be used as the cathode supply conductor 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0119] (Поглощающий обратный ток слой)[0119] (Reverse Current Absorbing Layer)

В качестве материала для поглощающего обратный ток слоя может быть выбран материал, который по окислительно-восстановительному потенциалу является менее благородным, сравнительно с окислительно–восстановительным потенциалом элемента для упомянутого выше слоя катализатора катода. Его примеры включают никель и железо.As the material for the layer that absorbs the reverse current, a material that is less noble in terms of the redox potential than the redox potential of the element for the aforementioned catalyst layer of the cathode can be selected. Examples include nickel and iron.

[0120] (Токоотвод)[0120] (Down conductor)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит токоотвод 23. Токоотвод 23 улучшает эффективность отбора тока. В настоящем варианте осуществления токоотвод 23 представляет собой пористую пластину и предпочтительно размещается по существу параллельно поверхности катода 21.The cathode chamber 20 preferably contains a current collector 23. The current collector 23 improves the efficiency of current extraction. In the present embodiment, the collector 23 is a porous plate and is preferably disposed substantially parallel to the surface of the cathode 21.

Токоотвод 23 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Токоотвод 23 может представлять собой смесь, сплав или сложный оксид этих металлов. Токоотвод 23 может иметь любую форму при условии, что форма позволяет токоотводу функционировать, и может иметь форму пластины или сетки.The collector 23 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium. The current collector 23 can be a mixture, alloy or complex oxide of these metals. The collector 23 may be of any shape as long as the shape allows the collector to function and may be in the form of a plate or mesh.

[0121] (Металлическое упругое тело)[0121] (Metallic elastic body)

Размещением металлического упругого тела 22 между токоотводом 23 и катодом 21 каждый катод 21 множества соединенных последовательно электролитических ячеек 1 прижимается к ионообменной мембране 2 для сокращения расстояния между каждым анодом 11 и каждым катодом 21. Тем самым можно снизить напряжение, подаваемое на все множество соединенных последовательно электролитических ячеек 1. Снижение напряжения способствует снижению энергопотребления. Когда размещается металлическое упругое тело 22, создаваемое металлическим упругим телом 22 прижимающее давление позволяет электроду для электролиза стабильно сохранять свое положение на месте, когда слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, размещается в электролитической ячейке.By placing the metal elastic body 22 between the current collector 23 and the cathode 21, each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2 to shorten the distance between each anode 11 and each cathode 21. Thus, it is possible to reduce the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells connected in series. cells 1. Reducing voltage helps to reduce power consumption. When the metal resilient body 22 is placed, the pressing pressure created by the metal resilient body 22 allows the electrolysis electrode to stably maintain its position in place when the laminated article containing the electrolysis electrode of the present embodiment is placed in the electrolytic cell.

В качестве металлического упругого тела 22 могут быть применены пружинные элементы, такие как спиральные и винтовые пружины, и амортизирующие маты. В качестве металлического упругого тела 22 может быть надлежащим образом применен элемент с учетом механического напряжения из–за давления на ионообменную мембрану и тому подобного. Металлическое упругое тело 22 может быть размещено на поверхности токоотвода 23 на стороне катодной камеры 20 или может быть предусмотрено на поверхности разделительной перегородки на стороне анодной камеры 10. Обе камеры обычно разделены так, что катодная камера 20 становится меньшей, чем анодная камера 10. Таким образом, с точки зрения прочности рамы и тому подобного, металлическое упругое тело 22 предпочтительно размещают между токоотводом 34 и катодом 21 в катодной камере 20. Металлическое упругое тело 22 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан.As the metal resilient body 22, spring elements such as coil and coil springs and damping mats can be used. As the metal elastic body 22, an element can be appropriately applied in consideration of mechanical stress due to pressure on the ion exchange membrane and the like. The metal resilient body 22 may be located on the surface of the collector 23 on the side of the cathode chamber 20, or may be provided on the surface of the partition wall on the side of the anode chamber 10. The two chambers are usually separated so that the cathode chamber 20 becomes smaller than the anode chamber 10. Thus In terms of frame strength and the like, the metal resilient body 22 is preferably placed between the collector 34 and the cathode 21 in the cathode chamber 20. The metal resilient body 22 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium.

[0122] (Держатель)[0122] (Holder)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит держатель 24, который электрически соединяет токоотвод 23 с разделительной перегородкой 30. Этим может достигаться эффективное течение тока.The cathode chamber 20 preferably comprises a holder 24 which electrically connects the collector 23 to the baffle 30. This can achieve an efficient current flow.

Держатель 24 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Держатель 24 может иметь любую форму при условии, что держатель может поддерживать токоотвод 23, и может иметь форму стержня, пластины или сетки. Держатель 24 имеет, например, форму пластины. Между разделительной перегородкой 30 и токоотводом 23 размещается множество держателей 24. Множество держателей 24 выровнено так, что их поверхности параллельны между собой. Держатели 24 размещаются по существу перпендикулярно разделительной перегородке 30 и токоотводу 23.The holder 24 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The holder 24 can be of any shape as long as the holder can support the collector 23 and can be in the form of a rod, plate, or mesh. The holder 24 is in the form of a plate, for example. A plurality of holders 24 are disposed between the baffle 30 and the down conductor 23. The plurality of holders 24 are aligned so that their surfaces are parallel to each other. The holders 24 are located substantially perpendicular to the baffle 30 and the down conductor 23.

[0123] (Уплотнение анодной стороны и уплотнение катодной стороны)[0123] (Anode side seal and cathode side seal)

Уплотнение анодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей анодную камеру 10. Уплотнение катодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей катодную камеру 20. Электролитические ячейки соединены между собой так, что уплотнение анодной стороны, находящееся в одной электролитической ячейке, и уплотнение катодной стороны соседней с ней электролитической ячейки прокладывают ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуры 5 и 6). Эти уплотнения могут создавать воздухонепроницаемость в местах соединения, когда множество электролитических ячеек 1 соединяются последовательно через ионообменную мембрану 2.The anode side seal is preferably located on the surface of the frame constituting the anode chamber 10. The cathode side seal is preferably positioned on the surface of the frame constituting the cathode compartment 20. The electrolytic cells are interconnected such that the anode side seal located in one electrolytic cell and the cathode side seal an ion-exchange membrane 2 is laid on an adjacent electrolytic cell (see Figures 5 and 6). These seals can create airtightness at the junctions when a plurality of electrolytic cells 1 are connected in series through an ion exchange membrane 2.

Уплотнения образуют уплотнение между ионообменной мембраной и электролитическими ячейками. Конкретные примеры уплотнений включают подобные картинной раме резиновые листы, в центре которых образован проем. Уплотнения должны иметь стойкость против коррозионно–агрессивных растворов электролита или образованного газа и быть работоспособными в течение длительного периода времени. Так, в отношении химической стойкости и твердости в качестве уплотнений обычно применяются вулканизированные продукты и сшитые посредством пероксида продукты этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM–каучука) и этилен–пропиленового каучука (EPM–каучука). В альтернативном варианте, при необходимости, могут быть использованы уплотнения, в которых участок, находящийся в контакте с жидкостью (контактирующую с жидкостью область), покрывают фторсодержащей смолой, такой как политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA). Эти уплотнения в каждом случае могут иметь такой проем, который не препятствует течению раствора электролита, и форма проема конкретно не ограничивается. Например, уплотнение в форме рамы для картины присоединяют посредством адгезива или тому подобного вдоль периферической кромки каждого проема рамы анодной камеры, составляющей анодную камеру 10, или рамы катодной камеры, составляющей катодную камеру 20. Тогда, например, в случае, где две электролитических ячейки 1 соединяются через ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 6), каждая электролитическая ячейка 1, к которой присоединено уплотнение, должна быть уплотнена посредством ионообменной мембраны 2. Это уплотнение может предотвращать утечку из электролитических ячеек 1 раствора электролита, гидроксида щелочного металла, газообразного хлора, газообразного водорода и тому подобного, образованных при электролизе.The seals form a seal between the ion exchange membrane and the electrolytic cells. Specific examples of seals include picture frame-like rubber sheets in the center of which an opening is formed. The seals must be resistant to corrosive electrolyte solutions or generated gas and be functional for a long period of time. Thus, with regard to chemical resistance and hardness, vulcanized products and peroxide-crosslinked products of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM-rubber) and ethylene-propylene rubber (EPM-rubber) are usually used as seals. Alternatively, if desired, seals can be used in which the area in contact with the liquid (the area in contact with the liquid) is coated with a fluorine-containing resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkylvinyl ethers (PFA). These seals may in each case have an opening that does not impede the flow of the electrolyte solution, and the shape of the opening is not particularly limited. For example, a seal in the form of a picture frame is attached by means of an adhesive or the like along the peripheral edge of each opening of the anode chamber frame constituting the anode compartment 10 or the cathode compartment frame constituting the cathode compartment 20. Then, for example, in the case where two electrolytic cells 1 are connected through ion exchange membrane 2 (see Figure 6), each electrolytic cell 1 to which a seal is attached must be sealed by means of an ion exchange membrane 2. This seal can prevent electrolyte solution, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas from escaping from the electrolytic cells 1 and the like formed by electrolysis.

[0124] (Ионообменная мембрана 2)[0124] (Ion exchange membrane 2)

Ионообменная мембрана 2 является такой, как описано в приведенном выше разделе об ионообменной мембране.The ion exchange membrane 2 is as described in the above section on the ion exchange membrane.

[0125] (Электролиз воды)[0125] (Water electrolysis)

Электролизер по настоящему варианту осуществления в качестве электролизера в случае электролиза воды имеет конфигурацию, в которой ионообменная мембрана в электролизере для применения в случае вышеуказанного обычного электролиза соли, заменяется на микропористую мембрану. Подаваемый исходный материал, который представляет собой воду, отличается от материала для электролизера в случае вышеупомянутого обычного электролиза соли. Что касается прочих компонентов, то детали, подобные компонентам электролизера в случае обычного электролиза соли, могут быть использованы также в электролизере для электролиза воды. Поскольку в случае обычного электролиза соли в анодной камере образуется газообразный хлор, в качестве материала анодной камеры применяется титан, но в случае электролиза воды в анодной камере выделяется только газообразный кислород. Таким образом, может быть применен материал, идентичный материалу катодной камеры. Одним примером его является никель. Для покрытия анода пригодно каталитическое покрытие для генерирования кислорода. Примеры каталитического покрытия включают металлы, оксиды и гидроксиды металлов платиновой группы и металлы из группы переходных металлов. Например, могут быть использованы такие элементы, как платина, иридий, палладий, рутений, никель, кобальт и железо.The electrolytic cell of the present embodiment as an electrolysis cell in the case of water electrolysis has a configuration in which an ion exchange membrane in the electrolysis cell for use in the case of the above conventional salt electrolysis is replaced with a microporous membrane. The supplied raw material, which is water, is different from the material for the electrolytic cell in the case of the above-mentioned conventional salt electrolysis. As for other components, parts similar to those of the electrolysis cell in the case of conventional salt electrolysis can also be used in a water electrolysis cell. Since chlorine gas is generated in the anode chamber in conventional salt electrolysis, titanium is used as the anode chamber material, but in the case of water electrolysis, only oxygen gas is emitted in the anode chamber. Thus, a material identical to that of the cathode chamber can be used. Nickel is one example of this. A catalytic coating for generating oxygen is suitable for coating the anode. Examples of the catalytic coating include metals, oxides and hydroxides of platinum group metals and metals from the transition metal group. For example, elements such as platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, cobalt, and iron can be used.

[0126] <Второй вариант осуществления>[0126] <Second embodiment>

Здесь будет подробно описан второй вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фигуры 22–42.Here, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 22-42.

[0127] [Слоистое изделие][0127] [Laminate Product]

Слоистое изделие согласно второму варианту осуществления (далее в разделе <Второй вариант осуществления> называемому просто «настоящим вариантом осуществления») содержит электрод для электролиза и мембрану или питающий проводник в контакте с электродом для электролиза, причем сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза на мембране или питающем проводнике, составляет менее 1,5 Н/(мг·см2). Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления, сконфигурированное как описано выше, может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, может проявлять превосходные характеристики электролиза даже после обновления.The laminated article according to the second embodiment (hereinafter in the section <Second Embodiment> simply referred to as "the present embodiment") comprises an electrode for electrolysis and a membrane or supply conductor in contact with the electrode for electrolysis, wherein the force applied per unit mass · unit area of the electrode for electrolysis on a membrane or a supply conductor, is less than 1.5 N / (mg · cm 2 ). The laminated article of the present embodiment, configured as described above, can improve the operating efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell, and in addition, can exhibit excellent electrolysis performance even after the renewal.

То есть в соответствии со слоистым изделием по настоящему варианту осуществления при обновлении электрода электрод может быть обновлен настолько простым действием, как обновление мембраны, без сложной работы, такой как разборка существующего электрода, закрепленного на электролитической ячейке, и тем самым заметно улучшается эффективность работ.That is, according to the layered article of the present embodiment, when the electrode is renewed, the electrode can be renewed as simple as renewing the membrane without complicated work such as disassembling an existing electrode attached to the electrolytic cell, and thereby noticeably improve the working efficiency.

Кроме того, в соответствии со слоистым изделием по настоящему варианту осуществления, возможно сохранение или улучшение производительности электролиза нового электрода. Таким образом, электрод, закрепленный на стандартной новой электролитической ячейке и служащий в качестве анода и/или катода, должен служить только в качестве питающего проводника. Таким образом, также могут быть возможны заметное сокращение или устранение каталитического покрытия.In addition, according to the layered article of the present embodiment, it is possible to maintain or improve the electrolysis performance of the new electrode. Thus, an electrode attached to a standard new electrolytic cell and serving as anode and / or cathode should only serve as a supply conductor. Thus, appreciable reduction or elimination of the catalytic coating can also be possible.

Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления может храниться или транспортироваться к потребителям в состоянии, когда слоистое изделие намотано вокруг винилхлоридной трубы или тому подобной (в намотанном состоянии или тому подобном), заметно упрощая проведение погрузки-разгрузки.The laminated article of the present embodiment can be stored or transported to consumers in a state where the laminated article is wound around a vinyl chloride pipe or the like (in a wound state or the like), greatly facilitating handling.

В качестве питающего проводника по настоящему варианту осуществления могут быть использованы разнообразные упоминаемые ниже подложки, такие как изношенный электрод (то есть существующий электрод), и электрод, не имеющий каталитического покрытия.As the supply conductor of the present embodiment, various substrates mentioned below, such as a worn electrode (i.e., an existing electrode) and an electrode not having a catalytic coating, can be used.

Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления может иметь частично закрепленный участок при условии, что слоистое изделие имеет вышеописанную конфигурацию. То есть в случае, где слоистое изделие по настоящему варианту осуществления имеет закрепленный участок, измерению подвергается участок, не имеющий закрепления, и полученное значение силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза, должно быть менее 1,5 Н/(мг·см2).The laminated product of the present embodiment may have a partially fixed portion provided that the laminated product has the above-described configuration. That is, in the case where the laminated article of the present embodiment has a fixed portion, the non-fixed portion is measured, and the obtained value of the force applied per unit mass · unit area of the electrolysis electrode should be less than 1.5 N / (mg Cm 2 ).

[0128] [Электрод для электролиза][0128] [Electrolysis Electrode]

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления имеет силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, менее 1,5 Н/(мг·см2), предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с питающим проводником (изношенным электродом и электродом, не имеющим каталитического покрытия) и тому подобным. Сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.The electrolysis electrode of the present embodiment has a force applied per unit mass · unit area of less than 1.5 N / (mg · cm 2 ), preferably 1.2 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably 1, 20 N / (mg · cm 2 ) or less from the viewpoint of providing good workability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a supply conductor (worn electrode and an electrode not having a catalytic coating) and the like. The force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

С позиции дополнительного улучшения производительности электролиза сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более, еще более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более. Еще более предпочтительно сила составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).From the viewpoint of further improving the electrolysis productivity, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more, even more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ) or more. Even more preferably, the force is 0.2 N / (mg · cm 2 ) or more from the viewpoint of further facilitating the handling of a large size (eg, 1.5 mx 2.5 m).

Вышеописанная прилагаемая сила может быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, описываемого ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода, среднего арифметического величины поверхностной шероховатости и тому подобного. Например, более конкретно, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает меньшую прилагаемую силу, а более низкий коэффициент открытой пористости приводит к большей прилагаемой силе.The above-described applied force may be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, the below-described open porosity ratio, electrode thickness, arithmetic mean of surface roughness, and the like. For example, more specifically, a higher open porosity ratio results in a lower applied force, and a lower open porosity ratio results in a higher applied force.

Масса в расчете на единицу площади предпочтительно составляет 48 мг/см2 или менее, более предпочтительно 30 мг/см2 или менее, еще более предпочтительно 20 мг/см2 или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и экономии, и, более того, предпочтительно составляет 15 мг/см2 или менее, по общим соображениям, включающим технологичность, прочность сцепления и экономичность. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, величину порядка 1 мг/см2.The mass per unit area is preferably 48 mg / cm 2 or less, more preferably 30 mg / cm 2 or less, even more preferably 20 mg / cm 2 or less from the standpoint of providing good processability and good adhesion to the membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a worn electrode, with a feed conductor not having a catalytic coating, and economy, and moreover, is preferably 15 mg / cm 2 or less, for general reasons including manufacturability, adhesion strength and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, on the order of 1 mg / cm 2 .

Вышеописанная масса на единицу площади может быть в пределах вышеописанного диапазона, например, в результате надлежащего регулирования описываемых ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает снижение массы на единицу площади, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высокой массе на единицу площади.The above-described mass per unit area may be within the above-described range, for example, by appropriately adjusting the below-described open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio results in a decrease in mass per unit area, and a lower open porosity ratio results in a higher mass per unit area.

[0129] Прилагаемая сила может быть измерена описываемыми ниже методами (i) или (ii), которые являются такими, как подробно описано в Примерах. Что касается прилагаемой силы, значение, полученное путем измерения методом (i) (также называемое «прилагаемая сила (1)»), и значение, полученное путем измерения методом (ii) (также называемое «прилагаемая сила (2)»), могут быть одинаковыми или различными, и каждое из значений составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[0129] The applied force can be measured by methods (i) or (ii) described below, which are as detailed in the Examples. With regard to the applied force, the value obtained by measuring by method (i) (also called "applied force (1)") and the value obtained by measuring by method (ii) (also called "applied force (2)") may be the same or different, and each of the values is less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[0130] [Метод (i)][0130] [Method (i)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм), ионообменную мембрану, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм, подробности относительно указанной здесь ионообменной мембраны описываются в Примерах), и образец электрода для электролиза (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляет от 0,5 до 0,8 мкм. Конкретный метод расчета среднего арифметического величины (Ra) поверхностной шероховатости описан в Примерах.Nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with side 200 mm), ion-exchange membrane obtained by applying particles of inorganic material and a binder to both surfaces of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced (square 170 mm side, details of the ion exchange membrane disclosed herein are described in the Examples), and a sample electrolysis electrode (130 mm square) is layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of a nickel plate after blasting is 0.5 to 0.8 μm. A specific method for calculating the arithmetic mean (Ra) of the surface roughness is described in the Examples.

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и ионообменной мембраны и на массу ионообменной мембраны на участке перекрывания с образцом электрода для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (1) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the ion exchange membrane and by the mass of the ion exchange membrane in the area of overlapping with the electrode sample to calculate the applied force per unit mass · unit area (1) (N / (mg · cm 2 )).

[0131] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (1), полученная методом (i), составляет менее 1,5 Н/(мг·см2), предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно еще более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 0,2 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0131] The applied force per unit mass · unit area (1) obtained by method (i) is less than 1.5 N / (mg · cm 2 ), preferably 1.2 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further even more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg cm 2 ) or less from the viewpoint of providing good processability and good adhesion to a membrane such as ion exchange membrane or microporous membrane, a worn electrode, and a supply conductor that does not have a catalytic coating. The force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more in view of further improvement electrolysis productivity, and, moreover, more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ), even more preferably 0.2 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating handling of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m).

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления удовлетворяет прилагаемой силе (1), электрод может быть объединен с мембраной, например, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана или с питающим проводником и использован (то есть в качестве слоистого изделия). Таким образом, при обновлении электрода устраняется операция по замене катода и анода, закрепленных на электролитической ячейке таким способом, как сварка, и заметно улучшается эффективность работ. В дополнение, применением электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления в качестве слоистого изделия, объединенного с ионообменной мембраной, микропористой мембраной или с питающим проводником, можно сделать характеристики электролиза сравнимыми или более высокими, чем таковые для нового электрода.When the electrode for electrolysis of the present embodiment satisfies the applied force (1), the electrode can be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, or with a supply conductor, and used (i.e., as a laminated article). Thus, when the electrode is renewed, the operation of replacing the cathode and anode fixed to the electrolytic cell in a manner such as welding is eliminated, and the work efficiency is noticeably improved. In addition, by using the electrolysis electrode of the present embodiment as a laminated article combined with an ion exchange membrane, a microporous membrane, or a supply conductor, electrolysis performance can be made comparable to or better than that of the new electrode.

При поставке новой электролитической ячейки электрод, закрепленный на электролитической ячейке, традиционно был подвергнут нанесению каталитического покрытия. Поскольку только комбинация электрода, не имеющего каталитического покрытия, с электродом для электролиза по настоящему варианту осуществления может обеспечивать функционирование электрода в качестве электрода, можно заметно сократить или устранить этап получения и объем катализатора для каталитического покрытия. Традиционный электрод, каталитическое покрытие на котором заметно сокращено или устранено, может быть электрически соединен с электродом для электролиза по настоящему варианту осуществления, и оставлен служащим в качестве питающего проводника для пропускания электрического тока.When a new electrolytic cell is shipped, the electrode attached to the electrolytic cell has traditionally been catalytically coated. Since only the combination of the uncatalyzed electrode with the electrolysis electrode of the present embodiment can function the electrode as an electrode, the production step and the volume of the catalyst for the catalytic coating can be significantly reduced or eliminated. A conventional electrode whose catalytic coating has been markedly reduced or removed may be electrically connected to the electrolysis electrode of the present embodiment, and left serving as a supply conductor for passing electric current.

[0132] [Метод (ii)][0132] [Method (ii)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм, никелевая пластина подобна пластине в вышеуказанном методе (i)), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.A nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm, a nickel plate similar to the plate in the above method (i)), and an electrode sample (square with a side of 130 mm) is layered in this okay. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и никелевой пластины и на массу образца электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (2) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the nickel plate and by the weight of the electrode sample in the overlapping area with the nickel plate to calculate the applied force per unit mass · unit area (2) (N / (mg · cm 2 )).

[0133] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (2), полученная методом (ii), составляет менее 1,5 Н/(мг·см2), предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно еще более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2), с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0133] The applied force per unit mass · unit area (2) obtained by method (ii) is less than 1.5 N / (mg · cm 2 ), preferably 1.2 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further even more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg cm 2 ) or less from the viewpoint of providing good processability and good adhesion to a membrane such as ion exchange membrane or microporous membrane, a worn electrode, and a supply conductor that does not have a catalytic coating. The force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more in view of further improvement productivity of electrolysis, and, moreover, is more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ), from the point of view of additional facilitation of carrying out loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m).

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если удовлетворяет прилагаемой силе (2), может храниться или транспортироваться к потребителям в состоянии, когда электрод намотан вокруг винилхлоридной трубы или тому подобного (в намотанном состоянии или тому подобном), заметно упрощая проведение погрузки-разгрузки. Присоединением электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления к изношенному существующему электроду с образованием слоистого изделия можно сделать характеристики электролиза сравнимыми или более высокими, чем таковые для нового электрода.The electrolysis electrode of the present embodiment, if satisfies the applied force (2), can be stored or transported to consumers in a state where the electrode is wound around a vinyl chloride pipe or the like (in a wound state or the like), greatly facilitating handling. By connecting the electrolysis electrode of the present embodiment to a worn out existing electrode to form a laminated article, electrolysis performance can be made comparable to or better than that of the new electrode.

[0134] Из тех соображений, что электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если представляет собой электрод, имеющий широкий диапазон упругой деформации, может обеспечивать лучшую технологичность и имеет лучшую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, толщина электрода для электролиза предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, еще более предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 138 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных вышеуказанным соображений, толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, дополнительно предпочтительно 115 мкм или менее, еще более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более по практическим соображениям, более предпочтительно 20 мкм или более. В настоящем варианте осуществления «имеющий широкий диапазон упругой деформации» означает, что, когда электрод для электролиза наматывают с образованием обмотки, маловероятно возникновение обусловленного намоткой коробления после выведения из намотанного состояния. Толщина электрода для электролиза, когда предусмотрен упоминаемый ниже слой катализатора, относится к совокупной толщине как подложки электрода для электролиза, так и слоя катализатора.[0134] Considering that the electrode for electrolysis of the present embodiment, if it is an electrode having a wide elastic deformation range, can provide better workability and has better adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane with a worn electrode , with a supply conductor not having a catalytic coating and the like, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably 315 μm or less, more preferably 220 μm or less, even more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 μm or less, especially preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, further even more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for reasons similar to the above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, further preferably 115 µm or less, even more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. In the present embodiment, “having a wide elastic range” means that when the electrolysis electrode is wound to form a winding, it is unlikely that winding-induced warping will occur after being released from the wound state. The thickness of the electrolysis electrode when the below-mentioned catalyst layer is provided refers to the total thickness of both the electrolysis electrode support and the catalyst layer.

[0135] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Толщина подложки электрода для электролиза (измеренная толщина) составляет, но конкретно не ограничивается, предпочтительно 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, еще более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, являясь пригодной к сворачиванию в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки и облегчающей проведение погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), и, в дополнение, еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.[0135] The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness) is, but is not particularly limited, preferably 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less, even more preferably 120 μm or less, even more preferably 100 μm or less from the point of view of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode ( feed conductor), which does not have a catalytic coating, being suitable for roll-up and satisfactory folding into folds and facilitates loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m), and, in addition, still more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0136] В настоящем варианте осуществления между мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана и электрод или металлическая пористая пластина или металлическая пластина (то есть питающий проводник), такая как изношенный существующий электрод и электрод, не имеющий каталитического покрытия, и электродом для электролиза, предпочтительно размещается жидкость. В качестве жидкости может быть использована любая жидкость, такая как вода или органические растворители, при условии, что жидкость создает поверхностное натяжение. Чем выше поверхностное натяжение жидкости, тем больше сила, прилагаемая между мембраной и электродом для электролиза или между металлической пористой пластиной или металлической пластиной и электродом для электролиза. Таким образом, предпочтительна жидкость, имеющая более высокое поверхностное натяжение. Примеры жидкости включают следующие (численное значение в скобках представляет собой поверхностное натяжение жидкости при 20°С):[0136] In the present embodiment, between a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane and an electrode or metal porous plate or metal plate (i.e., a supply conductor), such as a worn out existing electrode and an electrode not having a catalytic coating, and an electrode for electrolysis , preferably liquid is placed. Any liquid such as water or organic solvents can be used as the liquid, provided that the liquid creates surface tension. The higher the surface tension of the liquid, the greater the force applied between the membrane and the electrolysis electrode, or between the porous metal plate or the metal plate and the electrolysis electrode. Thus, a liquid having a higher surface tension is preferred. Examples of liquid include the following (the numerical value in parentheses represents the surface tension of the liquid at 20 ° C):

гексан (20,44 мН/м), ацетон (23,30 мН/м), метанол (24,00 мН/м), этанол (24,05 мН/м), этиленгликоль (50,21 мН/м) и вода (72,76 мН/м).hexane (20.44 mN / m), acetone (23.30 mN / m), methanol (24.00 mN / m), ethanol (24.05 mN / m), ethylene glycol (50.21 mN / m) and water (72.76 mN / m).

Жидкость, имеющая высокое поверхностное натяжение, обеспечивает возможность объединения (с образованием слоистого изделия) мембраны и электрода для электролиза, или металлической пористой пластины или металлической пластины (питающего проводника) и электрода для электролиза, облегчая тем самым обновление электрода. Жидкость между мембраной и электродом для электролиза или между металлической пористой пластиной или металлической пластиной (питающим проводником) и электродом для электролиза, может присутствовать в таком количестве, что оба из них сцепляются друг с другом под действием поверхностного натяжения. В результате этого, после помещения слоистого изделия в электролитическую ячейку, жидкость, если смешивается с раствором электролита, не влияет на сам электролиз ввиду небольшого количества жидкости.The liquid having a high surface tension allows the membrane and the electrolysis electrode or the porous metal plate or metal plate (feed conductor) and the electrolysis electrode to combine (to form a laminated article), thereby facilitating the renewal of the electrode. The liquid between the membrane and the electrolysis electrode, or between the porous metal plate or the metal plate (supply conductor) and the electrolysis electrode, may be present in such an amount that both of them adhere to each other under the action of surface tension. As a result, after placing the layered article in the electrolytic cell, the liquid, if mixed with the electrolyte solution, does not affect the electrolysis itself due to the small amount of liquid.

С практической точки зрения, в качестве жидкости предпочтительно применяется жидкость, имеющая поверхностное натяжение от 24 мН/м до 80 мН/м, такая как этанол, этиленгликоль и вода. В особенности предпочтительной является вода или водный раствор щелочи, полученный растворением в воде каустической соды, гидроксида калия, гидроксида лития, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, карбоната натрия, карбоната калия или тому подобного. В альтернативном варианте поверхностное натяжение может быть скорректировано приведением этих жидкостей в контакт с поверхностно–активным веществом. Когда содержится поверхностно–активное вещество, прочность сцепления между мембраной и электродом для электролиза или между металлической пористой пластиной или металлической пластиной (питающим проводником) и электродом для электролиза изменяется, позволяя регулировать технологичность. Поверхностно–активное вещество конкретно не ограничивается, и могут быть использованы как ионные поверхностно–активные вещества, так и неионные поверхностно–активные вещества.From a practical point of view, a liquid having a surface tension of 24 mN / m to 80 mN / m such as ethanol, ethylene glycol and water is preferably used as the liquid. Particularly preferred is water or an aqueous alkali solution obtained by dissolving caustic soda, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate, sodium carbonate, potassium carbonate or the like in water. Alternatively, the surface tension can be adjusted by bringing these fluids into contact with a surfactant. When a surfactant is contained, the bond strength between the membrane and the electrolysis electrode or between the porous metal plate or the metal plate (supply conductor) and the electrolysis electrode is changed, allowing processability to be adjusted. The surfactant is not particularly limited, and both ionic surfactants and nonionic surfactants can be used.

[0137] Доля, измеренная следующим методом (2) на электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 90% или более, более предпочтительно 92% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и дополнительно предпочтительно 95% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0137] The proportion measured by the following method (2) on the electrode for electrolysis of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 92% or more from the viewpoint of ensuring good processability and achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and additionally preferably 95% or more from the point of view of further facilitating handling when large size (for example , size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (2)][Method (2)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 280 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 280 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0138] Доля, измеренная следующим методом (3) на электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 75% или более, более предпочтительно 80% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и для надлежащей пригодности к намотке в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки, и дополнительно предпочтительно составляет 90% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0138] The proportion measured by the following method (3) on the electrode for electrolysis of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 75% or more, more preferably 80% or more from the viewpoint of ensuring good workability, achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and for proper roll-winding and satisfactory creasing, and is additionally preferably 90% or more from the point of view of additional facilitation of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (3)][Method (3)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned externally at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0139] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления имеет пористую структуру и коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности, от 5 до 90% или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и предотвращения накопления газа, выделяющегося во время электролиза, хотя без конкретного ограничения этим. Коэффициент открытой пористости более предпочтительно составляет от 10 до 80% или менее, более предпочтительно от 20 до 75%.[0139] The electrode for electrolysis of the present embodiment has a porous structure and an open porosity ratio or void ratio of 5 to 90% or less in terms of providing good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and preventing the accumulation of gas evolved during electrolysis, although not specifically limited thereto. The open porosity ratio is more preferably 10 to 80% or less, more preferably 20 to 75%.

Коэффициент открытой пористости представляет долю участков просветов в расчете на единицу объема. Метод расчета может различаться в зависимости от того, рассматриваются ли участки просветов субмикронного размера или же рассматриваются только видимые просветы. В настоящем варианте осуществления объем V рассчитывали из значений измеренной толщины, ширины и длины электрода, и, кроме того, измеряли вес W, чтобы тем самым рассчитать коэффициент А открытой пористости по следующей формуле.The Open Porosity Ratio represents the fraction of lumen areas per unit volume. The calculation method may differ depending on whether sub-micron-sized gaps are considered or only visible gaps are considered. In the present embodiment, the volume V was calculated from the values of the measured thickness, the width and the length of the electrode, and in addition, the weight W was measured to thereby calculate the open porosity coefficient A by the following formula.

A=(1–(W/(V×ρ))×100A = (1– (W / (V × ρ)) × 100

ρ представляет собой плотность материала электрода (г/см3). Например, ρ никеля составляет 8,908 г/см3, а ρ титана составляет 4,506 г/см3. Коэффициент открытой пористости надлежащим образом регулируется изменением площади перфорируемого металла на единицу площади в случае перфорированного металлического листа, изменением значений SW (короткого диаметра), LW (длинного диаметра), и подачи в случае просечно–вытяжного металлического листа, изменением линейных размеров диаметра металлического волокна и номера сита в случае сетки, изменением рисунка фоторезиста, применяемого в случае электроформования, изменением диаметра металлического волокна и плотности волокна в случае нетканого полотна, изменением пресс-формы для формования полостей в случае пористого металла или тому подобным образом.ρ is the density of the electrode material (g / cm 3 ). For example, the ρ of nickel is 8.908 g / cm 3 and the ρ of titanium is 4.506 g / cm 3 . The open porosity ratio is appropriately controlled by changing the area of perforated metal per unit area in the case of a perforated metal sheet, changing the values of SW (short diameter), LW (long diameter), and feed in the case of expanded metal sheet, changing the linear dimensions of the diameter of the metal fiber, and sieve numbers in the case of a mesh, a change in the photoresist pattern used in the case of electrospinning, a change in the diameter of the metal fiber and the density of the fiber in the case of a nonwoven fabric, a change in the mold for forming cavities in the case of a porous metal, or the like.

[0140] Значение, полученное путем измерения нижеследующим методом (А) электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления, предпочтительно составляет 40 мм или менее, более предпочтительно 29 мм или менее, дополнительно предпочтительно 10 мм или менее, еще более предпочтительно 6,5 мм или менее с позиции технологичности. Конкретный способ измерения является таким, как описан в Примерах.[0140] The value obtained by measuring by the following method (A) of the electrode for electrolysis of the present embodiment is preferably 40 mm or less, more preferably 29 mm or less, further preferably 10 mm or less, even more preferably 6.5 mm or less from the standpoint of manufacturability. The specific measurement method is as described in the Examples.

[Метод (A)][Method (A)]

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% образец, полученный наслоением ионообменной мембраны и электрода для электролиза, наматывают вокруг и закрепляют на изогнутой поверхности втулки, выполненной из поливинилхлорида и имеющей внешний диаметр φ 32 мм, и оставляют, выдерживая в течение 6 часов; после этого, когда электрод для электролиза отделяют от образца и размещают на плоской пластине, измеряют высоты L1 и L2 в вертикальном направлении на обеих кромках электрода для электролиза, и их среднее значение используют в качестве значения измерения.At a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, a sample obtained by layering an ion exchange membrane and an electrolysis electrode is wound around and fixed to the curved surface of a sleeve made of polyvinyl chloride having an outer diameter of φ 32 mm, and within 6 hours; thereafter, when the electrolysis electrode is separated from the sample and placed on the flat plate, the heights L 1 and L 2 in the vertical direction at both edges of the electrolysis electrode are measured, and their average value is used as the measurement value.

[0141] В электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления вентиляционное сопротивление, измеренное в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с (здесь далее также называемых «условием 1 измерения»), предпочтительно составляет 24 кПа·с/м или менее, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм (здесь далее также называемое «вентиляционным сопротивлением 1»). Высокое вентиляционное сопротивление означает, что воздух протекает с бóльшим трудом, и относится к состоянию высокой плотности. В этом состоянии продукт электролиза остается в электроде, и реагенты с бóльшим трудом диффундируют внутрь электрода, и тем самым рабочие параметры электролиза (такие как напряжение) проявляют тенденцию к ухудшению. Концентрация на поверхности мембраны проявляет тенденцию к повышению. Более конкретно, концентрация каустической соды возрастает на поверхности катода, и подача рассола на поверхность анода имеет тенденцию к снижению. В результате этого продукт накапливается до высокой концентрации на поверхности раздела, на которой мембрана контактирует с электродом. Это накопление приводит к повреждению мембраны на поверхности катода и повреждению мембраны на поверхности анода. В настоящем варианте осуществления, чтобы предотвратить эти дефекты, вентиляционное сопротивление предпочтительно регулируется на 24 кПа·с/м или менее. По подобным соображениям, как указано выше, вентиляционное сопротивление более предпочтительно составляет менее 0,19 кПа·с/м, дополнительно предпочтительно 0,15 кПа·с/м или менее, еще более предпочтительно 0,07 кПа·с/м или менее.[0141] In the electrolysis electrode in the present embodiment, the ventilation resistance measured at a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 0.2 cm / s and a ventilation volume of 0.4 cm 3 / cm 2 / s (here hereinafter also referred to as “measurement condition 1”) is preferably 24 kPa · s / m or less when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm (hereinafter also referred to as “ventilation resistance 1”). A high ventilation resistance means that the air flows with more difficulty and belongs to a high density state. In this state, the electrolysis product remains in the electrode, and the reagents are more difficult to diffuse into the inside of the electrode, and thus the electrolysis operating parameters (such as voltage) tend to deteriorate. The concentration on the membrane surface tends to increase. More specifically, the concentration of caustic soda increases at the surface of the cathode, and the supply of brine to the surface of the anode tends to decrease. As a result, the product accumulates to a high concentration at the interface where the membrane contacts the electrode. This build-up leads to damage to the membrane at the cathode surface and damage to the membrane at the anode surface. In the present embodiment, in order to prevent these defects, the ventilation resistance is preferably controlled to 24 kPa · s / m or less. For similar reasons, as above, the ventilation resistance is more preferably less than 0.19 kPa · s / m, further preferably 0.15 kPa · s / m or less, even more preferably 0.07 kPa · s / m or less.

В настоящем варианте осуществления, когда вентиляционное сопротивление выше определенного значения, NaOH, выделяющийся на электроде, имеет тенденцию накапливаться на поверхности раздела между электродом и мембраной, приводя к высокой концентрации в случае катода, и подача рассола имеет тенденцию к сокращению, обуславливая снижение концентрации рассола в случае анода. Чтобы предотвратить повреждение мембраны, которое может быть вызвано таким накоплением, вентиляционное сопротивление предпочтительно составляет менее 0,19 кПа·с/м, более предпочтительно 0,15 кПа·с/м или менее, еще более предпочтительно 0,07 кПа·с/м или менее.In the present embodiment, when the ventilation resistance is higher than a certain value, NaOH evolved at the electrode tends to accumulate at the interface between the electrode and the membrane, resulting in a high concentration in the case of the cathode, and the brine supply tends to be reduced, causing the brine concentration to decrease. case of the anode. To prevent damage to the membrane that can be caused by such accumulation, the ventilation resistance is preferably less than 0.19 kPa s / m, more preferably 0.15 kPa s / m or less, even more preferably 0.07 kPa s / m or less.

Напротив, когда вентиляционное сопротивление является низким, сокращается площадь электрода, и уменьшается площадь, на которой происходит электролиз. Таким образом, могут ухудшаться рабочие параметры электролиза (такие как напряжение). Когда вентиляционное сопротивление становится нулевым, питающий проводник действует как электрод, поскольку не создается электрод для электролиза, и рабочие параметры электролиза (такие как напряжение) имеют тенденцию заметно ухудшаться. С этой точки зрения предпочтительное значение нижнего предела, идентифицируемое как вентиляционное сопротивление 1, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет более 0 кПа·с/м, более предпочтительно 0,0001 кПа·с/м или более, еще более предпочтительно 0,001 кПа·с/м или более.In contrast, when the ventilation resistance is low, the area of the electrode is reduced and the area over which electrolysis occurs is reduced. Thus, electrolysis operating parameters (such as voltage) may deteriorate. When the ventilation resistance becomes zero, the supply conductor acts as an electrode since no electrode for electrolysis is provided, and the electrolysis operating parameters (such as voltage) tend to deteriorate markedly. From this point of view, the preferable lower limit value identified as ventilation resistance 1 is not particularly limited, but is preferably more than 0 kPa s / m, more preferably 0.0001 kPa s / m or more, even more preferably 0.001 kPa s / m or more.

Когда вентиляционное сопротивление 1 составляет 0,07 кПа·с/м или менее, может не достигаться достаточная точность измерения применяемым для этого методом измерения. С этой точки зрения также можно оценивать электрод для электролиза, имеющий вентиляционное сопротивление 1 на уровне 0,07 кПа·с/м или менее, с помощью вентиляционного сопротивления (здесь далее также называемого «вентиляционным сопротивлением 2”»), полученным следующим методом измерения (здесь далее также называемого «условием 2” измерения»). То есть вентиляционное сопротивление 2 представляет собой вентиляционное сопротивление, измеренное, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм, в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с.When the ventilation resistance 1 is 0.07 kPa · s / m or less, sufficient measurement accuracy may not be achieved by the measurement method used. From this point of view, it is also possible to evaluate an electrolysis electrode having a ventilation resistance 1 of 0.07 kPa · s / m or less using a ventilation resistance (hereinafter also referred to as "ventilation resistance 2") obtained by the following measurement method ( hereinafter also referred to as "measurement condition 2"). That is, the ventilation resistance 2 is the ventilation resistance measured when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm, under conditions of a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 0.2 cm / s and a ventilation volume of 0.4. cm 3 / cm 2 / s.

Конкретные методы измерения вентиляционных сопротивлений 1 и 2 описаны в Примерах.Specific methods for measuring ventilation resistances 1 and 2 are described in Examples.

Вентиляционные сопротивления 1 и 2 могут быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости имеет тенденцию приводить к меньшим значениям вентиляционного сопротивления 1 и 2, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высоким значениям вентиляционного сопротивления 1 и 2.Ventilation resistances 1 and 2 can be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio tends to lead to lower ventilation resistance values 1 and 2, and a lower open porosity ratio leads to higher ventilation resistance values 1 and 2.

[0142] В электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления, как упомянуто выше, сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза на мембране или питающем проводнике, составляет менее 1,5 Н/(мг·см2). Тем самым электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления прижимается с умеренной силой сцепления к мембране или питающему проводнику (например, существующему аноду или катоду в электролизере), чтобы тем самым обеспечивать возможность образования слоистого изделия с мембраной и питающим проводником. То есть нет необходимости в создании прочного закрепления мембраны или питающего проводника с электродом для электролиза сложным способом, таким как термокомпрессия. Слоистое изделие формируется только при относительно слабой силе, например, под действием поверхностного натяжения, обусловленного влагой, содержащейся в мембране, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, и тем самым может быть легко собрано слоистое изделие любого масштаба. Кроме того, такое слоистое изделие проявляет превосходные характеристики электролиза. Таким образом, слоистое изделие по настоящему варианту осуществления пригодно для применения в электролизе и может быть особенно предпочтительно использовано в таких вариантах применения, которые относятся к элементам электролизеров и к обновлению элементов.[0142] In the electrolysis electrode of the present embodiment, as mentioned above, the force applied per unit mass · unit area of the electrolysis electrode on the membrane or supply conductor is less than 1.5 N / (mg · cm 2 ). Thereby, the electrolysis electrode of the present embodiment is pressed with moderate adhesion to the membrane or supply conductor (eg, an existing anode or cathode in an electrolytic cell), thereby allowing the membrane and supply conductor laminate to be formed. That is, there is no need to create a strong attachment of the membrane or the supply conductor with the electrode for electrolysis by a complex method, such as thermocompression. The laminate is formed only under a relatively weak force, for example, by surface tension due to moisture contained in a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, and thus any scale laminate can be easily assembled. In addition, such a laminated article exhibits excellent electrolysis characteristics. Thus, the laminated article of the present embodiment is suitable for use in electrolysis and can be particularly advantageously used in applications such as cell cells and cell refurbishment.

[0143] Здесь далее будет описан один аспект электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления.[0143] Hereinafter, one aspect of the electrolysis electrode of the present embodiment will be described.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Слой катализатора может быть составлен множеством слоев, как показано ниже, или может иметь однослойную конфигурацию.The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The catalyst bed can be composed of multiple layers, as shown below, or can have a single layer configuration.

Как показано на Фигуре 22, электрод 100 для электролиза по настоящему варианту осуществления содержит подложку 10 электрода для электролиза и пару первых слоев 20, которыми покрыты обе поверхности подложки 10 электрода для электролиза. Первыми слоями 20 предпочтительно покрыта вся подложка 10 электрода для электролиза. По–видимому, это покрытие повышает каталитическую активность и долговечность (стойкость) электрода. Один первый слой 20 может быть наслоен только на одну поверхность подложки 10 электрода для электролиза.As shown in FIG. 22, the electrolysis electrode 100 of the present embodiment includes an electrolysis electrode substrate 10 and a pair of first layers 20 that cover both surfaces of the electrolysis electrode substrate 10. The first layers 20 preferably cover the entire electrode substrate 10 for electrolysis. Apparently, this coating increases the catalytic activity and durability (resistance) of the electrode. One first layer 20 can only be laminated to one surface of the electrolysis electrode substrate 10.

На Фигуре 22 также показано, что поверхности первых слоев 20 могут быть покрыты вторыми слоями 30. Первые слои 20 предпочтительно покрыты вторыми слоями 30 целиком. В альтернативном варианте один второй слой 30 может быть наслоен только на одну поверхность первого слоя 20.Figure 22 also shows that the surfaces of the first layers 20 can be covered with the second layers 30. The first layers 20 are preferably covered with the second layers 30 in their entirety. Alternatively, one second layer 30 may be laminated to only one surface of the first layer 20.

[0144] (Подложка электрода для электролиза)[0144] (Electrode support for electrolysis)

В качестве подложки 10 электрода для электролиза могут быть использованы, например, никель, никелевые сплавы, нержавеющая сталь, и, кроме того, вентильные металлы, в том числе титан, хотя без ограничения этим. Подложка 10 предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).As the electrode substrate 10 for electrolysis, for example, nickel, nickel alloys, stainless steel, and, in addition, valve metals, including titanium, can be used, although not limited thereto. Substrate 10 preferably contains at least one element selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

Когда нержавеющая сталь применяется в водном растворе щелочи с высокой концентрацией, железо и хром вымываются и удельная электрическая проводимость составляет величину порядка одной десятой значения для никеля. С учетом вышеуказанного, в качестве подложки электрода для электролиза предпочтительной является подложка, содержащая никель (Ni).When stainless steel is used in an aqueous alkali solution of high concentration, iron and chromium are washed out and the electrical conductivity is in the order of one tenth that of nickel. In view of the above, as the electrode substrate for electrolysis, a substrate containing nickel (Ni) is preferable.

В альтернативном варианте, когда подложка 10 электрода для электролиза используется в солевом растворе с высокой концентрацией, близкой к насыщению, в атмосфере, в которой образуется газообразный хлор, материал подложки 10 электрода также предпочтительно представляет собой титан, имеющий высокую коррозионную стойкость.Alternatively, when the electrode substrate 10 for electrolysis is used in a brine with a high concentration close to saturation, in an atmosphere in which chlorine gas is generated, the material of the electrode substrate 10 is also preferably titanium having high corrosion resistance.

Форма подложки 10 электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и может быть выбрана форма, пригодная для данной цели. В качестве формы может быть применено любое из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей, и тому подобного. Из них предпочтительны перфорированный металлический лист или просечно–вытяжной металлический лист. Электроформование представляет собой способ получения тонкой металлической фольги, имеющей точно сформированный рисунок с использованием фотолитографии и электроосаждения в комбинации. Оно представляет собой способ, включающий формирование рисунка на подложке посредством фоторезиста, и электроосаждение участка, не защищенного резистом, с получением металлической тонкой пленки.The shape of the electrode substrate 10 for electrolysis is not particularly limited, and a shape suitable for this purpose can be selected. As the mold, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh, and the like can be used. Of these, perforated metal sheet or expanded metal sheet is preferable. Electrospinning is a method of producing a thin metal foil having a precisely shaped pattern using photolithography and electrodeposition in combination. It is a method involving patterning a substrate with a photoresist and electrodeposition of a portion not protected by the resist to form a metal thin film.

Что касается формы подложки электрода для электролиза, подходящая техническая характеристика зависит от расстояния между анодом и катодом в электролизере. В случае, где расстояние между анодом и катодом является конечным, может быть использована форма просечно–вытяжного металлического листа или перфорированного металлического листа, и в случае так называемого электролизера с нулевым зазором, в котором ионообменная мембрана находится в контакте с электродом, могут быть применены сформированная сплетением тонких металлических нитей тканая металлическая сетка, проволочная сетка, пористый металл, металлическое нетканое полотно, просечно–вытяжной металлический лист, перфорированный металлический лист, металлическая пористая фольга и тому подобное, хотя без ограничения этим.With regard to the shape of the electrode support for electrolysis, a suitable specification depends on the distance between the anode and the cathode in the electrolysis cell. In the case where the distance between the anode and the cathode is finite, the shape of an expanded metal sheet or a perforated metal sheet can be used, and in the case of a so-called zero-gap electrolyzer in which the ion exchange membrane is in contact with the electrode, a formed interlacing of fine metal filaments woven metal mesh, wire mesh, porous metal, metal nonwoven fabric, expanded metal sheet, perforated metal sheet, metal porous foil, and the like, although not limited thereto.

Примеры подложки 10 электрода для электролиза включают металлическую пористую фольгу, проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно–вытяжной металлический лист и пористый металл.Examples of the electrode substrate 10 for electrolysis include metal porous foil, wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, and porous metal.

В качестве материала пластины перед обработкой с образованием перфорированного металлического листа или просечно–вытяжного металлического листа, предпочтительны прокатанные пластинчатые материалы и электролитические фольги. Электролитическая фольга предпочтительно подвергается дополнительной обработке электроосаждением с использованием того же элемента, как ее базовый материал, в качестве дополнительной обработки, чтобы тем самым сформировать шероховатости на одной или обеих ее поверхностях.As the plate material before being processed to form a perforated metal sheet or expanded metal sheet, rolled plate materials and electrolytic foils are preferred. The electrolytic foil is preferably subjected to a further electrodeposition treatment using the same element as its base material as a further treatment to thereby form roughness on one or both of its surfaces.

Толщина подложки 10 электрода для электролиза, как упомянуто выше, предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 155 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее, и дополнительно еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.The thickness of the electrolysis electrode substrate 10 as mentioned above is preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, further preferably 155 µm or less, even more preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0145] В подложке электрода для электролиза остаточное механическое напряжение во время обработки предпочтительно снимается отжигом подложки электрода для электролиза в окислительной атмосфере. Предпочтительно формировать шероховатости с использованием стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного на поверхности подложки электрода для электролиза с последующей кислотной обработкой для увеличения площади ее поверхности, чтобы улучшить прочность сцепления со слоем катализатора, которым покрывается поверхность. В альтернативном варианте предпочтительно проводить обработку электроосаждением с использованием того же элемента, что и подложка, для увеличения площади поверхности.[0145] In the electrolysis electrode substrate, residual stress during processing is preferably relieved by annealing the electrolysis electrode substrate in an oxidizing atmosphere. It is preferable to form roughness using a steel grid, an alumina grid or the like on the surface of the electrode substrate for electrolysis, followed by acid treatment to increase its surface area in order to improve adhesion to the catalyst layer that is coated on the surface. Alternatively, it is preferable to carry out the electrodeposition treatment using the same element as the substrate to increase the surface area.

[0146] Для приведения первого слоя 20 в плотный контакт с поверхностью подложки 10 электрода для электролиза, подложку 10 электрода для электролиза предпочтительно подвергают обработке для увеличения площади поверхности. Примеры обработки для увеличения площади поверхности включают струйную обработку с использованием рубленой проволоки, стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного, кислотную обработку с использованием серной кислоты или соляной кислоты и обработку электроосаждением с использованием того же элемента, как в подложке. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости на поверхности подложки конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0146] To bring the first layer 20 into intimate contact with the surface of the electrolysis electrode substrate 10, the electrolysis electrode substrate 10 is preferably subjected to a surface area increase treatment. Examples of surface area enhancing treatments include chopped wire blasting, steel grating, alumina grating or the like, acidizing using sulfuric acid or hydrochloric acid, and electrodeposition using the same element as in the substrate. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness on the surface of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.05 µm to 50 µm, more preferably 0.1 to 10 µm, even more preferably 0.1 to 8 µm.

[0147] Далее будет описан случай, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве анода для обычного электролиза соли.[0147] Next, a case will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as an anode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

На фигуре 22 первый слой 20 в качестве слоя катализатора содержит по меньшей мере один из оксидов рутения, оксидов иридия и оксидов титана. Примеры оксида рутения включают RuO2. Примеры оксида иридия включают IrO2. Примеры оксида титана включают TiO2. Первый слой 20 предпочтительно содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана или три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана. Это делает первый слой 20 более стабильным и дополнительно улучшает прочность сцепления со вторым слоем 30.In Figure 22, the first layer 20 contains at least one of ruthenium oxides, iridium oxides and titanium oxides as a catalyst layer. Examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Examples of iridium oxide include IrO 2 . Examples of titanium oxide include TiO 2 . The first layer 20 preferably contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, or three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide. This makes the first layer 20 more stable and further improves the adhesion to the second layer 30.

[0148] Когда первый слой 20 содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 1 до 9 молей, более предпочтительно от 1 до 4 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении двух оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0148] When the first layer 20 contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains from 1 to 9 moles, more preferably from 1 to 4 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20 With the compositional ratio of the two oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0149] Когда первый слой 20 содержит три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,2 до 3 молей, более предпочтительно от 0,3 до 2,5 молей оксида иридия в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. Первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,3 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 7 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении трех оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0149] When the first layer 20 contains three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains 0.2 to 3 moles, more preferably 0.3 to 2.5 moles of iridium oxide per 1 mol of ruthenium oxide contained in the first layer 20. The first layer 20 preferably contains from 0.3 to 8 moles, more preferably from 1 to 7 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. With a compositional ratio of three oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0150] Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере два из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана, эти оксиды предпочтительно образуют твердый раствор. Формирование твердого раствора оксидов позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.[0150] When the first layer 20 contains at least two of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, these oxides preferably form a solid solution. The formation of a solid solution of the oxides allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

[0151] В дополнение к вышеописанным составам могут быть применены оксиды различных составов при условии, что содержится по меньшей мере один оксид из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана. Например, в качестве первого слоя 20 может быть использовано оксидное покрытие, называемое DSA(R), которое содержит рутений, иридий, тантал, ниобий, титан, олово, кобальт, марганец, платину и тому подобное.[0151] In addition to the above-described compositions, oxides of various compositions can be used, provided that at least one of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide is contained. For example, an oxide coating called DSA (R), which contains ruthenium, iridium, tantalum, niobium, titanium, tin, cobalt, manganese, platinum, and the like, can be used as the first layer 20.

[0152] Первый слой 20 не обязательно должен представлять собой единственный слой и может включать множество слоев. Например, первый слой 20 может включать слой, содержащий три оксида, и слой, содержащий два оксида. Толщина первого слоя 20 предпочтительно составляет от 0,05 до 10 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0152] The first layer 20 need not be a single layer and may include multiple layers. For example, the first layer 20 may include a three-oxide layer and a two-oxide layer. The thickness of the first layer 20 is preferably 0.05 to 10 µm, more preferably 0.1 to 8 µm.

[0153] (Второй слой)[0153] (Second layer)

Второй слой 30 предпочтительно содержит рутений и титан. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains ruthenium and titanium. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0154] Второй слой 30 предпочтительно содержит оксид палладия, твердый раствор оксида палладия и платины или сплав палладия и платины. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.[0154] The second layer 30 preferably contains palladium oxide, a solid solution of palladium and platinum oxide, or an alloy of palladium and platinum. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0155] Более толстый второй слой 30 может поддерживать производительность электролиза в течение длительного периода времени, но с точки зрения экономичности толщина предпочтительно составляет от 0,05 до 3 мкм.[0155] The thicker second layer 30 can maintain the electrolysis performance for a long period of time, but from the standpoint of economy, the thickness is preferably 0.05 to 3 µm.

[0156] Далее будет описана ситуация, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве катода для обычного электролиза соли.[0156] Next, a situation will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as a cathode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

Примеры компонентов первого слоя 20 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 20 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 20 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы.The first layer 20 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, предпочтительно содержат по меньшей мере один металл платиновой группы из платины, палладия, родия, рутения и иридия.When the first layer 20 contains at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides and alloys containing a platinum group metal, platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum metal containing alloys the groups preferably contain at least one platinum group metal from platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium.

В качестве металла платиновой группы предпочтительно содержится платина.The platinum group metal is preferably platinum.

В качестве оксида металла платиновой группы предпочтительно содержится оксид рутения.As the oxide of the platinum group metal, ruthenium oxide is preferably contained.

В качестве гидроксида металла платиновой группы предпочтительно содержится гидроксид рутения.As the hydroxide of the platinum group metal, ruthenium hydroxide is preferably contained.

В качестве сплава металлов платиновой группы предпочтительно содержится сплав платины с никелем, железом и кобальтом.As an alloy of platinum group metals, an alloy of platinum with nickel, iron and cobalt is preferably included.

Кроме того, при необходимости, в качестве второго компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид лантаноидного элемента. Это позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.In addition, if necessary, an oxide or hydroxide of a lanthanide element is preferably contained as the second component. This allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

В качестве оксида или гидроксида лантаноидного элемента предпочтительно содержится по меньшей мере один, выбранный из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия и диспрозия.As the oxide or hydroxide of the lanthanide element, preferably at least one selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium and dysprosium is contained.

Кроме того, при необходимости, в качестве третьего компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид переходного металла.In addition, if necessary, a transition metal oxide or hydroxide is preferably contained as the third component.

Добавление третьего компонента позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать более превосходную стойкость и снижать напряжение электролиза.The addition of the third component allows the electrolysis electrode 100 to exhibit superior resistance and lower electrolysis voltage.

Примеры предпочтительной комбинации включают только рутений, рутений+никель, рутений+церий, рутений+лантан, рутений+лантан+платина, рутений+лантан+палладий, рутений+празеодим, рутений+празеодим+платина, рутений+празеодим+платина+палладий, рутений+неодим, рутений+неодим+платина, рутений+неодим+марганец, рутений+неодим+железо, рутений+неодим+кобальт, рутений+неодим+цинк, рутений+неодим+галлий, рутений+неодим+сера, рутений+неодим+свинец, рутений+неодим+никель, рутений+неодим+медь, рутений+самарий, рутений+самарий+марганец, рутений+самарий+железо, рутений+самарий+кобальт, рутений+самарий+цинк, рутений+самарий+галлий, рутений+самарий+сера, рутений+самарий+свинец, рутений+самарий+никель, платина+церий, платина+палладий+церий, платина+палладий+лантан+церий, платина+иридий, платина+палладий, платина+иридий+палладий, платина+никель+палладий, платина+никель+рутений, сплавы платины и никеля, сплавы платины и кобальта и сплавы платины и железа.Examples of a preferred combination include only ruthenium, ruthenium + nickel, ruthenium + cerium, ruthenium + lanthanum, ruthenium + lanthanum + platinum, ruthenium + lanthanum + palladium, ruthenium + praseodymium, ruthenium + praseodymium + platinum, ruthenium + praseodymium + platinum + palladium, ruthenium + neodymium, ruthenium + neodymium + platinum, ruthenium + neodymium + manganese, ruthenium + neodymium + iron, ruthenium + neodymium + cobalt, ruthenium + neodymium + zinc, ruthenium + neodymium + gallium, ruthenium + neodymium + sulfur, ruthenium + neodymium + lead , ruthenium + neodymium + nickel, ruthenium + neodymium + copper, ruthenium + samarium, ruthenium + samarium + manganese, ruthenium + samarium + iron, ruthenium + samarium + cobalt, ruthenium + samarium + zinc, ruthenium + samarium + gallium, ruthenium + samarium + sulfur, ruthenium + samarium + lead, ruthenium + samarium + nickel, platinum + cerium, platinum + palladium + cerium, platinum + palladium + lanthanum + cerium, platinum + iridium, platinum + palladium, platinum + iridium + palladium, platinum + nickel + palladium, platinum + nickel + ruthenium, platinum and nickel alloys, platinum and cobalt alloys and platinum and iron alloys.

Когда металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, не содержатся, основным компонентом катализатора предпочтительно является элемент никель.When platinum-group metals, platinum-group metal oxides, platinum-group metal hydroxides, and platinum-group metal-containing alloys are not contained, the main component of the catalyst is preferably the element nickel.

Предпочтительно содержится по меньшей мере один из металлического никеля, оксидов и гидроксидов никеля.Preferably, at least one of nickel metal, nickel oxides and hydroxides is contained.

В качестве второго компонента может быть добавлен переходный металл. В качестве второго добавляемого компонента предпочтительно содержится по меньшей мере один элемент из титана, олова, молибдена, кобальта, марганца, железа, серы, цинка, меди и углерода.A transition metal can be added as a second component. As the second added component, at least one of titanium, tin, molybdenum, cobalt, manganese, iron, sulfur, zinc, copper and carbon is preferably contained.

Примеры предпочтительной комбинации включают никель+олово, никель+титан, никель+молибден и никель+кобальт.Examples of a preferred combination include nickel + tin, nickel + titanium, nickel + molybdenum, and nickel + cobalt.

При необходимости между первым слоем 20 и подложкой 10 электрода для электролиза может быть размещен промежуточный слой. Размещением промежуточного слоя может быть улучшена стойкость электрода 100 для электролиза.If necessary, an intermediate layer may be disposed between the first layer 20 and the electrolysis electrode substrate 10. By placing the intermediate layer, the resistance of the electrolysis electrode 100 can be improved.

В качестве промежуточного слоя предпочтительны такие, которые имеют сродство как к первому слою 20, так и к подложке 10 электрода для электролиза. В качестве промежуточного слоя предпочтительны оксиды никеля, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы и гидроксиды металлов платиновой группы. Промежуточный слой может быть сформирован нанесением и обжигом раствора, содержащего компонент, который образует промежуточный слой. В альтернативном варианте также может быть сформирован поверхностный оксидный слой подверганием подложки термической обработке при температуре от 300 до 600°С в воздушной атмосфере. Кроме того, этот слой может быть сформирован известным способом, таким как способ термического напыления и способ ионного осаждения.Preferred as the intermediate layer are those which have an affinity for both the first layer 20 and the electrode substrate 10 for electrolysis. As the intermediate layer, preferred are nickel oxides, platinum group metals, platinum group metal oxides and platinum group metal hydroxides. The intermediate layer can be formed by applying and firing a solution containing the component that forms the intermediate layer. Alternatively, a surface oxide layer can also be formed by subjecting the substrate to heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. in an air atmosphere. In addition, this layer can be formed by a known method such as a thermal spraying method and an ionic deposition method.

[0157] (Второй слой)[0157] (Second layer)

Примеры компонентов первого слоя 30 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 30 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 30 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы. Примеры предпочтительной комбинации элементов, содержащихся во втором слое, включают комбинации, перечисленные для первого слоя. Комбинация первого слоя и второго слоя может представлять собой комбинацию, в которой составы являются одинаковыми, а композиционные соотношения являются различными, или может быть комбинацией различных составов.The first layer 30 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys. Examples of a preferred combination of elements contained in the second layer include those listed for the first layer. The combination of the first layer and the second layer can be a combination in which the compositions are the same and the compositional ratios are different, or it can be a combination of different compositions.

[0158] Что касается толщины слоя катализатора, общая толщина сформированного слоя катализатора и промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,01 мкм до 20 мкм. При толщине 0,01 мкм или более слой катализатора может в достаточной мере служить в качестве катализатора. При толщине 20 мкм или менее можно сформировать прочный слой катализатора, отделение которого от подложки маловероятно. Толщина более предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 15 мкм. Толщина более предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Еще более предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 8 мкм.[0158] With regard to the thickness of the catalyst layer, the total thickness of the formed catalyst layer and the intermediate layer is preferably 0.01 µm to 20 µm. With a thickness of 0.01 µm or more, the catalyst layer can sufficiently serve as a catalyst. With a thickness of 20 µm or less, a strong catalyst layer can be formed that is unlikely to separate from the support. The thickness is more preferably 0.05 µm to 15 µm. The thickness is more preferably 0.1 to 10 µm. Even more preferably, the thickness is 0.2 to 8 µm.

[0159] Толщина электрода, то есть совокупная толщина подложки электрода для электролиза и слоя катализатора, предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 138 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 135 мкм или менее, в отношении технологичности электрода. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных, как указано выше, соображений толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, еще более предпочтительно 115 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более, из практических соображений, более предпочтительно 20 мкм или более. Толщина электрода может быть определена измерением с помощью цифрового толщиномера (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Толщина подложки электрода для электролиза может быть измерена таким же образом, как в случае электрода для электролиза. Толщина слоя катализатора может быть определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода для электролиза.[0159] The thickness of the electrode, that is, the combined thickness of the electrolysis electrode support and the catalyst layer, is preferably 315 µm or less, more preferably 220 µm or less, further preferably 170 µm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, even more preferably 138 µm or less, further even more preferably 135 µm or less, with respect to the workability of the electrode. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for similar reasons as above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, even more preferably 115 µm or less, further more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. The thickness of the electrode can be determined by measuring with a digital thickness gauge (from Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm). The thickness of the substrate of the electrolysis electrode can be measured in the same manner as in the case of the electrolysis electrode. The thickness of the catalyst layer can be determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode support from the thickness of the electrolysis electrode.

[0160] (Способ изготовления электрода для электролиза)[0160] (Method for Manufacturing Electrolysis Electrode)

Далее будет подробно описан один вариант осуществления способа изготовления электрода 100 для электролиза.Next, one embodiment of a method for manufacturing an electrode 100 for electrolysis will be described in detail.

В настоящем варианте осуществления электрод 100 для электролиза может быть получен формированием первого слоя 20, предпочтительно второго слоя 30 на подложке электрода для электролиза таким способом, как обжиг пленки покрытия в атмосфере кислорода (пиролиз) или ионное осаждение, электроосаждение или термическое распыление. Способ получения по настоящему варианту осуществления, как упомянутый выше, может достигать высокой производительности формирования электрода 100 для электролиза. Более конкретно, слой катализатора формируют на подложке электрода для электролиза с помощью этапа нанесения, на котором наносят покровную жидкость, содержащую катализатор, этапа сушки, на котором высушивают покровную жидкость, и этапа пиролиза, на котором выполняют пиролиз. Под пиролизом здесь означается, что соль металла, которая должна быть прекурсором, разлагается путем нагревания на металл или оксид металла и газообразное вещество. Продукт разложения зависит от природы используемого металла, типа соли и атмосферы, в которой проводится пиролиз, и многие металлы имеют тенденцию образовывать оксиды в окислительной атмосфере. В промышленном процессе изготовления электрода пиролиз обычно выполняется на воздухе, и во многих случаях образуется оксид металла или гидроксид металла.In the present embodiment, the electrolysis electrode 100 can be obtained by forming a first layer 20, preferably a second layer 30 on the electrolysis electrode substrate by a method such as firing a coating film in an oxygen atmosphere (pyrolysis) or ion deposition, electrodeposition, or thermal sputtering. The production method of the present embodiment as mentioned above can achieve high formation productivity of the electrolysis electrode 100. More specifically, a catalyst layer is formed on the electrode support for electrolysis by an application step in which a coating liquid containing the catalyst is applied, a drying step in which the coating liquid is dried, and a pyrolysis step in which pyrolysis is performed. Pyrolysis here means that a metal salt, which is to be a precursor, decomposes by heating into a metal or metal oxide and a gaseous substance. The decomposition product depends on the nature of the metal used, the type of salt and the atmosphere in which the pyrolysis is carried out, and many metals tend to form oxides in an oxidizing atmosphere. In the industrial process for making an electrode, pyrolysis is usually performed in air and in many cases a metal oxide or metal hydroxide is formed.

[0161] (Формирование первого слоя анода)[0161] (Formation of the first layer of the anode)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворена по меньшей мере одна соль металла из рутения, иридия и титана (первая покровная жидкость), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание рутения, иридия и титана в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which at least one metal salt of ruthenium, iridium and titanium (first coating liquid) is dissolved on the electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The content of ruthenium, iridium and titanium in the first cover liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0162] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0162] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0163] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0163] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method of dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0164][0164]

(Этап сушки и этап пиролиза)(Drying step and pyrolysis step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0165] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0165] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0166] (Формирование второго слоя анода)[0166] (Formation of the second layer of the anode)

Второй слой 30, который формируют при необходимости, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия и соединение платины, или раствора, содержащего соединение рутения и соединение титана (второй покровной жидкости), на первый слой 20, и затем покровную жидкость подвергают пиролизу в присутствии кислорода.The second layer 30, which is formed if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound and a platinum compound or a solution containing a ruthenium compound and a titanium compound (second coating liquid) on the first layer 20, and then the coating liquid is subjected to pyrolysis in presence of oxygen.

[0167] (Формирование первого слоя катода способом пиролиза)[0167] (Formation of the first cathode layer by pyrolysis method)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворены соли металлов в различной комбинации (первой покровной жидкости), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание металла в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which metal salts in various combinations are dissolved (first coating liquid) on an electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The metal content in the first coating liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0168] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0168] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0169] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0169] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0170] (Этап сушки и этап пиролиза)[0170] (Drying Step and Pyrolysis Step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0171] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0171] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0172] (Формирование промежуточного слоя)[0172] (Interlayer Formation)

Промежуточный слой, который формируют, если потребуется, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия или соединение платины (второй покровной жидкости), на подложку, и затем пиролизом покровной жидкости в присутствии кислорода. В альтернативном варианте промежуточный слой из оксида никеля может быть сформирован на поверхности подложки только нагреванием подложки, без нанесения на нее раствора.The intermediate layer, which is formed, if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound or a platinum compound (second coating liquid) to a substrate, and then pyrolysis of the coating liquid in the presence of oxygen. Alternatively, the nickel oxide intermediate layer can be formed on the surface of the substrate by heating the substrate only, without applying a solution thereto.

[0173] (Формирование первого слоя катода ионным осаждением)[0173] (Formation of the first cathode layer by ion deposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также ионным осаждением.The first layer 20 can also be formed by ion deposition.

Пример содержит способ, в котором подложку закрепляют в камере и мишень из металлического рутения облучают электронным пучком. Частицы испаренного металлического рутения положительно заряжаются в плазме в камере, осаждаясь на отрицательно заряженную подложку. Атмосфера плазмы представляет собой аргон и/или кислород, и рутений осаждается на подложку в виде оксида рутения.The example comprises a method in which a substrate is fixed in a chamber and a ruthenium metal target is irradiated with an electron beam. Particles of vaporized metallic ruthenium are positively charged in the plasma in the chamber, deposited on a negatively charged substrate. The plasma atmosphere is argon and / or oxygen and ruthenium is deposited on the substrate as ruthenium oxide.

[0174] (Формирование первого слоя катода электроосаждением)[0174] (Formation of the first cathode layer by electrodeposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также способом электроосаждения.The first layer 20 can also be formed by electrodeposition.

В качестве примера, когда подложка используется в качестве катода и подвергается нанесению электролитического покрытия в растворе электролита, содержащем никель и олово, может быть сформировано электролитическое покрытие из сплава никеля и олова.As an example, when the substrate is used as a cathode and is subjected to plating in an electrolyte solution containing nickel and tin, an electrolytic plating of a nickel-tin alloy can be formed.

[0175] (Формирование первого слоя катода термическим напылением)[0175] (Formation of the first layer of the cathode by thermal spraying)

Первый слой 20 может быть сформирован также термическим напылением.The first layer 20 can also be formed by thermal spraying.

В качестве примера, частицы распыленного плазмой на подложку оксида никеля могут образовывать слой катализатора, в котором смешаны металлический никель и оксид никеля.By way of example, nickel oxide particles sprayed by plasma onto a substrate may form a catalyst bed in which nickel metal and nickel oxide are mixed.

[0176] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления может быть объединен с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, и использован. Таким образом, электрод может быть применен в виде объединенного с мембраной электрода. Тогда устраняется работа по замене катода и анода при обновлении электрода и заметно улучшается эффективность работ.[0176] The electrolysis electrode of the present embodiment may be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane and used. Thus, the electrode can be used as an electrode combined with a membrane. Then the work of replacing the cathode and anode is eliminated when renewing the electrode and the work efficiency is noticeably improved.

Электрод, объединенный с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, может сделать производительность электролиза сравнимой или более высокой, нежели производительность с новым электродом.An electrode combined with a membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, can make electrolysis performance comparable to or better than that with a new electrode.

[0177] Далее будет подробно описана ионообменная мембрана.[0177] Next, the ion exchange membrane will be described in detail.

[Ионообменная мембрана][Ion exchange membrane]

Ионообменная мембрана имеет тело мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слой покрытия, обеспеченный на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Слой покрытия содержит частицы неорганического материала и связующее, и удельная площадь поверхности слоя покрытия составляет от 0,1 до 10 м2/г. В ионообменной мембране, имеющей такую структуру, влияние выделяющегося во время электролиза газа на производительность электролиза является небольшим и может демонстрироваться стабильная производительность электролиза.The ion exchange membrane has a membrane body containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. The coating layer contains particles of inorganic material and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. In an ion exchange membrane having such a structure, the effect of gas evolved during electrolysis on the electrolysis performance is small, and stable electrolysis performance can be demonstrated.

Вышеописанная ионообменная мембрана из фторсодержащего полимера, в который введена ионообменная группа, содержит один из либо слоя сульфоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), либо слоя карбоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»). С точки зрения прочности и размерной стабильности предпочтительно дополнительно вводятся армирующие материалы сердцевины.The above-described fluoropolymer ion exchange membrane into which an ion exchange group has been introduced contains one of either a sulfonic acid layer having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), or a carboxylic acid layer having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented as —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”). From the point of view of strength and dimensional stability, it is preferable to additionally include core reinforcing materials.

Частицы неорганического материала и связующее будут подробно описаны ниже в разделе описания слоя покрытия.The inorganic material particles and the binder will be described in detail below in the coating layer description section.

[0178] Фигура 23 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий один вариант осуществления ионообменной мембраны. Ионообменная мембрана 1 имеет тело 10 мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слои 11а и 11b покрытия, сформированные на обеих поверхностях тела 10 мембраны.[0178] Figure 23 illustrates a schematic sectional view showing one embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 has a membrane body 10 containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11a and 11b formed on both surfaces of the membrane body 10.

[0179] В ионообменной мембране 1 тело 10 мембраны включает слой 3 сульфоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), и слой 2 карбоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»), и армирующие материалы сердцевины 4, повышающие прочность и размерную стабильность. Ионообменная мембрана 1, включающая слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, надлежащим образом используется в качестве анионообменной мембраны.[0179] In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), and a carboxylic acid layer 2, having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented by —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”), and core reinforcing materials 4 that increase strength and dimensional stability. An ion exchange membrane 1 including a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2 is suitably used as an anion exchange membrane.

[0180] Ионообменная мембрана может включать один из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты. Ионообменная мембрана не обязательно должна быть упрочнена армирующими материалами сердцевины, и порядок размещения армирующих материалов сердцевины не ограничивается примером на фигуре 23.[0180] The ion exchange membrane may include one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. The ion exchange membrane does not need to be reinforced with core reinforcing materials, and the arrangement of the core reinforcing materials is not limited to the example in FIG. 23.

[0181] (Тело мембраны)[0181] (Membrane Body)

Сначала будет описано тело 10 мембраны, составляющее ионообменную мембрану 1.First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 will be described.

Тело 10 мембраны должно быть таким, чтобы его функцией было обеспечение селективного проникновения катионов, и содержит углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу. Его конфигурация и материал конкретно не ограничиваются, и предпочтительные из них могут быть выбраны надлежащим образом.The body 10 of the membrane should be such that its function is to provide selective permeation of cations, and contains a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Its configuration and material are not particularly limited, and preferable ones can be appropriately selected.

[0182] Углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу в теле 10 мембраны, может быть получен из углеводородного полимера или фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом или тому подобным. Более конкретно, например, после того, как для получения прекурсора тела 10 мембраны используется полимер, содержащий основную цепь фторированного углеводорода, имеющего в качестве боковой цепи группу, преобразуемую в ионообменную группу гидролизом или тому подобным (прекурсор ионообменной группы), и перерабатываемый в расплаве (ниже в некоторых случаях называемый «фторсодержащим полимером (а)»), тело 10 мембраны может быть получено преобразованием прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу.[0182] The hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from a hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis or the like. More specifically, for example, after a polymer containing a fluorinated hydrocarbon backbone having a side chain that is converted to an ion exchange group by hydrolysis or the like (ion exchange group precursor) is used to obtain a precursor of the membrane body 10, and melt-processable ( below in some cases referred to as "fluorine-containing polymer (s)"), the membrane body 10 can be obtained by converting a precursor of an ion exchange group into an ion exchange group.

[0183] Фторсодержащий полимер (а) может быть получен, например, сополимеризацией по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей первой группы, и по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей второй группы и/или следующей третьей группы. Фторсодержащий полимер (а) также может быть получен гомополимеризацией одного мономера, выбранного из любой из следующей первой группы, следующей второй группы и следующей третьей группы.[0183] The fluorine-containing polymer (s) can be obtained, for example, by copolymerizing at least one monomer selected from the next first group and at least one monomer selected from the next second group and / or the next third group. The fluorine-containing polymer (s) can also be obtained by homopolymerizing one monomer selected from any of the next first group, the next second group, and the next third group.

[0184] Примеры мономеров первой группы включают винилфторидные соединения. Примеры винилфторидных соединений включают винилфторид, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, винилиденфторид, трифторэтилен, хлортрифторэтилен, и перфторалкилвиниловые простые эфиры. В частности, когда ионообменная мембрана используется в качестве мембраны для щелочного электролиза, винилфторидное соединение предпочтительно представляет собой перфторированный мономер, и предпочтителен перфторированный мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена, гексафторпропилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров.[0184] Examples of monomers of the first group include vinyl fluoride compounds. Examples of vinyl fluoride compounds include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ethers. In particular, when an ion exchange membrane is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluorinated monomer, and a perfluorinated monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and perfluoroalkyl vinyl ethers is preferred.

[0185] Примеры мономеров второй группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа карбоновой кислоты (группу карбоновой кислоты). Примеры виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу карбоновой кислоты, включают мономеры, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)s–O(CZF)t–COOR, в которой s представляет целое число от 0 до 2, t представляет целое число от 1 до 12, каждый из Y и Z независимо представляет F или CF3 и R представляет низшую алкильную группу (низшая алкильная группа представляет собой алкильную группу, имеющую, например, от 1 до 3 атомов углерода).[0185] Examples of monomers of the second group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the carboxylic acid type (carboxylic acid group). Examples of vinyl compounds having a functional group convertible to a carboxylic acid ion exchange group include monomers represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) s –O (CZF) t –COOR, in which s is an integer from 0 to 2, t is an integer from 1 to 12, each of Y and Z is independently F or CF 3 and R is a lower alkyl group (a lower alkyl group is an alkyl group having, for example, 1 to 3 carbon atoms).

[0186] Среди них предпочтительны соединения, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)n–O(CF2)m–COOR, в которой n представляет целое число от 0 до 2, m представляет целое число от 1 до 4, Y представляет F или CF3 и R представляет CH3, C2H5 или C3H7.[0186] Among them, preferred are compounds represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n —O (CF 2 ) m —COOR, in which n represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 4, Y is F or CF 3 and R is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 .

[0187] Когда ионообменная мембрана используется в качестве катионообменной мембраны для щелочного электролиза, перфторсоединение предпочтительно применяется по меньшей мере как мономер, но алкильная группа (смотри выше значения R) сложноэфирной группы теряется из полимера во время гидролиза, и поэтому алкильная группа (R) не обязательно должна быть перфторалкильной группой, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора.[0187] When the ion exchange membrane is used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, the perfluoro compound is preferably used at least as a monomer, but the alkyl group (see R values above) of the ester group is lost from the polymer during hydrolysis, and therefore the alkyl group (R) is not must necessarily be a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

[0188] Из вышеуказанных мономеров более предпочтительны представленные ниже мономеры в качестве мономеров второй группы:[0188] Of the above monomers, the following monomers are more preferred as monomers of the second group:

CF2=CFOCF2–CF(CF3)OCF2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 –CF (CF 3 ) OCF 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CF[OCF2–CF(CF3)]2O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CF [OCF 2 –CF (CF 3 )] 2 O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,

CF2=CFO(CF2)2COOCH3 иCF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 and

CF2=CFO(CF2)3COOCH3.CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .

[0189] Примеры мономеров третьей группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа сульфона (группу сульфоновой кислоты). В качестве виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу сульфоновой кислоты, предпочтительны, например, мономеры, представленные формулой CF2=CFO–X–CF2–SO2F, в которой X представляет перфторалкиленовую группу. Конкретные примеры их включают представленные ниже мономеры:[0189] Examples of monomers of the third group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the sulfone type (sulfonic acid group). As vinyl compounds having a functional group convertible to a sulfonic acid ion exchange group, for example, monomers represented by the formula CF 2 = CFO — X — CF 2 —SO 2 F in which X is a perfluoroalkylene group are preferred. Specific examples include the following monomers:

CF2=CFOCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CF(CF2)2SO2F,CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,

CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]2CF2CF2SO2F иCF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and

CF2=CFOCF2CF(CF2OCF3)OCF2CF2SO2F.CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[0190] Среди них более предпочтительными являются CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F.[0190] Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F are more preferable.

[0191] Сополимер, получаемый из этих мономеров, может быть образован способом полимеризации, разработанным для гомополимеризации и сополимеризации этиленфторида, в частности, общим способом полимеризации, применяемым для тетрафторэтилена. Например, в способе с использованием неводной среды реакция полимеризации может быть проведена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, таким как пероксид перфторуглерода или азосоединение, в условиях температуры от 0 до 200°С и давления от 0,1 до 20 МПа, с использованием инертного растворителя, такого как перфторуглеводород или хлорфторуглерод.[0191] The copolymer obtained from these monomers can be formed by a polymerization process designed for homopolymerization and copolymerization of ethylene fluoride, in particular by a general polymerization process used for tetrafluoroethylene. For example, in a method using a non-aqueous medium, the polymerization reaction can be carried out in the presence of a free radical polymerization initiator such as a perfluorocarbon peroxide or an azo compound, under conditions of a temperature of 0 to 200 ° C and a pressure of 0.1 to 20 MPa, using an inert solvent, such as a perfluorocarbon or a chlorofluorocarbon.

[0192] В вышеуказанной сополимеризации тип комбинации вышеуказанных мономеров и их пропорции конкретно не ограничиваются и определяются в зависимости от типа и количества функциональных групп, которые желательно ввести в получаемый фторсодержащий полимер. Например, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу карбоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы и второй группы и сополимеризироваться. В дополнение, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из первой группы и третьей группы и сополимеризироваться. Кроме того, когда получают фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты и группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один мономер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы, второй группы и третьей группы и сополимеризироваться. В этом случае целевой фторсодержащий полимер может быть получен также отдельным формированием сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и второй группы, и сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и третьей группы, и затем смешиванием этих сополимеров. Состав смеси мономеров конкретно не ограничивается, и когда количество функциональных групп на структурную единицу полимера возрастает, должна увеличиваться доля мономеров, выбранных из вышеописанных второй группы и третьей группы.[0192] In the above copolymerization, the type of combination of the above monomers and their proportions are not particularly limited and are determined depending on the type and amount of functional groups that it is desirable to introduce into the resulting fluorine-containing polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is produced, at least one polymer must be selected from each of the above-described first group and second group and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is prepared, at least one polymer must be selected from each of the first group and the third group, and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is produced, at least one monomer must be selected from each of the above-described first group, second group and third group and copolymerized. In this case, the target fluorine-containing polymer can also be obtained by separately forming a copolymer including monomers of the above-described first group and second group, and a copolymer including monomers of the above-described first group and third group, and then mixing these copolymers. The composition of the mixture of monomers is not particularly limited, and when the number of functional groups per structural unit of the polymer increases, the proportion of monomers selected from the above-described second group and third group must increase.

[0193] Общая ионообменная емкость фторсодержащего сополимера конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мг⋅экв/г, более предпочтительно от 0,6 до 1,5 мг⋅экв/г. Общая ионообменная емкость здесь относится к эквиваленту обменной группы на единицу веса сухой смолы и может быть измерена нейтрализационным титрованием или тому подобным.[0193] The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg⋅eq / g, more preferably 0.6 to 1.5 mg⋅eq / g. The total ion exchange capacity here refers to the equivalent of the exchange group per unit weight of dry resin and can be measured by neutralization titration or the like.

[0194] В теле 10 мембраны ионообменной мембраны 1 слой 3 сульфоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, и слой 2 карбоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, наслоены. Путем обеспечения тела 10 мембраны, имеющей такую конфигурацию слоев, может быть дополнительно улучшена селективная проницаемость для катионов, таких как ионы натрия.[0194] In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group are laminated. By providing the membrane body 10 having such a layer configuration, the selective permeability to cations such as sodium ions can be further improved.

[0195] Ионообменную мембрану 1 размещают в электролизере так, что, как правило, слой 3 сульфоновой кислоты находится на анодной стороне электролизера, и слой 2 карбоновой кислоты находится на катодной стороне электролизера.[0195] The ion exchange membrane 1 is placed in the electrolytic cell so that generally the sulfonic acid layer 3 is on the anode side of the cell and the carboxylic acid layer 2 is on the cathode side of the cell.

[0196] Слой 3 сульфоновой кислоты предпочтительно состоит из материала, имеющего низкое электрическое сопротивление, и имеет большую толщину, чем слой 2 карбоновой кислоты, с точки зрения прочности мембраны. Толщина слоя 3 сульфоновой кислоты предпочтительно составляет величину, которая в 2–25 раз, более предпочтительно в 3–15 раз превышает толщину слоя 2 карбоновой кислоты.[0196] The sulfonic acid layer 3 is preferably composed of a material having a low electrical resistance and is thicker than the carboxylic acid layer 2 in terms of membrane strength. The thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times, more preferably 3 to 15 times the thickness of the carboxylic acid layer 2.

[0197] Слой 2 карбоновой кислоты предпочтительно имеет высокие характеристики эксклюзии анионов, даже если он имеет небольшую толщину. Характеристики эксклюзии анионов здесь относятся к характеристике затруднять внедрение и проникновение анионов в ионообменную мембрану 1 или сквозь нее. Чтобы повысить характеристики эксклюзии анионов, эффективным является размещение слоя карбоновой кислоты, имеющей небольшую ионообменную емкость сравнительно со слоем сульфоновой кислоты.[0197] The carboxylic acid layer 2 preferably has high anion exclusion characteristics even if it is thin. The anion exclusion characteristics herein refer to the characteristic of hindering the incorporation and penetration of anions into or through the ion exchange membrane 1. In order to improve the anion exclusion characteristics, it is effective to place a carboxylic acid layer having a low ion exchange capacity compared to the sulfonic acid layer.

[0198] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 3 сульфоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F в качестве мономера третьей группы.[0198] As the fluorine-containing polymer for use in the sulfonic acid layer 3, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F as the third group monomer is preferable.

[0199] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 2 карбоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF2)O(CF2)2COOCH3 в качестве мономера второй группы.[0199] As the fluorine-containing polymer for use in the carboxylic acid layer 2, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 is preferred as the monomer of the second group.

[0200] (Слой покрытия)[0200] (Coating layer)

Ионообменная мембрана имеет слой покрытия на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Как показано на Фигуре 23, в ионообменной мембране 1 слои 11a и 11b покрытия сформированы на обеих поверхностях тела 10 мембраны.The ion exchange membrane has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in Figure 23, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11a and 11b are formed on both surfaces of the membrane body 10.

Слои покрытия содержат частицы неорганического материала и связующее.The coating layers contain particles of inorganic material and a binder.

[0201] Средний размер частиц неорганического материала предпочтительно составляет 0,90 мкм или более. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 0,90 мкм или более, весьма значительно улучшается стойкость к примесям, в дополнение к присоединению газа. То есть увеличением среднего размера частиц неорганического материала, а также соблюдением величины вышеупомянутой удельной площади поверхности, может достигаться особенно заметный эффект. Предпочтительны неодинаковые частицы неорганического материала, насколько удовлетворяются вышеуказанные средний размер частиц и удельная площадь поверхности. Могут быть использованы частицы неорганического материала, полученные плавлением, и частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды. Предпочтительно применяются частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды.[0201] The average particle size of the inorganic material is preferably 0.90 µm or more. When the average particle size of the inorganic material is 0.90 µm or more, impurity resistance is greatly improved in addition to gas attachment. That is, by increasing the average particle size of the inorganic material as well as keeping the above-mentioned specific surface area, a particularly noticeable effect can be achieved. Uneven particles of inorganic material are preferred insofar as the above average particle size and specific surface area are satisfied. Melting inorganic material particles and raw ore milling inorganic material particles can be used. Preferably, particles of inorganic material obtained by milling raw ore are used.

[0202] Средний размер частиц неорганического материала может составлять 2 мкм или менее. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 2 мкм или менее, может быть предотвращено повреждение мембраны частицами неорганического материала. Средний размер частиц неорганического материала более предпочтительно составляет от 0,90 до 1,2 мкм.[0202] The average particle size of the particles of the inorganic material may be 2 µm or less. When the average particle size of the inorganic material is 2 µm or less, damage to the membrane by the inorganic material can be prevented. The average particle size of the inorganic material is more preferably 0.90 to 1.2 µm.

[0203] Здесь средний размер частиц может быть измерен анализатором размера частиц («SALD2200», фирмы SHIMADZU CORPORATION).[0203] Here, the average particle size can be measured with a particle size analyzer ("SALD2200", manufactured by SHIMADZU CORPORATION).

[0204] Частицы неорганического материала предпочтительно имеют неправильные формы. Такие формы дополнительно улучшают стойкость к примесям. Частицы неорганического материала предпочтительно имеют широкое распределение частиц по размерам.[0204] The particles of inorganic material are preferably irregular in shape. Such shapes further improve the resistance to impurities. The particles of inorganic material preferably have a wide particle size distribution.

[0205] Частицы неорганического материала предпочтительно содержат по меньшей мере один неорганический материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов элементов IV группы Периодической таблицы, нитридов элементов IV группы Периодической таблицы, и карбидов элементов IV группы Периодической таблицы. С позиции стойкости более предпочтительны частицы оксида циркония.[0205] The particles of inorganic material preferably contain at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the Periodic Table, nitrides of Group IV elements of the Periodic Table, and carbides of Group IV elements of the Periodic Table. From the standpoint of resistance, zirconium oxide particles are more preferable.

[0206] Частицы неорганического материала предпочтительно представляют собой частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды из частиц неорганического материала, или частицы неорганического материала в виде сферических частиц, имеющих равномерный диаметр, полученные очисткой расплава необогащенной руды из частиц неорганического материала.[0206] The inorganic material particles are preferably inorganic material particles obtained by grinding raw ore from inorganic material particles, or inorganic material particles in the form of spherical particles having a uniform diameter obtained by refining a raw ore melt from inorganic material particles.

[0207] Примеры средств для размалывания необогащенной руды включают, но конкретно не ограничиваются этим, шаровые мельницы, бисерные мельницы, коллоидные мельницы, конические истиратели, дисковые мельницы, бегуны, зерновые мельницы, молотковые мельницы, грануляторы, дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI), мельницы для измельчения кожи (Wiley mills), валковые мельницы и струйные мельницы. После измельчения частицы предпочтительно подвергают промыванию. В качестве способа промывания частицы предпочтительно обрабатывают кислотой. Эта обработка может уменьшать количество примесей, таких как железо, налипшее на поверхность частиц неорганического материала.[0207] Examples of means for grinding raw ore include, but are not specifically limited to, ball mills, bead mills, colloid mills, cone grinders, disc mills, runners, grain mills, hammer mills, granulators, vertical shaft impact crushers (VSI ), leather mills (Wiley mills), roller mills and jet mills. After grinding, the particles are preferably washed. As a washing method, the particles are preferably treated with an acid. This treatment can reduce the amount of impurities such as iron adhered to the surface of the inorganic material particles.

[0208] Слой покрытия предпочтительно содержит связующее. Связующее представляет собой компонент, который образует слои покрытия удерживанием частиц неорганического материала на поверхности ионообменной мембраны. Связующее предпочтительно содержит фторсодержащий полимер с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза.[0208] The coating layer preferably contains a binder. The binder is the component that forms the coating layers by retaining particles of inorganic material on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the standpoint of resistance to electrolyte solution and electrolysis products.

[0209] В качестве связующего более предпочтительным является фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты или группу сульфоновой кислоты, с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза и прочности сцепления с поверхностью ионообменной мембраны. Когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты (слой сульфоновой кислоты), фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, еще более предпочтительно используется в качестве связующего для слоя покрытия. В альтернативном варианте, когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты (слой карбоновой кислоты), в качестве связующего для слоя покрытия более предпочтительно применяется фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты.[0209] As the binder, a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable in terms of resistance to electrolyte solution and electrolysis products and adhesion strength to the surface of the ion exchange membrane. When the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group is even more preferably used as a binder for the coating layer. Alternatively, when the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group (carboxylic acid layer), a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group is more preferably used as a binder for the coating layer.

[0210] Содержание частиц неорганического материала в слое покрытия предпочтительно составляет от 40 до 90% по массе, более предпочтительно от 50 до 90% по массе. Содержание связующего предпочтительно составляет от 10 до 60% по массе, более предпочтительно от 10 до 50% по массе.[0210] The content of the particles of inorganic material in the coating layer is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 90% by mass. The content of the binder is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

[0211] Плотность распределения слоя покрытия в ионообменной мембране предпочтительно составляет от 0,05 до 2 мг на 1 см2. Когда ионообменная мембрана имеет выступы (шероховатости) на ее поверхности, плотность распределения слоя покрытия предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мг на 1 см2.[0211] The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . When the ion exchange membrane has ridges (roughness) on its surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per cm 2 .

[0212] В качестве способа изготовления слоя покрытия, который конкретно не ограничивается, может быть применен известный способ. Примером является способ, включающий нанесение распылением или тому подобным покровной жидкости, полученной диспергированием частиц неорганического материала в растворе, содержащем связующее.[0212] As a method for manufacturing the coating layer, which is not particularly limited, a known method can be applied. An example is a method comprising applying by spray or the like a coating liquid obtained by dispersing particles of an inorganic material in a solution containing a binder.

[0213] (Армирующие материалы сердцевины)[0213] (Core Reinforcement Materials)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет армирующие материалы сердцевины, размещенные внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has core reinforcing materials disposed within the membrane body.

[0214] Армирующие материалы сердцевины представляют собой элементы, которые повышают прочность и размерную стабильность ионообменной мембраны. Размещением армирующих материалов сердцевины внутри тела мембраны можно, в частности, контролировать расширение и сжатие ионообменной мембраны в желательном диапазоне. Такая ионообменная мембрана не расширяется или не сжимается больше, чем это необходимо, во время электролиза и тому подобного, и может сохранять превосходную размерную стабильность в течение длительного времени.[0214] Reinforcing materials of the core are elements that increase the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By placing the reinforcing materials of the core within the body of the membrane, it is possible, in particular, to control the expansion and contraction of the ion exchange membrane in the desired range. Such an ion exchange membrane does not expand or contract more than necessary during electrolysis and the like, and can maintain excellent dimensional stability for a long time.

[0215] Конфигурация армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и, например, армирующие материалы сердцевины могут быть сформированы сплетенными пряжами, называемыми армирующими пряжами. Армирующие пряжи здесь относятся к пряжам, которые представляют собой элементы, составляющие армирующие материалы сердцевины, могут обеспечивать желательную размерную стабильность и механическую прочность ионообменной мембраны и могут стабильно присутствовать в ионообменной мембране. Применением армирующих материалов сердцевины, полученных сплетением таких армирующих пряжей, ионообменной мембране могут быть приданы лучшие размерная стабильность и механическая прочность.[0215] The configuration of the core reinforcing materials is not particularly limited, and, for example, the core reinforcing materials may be formed by woven yarns called reinforcing yarns. Reinforcing yarns herein refer to yarns that constitute the constituent core reinforcing materials, can provide the desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can be stably present in the ion exchange membrane. By using core reinforcing materials obtained by weaving such reinforcing yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be imparted to the ion exchange membrane.

[0216] Материал армирующих материалов сердцевины и применяемых для этого армирующих пряжей конкретно не ограничивается, но предпочтительно представляет собой материал, устойчивый к кислотам, щелочам и т.д., и предпочтительным является волокно, включающее фторсодержащий полимер, поскольку требуются долговременная термостойкость и химическая стойкость.[0216] The material of the reinforcing materials of the core and the reinforcing yarns used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and a fiber including a fluorine-containing polymer is preferable since long-term heat resistance and chemical resistance are required. ...

[0217] Примеры фторсодержащего полимера, используемого в армирующих материалах сердцевины, включают политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена, сополимеры трифторхлорэтилена и этилена и винилиденфторидные полимеры (PVDF). Среди них предпочтительно используются волокна, включающие политетрафторэтилен, с позиции термостойкости и химической стойкости.[0217] Examples of the fluoropolymer used in the reinforcing materials of the core include polytetrafluoroethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), copolymers of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE), copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers PVDF). Among them, fibers including polytetrafluoroethylene are preferably used in terms of heat resistance and chemical resistance.

[0218] Диаметр армирующих пряжей, применяемых для армирующих материалов сердцевины, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 300 денье, более предпочтительно от 50 до 250 денье. Плотность переплетения (плотность полотна на единицу длины) предпочтительно составляет от 5 до 50/дюйм. Форма армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, например, используются тканое полотно, нетканое полотно и трикотаж, но предпочтительно в форме тканого полотна. Толщина применяемого тканого полотна предпочтительно составляет от 30 до 250 мкм, более предпочтительно от 30 до 150 мкм.[0218] The diameter of the reinforcing yarns used for the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weave density (web density per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The shape of the core reinforcing materials is not particularly limited, for example, woven fabric, non-woven fabric and knitted fabric are used, but preferably in the form of woven fabric. The thickness of the woven fabric used is preferably 30 to 250 µm, more preferably 30 to 150 µm.

[0219] В качестве тканого полотна или трикотажного полотна могут быть применены монофиламенты, мультифиламенты или пряжи из них, крученая пряжа с оборванными пряжами или тому подобное, и могут быть использованы способы плетения различных типов, такие как полотняное переплетение, перевивочное переплетение, вязаное переплетение, кордовое переплетение и сирсакер.[0219] As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, twisted yarns with dangling yarns or the like can be used, and various types of weaving methods can be used such as plain weave, leno weave, knitted weave, cord weave and seersucker.

[0220] Плетение и размещение армирующих материалов сердцевины в теле мембраны конкретно не ограничиваются, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом размера и формы ионообменной мембраны, желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий среды при применении и тому подобного.[0220] The braiding and placement of the core reinforcing materials in the membrane body are not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, physical properties desired for the ion exchange membrane, environmental conditions in use, and the like.

[0221] Например, армирующие материалы сердцевины могут быть размещены вдоль предварительно заданного направления тела мембраны, но с точки зрения размерной стабильности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного первого направления, и другие армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного второго направления, по существу перпендикулярного первому направлению. Размещением многочисленных армирующих материалов сердцевины по существу ортогонально внутри тела мембраны можно придать лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям. Например, предпочтительна конфигурация, в которой армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль продольного направления (основная пряжа), и армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль поперечного направления (уточная пряжа), сотканы на поверхностной стороне тела мембраны. Более предпочтительной является конфигурация в форме полотняного переплетения, выполненного и сплетенного путем позволения основной пряже и уточной пряже проходить попеременно друг над другом и друг под другом, перевивочного переплетения, в котором две основных пряжи сплетены с уточными пряжами со скручиванием, переплетения «рогожка», выполненного и сплетенного путем введения в две или более размещенных параллельно основных пряжей того же числа уточных пряжей, или тому подобного с позиции размерной стабильности, механической прочности и простоты изготовления.[0221] For example, the core reinforcing materials may be placed along a predetermined direction of the membrane body, but from a dimensional stability point of view, it is preferable that the core reinforcing materials are placed along the predetermined first direction, and other core reinforcing materials are placed along the predetermined second direction along essentially perpendicular to the first direction. By placing multiple core reinforcement materials substantially orthogonal within the membrane body, better dimensional stability and mechanical strength in many directions can be imparted. For example, a configuration is preferable in which core reinforcing materials disposed along the longitudinal direction (warp yarns) and core reinforcing materials disposed along the transverse direction (weft yarns) are woven on the surface side of the membrane body. A more preferred configuration is in the form of a plain weave, made and woven by allowing the warp and weft yarns to pass alternately above and below each other, a leno in which the two base yarns are woven with twist weft yarns, a matting weave made and woven by inserting the same number of weft yarns or the like into two or more parallel warp yarns, or the like, from the standpoint of dimensional stability, mechanical strength and ease of manufacture.

[0222] В особенности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль обоих направлений, MD (продольного направления) и TD (поперечного направления) ионообменной мембраны. Иначе говоря, армирующие материалы сердцевины предпочтительно имеют полотняное переплетение в MD и TD. Здесь MD означает направление, в котором тело мембраны и разнообразные материалы сердцевины (например, армирующие материалы сердцевины, армирующие пряжи и описываемые позже расходуемые пряжи) перемещаются на описываемом позже этапе получения ионообменной мембраны (направление течения), и TD означает направление, по существу перпендикулярное MD. Пряжи, переплетенные вдоль MD, называются MD–пряжами, и пряжи, переплетенные вдоль TD, называются TD–пряжами. Обычно ионообменная мембрана, используемая для электролиза, является прямоугольной, и во многих случаях продольное направление представляет собой MD, и направление по ширине представляет собой TD. Переплетением армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой MD–пряжи, и армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой TD–пряжи, можно обеспечить лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям.[0222] It is particularly preferred that the core reinforcing materials are disposed along both directions MD (longitudinal direction) and TD (transverse direction) of the ion exchange membrane. In other words, the core reinforcing materials are preferably plain weave in MD and TD. Here, MD means the direction in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core materials, reinforcing yarns and consumable yarns described later) move in the later described stage of obtaining the ion exchange membrane (flow direction), and TD means a direction substantially perpendicular to MD ... The yarns weaved along the MD are called MD yarns, and the yarns weaved along the TD are called TD yarns. Typically, the ion exchange membrane used for electrolysis is rectangular, and in many cases, the longitudinal direction is MD and the width direction is TD. By weaving reinforcing core materials that are MD yarns and reinforcing core materials that are TD yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be achieved in many directions.

[0223] Интервал размещения армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий окружающей среды при применении и тому подобного.[0223] The placement range of the core reinforcing materials is not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the physical properties desired for the ion exchange membrane, the environmental conditions in use, and the like.

[0224] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 30% или более, более предпочтительно 50% или более и 90% или менее. Относительное отверстие предпочтительно составляет 30% или более с точки зрения электрохимических характеристик ионообменной мембраны, и предпочтительно 90% или менее с позиции механической прочности ионообменной мембраны.[0224] The opening ratio of the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The opening ratio is preferably 30% or more in terms of the electrochemical characteristics of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less in terms of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0225] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины здесь относится к отношению (В/А) общей площади (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы (раствор электролита и содержащиеся в нем катионы (например, ионы натрия)), к площади (А) любой одной поверхности тела ионообменной мембраны. Общая площадь (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы, может иметь отношение к общим площадям областей, в которых в ионообменной мембране катионы, электролитический раствор и тому подобное, не задерживаются армирующими материалами сердцевины и тому подобными, содержащимися в ионообменной мембране.[0225] The opening ratio of the reinforcing materials of the core herein refers to the ratio (B / A) of the total surface area (B) through which substances such as ions (electrolyte solution and cations (eg sodium ions) contained therein) can pass to area (A) of any one surface of the body of the ion-exchange membrane. The total surface area (B) through which substances such as ions can pass may refer to the total areas of regions in which cations, electrolyte solution and the like are not retained in the ion exchange membrane by the reinforcing materials of the core and the like contained in the ion exchange membrane. membrane.

[0226] Фигура 24 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану. Фигура 24, на которой часть ионообменной мембраны изображена увеличенной, показывает только конфигурацию армирующих материалов 21 и 22 сердцевины в этих областях, без показа других элементов.[0226] Figure 24 illustrates a schematic view for explaining the relative opening of the core reinforcement materials constituting the ion exchange membrane. Figure 24, in which a portion of the ion exchange membrane is shown enlarged, shows only the configuration of the reinforcing materials 21 and 22 of the core in these regions, without showing other elements.

[0227] Вычитанием общей площади (С) армирующих материалов сердцевины из площади области, окруженной армирующими материалами 21 сердцевины, расположенными вдоль продольного направления, и армирующими материалами 22 сердцевины, расположенными вдоль поперечного направления, области, включающей площадь (А) армирующих материалов сердцевины, может быть получена общая площадь (В) областей, через которые могут проходить вещества, такие как ионы, в площади (А) вышеописанной области. То есть относительное отверстие может быть определено по следующей формуле (I):[0227] By subtracting the total area (C) of the core reinforcing materials from the area of the area surrounded by the core reinforcing materials 21 along the longitudinal direction and the core reinforcing materials 22 located along the transverse direction, the area including the area (A) of the core reinforcing materials can the total area (B) of the regions through which substances such as ions can pass in the area (A) of the above-described region can be obtained. That is, the relative aperture can be determined by the following formula (I):

Относительное отверстие =(B)/(A)=((A)–(C))/(A) (I)Relative aperture = (B) / (A) = ((A) - (C)) / (A) (I)

[0228] Среди армирующих материалов сердцевины особенно предпочтительной формой является пленочная текстильная нить (пряжа) или высокоориентированные монофиламенты, включающие PTFE, с позиции химической стойкости и термостойкости. Более конкретно, более предпочтительны армирующие материалы сердцевины, формирующие полотняное переплетение, в котором используются пленочные текстильные пряжи с размером от 50 до 300 денье, полученные разрезанием включающего PTFE высокопрочного пористого листа на фрагменты в форме лент, или включающие PTFE высокоориентированные монофиламенты с размером от 50 до 300 денье, и которые имеют плотность переплетения от 10 до 50 нитей или монофиламентов на дюйм и имеют толщину в диапазоне от 50 до 100 мкм. Относительное отверстие ионообменной мембраны, включающей такие армирующие материалы сердцевины, более предпочтительно составляет 60% или более.[0228] Among the reinforcing materials of the core, a film textile thread (yarn) or highly oriented monofilaments including PTFE are particularly preferred in terms of chemical resistance and heat resistance. More specifically, more preferred are plain weave core reinforcing materials that use 50 to 300 denier film textile yarns made by cutting a PTFE-containing high tenacity porous sheet into ribbon-shaped pieces, or comprising highly oriented PTFE monofilaments of 50 to 300 denier sizes. 300 denier, and which have a weave density of 10 to 50 threads or monofilaments per inch and have a thickness in the range of 50 to 100 microns. The opening ratio of the ion exchange membrane including such core reinforcing materials is more preferably 60% or more.

[0229] Примеры формы армирующих пряжей включают пряжи с круглым сечением и пленочные нити.[0229] Examples of the shape of the reinforcing yarns include round yarns and film yarns.

[0230] (Сквозные отверстия)[0230] (Through Holes)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет сквозные отверстия внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has through holes within the membrane body.

[0231] Сквозные отверстия относятся к отверстиям, которые могут образовывать протоки для ионов, генерируемых при электролизе, и для раствора электролита. Сквозные отверстия, которые представляют собой трубчатые отверстия, сформированные внутри тела мембраны, образуются растворением описываемых ниже расходуемых материалов сердцевины (или расходуемых пряжей). Форма, диаметр или тому подобное сквозных отверстий могут регулироваться выбором формы или диаметра расходуемых материалов сердцевины (расходуемых пряжей).[0231] Through holes refer to holes that can form passages for ions generated during electrolysis and for an electrolyte solution. Through holes, which are tubular holes formed within the membrane body, are formed by dissolving the core consumables (or yarns) described below. The shape, diameter, or the like of the through holes can be controlled by selecting the shape or diameter of the core consumables (yarn consumables).

[0232] Формирование сквозных отверстий внутри ионообменной мембраны может обеспечивать подвижность раствора электролита при электролизе. Форма сквозных отверстий конкретно не ограничивается, но может представлять собой форму расходуемых материалов сердцевины, используемых для формирования сквозных отверстий в соответствии с описываемым ниже способом получения.[0232] The formation of through holes within the ion exchange membrane can provide mobility of the electrolyte solution during electrolysis. The shape of the through holes is not particularly limited, but may be the shape of the core consumable materials used to form the through holes according to the production method described below.

[0233] Сквозные отверстия предпочтительно формируются так, чтобы попеременно проходить на анодной стороне (стороне слоя сульфоновой кислоты) и катодной стороне (стороне слоя карбоновой кислоты) армирующих материалов сердцевины. При такой конструкции в области, в которой сквозные отверстия образованы на катодной стороне армирующих материалов сердцевины, ионы (такие как ионы натрия), подводимые раствором электролита, которым заполнены сквозные отверстия, могут протекать также на катодную сторону армирующих материалов сердцевины. В результате этого поток катионов не прерывается, и тем самым возможно дополнительное снижение электрического сопротивления ионообменной мембраны.[0233] The through holes are preferably formed to alternately extend on the anode side (sulfonic acid layer side) and cathode side (carboxylic acid layer side) of the core reinforcing materials. With this arrangement, in the region in which the through holes are formed on the cathode side of the core reinforcing materials, ions (such as sodium ions) supplied by the electrolyte solution filling the through holes can also flow to the cathode side of the core reinforcing materials. As a result, the flow of cations is not interrupted, and thus an additional reduction in the electrical resistance of the ion-exchange membrane is possible.

[0234] Сквозные отверстия могут быть сформированы вдоль только одного предварительно заданного направления тела мембраны, составляющего ионообменную мембрану, но предпочтительно формируются как по продольному направлению, так и по поперечному направлению тела мембраны, с точки зрения проявления более стабильных характеристик электролиза.[0234] The through holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane, but are preferably formed along both the longitudinal direction and the transverse direction of the membrane body in view of exhibiting more stable electrolysis characteristics.

[0235] [Способ изготовления][0235] [Manufacturing Method]

Подходящий пример способа изготовления ионообменной мембраны включает способ, содержащий следующие этапы от (1) до (6):A suitable example of a method for manufacturing an ion exchange membrane includes a method comprising the following steps (1) to (6):

Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом.Step (1): a step for producing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis.

Этап (2): этап переплетения по меньшей мере множества армирующих материалов сердцевины, при необходимости, и расходуемых пряжей, имеющих свойство растворяться в кислоте или в щелочи и образовывать сквозные отверстия, с получением армирующего материала, в котором расходуемые пряжи размещаются между армирующими материалами сердцевины, будучи смежными друг с другом.Step (2): a step of weaving at least a plurality of core reinforcing materials, if necessary, and consumable yarns that dissolve in acid or alkali and form through holes, to obtain a reinforcing material in which the consumable yarns are interposed between the core reinforcing materials, being adjacent to each other.

Этап (3): этап преобразования в пленку вышеуказанного фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом.Step (3): a step of converting into a film the above fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis.

Этап (4): этап внедрения вышеуказанных армирующих материалов, при необходимости, в вышеуказанную пленку с получением тела мембраны, внутри которого размещаются армирующие материалы.Step (4): the step of introducing the above reinforcing materials, if necessary, into the above film to obtain a membrane body, inside which the reinforcing materials are placed.

Этап (5): этап гидролиза тела мембраны, полученного на этапе (4) (этап гидролиза) иStage (5): stage of hydrolysis of the membrane body obtained in stage (4) (stage of hydrolysis) and

Этап (6): этап создания слоя покрытия на теле мембраны, полученном на этапе (5) (этапе нанесения).Step (6): The step of creating a coating layer on the membrane body obtained in step (5) (application step).

[0236] Далее каждый из этапов будет описан подробно.[0236] Next, each of the steps will be described in detail.

[0237] Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера[0237] Step (1): the step of obtaining a fluoropolymer

На этапе (1) для получения фторсодержащего полимера используются исходные мономерные материалы, описанные выше в группах от первой до третьей. Для регулирования ионообменной емкости фторсодержащего полимера должен регулироваться состав смеси исходных мономерных материалов при получении образующего упомянутые слои фторсодержащего полимера.In step (1), the monomeric starting materials described above in groups one to three are used to prepare the fluoropolymer. To regulate the ion-exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the composition of the mixture of the starting monomer materials must be controlled during the production of the fluorine-containing polymer forming the said layers.

[0238] Этап (2): этап получения армирующих материалов[0238] Step (2): the step of obtaining reinforcing materials

Армирующий материал представляет собой тканое полотно, полученное переплетением армирующих пряжей, или тому подобного. Армирующий материал внедряется в мембрану с образованием тем самым армирующих материалов сердцевины. Когда формируется ионообменная мембрана, имеющая сквозные отверстия, в армирующий материал дополнительно вплетаются расходуемые пряжи. Количество содержащихся в этом случае расходуемых пряжей предпочтительно составляет от 10 до 80% по массе, более предпочтительно от 30 до 70% по массе в расчете на весь армирующий материал. Вплетение расходуемых пряжей также может предотвращать проскальзывание нитей армирующих материалов сердцевины.The reinforcing material is a woven fabric obtained by weaving reinforcing yarns or the like. The reinforcing material is embedded in the membrane to thereby form core reinforcing materials. When an ion-exchange membrane with through holes is formed, consumable yarns are additionally woven into the reinforcing material. The amount of consumable yarns contained in this case is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total reinforcing material. The weaving of the consumable yarns can also prevent slippage of the yarns of the core reinforcing materials.

[0239] В качестве расходуемых пряжей, которые растворяются на этапе получения мембраны или в среде электролиза, применяются вискоза, полиэтилентерефталат (PET), целлюлоза, полиамид и тому подобное. Также предпочтительны монофиламенты или мультифиламенты, имеющие толщину от 20 до 50 денье и включающие поливиниловый спирт и тому подобное.[0239] Viscose, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide and the like are used as the consumable yarns that are dissolved in the membrane production step or in the electrolysis environment. Also preferred are monofilaments or multifilaments having a thickness of 20 to 50 denier and including polyvinyl alcohol and the like.

[0240] На этапе (2) относительное отверстие, размещение сквозных отверстий и тому подобное могут регулироваться корректированием размещения армирующих материалов сердцевины и расходуемых пряжей.[0240] In step (2), the aperture ratio, the placement of the through holes, and the like can be controlled by adjusting the placement of the core reinforcing materials and the yarns consumed.

[0241] Этап (3): этап формирования пленки[0241] Step (3): Film forming step

На этапе (3) полученный на этапе (1) фторсодержащий полимер формуется в пленку с использованием экструдера. Пленка может иметь однослойную конфигурацию, двухслойную конфигурацию из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты, как упомянуто выше, или многослойную конфигурацию из трех или более слоев.In step (3), the fluoropolymer obtained in step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer configuration, a two layer configuration of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer as mentioned above, or a multilayer configuration of three or more layers.

[0242] Примеры способа формирования пленки включают следующие:[0242] Examples of the film forming method include the following:

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, формуют в пленки по отдельности; иa method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films; and

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, соэкструзируют с образованием композитной пленки.a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are coextruded to form a composite film.

[0243] Число каждой пленки может быть больше одного. Предпочтительна соэкструзия различных пленок ввиду их вклада в повышение прочности сцепления на поверхности раздела.[0243] The number of each film can be more than one. Co-extrusion of different films is preferred because of their contribution to the increase in bond strength at the interface.

[0244] Этап (4): этап получения тела мембраны[0244] Step (4): The step of obtaining the membrane body

На этапе (4) полученный на этапе (2) армирующий материал внедряют в пленку, полученную на этапе (3), с образованием тела мембраны, содержащего армирующий материал.In step (4), the reinforcing material obtained in step (2) is embedded in the film obtained in step (3) to form a membrane body containing the reinforcing material.

[0245] Предпочтительные примеры способа формирования тела мембраны включают (i) способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты (например, карбоксилатную функциональную группу) (далее включающий это слой называется первым слоем), размещаемый на катодной стороне, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты (например, сульфонилфторидную функциональную группу) (далее включающий это слой называется вторым слоем), формуют в пленку способом соэкструзии, и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, армирующий материал и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления; и (ii) способ, в котором, в дополнение к композитной пленке из второго слоя/первого слоя, фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, заранее отдельно формуют в пленку (третий слой), и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, пленку третьего слоя, армирующие материалы сердцевины и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления.[0245] Preferred examples of a method for forming a membrane body include (i) a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group (e.g., a carboxylate functional group) (hereinafter referred to as a first layer) disposed on the cathode side and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group (for example, a sulfonyl fluoride functional group) (hereinafter, including this layer is called the second layer), is formed into a film by the method of coextrusion, and, if necessary, using a heat source and a vacuum source, a reinforcing material and a composite film from the second layer / the first layer is laminated in this order onto a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having numerous pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer melts while at the same time evacuating air from under each of the layers by means of reduced pressure ; and (ii) a method in which, in addition to the composite film of the second layer / first layer, a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group is separately preformed into a film (third layer), and optionally using a heat source and a source vacuum, the third layer film, the core reinforcing materials and the composite film from the second layer / first layer are laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer is melted while pumping air out from under each of the layers by means of reduced pressure.

[0246] Соэкструзия первого и второго слоя здесь содействует повышению прочности сцепления на поверхности раздела.[0246] Co-extrusion of the first and second layer here helps to increase the bond strength at the interface.

[0247] Способ, включающий объединение при пониженном давлении, характеризуется тем, что делает третий слой на армирующем материале толще, чем в способе нанесения под давлением на прессе. Кроме того, поскольку армирующий материал закрепляют на внутренней поверхности тела мембраны, способ обеспечивает достаточное сохранение механической прочности ионообменной мембраны.[0247] The method of combining under reduced pressure is characterized by making the third layer on the reinforcing material thicker than in the press-applied method. In addition, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane body, the method provides sufficient retention of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0248] Варианты описанных здесь способов наслоения являются примерными, и соэкструзия может проводиться после того, как предпочтительная конфигурация наслоения (например, комбинация слоев) надлежащим образом выбрана с учетом желательных конфигураций слоев тела мембраны и физических свойств, и тому подобного.[0248] Embodiments of the layering methods described herein are exemplary, and coextrusion may be performed after a preferred layering configuration (eg, a combination of layers) is appropriately selected in consideration of the desired membrane body layer configurations and physical properties, and the like.

[0249] С целью дополнительного улучшения электрических характеристик ионообменной мембраны, также возможно дополнительное размещение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, между первым слоем и вторым слоем, или применение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, вместо второго слоя.[0249] In order to further improve the electrical characteristics of the ion exchange membrane, it is also possible to additionally place a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group between the first layer and the second layer, or the use of a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group instead of the second layer.

[0250] Способ формирования четвертого слоя может быть способом, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, получают по отдельности и затем смешивают, или может представлять собой способ, в котором проводят сополимеризацию мономера, имеющего прекурсор группы карбоновой кислоты, и мономера, имеющего прекурсор сульфоновой кислоты.[0250] The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group are separately prepared and then mixed, or it may be a method in which a monomer is copolymerized having a precursor of a carboxylic acid group; and a monomer having a sulfonic acid precursor.

[0251] Когда четвертый слой используют в качестве компонента ионообменной мембраны, формируют соэкструдированную пленку первого слоя и четвертого слоя, в дополнение к этому отдельно формуют в пленки третий слой и второй слой, и наслоение может быть выполнено вышеуказанным способом. В альтернативном варианте три слоя из первого слоя/четвертого слоя/второго слоя могут быть одновременно сформованы с образованием пленки способом соэкструзии.[0251] When the fourth layer is used as a component of the ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, in addition, the third layer and the second layer are separately formed into films, and the laminating can be performed in the above manner. Alternatively, three layers of the first layer / fourth layer / second layer can be coextruded simultaneously to form a film.

[0252] В этом случае направление, в котором вытекает экструдируемая пленка, представляет собой MD. Как упомянуто выше, можно сформировать тело мембраны, содержащее фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу на армирующем материале.[0252] In this case, the direction in which the extruded film flows out is MD. As mentioned above, it is possible to form a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group on the reinforcing material.

[0253] В дополнение, ионообменная мембрана предпочтительно имеет выступающие участки, составленные фторсодержащим полимером, имеющим группу сульфоновой кислоты, то есть выступы на стороне поверхности, составленной слоем сульфоновой кислоты. В качестве способа формирования таких выступов, который конкретно не ограничивается, также может быть применен известный способ, включающий формирование выступов на поверхности смолы. Конкретным примером способа является способ тиснения поверхности тела мембраны. Например, вышеуказанные выступы могут быть сформированы с использованием заранее вытисненной отделяемой прокладочной бумаги, когда объединяют вышеуказанную композитную пленку, армирующий материал и тому подобное. В случае, когда выступы сформированы тиснением, высота и плотность размещения выступов могут регулироваться формой переносимого рельефа (формой отделяемой прокладочной бумаги).[0253] In addition, the ion exchange membrane preferably has protrusions constituted by a fluoropolymer having a sulfonic acid group, that is, protrusions on the side of the surface constituted by the sulfonic acid layer. As a method for forming such protrusions, which is not particularly limited, a known method including forming protrusions on a resin surface can also be applied. A specific example of the method is a method for embossing the surface of a membrane body. For example, the aforementioned protrusions can be formed using the pre-embossed release paper when the above composite film, reinforcing material, and the like are combined. In the case where the protrusions are formed by embossing, the height and density of the protrusions can be controlled by the shape of the transferred relief (the shape of the release paper).

[0254] (5) Этап гидролиза[0254] (5) Hydrolysis Step

На этапе (5) выполняется этап гидролиза полученного на этапе (4) тела мембраны для преобразования прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу (этап гидролиза).At step (5), the stage of hydrolysis of the membrane body obtained at stage (4) is performed to convert the precursor of the ion-exchange group into an ion-exchange group (stage of hydrolysis).

[0255] На этапе (5) также возможно формирование растворением отверстий в теле мембраны путем растворения и удаления расходуемых пряжей, введенных в тело мембраны, действием кислоты или щелочи. Расходуемые пряжи могут оставаться в сквозных отверстиях без полного растворения и удаления. Оставшиеся в сквозных отверстиях расходуемые пряжи могут быть растворены и удалены раствором электролита, когда ионообменная мембрана подвергается электролизу.[0255] In step (5), it is also possible to dissolve holes in the membrane body by dissolving and removing consumable yarns introduced into the membrane body by the action of an acid or alkali. The consumable yarns can remain in the through holes without being completely dissolved and removed. The consumable yarns remaining in the through holes can be dissolved and removed by the electrolyte solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

[0256] Расходуемая пряжа растворяется в кислоте или щелочи на этапе получения ионообменной мембраны или в среде проведения электролиза. Расходуемые пряжи вымываются с образованием тем самым сквозных отверстий в соответствующих местах.[0256] The consumable yarn is dissolved in acid or alkali during the ion exchange membrane preparation step or in the electrolysis environment. The consumable yarns are washed out, thereby forming the through-holes at the appropriate locations.

[0257] Этап (5) может быть выполнен погружением тела мембраны, полученного на этапе (4), в гидролизующий раствор, содержащий кислоту или щелочь. Примером гидролизующего раствора, который может быть использован, является смешанный раствор, содержащий KOH и диметилсульфоксид (DMSO).[0257] Step (5) may be performed by immersing the membrane body obtained in step (4) in a hydrolysis solution containing an acid or alkali. An example of a hydrolysis solution that can be used is a mixed solution containing KOH and dimethyl sulfoxide (DMSO).

[0258] Смешанный раствор предпочтительно содержит KOH с нормальной концентрацией от 2,5 до 4,0 и DMSO от 25 до 35% по массе.[0258] The mixed solution preferably contains KOH at a normal concentration of 2.5 to 4.0 and DMSO of 25 to 35% by weight.

[0259] Температура при гидролизе предпочтительно составляет от 70 до 100°С. Чем выше температура, тем большей может быть кажущаяся толщина. Температура более предпочтительно составляет от 75 до 100°C.[0259] The temperature in the hydrolysis is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent thickness can be. The temperature is more preferably 75 to 100 ° C.

[0260] Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 10 до 120 минут. Чем дольше гидролиз, тем большей может быть кажущаяся толщина. Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 20 до 120 минут.[0260] The duration of the hydrolysis is preferably 10 to 120 minutes. The longer the hydrolysis takes, the greater the apparent thickness can be. The duration of the hydrolysis is preferably 20 to 120 minutes.

[0261] Теперь будет более подробно описан этап формирования сквозных отверстий вымыванием расходуемых пряжей. Фигуры 25(a) и (b) представляют схематические виды для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[0261] The step of forming the through holes by washing out the sacrificial yarns will now be described in more detail. Figures 25 (a) and (b) are schematic views for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[0262] Фигуры 25(a) и (b) показывают армирующие пряжи 52, расходуемые пряжи 504а и сквозные отверстия 504, образованные только расходуемыми пряжами 504а, без иллюстрации других элементов, таких как тело мембраны.[0262] Figures 25 (a) and (b) show reinforcing yarns 52, sacrificial yarns 504a and through holes 504 formed only by sacrificial yarns 504a, without illustrating other features such as a membrane body.

[0263] Сначала армирующие пряжи 52, которые должны составлять армирующие материалы сердцевины в ионообменной мембране, и расходуемые пряжи 504а для образования сквозных отверстий 504 в ионообменной мембране используются как переплетенные между собой армирующие материалы. Затем, на этапе (5), расходуемые пряжи 504а вымываются с образованием сквозных отверстий 504.[0263] First, the reinforcing yarns 52, which are to constitute the core reinforcing materials in the ion exchange membrane, and the consumable yarns 504a for forming the through holes 504 in the ion exchange membrane are used as interlaced reinforcing materials. Then, in step (5), the consumable yarns 504a are washed out to form the through holes 504.

[0264] Вышеуказанный способ является простым, поскольку способ взаимного переплетения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а может быть скорректирован в зависимости от порядка размещения армирующих материалов сердцевины и сквозных отверстий в теле ионообменной мембраны.[0264] The above method is simple because the method of interlacing the reinforcing yarns 52 and the consumable yarns 504a can be adjusted depending on the placement order of the core reinforcing materials and the through holes in the body of the ion exchange membrane.

[0265] Фигура 25(a) представляет пример образованного полотняным переплетением армирующего материала, в котором армирующие пряжи 52 и расходуемые пряжи 504а взаимно переплетены как вдоль продольного направления, так и вдоль поперечного направления в бумаге, и при необходимости порядок размещения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а в армирующем материале может быть изменен.[0265] Figure 25 (a) illustrates an example of a plain weave reinforcing material in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a are interlaced in both the longitudinal direction and the transverse direction in the paper, and optionally the order of placement of the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarn 504a in the reinforcing material can be changed.

[0266] (6) Этап нанесения[0266] (6) Application Stage

На этапе (6) может быть сформирован слой покрытия путем приготовления покровной жидкости, содержащей частицы неорганического материала, полученного размалыванием необогащенной руды или плавлением необогащенной руды, и связующего, нанесения покровной жидкости на поверхность ионообменной мембраны, полученной на этапе (5), и высушивания покровной жидкости.In step (6), a coating layer can be formed by preparing a coating liquid containing particles of inorganic material obtained by grinding raw ore or melting raw ore and a binder, applying a coating liquid to the surface of the ion exchange membrane obtained in step (5), and drying the coating liquids.

[0267] Предпочтительное связующее представляет собой связующее, полученное гидролизом фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, водным раствором, содержащим диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), и затем погружением полимера в соляную кислоту для замещения противоиона ионообменной группы ионом H+ (например, фторсодержащего полимера, имеющего карбоксильную группу или сульфогруппу). Тем самым полимер с большей вероятностью растворится в воде или этаноле, как упомянуто ниже, что предпочтительно.[0267] A preferred binder is a binder obtained by hydrolysis of a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersing the polymer in hydrochloric acid to replace the counter ion of the ion exchange group with H + ( for example, a fluorine-containing polymer having a carboxyl group or a sulfo group). Thus, the polymer is more likely to dissolve in water or ethanol, as mentioned below, which is preferred.

[0268] Этот связующее растворяется в смешанном растворе воды и этанола. Объемное соотношение между водой и этанолом предпочтительно составляет от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2. Частицы неорганического материала с помощью шаровой мельницы диспергируются в растворяющей жидкости с образованием тем самым покровной жидкости. В этом случае также возможно корректирование среднего размера частиц и тому подобного частиц регулированием продолжительности и скорости вращения во время диспергирования. Предпочтительное количество смешиваемых частиц неорганического материала и связующего является таким, как упомянуто выше.[0268] This binder is dissolved in a mixed solution of water and ethanol. The volume ratio between water and ethanol is preferably 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, even more preferably 2: 1 to 1: 2. The particles of inorganic material are dispersed in the dissolving liquid by means of a ball mill, thereby forming a coating liquid. In this case, it is also possible to correct the average particle size and the like of particles by adjusting the duration and speed of rotation during dispersion. The preferred amount of the mixed particles of inorganic material and binder is as mentioned above.

[0269] Концентрация частиц неорганического материала и связующего в покровной жидкости конкретно не ограничивается, но предпочтительной является легкоподвижная покровная жидкость. Это обеспечивает возможность равномерного нанесения на поверхность ионообменной мембраны.[0269] The concentration of the particles of inorganic material and binder in the coating liquid is not particularly limited, but a free-flowing coating liquid is preferable. This makes it possible to uniformly apply the ion exchange membrane to the surface.

[0270] Кроме того, к дисперсии может быть добавлено поверхностно–активное вещество, когда диспергируются частицы неорганического материала. В качестве поверхностно–активного вещества предпочтительны неионные поверхностно–активные вещества, и их примеры включают HS–210, NS–210, P–210 и E–212 производства фирмы NOF CORPORATION.[0270] In addition, a surfactant may be added to the dispersion when particles of inorganic material are dispersed. As the surfactant, nonionic surfactants are preferred and examples include HS-210, NS-210, P-210 and E-212 from NOF CORPORATION.

[0271] Полученную покровную жидкость наносят на поверхность ионообменной мембраны способом нанесения распылением или нанесением покрытия валиком с образованием тем самым ионообменной мембраны.[0271] The resulting coating liquid is applied to the surface of the ion exchange membrane by a spray application or roller coating, thereby forming an ion exchange membrane.

[0272] [Микропористая мембрана][0272] [Microporous Membrane]

Микропористая мембрана по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть сформирована с образованием слоистого изделия с электродом для электролиза, как упомянуто выше. Могут быть использованы разнообразные микропористые мембраны.The microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited as long as the membrane can be formed to form an electrode laminated article for electrolysis as mentioned above. A variety of microporous membranes can be used.

Пористость микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается, но может составлять, например, от 20 до 90, и предпочтительно от 30 до 85. Вышеуказанная пористость может быть рассчитана по следующей формуле:The porosity of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 90, and preferably 30 to 85. The above porosity can be calculated by the following formula:

Пористость=(1–(вес мембраны в сухом состоянии)/(вес, рассчитанный по объему, рассчитанному по величинам толщины, ширины и длины мембраны, и плотности материала мембраны))×100Porosity = (1– (dry weight of the membrane) / (weight calculated from the volume, calculated from the values of the thickness, width and length of the membrane, and the density of the membrane material)) × 100

Средний размер пор в микропористой мембране по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 0,01 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 0,05 мкм до 5 мкм. Что касается среднего размера пор, то, например, мембрану разрезают вертикально по направлению толщины, и сечение обследуют методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE–SEM). Средний размер пор может быть получен измерением диаметра примерно 100 пор и усреднением результатов измерения.The average pore size in the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 0.01 µm to 10 µm, preferably 0.05 µm to 5 µm. With regard to the average pore size, for example, the membrane is cut vertically in the direction of thickness, and the cross section is examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The average pore size can be obtained by measuring the diameter of about 100 pores and averaging the results.

Толщина микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 600 мкм. Вышеуказанная толщина может быть измерена с использованием, например, микрометра (производства фирмы Mitutoyo Corporation) или тому подобного.The thickness of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 10 µm to 1000 µm, preferably 50 µm to 600 µm. The above thickness can be measured using, for example, a micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation) or the like.

Конкретные примеры микропористой мембраны, как вышеупомянутой, включают Zirfon Perl UTP 500 производства фирмы Agfa (также называемые в настоящем варианте осуществления мембраной Zirfon) и они описаны в Международной публикации № WO 2013–183584 и Международной публикации № WO 2016–203701.Specific examples of a microporous membrane as above include Zirfon Perl UTP 500 manufactured by Agfa (also referred to as a Zirfon membrane in this embodiment) and are described in International Publication No. WO 2013-183584 and International Publication No. WO 2016-203701.

[0273] Причиной того, почему слоистое изделие по настоящему варианту осуществления обеспечивает превосходные характеристики электролиза, предполагается следующее. Когда мембрана и электрод плотно прижимаются друг к другу таким способом, как термокомпрессия, которая является стандартным способом, электрод вдавливается в мембрану и тем самым физически слипается (сцепляется) с нею. Этот сцепленный участок препятствует миграции ионов натрия в мембрану, тем самым заметно повышая электрическое напряжение. Между тем, подавление миграции ионов натрия в мембрану, которое составляло проблему в уровне техники, устраняется тем, что электрод для электролиза примыкает к мембране или к питающему проводнику с умеренной силой сцепления, как в настоящем варианте осуществления. Согласно вышеуказанному, когда мембрана или питающий проводник примыкают к электроду для электролиза с умеренной силой сцепления, мембрана или питающий проводник и электрод для электролиза, несмотря на то, что они составляют объединенный узел, могут обеспечивать превосходную производительность электролиза.[0273] The reason why the layered article of the present embodiment provides excellent electrolysis performance is assumed as follows. When the membrane and electrode are pressed tightly against each other in a manner such as thermocompression, which is the standard method, the electrode is pressed into the membrane and thereby physically adheres (adheres) to it. This adhered region prevents the migration of sodium ions into the membrane, thereby significantly increasing the electrical voltage. Meanwhile, suppression of migration of sodium ions into the membrane, which has been a problem in the prior art, is eliminated by the fact that the electrolysis electrode is adjacent to the membrane or to the supply conductor with a moderate adhesion force, as in the present embodiment. According to the above, when the membrane or the supply conductor is adjacent to the electrolysis electrode with a moderate adhesive force, the membrane or the supply conductor and the electrolysis electrode, although they constitute an integrated unit, can provide excellent electrolysis performance.

[0274] [Обмотка][0274] [Winding]

Обмотка по настоящему варианту осуществления содержит слоистое изделие по настоящему варианту осуществления. То есть обмотка по настоящему варианту осуществления получается намоткой слоистого изделия по настоящему варианту осуществления. Сокращение размера слоистого изделия по настоящему варианту осуществления намоткой, в виде обмотки по настоящему варианту осуществления, может дополнительно улучшить технологичность.The winding of the present embodiment comprises the laminated article of the present embodiment. That is, the winding of the present embodiment is obtained by winding the laminated article of the present embodiment. Reducing the size of the laminated article of the present embodiment by winding in the form of the winding of the present embodiment can further improve workability.

[0275] [Электролизер][0275] [Electrolyzer]

Электролизер по настоящему варианту осуществления содержит слоистое изделие по настоящему варианту осуществления. Далее в порядке примера приводится случай выполнения обычного электролиза соли с использованием ионообменной мембраны в качестве мембраны, и будет подробно описан один вариант осуществления электролизера.The electrolyzer of the present embodiment comprises the laminated article of the present embodiment. Next, a case of performing conventional salt electrolysis using an ion exchange membrane as the membrane will be given by way of example, and one embodiment of the electrolytic cell will be described in detail.

[0276] [Электролитическая ячейка][0276] [Electrolytic Cell]

Фигура 26 иллюстрирует вид в разрезе электролитической ячейки 1.Figure 26 illustrates a sectional view of an electrolytic cell 1.

Электролитическая ячейка 1 содержит анодную камеру 10, катодную камеру 20, разделительную перегородку 30, размещенную между анодной камерой 10 и катодной камерой 20, анод 11, размещенный в анодной камере 10, и катод 21, размещенный в катодной камере 20. При необходимости электролитическая ячейка 1 имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, и может включать поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере. Анод 11 и катод 21, входящие в состав электролитической ячейки 1, электрически соединены друг с другом. Другими словами, электролитическая ячейка 1 содержит следующую катодную конструкцию. Катодная конструкция 40 содержит катодную камеру 20, катод 21, размещенный в катодной камере 20, и поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере 20, причем поглотитель 18 обратного тока имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, как показано на Фигуре 30, и катод 21, и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Кроме того, катодная камера 20 имеет токоотвод 23, держатель 24, поддерживающий токоотвод, и металлическое упругое тело 22. Металлическое упругое тело 22 размещен между токоотводом 23 и катодом 21. Держатель 24 размещен между токоотводом 23 и разделительной перегородкой 30. Токоотвод 23 электрически соединен с катодом 21 через металлическое упругое тело 22. Разделительная перегородка 30 электрически соединена с токоотводом 23 через держатель 24. Соответственно этому, разделительная перегородка 30, держатель 24, токоотвод 23, металлическое упругое тело 22 и катод 21 электрически соединены между собой. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой могут быть соединены непосредственно или могут быть соединены косвенно через токоотвод, держатель, металлическое упругое тело, разделительную перегородку или тому подобным образом. Вся поверхность катода 21 предпочтительно покрыта слоем катализатора для реакции восстановления. Форма электрического соединения может быть формой, в которой разделительная перегородка 30 и держатель 24, держатель 24 и токоотвод 23, и токоотвод 23 и металлическое упругое тело 22 в каждом случае непосредственно присоединены друг к другу, и катод 21 наслоен на металлическое упругое тело 22. Примеры способа непосредственного присоединения этих конструкционных элементов друг к другу включают сварку и тому подобное. В альтернативном варианте поглотитель 18 обратного тока, катод 21 и токоотвод 23 могут совокупно называться катодной конструкцией 40.The electrolytic cell 1 contains an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a dividing wall 30 located between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 located in the anode chamber 10, and a cathode 21 located in the cathode chamber 20. If necessary, an electrolytic cell 1 has a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a, and may include a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber. The anode 11 and the cathode 21, which are part of the electrolytic cell 1, are electrically connected to each other. In other words, the electrolytic cell 1 contains the following cathode structure. The cathode structure 40 comprises a cathode chamber 20, a cathode 21 disposed in the cathode chamber 20, and a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber 20, the reverse current absorber 18 having a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a as shown in Figure 30, and the cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. In addition, the cathode chamber 20 has a current collector 23, a holder 24 supporting the current collector, and a metal elastic body 22. The metal elastic body 22 is placed between the current collector 23 and the cathode 21. The holder 24 is located between the current collector 23 and the partition 30. The current collector 23 is electrically connected to cathode 21 through the metal elastic body 22. The separating partition 30 is electrically connected to the current collector 23 through the holder 24. Accordingly, the separating partition 30, the holder 24, the current collector 23, the metal elastic body 22 and the cathode 21 are electrically connected to each other. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer may be connected directly, or may be connected indirectly through a down conductor, a holder, a metal resilient body, a baffle, or the like. The entire surface of the cathode 21 is preferably coated with a catalyst layer for the reduction reaction. The form of the electrical connection may be a form in which the baffle 30 and the support 24, the support 24 and the collector 23 and the collector 23 and the metal resilient body 22 are in each case directly connected to each other, and the cathode 21 is laminated on the metal resilient body 22. Examples methods for directly attaching these structural elements to each other include welding and the like. Alternatively, the reverse current absorber 18, cathode 21, and current collector 23 may be collectively referred to as cathode structure 40.

[0277] Фигура 27 иллюстрирует вид в разрезе двух электролитических ячеек 1, которые смежны в электролизере 4. Фигура 28 показывает электролизер 4. Фигура 29 показывает этап сборки электролизера 4. Как показано на Фигуре 27, электролитическая ячейка 1, катионообменная мембрана 2 и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Ионообменная мембрана 2 размещается между анодной камерой одной электролитической ячейки 1 из двух электролитических ячеек, которые являются соседними в электролизере, и катодной камерой другой электролитической ячейки 1. То есть анодная камера 10 электролитической ячейки 1 и катодная камера 20 соседней с нею электролитической ячейки 1 разделены катионообменной мембраной 2. Как показано на Фигуре 28, электролизер 4 состоит из множества электролитических ячеек 1, соединенных последовательно через ионообменную мембрану 2. То есть электролизер 4 представляет собой биполярный электролизер, включающий множество размещенных последовательно электролитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2, в каждом случае размещенные между смежными электролитическими ячейками 1. Как показано на Фигуре 29, электролизер 4 собирают размещением множества электролитических ячеек 1 в последовательном соединении через ионообменную мембрану 2 и связыванием ячеек посредством прижимающего устройства 5.[0277] Figure 27 illustrates a cross-sectional view of two electrolytic cells 1 that are adjacent in electrolytic cell 4. Figure 28 shows electrolytic cell 4. Figure 29 shows a step of assembling electrolytic cell 4. As shown in Figure 27, electrolytic cell 1, cation exchange membrane 2 and electrolytic cell 1 are placed sequentially in the order shown. The ion exchange membrane 2 is placed between the anode chamber of one electrolytic cell 1 of two electrolytic cells that are adjacent in the electrolyzer and the cathode chamber of another electrolytic cell 1. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 1 and the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1 are separated by a cation exchange membrane 2. As shown in Figure 28, electrolyzer 4 consists of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series through an ion exchange membrane 2. That is, electrolyzer 4 is a bipolar electrolyzer including a plurality of electrolytic cells 1 in series and ion exchange membranes 2, in each case arranged between adjacent electrolytic cells 1. As shown in Figure 29, cell 4 is assembled by placing a plurality of electrolytic cells 1 in series through the ion exchange membrane 2 and bonding the cells by means of a clamping device 5.

[0278] Электролизер 4 имеет анодный вывод 7 и катодный вывод 6, подключаемые к источнику электроснабжения. Анод 11 электролитической ячейки 1, размещенный на самом дальнем конце из множества последовательно соединенных электролитических ячеек 1 в электролизере 4, электрически соединен с анодным выводом 7. Катод 21 электролитической ячейки, находящейся на конце, противоположном относительно анодного вывода 7, среди множества электролитических ячеек 1, последовательно соединенных в электролизере 4, электрически соединен с катодным выводом 6. Электрический ток во время электролиза протекает со стороны анодного вывода 7 через анод и катод каждой электролитической ячейки 1 в сторону катодного вывода 6. У обоих концов связанных электролитических ячеек 1 может находиться электролитическая ячейка, имеющая только анодную камеру (ячейка анодного вывода), и электролитическая ячейка, имеющая только катодную камеру (ячейка катодного вывода). В этом случае анодный вывод 7 соединен с ячейкой анодного вывода, размещенной на одном конце, и катодный вывод 6 соединен с ячейкой катодного вывода, размещенной на другом конце.[0278] The cell 4 has an anode terminal 7 and a cathode terminal 6 that are connected to a power supply. An anode 11 of an electrolytic cell 1 located at the farthest end of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series in an electrolysis cell 4 is electrically connected to an anode terminal 7. A cathode 21 of an electrolytic cell located at an end opposite to the anode terminal 7 among the plurality of electrolytic cells 1, connected in series in the electrolytic cell 4, electrically connected to the cathode terminal 6. Electric current during electrolysis flows from the side of the anode terminal 7 through the anode and the cathode of each electrolytic cell 1 towards the cathode terminal 6. At both ends of the connected electrolytic cells 1 there may be an electrolytic cell, having only an anode chamber (anode outlet cell), and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode outlet cell). In this case, the anode terminal 7 is connected to an anode terminal cell located at one end, and the cathode terminal 6 is connected to a cathode terminal cell located at the other end.

[0279] В случае электролиза рассола, рассол подается в каждую анодную камеру 10, и чистая вода или низкоконцентрированный водный раствор гидроксида натрия подается в каждую катодную камеру 20. Каждая жидкость подводится из трубы для подачи раствора электролита (на фигуре не показана) через шланг для подведения раствора электролита (на фигуре не показан) к каждой электролитической ячейке 1. Раствор электролита и продукты электролиза выводятся из трубы для выведения раствора электролита (на фигуре не показана). Во время электролиза ионы натрия в рассоле мигрируют из анодной камеры 10 одной электролитической ячейки 1 через ионообменную мембрану 2 в катодную камеру 20 соседней электролитической ячейки 1. Тем самым электрический ток во время электролиза протекает по направлению, по которому электролитические ячейки 1 последовательно соединены. То есть электрический ток протекает через катионообменную мембрану 2 из анодной камеры 10 в сторону катодной камеры 20. Когда рассол подвергается электролизу, на стороне анода 11 выделяется газообразный хлор, и на стороне катода 21 образуются гидроксид натрия (растворенный) и газообразный водород.[0279] In the case of brine electrolysis, brine is supplied to each anode chamber 10, and pure water or low concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to each cathode chamber 20. Each liquid is supplied from an electrolyte solution supply pipe (not shown) through a hose for supplying an electrolyte solution (not shown in the figure) to each electrolytic cell 1. The electrolyte solution and electrolysis products are removed from the pipe for removing the electrolyte solution (not shown in the figure). During electrolysis, sodium ions in the brine migrate from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 1 through the ion exchange membrane 2 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1. Thus, the electric current during electrolysis flows in the direction in which the electrolytic cells 1 are connected in series. That is, an electric current flows through the cation exchange membrane 2 from the anode chamber 10 towards the cathode chamber 20. When the brine is electrolyzed, chlorine gas is generated on the anode 11 side, and sodium hydroxide (dissolved) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.

[0280] (Анодная камера)[0280] (Anode chamber)

Анодная камера 10 имеет анод 11 или анодный питающий проводник 11. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анода. Анодная камера 10 имеет блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подает раствор электролита в анодную камеру 10, отражательную пластину, которая размещена над блоком подачи раствора электролита анодной стороны так, чтобы быть по существу параллельной или наклонной относительно разделительной перегородки 30, и газожидкостный сепаратор анодной стороны, размещенный над отражательной пластиной, для отделения газа от раствора электролита, включающего примешанный газ.The anode chamber 10 has an anode 11 or an anode supply conductor 11. When the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the anode side, 11 serves as an anode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, 11 serves as an anode. The anode chamber 10 has an anode side electrolyte solution supply unit that supplies electrolyte solution to the anode chamber 10, a baffle plate that is positioned above the anode side electrolyte solution supply unit so as to be substantially parallel or inclined with respect to the dividing baffle 30, and an anode gas-liquid separator. side positioned above the baffle plate to separate the gas from the electrolyte solution including the admixed gas.

[0281] (Анод)[0281] (Anode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, анод 11 находится в раме анодной камеры 10. В качестве анода 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R). DSA представляет собой электрод, включающий титановую подложку, поверхность которой покрыта оксидом, включающим рутений, иридий и титан, в качестве компонентов.When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, the anode 11 is in the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode 11. DSA is an electrode including a titanium substrate, the surface of which is coated with an oxide including ruthenium, iridium and titanium as components.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0282] (Анодный питающий проводник)[0282] (Anode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, на раме анодной камеры 10 предусматривается анодный питающий проводник 11. В качестве анодного питающего проводника 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R), и также может быть применен титан, не имеющий каталитического покрытия. В альтернативном варианте также может быть использован DSA, имеющий более тонкое каталитическое покрытие. Кроме того, также может быть применен уже использованный анод.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the anode side, an anode supply conductor 11 is provided on the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode supply conductor 11, and can also be used titanium without catalytic coating. Alternatively, a DSA having a thinner catalytic coating can also be used. In addition, an already used anode can also be used.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0283] (Блок подачи раствора электролита анодной стороны)[0283] (Anode side electrolyte solution supply unit)

Блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подводит раствор электролита к анодной камере 10, соединен с трубой для подачи раствора электролита. Блок подачи раствора электролита анодной стороны предпочтительно размещается под анодной камерой 10. В качестве блока подачи раствора электролита анодной стороны, например, может быть использована труба, на поверхности которой сформированы участки просветов (дисперсионная труба), и тому подобное. Такая труба более предпочтительно размещается вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки. Эта труба соединена с трубой для подачи раствора электролита (патрубком подачи жидкости), которая подводит раствор электролита в электролитическую ячейку 1. Раствор электролита, подводимый из патрубка подачи жидкости, пропускается по трубе в электролитическую ячейку 1 и подается из выполненных на поверхности трубы отверстий внутри анодной камеры 10. Размещение трубы вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки предпочтительно потому, что раствор электролита может равномерно подводиться внутрь анодной камеры 10.An anode-side electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the anode chamber 10 is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution. The anode side electrolyte solution supply unit is preferably disposed under the anode chamber 10. As the anode side electrolyte solution supply unit, for example, a pipe on the surface of which lumen portions (dispersion tube) and the like can be used. Such a tube is more preferably located along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell. This pipe is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution (a liquid supply pipe), which supplies an electrolyte solution to an electrolytic cell 1. The electrolyte solution supplied from a liquid supply pipe is passed through a pipe into an electrolytic cell 1 and is fed from holes made on the pipe surface inside the anode chambers 10. Placing the pipe along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell is preferable because the electrolyte solution can be uniformly supplied to the inside of the anode chamber 10.

[0284] (Газожидкостный сепаратор анодной стороны)[0284] (Anode side gas-liquid separator)

Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно размещается над отражательной пластиной. Назначением газожидкостного сепаратора анодной стороны является отделение образованного газа, такого как газообразный хлор, от раствора электролита во время электролиза. Если не оговаривается иное, «над» означает верхнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 26, и «под» означает нижнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 26.The anode-side gas-liquid separator is preferably located above the baffle plate. The purpose of the anode-side gas-liquid separator is to separate the generated gas, such as chlorine gas, from the electrolyte solution during electrolysis. Unless otherwise indicated, "above" means an upward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 26, and "under" means a downward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 26.

[0285] Образованный во время электролиза газ, выделяющийся в электролитической ячейке 1, и раствор электролита образуют смешанную фазу (газожидкостную смешанную фазу), которая затем выпускается из системы. Вследствие этого, колебания давления внутри электролитической ячейки 1 вызывают вибрацию, которая может приводить к физическому повреждению ионообменной мембраны. Чтобы предотвращать это явление, электролитическую ячейку 1 по настоящему варианту осуществления предпочтительно оснащают газожидкостным сепаратором анодной стороны для отделения газа от жидкости. Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно снабжен пеногасящей пластиной для устранения пузырьков. Когда поток газожидкостной смешанной фазы протекает через пеногасящую пластину, пузырьки лопаются, тем самым обеспечивая разделение раствора электролита и газа. В результате этого может предотвращаться вибрация во время электролиза.[0285] The gas generated during electrolysis evolved in the electrolytic cell 1 and the electrolyte solution form a mixed phase (gas-liquid mixed phase), which is then discharged from the system. As a consequence, pressure fluctuations within the electrolytic cell 1 cause vibration, which can lead to physical damage to the ion exchange membrane. To prevent this phenomenon, the electrolytic cell 1 of the present embodiment is preferably equipped with an anode-side gas-liquid separator for separating gas from liquid. The anode-side gas-liquid separator is preferably provided with a defoamer plate to eliminate bubbles. When the gas-liquid mixed phase stream flows through the defoamer plate, the bubbles burst, thereby separating the electrolyte solution and gas. As a result, vibration during electrolysis can be prevented.

[0286] (Отражательная пластина)[0286] (Baffle Plate)

Отражательная пластина предпочтительно размещается над блоком подачи раствора электролита анодной стороны, и устанавливается по существу параллельно или наклонно относительно разделительной перегородки 30. Отражательная пластина представляет собой разделительную пластину, которая контролирует течение раствора электролита в анодную камеру 10. Когда предусматривается отражательная пластина, она может вызывать циркуляцию раствора электролита (рассола или тому подобного) внутри анодной камеры 10, тем самым делая более однородной концентрацию. Чтобы создавать внутреннюю циркуляцию, отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы отделять пространство вблизи анода 11 от пространства вблизи разделительной перегородки 30. Из таких соображений отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы она была напротив поверхности анода 11 и поверхности разделительной перегородки 30. В пространстве вблизи анода, отделенном отражательной пластиной, происходит электролиз, концентрация раствора электролита (концентрация рассола) снижается, и выделяется образующийся газ, такой как газообразный хлор. Это приводит к разности удельных весов газожидкостной смеси между пространством вблизи анода 11 и пространством вблизи разделительной перегородки 30, отделенным отражательной пластиной. С использованием этой разности можно стимулировать внутреннюю циркуляцию раствора электролита в анодной камере 10, делая тем самым более однородным распределение концентраций раствора электролита в анодной камере 10.The baffle plate is preferably positioned above the anode side electrolyte solution supply unit and is positioned substantially parallel or obliquely with respect to the baffle 30. The baffle plate is a baffle plate that controls the flow of electrolyte solution into the anode chamber 10. When the baffle plate is provided, it can cause circulation electrolyte solution (brine or the like) inside the anode chamber 10, thereby making the concentration more uniform. To create internal circulation, the baffle plate is preferably positioned so as to separate the space near the anode 11 from the space near the baffle 30. For this reason, the baffle plate is preferably positioned so that it is opposite the surface of the anode 11 and the surface of the baffle 30. In the space near the anode separated by the baffle plate, electrolysis occurs, the concentration of the electrolyte solution (brine concentration) decreases, and a generated gas such as chlorine gas is released. This leads to a difference in the specific gravity of the gas-liquid mixture between the space near the anode 11 and the space near the dividing wall 30, separated by a baffle plate. Using this difference, it is possible to stimulate the internal circulation of the electrolyte solution in the anode chamber 10, thereby making the concentration distribution of the electrolyte solution in the anode chamber 10 more uniform.

[0287] Хотя это не показано на Фигуре 26, внутри анодной камеры 10 может быть также дополнительно предусмотрен токоотвод. Материал и конфигурация такого токоотвода могут быть такими же, как для вышеуказанного токоотвода катодной камеры. В анодной камере 10 анод 11 сам по себе также может служить токоотводом.[0287] Although not shown in Figure 26, a down conductor may also optionally be provided within the anode chamber 10. The material and configuration of such a current collector can be the same as for the aforementioned collector of the cathode chamber. In the anode chamber 10, the anode 11 itself can also serve as a down conductor.

[0288] (Разделительная перегородка)[0288] (Divider)

Разделительная перегородка 30 размещается между анодной камерой 10 и катодной камерой 20. Разделительная перегородка 30 может называться сепаратором, и анодная камера 10 и катодная камера 20 отделены друг от друга разделительной перегородкой 30. В качестве разделительной перегородки 30 может быть использована перегородка, известная как сепаратор для электролиза, и пример ее содержит разделительную перегородку, сформированную привариванием включающей никель пластины на катодной стороне, и содержащей титан пластины на анодной стороне.The dividing wall 30 is disposed between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20. The dividing wall 30 may be referred to as a separator, and the anode chamber 10 and the cathode chamber 20 are separated from each other by a dividing wall 30. As the dividing wall 30, a baffle known as a separator can be used. electrolysis, and an example thereof comprises a baffle formed by welding a nickel-containing plate on the cathode side and a titanium-containing plate on the anode side.

[0289] (Катодная камера)[0289] (Cathode Chamber)

В катодной камере 20, когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катода. Когда присутствует поглотитель обратного тока, катод или катодный питающий проводник 21 электрически соединен с поглотителем обратного тока. Катодная камера 20, подобно анодной камере 10, предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита катодной стороны и газожидкостный сепаратор катодной стороны. Среди компонентов, составляющих катодную камеру 20, компоненты, подобные тем, которые составляют анодную камеру 10, описываться не будут.In the cathode compartment 20, when the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the cathode side, 21 serves as a cathode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, 21 serves as the cathode. When a return current absorber is present, the cathode or cathode supply conductor 21 is electrically connected to the return current absorber. The cathode chamber 20, like the anode chamber 10, preferably has a cathode-side electrolyte solution supply unit and a cathode-side gas-liquid separator. Among the components constituting the cathode compartment 20, components similar to those constituting the anode compartment 10 will not be described.

[0290] (Катод)[0290] (Cathode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, катод 21 находится в раме катодной камеры 20. Катод 21 предпочтительно имеет никелевую подложку и слой катализатора, который покрывает никелевую подложку. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Катод 21 может быть подвергнут восстановительной обработке, при необходимости. В качестве подложки катода 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, the cathode 21 is in the frame of the cathode chamber 20. The cathode 21 preferably has a nickel substrate and a catalyst layer that covers the nickel substrate. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. The cathode 21 can be subjected to a reduction treatment, if necessary. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0291] (Катодный питающий проводник)[0291] (Cathode supply conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, в раме катодной камеры 20 предусматривается катодный питающий проводник 21. Катодный питающий проводник 21 может быть покрыт каталитическим компонентом. Каталитический компонент может представлять собой компонент, который изначально применяется в качестве катода и сохраняется. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. В альтернативном варианте могут быть применены никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь, не имеющие каталитического покрытия. В качестве подложки катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the cathode side, a cathode supply conductor 21 is provided in the frame of the cathode chamber 20. The cathode supply conductor 21 may be coated with a catalyst component. The catalyst component can be a component that is initially used as a cathode and is stored. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. Alternatively, nickel, nickel alloys, and nickel-plated iron or stainless steel without catalytic coating can be used. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode supply conductor 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0292] (Поглощающий обратный ток слой)[0292] (Reverse Current Absorbing Layer)

В качестве материала для поглощающего обратный ток слоя может быть выбран материал, который по окислительно-восстановительному потенциалу является менее благородным, сравнительно с окислительно–восстановительным потенциалом элемента для упомянутого выше слоя катализатора катода. Его примеры включают никель и железо.As the material for the layer that absorbs the reverse current, a material that is less noble in terms of the redox potential than the redox potential of the element for the aforementioned catalyst layer of the cathode can be selected. Examples include nickel and iron.

[0293] (Токоотвод)[0293] (Down conductor)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит токоотвод 23. Токоотвод 23 улучшает эффективность отбора тока. В настоящем варианте осуществления токоотвод 23 представляет собой пористую пластину и предпочтительно размещается по существу параллельно поверхности катода 21.The cathode chamber 20 preferably contains a current collector 23. The current collector 23 improves the efficiency of current extraction. In the present embodiment, the collector 23 is a porous plate and is preferably disposed substantially parallel to the surface of the cathode 21.

[0294] Токоотвод 23 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Токоотвод 23 может представлять собой смесь, сплав или сложный оксид этих металлов. Токоотвод 23 может иметь любую форму при условии, что форма позволяет токоотводу функционировать, и может иметь форму пластины или сетки.[0294] The collector 23 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium. The current collector 23 can be a mixture, alloy or complex oxide of these metals. The collector 23 may be of any shape as long as the shape allows the collector to function and may be in the form of a plate or mesh.

[0295] (Металлическое упругое тело)[0295] (Metallic elastic body)

Размещением металлического упругого тела 22 между токоотводом 23 и катодом 21 каждый катод 21 множества соединенных последовательно электролитических ячеек 1 прижимается к ионообменной мембране 2 для сокращения расстояния между каждым анодом 11 и каждым катодом 21. Тем самым можно снизить напряжение, подаваемое на все множество соединенных последовательно электролитических ячеек 1. Снижение напряжения способствует снижению энергопотребления. Когда размещается металлическое упругое тело 22, создаваемое металлическим упругим телом 22 прижимающее давление позволяет электроду для электролиза стабильно сохранять свое положение на месте, когда слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, размещается в электролитической ячейке.By placing the metal elastic body 22 between the current collector 23 and the cathode 21, each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2 to shorten the distance between each anode 11 and each cathode 21. Thus, it is possible to reduce the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells connected in series. cells 1. Reducing voltage helps to reduce power consumption. When the metal resilient body 22 is placed, the pressing pressure created by the metal resilient body 22 allows the electrolysis electrode to stably maintain its position in place when the laminated article containing the electrolysis electrode of the present embodiment is placed in the electrolytic cell.

[0296] В качестве металлического упругого тела 22 могут быть применены пружинные элементы, такие как спиральные и винтовые пружины, и амортизирующие маты. В качестве металлического упругого тела 22 может быть надлежащим образом применен элемент с учетом механического напряжения из–за давления на ионообменную мембрану и тому подобного. Металлическое упругое тело 22 может быть размещено на поверхности токоотвода 23 на стороне катодной камеры 20 или может быть предусмотрено на поверхности разделительной перегородки на стороне анодной камеры 10. Обе камеры обычно разделены так, что катодная камера 20 становится меньшей, чем анодная камера 10. Таким образом, с точки зрения прочности рамы и тому подобного, металлическое упругое тело 22 предпочтительно размещают между токоотводом 34 и катодом 21 в катодной камере 20. Металлическое упругое тело 22 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан.[0296] As the metal resilient body 22, spring members such as coil and coil springs and damping mats can be used. As the metal elastic body 22, an element can be appropriately applied in consideration of mechanical stress due to pressure on the ion exchange membrane and the like. The metal resilient body 22 may be located on the surface of the collector 23 on the side of the cathode chamber 20, or may be provided on the surface of the partition wall on the side of the anode chamber 10. The two chambers are usually separated so that the cathode chamber 20 becomes smaller than the anode chamber 10. Thus In terms of frame strength and the like, the metal resilient body 22 is preferably placed between the collector 34 and the cathode 21 in the cathode chamber 20. The metal resilient body 22 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium.

[0297] (Держатель)[0297] (Holder)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит держатель 24, который электрически соединяет токоотвод 23 с разделительной перегородкой 30. Этим может достигаться эффективное течение тока.The cathode chamber 20 preferably comprises a holder 24 which electrically connects the collector 23 to the baffle 30. This can achieve an efficient current flow.

[0298] Держатель 24 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Держатель 24 может иметь любую форму при условии, что держатель может поддерживать токоотвод 23, и может иметь форму стержня, пластины или сетки. Держатель 24 имеет, например, форму пластины. Между разделительной перегородкой 30 и токоотводом 23 размещается множество держателей 24. Множество держателей 24 выровнено так, что их поверхности параллельны между собой. Держатели 24 размещаются по существу перпендикулярно разделительной перегородке 30 и токоотводу 23.[0298] The holder 24 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The holder 24 can be of any shape as long as the holder can support the collector 23 and can be in the form of a rod, plate, or mesh. The holder 24 is in the form of a plate, for example. A plurality of holders 24 are disposed between the baffle 30 and the down conductor 23. The plurality of holders 24 are aligned so that their surfaces are parallel to each other. The holders 24 are located substantially perpendicular to the baffle 30 and the down conductor 23.

[0299] (Уплотнение анодной стороны и уплотнение катодной стороны)[0299] (Anode side seal and cathode side seal)

Уплотнение анодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей анодную камеру 10. Уплотнение катодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей катодную камеру 20. Электролитические ячейки соединены между собой так, что уплотнение анодной стороны, находящаяся в одной электролитической ячейке, и уплотнение катодной стороны соседней с ней электролитической ячейки прокладывают ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуры 26 и 27). Эти уплотнения могут создавать воздухонепроницаемость в местах соединения, когда множество электолитических ячеек 1 соединяются последовательно через ионообменную мембрану 2.The anode side seal is preferably located on the surface of the frame constituting the anode chamber 10. The cathode side seal is preferably positioned on the surface of the frame constituting the cathode compartment 20. The electrolytic cells are interconnected such that the anode side seal in one electrolytic cell and the cathode side seal an ion exchange membrane 2 is laid on an adjacent electrolytic cell (see Figures 26 and 27). These seals can create airtightness at the junctions when a plurality of electrolytic cells 1 are connected in series through an ion exchange membrane 2.

[0300] Уплотнения образуют уплотнение между ионообменной мембраной и электролитическими ячейками. Конкретные примеры уплотнений включают подобные картинной раме резиновые листы, в центре которых образован проем. Уплотнения должны иметь стойкость против коррозионно–агрессивных растворов электролита или образованного газа и быть работоспособными в течение длительного периода времени. Так, в отношении химической стойкости и твердости в качестве уплотнений обычно применяются вулканизированные продукты и сшитые посредством пероксида продукты этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM–каучука) и этилен–пропиленового каучука (EPM–каучука). В альтернативном варианте, при необходимости, могут быть использованы уплотнения, в которых участок, находящийся в контакте с жидкостью (контактирующая с жидкостью область), покрывают фторсодержащей смолой, такой как политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA). Эти уплотнения в каждом случае могут иметь такой проем, который не препятствует течению раствора электролита, и форма проема конкретно не ограничивается. Например, уплотнение в форме рамы для картины присоединяют посредством адгезива или тому подобного вдоль периферической кромки каждого проема рамы анодной камеры, составляющей анодную камеру 10, или рамы катодной камеры, составляющей катодную камеру 20. Тогда, например, в случае, где две электролитических ячейки 1 соединяются через ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 27), каждая электролитическая ячейка 1, к которой присоединено уплотнение, должна быть уплотнена посредством ионообменной мембраны 2. Это уплотнение может предотвращать утечку из электролитических ячеек 1 раствора электролита, гидроксида щелочного металла, газообразного хлора, газообразного водорода и тому подобного, образованных при электролизе.[0300] The seals form a seal between the ion exchange membrane and the electrolytic cells. Specific examples of seals include picture frame-like rubber sheets in the center of which an opening is formed. The seals must be resistant to corrosive electrolyte solutions or generated gas and be functional for a long period of time. Thus, with regard to chemical resistance and hardness, vulcanized products and peroxide-crosslinked products of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM-rubber) and ethylene-propylene rubber (EPM-rubber) are usually used as seals. Alternatively, if necessary, seals can be used in which the area in contact with the liquid (the area in contact with the liquid) is coated with a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers (PFA). These seals may in each case have an opening that does not impede the flow of the electrolyte solution, and the shape of the opening is not particularly limited. For example, a seal in the form of a picture frame is attached by means of an adhesive or the like along the peripheral edge of each opening of the anode chamber frame constituting the anode compartment 10 or the cathode compartment frame constituting the cathode compartment 20. Then, for example, in the case where two electrolytic cells 1 are connected through ion exchange membrane 2 (see Figure 27), each electrolytic cell 1 to which a seal is attached must be sealed by means of an ion exchange membrane 2. This seal can prevent electrolyte solution, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas from escaping from the electrolytic cells 1 and the like formed by electrolysis.

[0301] (Ионообменная мембрана 2)[0301] (Ion exchange membrane 2)

Ионообменная мембрана 2 является такой, как описано в приведенном выше разделе об ионообменной мембране.The ion exchange membrane 2 is as described in the above section on the ion exchange membrane.

[0302] (Электролиз воды)[0302] (Water electrolysis)

Электролизер по настоящему варианту осуществления в качестве электролизера в случае электролиза воды имеет конфигурацию, в которой ионообменная мембрана в электролизере для применения в случае вышеуказанного обычного электролиза соли, заменяется на микропористую мембрану. Подаваемый исходный материал, который представляет собой воду, отличается от материала для электролизера в случае вышеупомянутого обычного электролиза соли. Что касается прочих компонентов, то детали, подобные компонентам электролизера в случае обычного электролиза соли, могут быть использованы также в электролизере для электролиза воды. Поскольку в случае обычного электролиза соли в анодной камере образуется газообразный хлор, в качестве материала анодной камеры применяется титан, но в случае электролиза воды в анодной камере выделяется только газообразный кислород. Таким образом, может быть применен материал, идентичный материалу катодной камеры. Одним примером его является никель. Для покрытия анода пригодно каталитическое покрытие для генерирования кислорода. Примеры каталитического покрытия включают металлы, оксиды и гидроксиды металлов платиновой группы и металлы из группы переходных металлов. Например, могут быть использованы такие элементы, как платина, иридий, палладий, рутений, никель, кобальт и железо.The electrolytic cell of the present embodiment as an electrolysis cell in the case of water electrolysis has a configuration in which an ion exchange membrane in the electrolysis cell for use in the case of the above conventional salt electrolysis is replaced with a microporous membrane. The supplied raw material, which is water, is different from the material for the electrolytic cell in the case of the above-mentioned conventional salt electrolysis. As for other components, parts similar to those of the electrolysis cell in the case of conventional salt electrolysis can also be used in a water electrolysis cell. Since chlorine gas is generated in the anode chamber in conventional salt electrolysis, titanium is used as the anode chamber material, but in the case of water electrolysis, only oxygen gas is emitted in the anode chamber. Thus, a material identical to that of the cathode chamber can be used. Nickel is one example of this. A catalytic coating for generating oxygen is suitable for coating the anode. Examples of the catalytic coating include metals, oxides and hydroxides of platinum group metals and metals from the transition metal group. For example, elements such as platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, cobalt, and iron can be used.

[0303] (Применение слоистого изделия)[0303] (Application of a laminated product)

Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, может обеспечивать превосходную производительность электролиза даже после обновления, как упомянуто выше. Другими словами, слоистое изделие по настоящему варианту осуществления может быть с пользой применено в качестве слоистого изделия для замены элемента в электролизере. Слоистое изделие, используемое в таких вариантах применения, более конкретно называется «мембранно–электродной сборкой».The laminated article of the present embodiment can improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell, and in addition, can provide excellent electrolysis performance even after the renewal, as mentioned above. In other words, the laminated product of the present embodiment can be usefully used as a laminated product for replacing an element in an electrolytic cell. The laminate used in such applications is more specifically referred to as a "membrane-electrode assembly".

[0304] (Упаковка)[0304] (Packing)

Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления предпочтительно транспортируют или подобным образом обращаются с ним, заключая его в упаковочный материал. То есть упаковка по настоящему варианту осуществления содержит слоистое изделие по настоящему варианту осуществления и упаковочный материал, в который упаковано слоистое изделие. Упаковка по настоящему варианту осуществления, сконфигурированная, как описано выше, может предотвращать налипание загрязнений и повреждение, которые могут происходить во время транспортирования или тому подобного, слоистого изделия по настоящему варианту осуществления. Когда слоистое изделие используют для замены элементов электролизера, его особенно предпочтительно транспортируют или подобным образом обращаются с ним в виде упаковки по настоящему варианту осуществления. В качестве упаковочного материала по настоящему варианту осуществления, который конкретно не ограничивается, могут быть использованы известные разнообразные упаковочные материалы. В альтернативном варианте упаковка по настоящему варианту осуществления может быть изготовлена, например, способом, включающим упаковку слоистого изделия по настоящему варианту осуществления в чистый упаковочный материал с последующей герметизацией или тому подобным, хотя без ограничения этим.The laminate of the present embodiment is preferably transported or similarly handled by enclosing it in a packaging material. That is, the package of the present embodiment contains the laminate of the present embodiment and a packaging material in which the laminate is packed. The packaging of the present embodiment configured as described above can prevent dirt adhesion and damage that may occur during transportation or the like of the laminated article of the present embodiment. When the laminated article is used to replace cell elements, it is particularly preferably transported or similarly handled in the package of the present embodiment. As the packaging material of the present embodiment, which is not particularly limited, a variety of known packaging materials can be used. Alternatively, the package of the present embodiment may be manufactured, for example, by a method comprising packaging the laminate of the present embodiment in a blank packaging material followed by sealing or the like, although not limited thereto.

[0305] <Третий вариант осуществления>[0305] <Third embodiment>

Здесь будет подробно описан третий вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фигуры 43–62.Here, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 43-62.

[0306] [Слоистое изделие][0306] [Laminated Product]

Слоистое изделие согласно третьему варианту осуществления (далее в разделе <Третий вариант осуществления> называемому просто «настоящим вариантом осуществления») содержит мембрану и электрод для электролиза, закрепленный по меньшей мере одной областью поверхности «мембраны» (далее называемой просто «областью крепления»), и величина этой области на поверхности мембраны составляет более 0% и менее 93%. Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления, сконфигурированное как описано выше, может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, может проявлять превосходные характеристики электролиза даже после обновления.The laminated article according to the third embodiment (hereinafter in the section <Third Embodiment> simply referred to as the “present embodiment”) comprises a membrane and an electrolysis electrode secured by at least one “membrane” surface area (hereinafter simply called “attachment area”), and the amount of this area on the surface of the membrane is more than 0% and less than 93%. The laminated article of the present embodiment, configured as described above, can improve the operating efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell, and in addition, can exhibit excellent electrolysis performance even after the renewal.

То есть в соответствии со слоистым изделием по настоящему варианту осуществления, при обновлении электрода электрод может быть обновлен настолько простым действием, как обновление мембраны, без сложной работы, такой как разборка существующего электрода, закрепленного на электролитической ячейке, и тем самым заметно улучшается эффективность работ.That is, according to the layered article of the present embodiment, when the electrode is renewed, the electrode can be renewed as simple as renewing the membrane without complicated work such as disassembling an existing electrode attached to the electrolytic cell, and thereby noticeably improve the working efficiency.

Кроме того, в соответствии со слоистым изделием по настоящему варианту осуществления, возможно сохранение производительности электролиза с существующей электролитической ячейкой сравнительно с характеристикой нового электрода или улучшение производительности электролиза. Таким образом, электрод, закрепленный на существующей электролитической ячейке и служащий в качестве анода и/или катода, должен действовать только как питающий проводник. Таким образом, также могут быть возможны заметное сокращение или устранение каталитического покрытия. Питающий проводник здесь означает изношенный электрод (то есть существующий электрод), электрод, не имеющий каталитического покрытия, и тому подобный.In addition, according to the layered article of the present embodiment, it is possible to maintain the electrolysis productivity with the existing electrolytic cell compared to the performance of the new electrode, or improve the electrolysis productivity. Thus, an electrode attached to an existing electrolytic cell and serving as anode and / or cathode should only act as a supply conductor. Thus, appreciable reduction or elimination of the catalytic coating can also be possible. The supply conductor here means a worn-out electrode (i.e., an existing electrode), an electrode not having a catalytic coating, and the like.

[0307] [Электрод для электролиза][0307] [Electrolysis Electrode]

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что электрод представляет собой электрод, используемый для электролиза, и предпочтительно имеет площадь поверхности, противолежащей мембране электрода для электролиза (соответствует описываемой ниже площади S2 проводящей поверхности) 0,01 м2 или более. «Поверхность, противолежащая мембране» означает поверхность из поверхностей электрода для электролиза, на которой находится мембрана. То есть поверхность, противолежащая мембране в электроде для электролиза, также может быть поверхностью, которая примыкает к поверхности мембраны. Когда площадь поверхности, противолежащей мембране в электроде для электролиза, составляет 0,01 м2 или более, может достигаться достаточная производительность, и в особенности когда электролиз проводится в промышленном масштабе, может быть получена достаточная производительность. Таким образом, с позиции достижения достаточной производительности и обеспечения практичности слоистого изделия, применяемого для обновления электролитической ячейки, площадь поверхности, противолежащей мембране в электроде для электролиза, более предпочтительно составляет 0,1 м2 или более, дополнительно предпочтительно 1 м2 или более. Площадь может быть измерена, например, описываемым в Примерах способом.The electrolysis electrode of the present embodiment is not particularly limited as long as the electrode is an electrode used for electrolysis, and preferably has a surface area opposite the membrane of the electrolysis electrode (corresponding to the following conductive surface area S2) of 0.01 m 2 or more ... "Opposite to the membrane" means the surface of the surfaces of the electrolysis electrode on which the membrane is located. That is, the surface opposite the membrane in the electrolysis electrode may also be a surface that is adjacent to the membrane surface. When the surface area opposite the membrane in the electrolysis electrode is 0.01 m 2 or more, sufficient productivity can be achieved, and especially when electrolysis is carried out on an industrial scale, sufficient productivity can be obtained. Thus, from the viewpoint of achieving sufficient productivity and practicality of the laminated article used for renewing an electrolytic cell, the surface area opposite the membrane in the electrolysis electrode is more preferably 0.1 m 2 or more, further preferably 1 m 2 or more. The area can be measured, for example, in the manner described in the Examples.

[0308] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления имеет силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, предпочтительно 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с питающим проводником (изношенным электродом и электродом, не имеющим каталитического покрытия) и тому подобным. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.[0308] The electrode for electrolysis of the present embodiment has a force applied per unit mass · unit area, preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ) , further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less with from the point of view of providing good workability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a supply conductor (a worn electrode and an electrode not having a catalytic coating) and the like. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.0 N / (mg cm 2) ) or less, even more preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

С позиции дополнительного улучшения производительности электролиза сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более, еще более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более. Еще более предпочтительно сила составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).From the viewpoint of further improving the electrolysis productivity, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more, even more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ) or more. Even more preferably, the force is 0.2 N / (mg · cm 2 ) or more from the viewpoint of further facilitating the handling of a large size (eg, 1.5 mx 2.5 m).

Вышеописанная прилагаемая сила может быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, описываемого ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода, среднего арифметического величины поверхностной шероховатости и тому подобного. Например, более конкретно, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает меньшую прилагаемую силу, а более низкий коэффициент открытой пористости приводит к большей прилагаемой силе.The above-described applied force may be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, the below-described open porosity ratio, electrode thickness, arithmetic mean of surface roughness, and the like. For example, more specifically, a higher open porosity ratio results in a lower applied force, and a lower open porosity ratio results in a higher applied force.

Масса в расчете на единицу площади предпочтительно составляет 48 мг/см2 или менее, более предпочтительно 30 мг/см2 или менее, еще более предпочтительно 20 мг/см2 или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичости и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и экономии, и, более того, предпочтительно составляет 15 мг/см2 или менее, по общим соображениям, включающим технологичность, прочность сцепления и экономичность. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, величину порядка 1 мг/см2.The mass per unit area is preferably 48 mg / cm 2 or less, more preferably 30 mg / cm 2 or less, even more preferably 20 mg / cm 2 or less from the viewpoint of providing good processability and good adhesion to the membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a worn electrode, with a feed conductor not having a catalytic coating, and economy, and moreover, is preferably 15 mg / cm 2 or less, for general reasons including manufacturability, adhesion strength and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, on the order of 1 mg / cm 2 .

Вышеописанная масса на единицу площади может быть в пределах вышеописанного диапазона, например, в результате надлежащего регулирования описываемых ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает снижение массы на единицу площади, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высокой массе на единицу площади.The above-described mass per unit area may be within the above-described range, for example, by appropriately adjusting the below-described open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio results in a decrease in mass per unit area, and a lower open porosity ratio results in a higher mass per unit area.

[0309] Прилагаемая сила может быть измерена описываемыми ниже методами (i) или (ii). Значение, полученное путем измерения методом (i) (также называемое «прилагаемая сила (1)»), и значение, полученное путем измерения методом (ii) (также называемое «прилагаемая сила (2)»), могут быть одинаковыми или различными, и каждое из значений предпочтительно составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[0309] The applied force can be measured by methods (i) or (ii) described below. The value obtained by measuring method (i) (also called "applied force (1)") and the value obtained by measuring method (ii) (also called "applied force (2)") may be the same or different, and each of the values is preferably less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[0310] [Метод (i)][0310] [Method (i)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм), ионообменную мембрану, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм), и образец электрода для электролиза (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляет от 0,5 до 0,8 мкм. Конкретный метод расчета среднего арифметического величины (Ra) поверхностной шероховатости описан в Примерах.Nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with side 200 mm), ion-exchange membrane obtained by applying particles of inorganic material and a binder to both surfaces of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced (square 170 mm side) and a sample electrolysis electrode (130 mm square) are layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of a nickel plate after blasting is 0.5 to 0.8 μm. A specific method for calculating the arithmetic mean (Ra) of the surface roughness is described in the Examples.

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и ионообменной мембраны и на массу ионообменной мембраны на участке перекрывания с образцом электрода для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (1) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the ion exchange membrane and by the mass of the ion exchange membrane in the area of overlapping with the electrode sample to calculate the applied force per unit mass · unit area (1) (N / (mg · cm 2 )).

[0311] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (1), полученная методом (i), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 0,2 Н/(мг·см2) или более, с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0311] The applied force per unit mass · unit area (1) obtained by method (i) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. The force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more in view of further improvement productivity of electrolysis, and, moreover, more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ), even more preferably 0.2 N / (mg cm 2 ) or more, from the standpoint of further facilitating the handling of large size (for example, size 1.5m × 2.5m).

[0312] [Метод (ii)][0312] [Method (ii)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм, никелевая пластина подобна пластине в вышеуказанном методе (i)), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.A nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm, a nickel plate similar to the plate in the above method (i)), and an electrode sample (square with a side of 130 mm) is layered in this okay. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и никелевой пластины и на массу образца электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (2) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the nickel plate and by the weight of the electrode sample in the overlapping area with the nickel plate to calculate the applied force per unit mass · unit area (2) (N / (mg · cm 2 )).

[0313] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (2), полученная методом (ii), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Кроме того, сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2) с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0313] The applied force per unit mass · unit area (2) obtained by method (ii) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. In addition, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more from the point in terms of further improving the productivity of electrolysis, and, moreover, more preferably is 0.14 N / (mg cm 2 ) from the position of further facilitating the handling of a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m) ...

[0314] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Толщина подложки электрода для электролиза (измеренная толщина) составляет, но конкретно не ограничивается, предпочтительно 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, еще более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, являясь пригодной к сворачиванию в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки и облегчающей проведение погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), и, в дополнение, еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.[0314] The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness) is, but is not particularly limited, preferably 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less, even more preferably 120 μm or less, even more preferably 100 μm or less from the point of view of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode ( feed conductor), which does not have a catalytic coating, being suitable for roll-up and satisfactory folding into folds and facilitates loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m), and, in addition, still more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0315] Доля, измеренная следующим методом (2) на электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 90% или более, более предпочтительно 92% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и дополнительно предпочтительно 95% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0315] The proportion measured by the following method (2) on the electrode for electrolysis of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 92% or more from the viewpoint of ensuring good processability and achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and additionally preferably 95% or more from the point of view of further facilitating handling when large size (for example , size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (2)][Method (2)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 280 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 280 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0316] Доля, измеренная следующим методом (3) на электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 75% или более, более предпочтительно 80% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и для надлежащей пригодности к намотке в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки, и дополнительно предпочтительно составляет 90% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0316] The proportion measured by the following method (3) on the electrode for electrolysis of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 75% or more, more preferably 80% or more from the viewpoint of ensuring good workability, achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and for proper roll-winding and satisfactory creasing, and is additionally preferably 90% or more from the point of view of additional facilitation of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (3)][Method (3)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned externally at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0317] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления имеет пористую структуру и коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности, от 5 до 90% или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и предотвращения накопления газа, выделяющегося во время электролиза, хотя без конкретного ограничения этим. Коэффициент открытой пористости более предпочтительно составляет от 10 до 80% или менее, более предпочтительно от 20 до 75%.[0317] The electrode for electrolysis of the present embodiment has a porous structure and an open porosity ratio or void ratio of 5 to 90% or less in terms of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and preventing the accumulation of gas evolved during electrolysis, although not specifically limited thereto. The open porosity ratio is more preferably 10 to 80% or less, more preferably 20 to 75%.

Коэффициент открытой пористости представляет долю участков просветов в расчете на единицу объема. Метод расчета может различаться в зависимости от того, рассматриваются ли участки просветов субмикронного размера или же рассматриваются только видимые просветы. В настоящем варианте осуществления объем V рассчитывали из значений измеренной толщины, ширины и длины электрода, и, кроме того, измеряли вес W, чтобы тем самым рассчитать коэффициент А открытой пористости по следующей формуле.The Open Porosity Ratio represents the fraction of lumen areas per unit volume. The calculation method may differ depending on whether sub-micron-sized gaps are considered or only visible gaps are considered. In the present embodiment, the volume V was calculated from the values of the measured thickness, the width and the length of the electrode, and in addition, the weight W was measured to thereby calculate the open porosity coefficient A by the following formula.

A=(1–(W/(V×ρ))×100A = (1– (W / (V × ρ)) × 100

ρ представляет собой плотность материала электрода (г/см3). Например, ρ никеля составляет 8,908 г/см3, а ρ титана составляет 4,506 г/см3. Коэффициент открытой пористости надлежащим образом регулируется изменением площади перфорируемого металла на единицу площади в случае перфорированного металлического листа, изменением значений SW (короткого диаметра), LW (длинного диаметра), и подачи в случае просечно–вытяжного металлического листа, изменением линейных размеров диаметра металлического волокна и номера сита в случае сетки, изменением рисунка фоторезиста, применяемого в случае электроформования, изменением диаметра металлического волокна и плотности волокна в случае нетканого полотна, изменением пресс-формы для формования полостей в случае пористого металла или тому подобным образом.ρ is the density of the electrode material (g / cm 3 ). For example, the ρ of nickel is 8.908 g / cm 3 and the ρ of titanium is 4.506 g / cm 3 . The open porosity ratio is appropriately controlled by changing the area of perforated metal per unit area in the case of a perforated metal sheet, changing the values of SW (short diameter), LW (long diameter), and feed in the case of expanded metal sheet, changing the linear dimensions of the diameter of the metal fiber, and sieve numbers in the case of a mesh, a change in the photoresist pattern used in the case of electrospinning, a change in the diameter of the metal fiber and the density of the fiber in the case of a nonwoven fabric, a change in the mold for forming cavities in the case of a porous metal, or the like.

[0318] Здесь далее будет описан один аспект электрода для электролиза по настоящему варианту осуществления.[0318] Hereinafter, one aspect of the electrolysis electrode of the present embodiment will be described.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Слой катализатора может быть составлен множеством слоев, как показано ниже, или может иметь однослойную конфигурацию.The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The catalyst bed can be composed of multiple layers, as shown below, or can have a single layer configuration.

Как показано на Фигуре 43, электрод 100 для электролиза по настоящему варианту осуществления содержит подложку 10 электрода для электролиза и пару первых слоев 20, которыми покрыты обе поверхности подложки 10 электрода для электролиза. Первыми слоями 20 предпочтительно покрыта вся подложка 10 электрода для электролиза. По–видимому, это покрытие повышает каталитическую активность и долговечность электрода. Один первый слой 20 может быть наслоен только на одну поверхность подложки 10 электрода для электролиза.As shown in FIG. 43, the electrolysis electrode 100 of the present embodiment includes an electrolysis electrode substrate 10 and a pair of first layers 20 that cover both surfaces of the electrolysis electrode substrate 10. The first layers 20 preferably cover the entire electrode substrate 10 for electrolysis. Apparently, this coating increases the catalytic activity and durability of the electrode. One first layer 20 can only be laminated to one surface of the electrolysis electrode substrate 10.

Кроме того, как показано на Фигуре 43, поверхности первых слоев 20 могут быть покрыты вторыми слоями 30. Первые слои 20 предпочтительно покрыты вторыми слоями 30 целиком. В альтернативном варианте один второй слой 30 может быть наслоен только на одну поверхность первого слоя 20.In addition, as shown in Figure 43, the surfaces of the first layers 20 may be coated with the second layers 30. The first layers 20 are preferably covered with the second layers 30 in their entirety. Alternatively, one second layer 30 may be laminated to only one surface of the first layer 20.

[0319] (Подложка электрода для электролиза)[0319] (Electrode support for electrolysis)

В качестве подложки 10 электрода для электролиза могут быть использованы, например, никель, никелевые сплавы, нержавеющая сталь, и, кроме того, вентильные металлы, в том числе титан, хотя без ограничения этим. Подложка 10 предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).As the electrode substrate 10 for electrolysis, for example, nickel, nickel alloys, stainless steel, and, in addition, valve metals, including titanium, can be used, although not limited thereto. Substrate 10 preferably contains at least one element selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

Когда нержавеющая сталь применяется в водном растворе щелочи с высокой концентрацией, железо и хром вымываются и удельная электрическая проводимость составляет величину порядка одной десятой значения для никеля. С учетом вышеуказанного, в качестве подложки электрода для электролиза предпочтительной является подложка, содержащая никель (Ni).When stainless steel is used in an aqueous alkali solution of high concentration, iron and chromium are washed out and the electrical conductivity is in the order of one tenth that of nickel. In view of the above, as the electrode substrate for electrolysis, a substrate containing nickel (Ni) is preferable.

В альтернативном варианте, когда подложка 10 электрода для электролиза используется в солевом растворе с высокой концентрацией, близкой к насыщению, в атмосфере, в которой образуется газообразный хлор, материал подложки 10 электрода также предпочтительно представляет собой титан, имеющий высокую коррозионную стойкость.Alternatively, when the electrode substrate 10 for electrolysis is used in a brine with a high concentration close to saturation, in an atmosphere in which chlorine gas is generated, the material of the electrode substrate 10 is also preferably titanium having high corrosion resistance.

Форма подложки 10 электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и может быть выбрана форма, пригодная для данной цели. В качестве формы может быть применено любое из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей, и тому подобного. Из них предпочтительны перфорированный металлический лист или просечно–вытяжной металлический лист. Электроформование представляет собой способ получения тонкой металлической фольги, имеющей точно сформированный рисунок с использованием фотолитографии и электроосаждения в комбинации. Оно представляет собой способ, включающий формирование рисунка на подложке посредством фоторезиста, и электроосаждение участка, не защищенного резистом, с получением металлической тонкой пленки.The shape of the electrode substrate 10 for electrolysis is not particularly limited, and a shape suitable for this purpose can be selected. As the mold, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh, and the like can be used. Of these, perforated metal sheet or expanded metal sheet is preferable. Electrospinning is a method of producing a thin metal foil having a precisely shaped pattern using photolithography and electrodeposition in combination. It is a method involving patterning a substrate with a photoresist and electrodeposition of a portion not protected by the resist to form a metal thin film.

Что касается формы подложки электрода для электролиза, подходящая техническая характеристика зависит от расстояния между анодом и катодом в электролизере. В случае, где расстояние между анодом и катодом является конечным, может быть использована форма просечно–вытяжного металлического листа или перфорированного металлического листа, и в случае так называемого электролизера с нулевым зазором, в котором ионообменная мембрана находится в контакте с электродом, могут быть применены сформированная сплетением тонких металлических нитей тканая металлическая сетка, проволочная сетка, пористый металл, металлическое нетканое полотно, просечно–вытяжной металлический лист, перфорированный металлический лист, металлическая пористая фольга и тому подобное, хотя без ограничения этим.With regard to the shape of the electrode support for electrolysis, a suitable specification depends on the distance between the anode and the cathode in the electrolysis cell. In the case where the distance between the anode and the cathode is finite, the shape of an expanded metal sheet or a perforated metal sheet can be used, and in the case of a so-called zero-gap electrolyzer in which the ion exchange membrane is in contact with the electrode, a formed interlacing of fine metal filaments woven metal mesh, wire mesh, porous metal, metal nonwoven fabric, expanded metal sheet, perforated metal sheet, metal porous foil, and the like, although not limited thereto.

Примеры подложки 10 электрода для электролиза включают металлическую пористую фольгу, проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно–вытяжной металлический лист и пористый металл.Examples of the electrode substrate 10 for electrolysis include metal porous foil, wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, and porous metal.

В качестве материала пластины перед обработкой с образованием перфорированного металлического листа или просечно–вытяжного металлического листа, предпочтительны прокатанные пластинчатые материалы и электролитические фольги. Электролитическая фольга предпочтительно подвергается дополнительной обработке электроосаждением с использованием того же элемента, как ее базовый материал, в качестве дополнительной обработки, чтобы тем самым сформировать шероховатости на одной или обеих ее поверхностях.As the plate material before being processed to form a perforated metal sheet or expanded metal sheet, rolled plate materials and electrolytic foils are preferred. The electrolytic foil is preferably subjected to a further electrodeposition treatment using the same element as its base material as a further treatment to thereby form roughness on one or both of its surfaces.

Толщина подложки 10 электрода для электролиза, как упомянуто выше, предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 155 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее, и дополнительно еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.The thickness of the electrolysis electrode substrate 10 as mentioned above is preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, further preferably 155 µm or less, even more preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0320] В подложке электрода для электролиза остаточное механическое напряжение во время обработки предпочтительно снимается отжигом подложки электрода для электролиза в окислительной атмосфере. Предпочтительно формировать шероховатости с использованием стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного на поверхности подложки электрода для электролиза с последующей кислотной обработкой для увеличения площади ее поверхности, чтобы улучшить прочность сцепления со слоем катализатора, которым покрывается поверхность. В альтернативном варианте предпочтительно проводить обработку электроосаждением с использованием того же элемента, что и подложка, для увеличения площади поверхности.[0320] In the electrolysis electrode substrate, residual stress during processing is preferably relieved by annealing the electrolysis electrode substrate in an oxidizing atmosphere. It is preferable to form roughness using a steel grid, an alumina grid or the like on the surface of the electrode substrate for electrolysis, followed by acid treatment to increase its surface area in order to improve adhesion to the catalyst layer that is coated on the surface. Alternatively, it is preferable to carry out the electrodeposition treatment using the same element as the substrate to increase the surface area.

[0321] Для приведения первого слоя 20 в плотный контакт с поверхностью подложки 10 электрода для электролиза, подложку 10 электрода для электролиза предпочтительно подвергают обработке для увеличения площади поверхности. Примеры обработки для увеличения площади поверхности включают струйную обработку с использованием рубленой проволоки, стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного, кислотную обработку с использованием серной кислоты или соляной кислоты и обработку электроосаждением с использованием того же элемента, как в подложке. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости на поверхности подложки конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0321] To bring the first layer 20 into intimate contact with the surface of the electrolysis electrode substrate 10, the electrolysis electrode substrate 10 is preferably subjected to a surface area increase treatment. Examples of surface area enhancing treatments include chopped wire blasting, steel grating, alumina grating or the like, acidizing using sulfuric acid or hydrochloric acid, and electrodeposition using the same element as in the substrate. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness on the surface of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.05 µm to 50 µm, more preferably 0.1 to 10 µm, even more preferably 0.1 to 8 µm.

[0322] Далее будет описан случай, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве анода для обычного электролиза соли.[0322] Next, a case will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as an anode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

На фигуре 43 первый слой 20 в качестве слоя катализатора содержит по меньшей мере один из оксидов рутения, оксидов иридия и оксидов титана. Примеры оксида рутения включают RuO2. Примеры оксида иридия включают IrO2. Примеры оксида титана включают TiO2. Первый слой 20 предпочтительно содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана или три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана. Это делает первый слой 20 более стабильным и дополнительно улучшает прочность сцепления со вторым слоем 30.In Figure 43, the first layer 20 contains at least one of ruthenium oxides, iridium oxides and titanium oxides as a catalyst layer. Examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Examples of iridium oxide include IrO 2 . Examples of titanium oxide include TiO 2 . The first layer 20 preferably contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, or three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide. This makes the first layer 20 more stable and further improves the adhesion to the second layer 30.

[0323] Когда первый слой 20 содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 1 до 9 молей, более предпочтительно от 1 до 4 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении двух оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0323] When the first layer 20 contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains from 1 to 9 moles, more preferably from 1 to 4 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20 With the compositional ratio of the two oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0324] Когда первый слой 20 содержит три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,2 до 3 молей, более предпочтительно от 0,3 до 2,5 молей оксида иридия в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. Первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,3 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 7 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении трех оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0324] When the first layer 20 contains three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains 0.2 to 3 moles, more preferably 0.3 to 2.5 moles of iridium oxide per 1 mol of ruthenium oxide contained in the first layer 20. The first layer 20 preferably contains from 0.3 to 8 moles, more preferably from 1 to 7 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. With a compositional ratio of three oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0325] Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере два из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана, эти оксиды предпочтительно образуют твердый раствор. Формирование твердого раствора оксидов позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.[0325] When the first layer 20 contains at least two of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, these oxides preferably form a solid solution. The formation of a solid solution of the oxides allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

[0326] В дополнение к вышеописанным составам могут быть применены оксиды различных составов при условии, что содержится по меньшей мере один оксид из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана. Например, в качестве первого слоя 20 может быть использовано оксидное покрытие, называемое DSA(R), которое содержит рутений, иридий, тантал, ниобий, титан, олово, кобальт, марганец, платину и тому подобное.[0326] In addition to the above-described compositions, oxides of various compositions can be used, provided that at least one of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide is contained. For example, an oxide coating called DSA (R), which contains ruthenium, iridium, tantalum, niobium, titanium, tin, cobalt, manganese, platinum, and the like, can be used as the first layer 20.

[0327] Первый слой 20 не обязательно должен представлять собой единственный слой и может включать множество слоев. Например, первый слой 20 может включать слой, содержащий три оксида, и слой, содержащий два оксида. Толщина первого слоя 20 предпочтительно составляет от 0,05 до 10 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0327] The first layer 20 need not be a single layer and may include multiple layers. For example, the first layer 20 may include a three-oxide layer and a two-oxide layer. The thickness of the first layer 20 is preferably 0.05 to 10 µm, more preferably 0.1 to 8 µm.

[0328] (Второй слой)[0328] (Second layer)

Второй слой 30 предпочтительно содержит рутений и титан. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains ruthenium and titanium. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0329] Второй слой 30 предпочтительно содержит оксид палладия, твердый раствор оксида палладия и платины или сплав палладия и платины. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.[0329] The second layer 30 preferably contains palladium oxide, a solid solution of palladium and platinum oxide, or an alloy of palladium and platinum. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0330] Более толстый второй слой 30 может поддерживать производительность электролиза в течение длительного периода времени, но с точки зрения экономичности толщина предпочтительно составляет от 0,05 до 3 мкм.[0330] The thicker second layer 30 can maintain the electrolysis performance for a long period of time, but from the standpoint of economy, the thickness is preferably 0.05 to 3 µm.

[0331] Далее будет описана ситуация, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве катода для обычного электролиза соли.[0331] Next, a situation will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as a cathode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

Примеры компонентов первого слоя 20 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 20 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 20 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы.The first layer 20 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, предпочтительно содержат по меньшей мере один металл платиновой группы из платины, палладия, родия, рутения и иридия.When the first layer 20 contains at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides and alloys containing a platinum group metal, platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum metal containing alloys the groups preferably contain at least one platinum group metal from platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium.

В качестве металла платиновой группы предпочтительно содержится платина.The platinum group metal is preferably platinum.

В качестве оксида металла платиновой группы предпочтительно содержится оксид рутения.As the oxide of the platinum group metal, ruthenium oxide is preferably contained.

В качестве гидроксида металла платиновой группы предпочтительно содержится гидроксид рутения.As the hydroxide of the platinum group metal, ruthenium hydroxide is preferably contained.

В качестве сплава металлов платиновой группы предпочтительно содержится сплав платины с никелем, железом и кобальтом.As an alloy of platinum group metals, an alloy of platinum with nickel, iron and cobalt is preferably included.

Кроме того, при необходимости, в качестве второго компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид лантаноидного элемента. Это позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.In addition, if necessary, an oxide or hydroxide of a lanthanide element is preferably contained as the second component. This allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

В качестве оксида или гидроксида лантаноидного элемента предпочтительно содержится по меньшей мере один, выбранный из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия и диспрозия.As the oxide or hydroxide of the lanthanide element, preferably at least one selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium and dysprosium is contained.

Кроме того, при необходимости, в качестве третьего компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид переходного металла.In addition, if necessary, a transition metal oxide or hydroxide is preferably contained as the third component.

Добавление третьего компонента позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать более превосходную стойкость и снижать напряжение электролиза.The addition of the third component allows the electrolysis electrode 100 to exhibit superior resistance and lower electrolysis voltage.

Примеры предпочтительной комбинации включают только рутений, рутений+никель, рутений+церий, рутений+лантан, рутений+лантан+платина, рутений+лантан+палладий, рутений+празеодим, рутений+празеодим+платина, рутений+празеодим+платина+палладий, рутений+неодим, рутений+неодим+платина, рутений+неодим+марганец, рутений+неодим+железо, рутений+неодим+кобальт, рутений+неодим+цинк, рутений+неодим+галлий, рутений+неодим+сера, рутений+неодим+свинец, рутений+неодим+никель, рутений+неодим+медь, рутений+самарий, рутений+самарий+марганец, рутений+самарий+железо, рутений+самарий+кобальт, рутений+самарий+цинк, рутений+самарий+галлий, рутений+самарий+сера, рутений+самарий+свинец, рутений+самарий+никель, платина+церий, платина+палладий+церий, платина+палладий+лантан+церий, платина+иридий, платина+палладий, платина+иридий+палладий, платина+никель+палладий, платина+никель+рутений, сплавы платины и никеля, сплавы платины и кобальта и сплавы платины и железа.Examples of a preferred combination include only ruthenium, ruthenium + nickel, ruthenium + cerium, ruthenium + lanthanum, ruthenium + lanthanum + platinum, ruthenium + lanthanum + palladium, ruthenium + praseodymium, ruthenium + praseodymium + platinum, ruthenium + praseodymium + platinum + palladium, ruthenium + neodymium, ruthenium + neodymium + platinum, ruthenium + neodymium + manganese, ruthenium + neodymium + iron, ruthenium + neodymium + cobalt, ruthenium + neodymium + zinc, ruthenium + neodymium + gallium, ruthenium + neodymium + sulfur, ruthenium + neodymium + lead , ruthenium + neodymium + nickel, ruthenium + neodymium + copper, ruthenium + samarium, ruthenium + samarium + manganese, ruthenium + samarium + iron, ruthenium + samarium + cobalt, ruthenium + samarium + zinc, ruthenium + samarium + gallium, ruthenium + samarium + sulfur, ruthenium + samarium + lead, ruthenium + samarium + nickel, platinum + cerium, platinum + palladium + cerium, platinum + palladium + lanthanum + cerium, platinum + iridium, platinum + palladium, platinum + iridium + palladium, platinum + nickel + palladium, platinum + nickel + ruthenium, platinum and nickel alloys, platinum and cobalt alloys and platinum and iron alloys.

Когда металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, не содержатся, основным компонентом катализатора предпочтительно является элемент никель.When platinum-group metals, platinum-group metal oxides, platinum-group metal hydroxides, and platinum-group metal-containing alloys are not contained, the main component of the catalyst is preferably the element nickel.

Предпочтительно содержится по меньшей мере один из металлического никеля, оксидов и гидроксидов никеля.Preferably, at least one of nickel metal, nickel oxides and hydroxides is contained.

В качестве второго компонента может быть добавлен переходный металл. В качестве второго добавляемого компонента предпочтительно содержится по меньшей мере один элемент из титана, олова, молибдена, кобальта, марганца, железа, серы, цинка, меди и углерода.A transition metal can be added as a second component. As the second added component, at least one of titanium, tin, molybdenum, cobalt, manganese, iron, sulfur, zinc, copper and carbon is preferably contained.

Примеры предпочтительной комбинации включают никель+олово, никель+титан, никель+молибден и никель+кобальт.Examples of a preferred combination include nickel + tin, nickel + titanium, nickel + molybdenum, and nickel + cobalt.

При необходимости между первым слоем 20 и подложкой 10 электрода для электролиза может быть размещен промежуточный слой. Размещением промежуточного слоя может быть улучшена стойкость электрода 100 для электролиза.If necessary, an intermediate layer may be disposed between the first layer 20 and the electrolysis electrode substrate 10. By placing the intermediate layer, the resistance of the electrolysis electrode 100 can be improved.

В качестве промежуточного слоя предпочтительны такие, которые имеют сродство как к первому слою 20, так и к подложке 10 электрода для электролиза. В качестве промежуточного слоя предпочтительны оксиды никеля, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы и гидроксиды металлов платиновой группы. Промежуточный слой может быть сформирован нанесением и обжигом раствора, содержащего компонент, который образует промежуточный слой. В альтернативном варианте также может быть сформирован поверхностный оксидный слой подверганием подложки термической обработке при температуре от 300 до 600°С в воздушной атмосфере. Кроме того, этот слой может быть сформирован известным способом, таким как способ термического напыления и способ ионного осаждения.Preferred as the intermediate layer are those which have an affinity for both the first layer 20 and the electrode substrate 10 for electrolysis. As the intermediate layer, preferred are nickel oxides, platinum group metals, platinum group metal oxides and platinum group metal hydroxides. The intermediate layer can be formed by applying and firing a solution containing the component that forms the intermediate layer. Alternatively, a surface oxide layer can also be formed by subjecting the substrate to heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. in an air atmosphere. In addition, this layer can be formed by a known method such as a thermal spraying method and an ionic deposition method.

[0332] (Второй слой)[0332] (Second layer)

Примеры компонентов первого слоя 30 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 30 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 30 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы. Примеры предпочтительной комбинации элементов, содержащихся во втором слое, включают комбинации, перечисленные для первого слоя. Комбинация первого слоя и второго слоя может представлять собой комбинацию, в которой составы являются одинаковыми, а композиционные соотношения являются различными, или может быть комбинацией различных составов.The first layer 30 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys. Examples of a preferred combination of elements contained in the second layer include those listed for the first layer. The combination of the first layer and the second layer can be a combination in which the compositions are the same and the compositional ratios are different, or it can be a combination of different compositions.

Что касается толщины слоя катализатора, общая толщина сформированного слоя катализатора и промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,01 мкм до 20 мкм. При толщине 0,01 мкм или более слой катализатора может в достаточной мере служить в качестве катализатора. При толщине 20 мкм или менее можно сформировать прочный слой катализатора, отделение которого от подложки маловероятно. Толщина более предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 15 мкм. Толщина более предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Еще более предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 8 мкм.With regard to the thickness of the catalyst layer, the total thickness of the formed catalyst layer and the intermediate layer is preferably 0.01 µm to 20 µm. With a thickness of 0.01 µm or more, the catalyst layer can sufficiently serve as a catalyst. With a thickness of 20 µm or less, a strong catalyst layer can be formed that is unlikely to separate from the support. The thickness is more preferably 0.05 µm to 15 µm. The thickness is more preferably 0.1 to 10 µm. Even more preferably, the thickness is 0.2 to 8 µm.

[0333] Толщина электрода, то есть совокупная толщина подложки электрода для электролиза и слоя катализатора, предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 138 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 135 мкм или менее, в отношении технологичности электрода. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных, как указано выше, соображений толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, еще более предпочтительно 115 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более, из практических соображений, более предпочтительно 20 мкм или более. Толщина электрода может быть определена измерением с помощью цифрового толщиномера (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Толщина подложки электрода для электролиза может быть измерена таким же образом, как в случае электрода. Толщина слоя катализатора может быть определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.[0333] The thickness of the electrode, that is, the combined thickness of the electrolysis electrode support and the catalyst layer, is preferably 315 µm or less, more preferably 220 µm or less, further preferably 170 µm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, even more preferably 138 µm or less, further even more preferably 135 µm or less, with respect to the workability of the electrode. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for similar reasons as above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, even more preferably 115 µm or less, further more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. The thickness of the electrode can be determined by measuring with a digital thickness gauge (from Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm). The thickness of the substrate of the electrolysis electrode can be measured in the same manner as in the case of the electrode. The thickness of the catalyst layer can be determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode support from the thickness of the electrode.

[0334] В настоящем варианте осуществления электрод для электролиза предпочтительно содержит по меньшей мере один каталитический компонент, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb и Dy, с позиции достижения достаточной производительности электролиза.[0334] In the present embodiment, the electrode for electrolysis preferably contains at least one catalyst component selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni , Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La , Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy, from the standpoint of achieving sufficient electrolysis performance.

[0335] В настоящем варианте осуществления, из тех соображений, что электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если представляет собой электрод, имеющий широкий диапазон упругой деформации, может обеспечивать лучшую технологичность и имеет лучшую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, толщина электрода для электролиза предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, еще более предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 138 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных вышеуказанным соображений, толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, дополнительно предпочтительно 115 мкм или менее, еще более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более по практическим соображениям, более предпочтительно 20 мкм или более. В настоящем варианте осуществления «имеющий широкий диапазон упругой деформации» означает, что, когда электрод для электролиза наматывают с образованием обмотки, маловероятно возникновение обусловленного намоткой коробления после выведения из намотанного состояния. Толщина электрода для электролиза, когда предусмотрен упоминаемый ниже слой катализатора, относится к совокупной толщине как подложки электрода для электролиза, так и слоя катализатора.[0335] In the present embodiment, from the considerations that the electrode for electrolysis of the present embodiment, if it is an electrode having a wide elastic range, can provide better workability and has better adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode, with a supply conductor not having a catalytic coating, and the like, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably 315 μm or less, more preferably 220 μm or less, even more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 μm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, further still more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for reasons similar to the above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, further preferably 115 µm or less, even more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. In the present embodiment, “having a wide elastic range” means that when the electrolysis electrode is wound to form a winding, it is unlikely that winding-induced warping will occur after being released from the wound state. The thickness of the electrolysis electrode when the below-mentioned catalyst layer is provided refers to the total thickness of both the electrolysis electrode support and the catalyst layer.

[0336] (Способ изготовления электрода для электролиза)[0336] (Method for Manufacturing Electrolysis Electrode)

Далее будет подробно описан один вариант осуществления способа изготовления электрода 100 для электролиза.Next, one embodiment of a method for manufacturing an electrode 100 for electrolysis will be described in detail.

В настоящем варианте осуществления электрод 100 для электролиза может быть получен формированием первого слоя 20, предпочтительно второго слоя 30 на подложке электрода для электролиза таким способом, как обжиг пленки покрытия в атмосфере кислорода (пиролиз) или ионное осаждение, электроосаждение или термическое распыление. Способ получения по настоящему варианту осуществления, как упомянутый выше, может достигать высокой производительности формирования электрода 100 для электролиза. Более конкретно, слой катализатора формируют на подложке электрода для электролиза с помощью этапа нанесения, на котором наносят покровную жидкость, содержащую катализатор, этапа сушки, на котором высушивают покровную жидкость, и этапа пиролиза, на котором выполняют пиролиз. Под пиролизом здесь означается, что соль металла, которая должна быть прекурсором, разлагается путем нагревания на металл или оксид металла и газообразное вещество. Продукт разложения зависит от природы используемого металла, типа соли и атмосферы, в которой проводится пиролиз, и многие металлы имеют тенденцию образовывать оксиды в окислительной атмосфере. В промышленном процессе изготовления электрода пиролиз обычно выполняется на воздухе, и во многих случаях образуется оксид металла или гидроксид металла.In the present embodiment, the electrolysis electrode 100 can be obtained by forming a first layer 20, preferably a second layer 30 on the electrolysis electrode substrate by a method such as firing a coating film in an oxygen atmosphere (pyrolysis) or ion deposition, electrodeposition, or thermal sputtering. The production method of the present embodiment as mentioned above can achieve high formation productivity of the electrolysis electrode 100. More specifically, a catalyst layer is formed on the electrode support for electrolysis by an application step in which a coating liquid containing the catalyst is applied, a drying step in which the coating liquid is dried, and a pyrolysis step in which pyrolysis is performed. Pyrolysis here means that a metal salt, which is to be a precursor, decomposes by heating into a metal or metal oxide and a gaseous substance. The decomposition product depends on the nature of the metal used, the type of salt and the atmosphere in which the pyrolysis is carried out, and many metals tend to form oxides in an oxidizing atmosphere. In the industrial process for making an electrode, pyrolysis is usually performed in air and in many cases a metal oxide or metal hydroxide is formed.

[0337] (Формирование первого слоя анода)[0337] (Formation of the first layer of the anode)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворена по меньшей мере одна соль металла из рутения, иридия и титана (первая покровная жидкость), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание рутения, иридия и титана в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which at least one metal salt of ruthenium, iridium and titanium (first coating liquid) is dissolved on the electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The content of ruthenium, iridium and titanium in the first cover liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0338] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0338] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0339] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0339] Examples of a method used as a method for applying a first coating liquid to an electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into a first coating liquid, a method for applying a first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0340] (Этап сушки и этап пиролиза)[0340] (Drying Step and Pyrolysis Step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0341] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0341] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0342] (Формирование второго слоя)[0342] (Formation of the second layer)

Второй слой 30, который формируют при необходимости, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия и соединение платины, или раствора, содержащего соединение рутения и соединение титана (второй покровной жидкости), на первый слой 20, и затем покровную жидкость подвергают пиролизу в присутствии кислорода.The second layer 30, which is formed if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound and a platinum compound or a solution containing a ruthenium compound and a titanium compound (second coating liquid) on the first layer 20, and then the coating liquid is subjected to pyrolysis in presence of oxygen.

[0343] (Формирование первого слоя катода способом пиролиза)[0343] (Formation of the first cathode layer by pyrolysis method)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворены соли металлов в различной комбинации (первой покровной жидкости), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание металла в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which metal salts in various combinations are dissolved (first coating liquid) on an electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The metal content in the first coating liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0344] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0344] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0345] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0345] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method of dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0346] (Этап сушки и этап пиролиза)[0346] (Drying Step and Pyrolysis Step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0347] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0347] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0348] (Формирование промежуточного слоя)[0348] (Interlayer Formation)

Промежуточный слой, который формируют, если потребуется, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия или соединение платины (второй покровной жидкости), на подложку, и затем пиролизом покровной жидкости в присутствии кислорода. В альтернативном варианте промежуточный слой из оксида никеля может быть сформирован на поверхности подложки только нагреванием подложки, без нанесения на нее раствора.The intermediate layer, which is formed, if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound or a platinum compound (second coating liquid) to a substrate, and then pyrolysis of the coating liquid in the presence of oxygen. Alternatively, the nickel oxide intermediate layer can be formed on the surface of the substrate by heating the substrate only, without applying a solution thereto.

[0349] (Формирование первого слоя катода ионным осаждением)[0349] (Formation of the first cathode layer by ion deposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также ионным осаждением.The first layer 20 can also be formed by ion deposition.

Пример содержит способ, в котором подложку закрепляют в камере и мишень из металлического рутения облучают электронным пучком. Частицы испаренного металлического рутения положительно заряжаются в плазме в камере, осаждаясь на отрицательно заряженную подложку. Атмосфера плазмы представляет собой аргон и/или кислород, и рутений осаждается на подложку в виде оксида рутения.The example comprises a method in which a substrate is fixed in a chamber and a ruthenium metal target is irradiated with an electron beam. Particles of vaporized metallic ruthenium are positively charged in the plasma in the chamber, deposited on a negatively charged substrate. The plasma atmosphere is argon and / or oxygen and ruthenium is deposited on the substrate as ruthenium oxide.

[0350] (Формирование первого слоя катода электроосаждением)[0350] (Formation of the first cathode layer by electrodeposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также способом электроосаждения.The first layer 20 can also be formed by electrodeposition.

В качестве примера, когда подложка используется в качестве катода и подвергается нанесению электролитического покрытия в растворе электролита, содержащем никель и олово, может быть сформировано электролитическое покрытие из сплава никеля и олова.As an example, when the substrate is used as a cathode and is subjected to plating in an electrolyte solution containing nickel and tin, an electrolytic plating of a nickel-tin alloy can be formed.

[0351] (Формирование первого слоя катода термическим напылением)[0351] (Formation of the first layer of the cathode by thermal spraying)

Первый слой 20 может быть сформирован также термическим напылением.The first layer 20 can also be formed by thermal spraying.

В качестве примера, частицы распыленного плазмой на подложку оксида никеля могут образовывать слой катализатора, в котором смешаны металлический никель и оксид никеля.By way of example, nickel oxide particles sprayed by plasma onto a substrate may form a catalyst bed in which nickel metal and nickel oxide are mixed.

[0352] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления может быть объединен с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, и использован. Таким образом, слоистое изделие по настоящему варианту осуществления может быть применена в виде объединенного с мембраной электрода. Тогда устраняется работа по замене катода и анода при обновлении электрода и заметно улучшается эффективность работ.[0352] The electrolysis electrode of the present embodiment may be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane and used. Thus, the laminated article of the present embodiment can be applied as a membrane-integrated electrode. Then the work of replacing the cathode and anode is eliminated when renewing the electrode and the work efficiency is noticeably improved.

Электрод, объединенный с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, может сделать производительность электролиза сравнимой или более высокой, нежели производительность с новым электродом.An electrode combined with a membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, can make electrolysis performance comparable to or better than that with a new electrode.

[0353] Далее будет подробно описана ионообменная мембрана.[0353] Next, the ion exchange membrane will be described in detail.

[Ионообменная мембрана][Ion exchange membrane]

Ионообменная мембрана конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть ламинирована с электродом для электролиза, и могут использоваться разнообразные ионообменные мембраны. В настоящем варианте осуществления предпочтительно применяется ионообменная мембрана, которая имеет тело мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слой покрытия, обеспеченный на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Предпочтительно, чтобы слой покрытия содержал частицы неорганического материала и связующее, и удельная площадь поверхности слоя покрытия составляла от 0,1 до 10 м2/г. В ионообменной мембране, имеющей такую структуру, влияние выделяющегося во время электролиза газа на производительность электролиза является небольшим и может демонстрироваться стабильная производительность электролиза.The ion exchange membrane is not particularly limited as long as the membrane can be laminated with an electrolysis electrode and a variety of ion exchange membranes can be used. In the present embodiment, an ion exchange membrane is preferably used which has a membrane body containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. It is preferable that the coating layer contains particles of inorganic material and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. In an ion exchange membrane having such a structure, the effect of gas evolved during electrolysis on the electrolysis performance is small, and stable electrolysis performance can be demonstrated.

Вышеописанная ионообменная мембрана из фторсодержащего полимера, в который введена ионообменная группа, содержит один из либо слоя сульфоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), либо слоя карбоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»). С точки зрения прочности и размерной стабильности предпочтительно дополнительно вводятся армирующие материалы сердцевины.The above-described fluoropolymer ion exchange membrane into which an ion exchange group has been introduced contains one of either a sulfonic acid layer having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), or a carboxylic acid layer having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented as —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”). From the point of view of strength and dimensional stability, it is preferable to additionally include core reinforcing materials.

Частицы неорганического материала и связующее будут подробно описаны ниже в разделе описания слоя покрытия.The inorganic material particles and the binder will be described in detail below in the coating layer description section.

[0354] Фигура 44 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий один вариант осуществления ионообменной мембраны. Ионообменная мембрана 1 имеет тело 10 мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слои 11а и 11b покрытия, сформированные на обеих поверхностях тела 10 мембраны.[0354] Figure 44 illustrates a schematic sectional view showing one embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 has a membrane body 10 containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11a and 11b formed on both surfaces of the membrane body 10.

[0355] В ионообменной мембране 1 тело 10 мембраны включает слой 3 сульфоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), и слой 2 карбоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»), и армирующие материалы сердцевины 4, повышающие прочность и размерную стабильность. Ионообменная мембрана 1, включающая слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, надлежащим образом используется в качестве анионообменной мембраны.[0355] In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), and a carboxylic acid layer 2, having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented by —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”), and core reinforcing materials 4 that increase strength and dimensional stability. An ion exchange membrane 1 including a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2 is suitably used as an anion exchange membrane.

[0356] Ионообменная мембрана может включать один из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты. Ионообменная мембрана не обязательно должна быть упрочнена армирующими материалами сердцевины, и порядок размещения армирующих материалов сердцевины не ограничивается примером на фигуре 44.[0356] The ion exchange membrane may include one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. The ion exchange membrane does not need to be reinforced with core reinforcing materials, and the arrangement of the core reinforcing materials is not limited to the example in FIG. 44.

[0357] (Тело мембраны)[0357] (Membrane Body)

Сначала будет описан тело 10 мембраны, составляющее ионообменную мембрану 1.First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 will be described.

Тело 10 мембраны должен быть таким, чтобы его функцией было обеспечение селективного проникновения катионов, и содержит углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу. Его конфигурация и материал конкретно не ограничиваются, и предпочтительные из них могут быть выбраны надлежащим образом.The body 10 of the membrane should be such that its function is to provide selective permeation of cations, and contains a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Its configuration and material are not particularly limited, and preferable ones can be appropriately selected.

[0358] Углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу в теле 10 мембраны, может быть получен из углеводородного полимера или фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом или тому подобным. Более конкретно, например, после того, как для получения прекурсора тела 10 мембраны используется полимер, содержащий основную цепь фторированного углеводорода, имеющего в качестве боковой цепи группу, преобразуемую в ионообменную группу гидролизом или тому подобным (прекурсор ионообменной группы), и перерабатываемый в расплаве (ниже в некоторых случаях называемый «фторсодержащим полимером (а)»), тело 10 мембраны может быть получено преобразованием прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу.[0358] The hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from a hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis or the like. More specifically, for example, after a polymer containing a fluorinated hydrocarbon backbone having a side chain that is converted to an ion exchange group by hydrolysis or the like (ion exchange group precursor) is used to obtain a precursor of the membrane body 10, and melt-processable ( below in some cases referred to as "fluorine-containing polymer (s)"), the membrane body 10 can be obtained by converting a precursor of an ion exchange group into an ion exchange group.

[0359] Фторсодержащий полимер (а) может быть получен, например, сополимеризацией по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей первой группы, и по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей второй группы и/или следующей третьей группы. Фторсодержащий полимер (а) также может быть получен гомополимеризацией одного мономера, выбранного из любой из следующей первой группы, следующей второй группы и следующей третьей группы.[0359] The fluorine-containing polymer (s) can be obtained, for example, by copolymerizing at least one monomer selected from the next first group and at least one monomer selected from the next second group and / or the next third group. The fluorine-containing polymer (s) can also be obtained by homopolymerizing one monomer selected from any of the next first group, the next second group, and the next third group.

[0360] Примеры мономеров первой группы включают винилфторидные соединения. Примеры винилфторидных соединений включают винилфторид, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, винилиденфторид, трифторэтилен, хлортрифторэтилен, и перфторалкилвиниловые простые эфиры. В частности, когда ионообменная мембрана используется в качестве мембраны для щелочного электролиза, винилфторидное соединение предпочтительно представляет собой перфторированный мономер, и предпочтителен перфторированный мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена, гексафторпропилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров.[0360] Examples of monomers of the first group include vinyl fluoride compounds. Examples of vinyl fluoride compounds include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ethers. In particular, when an ion exchange membrane is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluorinated monomer, and a perfluorinated monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and perfluoroalkyl vinyl ethers is preferred.

[0361] Примеры мономеров второй группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа карбоновой кислоты (группу карбоновой кислоты). Примеры виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу карбоновой кислоты, включают мономеры, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)s–O(CZF)t–COOR, в которой s представляет целое число от 0 до 2, t представляет целое число от 1 до 12, каждый из Y и Z независимо представляет F или CF3 и R представляет низшую алкильную группу (низшая алкильная группа представляет собой алкильную группу, имеющую, например, от 1 до 3 атомов углерода).[0361] Examples of monomers of the second group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the carboxylic acid type (carboxylic acid group). Examples of vinyl compounds having a functional group convertible to a carboxylic acid ion exchange group include monomers represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) s –O (CZF) t –COOR, in which s is an integer from 0 to 2, t is an integer from 1 to 12, each of Y and Z is independently F or CF 3 and R is a lower alkyl group (a lower alkyl group is an alkyl group having, for example, 1 to 3 carbon atoms).

[0362] Среди них предпочтительны соединения, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)n–O(CF2)m–COOR, в которой n представляет целое число от 0 до 2, m представляет целое число от 1 до 4, Y представляет F или CF3 и R представляет CH3, C2H5 или C3H7.[0362] Among them, preferred are compounds represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n —O (CF 2 ) m —COOR, in which n represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 4, Y is F or CF 3 and R is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 .

[0363] Когда ионообменная мембрана используется в качестве катионообменной мембраны для щелочного электролиза, перфторсоединение предпочтительно применяется по меньшей мере как мономер, но алкильная группа (смотри выше значения R) сложноэфирной группы теряется из полимера во время гидролиза, и поэтому алкильная группа (R) не обязательно должна быть перфторалкильной группой, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора.[0363] When an ion exchange membrane is used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, the perfluoro compound is preferably used at least as a monomer, but the alkyl group (see R values above) of the ester group is lost from the polymer during hydrolysis, and therefore the alkyl group (R) is not must necessarily be a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

[0364] Из вышеуказанных мономеров более предпочтительны представленные ниже мономеры в качестве мономеров второй группы:[0364] Of the above monomers, the following monomers are more preferred as monomers of the second group:

CF2=CFOCF2–CF(CF3)OCF2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 –CF (CF 3 ) OCF 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CF[OCF2–CF(CF3)]2O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CF [OCF 2 –CF (CF 3 )] 2 O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,

CF2=CFO(CF2)2COOCH3 иCF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 and

CF2=CFO(CF2)3COOCH3.CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .

[0365] Примеры мономеров третьей группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа сульфона (группу сульфоновой кислоты). В качестве виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу сульфоновой кислоты, предпочтительны, например, мономеры, представленные формулой CF2=CFO–X–CF2–SO2F, в которой X представляет перфторалкиленовую группу. Конкретные примеры их включают представленные ниже мономеры:[0365] Examples of monomers of the third group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the sulfone type (sulfonic acid group). As vinyl compounds having a functional group convertible to a sulfonic acid ion exchange group, for example, monomers represented by the formula CF 2 = CFO — X — CF 2 —SO 2 F in which X is a perfluoroalkylene group are preferred. Specific examples include the following monomers:

CF2=CFOCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CF(CF2)2SO2F,CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,

CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]2CF2CF2SO2F иCF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and

CF2=CFOCF2CF(CF2OCF3)OCF2CF2SO2F.CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[0366] Среди них более предпочтительными являются CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F.[0366] Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F are more preferable.

[0367] Сополимер, получаемый из этих мономеров, может быть образован способом полимеризации, разработанным для гомополимеризации и сополимеризации этиленфторида, в частности, общим способом полимеризации, применяемым для тетрафторэтилена. Например, в способе с использованием неводной среды реакция полимеризации может быть проведена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, таким как пероксид перфторуглерода или азосоединение, в условиях температуры от 0 до 200°С и давления от 0,1 до 20 МПа, с использованием инертного растворителя, такого как перфторуглеводород или хлорфторуглерод.[0367] The copolymer obtained from these monomers can be formed by a polymerization process designed for homopolymerization and copolymerization of ethylene fluoride, in particular by a general polymerization process used for tetrafluoroethylene. For example, in a method using a non-aqueous medium, the polymerization reaction can be carried out in the presence of a free radical polymerization initiator such as a perfluorocarbon peroxide or an azo compound, under conditions of a temperature of 0 to 200 ° C and a pressure of 0.1 to 20 MPa, using an inert solvent, such as a perfluorocarbon or a chlorofluorocarbon.

[0368] В вышеуказанной сополимеризации тип комбинации вышеуказанных мономеров и их пропорции конкретно не ограничиваются и определяются в зависимости от типа и количества функциональных групп, которые желательно ввести в получаемый фторсодержащий полимер. Например, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу карбоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы и второй группы и сополимеризироваться. В дополнение, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из первой группы и третьей группы и сополимеризироваться. Кроме того, когда получают фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты и группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один мономер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы, второй группы и третьей группы и сополимеризироваться. В этом случае целевой фторсодержащий полимер может быть получен также отдельным формированием сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и второй группы, и сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и третьей группы, и затем смешиванием этих сополимеров. Состав смеси мономеров конкретно не ограничивается, и когда количество функциональных групп на структурную единицу полимера возрастает, должна увеличиваться доля мономеров, выбранных из вышеописанных второй группы и третьей группы.[0368] In the above copolymerization, the type of combination of the above monomers and their proportions are not particularly limited and are determined depending on the type and amount of functional groups that it is desirable to introduce into the resulting fluorine-containing polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is produced, at least one polymer must be selected from each of the above-described first group and second group and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is prepared, at least one polymer must be selected from each of the first group and the third group, and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is produced, at least one monomer must be selected from each of the above-described first group, second group and third group and copolymerized. In this case, the target fluorine-containing polymer can also be obtained by separately forming a copolymer including monomers of the above-described first group and second group, and a copolymer including monomers of the above-described first group and third group, and then mixing these copolymers. The composition of the mixture of monomers is not particularly limited, and when the number of functional groups per structural unit of the polymer increases, the proportion of monomers selected from the above-described second group and third group must increase.

[0369] Общая ионообменная емкость фторсодержащего сополимера конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мг⋅экв/г, более предпочтительно от 0,6 до 1,5 мг⋅экв/г. Общая ионообменная емкость здесь относится к эквиваленту обменной группы на единицу веса сухой смолы и может быть измерена нейтрализационным титрованием или тому подобным.[0369] The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg⋅eq / g, more preferably 0.6 to 1.5 mg⋅eq / g. The total ion exchange capacity here refers to the equivalent of the exchange group per unit weight of dry resin and can be measured by neutralization titration or the like.

[0370] В теле 10 мембраны ионообменной мембраны 1 слой 3 сульфоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, и слой 2 карбоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, наслоены. Путем обеспечения тела 10 мембраны, имеющей такую конфигурацию слоев, может быть дополнительно улучшена селективная проницаемость для катионов, таких как ионы натрия.[0370] In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group are laminated. By providing the membrane body 10 having such a layer configuration, the selective permeability to cations such as sodium ions can be further improved.

[0371] Ионообменную мембрану 1 размещают в электролизере так, что, как правило, слой 3 сульфоновой кислоты находится на анодной стороне электролизера, и слой 2 карбоновой кислоты находится на катодной стороне электролизера.[0371] The ion exchange membrane 1 is disposed in the electrolytic cell so that generally the sulfonic acid layer 3 is on the anode side of the cell and the carboxylic acid layer 2 is on the cathode side of the cell.

[0372] Слой 3 сульфоновой кислоты предпочтительно состоит из материала, имеющего низкое электрическое сопротивление, и имеет большую толщину, чем слой 2 карбоновой кислоты, с точки зрения прочности мембраны. Толщина слоя 3 сульфоновой кислоты предпочтительно составляет величину, которая в 2–25 раз, более предпочтительно в 3–15 раз превышает толщину слоя 2 карбоновой кислоты.[0372] The sulfonic acid layer 3 is preferably composed of a material having a low electrical resistance and is thicker than the carboxylic acid layer 2 in terms of membrane strength. The thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times, more preferably 3 to 15 times the thickness of the carboxylic acid layer 2.

[0373] Слой 2 карбоновой кислоты предпочтительно имеет высокие характеристики эксклюзии анионов, даже если он имеет небольшую толщину. Характеристики эксклюзии анионов здесь относятся к характеристике затруднять внедрение и проникновение анионов в ионообменную мембрану 1 или сквозь нее. Чтобы повысить характеристики эксклюзии анионов, эффективным является размещение слоя карбоновой кислоты, имеющей небольшую ионообменную емкость сравнительно со слоем сульфоновой кислоты.[0373] The carboxylic acid layer 2 preferably has high anion exclusion characteristics even if it is thin. The anion exclusion characteristics herein refer to the characteristic of hindering the incorporation and penetration of anions into or through the ion exchange membrane 1. In order to improve the anion exclusion characteristics, it is effective to place a carboxylic acid layer having a low ion exchange capacity compared to the sulfonic acid layer.

[0374] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 3 сульфоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F в качестве мономера третьей группы.[0374] As the fluorine-containing polymer for use in the sulfonic acid layer 3, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F as the third group monomer is preferable.

[0375] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 2 карбоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF2)O(CF2)2COOCH3 в качестве мономера второй группы.[0375] As the fluorine-containing polymer for use in the carboxylic acid layer 2, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 is preferred as the monomer of the second group.

[0376][0376]

(Слой покрытия)(Coating layer)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет слой покрытия на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Как показано на Фигуре 44, в ионообменной мембране 1 слои 11a и 11b покрытия сформированы на обеих поверхностях тела 10 мембраны.The ion exchange membrane preferably has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in Figure 44, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11a and 11b are formed on both surfaces of the membrane body 10.

Слои покрытия содержат частицы неорганического материала и связующее.The coating layers contain particles of inorganic material and a binder.

[0377] Средний размер частиц неорганического материала предпочтительно составляет 0,90 мкм или более. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 0,90 мкм или более, весьма значительно улучшается стойкость к примесям, в дополнение к присоединению газа. То есть увеличением среднего размера частиц неорганического материала, а также соблюдением величины вышеупомянутой удельной площади поверхности, может достигаться особенно заметный эффект. Предпочтительны неодинаковые частицы неорганического материала, насколько удовлетворяются вышеуказанные средний размер частиц и удельная площадь поверхности. Могут быть использованы частицы неорганического материала, полученные плавлением, и частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды. Предпочтительно применяются частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды.[0377] The average particle size of the inorganic material is preferably 0.90 µm or more. When the average particle size of the inorganic material is 0.90 µm or more, impurity resistance is greatly improved in addition to gas attachment. That is, by increasing the average particle size of the inorganic material as well as keeping the above-mentioned specific surface area, a particularly noticeable effect can be achieved. Uneven particles of inorganic material are preferred insofar as the above average particle size and specific surface area are satisfied. Melting inorganic material particles and raw ore milling inorganic material particles can be used. Preferably, particles of inorganic material obtained by milling raw ore are used.

[0378] Средний размер частиц неорганического материала может составлять 2 мкм или менее. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 2 мкм или менее, может быть предотвращено повреждение мембраны частицами неорганического материала. Средний размер частиц неорганического материала более предпочтительно составляет от 0,90 до 1,2 мкм.[0378] The average particle size of the inorganic material may be 2 µm or less. When the average particle size of the inorganic material is 2 µm or less, damage to the membrane by the inorganic material can be prevented. The average particle size of the inorganic material is more preferably 0.90 to 1.2 µm.

[0379] Здесь средний размер частиц может быть измерен анализатором размера частиц («SALD2200», фирмы SHIMADZU CORPORATION).[0379] Here, the average particle size can be measured by a particle size analyzer ("SALD2200", manufactured by SHIMADZU CORPORATION).

[0380] Частицы неорганического материала предпочтительно имеют неправильные формы. Такие формы дополнительно улучшают стойкость к примесям. Частицы неорганического материала предпочтительно имеют широкое распределение частиц по размерам.[0380] The particles of inorganic material preferably have irregular shapes. Such shapes further improve the resistance to impurities. The particles of inorganic material preferably have a wide particle size distribution.

[0381] Частицы неорганического материала предпочтительно содержат по меньшей мере один неорганический материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов элементов IV группы Периодической таблицы, нитридов элементов IV группы Периодической таблицы, и карбидов элементов IV группы Периодической таблицы. С позиции стойкости более предпочтительны частицы оксида циркония.[0381] The particles of inorganic material preferably contain at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the Periodic Table, nitrides of Group IV elements of the Periodic Table, and carbides of Group IV elements of the Periodic Table. From the standpoint of resistance, zirconium oxide particles are more preferable.

[0382] Частицы неорганического материала предпочтительно представляют собой частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды из частиц неорганического материала, или частицы неорганического материала в виде сферических частиц, имеющих равномерный диаметр, полученные очисткой расплава необогащенной руды из частиц неорганического материала.[0382] The inorganic material particles are preferably inorganic material particles obtained by grinding raw ore from inorganic material particles, or inorganic material particles in the form of spherical particles having a uniform diameter obtained by refining a raw ore melt from inorganic material particles.

[0383] Примеры средств для размалывания необогащенной руды включают, но конкретно не ограничиваются этим, шаровые мельницы, бисерные мельницы, коллоидные мельницы, конические истиратели, дисковые мельницы, бегуны, зерновые мельницы, молотковые мельницы, грануляторы, дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI), мельницы для измельчения кожи (Wiley mills), валковые мельницы и струйные мельницы. После измельчения частицы предпочтительно подвергают промыванию. В качестве способа промывания частицы предпочтительно обрабатывают кислотой. Эта обработка может уменьшать количество примесей, таких как железо, налипшее на поверхность частиц неорганического материала.[0383] Examples of means for grinding raw ore include, but are not specifically limited to, ball mills, bead mills, colloid mills, cone grinders, disc mills, runners, grain mills, hammer mills, granulators, vertical shaft impact crushers (VSI ), leather mills (Wiley mills), roller mills and jet mills. After grinding, the particles are preferably washed. As a washing method, the particles are preferably treated with an acid. This treatment can reduce the amount of impurities such as iron adhered to the surface of the inorganic material particles.

[0384] Слой покрытия предпочтительно содержит связующее. Связующее представляет собой компонент, который образует слои покрытия удерживанием частиц неорганического материала на поверхности ионообменной мембраны. Связующее предпочтительно содержит фторсодержащий полимер с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза.[0384] The coating layer preferably contains a binder. The binder is the component that forms the coating layers by retaining particles of inorganic material on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the standpoint of resistance to electrolyte solution and electrolysis products.

[0385] В качестве связующего более предпочтительным является фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты или группу сульфоновой кислоты, с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза и прочности сцепления с поверхностью ионообменной мембраны. Когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты (слой сульфоновой кислоты), фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, еще более предпочтительно используется в качестве связующего для слоя покрытия. В альтернативном варианте, когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты (слой карбоновой кислоты), в качестве связующего для слоя покрытия более предпочтительно применяется фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты.[0385] As a binder, a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable in terms of resistance to electrolyte solution and electrolysis products and adhesion strength to the surface of the ion exchange membrane. When the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group is even more preferably used as a binder for the coating layer. Alternatively, when the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group (carboxylic acid layer), a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group is more preferably used as a binder for the coating layer.

[0386] Содержание частиц неорганического материала в слое покрытия предпочтительно составляет от 40 до 90% по массе, более предпочтительно от 50 до 90% по массе. Содержание связующего предпочтительно составляет от 10 до 60% по массе, более предпочтительно от 10 до 50% по массе.[0386] The content of the particles of inorganic material in the coating layer is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 90% by mass. The content of the binder is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

[0387] Плотность распределения слоя покрытия в ионообменной мембране предпочтительно составляет от 0,05 до 2 мг на 1 см2. Когда ионообменная мембрана имеет выступы (шероховатости) на ее поверхности, плотность распределения слоя покрытия предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мг на 1 см2.[0387] The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . When the ion exchange membrane has ridges (roughness) on its surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per cm 2 .

[0388] В качестве способа изготовления слоя покрытия, который конкретно не ограничивается, может быть применен известный способ. Примером является способ, включающий нанесение распылением или тому подобным покровной жидкости, полученной диспергированием частиц неорганического материала в растворе, содержащем связующее.[0388] As a method for manufacturing the coating layer, which is not particularly limited, a known method can be applied. An example is a method comprising applying by spray or the like a coating liquid obtained by dispersing particles of an inorganic material in a solution containing a binder.

[0389] (Армирующие материалы сердцевины)[0389] (Core Reinforcement Materials)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет армирующие материалы сердцевины, размещенные внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has core reinforcing materials disposed within the membrane body.

[0390] Армирующие материалы сердцевины представляют собой элементы, которые повышают прочность и размерную стабильность ионообменной мембраны. Размещением армирующих материалов сердцевины внутри тела мембраны можно, в частности, контролировать расширение и сжатие ионообменной мембраны в желательном диапазоне. Такая ионообменная мембрана не расширяется или не сжимается больше, чем это необходимо, во время электролиза и тому подобного, и может сохранять превосходную размерную стабильность в течение длительного времени.[0390] Reinforcing materials of the core are elements that increase the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By placing the reinforcing materials of the core within the body of the membrane, it is possible, in particular, to control the expansion and contraction of the ion exchange membrane in the desired range. Such an ion exchange membrane does not expand or contract more than necessary during electrolysis and the like, and can maintain excellent dimensional stability for a long time.

[0391] Конфигурация армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и, например, армирующие материалы сердцевины могут быть сформированы сплетенными пряжами, называемыми армирующими пряжами. Армирующие пряжи здесь относятся к пряжам, которые представляют собой элементы, составляющие армирующие материалы сердцевины, могут обеспечивать желательную размерную стабильность и механическую прочность ионообменной мембраны и могут стабильно присутствовать в ионообменной мембране. Применением армирующих материалов сердцевины, полученных сплетением таких армирующих пряжей, ионообменной мембране могут быть приданы лучшие размерная стабильность и механическая прочность.[0391] The configuration of the core reinforcing materials is not particularly limited, and, for example, the core reinforcing materials may be formed by woven yarns called reinforcing yarns. Reinforcing yarns herein refer to yarns that constitute the constituent core reinforcing materials, can provide the desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can be stably present in the ion exchange membrane. By using core reinforcing materials obtained by weaving such reinforcing yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be imparted to the ion exchange membrane.

[0392] Материал армирующих материалов сердцевины и применяемых для этого армирующих пряжей конкретно не ограничивается, но предпочтительно представляет собой материал, устойчивый к кислотам, щелочам и т.д., и предпочтительным является волокно, включающее фторсодержащий полимер, поскольку требуются долговременная термостойкость и химическая стойкость.[0392] The material of the reinforcing materials of the core and the reinforcing yarns used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and a fiber including a fluorine-containing polymer is preferable since long-term heat resistance and chemical resistance are required. ...

[0393] Примеры фторсодержащего полимера, используемого в армирующих материалах сердцевины, включают политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена, сополимеры трифторхлорэтилена и этилена и винилиденфторидные полимеры (PVDF). Среди них предпочтительно используются волокна, включающие политетрафторэтилен, с позиции термостойкости и химической стойкости.[0393] Examples of the fluoropolymer used in core reinforcing materials include polytetrafluoroethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), copolymers of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE), copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and tetrafluoroethylene copolymers PVDF). Among them, fibers including polytetrafluoroethylene are preferably used in terms of heat resistance and chemical resistance.

[0394] Диаметр армирующих пряжей, применяемых для армирующих материалов сердцевины, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 300 денье, более предпочтительно от 50 до 250 денье. Плотность переплетения (плотность полотна на единицу длины) предпочтительно составляет от 5 до 50/дюйм. Форма армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, например, используются тканое полотно, нетканое полотно и трикотаж, но предпочтительно в форме тканого полотна. Толщина применяемого тканого полотна предпочтительно составляет от 30 до 250 мкм, более предпочтительно от 30 до 150 мкм.[0394] The diameter of the reinforcing yarns used for the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weave density (web density per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The shape of the core reinforcing materials is not particularly limited, for example, woven fabric, non-woven fabric and knitted fabric are used, but preferably in the form of woven fabric. The thickness of the woven fabric used is preferably 30 to 250 µm, more preferably 30 to 150 µm.

[0395] В качестве тканого полотна или трикотажного полотна могут быть применены монофиламенты, мультифиламенты или пряжи из них, крученая пряжа с оборванными пряжами или тому подобное, и могут быть использованы способы плетения различных типов, такие как полотняное переплетение, перевивочное переплетение, вязаное переплетение, кордовое переплетение и жатый ситец (сирсакер).[0395] As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, twisted yarns with dangling yarns or the like can be used, and various types of weaving methods can be used such as plain weave, leno weave, knitted weave, cord weave and crinkled chintz (seersucker).

[0396] Плетение и размещение армирующих материалов сердцевины в теле мембраны конкретно не ограничиваются, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом размера и формы ионообменной мембраны, желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий среды при применении и тому подобного.[0396] The braiding and placement of the core reinforcing materials in the membrane body are not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, physical properties desired for the ion exchange membrane, environmental conditions in use, and the like.

[0397] Например, армирующие материалы сердцевины могут быть размещены вдоль предварительно заданного направления тела мембраны, но с точки зрения размерной стабильности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного первого направления, и другие армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного второго направления, по существу перпендикулярного первому направлению. Размещением многочисленных армирующих материалов сердцевины по существу ортогонально внутри тела мембраны можно придать лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям. Например, предпочтительна конфигурация, в которой армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль продольного направления (основная пряжа), и армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль поперечного направления (уточная пряжа), сотканы на поверхностной стороне тела мембраны. Более предпочтительной является конфигурация в форме полотняного переплетения, выполненного и сплетенного путем позволения основной пряже и уточной пряже проходить попеременно друг над другом и друг под другом, перевивочного переплетения, в котором две основных прядями сплетены с уточными прядями со скручиванием, переплетения «рогожка», выполненного и сплетенного путем введения в две или более размещенных параллельно основных пряжей того же числа уточных пряжей, или тому подобного с позиции размерной стабильности, механической прочности и простоты изготовления.[0397] For example, the core reinforcing materials may be placed along a predetermined direction of the membrane body, but from a dimensional stability point of view, it is preferable that the core reinforcing materials are placed along a predetermined first direction and other core reinforcing materials are placed along a predetermined second direction along essentially perpendicular to the first direction. By placing multiple core reinforcement materials substantially orthogonal within the membrane body, better dimensional stability and mechanical strength in many directions can be imparted. For example, a configuration is preferable in which core reinforcing materials disposed along the longitudinal direction (warp yarns) and core reinforcing materials disposed along the transverse direction (weft yarns) are woven on the surface side of the membrane body. A more preferred configuration is in the form of a plain weave, made and woven by allowing the warp and weft yarns to pass alternately above and below each other, a leno weave in which two base strands are woven into the weft strands in a twist, a matting weave made and woven by inserting the same number of weft yarns or the like into two or more parallel warp yarns, or the like, from the standpoint of dimensional stability, mechanical strength and ease of manufacture.

[0398] В особенности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль обоих направлений, MD (продольного направления) и TD (поперечного направления) ионообменной мембраны. Иначе говоря, армирующие материалы сердцевины предпочтительно имеют полотняное переплетение в MD и TD. Здесь MD означает направление, в котором тело мембраны и разнообразные материалы сердцевины (например, армирующие материалы сердцевины, армирующие пряжи и описываемые позже расходуемые пряжи) перемещаются на описываемом позже этапе получения ионообменной мембраны (направление течения), и TD означает направление, по существу перпендикулярное MD. Пряжи, переплетенные вдоль MD, называются MD–пряжами, и пряжи, переплетенные вдоль TD, называются TD–пряжами. Обычно ионообменная мембрана, используемая для электролиза, является прямоугольной, и во многих случаях продольное направление представляет собой MD, и направление по ширине представляет собой TD. Переплетением армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой MD–пряжи, и армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой TD–пряжи, можно обеспечить лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям.[0398] It is particularly preferred that the core reinforcing materials are disposed along both directions MD (longitudinal direction) and TD (transverse direction) of the ion exchange membrane. In other words, the core reinforcing materials are preferably plain weave in MD and TD. Here, MD means the direction in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core materials, reinforcing yarns and consumable yarns described later) move in the later described stage of obtaining the ion exchange membrane (flow direction), and TD means a direction substantially perpendicular to MD ... The yarns weaved along the MD are called MD yarns, and the yarns weaved along the TD are called TD yarns. Typically, the ion exchange membrane used for electrolysis is rectangular, and in many cases, the longitudinal direction is MD and the width direction is TD. By weaving reinforcing core materials that are MD yarns and reinforcing core materials that are TD yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be achieved in many directions.

[0399] Интервал размещения армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий окружающей среды при применении и тому подобного.[0399] The placement range of the core reinforcing materials is not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the physical properties desired for the ion exchange membrane, the environmental conditions in use, and the like.

[0400] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 30% или более, более предпочтительно 50% или более и 90% или менее. Относительное отверстие предпочтительно составляет 30% или более с точки зрения электрохимических характеристик ионообменной мембраны, и предпочтительно 90% или менее с позиции механической прочности ионообменной мембраны.[0400] The opening ratio of the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The opening ratio is preferably 30% or more in terms of the electrochemical characteristics of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less in terms of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0401] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины здесь относится к отношению (В/А) общей площади (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы (раствор электролита и содержащиеся в нем катионы (например, ионы натрия)), к площади (А) любой одной поверхности тела ионообменной мембраны. Общая площадь (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы, может иметь отношение к общим площадям областей, в которых в ионообменной мембране катионы, электролитический раствор и тому подобное, не задерживаются армирующими материалами сердцевины и тому подобными, содержащимися в ионообменной мембране.[0401] The opening ratio of the reinforcing materials of the core herein refers to the ratio (B / A) of the total surface area (B) through which substances such as ions (electrolyte solution and the cations (eg sodium ions) contained therein) can pass to area (A) of any one surface of the body of the ion-exchange membrane. The total surface area (B) through which substances such as ions can pass may refer to the total areas of regions in which cations, electrolyte solution and the like are not retained in the ion exchange membrane by the reinforcing materials of the core and the like contained in the ion exchange membrane. membrane.

[0402] Фигура 45 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану. Фигура 45, на которой часть ионообменной мембраны изображена увеличенной, показывает только конфигурацию армирующих материалов 21 и 22 сердцевины в этих областях, без показа других элементов.[0402] Figure 45 illustrates a schematic view for explaining the relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane. Figure 45, in which a portion of the ion exchange membrane is shown enlarged, shows only the configuration of the core reinforcement materials 21 and 22 in these regions, without showing other elements.

[0403] Вычитанием общей площади (С) армирующих материалов сердцевины из площади области, окруженной армирующими материалами 21 сердцевины, расположенными вдоль продольного направления, и армирующими материалами 22 сердцевины, расположенными вдоль поперечного направления, области, включающей площадь (А) армирующих материалов сердцевины, может быть получена общая площадь (В) областей, через которые могут проходить вещества, такие как ионы, в площади (А) вышеописанной области. То есть относительное отверстие может быть определено по следующей формуле (I):[0403] By subtracting the total area (C) of the core reinforcing materials from the area of the area surrounded by the core reinforcing materials 21 along the longitudinal direction and the core reinforcing materials 22 located along the transverse direction, the area including the area (A) of the core reinforcing materials can the total area (B) of the regions through which substances such as ions can pass in the area (A) of the above-described region can be obtained. That is, the relative aperture can be determined by the following formula (I):

Относительное отверстие =(B)/(A)=((A)–(C))/(A) (I)Relative aperture = (B) / (A) = ((A) - (C)) / (A) (I)

[0404] Среди армирующих материалов сердцевины особенно предпочтительной формой является пленочная текстильная нить или высокоориентированные монофиламенты, включающие PTFE, с позиции химической стойкости и термостойкости. Более конкретно, более предпочтительны армирующие материалы сердцевины, формирующие полотняное переплетение, в котором используются пленочные текстильные пряжи с размером от 50 до 300 денье, полученные разрезанием включающего PTFE высокопрочного пористого листа на фрагменты в форме лент, или включающие PTFE высокоориентированные монофиламенты с размером от 50 до 300 денье, и которые имеют плотность переплетения от 10 до 50 нитей или монофиламентов на дюйм и имеют толщину в диапазоне от 50 до 100 мкм. Относительное отверстие ионообменной мембраны, включающей такие армирующие материалы сердцевины, более предпочтительно составляет 60% или более.[0404] Among the reinforcing materials of the core, a film textile thread or highly oriented monofilaments including PTFE is particularly preferred in terms of chemical resistance and heat resistance. More specifically, more preferred are plain weave core reinforcing materials that use 50 to 300 denier film textile yarns made by cutting a PTFE-containing high tenacity porous sheet into ribbon-shaped pieces, or comprising highly oriented PTFE monofilaments of 50 to 300 denier sizes. 300 denier, and which have a weave density of 10 to 50 threads or monofilaments per inch and have a thickness in the range of 50 to 100 microns. The opening ratio of the ion exchange membrane including such core reinforcing materials is more preferably 60% or more.

[0405] Примеры формы армирующих пряжей включают пряжи с круглым сечением и пленочные нити.[0405] Examples of the shape of the reinforcing yarns include round yarns and film yarns.

[0406] (Сквозные отверстия)[0406] (Through Holes)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет сквозные отверстия внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has through holes within the membrane body.

[0407] Сквозные отверстия относятся к отверстиям, которые могут образовывать протоки для ионов, генерируемых при электролизе, и для раствора электролита. Сквозные отверстия, которые представляют собой трубчатые отверстия, сформированные внутри тела мембраны, образуются растворением описываемых ниже расходуемых материалов сердцевины (или расходуемых пряжей). Форма, диаметр или тому подобное сквозных отверстий могут регулироваться выбором формы или диаметра расходуемых материалов сердцевины (расходуемых пряжей).[0407] Through holes refer to holes that can form channels for ions generated during electrolysis and for an electrolyte solution. Through holes, which are tubular holes formed within the membrane body, are formed by dissolving the core consumables (or yarns) described below. The shape, diameter, or the like of the through holes can be controlled by selecting the shape or diameter of the core consumables (yarn consumables).

[0408] Формирование сквозных отверстий внутри ионообменной мембраны может обеспечивать подвижность раствора электролита при электролизе. Форма сквозных отверстий конкретно не ограничивается, но может представлять собой форму расходуемых материалов сердцевины, используемых для формирования сквозных отверстий в соответствии с описываемым ниже способом получения.[0408] The formation of through holes within the ion exchange membrane can provide mobility of the electrolyte solution during electrolysis. The shape of the through holes is not particularly limited, but may be the shape of the core consumable materials used to form the through holes according to the production method described below.

[0409] Сквозные отверстия предпочтительно формируются так, чтобы попеременно проходить на анодной стороне (стороне слоя сульфоновой кислоты) и катодной стороне (стороне слоя карбоновой кислоты) армирующих материалов сердцевины. При такой конструкции в области, в которой сквозные отверстия образованы на катодной стороне армирующих материалов сердцевины, ионы (например, ионы натрия), подводимые раствором электролита, которым заполнены сквозные отверстия, могут протекать также на катодную сторону армирующих материалов сердцевины. В результате этого поток катионов не прерывается, и тем самым возможно дополнительное снижение электрического сопротивления ионообменной мембраны.[0409] The through holes are preferably formed to alternately extend on the anode side (sulfonic acid layer side) and cathode side (carboxylic acid layer side) of the core reinforcing materials. With this arrangement, in the region in which the through holes are formed on the cathode side of the core reinforcing materials, ions (eg sodium ions) supplied by the electrolyte solution filling the through holes can also flow to the cathode side of the core reinforcing materials. As a result, the flow of cations is not interrupted, and thus an additional reduction in the electrical resistance of the ion-exchange membrane is possible.

[0410] Сквозные отверстия могут быть сформированы вдоль только одного предварительно заданного направления тела мембраны, составляющего ионообменную мембрану, но предпочтительно формируются как по продольному направлению, так и по поперечному направлению тела мембраны, с точки зрения проявления более стабильных характеристик электролиза.[0410] The through holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane, but are preferably formed along both the longitudinal direction and the transverse direction of the membrane body in view of exhibiting more stable electrolysis characteristics.

[0411] [Способ изготовления][0411] [Manufacturing Method]

Подходящий пример способа изготовления ионообменной мембраны включает способ, содержащий следующие этапы от (1) до (6):A suitable example of a method for manufacturing an ion exchange membrane includes a method comprising the following steps (1) to (6):

Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (1): a step of producing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (2): этап переплетения по меньшей мере множества армирующих материалов сердцевины, при необходимости, и расходуемых пряжей, имеющих свойство растворяться в кислоте или в щелочи и образовывать сквозные отверстия, с получением армирующего материала, в котором расходуемые пряжи размещаются между армирующими материалами сердцевины, будучи смежными друг с другом,Step (2): a step of weaving at least a plurality of core reinforcing materials, if necessary, and consumable yarns that dissolve in acid or alkali and form through holes, to obtain a reinforcing material in which the consumable yarns are interposed between the core reinforcing materials, being adjacent to each other,

Этап (3): этап преобразования в пленку вышеуказанного фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (3): a step of converting into a film the above fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (4): этап внедрения вышеуказанных армирующих материалов, при необходимости, в вышеуказанную пленку с получением тела мембраны, внутри которого размещаются армирующие материалы,Step (4): the step of introducing the above reinforcing materials, if necessary, into the above film to obtain a membrane body, inside which the reinforcing materials are placed,

Этап (5): этап гидролиза тела мембраны, полученного на этапе (4) (этап гидролиза) иStage (5): stage of hydrolysis of the membrane body obtained in stage (4) (stage of hydrolysis) and

Этап (6): этап создания слоя покрытия на теле мембраны, полученном на этапе (5) (этапе нанесения).Step (6): The step of creating a coating layer on the membrane body obtained in step (5) (application step).

[0412] Далее каждый из этапов будет описан подробно.[0412] Next, each of the steps will be described in detail.

[0413] Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера[0413] Step (1): a step of obtaining a fluoropolymer

На этапе (1) для получения фторсодержащего полимера используются исходные мономерные материалы, описанные выше в группах от первой до третьей. Для регулирования ионообменной емкости фторсодержащего полимера должен регулироваться состав смеси исходных мономерных материалов при получении образующего упомянутые слои фторсодержащего полимера.In step (1), the monomeric starting materials described above in groups one to three are used to prepare the fluoropolymer. To regulate the ion-exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the composition of the mixture of the starting monomer materials must be controlled during the production of the fluorine-containing polymer forming the said layers.

[0414] Этап (2): этап получения армирующих материалов[0414] Step (2): the step of obtaining reinforcing materials

Армирующий материал представляет собой тканое полотно, полученное переплетением армирующих пряжей, или тому подобного. Армирующий материал внедряется в мембрану с образованием тем самым армирующих материалов сердцевины. Когда формируется ионообменная мембрана, имеющая сквозные отверстия, в армирующий материал дополнительно вплетаются расходуемые пряжи. Количество содержащихся в этом случае расходуемых пряжей предпочтительно составляет от 10 до 80% по массе, более предпочтительно от 30 до 70% по массе в расчете на весь армирующий материал. Вплетение расходуемых пряжей также может предотвращать проскальзывание нитей армирующих материалов сердцевины.The reinforcing material is a woven fabric obtained by weaving reinforcing yarns or the like. The reinforcing material is embedded in the membrane to thereby form core reinforcing materials. When an ion-exchange membrane with through holes is formed, consumable yarns are additionally woven into the reinforcing material. The amount of consumable yarns contained in this case is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total reinforcing material. The weaving of the consumable yarns can also prevent slippage of the yarns of the core reinforcing materials.

[0415] В качестве расходуемых пряжей, которые растворяются на этапе получения мембраны или в среде электролиза, применяются вискоза, полиэтилентерефталат (PET), целлюлоза, полиамид и тому подобное. Также предпочтительны монофиламенты или мультифиламенты, имеющие толщину от 20 до 50 денье и включающие поливиниловый спирт и тому подобное.[0415] Viscose, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide and the like are used as the consumable yarns that are dissolved in the membrane production step or in the electrolysis environment. Also preferred are monofilaments or multifilaments having a thickness of 20 to 50 denier and including polyvinyl alcohol and the like.

[0416] На этапе (2) относительное отверстие, размещение сквозных отверстий и тому подобное могут регулироваться корректированием размещения армирующих материалов сердцевины и расходуемых пряжей.[0416] In step (2), the aperture ratio, the placement of the through holes, and the like can be controlled by adjusting the placement of the core reinforcing materials and the yarns consumed.

[0417] Этап (3): этап формирования пленки[0417] Step (3): Film forming step

На этапе (3) полученный на этапе (1) фторсодержащий полимер формуется в пленку с использованием экструдера. Пленка может иметь однослойную конфигурацию, двухслойную конфигурацию из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты, как упомянуто выше, или многослойную конфигурацию из трех или более слоев.In step (3), the fluoropolymer obtained in step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer configuration, a two layer configuration of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer as mentioned above, or a multilayer configuration of three or more layers.

[0418] Примеры способа формирования пленки включают следующие:[0418] Examples of the film forming method include the following:

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, формуют в пленки по отдельности; иa method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films; and

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, соэкструзируют с образованием композитной пленки.a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are coextruded to form a composite film.

[0419] Число каждой пленки может быть больше одного. Предпочтительна соэкструзия различных пленок ввиду их вклада в повышение прочности сцепления на поверхности раздела.[0419] The number of each film can be more than one. Co-extrusion of different films is preferred because of their contribution to the increase in bond strength at the interface.

[0420] Этап (4): этап получения тела мембраны[0420] Step (4): the step of obtaining the membrane body

На этапе (4) полученный на этапе (2) армирующий материал внедряют в пленку, полученную на этапе (3), с образованием тела мембраны, содержащего армирующий материал.In step (4), the reinforcing material obtained in step (2) is embedded in the film obtained in step (3) to form a membrane body containing the reinforcing material.

[0421] Предпочтительные примеры способа формирования тела мембраны включают (i) способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты (например, карбоксилатную функциональную группу) (далее включающий это слой называется первым слоем), размещаемый на катодной стороне, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты (например, сульфонилфторидную функциональную группу) (далее включающий это слой называется вторым слоем), формуют в пленку способом соэкструзии, и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, армирующий материал и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления; и (ii) способ, в котором, в дополнение к композитной пленке из второго слоя/первого слоя, фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, заранее отдельно формуют в пленку (третий слой), и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, пленку третьего слоя, армирующие материалы сердцевины и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления.[0421] Preferred examples of a method for forming a membrane body include (i) a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group (e.g., a carboxylate functional group) (hereinafter referred to as a first layer) disposed on the cathode side and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group (for example, a sulfonyl fluoride functional group) (hereinafter, including this layer is called the second layer), is formed into a film by the method of coextrusion, and, if necessary, using a heat source and a vacuum source, a reinforcing material and a composite film from the second layer / the first layer is laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having numerous pores on their surface, and combined at a temperature at which each polymer melts while at the same time evacuating air from under each of the layers by means of reduced pressure ; and (ii) a method in which, in addition to the composite film of the second layer / first layer, a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group is separately preformed into a film (third layer), and optionally using a heat source and a source vacuum, the third layer film, the core reinforcing materials and the composite film from the second layer / first layer are laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer is melted while pumping air out from under each of the layers by means of reduced pressure.

[0422] Соэкструзия первого и второго слоя здесь содействует повышению прочности сцепления на поверхности раздела.[0422] Co-extrusion of the first and second layer here helps to increase the bond strength at the interface.

[0423] Способ, включающий объединение при пониженном давлении, характеризуется тем, что делает третий слой на армирующем материале толще, чем в способе нанесения под давлением на прессе. Кроме того, поскольку армирующий материал закрепляют на внутренней поверхности тела мембраны, способ обеспечивает достаточное сохранение механической прочности ионообменной мембраны.[0423] The method of combining under reduced pressure is characterized by making the third layer on the reinforcing material thicker than in the press-applied method. In addition, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane body, the method provides sufficient retention of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0424] Варианты описанных здесь способов наслоения являются примерными, и соэкструзия может проводиться после того, как предпочтительная конфигурация наслоения (например, комбинация слоев) надлежащим образом выбрана с учетом желательных конфигураций слоев тела мембраны и физических свойств, и тому подобного.[0424] Embodiments of the layering methods described herein are exemplary, and coextrusion may be performed after the preferred layering configuration (eg, a combination of layers) is appropriately selected in consideration of the desired membrane body layer configurations and physical properties, and the like.

[0425] С целью дополнительного улучшения электрических характеристик ионообменной мембраны, также возможно дополнительное размещение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, между первым слоем и вторым слоем, или применение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, вместо второго слоя.[0425] In order to further improve the electrical characteristics of the ion exchange membrane, it is also possible to additionally place a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group between the first layer and the second layer, or the use of a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group instead of the second layer.

[0426] Способ формирования четвертого слоя может быть способом, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, получают по отдельности и затем смешивают, или может представлять собой способ, в котором проводят сополимеризацию мономера, имеющего прекурсор группы карбоновой кислоты, и мономера, имеющего прекурсор сульфоновой кислоты.[0426] The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group are separately prepared and then mixed, or it may be a method in which a monomer is copolymerized having a precursor of a carboxylic acid group; and a monomer having a sulfonic acid precursor.

[0427] Когда четвертый слой используют в качестве компонента ионообменной мембраны, формируют соэкструдированную пленку первого слоя и четвертого слоя, в дополнение к этому отдельно формуют в пленки третий слой и второй слой, и наслоение может быть выполнено вышеуказанным способом. В альтернативном варианте три слоя из первого слоя/четвертого слоя/второго слоя могут быть одновременно сформованы с образованием пленки способом соэкструзии.[0427] When the fourth layer is used as a component of the ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, in addition, the third layer and the second layer are separately formed into films, and the laminating can be performed in the above manner. Alternatively, three layers of the first layer / fourth layer / second layer can be coextruded simultaneously to form a film.

[0428] В этом случае направление, в котором вытекает экструдируемая пленка, представляет собой MD. Как упомянуто выше, можно сформировать тело мембраны, содержащее фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу на армирующем материале.[0428] In this case, the direction in which the extruded film flows out is MD. As mentioned above, it is possible to form a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group on the reinforcing material.

[0429] В дополнение, ионообменная мембрана предпочтительно имеет выступающие участки, составленные фторсодержащим полимером, имеющим группу сульфоновой кислоты, то есть выступы на стороне поверхности, составленной слоем сульфоновой кислоты. В качестве способа формирования таких выступов, который конкретно не ограничивается, также может быть применен известный способ, включающий формирование выступов на поверхности смолы. Конкретным примером способа является способ тиснения поверхности тела мембраны. Например, вышеуказанные выступы могут быть сформированы с использованием заранее вытисненной отделяемой прокладочной бумаги, когда объединяют вышеуказанную композитную пленку, армирующий материал и тому подобное. В случае, когда выступы сформированы тиснением, высота и плотность размещения выступов могут регулироваться формой переносимого рельефа (формой отделяемой прокладочной бумаги).[0429] In addition, the ion exchange membrane preferably has protrusions constituted by a fluoropolymer having a sulfonic acid group, that is, protrusions on the side of the surface constituted by the sulfonic acid layer. As a method for forming such protrusions, which is not particularly limited, a known method including forming protrusions on a resin surface can also be applied. A specific example of the method is a method for embossing the surface of a membrane body. For example, the aforementioned protrusions can be formed using the pre-embossed release paper when the above composite film, reinforcing material, and the like are combined. In the case where the protrusions are formed by embossing, the height and density of the protrusions can be controlled by the shape of the transferred relief (the shape of the release paper).

[0430] (5) Этап гидролиза[0430] (5) Hydrolysis step

На этапе (5) выполняется этап гидролиза полученного на этапе (4) тела мембраны для преобразования прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу (этап гидролиза).At step (5), the stage of hydrolysis of the membrane body obtained at stage (4) is performed to convert the precursor of the ion-exchange group into an ion-exchange group (stage of hydrolysis).

[0431] На этапе (5) также возможно формирование растворением отверстий в теле мембраны путем растворения и удаления расходуемых пряжей, введенных в тело мембраны, действием кислоты или щелочи. Расходуемые пряжи могут оставаться в сквозных отверстиях без полного растворения и удаления. Оставшиеся в сквозных отверстиях расходуемые пряжи могут быть растворены и удалены раствором электролита, когда ионообменная мембрана подвергается электролизу.[0431] In step (5), it is also possible to dissolve holes in the membrane body by dissolving and removing consumable yarns introduced into the membrane body by the action of an acid or alkali. The consumable yarns can remain in the through holes without being completely dissolved and removed. The consumable yarns remaining in the through holes can be dissolved and removed by the electrolyte solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

[0432] Расходуемая пряжа растворяется в кислоте или щелочи на этапе получения ионообменной мембраны или в среде проведения электролиза. Расходуемые пряжи вымываются с образованием тем самым сквозных отверстий в соответствующих местах.[0432] The consumable yarn is dissolved in acid or alkali at the stage of obtaining the ion exchange membrane or in the electrolysis environment. The consumable yarns are washed out, thereby forming the through-holes at the appropriate locations.

[0433] Этап (5) может быть выполнен погружением тела мембраны, полученного на этапе (4), в гидролизующий раствор, содержащий кислоту или щелочь. Примером гидролизующего раствора, который может быть использован, является смешанный раствор, содержащий KOH и диметилсульфоксид (DMSO).[0433] Step (5) may be performed by immersing the membrane body obtained in step (4) in a hydrolysis solution containing an acid or alkali. An example of a hydrolysis solution that can be used is a mixed solution containing KOH and dimethyl sulfoxide (DMSO).

[0434] Смешанный раствор предпочтительно содержит KOH с нормальной концентрацией от 2,5 до 4,0 и DMSO от 25 до 35% по массе.[0434] The mixed solution preferably contains KOH at normal concentration from 2.5 to 4.0 and DMSO from 25 to 35% by weight.

[0435] Температура при гидролизе предпочтительно составляет от 70 до 100°С. Чем выше температура, тем большей может быть кажущаяся толщина. Температура более предпочтительно составляет от 75 до 100°C.[0435] The temperature in the hydrolysis is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent thickness can be. The temperature is more preferably 75 to 100 ° C.

[0436] Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 10 до 120 минут. Чем дольше гидролиз, тем большей может быть кажущаяся толщина. Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 20 до 120 минут.[0436] The duration of the hydrolysis is preferably 10 to 120 minutes. The longer the hydrolysis takes, the greater the apparent thickness can be. The duration of the hydrolysis is preferably 20 to 120 minutes.

[0437] Теперь будет более подробно описан этап формирования сквозных отверстий вымыванием расходуемых пряжей. Фигуры 46(a) и (b) представляют схематические виды для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[0437] The step of forming the through holes by washing out the sacrificial yarns will now be described in more detail. Figures 46 (a) and (b) are schematic views for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[0438] Фигуры 46(a) и (b) показывают армирующие пряжи 52, расходуемые пряжи 504а и сквозные отверстия 504, образованные только расходуемыми пряжами 504а, без иллюстрации других элементов, таких как тело мембраны.[0438] Figures 46 (a) and (b) show reinforcing yarns 52, sacrificial yarns 504a and through holes 504 formed only by sacrificial yarns 504a, without illustrating other features such as a membrane body.

[0439] Сначала армирующие пряжи 52, которые должны составлять армирующие материалы сердцевины в ионообменной мембране, и расходуемые пряжи 504а для образования сквозных отверстий 504 в ионообменной мембране используются как переплетенные между собой армирующие материалы. Затем, на этапе (5), расходуемые пряжи 504а вымываются с образованием сквозных отверстий 504.[0439] First, the reinforcing yarns 52, which are to constitute the core reinforcing materials in the ion exchange membrane, and the consumable yarns 504a for forming the through holes 504 in the ion exchange membrane are used as interlaced reinforcing materials. Then, in step (5), the consumable yarns 504a are washed out to form the through holes 504.

[0440] Вышеуказанный способ является простым, поскольку способ взаимного переплетения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а может быть скорректирован в зависимости от порядка размещения армирующих материалов сердцевины и сквозных отверстий в теле ионообменной мембраны.[0440] The above method is simple because the method of interlacing the reinforcing yarns 52 and the consumable yarns 504a can be adjusted depending on the placement order of the core reinforcing materials and the through holes in the body of the ion exchange membrane.

[0441] Фигура 46(a) представляет пример образованного полотняным переплетением армирующего материала, в котором армирующие пряжи 52 и расходуемые пряжи 504а взаимно переплетены как вдоль продольного направления, так и вдоль поперечного направления в бумаге, и при необходимости порядок размещения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а в армирующем материале может быть изменен.[0441] Figure 46 (a) illustrates an example of a plain weave reinforcing material in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a are interlaced in both the longitudinal direction and the transverse direction in the paper, and, if necessary, the order of placement of the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarn 504a in the reinforcing material can be changed.

[0442] (6) Этап нанесения[0442] (6) Application Step

На этапе (6) может быть сформирован слой покрытия путем приготовления покровной жидкости, содержащей частицы неорганического материала, полученного размалыванием необогащенной руды или плавлением необогащенной руды, и связующего, нанесения покровной жидкости на поверхность ионообменной мембраны, полученной на этапе (5), и высушивания покровной жидкости.In step (6), a coating layer can be formed by preparing a coating liquid containing particles of inorganic material obtained by grinding raw ore or melting raw ore and a binder, applying a coating liquid to the surface of the ion exchange membrane obtained in step (5), and drying the coating liquids.

[0443] Предпочтительное связующее представляет собой связующее, полученное гидролизом фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, водным раствором, содержащим диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), и затем погружением полимера в соляную кислоту для замещения противоиона ионообменной группы ионом H+ (например, фторсодержащего полимера, имеющего карбоксильную группу или сульфогруппу). Тем самым полимер с большей вероятностью растворится в воде или этаноле, как упомянуто ниже, что предпочтительно.[0443] A preferred binder is a binder obtained by hydrolysis of a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersing the polymer in hydrochloric acid to replace the counter ion of the ion exchange group with H + ( for example, a fluorine-containing polymer having a carboxyl group or a sulfo group). Thus, the polymer is more likely to dissolve in water or ethanol, as mentioned below, which is preferred.

[0444] Этот связующее растворяется в смешанном растворе воды и этанола. Объемное соотношение между водой и этанолом предпочтительно составляет от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2. Частицы неорганического материала с помощью шаровой мельницы диспергируются в растворяющей жидкости с образованием тем самым покровной жидкости. В этом случае также возможно корректирование среднего размера частиц и тому подобного частиц регулированием продолжительности и скорости вращения во время диспергирования. Предпочтительное количество смешиваемых частиц неорганического материала и связующего является таким, как упомянуто выше.[0444] This binder is dissolved in a mixed solution of water and ethanol. The volume ratio between water and ethanol is preferably 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, even more preferably 2: 1 to 1: 2. The particles of inorganic material are dispersed in the dissolving liquid by means of a ball mill, thereby forming a coating liquid. In this case, it is also possible to correct the average particle size and the like of particles by adjusting the duration and speed of rotation during dispersion. The preferred amount of the mixed particles of inorganic material and binder is as mentioned above.

[0445] Концентрация частиц неорганического материала и связующего в покровной жидкости конкретно не ограничивается, но предпочтительной является легкоподвижная покровная жидкость. Это обеспечивает возможность равномерного нанесения на поверхность ионообменной мембраны.[0445] The concentration of the particles of inorganic material and binder in the coating liquid is not particularly limited, but a free-flowing coating liquid is preferable. This makes it possible to uniformly apply the ion exchange membrane to the surface.

[0446] Кроме того, к дисперсии может быть добавлено поверхностно–активное вещество, когда диспергируются частицы неорганического материала. В качестве поверхностно–активного вещества предпочтительны неионные поверхностно–активные вещества, и их примеры включают HS–210, NS–210, P–210 и E–212 производства фирмы NOF CORPORATION.[0446] In addition, a surfactant may be added to the dispersion when particles of inorganic material are dispersed. As the surfactant, nonionic surfactants are preferred and examples include HS-210, NS-210, P-210 and E-212 from NOF CORPORATION.

[0447] Полученную покровную жидкость наносят на поверхность ионообменной мембраны способом нанесения распылением или нанесением покрытия валиком с образованием тем самым ионообменной мембраны.[0447] The resulting coating liquid is applied to the surface of the ion exchange membrane by spray application or roller coating, thereby forming an ion exchange membrane.

[0448] [Микропористая мембрана][0448] [Microporous Membrane]

Микропористая мембрана по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть сформирована с образованием слоистого изделия с электродом для электролиза, как упомянуто выше. Могут быть использованы разнообразные микропористые мембраны.The microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited as long as the membrane can be formed to form an electrode laminated article for electrolysis as mentioned above. A variety of microporous membranes can be used.

Пористость микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается, но может составлять, например, от 20 до 90, и предпочтительно от 30 до 85. Вышеуказанная пористость может быть рассчитана по следующей формуле:The porosity of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 90, and preferably 30 to 85. The above porosity can be calculated by the following formula:

Пористость=(1–(вес мембраны в сухом состоянии)/(вес, рассчитанный по объему, рассчитанному по величинам толщины, ширины и длины мембраны, и плотности материала мембраны))×100Porosity = (1– (dry weight of the membrane) / (weight calculated from the volume, calculated from the values of the thickness, width and length of the membrane, and the density of the membrane material)) × 100

Средний размер пор в микропористой мембране по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 0,01 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 0,05 мкм до 5 мкм. Что касается среднего размера пор, то, например, мембрану разрезают вертикально по направлению толщины, и сечение обследуют методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE–SEM). Средний размер пор может быть получен измерением диаметра примерно 100 пор и усреднением результатов измерения.The average pore size in the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 0.01 µm to 10 µm, preferably 0.05 µm to 5 µm. With regard to the average pore size, for example, the membrane is cut vertically in the direction of thickness, and the cross section is examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The average pore size can be obtained by measuring the diameter of about 100 pores and averaging the results.

Толщина микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 600 мкм. Вышеуказанная толщина может быть измерена с использованием, например, микрометра (производства фирмы Mitutoyo Corporation) или тому подобного.The thickness of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 10 µm to 1000 µm, preferably 50 µm to 600 µm. The above thickness can be measured using, for example, a micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation) or the like.

Конкретные примеры микропористой мембраны, как вышеупомянутой, включают Zirfon Perl UTP 500 производства фирмы Agfa (также называемые в настоящем варианте осуществления мембраной Zirfon) и они описаны в Международной публикации № WO 2013–183584 и Международной публикации № WO 2016–203701.Specific examples of a microporous membrane as above include Zirfon Perl UTP 500 manufactured by Agfa (also referred to as a Zirfon membrane in this embodiment) and are described in International Publication No. WO 2013-183584 and International Publication No. WO 2016-203701.

[0449] В настоящем варианте осуществления мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей значение EW (ионообменной емкости), отличное от EW слоя первой ионообменной смолы. В дополнение, мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей иную функциональную группу, нежели функциональная группа в слое первой ионообменной смолы. Ионообменная емкость может быть скорректирована посредством введенной функциональной группы, и функциональные группы, которые могут быть введены, являются такими, как упомянуто выше.[0449] In the present embodiment, the membrane preferably comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having an EW (ion exchange capacity) value different from the EW of the first ion exchange resin layer. In addition, the membrane preferably contains a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having a different functional group than the functional group in the first ion exchange resin layer. The ion exchange capacity can be adjusted by the introduced functional group, and the functional groups that can be introduced are as mentioned above.

[0450] [Область крепления][0450] [Attachment Area]

В настоящем варианте осуществления электрод для электролиза закреплен по меньшей мере в одной области поверхности мембраны, и в разделе <Третий вариант осуществления> одна или две, или многие области также называются областями крепления. Область крепления в настоящем варианте осуществления конкретно не ограничивается при условии, что область представляет собой часть, назначением которой является предотвращение отделения электрода для электролиза от мембраны и закрепление мембраны на электроде для электролиза. Например, электрод для электролиза сам по себе служит в качестве крепежного средства, образуя область крепления, или крепежный элемент, который является отдельным от электрода для электролиза, может служить крепежным средством для образования области крепления. Область крепления в настоящем варианте осуществления может присутствовать только в положении, соответствующем проводящей поверхности во время электролиза, или может быть протяженной до положения, соответствующего непроводящей поверхности. «Проводящая поверхность» соответствует участку, рассчитанному на обеспечение миграции электролитов между анодной камерой и катодной камерой. «Непроводящая поверхность» означает иной участок, нежели проводящая поверхность.In the present embodiment, the electrolysis electrode is fixed in at least one region of the membrane surface, and in <Third Embodiment> one or two or many regions are also referred to as attachment regions. The attachment area in the present embodiment is not particularly limited as long as the area is a portion whose purpose is to prevent the electrolysis electrode from separating from the membrane and to attach the membrane to the electrolysis electrode. For example, the electrolysis electrode itself serves as a fastening means to define the attachment area, or a fastener that is separate from the electrolysis electrode can serve as a fastening means to define the attachment area. The attachment area in the present embodiment may be present only at a position corresponding to a conductive surface during electrolysis, or may be extended to a position corresponding to a non-conductive surface. The "conductive surface" corresponds to an area designed to allow electrolyte migration between the anode chamber and the cathode chamber. “Non-conductive surface” means an area other than a conductive surface.

Кроме того, в настоящем варианте осуществления доля области крепления на поверхности мембраны (ниже называемая просто «долей α»), будет составлять более 0% и менее 93%. Вышеуказанная доля может быть определена как доля площади области крепления (ниже называемая просто «площадью S3») в площади поверхности мембраны (ниже называемой просто «площадью S1»). В настоящем варианте осуществления «поверхность мембраны» означает поверхность стороны, на которой присутствует электрод для электролиза, среди поверхностей, которые имеет мембрана. Площадь, не покрываемая электродом для электролиза в вышеупомянутой поверхности мембраны, также входит в площадь S1.In addition, in the present embodiment, the portion of the attachment area on the membrane surface (hereinafter referred to simply as "fraction α") will be more than 0% and less than 93%. The above proportion can be defined as the proportion of the area of the attachment area (hereinafter referred to simply as "area S3") in the surface area of the membrane (hereinafter referred to simply as "area S1"). In the present embodiment, the “membrane surface” means the surface of the side on which the electrode for electrolysis is present, among the surfaces that the membrane has. The area not covered by the electrolysis electrode in the above membrane surface is also included in the area S1.

С точки зрения улучшения стабильности образованного мембраной и электродом для электролиза слоистого изделия, доля α (=100×S3/S1) предпочтительно составляет 0,00000001% или более, более предпочтительно 0,0000001% или более. Напротив, как согласно стандартной технологии, в случае мембраны и электрода для электролиза, плотно соединенных друг с другом по всей контактной поверхности между ними таким способом, как термокомпрессия (то есть в ситуации, где доля составляет 100%), вся поверхность контакта электрода упирается в мембрану и тем самым физически склеивается с нею. Такая область прилегания препятствует миграции ионов натрия в мембране, тем самым заметно повышая электрическое напряжение. В настоящем варианте осуществления с целью создания достаточного пространства для свободной миграции ионов вышеуказанная доля составляет менее 93%, предпочтительно 90% или менее, более предпочтительно 70% или менее, еще более предпочтительно менее 60%.From the viewpoint of improving the stability of the laminated article formed by the membrane and the electrolysis electrode, the fraction α (= 100 × S3 / S1) is preferably 0.00000001% or more, more preferably 0.0000001% or more. In contrast, as per standard technology, in the case of the membrane and the electrolysis electrode tightly connected to each other over the entire contact surface between them in a manner such as thermocompression (i.e. in a situation where the proportion is 100%), the entire contact surface of the electrode rests against membrane and thereby physically adheres to it. Such an area of adhesion prevents the migration of sodium ions in the membrane, thereby significantly increasing the electrical voltage. In the present embodiment, in order to create sufficient space for free migration of ions, the above proportion is less than 93%, preferably 90% or less, more preferably 70% or less, even more preferably less than 60%.

[0451] В настоящем варианте осуществления, с точки зрения достижения лучшей производительности электролиза, предпочтительно регулировать площадь области соответственно только проводящей поверхности (ниже называемой просто «площадью S3’») в площади области крепления (площади S3). То есть предпочтительно регулировать долю площади S3’ (ниже называемую просто «долей β») в площади проводящей поверхности (ниже называемой просто «площадью S2»). Площадь S2 может быть идентифицирована как площадь поверхности электрода для электролиза (подробности будут изложены ниже). Более конкретно, в настоящем варианте осуществления доля β (=100×S3’/S2) предпочтительно составляет более 0% и менее 100%, более предпочтительно 0,0000001% или более и менее 83%, более предпочтительно 0,000001% или более и 70% или менее, еще более предпочтительно 0,00001% или более и 25% или менее.[0451] In the present embodiment, from the viewpoint of achieving better electrolysis performance, it is preferable to adjust the area of the region of the conductive surface only (hereinafter simply referred to as “S3’ ”) in the attachment area (S3 area). That is, it is preferable to adjust the area fraction S3 '(hereinafter simply referred to as “β fraction”) in the conductive surface area (hereinafter referred to simply as “S2 area”). The area S2 can be identified as the surface area of the electrolysis electrode (details will be described below). More specifically, in the present embodiment, the proportion β (= 100 × S3 '/ S2) is preferably more than 0% and less than 100%, more preferably 0.0000001% or more and less than 83%, more preferably 0.000001% or more and 70% or less, even more preferably 0.00001% or more and 25% or less.

[0452] Вышеописанные доли α и β могут быть измерены, например, следующим образом:[0452] The above-described proportions of α and β can be measured, for example, as follows:

Сначала рассчитывают площадь S1 поверхности мембраны. Затем рассчитывают площадь S2 электрода для электролиза. Площади S1 и S2 здесь могут быть выявлены как площадь, когда слоистое изделие из мембраны и электрода для электролиза рассматривают со стороны электрода для электролиза (смотри Фигуру 57).First, the surface area S1 of the membrane is calculated. Then, the area S2 of the electrolysis electrode is calculated. The areas S1 and S2 can here be identified as an area when the membrane-electrolysis electrode laminate is viewed from the side of the electrolysis electrode (see Figure 57).

Форма электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и электрод может иметь отверстия. В случае, где форма представляет собой сетку или тому подобное, которая имеет отверстия и коэффициент открытой пористости составляет менее 90% (i), как для S2, участки отверстий включены в площадь S2. Напротив, в случае, где коэффициент открытой пористости составляет 90% или более (ii), область за исключением участков отверстий используется для расчета S2, чтобы достигать достаточной производительности электролиза. Указанный здесь коэффициент открытой пористости представляет собой численное значение (%; 100×S’/S’’), полученное делением общей площади S’ участков отверстий в электроде для электролиза на площадь S’’ электрода для электролиза, которое получается, когда участки отверстий включены в площадь.The shape of the electrolysis electrode is not particularly limited, and the electrode may have holes. In the case where the shape is a mesh or the like that has holes and the open porosity ratio is less than 90% (i) as for S2, the hole portions are included in the area S2. In contrast, in the case where the open porosity ratio is 90% or more (ii), the area excluding the hole portions is used to calculate S2 in order to achieve sufficient electrolysis capacity. The open porosity ratio specified here is a numerical value (%; 100 × S '/ S ") obtained by dividing the total area S' of the hole portions in the electrolysis electrode by the area S" of the electrolysis electrode, which is obtained when the hole portions are included. into the area.

Площадь области крепления (площадь S3 и площадь S3’) будут пояснены ниже.The area of the attachment area (area S3 and area S3 ') will be explained below.

Как описано выше, доля α (%) области на поверхности мембраны может быть определена расчетом 100×(S3/S1). Кроме того, доля β (%) площади участка, соответствующего только проводящей поверхности области крепления, относительно площади проводящей поверхности, может быть определена расчетом 100×(S3’/S2).As described above, the fraction α (%) of the area on the membrane surface can be determined by calculating 100 × (S3 / S1). In addition, the area fraction β (%) of the area corresponding only to the conductive surface of the attachment area relative to the area of the conductive surface can be determined by calculating 100 × (S3 ’/ S2).

Более конкретно, измерение может быть выполнено способом, описываемым в приведенных ниже Примерах.More specifically, the measurement can be performed in the manner described in the Examples below.

[0453] Площадь S1 поверхности мембраны, идентифицируемая, как указано выше, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет величину, 1–кратную или более и 5–кратную или менее, более предпочтительно 1–кратную или более и 4–кратную или менее, еще более предпочтительно 1–кратную или более и 3–кратную или менее величины площади S2 проводящей поверхности.[0453] The membrane surface area S1, identified as above, is not particularly limited, but is preferably 1 times or more and 5 times or less, more preferably 1 times or more and 4 times or less, yet more preferably 1 times or more and 3 times or less the area S2 of the conductive surface.

[0454] В настоящем варианте осуществления конфигурация крепления не предполагается быть ограниченной, но, например, может применяться конфигурация крепления, приведенная ниже в порядке примеров. Может быть использована только одна конфигурация крепления или могут применяться две или более конфигураций крепления в комбинации.[0454] In the present embodiment, the attachment configuration is not intended to be limited, but, for example, the attachment configuration shown below by way of examples may be applied. Only one mounting configuration may be used, or two or more mounting configurations may be used in combination.

[0455] В настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть электрода для электролиза предпочтительно пронизывает мембрану и тем самым закрепляется в области крепления. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 47А.[0455] In the present embodiment, at least a portion of the electrolysis electrode preferably penetrates the membrane and is thereby fixed in the attachment region. This aspect will be described using Figure 47A.

На фигуре 47А по меньшей мере часть электрода 2 для электролиза пронизывает мембрану 3 и тем самым закрепляется. Как показано на Фигуре 47А, часть электрода 2 для электролиза пронизывает мембрану 3. Фигура 47А показывает пример, в котором электрод 2 для электролиза представляет собой металлический пористый электрод. То есть на фигуре 47А множество участков электрода 2 для электролиза показаны раздельными, но эти участки являются непрерывными. Таким образом, показано поперечное сечение цельного металлического пористого электрода (то же самое применимо на Фигурах 48–51 ниже).In Figure 47A, at least a portion of the electrolysis electrode 2 penetrates the membrane 3 and is thereby secured. As shown in Figure 47A, a portion of the electrolysis electrode 2 penetrates the membrane 3. Figure 47A shows an example in which the electrolysis electrode 2 is a metal porous electrode. That is, in Figure 47A, a plurality of portions of the electrolysis electrode 2 are shown as separate, but the portions are continuous. Thus, a cross-section of a solid metal porous electrode is shown (the same applies in Figures 48-51 below).

В конфигурации электрода, когда мембрана 3 в предварительно заданном положении (положении, которое представляет собой область крепления) прижата к электроду 2 для электролиза, например, часть мембраны 3 вдавливается в геометрическую форму выступов или в геометрическую форму отверстий на поверхности электрода 2 для электролиза. Тогда углубления на поверхности электрода и выступы вокруг отверстий проникают в мембрану 3 и предпочтительно пронизывают наружную поверхность 3b мембраны 3, как показано на Фигуре 47А.In the configuration of the electrode, when the membrane 3 in a predetermined position (the position that is the attachment region) is pressed against the electrolysis electrode 2, for example, a part of the membrane 3 is pressed into the geometry of the protrusions or the geometry of the holes on the surface of the electrolysis electrode 2. Then, the depressions on the surface of the electrode and the protrusions around the holes penetrate the membrane 3 and preferably penetrate the outer surface 3b of the membrane 3, as shown in Figure 47A.

[0456] Как описано выше, конфигурация крепления на фигуре 47А может быть сформирована прижатием мембраны 3 к электроду 2 для электролиза. В этом случае мембрану 3 размягчают нагреванием и затем подвергают термокомпрессии и термовакуумной обработке. Затем электрод 2 для электролиза пронизывает мембрану 3. В альтернативном варианте мембрана 3 может быть использована в расплавленном состоянии. В этом случае мембрана 3 предпочтительно всасывается со стороны наружной поверхности 2b (стороны задней поверхности) электрода 2 для электролиза в состоянии, показанном на фигуре 47В. Область, в которой мембрана 3 вдавливается в электрод 2 для электролиза, составляет «область крепления».[0456] As described above, the attachment pattern in Figure 47A can be formed by pressing the membrane 3 against the electrolysis electrode 2. In this case, the membrane 3 is softened by heating and then subjected to thermal compression and thermal vacuum treatment. The electrolysis electrode 2 then penetrates the membrane 3. Alternatively, the membrane 3 can be used in a molten state. In this case, the membrane 3 is preferably sucked from the outer surface 2b side (rear surface side) of the electrolysis electrode 2 in the state shown in FIG. 47B. The area in which the membrane 3 is pressed into the electrolysis electrode 2 constitutes the "attachment area".

[0457] Конфигурацию крепления, показанную на фигуре 47А, можно рассмотреть с помощью увеличительного стекла (лупы), оптического микроскопа или электронного микроскопа. Поскольку электрод 2 для электролиза пронизывал мембрану 3, можно оценить конфигурацию крепления на фигуре 47А посредством испытания на проводимость между наружной поверхностью 3b мембраны 3 и наружной поверхностью 2b электрода 2 для электролиза с использованием тестера или тому подобного.[0457] The mount configuration shown in FIG. 47A can be viewed with a magnifying glass (loupe), optical microscope, or electron microscope. Since the electrolysis electrode 2 has penetrated the membrane 3, it is possible to evaluate the attachment configuration in FIG. 47A by testing the conductivity between the outer surface 3b of the membrane 3 and the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2 using a tester or the like.

[0458] На фигуре 47А участки пронизывания в разделяющей анодную камеру и катодную камеру мембране предпочтительно являются непроницаемыми для раствора электролита. Таким образом, размер пор на участке пронизывания предпочтительно является достаточно небольшим, не позволяя электролиту проникать через этот участок. Более конкретно, предпочтительно проявляются характеристики, сравнимые с характеристиками мембраны, не имеющей участка пронизывания, когда выполняется испытание электролиза. В альтернативном варианте участок пронизывания предпочтительно подвергается обработке для предотвращения проникновения раствора электролита. Предпочтительным является применение на участке пронизывания материала, который не вымывается или не разлагается раствором электролита анодной камеры, образованными в анодной камере продуктами, раствором электролита катодной камеры и продуктами, образованными в катодной камере. Например, предпочтительны EPDM и фторсодержащие смолы. Более предпочтительна фторсодержащая смола, имеющая ионообменную группу.[0458] In Figure 47A, the penetration portions of the membrane separating the anode compartment and the cathode compartment are preferably impermeable to the electrolyte solution. Thus, the pore size in the penetration site is preferably small enough to prevent electrolyte from penetrating through the penetration site. More specifically, it is preferable to exhibit characteristics comparable to the characteristics of the membrane having no penetration portion when the electrolysis test is performed. Alternatively, the piercing site is preferably treated to prevent the penetration of the electrolyte solution. It is preferable to use a material at the permeation site that is not washed out or decomposed by the electrolyte solution of the anode chamber, the products formed in the anode chamber, the electrolyte solution of the cathode chamber and the products formed in the cathode chamber. For example, EPDM and fluorine resins are preferred. More preferred is a fluorine-containing resin having an ion exchange group.

[0459] В настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть электрода для электролиза предпочтительно расположена внутри мембраны и тем самым закреплена в области крепления. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 48А.[0459] In the present embodiment, at least a portion of the electrolysis electrode is preferably located inside the membrane and thereby fixed in the attachment region. This aspect will be described using Figure 48A.

[0460] Как описано выше, поверхность электрода 2 для электролиза имеет геометрию выступов и геометрию отверстий. В варианте осуществления, показанном на фигуре 48А, часть поверхности электрода входит в мембрану 3, достигая предварительно заданного положения (положения, которое представляет собой область крепления), и тем самым закрепляется. Показанная на фигуре 48А конфигурация крепления может быть образована вдавливанием мембраны 3 в поверхность электрода 2 для электролиза. В этом случае конфигурация крепления по Фигуре 48А предпочтительно создается размягчением мембраны 3 нагреванием, и затем путем термокомпрессии или термовакуумной обработки мембраны 3. В альтернативном варианте конфигурация крепления на фигуре 48А может быть образована расплавлением мембраны 3. В этом случае мембрана 3 предпочтительно всасывается со стороны наружной поверхности 2b (стороны задней поверхности) электрода 2 для электролиза.[0460] As described above, the surface of the electrolysis electrode 2 has a protrusion geometry and a hole geometry. In the embodiment shown in FIG. 48A, a portion of the electrode surface enters the membrane 3 to reach a predetermined position (the position that is the attachment region) and is thereby secured. The attachment configuration shown in FIG. 48A can be formed by pressing the membrane 3 into the surface of the electrolysis electrode 2. In this case, the fastening configuration of Figure 48A is preferably created by softening the membrane 3 by heating, and then by thermocompression or thermal vacuum treatment of the membrane 3. Alternatively, the fastening configuration of Figure 48A can be formed by melting the membrane 3. In this case, the membrane 3 is preferably sucked from the outside surfaces 2b (sides of the rear surface) of the electrode 2 for electrolysis.

[0461] Показанную на фигуре 48А конфигурацию крепления можно обследовать с помощью увеличительного стекла (лупы), оптического микроскопа или электронного микроскопа. В особенности предпочтителен способ, включающий подвергание образца обработке с заливкой в смолу, затем создания поперечного сечения с помощью микротома и обследования поперечного сечения. В конфигурации крепления, показанной на фигуре 48А, электрод 2 для электролиза не пронизывает мембрану 3. Таким образом, испытанием на проводимость нельзя выявить проводимость между наружной стороной 3b мембраны 3 и наружной поверхностью 2b электрода 2 для электролиза.[0461] The mounting configuration shown in FIG. 48A can be observed with a magnifying glass (loupe), an optical microscope, or an electron microscope. Particularly preferred is a method comprising subjecting the sample to a resin embedding treatment, then generating a cross-section with a microtome and examining the cross-section. In the attachment configuration shown in FIG. 48A, the electrolysis electrode 2 does not penetrate the membrane 3. Thus, the conductivity test cannot detect conductivity between the outer side 3b of the membrane 3 and the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2.

[0462] В настоящем варианте осуществления предпочтительно дополнительное наличие крепежного элемента для закрепления мембраны и электрода для электролиза. Этот аспект будет описан с использованием Фигур 49А–С.[0462] In the present embodiment, it is preferable to additionally have an attachment member for securing the membrane and the electrolysis electrode. This aspect will be described using Figures 49A-C.

[0463] Показанная на фигуре 49А конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой используется крепежный элемент 7, который является отдельным от электрода 2 для электролиза и мембраны 3, и крепежный элемент 7 пронизывает и тем самым закрепляет электрод 2 для электролиза и мембрану 3. Электрод 2 для электролиза необязательно должен быть пронизан крепежным элементом 7 и должен быть закреплен крепежным элементом 7 так, чтобы не отделяться от мембраны 3. Материал для крепежного элемента 7 конкретно не ограничивается, и в качестве крепежного элемента 7 могут быть использованы материалы, состоящие, например, из металла, смолы или тому подобного. Примеры металла включают никель, нихром, титан и нержавеющую сталь (SUS). Могут быть использованы их оксиды. Примеры смолы, которая может быть использована, включают фторсодержащие смолы (например, политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкоксиэтилена (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), описываемые ниже материалы для мембраны 3, поливинилиденфторид (PVDF), этилен–пропилен–диеновый каучук (EPDM), полиэтилен (PP), полипропилен (PE), нейлон и арамид.[0463] The attachment configuration shown in FIG. 49A is a configuration in which an attachment member 7 is used that is separate from the electrolysis electrode 2 and the membrane 3, and the attachment member 7 penetrates and thereby secures the electrolysis electrode 2 and the membrane 3. Electrode 2 for electrolysis need not be pierced by the fastener 7, and must be fixed with the fastener 7 so as not to separate from the membrane 3. The material for the fastener 7 is not particularly limited, and materials consisting of, for example, metal, resin or the like. Examples of the metal include nickel, nichrome, titanium, and stainless steel (SUS). Their oxides can be used. Examples of the resin that can be used include fluorine resins (e.g., polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene (PFA) copolymers, tetrafluoroethylene-ethylene copolymers (ETFE), membrane materials 3 described below, polyvinylidene fluoride) ethylene (PVDF) –Diene rubber (EPDM), polyethylene (PP), polypropylene (PE), nylon and aramid.

Например, в настоящем варианте осуществления применяется нитевидный крепежный элемент 7 (нитевидный металл или полимер) для сшивания в предварительно заданном положении (положении области крепления) между наружной поверхностью 2b электрода 2 для электролиза и наружной поверхностью 3b мембраны 3, как показано на Фигурах 49В и С. Нитевидный полимер конкретно не ограничивается, но его примеры включают пряжи из PTFE. Также можно скреплять электрод 2 для электролиза с мембраной 3 с использованием такого крепежного средства, как защипы.For example, the present embodiment employs a filamentary fastener 7 (filamentary metal or polymer) for sewing at a predetermined position (fastening region position) between the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2 and the outer surface 3b of the membrane 3, as shown in Figures 49B and C. The filamentous polymer is not particularly limited, but examples thereof include PTFE yarns. It is also possible to secure the electrolysis electrode 2 to the membrane 3 using fastening means such as pins.

[0464] На Фигурах 49А–С раствор электролита предпочтительно не проникает через разделяющую анодную камеру и катодную камеру мембрану на участке пронизывания. Таким образом, размер пор на участке пронизывания предпочтительно является достаточно небольшим, не позволяя раствору электролита проникать через этот участок. Более конкретно, предпочтительно проявляются характеристики, сравнимые с характеристиками мембраны, не имеющей участка пронизывания, когда выполняется испытание электролиза. В альтернативном варианте участок пронизывания предпочтительно подвергается обработке для предотвращения проникновения раствора электролита. Предпочтительным является применение на участке пронизывания материала, который не вымывается или не разлагается раствором электролита анодной камеры, образованными в анодной камере продуктами, раствором электролита катодной камеры и продуктами, образованными в катодной камере. Например, предпочтительны EPDM и фторсодержащие смолы. Более предпочтительна фторсодержащая смола, имеющая ионообменную группу.[0464] In Figures 49A-C, the electrolyte solution preferably does not penetrate the anode-cathode compartment separating membrane at the piercing site. Thus, the pore size at the penetration site is preferably small enough to prevent the electrolyte solution from penetrating through the penetration site. More specifically, it is preferable to exhibit characteristics comparable to the characteristics of the membrane having no penetration portion when the electrolysis test is performed. Alternatively, the piercing site is preferably treated to prevent the penetration of the electrolyte solution. It is preferable to use a material at the permeation site that is not washed out or decomposed by the electrolyte solution of the anode chamber, the products formed in the anode chamber, the electrolyte solution of the cathode chamber and the products formed in the cathode chamber. For example, EPDM and fluorine resins are preferred. More preferred is a fluorine-containing resin having an ion exchange group.

[0465] Показанная на фигуре 50 конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой закрепление достигается посредством органической смолы (адгезивного слоя), размещенной между электродом 2 для электролиза и мембраной 3. То есть на фигуре 50 показана конфигурация, в которой органическая смола в качестве крепежного элемента 7 размещается в предварительно заданном положении (положении области крепления) между электродом 2 для электролиза и мембраной 3, чтобы тем самым закрепить их склеиванием. Например, органическую смолу наносят на внутреннюю поверхность 2а электрода 2 для электролиза, внутреннюю поверхность 3а мембраны 3 или на одну или на обе из внутренней поверхности 2а электрода 2 для электролиза и внутренней поверхности 3а мембраны 3. Затем показанная на фигуре 50 конфигурация крепления может быть образована наслоением электрода 2 для электролиза на мембрану 3. Материалы для органической смолы конкретно не ограничиваются, но их примеры, которые могут быть применены, включают фторсодержащие смолы (например, PTFE, PFA и ETFE), и смолы, подобные материалам, составляющим мембрану 3, как упомянуто выше. Также могут быть применены, насколько уместно, имеющиеся в продаже на рынке фторсодержащие адгезивы и PTFE–дисперсии. Кроме того, также могут быть использованы многоцелевые винилацетатные адгезивы, клеи на основе этилен–винилацетатных сополимеров, клеи на основе акриловых смол, α–олефиновые адгезивы, клеи на основе бутадиен–стирольных каучуковых латексов, адгезивы на основе винилхлоридных смол, хлоропреновые адгезивы, нитрилкаучуковые клеи, адгезивы на основе уретановых каучуков, эпоксидные клеи, адгезивы на основе силиконовых смол, модифицированные силиконовые адгезивы, адгезивы на основе модифицированным эпоксидами силиконовых смол, адгезивы на основе силилированных уретановых смол, цианакрилатные клеи и тому подобное.[0465] The attachment configuration shown in FIG. 50 is a configuration in which attachment is achieved by an organic resin (adhesive layer) interposed between the electrolysis electrode 2 and the membrane 3. That is, FIG. 50 shows a configuration in which an organic resin is used as an attachment. of the element 7 is placed in a predetermined position (the position of the attachment region) between the electrolysis electrode 2 and the membrane 3, to thereby secure them by gluing. For example, an organic resin is applied to the inner surface 2a of the electrolysis electrode 2, the inner surface 3a of the membrane 3, or one or both of the inner surface 2a of the electrolysis electrode 2 and the inner surface 3a of the membrane 3. Then, the attachment configuration shown in FIG. 50 can be formed by laminating the electrolysis electrode 2 to the membrane 3. Materials for the organic resin are not specifically limited, but examples thereof that can be used include fluorine resins (e.g., PTFE, PFA, and ETFE), and resins like the materials constituting the membrane 3, such as mentioned above. Commercially available fluorine adhesives and PTFE dispersions can also be used, as appropriate. In addition, multipurpose vinyl acetate adhesives, adhesives based on ethylene-vinyl acetate copolymers, adhesives based on acrylic resins, α-olefin adhesives, adhesives based on styrene-butadiene rubber latexes, adhesives based on vinyl chloride nitric resins, chlorinated adhesives , urethane rubber adhesives, epoxy adhesives, silicone resin adhesives, modified silicone adhesives, epoxy modified silicone resin adhesives, silylated urethane resin adhesives, cyanoacrylate adhesives, and the like.

В настоящем варианте осуществления могут быть использованы органические смолы, которые растворяются в растворе электролита или растворяются или разлагаются во время электролиза. Примеры органических смол, которые растворяются в растворе электролит, или растворяются или разлагаются во время электролиза, включают, но без ограничения этим, винилацетатные адгезивы, клеи на основе этилен–винилацетатных сополимеров, клеи на основе акриловых смол, α–олефиновые адгезивы, клеи на основе бутадиен–стирольных каучуковых латексов, адгезивы на основе винилхлоридных смол, хлоропреновые адгезивы, нитрилкаучуковые клеи, адгезивы на основе уретановых каучуков, эпоксидные клеи, адгезивы на основе силиконовых смол, модифицированные силиконовые адгезивы, адгезивы на основе модифицированным эпоксидами силиконовых смол, адгезивы на основе силилированных уретановых смол и цианакрилатные клеи.In the present embodiment, organic resins that dissolve in an electrolyte solution or dissolve or decompose during electrolysis can be used. Examples of organic resins that dissolve in electrolyte solution, or dissolve or decompose during electrolysis include, but are not limited to, vinyl acetate adhesives, ethylene vinyl acetate copolymer adhesives, acrylic resin adhesives, α-olefin adhesives, styrene-butadiene rubber latexes, adhesives based on vinyl chloride resins, chloroprene adhesives, nitrile rubber adhesives, adhesives based on urethane rubbers, epoxy adhesives, adhesives based on silicone resins, modified silicone adhesives based on adhesives, adhesives based on adhesives resins and cyanoacrylate adhesives.

Показанная на фигуре 50 конфигурация крепления может быть обследована с помощью оптического микроскопа или электронного микроскопа. В особенности предпочтителен способ, включающий подвергание образца обработке с заливкой в смолу, затем создания поперечного сечения с помощью микротома и обследования поперечного сечения.The mounting configuration shown in FIG. 50 can be observed with an optical microscope or an electron microscope. Particularly preferred is a method comprising subjecting the sample to a resin embedding treatment, then generating a cross-section with a microtome and examining the cross-section.

[0466] В настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть крепежного элемента предпочтительно снаружи зажимает мембрану и электрод для электролиза. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 51А.[0466] In the present embodiment, at least a portion of the fastener preferably grips the membrane and the electrolysis electrode from the outside. This aspect will be described using Figure 51A.

Показанная на фигуре 51А конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой электрод 2 для электролиза и мембрана 3 зажаты снаружи и закреплены. То есть наружная поверхность 2b электрода 2 для электролиза и наружная поверхности 3b мембраны 3 проложены между и скреплены зажимным средством (приспособлением) в качестве крепежного элемента 7. В показанной на фигуре 51А конфигурации крепления также включено состояние, в котором зажимное средство зацепляется за электрод 2 для электролиза и мембрану 3. Примеры зажимного средства включают липкую ленту и скрепки.The fastening configuration shown in FIG. 51A is a configuration in which the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 are clamped outwardly and fixed. That is, the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2 and the outer surface 3b of the membrane 3 are sandwiched between and fastened by the clamping means (fixture) as the fastening member 7. In the fastening configuration shown in FIG. 51A, the state in which the clamping means engages with the electrode 2 is also included. electrolysis and membrane 3. Examples of clamping means include tape and paper clips.

В настоящем варианте осуществления может быть использован зажимной элемент, который растворяется в растворе электролита. Примеры зажимного элемента, который растворяется в растворе электролита, включают ленту и скрепки из PET, а также ленту и скрепки из PVA.In the present embodiment, a clamping member that dissolves in an electrolyte solution can be used. Examples of a clamping member that dissolves in an electrolyte solution include PET tape and staples, and PVA tape and staples.

[0467] В конфигурации крепления, показанной на фигуре 51А, в отличие от примеров согласно Фигурам 47–50, электрод 2 для электролиза и мембрана 3 не соединены на поверхности раздела между ними, но внутренняя поверхность 2а электрода 2 для электролиза и внутренняя поверхность 3а мембраны 3 только примыкают друг к другу или находятся напротив друг друга. Удалением зажимного элемента можно высвободить электрод 2 для электролиза и мембрану 3 из закрепленного состояния и отделить электрод 2 для электролиза от мембраны 3.[0467] In the attachment configuration shown in Figure 51A, unlike the examples according to Figures 47-50, the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 are not connected at the interface between them, but the inner surface 2a of the electrolysis electrode 2 and the inner surface 3a of the membrane 3 only adjoin each other or are opposite each other. By removing the clamping element, it is possible to release the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 from the fixed state and separate the electrolysis electrode 2 from the membrane 3.

Хотя это не показано на Фигуре 51А, также можно закрепить электрод 2 для электролиза и мембрану 3 с использованием зажимного элемента в электролитической ячейке.Although not shown in Figure 51A, it is also possible to secure the electrolysis electrode 2 and membrane 3 using a clamping member in the electrolytic cell.

Например, можно отогнуть PTFE–ленту назад, закрепляя мембрану и электрод.For example, you can bend the PTFE tape back to secure the diaphragm and electrode.

[0468] Кроме того, в настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть крепежного элемента предпочтительно закрепляет мембрану и электрод для электролиза магнитной силой. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 51В.[0468] In addition, in the present embodiment, at least a part of the fastening member preferably fixes the membrane and the electrolysis electrode by magnetic force. This aspect will be described using Figure 51B.

Показанная на фигуре 51В конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой электрод 2 для электролиза и мембрана 3 зажаты снаружи и закреплены. Отличие от примера на фигуре 51А состоит в том, что в качестве зажимного элемента используется пара магнитов, которая составляет крепежный элемент. В этом аспекте конфигурации крепления, показанном на фигуре 51В, слоистое изделие 1 присоединяется к электролизеру. После этого, во время работы электролизера, зажимной элемент может быть оставлен, как есть, или же может быть удален из слоистого изделия 1.The fastening configuration shown in FIG. 51B is a configuration in which the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 are clamped outwardly and fixed. The difference from the example in Figure 51A is that a pair of magnets is used as the clamping member, which constitutes the holding member. In this aspect of the attachment configuration shown in FIG. 51B, the laminate 1 is attached to the electrolysis cell. Thereafter, during operation of the cell, the clamping member can be left as it is, or it can be removed from the laminate 1.

Хотя это не показано на Фигуре 51В, также можно закрепить электрод 2 для электролиза и мембрану 3 с использованием зажимного элемента в электролитической ячейке. Когда магнитный материал, который сцепляется с магнитом, используется в качестве части материала для электролитической ячейки, один крепежный материал размещают на стороне поверхности мембраны. Тогда крепежный материал и электролитическая ячейка могут быть проложены и закрепить между собой электрод 2 для электролиза и мембрану 3.Although not shown in Figure 51B, it is also possible to secure the electrolysis electrode 2 and membrane 3 using a clamping member in the electrolytic cell. When a magnetic material that adheres to a magnet is used as part of the material for an electrolytic cell, one fastening material is placed on the surface side of the membrane. Then the fastening material and the electrolytic cell can be routed and fixed between the electrolysis electrode 2 and the membrane 3.

[0469] Может быть предусмотрено множество линии областей крепления. То есть 1, 2, 3 и т.д., n линий областей крепления могут быть размещены от одной стороны контура в сторону внутренней стороны слоистого изделия 1. n представляет целое число 1 или более. m–я (m<n) линия областей крепления и L–я (m<L≤n) линия областей крепления могут быть в каждом случае сформированы имеющими различный рисунок крепления.[0469] A plurality of lines of attachment areas may be provided. That is, 1, 2, 3, etc., n lines of attachment areas may be placed from one side of the contour towards the inner side of the laminate 1. n represents an integer of 1 or more. The m – th (m <n) line of the fastening areas and the L – th (m <L≤n) line of the fastening areas can in each case be formed having a different fastening pattern.

[0470] Линия областей крепления, сформированная в электропроводной области, предпочтительно имеет линейно–симметричную форму. Это позволяет контролировать концентрацию механических напряжений. Например, когда ортогонально пересекающиеся направления обозначаются как Х–направление и Y–направление, можно конфигурировать область крепления размещением каждой линии областей крепления по Х–направлению и по Y–направлению, или размещать множество линий областей крепления через равные интервалы по Х–направлению и по Y–направлению. Число линий областей крепления по каждому из Х–направления и Y–направления не ограничивается, но предпочтительно составляет 100 или менее по Х–направлению и по Y–направлению. С позиции достижения планарности электропроводной области число линий областей крепления предпочтительно составляет 50 или менее по каждому из Х–направления и Y–направления.[0470] The line of attachment regions formed in the electrically conductive region preferably has a linearly symmetrical shape. This allows you to control the concentration of mechanical stresses. For example, when orthogonally intersecting directions are designated X-direction and Y-direction, you can configure the retention area by placing each line of retention areas in X-direction and Y-direction, or place multiple lines of retention areas at equal intervals in X-direction and Y-direction. Y-direction. The number of lines of the attachment areas in each of the X-direction and Y-direction is not limited, but is preferably 100 or less in the X-direction and the Y-direction. From the viewpoint of achieving planarity of the electrically conductive region, the number of lines of the attachment regions is preferably 50 or less in each of the X-direction and Y-direction.

[0471] Когда область крепления в настоящем варианте осуществления имеет конфигурацию крепления, показанную на фигуре 47А или Фигуре 49, на поверхность мембраны в области крепления предпочтительно наносится уплотнительный/герметизирующий материал с целью предотвращения короткого замыкания, вызванного контактом между анодом и катодом. В качестве уплотнительного материала могут использоваться материалы, описанные для вышеуказанных адгезивов.[0471] When the attachment area in the present embodiment has the attachment configuration shown in FIG. 47A or FIG. 49, a sealing / sealing material is preferably applied to the surface of the membrane in the attachment area in order to prevent short circuit caused by contact between the anode and cathode. The materials described for the aforementioned adhesives can be used as a sealing material.

[0472] Когда применяется крепежный элемент, при определении площади S3 и площади S3’ как для области, с которой перекрывается крепежный элемент, участок перекрывания не включается в площадь S3 и площадь S3’. Например, когда закрепление выполнено с использованием вышеупомянутых PTFE–пряжей в качестве крепежных элементов, область, на которой PTFE–пряжи пересекаются друг с другом, не включается в качестве перекрывающейся части в площадь. Когда закрепление выполняется с использованием вышеуказанных PTFE–лент, область, на которой PTFE–ленты пересекаются друг с другом, не включается в качестве перекрывающейся части в площадь.[0472] When the fastener is used, when determining the area S3 and the area S3 'as for the area over which the fastener overlaps, the overlapping portion is not included in the area S3 and the area S3'. For example, when fastening is performed using the above-mentioned PTFE yarns as fasteners, the area in which the PTFE yarns intersect with each other is not included as an overlapping portion in the area. When fastening is performed using the above PTFE tapes, the area where the PTFE tapes intersect with each other is not included as an overlapping portion in the area.

Когда закрепление выполняется с использованием вышеуказанных PTFE–пряжи или адгезива в качестве крепежного элемента, площадь, находящаяся на задней стороне электрода для электролиза и/или мембраны, также включается в площадь S3 и площадь S3’.When fixing is performed using the above PTFE yarn or adhesive as the fixing member, the area on the back side of the electrolysis electrode and / or membrane is also included in the S3 area and the S3 'area.

[0473] Слоистое изделие в настоящем варианте осуществления может иметь различные области крепления, как упомянуто выше, но электрод для электролиза предпочтительно удовлетворяет величине вышеупомянутой «прилагаемой силы», в особенности в области, в которой область крепления отсутствует (назакрепленная область). То есть сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза, предпочтительно составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[0473] The laminated article in the present embodiment may have different attachment areas as mentioned above, but the electrolysis electrode preferably satisfies the aforementioned "applied force" value, especially in the area in which there is no attachment area (non-fixed area). That is, the force applied per unit mass · unit area of the electrode for electrolysis is preferably less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[0474] [Электролизер][0474] [Electrolyzer]

Электролизер по настоящему варианту осуществления содержит слоистое изделие по настоящему варианту осуществления. Далее в порядке примера приводится случай выполнения обычного электролиза соли с использованием ионообменной мембраны в качестве мембраны, и будет подробно описан один вариант осуществления электролизера.The electrolyzer of the present embodiment comprises the laminated article of the present embodiment. Next, a case of performing conventional salt electrolysis using an ion exchange membrane as the membrane will be given by way of example, and one embodiment of the electrolytic cell will be described in detail.

[0475] [Электролитическая ячейка][0475] [Electrolytic Cell]

Фигура 52 иллюстрирует вид в разрезе электролитической ячейки 1.Figure 52 illustrates a sectional view of an electrolytic cell 1.

Электролитическая ячейка 1 содержит анодную камеру 10, катодную камеру 20, разделительную перегородку 30, размещенную между анодной камерой 10 и катодной камерой 20, анод 11, размещенный в анодной камере 10, и катод 21, размещенный в катодной камере 20. При необходимости электролитическая ячейка 1 имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, и может включать поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере. Анод 11 и катод 21, входящие в состав электролитической ячейки 1, электрически соединены друг с другом. Другими словами, электролитическая ячейка 1 содержит следующую катодную конструкцию. Катодная конструкция 40 содержит катодную камеру 20, катод 21, размещенный в катодной камере 20, и поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере 20, причем поглотитель 18 обратного тока имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, как показано на Фигуре 56, а катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Кроме того, катодная камера 20 имеет токоотвод 23, держатель 24, поддерживающий токоотвод, и металлическое упругое тело 22. Металлическое упругое тело 22 размещен между токоотводом 23 и катодом 21. Держатель 24 размещен между токоотводом 23 и разделительной перегородкой 30. Токоотвод 23 электрически соединен с катодом 21 через металлическое упругое тело 22. Разделительная перегородка 30 электрически соединена с токоотводом 23 через держатель 24. Соответственно этому, разделительная перегородка 30, держатель 24, токоотвод 23, металлическое упругое тело 22 и катод 21 электрически соединены между собой. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b могут быть соединены непосредственно или могут быть соединены косвенно через токоотвод, держатель, металлическое упругое тело, разделительную перегородку или тому подобным образом. Вся поверхность катода 21 предпочтительно покрыта слоем катализатора для реакции восстановления. Форма электрического соединения может быть формой, в которой разделительная перегородка 30 и держатель 24, держатель 24 и токоотвод 23, и токоотвод 23 и металлическое упругое тело 22 в каждом случае непосредственно присоединены друг к другу, и катод 21 наслоен на металлическое упругое тело 22. Примеры способа непосредственного присоединения этих конструкционных элементов друг к другу включают сварку и тому подобное. В альтернативном варианте поглотитель 18 обратного тока, катод 21 и токоотвод 23 могут совокупно называться катодной конструкцией 40.The electrolytic cell 1 contains an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a dividing wall 30 located between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 located in the anode chamber 10, and a cathode 21 located in the cathode chamber 20. If necessary, an electrolytic cell 1 has a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a, and may include a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber. The anode 11 and the cathode 21, which are part of the electrolytic cell 1, are electrically connected to each other. In other words, the electrolytic cell 1 contains the following cathode structure. The cathode structure 40 comprises a cathode chamber 20, a cathode 21 disposed in the cathode chamber 20, and a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber 20, the reverse current absorber 18 having a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a as shown in Figure 56, and the cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. In addition, the cathode chamber 20 has a current collector 23, a holder 24 supporting the current collector, and a metal elastic body 22. The metal elastic body 22 is placed between the current collector 23 and the cathode 21. The holder 24 is located between the current collector 23 and the partition 30. The current collector 23 is electrically connected to cathode 21 through the metal elastic body 22. The separating partition 30 is electrically connected to the current collector 23 through the holder 24. Accordingly, the separating partition 30, the holder 24, the current collector 23, the metal elastic body 22 and the cathode 21 are electrically connected to each other. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b may be connected directly, or may be connected indirectly through a down conductor, a holder, a metal resilient body, a baffle, or the like. The entire surface of the cathode 21 is preferably coated with a catalyst layer for the reduction reaction. The form of the electrical connection may be a form in which the baffle 30 and the support 24, the support 24 and the collector 23 and the collector 23 and the metal resilient body 22 are in each case directly connected to each other, and the cathode 21 is laminated on the metal resilient body 22. Examples methods for directly attaching these structural elements to each other include welding and the like. Alternatively, the reverse current absorber 18, cathode 21, and current collector 23 may be collectively referred to as cathode structure 40.

[0476] Фигура 53 иллюстрирует вид в разрезе двух электролитических ячеек 1, которые смежны в электролизере 4. Фигура 54 показывает электролизер 4. Фигура 55 показывает этап сборки электролизера 4. Как показано на Фигуре 53, электролитическая ячейка 1, катионообменная мембрана 2 и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Ионообменная мембрана 2 размещается между анодной камерой одной электролитической ячейки 1 из двух электролитических ячеек, которые являются соседними в электролизере, и катодной камерой другой электролитической ячейки 1. То есть анодная камера 10 электролитической ячейки 1 и катодная камера 20 соседней с нею электролитической ячейки 1 разделены катионообменной мембраной 2. Как показано на Фигуре 54, электролизер 4 состоит из множества электролитических ячеек 1, соединенных последовательно через ионообменную мембрану 2. То есть электролизер 4 представляет собой биполярный электролизер, включающий множество размещенных последовательно электролитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2, в каждом случае размещенные между смежными электролитическими ячейками 1. Как показано на Фигуре 55, электролизер 4 собирают размещением множества электролитических ячеек 1 в последовательном соединении через ионообменную мембрану 2 и связыванием ячеек посредством прижимающего устройства 5.[0476] Figure 53 illustrates a cross-sectional view of two electrolytic cells 1 that are adjacent in electrolytic cell 4. Figure 54 shows electrolytic cell 4. Figure 55 shows a step of assembling electrolytic cell 4. As shown in Figure 53, electrolytic cell 1, cation exchange membrane 2 and electrolytic cell 1 are placed sequentially in the order shown. Ion exchange membrane 2 is located between the anode chamber of one electrolytic cell 1 of two electrolytic cells that are adjacent in the electrolyzer and the cathode chamber of another electrolytic cell 1. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 1 and the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1 are separated by a cation exchange membrane 2. As shown in Figure 54, electrolyzer 4 consists of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series through an ion exchange membrane 2. That is, electrolyzer 4 is a bipolar electrolyzer including a plurality of electrolytic cells 1 in series and ion exchange membranes 2, in each case arranged between adjacent electrolytic cells 1. As shown in Figure 55, the cell 4 is assembled by placing a plurality of electrolytic cells 1 in series through the ion exchange membrane 2 and bonding the cells by means of a clamping device 5.

[0477] Электролизер 4 имеет анодный вывод 7 и катодный вывод 6, подключаемые к источнику электроснабжения. Анод 11 электролитической ячейки 1, размещенный на самом дальнем конце из множества последовательно соединенных электролитических ячеек 1 в электролизере 4, электрически соединен с анодным выводом 7. Катод 21 электролитической ячейки, находящейся на конце, противоположном относительно анодного вывода 7, среди множества электролитических ячеек 1, последовательно соединенных в электролизере 4, электрически соединен с катодным выводом 6. Электрический ток во время электролиза протекает со стороны анодного вывода 7 через анод и катод каждой электролитической ячейки 1 в сторону катодного вывода 6. У обоих концов связанных электролитических ячеек 1 может находиться электролитическая ячейка, имеющая только анодную камеру (ячейка анодного вывода), и электролитическая ячейка, имеющая только катодную камеру (ячейка катодного вывода). В этом случае анодный вывод 7 соединен с ячейкой анодного вывода, размещенной на одном конце, и катодный вывод 6 соединен с ячейкой катодного вывода, размещенной на другом конце.[0477] The cell 4 has an anode terminal 7 and a cathode terminal 6 that are connected to a power supply. An anode 11 of an electrolytic cell 1 located at the farthest end of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series in an electrolysis cell 4 is electrically connected to an anode terminal 7. A cathode 21 of an electrolytic cell located at an end opposite to the anode terminal 7 among the plurality of electrolytic cells 1, connected in series in the electrolytic cell 4, electrically connected to the cathode terminal 6. Electric current during electrolysis flows from the side of the anode terminal 7 through the anode and the cathode of each electrolytic cell 1 towards the cathode terminal 6. At both ends of the connected electrolytic cells 1 there may be an electrolytic cell, having only an anode chamber (anode outlet cell), and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode outlet cell). In this case, the anode terminal 7 is connected to an anode terminal cell located at one end, and the cathode terminal 6 is connected to a cathode terminal cell located at the other end.

[0478] В случае электролиза рассола, рассол подается в каждую анодную камеру 10, и чистая вода или низкоконцентрированный водный раствор гидроксида натрия подается в каждую катодную камеру 20. Каждая жидкость подводится из трубы для подачи раствора электролита (на фигуре не показана) через шланг для подведения раствора электролита (на фигуре не показан) к каждой электролитической ячейке 1. Раствор электролита и продукты электролиза выводятся из трубы для выведения раствора электролита (на фигуре не показана). Во время электролиза ионы натрия в рассоле мигрируют из анодной камеры 10 одной электролитической ячейки 1 через ионообменную мембрану 2 в катодную камеру 20 соседней электролитической ячейки 1. Тем самым электрический ток во время электролиза протекает по направлению, по которому электролитические ячейки 1 последовательно соединены. То есть электрический ток протекает через катионообменную мембрану 2 из анодной камеры 10 в сторону катодной камеры 20. Когда рассол подвергается электролизу, на стороне анода 11 выделяется газообразный хлор, и на стороне катода 21 образуются гидроксид натрия (растворенный) и газообразный водород.[0478] In the case of brine electrolysis, brine is supplied to each anode chamber 10, and pure water or low-concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to each cathode chamber 20. Each liquid is supplied from an electrolyte solution supply pipe (not shown in the figure) through a hose for supplying an electrolyte solution (not shown in the figure) to each electrolytic cell 1. The electrolyte solution and electrolysis products are removed from the pipe for removing the electrolyte solution (not shown in the figure). During electrolysis, sodium ions in the brine migrate from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 1 through the ion exchange membrane 2 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1. Thus, the electric current during electrolysis flows in the direction in which the electrolytic cells 1 are connected in series. That is, an electric current flows through the cation exchange membrane 2 from the anode chamber 10 towards the cathode chamber 20. When the brine is electrolyzed, chlorine gas is generated on the anode 11 side, and sodium hydroxide (dissolved) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.

[0479] (Анодная камера)[0479] (Anode chamber)

Анодная камера 10 имеет анод 11 или анодный питающий проводник 11. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анода. Анодная камера 10 имеет блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подает раствор электролита в анодную камеру 10, отражательную пластину, которая размещена над блоком подачи раствора электролита анодной стороны так, чтобы быть по существу параллельной или наклонной относительно разделительной перегородки 30, и газо–жидкостный сепаратор анодной стороны, размещенный над отражательной пластиной, для отделения газа от раствора электролита, включающего примешанный газ.The anode chamber 10 has an anode 11 or an anode supply conductor 11. When the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the anode side, 11 serves as an anode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, 11 serves as an anode. The anode chamber 10 has an anode side electrolyte solution supply unit that supplies electrolyte solution to the anode chamber 10, a baffle plate that is positioned above the anode side electrolyte solution supply unit so as to be substantially parallel or inclined with respect to the dividing wall 30, and a gas-liquid an anode-side separator located above the baffle plate for separating the gas from the electrolyte solution including the admixed gas.

[0480] (Анод)[0480] (Anode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, анод 11 находится в раме анодной камеры 10. В качестве анода 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R). DSA представляет собой электрод, включающий титановую подложку, поверхность которой покрыта оксидом, включающим рутений, иридий и титан, в качестве компонентов.When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, the anode 11 is in the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode 11. DSA is an electrode including a titanium substrate, the surface of which is coated with an oxide including ruthenium, iridium and titanium as components.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0481] (Анодный питающий проводник)[0481] (Anode supply conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, на раме анодной камеры 10 предусматривается анодный питающий проводник 11. В качестве анодного питающего проводника 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R), и также может быть применен титан, не имеющий каталитического покрытия. В альтернативном варианте также может быть использован DSA, имеющий более тонкое каталитическое покрытие. Кроме того, также может быть применен уже использованный анод.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the anode side, an anode supply conductor 11 is provided on the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode supply conductor 11, and can also be used titanium without catalytic coating. Alternatively, a DSA having a thinner catalytic coating can also be used. In addition, an already used anode can also be used.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0482] (Блок подачи раствора электролита анодной стороны)[0482] (Anode side electrolyte solution supply unit)

Блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подводит раствор электролита к анодной камере 10, соединен с трубой для подачи раствора электролита. Блок подачи раствора электролита анодной стороны предпочтительно размещается под анодной камерой 10. В качестве блока подачи раствора электролита анодной стороны, например, может быть использована труба, на поверхности которой сформированы участки просветов (дисперсионная труба), и тому подобное. Такая труба более предпочтительно размещается вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки. Эта труба соединена с трубой для подачи раствора электролита (патрубком подачи жидкости), которая подводит раствор электролита в электролитическую ячейку 1. Раствор электролита, подводимый из патрубка подачи жидкости, пропускается по трубе в электролитическую ячейку 1 и подается из выполненных на поверхности трубы отверстий внутри анодной камеры 10. Размещение трубы вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки предпочтительно потому, что раствор электролита может равномерно подводиться внутрь анодной камеры 10.An anode-side electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the anode chamber 10 is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution. The anode side electrolyte solution supply unit is preferably disposed under the anode chamber 10. As the anode side electrolyte solution supply unit, for example, a pipe on the surface of which lumen portions (dispersion tube) and the like can be used. Such a tube is more preferably located along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell. This pipe is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution (a liquid supply pipe), which supplies an electrolyte solution to an electrolytic cell 1. The electrolyte solution supplied from a liquid supply pipe is passed through a pipe into an electrolytic cell 1 and is fed from holes made on the pipe surface inside the anode chambers 10. Placing the pipe along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell is preferable because the electrolyte solution can be uniformly supplied to the inside of the anode chamber 10.

[0483] (Газожидкостный сепаратор анодной стороны)[0483] (Anode side gas-liquid separator)

Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно размещается над отражательной пластиной. Назначением газожидкостного сепаратора анодной стороны является отделение образованного газа, такого как газообразный хлор, от раствора электролита во время электролиза. Если не оговаривается иное, «над» означает верхнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 52, и «под» означает нижнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 52.The anode-side gas-liquid separator is preferably located above the baffle plate. The purpose of the anode-side gas-liquid separator is to separate the generated gas, such as chlorine gas, from the electrolyte solution during electrolysis. Unless otherwise specified, "above" means an upward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 52, and "under" means a downward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 52.

[0484] Образованный во время электролиза газ, выделяющийся в электролитической ячейке 1, и раствор электролита образуют смешанную фазу (газожидкостную смешанную фазу), которая затем выпускается из системы. Вследствие этого, колебания давления внутри электролитической ячейки 1 вызывают вибрацию, которая может приводить к физическому повреждению ионообменной мембраны. Чтобы предотвращать это явление, электролитическую ячейку 1 по настоящему варианту осуществления предпочтительно оснащают газожидкостным сепаратором анодной стороны для отделения газа от жидкости. Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно снабжен пеногасящей пластиной для устранения пузырьков. Когда поток газо–жидкостной смешанной фазы протекает через пеногасящую пластину, пузырьки лопаются, тем самым обеспечивая разделение раствора электролита и газа. В результате этого может предотвращаться вибрация во время электролиза.[0484] The gas generated during electrolysis evolved in the electrolytic cell 1 and the electrolyte solution form a mixed phase (gas-liquid mixed phase), which is then discharged from the system. As a consequence, pressure fluctuations within the electrolytic cell 1 cause vibration, which can lead to physical damage to the ion exchange membrane. To prevent this phenomenon, the electrolytic cell 1 of the present embodiment is preferably equipped with an anode-side gas-liquid separator for separating gas from liquid. The anode-side gas-liquid separator is preferably provided with a defoamer plate to eliminate bubbles. When a gas / liquid mixed phase stream flows through the defoamer plate, the bubbles burst, thereby separating the electrolyte solution from the gas. As a result, vibration during electrolysis can be prevented.

[0485] (Отражательная пластина)[0485] (Baffle plate)

Отражательная пластина предпочтительно размещается над блоком подачи раствора электролита анодной стороны, и устанавливается по существу параллельно или наклонно относительно разделительной перегородки 30. Отражательная пластина представляет собой разделительную пластину, которая контролирует течение раствора электролита в анодную камеру 10. Когда предусматривается отражательная пластина, она может вызывать циркуляцию раствора электролита (рассола или тому подобного) внутри анодной камеры 10, тем самым делая более однородной концентрацию. Чтобы создавать внутреннюю циркуляцию, отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы отделять пространство вблизи анода 11 от пространства вблизи разделительной перегородки 30. Из таких соображений отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы она была напротив поверхности анода 11 и поверхности разделительной перегородки 30. В пространстве вблизи анода, отделенном отражательной пластиной, происходит электролиз, концентрация раствора электролита (концентрация рассола) снижается, и выделяется образующийся газ, такой как газообразный хлор. Это приводит к разности удельных весов газожидкостной смеси между пространством вблизи анода 11 и пространством вблизи разделительной перегородки 30, отделенным отражательной пластиной. С использованием этой разности можно стимулировать внутреннюю циркуляцию раствора электролита в анодной камере 10, делая тем самым более однородным распределение концентраций раствора электролита в анодной камере 10.The baffle plate is preferably positioned above the anode side electrolyte solution supply unit and is positioned substantially parallel or obliquely with respect to the baffle 30. The baffle plate is a baffle plate that controls the flow of electrolyte solution into the anode chamber 10. When the baffle plate is provided, it can cause circulation electrolyte solution (brine or the like) inside the anode chamber 10, thereby making the concentration more uniform. To create internal circulation, the baffle plate is preferably positioned so as to separate the space near the anode 11 from the space near the baffle 30. For this reason, the baffle plate is preferably positioned so that it is opposite the surface of the anode 11 and the surface of the baffle 30. In the space near the anode separated by the baffle plate, electrolysis occurs, the concentration of the electrolyte solution (brine concentration) decreases, and a generated gas such as chlorine gas is released. This leads to a difference in the specific gravity of the gas-liquid mixture between the space near the anode 11 and the space near the dividing wall 30, separated by a baffle plate. Using this difference, it is possible to stimulate the internal circulation of the electrolyte solution in the anode chamber 10, thereby making the concentration distribution of the electrolyte solution in the anode chamber 10 more uniform.

[0486] Хотя это не показано на Фигуре 52, внутри анодной камеры 10 может быть также дополнительно предусмотрен токоотвод. Материал и конфигурация такого токоотвода могут быть такими же, как для вышеуказанного токоотвода катодной камеры. В анодной камере 10 анод 11 сам по себе также может служить токоотводом.[0486] Although not shown in Figure 52, a down conductor may also be additionally provided within the anode chamber 10. The material and configuration of such a current collector can be the same as for the aforementioned collector of the cathode chamber. In the anode chamber 10, the anode 11 itself can also serve as a down conductor.

[0487] (Разделительная перегородка)[0487] (Divider)

Разделительная перегородка 30 размещается между анодной камерой 10 и катодной камерой 20. Разделительная перегородка 30 может называться сепаратором, и анодная камера 10 и катодная камера 20 отделены друг от друга разделительной перегородкой 30. В качестве разделительной перегородки 30 может быть использована перегородка, известная как сепаратор для электролиза, и пример ее содержит разделительную перегородку, сформированную привариванием включающей никель пластины на катодной стороне, и содержащей титан пластины на анодной стороне.The dividing wall 30 is disposed between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20. The dividing wall 30 may be referred to as a separator, and the anode chamber 10 and the cathode chamber 20 are separated from each other by a dividing wall 30. As the dividing wall 30, a baffle known as a separator can be used. electrolysis, and an example thereof comprises a baffle formed by welding a nickel-containing plate on the cathode side and a titanium-containing plate on the anode side.

[0488] (Катодная камера)[0488] (Cathode Chamber)

В катодной камере 20, когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катода. Когда присутствует поглотитель обратного тока, катод или катодный питающий проводник 21 электрически соединен с поглотителем обратного тока. Катодная камера 20, подобно анодной камере 10, предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита катодной стороны и газо–жидкостный сепаратор катодной стороны. Среди компонентов, составляющих катодную камеру 20, компоненты, подобные тем, которые составляют анодную камеру 10, описываться не будут.In the cathode compartment 20, when the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the cathode side, 21 serves as a cathode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, 21 serves as the cathode. When a return current absorber is present, the cathode or cathode supply conductor 21 is electrically connected to the return current absorber. Cathode chamber 20, like anode chamber 10, preferably has a cathode-side electrolyte solution supply unit and a cathode-side gas-liquid separator. Among the components constituting the cathode compartment 20, components similar to those constituting the anode compartment 10 will not be described.

[0489] (Катод)[0489] (Cathode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, катод 21 находится в раме катодной камеры 20. Катод 21 предпочтительно имеет никелевую подложку и слой катализатора, который покрывает никелевую подложку. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Катод 21 может быть подвергнут восстановительной обработке, при необходимости. В качестве подложки катода 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, the cathode 21 is in the frame of the cathode chamber 20. The cathode 21 preferably has a nickel substrate and a catalyst layer that covers the nickel substrate. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. The cathode 21 can be subjected to a reduction treatment, if necessary. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0490] (Катодный питающий проводник)[0490] (Cathode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, в раме катодной камеры 20 предусматривается катодный питающий проводник 21. Катодный питающий проводник 21 может быть покрыт каталитическим компонентом. Каталитический компонент может представлять собой компонент, который изначально применяется в качестве катода и сохраняется. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Могут быть применены никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь, не имеющие каталитического покрытия. В качестве подложки катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the cathode side, a cathode supply conductor 21 is provided in the frame of the cathode chamber 20. The cathode supply conductor 21 may be coated with a catalyst component. The catalyst component can be a component that is initially used as a cathode and is stored. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel without catalytic coating can be used. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode supply conductor 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0491] (Поглощающий обратный ток слой)[0491] (Reverse current absorbing layer)

В качестве материала для поглощающего обратный ток слоя может быть выбран материал, который по окислительно-восстановительному потенциалу является менее благородным, сравнительно с окислительно–восстановительным потенциалом элемента для упомянутого выше слоя катализатора катода. Его примеры включают никель и железо.As the material for the layer that absorbs the reverse current, a material that is less noble in terms of the redox potential than the redox potential of the element for the aforementioned catalyst layer of the cathode can be selected. Examples include nickel and iron.

[0492] (Токоотвод)[0492] (Down conductor)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит токоотвод 23. Токоотвод 23 улучшает эффективность отбора тока. В настоящем варианте осуществления токоотвод 23 представляет собой пористую пластину и предпочтительно размещается по существу параллельно поверхности катода 21.The cathode chamber 20 preferably contains a current collector 23. The current collector 23 improves the efficiency of current extraction. In the present embodiment, the collector 23 is a porous plate and is preferably disposed substantially parallel to the surface of the cathode 21.

[0493] Токоотвод 23 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Токоотвод 23 может представлять собой смесь, сплав или сложный оксид этих металлов. Токоотвод 23 может иметь любую форму при условии, что форма позволяет токоотводу функционировать, и может иметь форму пластины или сетки.[0493] The collector 23 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium. The current collector 23 can be a mixture, alloy or complex oxide of these metals. The collector 23 may be of any shape as long as the shape allows the collector to function and may be in the form of a plate or mesh.

[0494] (Металлическое упругое тело)[0494] (Metallic elastic body)

Размещением металлического упругого тела 22 между токоотводом 23 и катодом 21 каждый катод 21 множества соединенных последовательно электролитических ячеек 1 прижимается к ионообменной мембране 2 для сокращения расстояния между каждым анодом 11 и каждым катодом 21. Тем самым можно снизить напряжение, подаваемое на все множество соединенных последовательно электролитических ячеек 1. Снижение напряжения способствует снижению энергопотребления. Когда размещается металлическое упругое тело 22, создаваемое металлическим упругим телом 22 прижимающее давление позволяет электроду для электролиза стабильно сохранять свое положение на месте, когда слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, размещается в электролитической ячейке.By placing the metal elastic body 22 between the current collector 23 and the cathode 21, each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2 to shorten the distance between each anode 11 and each cathode 21. Thus, it is possible to reduce the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells connected in series. cells 1. Reducing voltage helps to reduce power consumption. When the metal resilient body 22 is placed, the pressing pressure created by the metal resilient body 22 allows the electrolysis electrode to stably maintain its position in place when the laminated article containing the electrolysis electrode of the present embodiment is placed in the electrolytic cell.

[0495] В качестве металлического упругого тела 22 могут быть применены пружинные элементы, такие как спиральные и винтовые пружины, и амортизирующие маты. В качестве металлического упругого тела 22 может быть надлежащим образом применен элемент с учетом механического напряжения из–за давления на ионообменную мембрану и тому подобного. Металлическое упругое тело 22 может быть размещено на поверхности токоотвода 23 на стороне катодной камеры 20 или может быть предусмотрено на поверхности разделительной перегородки на стороне анодной камеры 10. Обе камеры обычно разделены так, что катодная камера 20 становится меньшей, чем анодная камера 10. Таким образом, с точки зрения прочности рамы и тому подобного, металлическое упругое тело 22 предпочтительно размещают между токоотводом 34 и катодом 21 в катодной камере 20. Металлическое упругое тело 22 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан.[0495] As the metal resilient body 22, spring members such as coil and coil springs and damping mats can be used. As the metal elastic body 22, an element can be appropriately applied in consideration of mechanical stress due to pressure on the ion exchange membrane and the like. The metal resilient body 22 may be located on the surface of the collector 23 on the side of the cathode chamber 20, or may be provided on the surface of the partition wall on the side of the anode chamber 10. The two chambers are usually separated so that the cathode chamber 20 becomes smaller than the anode chamber 10. Thus In terms of frame strength and the like, the metal resilient body 22 is preferably placed between the collector 34 and the cathode 21 in the cathode chamber 20. The metal resilient body 22 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium.

[0496] (Держатель)[0496] (Holder)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит держатель 24, который электрически соединяет токоотвод 23 с разделительной перегородкой 30. Этим может достигаться эффективное течение тока.The cathode chamber 20 preferably comprises a holder 24 which electrically connects the collector 23 to the baffle 30. This can achieve an efficient current flow.

[0497] Держатель 24 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Держатель 24 может иметь любую форму при условии, что держатель может поддерживать токоотвод 23, и может иметь форму стержня, пластины или сетки. Держатель 24 имеет, например, форму пластины. Между разделительной перегородкой 30 и токоотводом 23 размещается множество держателей 24. Множество держателей 24 выровнено так, что их поверхности параллельны между собой. Держатели 24 размещаются по существу перпендикулярно разделительной перегородке 30 и токоотводу 23.[0497] The holder 24 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The holder 24 can be of any shape as long as the holder can support the collector 23 and can be in the form of a rod, plate, or mesh. The holder 24 is in the form of a plate, for example. A plurality of holders 24 are disposed between the baffle 30 and the down conductor 23. The plurality of holders 24 are aligned so that their surfaces are parallel to each other. The holders 24 are located substantially perpendicular to the baffle 30 and the down conductor 23.

[0498] (Уплотнение анодной стороны и уплотнение катодной стороны)[0498] (Anode side seal and cathode side seal)

Уплотнение анодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей анодную камеру 10. Уплотнение катодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей катодную камеру 20. Электролитические ячейки соединены между собой так, что уплотнение анодной стороны, находящаяся в одной электролитической ячейке, и уплотнение катодной стороны соседней с ней электролитической ячейки прокладывают ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуры 52 и 53). Эти уплотнения могут создавать воздухонепроницаемость в местах соединения, когда множество электолитических ячеек 1 соединяются последовательно через ионообменную мембрану 2.The anode side seal is preferably located on the surface of the frame constituting the anode chamber 10. The cathode side seal is preferably positioned on the surface of the frame constituting the cathode compartment 20. The electrolytic cells are interconnected such that the anode side seal in one electrolytic cell and the cathode side seal an ion exchange membrane 2 is laid on an adjacent electrolytic cell (see Figures 52 and 53). These seals can create airtightness at the junctions when a plurality of electrolytic cells 1 are connected in series through an ion exchange membrane 2.

[0499] Уплотнения образуют уплотнение между ионообменной мембраной и электролитическими ячейками. Конкретные примеры уплотнений включают подобные картинной раме резиновые листы, в центре которых образован проем. Уплотнения должны иметь стойкость против коррозионно–агрессивных растворов электролита или образованного газа и быть работоспособными в течение длительного периода времени. Так, в отношении химической стойкости и твердости в качестве уплотнений обычно применяются вулканизированные продукты и сшитые посредством пероксида продукты этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM–каучука) и этилен–пропиленового каучука (EPM–каучука). В альтернативном варианте, при необходимости, могут быть использованы уплотнения, в которых участок, находящийся в контакте с жидкостью (контактирующая с жидкостью область), покрывают фторсодержащей смолой, такой как политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA). Эти уплотнения в каждом случае могут иметь такой проем, который не препятствует течению раствора электролита, и форма проема конкретно не ограничивается. Например, уплотнение в форме рамы для картины присоединяют посредством адгезива или тому подобного вдоль периферической кромки каждого проема рамы анодной камеры, составляющей анодную камеру 10, или рамы катодной камеры, составляющей катодную камеру 20. Тогда, например, в случае, где две электролитических ячейки 1 соединяются через ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 53), каждая электролитическая ячейка 1, к которой присоединено уплотнение, должна быть уплотнена посредством ионообменной мембраны 2. Это уплотнение может предотвращать утечку из электролитических ячеек 1 раствора электролита, гидроксида щелочного металла, газообразного хлора, газообразного водорода и тому подобного, образованных при электролизе.[0499] The seals form a seal between the ion exchange membrane and the electrolytic cells. Specific examples of seals include picture frame-like rubber sheets in the center of which an opening is formed. The seals must be resistant to corrosive electrolyte solutions or generated gas and be functional for a long period of time. Thus, with regard to chemical resistance and hardness, vulcanized products and peroxide-crosslinked products of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM-rubber) and ethylene-propylene rubber (EPM-rubber) are usually used as seals. Alternatively, if necessary, seals can be used in which the area in contact with the liquid (the area in contact with the liquid) is coated with a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers (PFA). These seals may in each case have an opening that does not impede the flow of the electrolyte solution, and the shape of the opening is not particularly limited. For example, a seal in the form of a picture frame is attached by means of an adhesive or the like along the peripheral edge of each opening of the anode chamber frame constituting the anode compartment 10 or the cathode compartment frame constituting the cathode compartment 20. Then, for example, in the case where two electrolytic cells 1 are connected through ion exchange membrane 2 (see Figure 53), each electrolytic cell 1 to which a seal is attached must be sealed by means of an ion exchange membrane 2. This seal can prevent electrolyte solution, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas from escaping from the electrolytic cells 1 and the like formed by electrolysis.

[0500] (Ионообменная мембрана 2)[0500] (Ion exchange membrane 2)

Ионообменная мембрана 2 является такой, как описано в приведенном выше разделе об ионообменной мембране.The ion exchange membrane 2 is as described in the above section on the ion exchange membrane.

[0501] (Электролиз воды)[0501] (Water electrolysis)

Электролизер по настоящему варианту осуществления в качестве электролизера в случае электролиза воды имеет конфигурацию, в которой ионообменная мембрана в электролизере для применения в случае вышеуказанного обычного электролиза соли, заменяется на микропористую мембрану. Подаваемый исходный материал, который представляет собой воду, отличается от материала для электролизера в случае вышеупомянутого обычного электролиза соли. Что касается прочих компонентов, то детали, подобные компонентам электролизера в случае обычного электролиза соли, могут быть использованы также в электролизере для электролиза воды. Поскольку в случае обычного электролиза соли в анодной камере образуется газообразный хлор, в качестве материала анодной камеры применяется титан, но в случае электролиза воды в анодной камере выделяется только газообразный кислород. Таким образом, может быть применен материал, идентичный материалу катодной камеры. Одним примером его является никель. Для покрытия анода пригодно каталитическое покрытие для генерирования кислорода. Примеры каталитического покрытия включают металлы, оксиды и гидроксиды металлов платиновой группы и металлы из группы переходных металлов. Например, могут быть использованы такие элементы, как платина, иридий, палладий, рутений, никель, кобальт и железо.The electrolytic cell of the present embodiment as an electrolysis cell in the case of water electrolysis has a configuration in which an ion exchange membrane in the electrolysis cell for use in the case of the above conventional salt electrolysis is replaced with a microporous membrane. The supplied raw material, which is water, is different from the material for the electrolytic cell in the case of the above-mentioned conventional salt electrolysis. As for other components, parts similar to those of the electrolysis cell in the case of conventional salt electrolysis can also be used in a water electrolysis cell. Since chlorine gas is generated in the anode chamber in conventional salt electrolysis, titanium is used as the anode chamber material, but in the case of water electrolysis, only oxygen gas is emitted in the anode chamber. Thus, a material identical to that of the cathode chamber can be used. Nickel is one example of this. A catalytic coating for generating oxygen is suitable for coating the anode. Examples of the catalytic coating include metals, oxides and hydroxides of platinum group metals and metals from the transition metal group. For example, elements such as platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, cobalt, and iron can be used.

[0502] <Четвертый вариант осуществления>[0502] <Fourth embodiment>

Здесь будет подробно описан четвертый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фигуры 63–90.Here, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 63-90.

[0503] [Электролизер][0503] [Electrolyzer]

Электролизер согласно четвертому варианту осуществления (далее в разделе <Четвертый вариант осуществления> называемому просто «настоящим вариантом осуществления») содержит анод, анодную раму, которая поддерживает анод, уплотнение анодной стороны, которое размещено на анодной раме, катод, который находится напротив анода, катодную раму, которая поддерживает катод, уплотнение катодной стороны, которое размещено на катодной раме, и слоистое изделие из мембраны и электрода для электролиза, причем слоистое изделие размещается между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны, причем по меньшей мере часть слоистого изделия проложена между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны, и вентиляционное сопротивление, измеренное в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с, составляет 24 кПа·с/м или менее, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм. При вышеописанной конфигурации электролизер по настоящему варианту осуществления имеет превосходную производительность электролиза, а также может предотвращать повреждение мембраны.The electrolyzer according to the fourth embodiment (hereinafter in the section <Fourth Embodiment> simply referred to as "the present embodiment") comprises an anode, an anode frame that supports the anode, an anode side seal that is disposed on the anode frame, a cathode that is opposite the anode, a cathode a frame that supports the cathode, a cathode side seal that is placed on the cathode frame, and a membrane-electrode laminated product for electrolysis, the laminated product being positioned between the anode-side seal and the cathode-side seal, with at least part of the laminated product being sandwiched between the anode seal side and cathode side seal, and the ventilation resistance measured under conditions of temperature 24 ° C, relative humidity 32%, piston speed 0.2 cm / s and ventilation volume 0.4 cm 3 / cm 2 / s is 24 kPa s / m or less when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm. With the above-described configuration, the electrolysis cell of the present embodiment has excellent electrolysis performance and can also prevent membrane damage.

Электролизер по настоящему варианту осуществления содержит упомянутые выше конструкционные элементы, другими словами, содержит электролитическую ячейку. Далее в порядке примера приводится случай выполнения обычного электролиза соли с использованием ионообменной мембраны в качестве мембраны, и будет подробно описан один вариант осуществления электролизера.The electrolyzer of the present embodiment contains the above-mentioned structural elements, in other words, it contains an electrolytic cell. Next, a case of performing conventional salt electrolysis using an ion exchange membrane as the membrane will be given by way of example, and one embodiment of the electrolytic cell will be described in detail.

[0504] [Электролитическая ячейка][0504] [Electrolytic Cell]

Сначала будет описана электролитическая ячейка, которая может быть применена как составной узел электролизера по настоящему варианту осуществления. Фигура 63 иллюстрирует вид электролитической ячейки в разрезе.First, an electrolytic cell that can be applied as an integral part of the electrolytic cell of the present embodiment will be described. Figure 63 illustrates a sectional view of an electrolytic cell.

Электролитическая ячейка 1 содержит анодную камеру 10, катодную камеру 20, разделительную перегородку 30, размещенную между анодной камерой 10 и катодной камерой 20, анод 11, размещенный в анодной камере 10, и катод 21, размещенный в катодной камере 20. При необходимости электролитическая ячейка 1 имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, и может включать поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере. Анод 11 и катод 21, входящие в состав электролитической ячейки 1, электрически соединены друг с другом. Другими словами, электролитическая ячейка 1 содержит следующую катодную конструкцию. Катодная конструкция 40 содержит катодную камеру 20, катод 21, размещенный в катодной камере 20, и поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере 20, причем поглотитель 18 обратного тока имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, как показано на Фигуре 67, а катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Кроме того, катодная камера 20 имеет токоотвод 23, держатель 24, поддерживающий токоотвод, и металлическое упругое тело 22. Металлическое упругое тело 22 размещен между токоотводом 23 и катодом 21. Держатель 24 размещен между токоотводом 23 и разделительной перегородкой 30. Токоотвод 23 электрически соединен с катодом 21 через металлическое упругое тело 22. Разделительная перегородка 30 электрически соединена с токоотводом 23 через держатель 24. Соответственно этому, разделительная перегородка 30, держатель 24, токоотвод 23, металлическое упругое тело 22 и катод 21 электрически соединены между собой. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b могут быть соединены непосредственно или могут быть соединены косвенно через токоотвод, держатель, металлическое упругое тело, разделительную перегородку или тому подобным образом. Вся поверхность катода 21 предпочтительно покрыта слоем катализатора для реакции восстановления. Форма электрического соединения может быть формой, в которой разделительная перегородка 30 и держатель 24, держатель 24 и токоотвод 23, и токоотвод 23 и металлическое упругое тело 22 в каждом случае непосредственно присоединены друг к другу, и катод 21 наслоен на металлическое упругое тело 22. Примеры способа непосредственного присоединения этих конструкционных элементов друг к другу включают сварку и тому подобное. В альтернативном варианте поглотитель 18 обратного тока, катод 21 и токоотвод 23 могут совокупно называться катодной конструкцией 40.The electrolytic cell 1 contains an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a dividing wall 30 located between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 located in the anode chamber 10, and a cathode 21 located in the cathode chamber 20. If necessary, an electrolytic cell 1 has a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a, and may include a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber. The anode 11 and the cathode 21, which are part of the electrolytic cell 1, are electrically connected to each other. In other words, the electrolytic cell 1 contains the following cathode structure. The cathode structure 40 comprises a cathode chamber 20, a cathode 21 disposed in the cathode chamber 20, and a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber 20, the reverse current absorber 18 having a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a as shown in Figure 67, and the cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. In addition, the cathode chamber 20 has a current collector 23, a holder 24 supporting the current collector, and a metal elastic body 22. The metal elastic body 22 is placed between the current collector 23 and the cathode 21. The holder 24 is located between the current collector 23 and the partition 30. The current collector 23 is electrically connected to cathode 21 through the metal elastic body 22. The separating partition 30 is electrically connected to the current collector 23 through the holder 24. Accordingly, the separating partition 30, the holder 24, the current collector 23, the metal elastic body 22 and the cathode 21 are electrically connected to each other. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b may be connected directly, or may be connected indirectly through a down conductor, a holder, a metal resilient body, a baffle, or the like. The entire surface of the cathode 21 is preferably coated with a catalyst layer for the reduction reaction. The form of the electrical connection may be a form in which the baffle 30 and the support 24, the support 24 and the collector 23 and the collector 23 and the metal resilient body 22 are in each case directly connected to each other, and the cathode 21 is laminated on the metal resilient body 22. Examples methods for directly attaching these structural elements to each other include welding and the like. Alternatively, the reverse current absorber 18, cathode 21, and current collector 23 may be collectively referred to as cathode structure 40.

[0505] Фигура 64 иллюстрирует вид в разрезе двух электролитических ячеек 1, которые смежны в электролизере 4. Фигура 65 показывает электролизер 4. Фигура 66 показывает этап сборки электролизера 4.[0505] Figure 64 illustrates a cross-sectional view of two electrolytic cells 1 that are adjacent in electrolytic cell 4. Figure 65 shows electrolytic cell 4. Figure 66 shows a step of assembling cell 4.

[0506] В стандартном электролизере, как показано на Фигуре 64A, электролитическая ячейка 1, мембрана (здесь катионообменная мембрана) 2, и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Ионообменная мембрана 2 размещается между анодной камерой одной электролитической ячейки 1 из двух электролитических ячеек, которые являются соседними в электролизере, и катодной камерой другой электролитической ячейки 1. То есть анодная камера 10 электролитической ячейки 1 и катодная камера 20 соседней (смежной) с нею электролитической ячейки 1 разделены катионообменной мембраной 2.[0506] In a standard electrolytic cell, as shown in Figure 64A, an electrolytic cell 1, a membrane (here, a cation exchange membrane) 2, and an electrolytic cell 1 are placed in series in that order. Ion exchange membrane 2 is located between the anode chamber of one electrolytic cell 1 of two electrolytic cells that are adjacent in the electrolyzer and the cathode chamber of another electrolytic cell 1. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 1 and the cathode chamber 20 of the adjacent (adjacent) electrolytic cell 1 are separated by a cation exchange membrane 2.

Между тем, в настоящем варианте осуществления, как показано на Фигуре 64В, электролитическая ячейка 1, слоистое изделие 25, имеющее мембрану (здесь катионообменную мембрану) 2, и электрод для электролиза (здесь катод для обновления) 21a, и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Слоистое изделие 25 своей частью (верхний концевой участок на фигуре 64B) проложено между анодным уплотнением 12 и катодным уплотнением 13.Meanwhile, in the present embodiment, as shown in Figure 64B, an electrolytic cell 1, a laminated article 25 having a membrane (here, a cation exchange membrane) 2, and an electrolysis electrode (here, a refreshing cathode) 21a, and an electrolytic cell 1 are arranged in series in the specified order. Part of the laminated article 25 (upper end portion in FIG. 64B) is sandwiched between the anode seal 12 and the cathode seal 13.

[0507] Как показано на Фигуре 65, электролизер 4 состоит из множества электролитических ячеек 1, соединенных последовательно через ионообменную мембрану 2. То есть электролизер 4 представляет собой биполярный электролизер, включающий множество размещенных последовательно электролитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2, в каждом случае размещенные между смежными электролитическими ячейками 1. Как показано на Фигуре 66, электролизер 4 собирают размещением множества электролитических ячеек 1 в последовательном соединении через ионообменную мембрану 2 и связыванием ячеек посредством прижимающего устройства 5.[0507] As shown in Figure 65, the electrolytic cell 4 is composed of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series through an ion exchange membrane 2. That is, the cell 4 is a bipolar electrolyzer including a plurality of electrolytic cells 1 in series and ion exchange membranes 2 in each case arranged between adjacent electrolytic cells 1. As shown in Figure 66, the electrolytic cell 4 is assembled by placing a plurality of electrolytic cells 1 in series through the ion exchange membrane 2 and bonding the cells by means of a clamping device 5.

[0508] Электролизер 4 имеет анодный вывод 7 и катодный вывод 6, подключаемые к источнику электроснабжения. Анод 11 электролитической ячейки 1, размещенный на самом дальнем конце из множества последовательно соединенных электролитических ячеек 1 в электролизере 4, электрически соединен с анодным выводом 7. Катод 21 электролитической ячейки, находящейся на конце, противоположном относительно анодного вывода 7, среди множества электролитических ячеек 1, последовательно соединенных в электролизере 4, электрически соединен с катодным выводом 6. Электрический ток во время электролиза протекает со стороны анодного вывода 7 через анод и катод каждой электролитической ячейки 1 в сторону катодного вывода 6. У обоих концов связанных электролитических ячеек 1 может находиться электролитическая ячейка, имеющая только анодную камеру (ячейка анодного вывода), и электролитическая ячейка, имеющая только катодную камеру (ячейка катодного вывода). В этом случае анодный вывод 7 соединен с ячейкой анодного вывода, размещенной на одном конце, и катодный вывод 6 соединен с ячейкой катодного вывода, размещенной на другом конце.[0508] Electrolyzer 4 has an anode lead 7 and a cathode lead 6 that are connected to a power supply. An anode 11 of an electrolytic cell 1 located at the farthest end of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series in an electrolysis cell 4 is electrically connected to an anode terminal 7. A cathode 21 of an electrolytic cell located at an end opposite to the anode terminal 7 among the plurality of electrolytic cells 1, connected in series in the electrolytic cell 4, electrically connected to the cathode terminal 6. Electric current during electrolysis flows from the side of the anode terminal 7 through the anode and the cathode of each electrolytic cell 1 towards the cathode terminal 6. At both ends of the connected electrolytic cells 1 there may be an electrolytic cell, having only an anode chamber (anode outlet cell), and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode outlet cell). In this case, the anode terminal 7 is connected to an anode terminal cell located at one end, and the cathode terminal 6 is connected to a cathode terminal cell located at the other end.

[0509] В случае электролиза рассола, рассол подается в каждую анодную камеру 10, и чистая вода или низкоконцентрированный водный раствор гидроксида натрия подается в каждую катодную камеру 20. Каждая жидкость подводится из трубы для подачи раствора электролита (на фигуре не показана) через шланг для подведения раствора электролита (на фигуре не показан) к каждой электролитической ячейке 1. Раствор электролита и продукты электролиза выводятся из трубы для выведения раствора электролита (на фигуре не показана). Во время электролиза ионы натрия в рассоле мигрируют из анодной камеры 10 одной электролитической ячейки 1 через ионообменную мембрану 2 в катодную камеру 20 соседней электролитической ячейки 1. Тем самым электрический ток во время электролиза протекает по направлению, по которому электролитические ячейки 1 последовательно соединены. То есть электрический ток протекает через катионообменную мембрану 2 из анодной камеры 10 в сторону катодной камеры 20. Когда рассол подвергается электролизу, на стороне анода 11 выделяется газообразный хлор, и на стороне катода 21 образуются гидроксид натрия (растворенный) и газообразный водород.[0509] In the case of brine electrolysis, brine is supplied to each anode chamber 10, and pure water or low-concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to each cathode chamber 20. Each liquid is supplied from an electrolyte solution supply pipe (not shown) through a hose for supplying an electrolyte solution (not shown in the figure) to each electrolytic cell 1. The electrolyte solution and electrolysis products are removed from the pipe for removing the electrolyte solution (not shown in the figure). During electrolysis, sodium ions in the brine migrate from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 1 through the ion exchange membrane 2 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1. Thus, the electric current during electrolysis flows in the direction in which the electrolytic cells 1 are connected in series. That is, an electric current flows through the cation exchange membrane 2 from the anode chamber 10 towards the cathode chamber 20. When the brine is electrolyzed, chlorine gas is generated on the anode 11 side, and sodium hydroxide (dissolved) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.

[0510] Как было упомянуто выше, характеристики мембраны, катода и анода в электролизере обычно ухудшаются в связи с работой электролизера, и вскоре становится необходимой замена их на новые. В случае замены только мембраны обновление может быть выполнено простым путем за счет извлечения существующей мембраны между электролитическими ячейками и вставки между ними новой мембраны, но замена анода или катода посредством сварки является сложной, поскольку требуется специализированный монтаж.[0510] As mentioned above, the characteristics of the membrane, cathode and anode in the cell usually deteriorate due to the operation of the cell, and soon it becomes necessary to replace them with new ones. In the case of replacing only the membrane, the renewal can be accomplished in a simple way by removing the existing membrane between the electrolytic cells and inserting a new membrane between them, but replacing the anode or cathode by welding is difficult because specialized assembly is required.

Между тем, в настоящем варианте осуществления слоистое изделие 25 на его верхнем участке (верхний концевой участок на фигуре 64B) проложено между анодным уплотнением 12 и катодным уплотнением 13, как описано выше. В частности, в примере, показанном на фигуре 64B, мембрана (здесь катионообменная мембрана) 2 и электрод для электролиза (здесь катод для обновления) 21a могут быть закреплены на по меньшей мере верхнем концевом участке слоистого изделия прижатием по направлению от анодного уплотнения 12 в сторону слоистого изделия 25 и прижатием по направлению от катодного уплотнения 13 в сторону слоистого изделия 25. Эта ситуация является предпочтительной, поскольку нет необходимости в креплении слоистого изделия 25 (в частности, электрода для электролиза) на существующем элементе (например, существующем катоде) сваркой. То есть случай, где как электрод для электролиза, так и мембрана проложены между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны, предпочтителен потому, что может улучшаться эффективность работ во время обновления электролизера.Meanwhile, in the present embodiment, the laminated article 25 at its upper portion (upper end portion in FIG. 64B) is sandwiched between the anode seal 12 and the cathode seal 13 as described above. Specifically, in the example shown in Figure 64B, the membrane (here cation exchange membrane) 2 and the electrolysis electrode (here the renewal cathode) 21a can be attached to at least the upper end portion of the laminate by pressing away from the anode seal 12 towards the laminated article 25 and pressing away from the cathode seal 13 towards the laminated article 25. This situation is preferable since there is no need to attach the laminated article 25 (in particular, an electrolysis electrode) to an existing element (eg an existing cathode) by welding. That is, a case where both the electrolysis electrode and the membrane are sandwiched between the anode side seal and the cathode side seal is preferable because the efficiency can be improved during the renovation of the electrolyzer.

Кроме того, в соответствии с конфигурацией электролизера по настоящему варианту осуществления, мембрана и электрод для электролиза в достаточной мере закреплены в виде слоистого изделия, и тем самым может достигаться превосходная производительность электролиза.In addition, according to the configuration of the electrolysis cell of the present embodiment, the membrane and the electrolysis electrode are sufficiently secured as a laminated article, and thereby excellent electrolysis performance can be achieved.

[0511] (Анодная камера)[0511] (Anode chamber)

Анодная камера 10 имеет анод 11 или анодный питающий проводник 11. Питающий проводник здесь означает изношенный электрод (то есть существующий электрод), электрод, не имеющий каталитического покрытия, и тому подобный. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анода. Анодная камера 10 имеет блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подает раствор электролита в анодную камеру 10, отражательную пластину, которая размещена над блоком подачи раствора электролита анодной стороны так, чтобы быть по существу параллельной или наклонной относительно разделительной перегородки 30, и газожидкостный сепаратор анодной стороны, размещенный над отражательной пластиной, для отделения газа от раствора электролита, включающего примешанный газ.The anode chamber 10 has an anode 11 or an anode supply conductor 11. The supply conductor here means a worn electrode (ie, an existing electrode), an electrode not having a catalytic coating, and the like. When the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the anode side, 11 serves as an anode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, 11 serves as an anode. The anode chamber 10 has an anode side electrolyte solution supply unit that supplies electrolyte solution to the anode chamber 10, a baffle plate that is positioned above the anode side electrolyte solution supply unit so as to be substantially parallel or inclined with respect to the dividing baffle 30, and an anode gas-liquid separator. side positioned above the baffle plate to separate the gas from the electrolyte solution including the admixed gas.

[0512] (Анод)[0512] (Anode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, анод 11 находится в раме анодной камеры 10 (то есть в анодной раме). В качестве анода 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R). DSA представляет собой электрод, включающий титановую подложку, поверхность которой покрыта оксидом, включающим рутений, иридий и титан, в качестве компонентов.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is not inserted on the anode side, the anode 11 is in the frame of the anode chamber 10 (i.e., in the anode frame). As the anode 11, a metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used. DSA is an electrode including a titanium substrate, the surface of which is coated with an oxide including ruthenium, iridium and titanium as components.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0513] (Анодный питающий проводник)[0513] (Anode supply conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, на раме анодной камеры 10 предусматривается анодный питающий проводник 11. В качестве анодного питающего проводника 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R), и также может быть применен титан, не имеющий каталитического покрытия. В альтернативном варианте также может быть использован DSA, имеющий более тонкое каталитическое покрытие. Кроме того, также может быть применен уже использованный анод.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the anode side, an anode supply conductor 11 is provided on the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode supply conductor 11, and can also be used titanium without catalytic coating. Alternatively, a DSA having a thinner catalytic coating can also be used. In addition, an already used anode can also be used.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0514] (Блок подачи раствора электролита анодной стороны)[0514] (Anode side electrolyte solution supply unit)

Блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подводит раствор электролита к анодной камере 10, соединен с трубой для подачи раствора электролита. Блок подачи раствора электролита анодной стороны предпочтительно размещается под анодной камерой 10. В качестве блока подачи раствора электролита анодной стороны, например, может быть использована труба, на поверхности которой сформированы участки просветов (дисперсионная труба), и тому подобное. Такая труба более предпочтительно размещается вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки. Эта труба соединена с трубой для подачи раствора электролита (патрубком подачи жидкости), которая подводит раствор электролита в электролитическую ячейку 1. Раствор электролита, подводимый из патрубка подачи жидкости, пропускается по трубе в электролитическую ячейку 1 и подается из выполненных на поверхности трубы отверстий внутрь анодной камеры 10. Размещение трубы вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки предпочтительно потому, что раствор электролита может равномерно подводиться внутрь анодной камеры 10.An anode-side electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the anode chamber 10 is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution. The anode side electrolyte solution supply unit is preferably disposed under the anode chamber 10. As the anode side electrolyte solution supply unit, for example, a pipe on the surface of which lumen portions (dispersion tube) and the like can be used. Such a tube is more preferably located along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell. This pipe is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution (a liquid supply pipe), which supplies an electrolyte solution to an electrolytic cell 1. The electrolyte solution supplied from a liquid supply pipe is passed through a pipe into an electrolytic cell 1 and is fed from the holes made on the pipe surface to the inside of the anode chambers 10. The placement of the pipe along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell is preferable because the electrolyte solution can be uniformly supplied to the inside of the anode chamber 10.

[0515] (Газожидкостный сепаратор анодной стороны)[0515] (Anode side gas-liquid separator)

Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно размещается над отражательной пластиной. Назначением газожидкостного сепаратора анодной стороны является отделение образованного газа, такого как газообразный хлор, от раствора электролита во время электролиза. Если не оговаривается иное, «над» означает верхнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 63, и «под» означает нижнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 63.The anode-side gas-liquid separator is preferably located above the baffle plate. The purpose of the anode-side gas-liquid separator is to separate the generated gas, such as chlorine gas, from the electrolyte solution during electrolysis. Unless otherwise specified, "above" means an upward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 63, and "under" means a downward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 63.

[0516] Образованный во время электролиза газ, выделяющийся в электролитической ячейке 1, и раствор электролита образуют смешанную фазу (газожидкостную смешанную фазу), которая затем выпускается из системы. Вследствие этого, колебания давления внутри электролитической ячейки 1 вызывают вибрацию, которая может приводить к физическому повреждению ионообменной мембраны. Чтобы предотвращать это явление, электролитическую ячейку 1 по настоящему варианту осуществления предпочтительно оснащают газожидкостным сепаратором анодной стороны для отделения газа от жидкости. Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно снабжен пеногасящей пластиной для устранения пузырьков. Когда поток газожидкостной смешанной фазы протекает через пеногасящую пластину, пузырьки лопаются, тем самым обеспечивая разделение раствора электролита и газа. В результате этого может предотвращаться вибрация во время электролиза.[0516] The gas generated during electrolysis evolved in the electrolytic cell 1 and the electrolyte solution form a mixed phase (gas-liquid mixed phase), which is then discharged from the system. As a consequence, pressure fluctuations within the electrolytic cell 1 cause vibration, which can lead to physical damage to the ion exchange membrane. To prevent this phenomenon, the electrolytic cell 1 of the present embodiment is preferably equipped with an anode-side gas-liquid separator for separating gas from liquid. The anode-side gas-liquid separator is preferably provided with a defoamer plate to eliminate bubbles. When the gas-liquid mixed phase stream flows through the defoamer plate, the bubbles burst, thereby separating the electrolyte solution and gas. As a result, vibration during electrolysis can be prevented.

[0517] (Отражательная пластина)[0517] (Baffle plate)

Отражательная пластина предпочтительно размещается над блоком подачи раствора электролита анодной стороны, и устанавливается по существу параллельно или наклонно относительно разделительной перегородки 30. Отражательная пластина представляет собой разделительную пластину, которая контролирует течение раствора электролита в анодную камеру 10. Когда предусматривается отражательная пластина, она может вызывать циркуляцию раствора электролита (рассола или тому подобного) внутри анодной камеры 10, тем самым делая более однородной концентрацию. Чтобы создавать внутреннюю циркуляцию, отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы отделять пространство вблизи анода 11 от пространства вблизи разделительной перегородки 30. Из таких соображений отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы она была напротив поверхности анода 11 и поверхности разделительной перегородки 30. В пространстве вблизи анода, отделенном отражательной пластиной, происходит электролиз, концентрация раствора электролита (концентрация рассола) снижается, и выделяется образующийся газ, такой как газообразный хлор. Это приводит к разности удельных весов газожидкостной смеси между пространством вблизи анода 11 и пространством вблизи разделительной перегородки 30, отделенным отражательной пластиной. С использованием этой разности можно стимулировать внутреннюю циркуляцию раствора электролита в анодной камере 10, делая тем самым более однородным распределение концентраций раствора электролита в анодной камере 10.The baffle plate is preferably positioned above the anode side electrolyte solution supply unit and is positioned substantially parallel or obliquely with respect to the baffle 30. The baffle plate is a baffle plate that controls the flow of electrolyte solution into the anode chamber 10. When the baffle plate is provided, it can cause circulation electrolyte solution (brine or the like) inside the anode chamber 10, thereby making the concentration more uniform. To create internal circulation, the baffle plate is preferably positioned so as to separate the space near the anode 11 from the space near the baffle 30. For this reason, the baffle plate is preferably positioned so that it is opposite the surface of the anode 11 and the surface of the baffle 30. In the space near the anode separated by the baffle plate, electrolysis occurs, the concentration of the electrolyte solution (brine concentration) decreases, and a generated gas such as chlorine gas is released. This leads to a difference in the specific gravity of the gas-liquid mixture between the space near the anode 11 and the space near the dividing wall 30, separated by a baffle plate. Using this difference, it is possible to stimulate the internal circulation of the electrolyte solution in the anode chamber 10, thereby making the concentration distribution of the electrolyte solution in the anode chamber 10 more uniform.

[0518] Хотя это не показано на Фигуре 63, внутри анодной камеры 10 может быть также дополнительно предусмотрен токоотвод. Материал и конфигурация такого токоотвода могут быть такими же, как для вышеуказанного токоотвода катодной камеры. В анодной камере 10 анод 11 сам по себе также может служить токоотводом.[0518] Although not shown in Figure 63, a down conductor may also be additionally provided within the anode chamber 10. The material and configuration of such a current collector can be the same as for the aforementioned collector of the cathode chamber. In the anode chamber 10, the anode 11 itself can also serve as a down conductor.

[0519] (Разделительная перегородка)[0519] (Divider)

Разделительная перегородка 30 размещается между анодной камерой 10 и катодной камерой 20. Разделительная перегородка 30 может называться сепаратором, и анодная камера 10 и катодная камера 20 отделены друг от друга разделительной перегородкой 30. В качестве разделительной перегородки 30 может быть использована перегородка, известная как сепаратор для электролиза, и пример ее содержит разделительную перегородку, сформированную привариванием включающей никель пластины на катодной стороне, и содержащей титан пластины на анодной стороне.The dividing wall 30 is disposed between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20. The dividing wall 30 may be referred to as a separator, and the anode chamber 10 and the cathode chamber 20 are separated from each other by a dividing wall 30. As the dividing wall 30, a baffle known as a separator can be used. electrolysis, and an example thereof comprises a baffle formed by welding a nickel-containing plate on the cathode side and a titanium-containing plate on the anode side.

[0520] (Катодная камера)[0520] (Cathode Chamber)

В катодной камере 20, когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катода. Когда присутствует поглотитель обратного тока, катод или катодный питающий проводник 21 электрически соединен с поглотителем обратного тока. Катодная камера 20, подобно анодной камере 10, предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита катодной стороны и газожидкостный сепаратор катодной стороны. Среди компонентов, составляющих катодную камеру 20, компоненты, подобные тем, которые составляют анодную камеру 10, описываться не будут.In the cathode compartment 20, when the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the cathode side, 21 serves as a cathode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, 21 serves as the cathode. When a return current absorber is present, the cathode or cathode supply conductor 21 is electrically connected to the return current absorber. The cathode chamber 20, like the anode chamber 10, preferably has a cathode-side electrolyte solution supply unit and a cathode-side gas-liquid separator. Among the components constituting the cathode compartment 20, components similar to those constituting the anode compartment 10 will not be described.

[0521] (Катод)[0521] (Cathode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, катод 21 находится в раме катодной камеры 20 (то есть в катодной раме). Катод 21 предпочтительно имеет никелевую подложку и слой катализатора, который покрывает никелевую подложку. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Катод 21 может быть подвергнут восстановительной обработке, при необходимости. В качестве подложки катода 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is not inserted on the cathode side, the cathode 21 is in the frame of the cathode chamber 20 (i.e., in the cathode frame). Cathode 21 preferably has a nickel substrate and a catalyst layer that covers the nickel substrate. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. The cathode 21 can be subjected to a reduction treatment, if necessary. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0522] (Катодный питающий проводник)[0522] (Cathode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, в раме катодной камеры 20 предусматривается катодный питающий проводник 21. Катодный питающий проводник 21 может быть покрыт каталитическим компонентом. Каталитический компонент может представлять собой компонент, который изначально применяется в качестве катода и сохраняется. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Могут быть применены никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь, не имеющие каталитического покрытия. В качестве подложки катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the cathode side, a cathode supply conductor 21 is provided in the frame of the cathode chamber 20. The cathode supply conductor 21 may be coated with a catalyst component. The catalyst component can be a component that is initially used as a cathode and is stored. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel without catalytic coating can be used. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode supply conductor 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0523] (Поглощающий обратный ток слой)[0523] (Reverse current absorbing layer)

В качестве материала для поглощающего обратный ток слоя может быть выбран материал, который по окислительно-восстановительному потенциалу является менее благородным, сравнительно с окислительно–восстановительным потенциалом элемента для упомянутого выше слоя катализатора катода. Его примеры включают никель и железо.As the material for the layer that absorbs the reverse current, a material that is less noble in terms of the redox potential than the redox potential of the element for the aforementioned catalyst layer of the cathode can be selected. Examples include nickel and iron.

[0524] (Токоотвод)[0524] (Down conductor)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит токоотвод 23. Токоотвод 23 улучшает эффективность отбора тока. В настоящем варианте осуществления токоотвод 23 представляет собой пористую пластину и предпочтительно размещается по существу параллельно поверхности катода 21.The cathode chamber 20 preferably contains a current collector 23. The current collector 23 improves the efficiency of current extraction. In the present embodiment, the collector 23 is a porous plate and is preferably disposed substantially parallel to the surface of the cathode 21.

[0525] Токоотвод 23 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Токоотвод 23 может представлять собой смесь, сплав или сложный оксид этих металлов. Токоотвод 23 может иметь любую форму при условии, что форма позволяет токоотводу функционировать, и может иметь форму пластины или сетки.[0525] The collector 23 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium. The current collector 23 can be a mixture, alloy or complex oxide of these metals. The collector 23 may be of any shape as long as the shape allows the collector to function and may be in the form of a plate or mesh.

[0526] (Металлическое упругое тело)[0526] (Metallic elastic body)

Размещением металлического упругого тела 22 между токоотводом 23 и катодом 21 каждый катод 21 множества соединенных последовательно электролитических ячеек 1 прижимается к ионообменной мембране 2 для сокращения расстояния между каждым анодом 11 и каждым катодом 21. Тем самым можно снизить напряжение, подаваемое на все множество соединенных последовательно электролитических ячеек 1. Снижение напряжения способствует снижению энергопотребления. Когда размещается металлическое упругое тело 22, создаваемое металлическим упругим телом 22 прижимающее давление позволяет электроду для электролиза стабильно сохранять свое положение на месте, когда слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, размещается в электролитической ячейке.By placing the metal elastic body 22 between the current collector 23 and the cathode 21, each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2 to shorten the distance between each anode 11 and each cathode 21. Thus, it is possible to reduce the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells connected in series. cells 1. Reducing voltage helps to reduce power consumption. When the metal resilient body 22 is placed, the pressing pressure created by the metal resilient body 22 allows the electrolysis electrode to stably maintain its position in place when the laminated article containing the electrolysis electrode of the present embodiment is placed in the electrolytic cell.

[0527] В качестве металлического упругого тела 22 могут быть применены пружинные элементы, такие как спиральные и винтовые пружины, и амортизирующие маты. В качестве металлического упругого тела 22 может быть надлежащим образом применен элемент с учетом механического напряжения из–за давления на ионообменную мембрану и тому подобного. Металлическое упругое тело 22 может быть размещено на поверхности токоотвода 23 на стороне катодной камеры 20 или может быть предусмотрено на поверхности разделительной перегородки на стороне анодной камеры 10. Обе камеры обычно разделены так, что катодная камера 20 становится меньшей, чем анодная камера 10. Таким образом, с точки зрения прочности рамы и тому подобного, металлическое упругое тело 22 предпочтительно размещают между токоотводом 34 и катодом 21 в катодной камере 20. Металлическое упругое тело 22 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан.[0527] As the metal resilient body 22, spring members such as coil and coil springs and shock absorbing mats can be used. As the metal elastic body 22, an element can be appropriately applied in consideration of mechanical stress due to pressure on the ion exchange membrane and the like. The metal resilient body 22 may be located on the surface of the collector 23 on the side of the cathode chamber 20, or may be provided on the surface of the partition wall on the side of the anode chamber 10. The two chambers are usually separated so that the cathode chamber 20 becomes smaller than the anode chamber 10. Thus In terms of frame strength and the like, the metal resilient body 22 is preferably placed between the collector 34 and the cathode 21 in the cathode chamber 20. The metal resilient body 22 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium.

[0528] (Держатель)[0528] (Holder)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит держатель 24, который электрически соединяет токоотвод 23 с разделительной перегородкой 30. Этим может достигаться эффективное течение тока.The cathode chamber 20 preferably comprises a holder 24 which electrically connects the collector 23 to the baffle 30. This can achieve an efficient current flow.

[0529] Держатель 24 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Держатель 24 может иметь любую форму при условии, что держатель может поддерживать токоотвод 23, и может иметь форму стержня, пластины или сетки. Держатель 24 имеет, например, форму пластины. Между разделительной перегородкой 30 и токоотводом 23 размещается множество держателей 24. Множество держателей 24 выровнено так, что их поверхности параллельны между собой. Держатели 24 размещаются по существу перпендикулярно разделительной перегородке 30 и токоотводу 23.[0529] The holder 24 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The holder 24 can be of any shape as long as the holder can support the collector 23 and can be in the form of a rod, plate, or mesh. The holder 24 is in the form of a plate, for example. A plurality of holders 24 are disposed between the baffle 30 and the down conductor 23. The plurality of holders 24 are aligned so that their surfaces are parallel to each other. The holders 24 are located substantially perpendicular to the baffle 30 and the down conductor 23.

[0530] (Уплотнение анодной стороны и уплотнение катодной стороны)[0530] (Anode side seal and cathode side seal)

Уплотнение анодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей анодную камеру 10. Уплотнение катодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей катодную камеру 20. Электролитические ячейки соединены между собой так, что уплотнение анодной стороны, находящаяся в одной электролитической ячейке, и уплотнение катодной стороны соседней с ней электролитической ячейки прокладывают слоистое изделие 25 (смотри Фигуру 64В). Эти уплотнения могут создавать воздухонепроницаемость в местах соединения, когда множество электолитических ячеек 1 соединяются последовательно через слоистое изделие 25.The anode side seal is preferably located on the surface of the frame constituting the anode chamber 10. The cathode side seal is preferably positioned on the surface of the frame constituting the cathode chamber 20. The electrolytic cells are interconnected such that the anode side seal in one electrolytic cell and the cathode side seal an adjacent electrolytic cell is layered with a laminated article 25 (see Figure 64B). These seals can create airtightness at the junctions when a plurality of electrolytic cells 1 are connected in series through the laminate 25.

[0531] Уплотнения образуют уплотнение между ионообменной мембраной и электролитическими ячейками. Конкретные примеры уплотнений включают подобные картинной раме резиновые листы, в центре которых образован проем. Уплотнения должны иметь стойкость против коррозионно–агрессивных растворов электролита или образованного газа и быть работоспособными в течение длительного периода времени. Так, в отношении химической стойкости и твердости в качестве уплотнений обычно применяются вулканизированные продукты и сшитые посредством пероксида продукты этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM–каучука) и этилен–пропиленового каучука (EPM–каучука). В альтернативном варианте, при необходимости, могут быть использованы уплотнения, в которых участок, находящийся в контакте с жидкостью (контактирующая с жидкостью область), покрывают фторсодержащей смолой, такой как политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA). Эти уплотнения в каждом случае могут иметь такой проем, который не препятствует течению раствора электролита, и форма проема конкретно не ограничивается. Например, уплотнение в форме рамы для картины присоединяют посредством адгезива или тому подобного вдоль периферической кромки каждого проема рамы анодной камеры, составляющей анодную камеру 10, или рамы катодной камеры, составляющей катодную камеру 20. Проложение слоистого изделия 25 между анодным уплотнением и катодным уплотнением может предотвращать утечку из электролитических ячеек 1 раствора электролита, гидроксида щелочного металла, газообразного хлора, газообразного водорода и тому подобного, образованных при электролизе.[0531] The seals form a seal between the ion exchange membrane and the electrolytic cells. Specific examples of seals include picture frame-like rubber sheets in the center of which an opening is formed. The seals must be resistant to corrosive electrolyte solutions or generated gas and be functional for a long period of time. Thus, with regard to chemical resistance and hardness, vulcanized products and peroxide-crosslinked products of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM-rubber) and ethylene-propylene rubber (EPM-rubber) are usually used as seals. Alternatively, if necessary, seals can be used in which the area in contact with the liquid (the area in contact with the liquid) is coated with a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers (PFA). These seals may in each case have an opening that does not impede the flow of the electrolyte solution, and the shape of the opening is not particularly limited. For example, a seal in the form of a picture frame is attached by means of an adhesive or the like along the peripheral edge of each opening of the anode chamber frame constituting the anode chamber 10 or the cathode chamber frame constituting the cathode chamber 20. The interposition of the laminated article 25 between the anode seal and the cathode seal can prevent leakage from electrolytic cells 1 of electrolyte solution, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas and the like generated by electrolysis.

[0532] [Слоистое изделие][0532] [Laminated Product]

Слоистое изделие по настоящему варианту осуществления содержит мембрану и электрод для электролиза. Слоистое изделие в настоящем варианте осуществления может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, проявляет превосходную производительность электролиза даже после обновления. То есть в соответствии со слоистым изделием в настоящем варианте осуществления, при обновлении электрода электрод может быть обновлен настолько простым действием, как обновление мембраны, без сложной работы, такой как разборка существующего электрода, закрепленного на электролитической ячейке, и тем самым заметно улучшается эффективность работ.The laminated article of the present embodiment comprises a membrane and an electrolysis electrode. The laminated article in the present embodiment can improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell, and furthermore exhibits excellent electrolysis performance even after the renewal. That is, according to the layered article in the present embodiment, when the electrode is renewed, the electrode can be renewed as simple as renewing the membrane without complicated work such as disassembling an existing electrode attached to the electrolytic cell, and thereby noticeably improve the working efficiency.

Кроме того, в соответствии со слоистым изделием в настоящем варианте осуществления, возможно сохранение производительности электролиза с существующей электролитической ячейкой сравнительно с характеристикой нового электрода, или улучшение производительности электролиза. Таким образом, электрод, закрепленный на существующей электролитической ячейке и служащий в качестве анода и/или катода, должен действовать только как питающий проводник. Таким образом, также могут быть возможны заметное сокращение или устранение каталитического покрытия.In addition, according to the laminated article in the present embodiment, it is possible to maintain the electrolysis productivity with the existing electrolytic cell in comparison with the performance of the new electrode, or improve the electrolysis productivity. Thus, an electrode attached to an existing electrolytic cell and serving as anode and / or cathode should only act as a supply conductor. Thus, appreciable reduction or elimination of the catalytic coating can also be possible.

[0533] [Электрод для электролиза][0533] [Electrolysis Electrode]

В электроде для электролиза по настоящему варианту осуществления вентиляционное сопротивление, измеренное в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 0,2 см/с и объема вентиляции 0,4 см3/см2/с (здесь далее также называемых «условием 1" измерения»), составляет 24 кПа·с/м или менее, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм (здесь далее также называемое «вентиляционным сопротивлением 1"»). Высокое вентиляционное сопротивление означает, что воздух протекает с бóльшим трудом, и относится к состоянию высокой плотности. В этом состоянии продукт электролиза остается в электроде, и реагенты с бóльшим трудом диффундируют внутрь электрода, и тем самым ухудшаются рабочие параметры электролиза (такие как напряжение). Концентрация на поверхности мембраны повышается. Более конкретно, концентрация каустической соды возрастает на поверхности катода, и подача рассола на поверхность анода имеет тенденцию к снижению. В результате этого продукт накапливается до высокой концентрации на поверхности раздела, на которой мембрана контактирует с электродом. Это накопление приводит к повреждению мембраны, и также обуславливает повышение электрического напряжения и повреждение мембраны на поверхности катода и повреждение мембраны на поверхности анода. В настоящем варианте осуществления, чтобы предотвратить эти дефекты, вентиляционное сопротивление предпочтительно регулируется на 24 кПа·с/м или менее.In the electrolysis electrode of the present embodiment, the ventilation resistance measured at a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 0.2 cm / s, and a ventilation volume of 0.4 cm 3 / cm 2 / s (hereinafter also referred to as "Measurement condition 1") is 24 kPa · s / m or less when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm (hereinafter also referred to as "ventilation resistance 1""). A high ventilation resistance means that the air flows with more difficulty and belongs to a high density state. In this state, the electrolysis product remains in the electrode, and the reagents diffuse more into the electrode interior with greater difficulty, thereby deteriorating the electrolysis operating parameters (such as voltage). The concentration on the membrane surface increases. More specifically, the concentration of caustic soda increases at the surface of the cathode, and the supply of brine to the surface of the anode tends to decrease. As a result, the product accumulates to a high concentration at the interface where the membrane contacts the electrode. This build-up leads to damage to the membrane, and also causes an increase in electrical voltage and damage to the membrane at the cathode surface and damage to the membrane at the anode surface. In the present embodiment, in order to prevent these defects, the ventilation resistance is preferably controlled to 24 kPa · s / m or less.

В настоящем варианте осуществления, когда вентиляционное сопротивление выше определенного значения, NaOH, выделяющийся на электроде, имеет тенденцию накапливаться на поверхности раздела между электродом и мембраной, приводя к высокой концентрации в случае катода, и подача рассола имеет тенденцию к сокращению, обуславливая снижение концентрации рассола в случае анода. Чтобы предотвратить повреждение мембраны, которое может быть вызвано таким накоплением, вентиляционное сопротивление предпочтительно составляет менее 0,19 кПа·с/м, более предпочтительно 0,15 кПа·с/м или менее, еще более предпочтительно 0,07 кПа·с/м или менее.In the present embodiment, when the ventilation resistance is higher than a certain value, NaOH evolved at the electrode tends to accumulate at the interface between the electrode and the membrane, resulting in a high concentration in the case of the cathode, and the brine supply tends to be reduced, causing the brine concentration to decrease. case of the anode. To prevent damage to the membrane that can be caused by such accumulation, the ventilation resistance is preferably less than 0.19 kPa s / m, more preferably 0.15 kPa s / m or less, even more preferably 0.07 kPa s / m or less.

Напротив, когда вентиляционное сопротивление является низким, сокращается площадь электрода, и уменьшается электропроводная площадь. Таким образом, ухудшаются рабочие параметры электролиза (такие как напряжение). Когда вентиляционное сопротивление становится нулевым, питающий проводник действует как электрод, поскольку не создается электрод для электролиза, и заметно ухудшаются рабочие параметры электролиза (такие как напряжение). С этой точки зрения предпочтительное значение нижнего предела, идентифицируемое как вентиляционное сопротивление 1, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет более 0 кПа·с/м, более предпочтительно 0,0001 кПа·с/м или более, еще более предпочтительно 0,001 кПа·с/м или более.In contrast, when the ventilation resistance is low, the electrode area is reduced and the conductive area is reduced. Thus, the operating parameters of the electrolysis (such as voltage) are deteriorated. When the ventilation resistance becomes zero, the supply conductor acts as an electrode since no electrode for electrolysis is provided, and the electrolysis operating parameters (such as voltage) deteriorate markedly. From this point of view, the preferable lower limit value identified as ventilation resistance 1 is not particularly limited, but is preferably more than 0 kPa s / m, more preferably 0.0001 kPa s / m or more, even more preferably 0.001 kPa s / m or more.

Когда вентиляционное сопротивление 1 составляет 0,07 кПа·с/м или менее, может не достигаться достаточная точность измерения применяемым для этого методом измерения. С этой точки зрения также можно оценивать электрод для электролиза, имеющий вентиляционное сопротивление 1 на уровне 0,07 кПа·с/м или менее, с помощью вентиляционного сопротивления (здесь далее также называемого «вентиляционным сопротивлением 2”»), полученным следующим методом измерения (здесь далее также называемого «условием 2” измерения»). То есть вентиляционное сопротивление 2 представляет собой вентиляционное сопротивление, измеренное, когда электрод для электролиза имеет размер 50 мм×50 мм, в условиях температуры 24°С, относительной влажности 32%, скорости поршня 2 см/с и объема вентиляции 4 см3/см2/с.When the ventilation resistance 1 is 0.07 kPa · s / m or less, sufficient measurement accuracy may not be achieved by the measurement method used. From this point of view, it is also possible to evaluate an electrolysis electrode having a ventilation resistance 1 of 0.07 kPa · s / m or less using a ventilation resistance (hereinafter also referred to as "ventilation resistance 2") obtained by the following measurement method ( hereinafter also referred to as "measurement condition 2"). That is, the ventilation resistance 2 is the ventilation resistance measured when the electrolysis electrode has a size of 50 mm × 50 mm, under conditions of a temperature of 24 ° C, a relative humidity of 32%, a piston speed of 2 cm / s and a ventilation volume of 4 cm 3 / cm. 2 / s.

Конкретные методы измерения вентиляционных сопротивлений 1 и 2 описаны в Примерах.Specific methods for measuring ventilation resistances 1 and 2 are described in Examples.

Вентиляционные сопротивления 1 и 2 могут быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости имеет тенденцию приводить к меньшим значениям вентиляционного сопротивления 1 и 2, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высоким значениям вентиляционного сопротивления 1 и 2.Ventilation resistances 1 and 2 can be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio tends to lead to lower ventilation resistance values 1 and 2, and a lower open porosity ratio leads to higher ventilation resistance values 1 and 2.

[0534] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления имеет силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, предпочтительно 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с питающим проводником (изношенным электродом и электродом, не имеющим каталитического покрытия) и тому подобным. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.[0534] The electrode for electrolysis of the present embodiment has a force applied per unit mass · unit area, preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ) , further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less with from the point of view of providing good workability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a supply conductor (a worn electrode and an electrode not having a catalytic coating) and the like. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.0 N / (mg cm 2) ) or less, even more preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

С позиции дополнительного улучшения производительности электролиза сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более, еще более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более. Еще более предпочтительно сила составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).From the viewpoint of further improving the electrolysis productivity, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more, even more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ) or more. Even more preferably, the force is 0.2 N / (mg · cm 2 ) or more from the viewpoint of further facilitating the handling of a large size (eg, 1.5 mx 2.5 m).

Вышеописанная прилагаемая сила может быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, описываемого ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода, среднего арифметического величины поверхностной шероховатости и тому подобного. Например, более конкретно, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает меньшую прилагаемую силу, а более низкий коэффициент открытой пористости приводит к большей прилагаемой силе.The above-described applied force may be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, the below-described open porosity ratio, electrode thickness, arithmetic mean of surface roughness, and the like. For example, more specifically, a higher open porosity ratio results in a lower applied force, and a lower open porosity ratio results in a higher applied force.

Масса в расчете на единицу площади предпочтительно составляет 48 мг/см2 или менее, более предпочтительно 30 мг/см2 или менее, еще более предпочтительно 20 мг/см2 или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и экономии, и, более того, предпочтительно составляет 15 мг/см2 или менее, по общим соображениям, включающим технологичность, прочность сцепления и экономичность. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, величину порядка 1 мг/см2.The mass per unit area is preferably 48 mg / cm 2 or less, more preferably 30 mg / cm 2 or less, even more preferably 20 mg / cm 2 or less from the standpoint of providing good processability and good adhesion to the membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a worn electrode, with a feed conductor not having a catalytic coating, and economy, and moreover, is preferably 15 mg / cm 2 or less, for general reasons including manufacturability, adhesion strength and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, on the order of 1 mg / cm 2 .

Вышеописанная масса на единицу площади может быть в пределах вышеописанного диапазона, например, в результате надлежащего регулирования описываемых ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает снижение массы на единицу площади, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высокой массе на единицу площади.The above-described mass per unit area may be within the above-described range, for example, by appropriately adjusting the below-described open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio results in a decrease in mass per unit area, and a lower open porosity ratio results in a higher mass per unit area.

[0535] Прилагаемая сила может быть измерена описываемыми ниже методами (i) или (ii), которые более подробно изложены в Примерах. Что касается прилагаемой силы, то значение, полученное путем измерения методом (i) (также называемое «прилагаемая сила (1)”»), и значение, полученное путем измерения методом (ii) (также называемое «прилагаемая сила (2)”»), могут быть одинаковыми или различными, и каждое из значений предпочтительно составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[0535] The applied force can be measured by methods (i) or (ii) described below, which are set out in more detail in the Examples. With regard to the applied force, the value obtained by measurement by method (i) (also called “applied force (1)” ") and the value obtained by measurement by method (ii) (also called" applied force (2) ”") , can be the same or different, and each of the values is preferably less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[0536] [Метод (i)][0536] [Method (i)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм), ионообменную мембрану, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм, подробности указанной здесь ионообменной мембраны описаны в Примерах), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляет от 0,5 до 0,8 мкм. Конкретный метод расчета среднего арифметического величины (Ra) поверхностной шероховатости является таким, как описано в Примерах.Nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with side 200 mm), ion-exchange membrane obtained by applying particles of inorganic material and a binder to both surfaces of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced (square with a side of 170 mm, the details of the ion exchange membrane specified here are described in the Examples), and a sample electrode (square with a side of 130 mm) is layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of a nickel plate after blasting is 0.5 to 0.8 μm. A specific method for calculating the arithmetic mean (Ra) of the surface roughness is as described in the Examples.

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и ионообменной мембраны и на массу ионообменной мембраны на участке перекрывания с образцом электрода для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (1) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the ion exchange membrane and by the mass of the ion exchange membrane in the area of overlapping with the electrode sample to calculate the applied force per unit mass · unit area (1) (N / (mg · cm 2 )).

[0537] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (1), полученная методом (i), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 0,2 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0537] The applied force per unit mass · unit area (1) obtained by method (i) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. The force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more in view of further improvement electrolysis productivity, and, moreover, more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ), even more preferably 0.2 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating handling of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m).

[0538] [Метод (ii)][0538] [Method (ii)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм, никелевая пластина подобна пластине в вышеуказанном методе (i)), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.A nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm, a nickel plate similar to the plate in the above method (i)), and an electrode sample (square with a side of 130 mm) is layered in this okay. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и никелевой пластины и на массу образца электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (2) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the nickel plate and by the weight of the electrode sample in the overlapping area with the nickel plate to calculate the applied force per unit mass · unit area (2) (N / (mg · cm 2 )).

[0539] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (2), полученная методом (ii), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Кроме того, сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2) с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0539] The applied force per unit mass · unit area (2) obtained by method (ii) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. In addition, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more from the point in terms of further improving the productivity of electrolysis, and, moreover, more preferably is 0.14 N / (mg cm 2 ) from the position of further facilitating the handling of a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m) ...

[0540] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Толщина подложки электрода для электролиза (измеренная толщина) составляет, но конкретно не ограничивается, предпочтительно 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, еще более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, являясь пригодной к сворачиванию в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки и облегчающей проведение погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), и, в дополнение, еще более предпочтительно 50 мкм или менее, с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.[0540] The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness) is, but is not particularly limited, preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, even more preferably 155 µm or less, further preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 μm or less, even more preferably 100 μm or less from the point of view of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode ( feed conductor), which does not have a catalytic coating, being suitable for roll-up and satisfactory folding into folds and facilitates loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m), and, in addition, still more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0541] Доля, измеренная следующим методом (2) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 90% или более, более предпочтительно 92% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и дополнительно предпочтительно 95% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0541] The proportion measured by the following method (2) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 92% or more from the viewpoint of ensuring good workability and achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and additionally preferably 95% or more from the point of view of further facilitating loading and unloading at a large size (for example , size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (2)][Method (2)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 280 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 280 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0542] Доля, измеренная следующим методом (3) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 75% или более, более предпочтительно 80% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и для надлежащей пригодности к намотке в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки, и дополнительно предпочтительно составляет 90% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0542] The proportion measured by the following method (3) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 75% or more, more preferably 80% or more from the viewpoint of ensuring good workability, achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and for proper roll-winding and satisfactory creasing, and is additionally preferably 90% or more from the point of view of additional facilitation of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (3)][Method (3)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned externally at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0543] Значение, полученное путем измерения следующим методом (А) электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления, предпочтительно составляет 40 мм или менее, более предпочтительно 29 мм или менее, еще более предпочтительно 19 мм или менее с позиции технологичности.[0543] The value obtained by measuring by the following method (A) of the electrode for electrolysis in the present embodiment is preferably 40 mm or less, more preferably 29 mm or less, even more preferably 19 mm or less in terms of processability.

[Метод (A)][Method (A)]

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% образец, полученный наслоением ионообменной мембраны, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности мембраны из перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм, подробности указанной здесь ионообменной мембраны описаны в Примерах), и электрода для электролиза, наматывают вокруг и закрепляют на изогнутой поверхности втулки, выполненной из поливинилхлорида и имеющей внешний диаметр φ 32 мм, и оставляют, выдерживая в течение 6 часов; после этого, когда электрод для электролиза отделяют от образца и размещают на плоской пластине, измеряют высоты L1 и L2 в вертикальном направлении на обеих кромках электрода для электролиза, и их среднее значение используют в качестве значения измерения.At a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, a sample obtained by layering an ion-exchange membrane, which is obtained by applying particles of an inorganic material and a binder to both surfaces of the membrane made of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced (square with a side of 170 mm, the details of the ion exchange membrane specified herein are described in Examples) and the electrolysis electrode is wound around and fixed on the curved surface of a sleeve made of polyvinyl chloride having an outer diameter φ 32 mm and left standing for 6 hours; thereafter, when the electrolysis electrode is separated from the sample and placed on the flat plate, the heights L1 and L2 in the vertical direction at both edges of the electrolysis electrode are measured, and their average value is used as the measurement value.

[0544] Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления имеет пористую структуру и коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности от 5 до 90% или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и предотвращения накопления газа, выделяющегося во время электролиза, хотя без конкретного ограничения этим. Коэффициент открытой пористости более предпочтительно составляет от 10 до 80% или менее, более предпочтительно от 20 до 75%.[0544] The electrode for electrolysis in the present embodiment has a porous structure and an open porosity ratio or void ratio of 5 to 90% or less from the viewpoint of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and preventing the accumulation of gas evolved during electrolysis, although not specifically limited thereto. The open porosity ratio is more preferably 10 to 80% or less, more preferably 20 to 75%.

Коэффициент открытой пористости представляет собой долю участков просветов в расчете на единицу объема. Метод расчета может различаться в зависимости от того, рассматриваются ли участки просветов субмикронного размера или же рассматриваются только видимые просветы. В настоящем варианте осуществления объем V рассчитывали из значений измеренной толщины, ширины и длины электрода, и, кроме того, измеряли вес W, чтобы тем самым рассчитать коэффициент А открытой пористости по следующей формуле.The open porosity ratio is the fraction of the lumen areas per unit volume. The calculation method may differ depending on whether sub-micron-sized gaps are considered or only visible gaps are considered. In the present embodiment, the volume V was calculated from the values of the measured thickness, the width and the length of the electrode, and in addition, the weight W was measured to thereby calculate the open porosity coefficient A by the following formula.

A=(1–(W/(V×ρ))×100A = (1– (W / (V × ρ)) × 100

ρ представляет собой плотность материала электрода (г/см3). Например, ρ никеля составляет 8,908 г/см3, а ρ титана составляет 4,506 г/см3. Коэффициент открытой пористости надлежащим образом регулируется изменением площади перфорируемого металла на единицу площади в случае перфорированного металлического листа, изменением значений SW (короткого диаметра), LW (длинного диаметра), и подачи в случае просечно–вытяжного металлического листа, изменением линейных размеров диаметра металлического волокна и номера сита в случае сетки, изменением рисунка фоторезиста, применяемого в случае электроформования, изменением диаметра металлического волокна и плотности волокна в случае нетканого полотна, изменением пресс-формы для формования полостей в случае пористого металла или тому подобным образом.ρ is the density of the electrode material (g / cm 3 ). For example, the ρ of nickel is 8.908 g / cm 3 and the ρ of titanium is 4.506 g / cm 3 . The open porosity ratio is appropriately controlled by changing the area of perforated metal per unit area in the case of a perforated metal sheet, changing the values of SW (short diameter), LW (long diameter), and feed in the case of expanded metal sheet, changing the linear dimensions of the diameter of the metal fiber, and sieve numbers in the case of a mesh, a change in the photoresist pattern used in the case of electrospinning, a change in the diameter of the metal fiber and the density of the fiber in the case of a nonwoven fabric, a change in the mold for forming cavities in the case of a porous metal, or the like.

[0545] Здесь далее будет описан один аспект электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления.[0545] Hereinafter, one aspect of the electrode for electrolysis in the present embodiment will be described.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Слой катализатора может быть составлен множеством слоев, как показано ниже, или может иметь однослойную конфигурацию.The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The catalyst bed can be composed of multiple layers, as shown below, or can have a single layer configuration.

Как показано на Фигуре 68, электрод 100 для электролиза по настоящему варианту осуществления содержит подложку 10 электрода для электролиза и пару первых слоев 20, которыми покрыты обе поверхности подложки 10 электрода для электролиза. Первыми слоями 20 предпочтительно покрыта вся подложка 10 электрода для электролиза. По–видимому, это покрытие повышает каталитическую активность и долговечность электрода. Один первый слой 20 может быть наслоен только на одну поверхность подложки 10 электрода для электролиза.As shown in FIG. 68, the electrolysis electrode 100 of the present embodiment includes an electrolysis electrode substrate 10 and a pair of first layers 20 that cover both surfaces of the electrolysis electrode substrate 10. The first layers 20 preferably cover the entire electrode substrate 10 for electrolysis. Apparently, this coating increases the catalytic activity and durability of the electrode. One first layer 20 can only be laminated to one surface of the electrolysis electrode substrate 10.

Кроме того, как показано на Фигуре 68, поверхности первых слоев 20 могут быть покрыты вторыми слоями 30. Первые слои 20 предпочтительно покрыты вторыми слоями 30 целиком. В альтернативном варианте один второй слой 30 может быть наслоен только на одну поверхность первого слоя 20.In addition, as shown in Figure 68, the surfaces of the first layers 20 may be coated with the second layers 30. The first layers 20 are preferably covered with the second layers 30 in their entirety. Alternatively, one second layer 30 may be laminated to only one surface of the first layer 20.

[0546] (Подложка электрода для электролиза)[0546] (Electrode support for electrolysis)

В качестве подложки 10 электрода для электролиза могут быть использованы, например, никель, никелевые сплавы, нержавеющая сталь, и, кроме того, вентильные металлы, в том числе титан, хотя без ограничения этим. Подложка 10 предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).As the electrode substrate 10 for electrolysis, for example, nickel, nickel alloys, stainless steel, and, in addition, valve metals, including titanium, can be used, although not limited thereto. Substrate 10 preferably contains at least one element selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

Когда нержавеющая сталь применяется в водном растворе щелочи с высокой концентрацией, железо и хром вымываются и удельная электрическая проводимость составляет величину порядка одной десятой значения для никеля. С учетом вышеуказанного, в качестве подложки электрода для электролиза предпочтительной является подложка, содержащая никель (Ni).When stainless steel is used in an aqueous alkali solution of high concentration, iron and chromium are washed out and the electrical conductivity is in the order of one tenth that of nickel. In view of the above, as the electrode substrate for electrolysis, a substrate containing nickel (Ni) is preferable.

В альтернативном варианте, когда подложка 10 электрода для электролиза используется в солевом растворе с высокой концентрацией, близкой к насыщению, в атмосфере, в которой образуется газообразный хлор, материал подложки 10 электрода также предпочтительно представляет собой титан, имеющий высокую коррозионную стойкость.Alternatively, when the electrode substrate 10 for electrolysis is used in a brine with a high concentration close to saturation, in an atmosphere in which chlorine gas is generated, the material of the electrode substrate 10 is also preferably titanium having high corrosion resistance.

Форма подложки 10 электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и может быть выбрана форма, пригодная для данной цели. В качестве формы может быть применено любое из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей, и тому подобного. Из них предпочтительны перфорированный металлический лист или просечно–вытяжной металлический лист. Электроформование представляет собой способ получения тонкой металлической фольги, имеющей точно сформированный рисунок с использованием фотолитографии и электроосаждения в комбинации. Оно представляет собой способ, включающий формирование рисунка на подложке посредством фоторезиста, и электроосаждение участка, не защищенного резистом, с получением металлической тонкой пленки.The shape of the electrode substrate 10 for electrolysis is not particularly limited, and a shape suitable for this purpose can be selected. As the mold, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh, and the like can be used. Of these, perforated metal sheet or expanded metal sheet is preferable. Electrospinning is a method of producing a thin metal foil having a precisely shaped pattern using photolithography and electrodeposition in combination. It is a method involving patterning a substrate with a photoresist and electrodeposition of a portion not protected by the resist to form a metal thin film.

Что касается формы подложки электрода для электролиза, подходящая техническая характеристика зависит от расстояния между анодом и катодом в электролизере. В случае, где расстояние между анодом и катодом является конечным, может быть использована форма просечно–вытяжного металлического листа или перфорированного металлического листа, и в случае так называемого электролизера с нулевым зазором, в котором ионообменная мембрана находится в контакте с электродом, могут быть применены сформированная сплетением тонких металлических нитей тканая металлическая сетка, проволочная сетка, пористый металл, металлическое нетканое полотно, просечно–вытяжной металлический лист, перфорированный металлический лист, металлическая пористая фольга и тому подобное, хотя без ограничения этим.With regard to the shape of the electrode support for electrolysis, a suitable specification depends on the distance between the anode and the cathode in the electrolysis cell. In the case where the distance between the anode and the cathode is finite, the shape of an expanded metal sheet or a perforated metal sheet can be used, and in the case of a so-called zero-gap electrolyzer in which the ion exchange membrane is in contact with the electrode, a formed interlacing of fine metal filaments woven metal mesh, wire mesh, porous metal, metal nonwoven fabric, expanded metal sheet, perforated metal sheet, metal porous foil, and the like, although not limited thereto.

Примеры подложки 10 электрода для электролиза включают металлическую пористую фольгу, проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно–вытяжной металлический лист и пористый металл.Examples of the electrode substrate 10 for electrolysis include metal porous foil, wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, and porous metal.

В качестве материала пластины перед обработкой с образованием перфорированного металлического листа или просечно–вытяжного металлического листа, предпочтительны прокатанные пластинчатые материалы и электролитические фольги. Электролитическая фольга предпочтительно подвергается дополнительной обработке электроосаждением с использованием того же элемента, как ее базовый материал, в качестве дополнительной обработки, чтобы тем самым сформировать шероховатости на одной или обеих ее поверхностях.As the plate material before being processed to form a perforated metal sheet or expanded metal sheet, rolled plate materials and electrolytic foils are preferred. The electrolytic foil is preferably subjected to a further electrodeposition treatment using the same element as its base material as a further treatment to thereby form roughness on one or both of its surfaces.

Толщина подложки 10 электрода для электролиза, как упомянуто выше, предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 155 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее, и дополнительно еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.The thickness of the electrolysis electrode substrate 10 as mentioned above is preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, further preferably 155 µm or less, even more preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0547] В подложке электрода для электролиза остаточное механическое напряжение во время обработки предпочтительно снимается отжигом подложки электрода для электролиза в окислительной атмосфере. Предпочтительно формировать шероховатости с использованием стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного на поверхности подложки электрода для электролиза с последующей кислотной обработкой для увеличения площади ее поверхности, чтобы улучшить прочность сцепления со слоем катализатора, которым покрывается поверхность. В альтернативном варианте предпочтительно проводить обработку электроосаждением с использованием того же элемента, что и подложка, для увеличения площади поверхности.[0547] In the electrolysis electrode substrate, residual stress during processing is preferably relieved by annealing the electrolysis electrode substrate in an oxidizing atmosphere. It is preferable to form roughness using a steel grid, an alumina grid or the like on the surface of the electrode substrate for electrolysis, followed by acid treatment to increase its surface area in order to improve adhesion to the catalyst layer that is coated on the surface. Alternatively, it is preferable to carry out the electrodeposition treatment using the same element as the substrate to increase the surface area.

[0548] Для приведения первого слоя 20 в плотный контакт с поверхностью подложки 10 электрода для электролиза, подложку 10 электрода для электролиза предпочтительно подвергают обработке для увеличения площади поверхности. Примеры обработки для увеличения площади поверхности включают струйную обработку с использованием рубленой проволоки, стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного, кислотную обработку с использованием серной кислоты или соляной кислоты и обработку электроосаждением с использованием того же элемента, как в подложке. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости на поверхности подложки конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0548] To bring the first layer 20 into intimate contact with the surface of the electrolysis electrode substrate 10, the electrolysis electrode substrate 10 is preferably subjected to a surface area increase treatment. Examples of surface area enhancing treatments include chopped wire blasting, steel grating, alumina grating or the like, acidizing using sulfuric acid or hydrochloric acid, and electrodeposition using the same element as in the substrate. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness on the surface of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.05 µm to 50 µm, more preferably 0.1 to 10 µm, even more preferably 0.1 to 8 µm.

[0549] Далее будет описан случай, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве анода для обычного электролиза соли.[0549] Next, a case will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as an anode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

На фигуре 68 первый слой 20 в качестве слоя катализатора содержит по меньшей мере один из оксидов рутения, оксидов иридия и оксидов титана. Примеры оксида рутения включают RuO2. Примеры оксида иридия включают IrO2. Примеры оксида титана включают TiO2. Первый слой 20 предпочтительно содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана или три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана. Это делает первый слой 20 более стабильным и дополнительно улучшает прочность сцепления со вторым слоем 30.In Figure 68, the first layer 20 contains at least one of ruthenium oxides, iridium oxides and titanium oxides as a catalyst layer. Examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Examples of iridium oxide include IrO 2 . Examples of titanium oxide include TiO 2 . The first layer 20 preferably contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, or three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide. This makes the first layer 20 more stable and further improves the adhesion to the second layer 30.

[0550] Когда первый слой 20 содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 1 до 9 молей, более предпочтительно от 1 до 4 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении двух оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0550] When the first layer 20 contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains from 1 to 9 moles, more preferably from 1 to 4 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20 With the compositional ratio of the two oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0551] Когда первый слой 20 содержит три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,2 до 3 молей, более предпочтительно от 0,3 до 2,5 молей оксида иридия в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. Первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,3 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 7 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении трех оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0551] When the first layer 20 contains three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains 0.2 to 3 moles, more preferably 0.3 to 2.5 moles of iridium oxide per 1 mol of ruthenium oxide contained in the first layer 20. The first layer 20 preferably contains from 0.3 to 8 moles, more preferably from 1 to 7 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. With a compositional ratio of three oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0552] Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере два из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана, эти оксиды предпочтительно образуют твердый раствор. Формирование твердого раствора оксидов позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.[0552] When the first layer 20 contains at least two of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, these oxides preferably form a solid solution. The formation of a solid solution of the oxides allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

[0553] В дополнение к вышеописанным составам могут быть применены оксиды различных составов при условии, что содержится по меньшей мере один оксид из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана. Например, в качестве первого слоя 20 может быть использовано оксидное покрытие, называемое DSA(R), которое содержит рутений, иридий, тантал, ниобий, титан, олово, кобальт, марганец, платину и тому подобное.[0553] In addition to the above-described compositions, oxides of various compositions can be used, provided that at least one of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide is contained. For example, an oxide coating called DSA (R), which contains ruthenium, iridium, tantalum, niobium, titanium, tin, cobalt, manganese, platinum, and the like, can be used as the first layer 20.

[0554] Первый слой 20 не обязательно должен представлять собой единственный слой и может включать множество слоев. Например, первый слой 20 может включать слой, содержащий три оксида, и слой, содержащий два оксида. Толщина первого слоя 20 предпочтительно составляет от 0,05 до 10 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0554] The first layer 20 does not have to be a single layer and may include multiple layers. For example, the first layer 20 may include a three-oxide layer and a two-oxide layer. The thickness of the first layer 20 is preferably 0.05 to 10 µm, more preferably 0.1 to 8 µm.

[0555] (Второй слой)[0555] (Second layer)

Второй слой 30 предпочтительно содержит рутений и титан. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains ruthenium and titanium. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0556] Второй слой 30 предпочтительно содержит оксид палладия, твердый раствор оксида палладия и платины или сплав палладия и платины. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.[0556] The second layer 30 preferably contains palladium oxide, a solid solution of palladium and platinum oxide, or an alloy of palladium and platinum. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0557] Более толстый второй слой 30 может поддерживать производительность электролиза в течение длительного периода времени, но с точки зрения экономичности толщина предпочтительно составляет от 0,05 до 3 мкм.[0557] The thicker second layer 30 can maintain the electrolysis performance for a long period of time, but from the standpoint of economy, the thickness is preferably 0.05 to 3 µm.

[0558] Далее будет описана ситуация, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве катода для обычного электролиза соли.[0558] Next, a situation will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as a cathode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

Примеры компонентов первого слоя 20 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 20 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 20 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы.The first layer 20 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, предпочтительно содержат по меньшей мере один металл платиновой группы из платины, палладия, родия, рутения и иридия.When the first layer 20 contains at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides and alloys containing a platinum group metal, platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum metal containing alloys the groups preferably contain at least one platinum group metal from platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium.

В качестве металла платиновой группы предпочтительно содержится платина.The platinum group metal is preferably platinum.

В качестве оксида металла платиновой группы предпочтительно содержится оксид рутения.As the oxide of the platinum group metal, ruthenium oxide is preferably contained.

В качестве гидроксида металла платиновой группы предпочтительно содержится гидроксид рутения.As the hydroxide of the platinum group metal, ruthenium hydroxide is preferably contained.

В качестве сплава металлов платиновой группы предпочтительно содержится сплав платины с никелем, железом и кобальтом.As an alloy of platinum group metals, an alloy of platinum with nickel, iron and cobalt is preferably included.

Кроме того, при необходимости, в качестве второго компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид лантаноидного элемента. Это позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.In addition, if necessary, an oxide or hydroxide of a lanthanide element is preferably contained as the second component. This allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

В качестве оксида или гидроксида лантаноидного элемента предпочтительно содержится по меньшей мере один, выбранный из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия и диспрозия.As the oxide or hydroxide of the lanthanide element, preferably at least one selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium and dysprosium is contained.

Кроме того, при необходимости, в качестве третьего компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид переходного металла.In addition, if necessary, a transition metal oxide or hydroxide is preferably contained as the third component.

Добавление третьего компонента позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать более превосходную стойкость и снижать напряжение электролиза.The addition of the third component allows the electrolysis electrode 100 to exhibit superior resistance and lower electrolysis voltage.

Примеры предпочтительной комбинации включают только рутений, рутений+никель, рутений+церий, рутений+лантан, рутений+лантан+платина, рутений+лантан+палладий, рутений+празеодим, рутений+празеодим+платина, рутений+празеодим+платина+палладий, рутений+неодим, рутений+неодим+платина, рутений+неодим+марганец, рутений+неодим+железо, рутений+неодим+кобальт, рутений+неодим+цинк, рутений+неодим+галлий, рутений+неодим+сера, рутений+неодим+свинец, рутений+неодим+никель, рутений+неодим+медь, рутений+самарий, рутений+самарий+марганец, рутений+самарий+железо, рутений+самарий+кобальт, рутений+самарий+цинк, рутений+самарий+галлий, рутений+самарий+сера, рутений+самарий+свинец, рутений+самарий+никель, платина+церий, платина+палладий+церий, платина+палладий+лантан+церий, платина+иридий, платина+палладий, платина+иридий+палладий, платина+никель+палладий, платина+никель+рутений, сплавы платины и никеля, сплавы платины и кобальта и сплавы платины и железа.Examples of a preferred combination include only ruthenium, ruthenium + nickel, ruthenium + cerium, ruthenium + lanthanum, ruthenium + lanthanum + platinum, ruthenium + lanthanum + palladium, ruthenium + praseodymium, ruthenium + praseodymium + platinum, ruthenium + praseodymium + platinum + palladium, ruthenium + neodymium, ruthenium + neodymium + platinum, ruthenium + neodymium + manganese, ruthenium + neodymium + iron, ruthenium + neodymium + cobalt, ruthenium + neodymium + zinc, ruthenium + neodymium + gallium, ruthenium + neodymium + sulfur, ruthenium + neodymium + lead , ruthenium + neodymium + nickel, ruthenium + neodymium + copper, ruthenium + samarium, ruthenium + samarium + manganese, ruthenium + samarium + iron, ruthenium + samarium + cobalt, ruthenium + samarium + zinc, ruthenium + samarium + gallium, ruthenium + samarium + sulfur, ruthenium + samarium + lead, ruthenium + samarium + nickel, platinum + cerium, platinum + palladium + cerium, platinum + palladium + lanthanum + cerium, platinum + iridium, platinum + palladium, platinum + iridium + palladium, platinum + nickel + palladium, platinum + nickel + ruthenium, platinum and nickel alloys, platinum and cobalt alloys and platinum and iron alloys.

Когда металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, не содержатся, основным компонентом катализатора предпочтительно является элемент никель.When platinum-group metals, platinum-group metal oxides, platinum-group metal hydroxides, and platinum-group metal-containing alloys are not contained, the main component of the catalyst is preferably the element nickel.

Предпочтительно содержится по меньшей мере один из металлического никеля, оксидов и гидроксидов никеля.Preferably, at least one of nickel metal, nickel oxides and hydroxides is contained.

В качестве второго компонента может быть добавлен переходный металл. В качестве второго добавляемого компонента предпочтительно содержится по меньшей мере один элемент из титана, олова, молибдена, кобальта, марганца, железа, серы, цинка, меди и углерода.A transition metal can be added as a second component. As the second added component, at least one of titanium, tin, molybdenum, cobalt, manganese, iron, sulfur, zinc, copper and carbon is preferably contained.

Примеры предпочтительной комбинации включают никель+олово, никель+титан, никель+молибден и никель+кобальт.Examples of a preferred combination include nickel + tin, nickel + titanium, nickel + molybdenum, and nickel + cobalt.

При необходимости между первым слоем 20 и подложкой 10 электрода для электролиза может быть размещен промежуточный слой. Размещением промежуточного слоя может быть улучшена стойкость электрода 100 для электролиза.If necessary, an intermediate layer may be disposed between the first layer 20 and the electrolysis electrode substrate 10. By placing the intermediate layer, the resistance of the electrolysis electrode 100 can be improved.

В качестве промежуточного слоя предпочтительны такие, которые имеют сродство как к первому слою 20, так и к подложке 10 электрода для электролиза. В качестве промежуточного слоя предпочтительны оксиды никеля, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы и гидроксиды металлов платиновой группы. Промежуточный слой может быть сформирован нанесением и обжигом раствора, содержащего компонент, который образует промежуточный слой. В альтернативном варианте также может быть сформирован поверхностный оксидный слой подверганием подложки термической обработке при температуре от 300 до 600°С в воздушной атмосфере. Кроме того, этот слой может быть сформирован известным способом, таким как способ термического напыления и способ ионного осаждения.Preferred as the intermediate layer are those which have an affinity for both the first layer 20 and the electrode substrate 10 for electrolysis. As the intermediate layer, preferred are nickel oxides, platinum group metals, platinum group metal oxides and platinum group metal hydroxides. The intermediate layer can be formed by applying and firing a solution containing the component that forms the intermediate layer. Alternatively, a surface oxide layer can also be formed by subjecting the substrate to heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. in an air atmosphere. In addition, this layer can be formed by a known method such as a thermal spraying method and an ionic deposition method.

[0559] (Второй слой)[0559] (Second layer)

Примеры компонентов первого слоя 30 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 30 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 30 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы. Примеры предпочтительной комбинации элементов, содержащихся во втором слое, включают комбинации, перечисленные для первого слоя. Комбинация первого слоя и второго слоя может представлять собой комбинацию, в которой составы являются одинаковыми, а композиционные соотношения являются различными, или может быть комбинацией различных составов.The first layer 30 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys. Examples of a preferred combination of elements contained in the second layer include those listed for the first layer. The combination of the first layer and the second layer can be a combination in which the compositions are the same and the compositional ratios are different, or it can be a combination of different compositions.

Что касается толщины слоя катализатора, общая толщина сформированного слоя катализатора и промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,01 мкм до 20 мкм. При толщине 0,01 мкм или более слой катализатора может в достаточной мере служить в качестве катализатора. При толщине 20 мкм или менее можно сформировать прочный слой катализатора, отделение которого от подложки маловероятно. Толщина более предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 15 мкм. Толщина более предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Еще более предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 8 мкм.With regard to the thickness of the catalyst layer, the total thickness of the formed catalyst layer and the intermediate layer is preferably 0.01 µm to 20 µm. With a thickness of 0.01 µm or more, the catalyst layer can sufficiently serve as a catalyst. With a thickness of 20 µm or less, a strong catalyst layer can be formed that is unlikely to separate from the support. The thickness is more preferably 0.05 µm to 15 µm. The thickness is more preferably 0.1 to 10 µm. Even more preferably, the thickness is 0.2 to 8 µm.

[0560] Толщина электрода, то есть совокупная толщина подложки электрода для электролиза и слоя катализатора, предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 138 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 135 мкм или менее, в отношении технологичности электрода. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных, как указано выше, соображений толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, еще более предпочтительно 115 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более, из практических соображений, более предпочтительно 20 мкм или более. Толщина электрода может быть определена измерением с помощью цифрового толщиномера (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Толщина подложки электрода для электролиза может быть измерена таким же образом, как в случае электрода. Толщина слоя катализатора может быть определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.[0560] The thickness of the electrode, that is, the combined thickness of the electrolysis electrode support and the catalyst layer, is preferably 315 µm or less, more preferably 220 µm or less, further preferably 170 µm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, even more preferably 138 µm or less, further even more preferably 135 µm or less, with respect to the workability of the electrode. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for similar reasons as above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, even more preferably 115 µm or less, further more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. The thickness of the electrode can be determined by measuring with a digital thickness gauge (from Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm). The thickness of the substrate of the electrolysis electrode can be measured in the same manner as in the case of the electrode. The thickness of the catalyst layer can be determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode support from the thickness of the electrode.

[0561] В настоящем варианте осуществления электрод для электролиза предпочтительно содержит по меньшей мере один каталитический компонент, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb и Dy, с позиции достижения достаточной производительности электролиза.[0561] In the present embodiment, the electrode for electrolysis preferably contains at least one catalyst component selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni , Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La , Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy, from the standpoint of achieving sufficient electrolysis performance.

[0562] В настоящем варианте осуществления, из тех соображений, что электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если представляет собой электрод, имеющий широкий диапазон упругой деформации, может обеспечивать лучшую технологичность, и имеет лучшую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, толщина электрода для электролиза предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, еще более предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 138 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных вышеуказанным соображений, толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, дополнительно предпочтительно 115 мкм или менее, еще более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более по практическим соображениям, более предпочтительно 20 мкм или более. В настоящем варианте осуществления «имеющий широкий диапазон упругой деформации» означает, что, когда электрод для электролиза наматывают с образованием обмотки, маловероятно возникновение обусловленного намоткой коробления после выведения из намотанного состояния. Толщина электрода для электролиза, когда предусмотрен упоминаемый ниже слой катализатора, относится к совокупной толщине как подложки электрода для электролиза, так и слоя катализатора.[0562] In the present embodiment, from the considerations that the electrode for electrolysis of the present embodiment, if it is an electrode having a wide elastic deformation range, can provide better workability and has a better adhesion force to a membrane such as an ion exchange membrane or microporous membrane, with a worn electrode, with a supply conductor not having a catalytic coating, and the like, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably 315 μm or less, more preferably 220 μm or less, even more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, further still more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for reasons similar to the above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, further preferably 115 µm or less, even more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. In the present embodiment, “having a wide elastic range” means that when the electrolysis electrode is wound to form a winding, it is unlikely that winding-induced warping will occur after being released from the wound state. The thickness of the electrolysis electrode when the below-mentioned catalyst layer is provided refers to the total thickness of both the electrolysis electrode support and the catalyst layer.

[0563] (Способ изготовления электрода для электролиза)[0563] (Method for Manufacturing Electrolysis Electrode)

Далее будет подробно описан один вариант осуществления способа изготовления электрода 100 для электролиза.Next, one embodiment of a method for manufacturing an electrode 100 for electrolysis will be described in detail.

В настоящем варианте осуществления электрод 100 для электролиза может быть получен формированием первого слоя 20, предпочтительно второго слоя 30 на подложке электрода для электролиза таким способом, как обжиг пленки покрытия в атмосфере кислорода (пиролиз) или ионное осаждение, электроосаждение или термическое распыление. Способ получения по настоящему варианту осуществления, как упомянутый выше, может достигать высокой производительности формирования электрода 100 для электролиза. Более конкретно, слой катализатора формируют на подложке электрода для электролиза с помощью этапа нанесения, на котором наносят покровную жидкость, содержащую катализатор, этапа сушки, на котором высушивают покровную жидкости, и этапа пиролиза, на котором выполняют пиролиз. Под пиролизом здесь означается, что соль металла, которая должна быть прекурсором, разлагается путем нагревания на металл или оксид металла и газообразное вещество. Продукт разложения зависит от природы используемого металла, типа соли и атмосферы, в которой проводится пиролиз, и многие металлы имеют тенденцию образовывать оксиды в окислительной атмосфере. В промышленном процессе изготовления электрода пиролиз обычно выполняется на воздухе, и во многих случаях образуется оксид металла или гидроксид металла.In the present embodiment, the electrolysis electrode 100 can be obtained by forming a first layer 20, preferably a second layer 30 on the electrolysis electrode substrate by a method such as firing a coating film in an oxygen atmosphere (pyrolysis) or ion deposition, electrodeposition, or thermal sputtering. The production method of the present embodiment as mentioned above can achieve high formation productivity of the electrolysis electrode 100. More specifically, a catalyst layer is formed on the electrode support for electrolysis by an application step in which a coating liquid containing the catalyst is applied, a drying step in which the coating liquid is dried, and a pyrolysis step in which pyrolysis is performed. Pyrolysis here means that a metal salt, which is to be a precursor, decomposes by heating into a metal or metal oxide and a gaseous substance. The decomposition product depends on the nature of the metal used, the type of salt and the atmosphere in which the pyrolysis is carried out, and many metals tend to form oxides in an oxidizing atmosphere. In the industrial process for making an electrode, pyrolysis is usually performed in air and in many cases a metal oxide or metal hydroxide is formed.

[0564] (Формирование первого слоя анода)[0564] (Formation of the first layer of the anode)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворена по меньшей мере одна соль металла из рутения, иридия и титана (первая покровная жидкость), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание рутения, иридия и титана в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which at least one metal salt of ruthenium, iridium and titanium (first coating liquid) is dissolved on the electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The content of ruthenium, iridium and titanium in the first cover liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0565] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0565] Metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides and any other forms. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0566] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0566] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0567] (Этап сушки и этап пиролиза)[0567] (Drying step and pyrolysis step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0568] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0568] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0569] (Формирование второго слоя)[0569] (Formation of the second layer)

Второй слой 30, который формируют при необходимости, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия и соединение платины, или раствора, содержащего соединение рутения и соединение титана (второй покровной жидкости), на первый слой 20, и затем покровную жидкость подвергают пиролизу в присутствии кислорода.The second layer 30, which is formed if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound and a platinum compound or a solution containing a ruthenium compound and a titanium compound (second coating liquid) on the first layer 20, and then the coating liquid is subjected to pyrolysis in presence of oxygen.

[0570][0570]

(Формирование первого слоя катода способом пиролиза)(Formation of the first cathode layer by pyrolysis method)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворены соли металлов в различной комбинации (первой покровной жидкости), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание металла в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which metal salts in various combinations are dissolved (first coating liquid) on an electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The metal content in the first coating liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0571] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0571] Metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides and any other forms. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0572] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0572] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0573] (Этап сушки и этап пиролиза)[0573] (Drying step and pyrolysis step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0574] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0574] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0575] (Формирование промежуточного слоя)[0575] (Interlayer formation)

Промежуточный слой, который формируют, если потребуется, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия или соединение платины (второй покровной жидкости), на подложку, и затем пиролизом покровной жидкости в присутствии кислорода. В альтернативном варианте промежуточный слой из оксида никеля может быть сформирован на поверхности подложки только нагреванием подложки, без нанесения на нее раствора.The intermediate layer, which is formed, if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound or a platinum compound (second coating liquid) to a substrate, and then pyrolysis of the coating liquid in the presence of oxygen. Alternatively, the nickel oxide intermediate layer can be formed on the surface of the substrate by heating the substrate only, without applying a solution thereto.

[0576] (Формирование первого слоя катода ионным осаждением)[0576] (Formation of the first layer of the cathode by ion deposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также ионным осаждением.The first layer 20 can also be formed by ion deposition.

Пример содержит способ, в котором подложку закрепляют в камере и мишень из металлического рутения облучают электронным пучком. Частицы испаренного металлического рутения положительно заряжаются в плазме в камере, осаждаясь на отрицательно заряженную подложку. Атмосфера плазмы представляет собой аргон и/или кислород, и рутений осаждается на подложку в виде оксида рутения.The example comprises a method in which a substrate is fixed in a chamber and a ruthenium metal target is irradiated with an electron beam. Particles of vaporized metallic ruthenium are positively charged in the plasma in the chamber, deposited on a negatively charged substrate. The plasma atmosphere is argon and / or oxygen and ruthenium is deposited on the substrate as ruthenium oxide.

[0577] (Формирование первого слоя катода электроосаждением)[0577] (Formation of the first layer of the cathode by electrodeposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также способом электроосаждения.The first layer 20 can also be formed by electrodeposition.

В качестве примера, когда подложка используется в качестве катода и подвергается нанесению электролитического покрытия в растворе электролита, содержащем никель и олово, может быть сформировано электролитическое покрытие из сплава никеля и олова.As an example, when the substrate is used as a cathode and is subjected to plating in an electrolyte solution containing nickel and tin, an electrolytic plating of a nickel-tin alloy can be formed.

[0578] (Формирование первого слоя катода термическим напылением)[0578] (Formation of the first layer of the cathode by thermal spraying)

Первый слой 20 может быть сформирован также термическим напылением.The first layer 20 can also be formed by thermal spraying.

В качестве примера, частицы распыленного плазмой на подложку оксида никеля могут образовывать слой катализатора, в котором смешаны металлический никель и оксид никеля.By way of example, nickel oxide particles sprayed by plasma onto a substrate may form a catalyst bed in which nickel metal and nickel oxide are mixed.

[0579] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления может быть объединен с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, и использован. Таким образом, слоистое изделие в настоящем варианте осуществления может быть применено в виде объединенного с мембраной электрода. Тогда устраняется работа по замене катода и анода при обновлении электрода и заметно улучшается эффективность работ.[0579] The electrode for electrolysis of the present embodiment may be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane and used. Thus, the laminated article in the present embodiment can be applied as a membrane-integrated electrode. Then the work of replacing the cathode and anode is eliminated when renewing the electrode and the work efficiency is noticeably improved.

Электрод, объединенный с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, может сделать производительность электролиза сравнимой или более высокой, нежели производительность с новым электродом.An electrode combined with a membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, can make electrolysis performance comparable to or better than that with a new electrode.

[0580] Далее будет подробно описана ионообменная мембрана.[0580] Next, the ion exchange membrane will be described in detail.

[Ионообменная мембрана][Ion exchange membrane]

Ионообменная мембрана конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть ламинирована с электродом для электролиза, и могут использоваться разнообразные ионообменные мембраны. В настоящем варианте осуществления предпочтительно применяется ионообменная мембрана, которая имеет тело мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слой покрытия, обеспеченный на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Предпочтительно, чтобы слой покрытия содержал частицы неорганического материала и связующее, и удельная площадь поверхности слоя покрытия составляла от 0,1 до 10 м2/г. В ионообменной мембране, имеющей такую структуру, влияние выделяющегося во время электролиза газа на производительность электролиза является небольшим и может демонстрироваться стабильная производительность электролиза.The ion exchange membrane is not particularly limited as long as the membrane can be laminated with an electrolysis electrode and a variety of ion exchange membranes can be used. In the present embodiment, an ion exchange membrane is preferably used which has a membrane body containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. It is preferable that the coating layer contains particles of inorganic material and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. In an ion exchange membrane having such a structure, the effect of gas evolved during electrolysis on the electrolysis performance is small, and stable electrolysis performance can be demonstrated.

Вышеописанная ионообменная мембрана из фторсодержащего полимера, в который введена ионообменная группа, содержит один из либо слоя сульфоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), либо слоя карбоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»). С точки зрения прочности и размерной стабильности предпочтительно дополнительно вводятся армирующие материалы сердцевины.The above-described fluoropolymer ion exchange membrane into which an ion exchange group has been introduced contains one of either a sulfonic acid layer having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), or a carboxylic acid layer having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented as —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”). From the point of view of strength and dimensional stability, it is preferable to additionally include core reinforcing materials.

Частицы неорганического материала и связующее будут подробно описаны ниже в разделе описания слоя покрытия.The inorganic material particles and the binder will be described in detail below in the coating layer description section.

[0581] Фигура 69 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий один вариант осуществления ионообменной мембраны. Ионообменная мембрана 1 имеет тело 10 мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слои 11а и 11b покрытия, сформированные на обеих поверхностях тела 10 мембраны.[0581] Figure 69 illustrates a schematic sectional view showing one embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 has a membrane body 10 containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11a and 11b formed on both surfaces of the membrane body 10.

[0582] В ионообменной мембране 1 тело 10 мембраны включает слой 3 сульфоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), и слой 2 карбоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»), и армирующие материалы сердцевины 4, повышающие прочность и размерную стабильность. Ионообменная мембрана 1, включающая слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, надлежащим образом используется в качестве анионообменной мембраны.[0582] In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), and a carboxylic acid layer 2, having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented by —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”), and core reinforcing materials 4 that increase strength and dimensional stability. An ion exchange membrane 1 including a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2 is suitably used as an anion exchange membrane.

[0583] Ионообменная мембрана может включать один из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты. Ионообменная мембрана не обязательно должна быть упрочнена армирующими материалами сердцевины, и порядок размещения армирующих материалов сердцевины не ограничивается примером на фигуре 69.[0583] The ion exchange membrane may include one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. The ion exchange membrane does not need to be reinforced with core reinforcing materials, and the arrangement of the core reinforcing materials is not limited to the example in FIG. 69.

[0584] (Тело мембраны)[0584] (Membrane Body)

Сначала будет описано тело 10 мембраны, составляющее ионообменную мембрану 1.First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 will be described.

Тело 10 мембраны должно быть таким, чтобы его функцией было обеспечение селективного проникновения катионов, и содержит углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу. Его конфигурация и материал конкретно не ограничиваются, и предпочтительные из них могут быть выбраны надлежащим образом.The body 10 of the membrane should be such that its function is to provide selective permeation of cations, and contains a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Its configuration and material are not particularly limited, and preferable ones can be appropriately selected.

[0585] Углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу в теле 10 мембраны, может быть получен из углеводородного полимера или фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом или тому подобным. Более конкретно, например, после того, как для получения прекурсора тела 10 мембраны используется полимер, включающий основную цепь фторированного углеводорода, имеющего в качестве боковой цепи группу, преобразуемую в ионообменную группу гидролизом или тому подобным (прекурсор ионообменной группы), и перерабатываемый в расплаве (ниже в некоторых случаях называемый «фторсодержащим полимером (а)”»), тело 10 мембраны может быть получено преобразованием прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу.[0585] The hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis or the like. More specifically, for example, after a polymer comprising a fluorinated hydrocarbon backbone having a side chain that is converted to an ion exchange group by hydrolysis or the like (ion exchange group precursor) is used to obtain a precursor of the membrane body 10, and melt-processable ( below in some cases referred to as "fluoropolymer (s)" ""), the membrane body 10 can be obtained by converting a precursor of an ion exchange group into an ion exchange group.

[0586] Фторсодержащий полимер (а) может быть получен, например, сополимеризацией по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей первой группы, и по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей второй группы и/или следующей третьей группы. Фторсодержащий полимер (а) также может быть получен гомополимеризацией одного мономера, выбранного из любой из следующей первой группы, следующей второй группы и следующей третьей группы.[0586] The fluorine-containing polymer (s) can be obtained, for example, by copolymerizing at least one monomer selected from the next first group and at least one monomer selected from the next second group and / or the next third group. The fluorine-containing polymer (s) can also be obtained by homopolymerizing one monomer selected from any of the next first group, the next second group, and the next third group.

[0587] Примеры мономеров первой группы включают винилфторидные соединения. Примеры винилфторидных соединений включают винилфторид, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, винилиденфторид, трифторэтилен, хлортрифторэтилен, и перфторалкилвиниловые простые эфиры. В частности, когда ионообменная мембрана используется в качестве мембраны для щелочного электролиза, винилфторидное соединение предпочтительно представляет собой перфторированный мономер, и предпочтителен перфторированный мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена, гексафторпропилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров.[0587] Examples of monomers of the first group include vinyl fluoride compounds. Examples of vinyl fluoride compounds include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ethers. In particular, when an ion exchange membrane is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluorinated monomer, and a perfluorinated monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and perfluoroalkyl vinyl ethers is preferred.

[0588] Примеры мономеров второй группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа карбоновой кислоты (группу карбоновой кислоты). Примеры виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу карбоновой кислоты, включают мономеры, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)s–O(CZF)t–COOR, в которой s представляет целое число от 0 до 2, t представляет целое число от 1 до 12, каждый из Y и Z независимо представляет F или CF3 и R представляет низшую алкильную группу (низшая алкильная группа представляет собой алкильную группу, имеющую, например, от 1 до 3 атомов углерода).[0588] Examples of monomers of the second group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the carboxylic acid type (carboxylic acid group). Examples of vinyl compounds having a functional group convertible to a carboxylic acid ion exchange group include monomers represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) s –O (CZF) t –COOR, in which s is an integer from 0 to 2, t is an integer from 1 to 12, each of Y and Z is independently F or CF 3 and R is a lower alkyl group (a lower alkyl group is an alkyl group having, for example, 1 to 3 carbon atoms).

[0589] Среди них предпочтительны соединения, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)n–O(CF2)m–COOR, в которой n представляет целое число от 0 до 2, m представляет целое число от 1 до 4, Y представляет F или CF3 и R представляет CH3, C2H5 или C3H7.[0589] Among them, preferred are compounds represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n —O (CF 2 ) m —COOR, in which n represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 4, Y is F or CF 3 and R is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 .

[0590] Когда ионообменная мембрана используется в качестве катионообменной мембраны для щелочного электролиза, перфторсоединение предпочтительно применяется по меньшей мере как мономер, но алкильная группа (смотри выше значения R) сложноэфирной группы теряется из полимера во время гидролиза, и поэтому алкильная группа (R) не обязательно должна быть перфторалкильной группой, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора.[0590] When an ion exchange membrane is used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, the perfluoro compound is preferably used at least as a monomer, but the alkyl group (see R values above) of the ester group is lost from the polymer during hydrolysis, and therefore the alkyl group (R) is not must necessarily be a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

[0591] Из вышеуказанных мономеров более предпочтительны представленные ниже мономеры в качестве мономеров второй группы:[0591] Of the above monomers, the following monomers are more preferred as monomers of the second group:

CF2=CFOCF2–CF(CF3)OCF2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 –CF (CF 3 ) OCF 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CF[OCF2–CF(CF3)]2O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CF [OCF 2 –CF (CF 3 )] 2 O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,

CF2=CFO(CF2)2COOCH3 иCF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 and

CF2=CFO(CF2)3COOCH3.CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .

[0592] Примеры мономеров третьей группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа сульфона (группу сульфоновой кислоты). В качестве виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу сульфоновой кислоты, предпочтительны, например, мономеры, представленные формулой CF2=CFO–X–CF2–SO2F, в которой X представляет перфторалкиленовую группу. Конкретные примеры их включают представленные ниже мономеры:[0592] Examples of monomers of the third group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the sulfone type (sulfonic acid group). As vinyl compounds having a functional group convertible to a sulfonic acid ion exchange group, for example, monomers represented by the formula CF 2 = CFO — X — CF 2 —SO 2 F in which X is a perfluoroalkylene group are preferred. Specific examples include the following monomers:

CF2=CFOCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CF(CF2)2SO2F,CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,

CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]2CF2CF2SO2F иCF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and

CF2=CFOCF2CF(CF2OCF3)OCF2CF2SO2F.CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[0593] Среди них более предпочтительными являются CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F.[0593] Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F are more preferable.

[0594] Сополимер, получаемый из этих мономеров, может быть образован способом полимеризации, разработанным для гомополимеризации и сополимеризации этиленфторида, в частности, общим способом полимеризации, применяемым для тетрафторэтилена. Например, в способе с использованием неводной среды реакция полимеризации может быть проведена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, таким как пероксид перфторуглерода или азосоединение, в условиях температуры от 0 до 200°С и давления от 0,1 до 20 МПа, с использованием инертного растворителя, такого как перфторуглеводород или хлорфторуглерод.[0594] The copolymer obtained from these monomers can be formed by a polymerization process designed for homopolymerization and copolymerization of ethylene fluoride, in particular by a general polymerization process used for tetrafluoroethylene. For example, in a method using a non-aqueous medium, the polymerization reaction can be carried out in the presence of a free radical polymerization initiator such as a perfluorocarbon peroxide or an azo compound, under conditions of a temperature of 0 to 200 ° C and a pressure of 0.1 to 20 MPa, using an inert solvent, such as a perfluorocarbon or a chlorofluorocarbon.

[0595] В вышеуказанной сополимеризации тип комбинации вышеуказанных мономеров и их пропорции конкретно не ограничиваются и определяются в зависимости от типа и количества функциональных групп, которые желательно ввести в получаемый фторсодержащий полимер. Например, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу карбоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы и второй группы и сополимеризироваться. В дополнение, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из первой группы и третьей группы и сополимеризироваться. Кроме того, когда получают фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты и группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один мономер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы, второй группы и третьей группы и сополимеризироваться. В этом случае целевой фторсодержащий полимер может быть получен также отдельным формированием сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и второй группы, и сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и третьей группы, и затем смешиванием этих сополимеров. Состав смеси мономеров конкретно не ограничивается, и когда количество функциональных групп на структурную единицу полимера возрастает, должна увеличиваться доля мономеров, выбранных из вышеописанных второй группы и третьей группы.[0595] In the above copolymerization, the type of combination of the above monomers and their proportions are not particularly limited and are determined depending on the type and amount of functional groups that it is desirable to introduce into the resulting fluorine-containing polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is produced, at least one polymer must be selected from each of the above-described first group and second group and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is prepared, at least one polymer must be selected from each of the first group and the third group, and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is produced, at least one monomer must be selected from each of the above-described first group, second group and third group and copolymerized. In this case, the target fluorine-containing polymer can also be obtained by separately forming a copolymer including monomers of the above-described first group and second group, and a copolymer including monomers of the above-described first group and third group, and then mixing these copolymers. The composition of the mixture of monomers is not particularly limited, and when the number of functional groups per structural unit of the polymer increases, the proportion of monomers selected from the above-described second group and third group must increase.

[0596] Общая ионообменная емкость фторсодержащего сополимера конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мг⋅экв/г, более предпочтительно от 0,6 до 1,5 мг⋅экв/г. Общая ионообменная емкость здесь относится к эквиваленту обменной группы на единицу веса сухой смолы и может быть измерена нейтрализационным титрованием или тому подобным.[0596] The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg⋅eq / g, more preferably 0.6 to 1.5 mg⋅eq / g. The total ion exchange capacity here refers to the equivalent of the exchange group per unit weight of dry resin and can be measured by neutralization titration or the like.

[0597] В теле 10 мембраны ионообменной мембраны 1 слой 3 сульфоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, и слой 2 карбоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, наслоены. Путем обеспечения тела 10 мембраны, имеющей такую конфигурацию слоев, может быть дополнительно улучшена селективная проницаемость для катионов, таких как ионы натрия.[0597] In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group are laminated. By providing the membrane body 10 having such a layer configuration, the selective permeability to cations such as sodium ions can be further improved.

[0598] Ионообменную мембрану 1 размещают в электролизере так, что, как правило, слой 3 сульфоновой кислоты находится на анодной стороне электролизера, и слой 2 карбоновой кислоты находится на катодной стороне электролизера.[0598] The ion exchange membrane 1 is placed in the electrolytic cell so that generally the sulfonic acid layer 3 is on the anode side of the cell and the carboxylic acid layer 2 is on the cathode side of the cell.

[0599] Слой 3 сульфоновой кислоты предпочтительно состоит из материала, имеющего низкое электрическое сопротивление, и имеет большую толщину, чем слой 2 карбоновой кислоты, с точки зрения прочности мембраны. Толщина слоя 3 сульфоновой кислоты предпочтительно составляет величину, которая в 2–25 раз, более предпочтительно в 3–15 раз превышает толщину слоя 2 карбоновой кислоты.[0599] The sulfonic acid layer 3 is preferably composed of a material having a low electrical resistance and is thicker than the carboxylic acid layer 2 in terms of membrane strength. The thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times, more preferably 3 to 15 times the thickness of the carboxylic acid layer 2.

[0600] Слой 2 карбоновой кислоты предпочтительно имеет высокие характеристики эксклюзии анионов, даже если он имеет небольшую толщину. Характеристики эксклюзии анионов здесь относятся к характеристике затруднять внедрение и проникновение анионов в ионообменную мембрану 1 или сквозь нее. Чтобы повысить характеристики эксклюзии анионов, эффективным является размещение слоя карбоновой кислоты, имеющей небольшую ионообменную емкость сравнительно со слоем сульфоновой кислоты.[0600] The carboxylic acid layer 2 preferably has high anion exclusion characteristics even if it is thin. The anion exclusion characteristics herein refer to the characteristic of hindering the incorporation and penetration of anions into or through the ion exchange membrane 1. In order to improve the anion exclusion characteristics, it is effective to place a carboxylic acid layer having a low ion exchange capacity compared to the sulfonic acid layer.

[0601] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 3 сульфоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F в качестве мономера третьей группы.[0601] As the fluorine-containing polymer for use in the sulfonic acid layer 3, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F as the third group monomer is preferable.

[0602] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 2 карбоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF2)O(CF2)2COOCH3 в качестве мономера второй группы.[0602] As the fluorine-containing polymer for use in the carboxylic acid layer 2, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 is preferred as the monomer of the second group.

[0603][0603]

(Слой покрытия)(Coating layer)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет слой покрытия на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Как показано на Фигуре 69, в ионообменной мембране 1 слои 11a и 11b покрытия сформированы на обеих поверхностях тела 10 мембраны.The ion exchange membrane preferably has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in Figure 69, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11a and 11b are formed on both surfaces of the membrane body 10.

Слои покрытия содержат частицы неорганического материала и связующее.The coating layers contain particles of inorganic material and a binder.

[0604] Средний размер частиц неорганического материала предпочтительно составляет 0,90 мкм или более. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 0,90 мкм или более, весьма значительно улучшается стойкость к примесям, в дополнение к присоединению газа. То есть увеличением среднего размера частиц неорганического материала, а также соблюдением величины вышеупомянутой удельной площади поверхности, может достигаться особенно заметный эффект. Предпочтительны неодинаковые частицы неорганического материала, насколько удовлетворяются вышеуказанные средний размер частиц и удельная площадь поверхности. Могут быть использованы частицы неорганического материала, полученные плавлением, и частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды. Предпочтительно применяются частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды.[0604] The average particle size of the inorganic material is preferably 0.90 µm or more. When the average particle size of the inorganic material is 0.90 µm or more, impurity resistance is greatly improved in addition to gas attachment. That is, by increasing the average particle size of the inorganic material as well as keeping the above-mentioned specific surface area, a particularly noticeable effect can be achieved. Uneven particles of inorganic material are preferred insofar as the above average particle size and specific surface area are satisfied. Melting inorganic material particles and raw ore milling inorganic material particles can be used. Preferably, particles of inorganic material obtained by milling raw ore are used.

[0605] Средний размер частиц неорганического материала может составлять 2 мкм или менее. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 2 мкм или менее, может быть предотвращено повреждение мембраны частицами неорганического материала. Средний размер частиц неорганического материала более предпочтительно составляет от 0,90 до 1,2 мкм.[0605] The average particle size of the inorganic material may be 2 µm or less. When the average particle size of the inorganic material is 2 µm or less, damage to the membrane by the inorganic material can be prevented. The average particle size of the inorganic material is more preferably 0.90 to 1.2 µm.

[0606] Здесь средний размер частиц может быть измерен анализатором размера частиц («SALD2200», фирмы SHIMADZU CORPORATION).[0606] Here, the average particle size can be measured by a particle size analyzer ("SALD2200", manufactured by SHIMADZU CORPORATION).

[0607] Частицы неорганического материала предпочтительно имеют неправильные формы. Такие формы дополнительно улучшают стойкость к примесям. Частицы неорганического материала предпочтительно имеют широкое распределение частиц по размерам.[0607] The particles of inorganic material are preferably irregular in shape. Such shapes further improve the resistance to impurities. The particles of inorganic material preferably have a wide particle size distribution.

[0608] Частицы неорганического материала предпочтительно содержат по меньшей мере один неорганический материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов элементов IV группы Периодической таблицы, нитридов элементов IV группы Периодической таблицы, и карбидов элементов IV группы Периодической таблицы. С позиции стойкости более предпочтительны частицы оксида циркония.[0608] The particles of inorganic material preferably contain at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the Periodic Table, nitrides of Group IV elements of the Periodic Table, and carbides of Group IV elements of the Periodic Table. From the standpoint of resistance, zirconium oxide particles are more preferable.

[0609] Частицы неорганического материала предпочтительно представляют собой частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды из частиц неорганического материала, или частицы неорганического материала в виде сферических частиц, имеющих равномерный диаметр, полученные очисткой расплава необогащенной руды из частиц неорганического материала.[0609] The inorganic material particles are preferably inorganic material particles obtained by grinding raw ore from inorganic material particles, or inorganic material particles in the form of spherical particles having a uniform diameter obtained by refining a raw ore melt from inorganic material particles.

[0610] Примеры средств для размалывания необогащенной руды включают, но конкретно не ограничиваются этим, шаровые мельницы, бисерные мельницы, коллоидные мельницы, конические истиратели, дисковые мельницы, бегуны, зерновые мельницы, молотковые мельницы, грануляторы, дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI), мельницы для измельчения кожи (Wiley mills), валковые мельницы и струйные мельницы. После измельчения частицы предпочтительно подвергают промыванию. В качестве способа промывания частицы предпочтительно обрабатывают кислотой. Эта обработка может уменьшать количество примесей, таких как железо, налипшее на поверхность частиц неорганического материала.[0610] Examples of means for grinding raw ore include, but are not specifically limited to, ball mills, bead mills, colloid mills, cone grinders, disk mills, runners, grain mills, hammer mills, granulators, vertical shaft impact crushers (VSI ), leather mills (Wiley mills), roller mills and jet mills. After grinding, the particles are preferably washed. As a washing method, the particles are preferably treated with an acid. This treatment can reduce the amount of impurities such as iron adhered to the surface of the inorganic material particles.

[0611] Слой покрытия предпочтительно содержит связующее. Связующее представляет собой компонент, который образует слои покрытия удерживанием частиц неорганического материала на поверхности ионообменной мембраны. Связующее предпочтительно содержит фторсодержащий полимер с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза.[0611] The coating layer preferably contains a binder. The binder is the component that forms the coating layers by retaining particles of inorganic material on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the standpoint of resistance to electrolyte solution and electrolysis products.

[0612] В качестве связующего более предпочтительным является фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты или группу сульфоновой кислоты, с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза и прочности сцепления с поверхностью ионообменной мембраны. Когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты (слой сульфоновой кислоты), фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, еще более предпочтительно используется в качестве связующего для слоя покрытия. В альтернативном варианте, когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты (слой карбоновой кислоты), в качестве связующего для слоя покрытия более предпочтительно применяется фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты.[0612] As a binder, a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable in terms of resistance to electrolyte solution and electrolysis products and adhesion strength to the surface of the ion exchange membrane. When the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group is even more preferably used as a binder for the coating layer. Alternatively, when the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group (carboxylic acid layer), a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group is more preferably used as a binder for the coating layer.

[0613] Содержание частиц неорганического материала в слое покрытия предпочтительно составляет от 40 до 90% по массе, более предпочтительно от 50 до 90% по массе. Содержание связующего предпочтительно составляет от 10 до 60% по массе, более предпочтительно от 10 до 50% по массе.[0613] The content of the particles of inorganic material in the coating layer is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 90% by mass. The content of the binder is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

[0614] Плотность распределения слоя покрытия в ионообменной мембране предпочтительно составляет от 0,05 до 2 мг на 1 см2. Когда ионообменная мембрана имеет выступы (шероховатости) на ее поверхности, плотность распределения слоя покрытия предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мг на 1 см2.[0614] The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . When the ion exchange membrane has ridges (roughness) on its surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per cm 2 .

[0615] В качестве способа изготовления слоя покрытия, который конкретно не ограничивается, может быть применен известный способ. Примером является способ, включающий нанесение распылением или тому подобным покровной жидкости, полученной диспергированием частиц неорганического материала в растворе, содержащем связующее.[0615] As a method for manufacturing the coating layer, which is not particularly limited, a known method can be applied. An example is a method comprising applying by spray or the like a coating liquid obtained by dispersing particles of an inorganic material in a solution containing a binder.

[0616] (Армирующие материалы сердцевины)[0616] (Core Reinforcement Materials)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет армирующие материалы сердцевины, размещенные внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has core reinforcing materials disposed within the membrane body.

[0617] Армирующие материалы сердцевины представляют собой элементы, которые повышают прочность и размерную стабильность ионообменной мембраны. Размещением армирующих материалов сердцевины внутри тела мембраны можно, в частности, контролировать расширение и сжатие ионообменной мембраны в желательном диапазоне. Такая ионообменная мембрана не расширяется или не сжимается больше, чем это необходимо, во время электролиза и тому подобного, и может сохранять превосходную размерную стабильность в течение длительного времени.[0617] Reinforcing materials of the core are elements that increase the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By placing the reinforcing materials of the core within the body of the membrane, it is possible, in particular, to control the expansion and contraction of the ion exchange membrane in the desired range. Such an ion exchange membrane does not expand or contract more than necessary during electrolysis and the like, and can maintain excellent dimensional stability for a long time.

[0618] Конфигурация армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и, например, армирующие материалы сердцевины могут быть сформированы сплетенными пряжами, называемыми армирующими пряжами. Армирующие пряжи здесь относятся к пряжам, которые представляют собой элементы, составляющие армирующие материалы сердцевины, могут обеспечивать желательную размерную стабильность и механическую прочность ионообменной мембраны и могут стабильно присутствовать в ионообменной мембране. Применением армирующих материалов сердцевины, полученных сплетением таких армирующих пряжей, ионообменной мембране могут быть приданы лучшие размерная стабильность и механическая прочность.[0618] The configuration of the core reinforcing materials is not particularly limited, and, for example, the core reinforcing materials may be formed by woven yarns called reinforcing yarns. Reinforcing yarns herein refer to yarns that constitute the constituent core reinforcing materials, can provide the desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can be stably present in the ion exchange membrane. By using core reinforcing materials obtained by weaving such reinforcing yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be imparted to the ion exchange membrane.

[0619] Материал армирующих материалов сердцевины и применяемых для этого армирующих пряжей конкретно не ограничивается, но предпочтительно представляет собой материал, устойчивый к кислотам, щелочам и т.д., и предпочтительным является волокно, включающее фторсодержащий полимер, поскольку требуются долговременная термостойкость и химическая стойкость.[0619] The material of the reinforcing materials of the core and the reinforcing yarns used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and a fiber including a fluorine-containing polymer is preferable since long-term heat resistance and chemical resistance are required. ...

[0620] Примеры фторсодержащего полимера, используемого в армирующих материалах сердцевины, включают политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена, сополимеры трифторхлорэтилена и этилена и винилиденфторидные полимеры (PVDF). Среди них предпочтительно используются волокна, включающие политетрафторэтилен, с позиции термостойкости и химической стойкости.[0620] Examples of the fluoropolymer used in core reinforcing materials include polytetrafluoroethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), copolymers of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE), copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers PVDF). Among them, fibers including polytetrafluoroethylene are preferably used in terms of heat resistance and chemical resistance.

[0621] Диаметр армирующих пряжей, применяемых для армирующих материалов сердцевины, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 300 денье, более предпочтительно от 50 до 250 денье. Плотность переплетения (плотность полотна на единицу длины) предпочтительно составляет от 5 до 50/дюйм. Форма армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, например, используются тканое полотно, нетканое полотно и трикотаж, но предпочтительно в форме тканого полотна. Толщина применяемого тканого полотна предпочтительно составляет от 30 до 250 мкм, более предпочтительно от 30 до 150 мкм.[0621] The diameter of the reinforcing yarns used for the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weave density (web density per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The shape of the core reinforcing materials is not particularly limited, for example, woven fabric, non-woven fabric and knitted fabric are used, but preferably in the form of woven fabric. The thickness of the woven fabric used is preferably 30 to 250 µm, more preferably 30 to 150 µm.

[0622] В качестве тканого полотна или трикотажного полотна могут быть применены монофиламенты, мультифиламенты или пряжи из них, крученая пряжа с оборванными пряжами или тому подобное, и могут быть использованы способы плетения различных типов, такие как полотняное переплетение, перевивочное переплетение, вязаное переплетение, кордовое переплетение и жатый ситец (сирсакер).[0622] As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, twisted yarns with dangling yarns or the like can be used, and various types of weaving methods can be used such as plain weaving, leno weaving, knitted weaving, cord weave and crinkled chintz (seersucker).

[0623] Плетение и размещение армирующих материалов сердцевины в теле мембраны конкретно не ограничиваются, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом размера и формы ионообменной мембраны, желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий среды при применении и тому подобного.[0623] The braiding and placement of the core reinforcing materials in the membrane body are not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, physical properties desired for the ion exchange membrane, environmental conditions in use, and the like.

[0624] Например, армирующие материалы сердцевины могут быть размещены вдоль предварительно заданного направления тела мембраны, но с точки зрения размерной стабильности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного первого направления, и другие армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного второго направления, по существу перпендикулярного первому направлению. Размещением многочисленных армирующих материалов сердцевины по существу ортогонально внутри тела мембраны можно придать лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям. Например, предпочтительна конфигурация, в которой армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль продольного направления (основная пряжа), и армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль поперечного направления (уточная пряжа), сотканы на поверхностной стороне тела мембраны. Более предпочтительной является конфигурация в форме полотняного переплетения, выполненного и сплетенного путем позволения основной пряже и уточной пряже проходить попеременно друг над другом и друг под другом, перевивочного переплетения, в котором две основных прядями сплетены с уточными прядями со скручиванием, переплетения «рогожка», выполненного и сплетенного путем введения в две или более размещенных параллельно основных пряжей того же числа уточных пряжей, или тому подобного с позиции размерной стабильности, механической прочности и простоты изготовления.[0624] For example, the core reinforcing materials may be placed along a predetermined direction of the membrane body, but from a dimensional stability point of view, it is preferable that the core reinforcing materials are placed along a predetermined first direction and other core reinforcing materials are placed along a predetermined second direction along essentially perpendicular to the first direction. By placing multiple core reinforcement materials substantially orthogonal within the membrane body, better dimensional stability and mechanical strength in many directions can be imparted. For example, a configuration is preferable in which core reinforcing materials disposed along the longitudinal direction (warp yarns) and core reinforcing materials disposed along the transverse direction (weft yarns) are woven on the surface side of the membrane body. A more preferred configuration is in the form of a plain weave, made and woven by allowing the warp and weft yarns to pass alternately above and below each other, a leno weave in which two base strands are woven into the weft strands in a twist, a matting weave made and woven by inserting the same number of weft yarns or the like into two or more parallel warp yarns, or the like, from the standpoint of dimensional stability, mechanical strength and ease of manufacture.

[0625] В особенности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль обоих направлений, MD (продольного направления) и TD (поперечного направления) ионообменной мембраны. Иначе говоря, армирующие материалы сердцевины предпочтительно имеют полотняное переплетение в MD и TD. Здесь MD означает направление, в котором тело мембраны и разнообразные материалы сердцевины (например, армирующие материалы сердцевины, армирующие пряжи и описываемые позже расходуемые пряжи) перемещаются на описываемом позже этапе получения ионообменной мембраны (направление течения), и TD означает направление, по существу перпендикулярное MD. Пряжи, переплетенные вдоль MD, называются MD–пряжами, и пряжи, переплетенные вдоль TD, называются TD–пряжами. Обычно ионообменная мембрана, используемая для электролиза, является прямоугольной, и во многих случаях продольное направление представляет собой MD, и направление по ширине представляет собой TD. Переплетением армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой MD–пряжи, и армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой TD–пряжи, можно обеспечить лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям.[0625] It is particularly preferable that the core reinforcing materials are disposed along both directions MD (longitudinal direction) and TD (transverse direction) of the ion exchange membrane. In other words, the core reinforcing materials are preferably plain weave in MD and TD. Here, MD means the direction in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core materials, reinforcing yarns and consumable yarns described later) move in the later described stage of obtaining the ion exchange membrane (flow direction), and TD means a direction substantially perpendicular to MD ... The yarns weaved along the MD are called MD yarns, and the yarns weaved along the TD are called TD yarns. Typically, the ion exchange membrane used for electrolysis is rectangular, and in many cases, the longitudinal direction is MD and the width direction is TD. By weaving reinforcing core materials that are MD yarns and reinforcing core materials that are TD yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be achieved in many directions.

[0626] Интервал размещения армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий окружающей среды при применении и тому подобного.[0626] The placement range of the core reinforcing materials is not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the physical properties desired for the ion exchange membrane, the environmental conditions in use, and the like.

[0627] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 30% или более, более предпочтительно 50% или более и 90% или менее. Относительное отверстие предпочтительно составляет 30% или более с точки зрения электрохимических характеристик ионообменной мембраны, и предпочтительно 90% или менее с позиции механической прочности ионообменной мембраны.[0627] The opening ratio of the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The opening ratio is preferably 30% or more in terms of the electrochemical characteristics of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less in terms of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0628] Относительное отверстие (коэффициент открытой пористости) армирующих материалов сердцевины здесь относится к отношению (В/А) общей площади (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы (раствор электролита и содержащиеся в нем катионы (например, ионы натрия)), к площади (А) любой одной поверхности тела ионообменной мембраны. Общая площадь (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы, может иметь отношение к общим площадям областей, в которых в ионообменной мембране катионы, электролитический раствор и тому подобное, не задерживаются армирующими материалами сердцевины и тому подобными, содержащимися в ионообменной мембране.[0628] The relative aperture (coefficient of open porosity) of the reinforcing materials of the core here refers to the ratio (B / A) of the total surface area (B) through which substances such as ions (electrolyte solution and the cations contained therein (for example, ions sodium)), to the area (A) of any one surface of the body of the ion-exchange membrane. The total surface area (B) through which substances such as ions can pass may refer to the total areas of regions in which cations, electrolyte solution and the like are not retained in the ion exchange membrane by the reinforcing materials of the core and the like contained in the ion exchange membrane. membrane.

[0629] Фигура 70 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану. Фигура 70, на которой часть ионообменной мембраны изображена увеличенной, показывает только конфигурацию армирующих материалов 21 и 22 сердцевины в этих областях, без показа других элементов.[0629] Figure 70 illustrates a schematic view for explaining the relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane. Figure 70, in which a portion of the ion exchange membrane is shown enlarged, shows only the configuration of the reinforcing materials 21 and 22 of the core in these regions, without showing other elements.

[0630] Вычитанием общей площади (С) армирующих материалов сердцевины из площади области, окруженной армирующими материалами 21 сердцевины, расположенными вдоль продольного направления, и армирующими материалами 22 сердцевины, расположенными вдоль поперечного направления, области, включающей площадь (А) армирующих материалов сердцевины, может быть получена общая площадь (В) областей, через которые могут проходить вещества, такие как ионы, в площади (А) вышеописанной области. То есть относительное отверстие может быть определено по следующей формуле (I):[0630] By subtracting the total area (C) of the core reinforcing materials from the area of the area surrounded by the core reinforcing materials 21 along the longitudinal direction and the core reinforcing materials 22 located along the transverse direction, the area including the area (A) of the core reinforcing materials can the total area (B) of the regions through which substances such as ions can pass in the area (A) of the above-described region can be obtained. That is, the relative aperture can be determined by the following formula (I):

Относительное отверстие =(B)/(A)=((A)–(C))/(A) (I)Relative aperture = (B) / (A) = ((A) - (C)) / (A) (I)

[0631] Среди армирующих материалов сердцевины особенно предпочтительной формой является пленочная текстильная нить или высокоориентированные монофиламенты, включающие PTFE, с позиции химической стойкости и термостойкости. Более конкретно, более предпочтительны армирующие материалы сердцевины, формирующие полотняное переплетение, в котором используются пленочные текстильные пряжи с размером от 50 до 300 денье, полученные разрезанием включающего PTFE высокопрочного пористого листа на фрагменты в форме лент, или включающие PTFE высокоориентированные монофиламенты с размером от 50 до 300 денье, и которые имеют плотность переплетения от 10 до 50 нитей или монофиламентов на дюйм и имеют толщину в диапазоне от 50 до 100 мкм. Относительное отверстие ионообменной мембраны, включающей такие армирующие материалы сердцевины, более предпочтительно составляет 60% или более.[0631] Among the reinforcing materials of the core, a film textile thread or highly oriented monofilaments including PTFE is particularly preferred in terms of chemical resistance and heat resistance. More specifically, more preferred are plain weave core reinforcing materials that use 50 to 300 denier film textile yarns made by cutting a PTFE-containing high tenacity porous sheet into ribbon-shaped pieces, or comprising highly oriented PTFE monofilaments of 50 to 300 denier sizes. 300 denier, and which have a weave density of 10 to 50 threads or monofilaments per inch and have a thickness in the range of 50 to 100 microns. The opening ratio of the ion exchange membrane including such core reinforcing materials is more preferably 60% or more.

[0632] Примеры формы армирующих пряжей включают пряжи с круглым сечением и пленочные нити.[0632] Examples of the shape of the reinforcing yarns include round yarns and film threads.

[0633] (Сквозные отверстия)[0633] (Through holes)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет сквозные отверстия внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has through holes within the membrane body.

[0634] Сквозные отверстия относятся к отверстиям, которые могут образовывать протоки для ионов, генерируемых при электролизе, и для раствора электролита. Сквозные отверстия, которые представляют собой трубчатые отверстия, сформированные внутри тела мембраны, образуются растворением описываемых ниже расходуемых материалов сердцевины (или расходуемых пряжей). Форма, диаметр или тому подобное сквозных отверстий могут регулироваться выбором формы или диаметра расходуемых материалов сердцевины (расходуемых пряжей).[0634] Through holes refer to holes that can form channels for ions generated during electrolysis and for an electrolyte solution. Through holes, which are tubular holes formed within the membrane body, are formed by dissolving the core consumables (or yarns) described below. The shape, diameter, or the like of the through holes can be controlled by selecting the shape or diameter of the core consumables (yarn consumables).

[0635] Формирование сквозных отверстий внутри ионообменной мембраны может обеспечивать подвижность раствора электролита при электролизе. Форма сквозных отверстий конкретно не ограничивается, но может представлять собой форму расходуемых материалов сердцевины, используемых для формирования сквозных отверстий в соответствии с описываемым ниже способом получения.[0635] The formation of through holes within the ion exchange membrane can provide mobility of the electrolyte solution during electrolysis. The shape of the through holes is not particularly limited, but may be the shape of the core consumable materials used to form the through holes according to the production method described below.

[0636] Сквозные отверстия предпочтительно формируются так, чтобы попеременно проходить на анодной стороне (стороне слоя сульфоновой кислоты) и катодной стороне (стороне слоя карбоновой кислоты) армирующих материалов сердцевины. При такой конструкции в области, в которой сквозные отверстия образованы на катодной стороне армирующих материалов сердцевины, ионы (например, ионы натрия), подводимые раствором электролита, которым заполнены сквозные отверстия, могут протекать также на катодную сторону армирующих материалов сердцевины. В результате этого поток катионов не прерывается, и тем самым возможно дополнительное снижение электрического сопротивления ионообменной мембраны.[0636] The through holes are preferably formed to alternately pass on the anode side (sulfonic acid layer side) and cathode side (carboxylic acid layer side) of the core reinforcing materials. With this arrangement, in the region in which the through holes are formed on the cathode side of the core reinforcing materials, ions (eg sodium ions) supplied by the electrolyte solution filling the through holes can also flow to the cathode side of the core reinforcing materials. As a result, the flow of cations is not interrupted, and thus an additional reduction in the electrical resistance of the ion-exchange membrane is possible.

[0637] Сквозные отверстия могут быть сформированы вдоль только одного предварительно заданного направления тела мембраны, составляющего ионообменную мембрану, но предпочтительно формируются как по продольному направлению, так и по поперечному направлению тела мембраны, с точки зрения проявления более стабильных характеристик электролиза.[0637] The through holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane, but are preferably formed along both the longitudinal direction and the transverse direction of the membrane body in view of exhibiting more stable electrolysis characteristics.

[0638] [Способ изготовления][0638] [Manufacturing Method]

Подходящий пример способа изготовления ионообменной мембраны включает способ, содержащий следующие этапы от (1) до (6):A suitable example of a method for manufacturing an ion exchange membrane includes a method comprising the following steps (1) to (6):

Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (1): a step of producing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (2): этап переплетения по меньшей мере множества армирующих материалов сердцевины, при необходимости, и расходуемых пряжей, имеющих свойство растворяться в кислоте или в щелочи и образовывать сквозные отверстия, с получением армирующего материала, в котором расходуемые пряжи размещаются между армирующими материалами сердцевины, будучи смежными друг с другом,Step (2): a step of weaving at least a plurality of core reinforcing materials, if necessary, and consumable yarns that dissolve in acid or alkali and form through holes, to obtain a reinforcing material in which the consumable yarns are interposed between the core reinforcing materials, being adjacent to each other,

Этап (3): этап преобразования в пленку вышеуказанного фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (3): a step of converting into a film the above fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (4): этап внедрения вышеуказанных армирующих материалов, при необходимости, в вышеуказанную пленку с получением тела мембраны, внутри которого размещаются армирующие материалы,Step (4): the step of introducing the above reinforcing materials, if necessary, into the above film to obtain a membrane body, inside which the reinforcing materials are placed,

Этап (5): этап гидролиза тела мембраны, полученного на этапе (4) (этап гидролиза) иStage (5): stage of hydrolysis of the membrane body obtained in stage (4) (stage of hydrolysis) and

Этап (6): этап создания слоя покрытия на теле мембраны, полученном на этапе (5) (этапе нанесения).Step (6): The step of creating a coating layer on the membrane body obtained in step (5) (application step).

[0639] Далее каждый из этапов будет описан подробно.[0639] Next, each of the steps will be described in detail.

[0640] Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера[0640] Step (1): the step of obtaining a fluoropolymer

На этапе (1) для получения фторсодержащего полимера используются исходные мономерные материалы, описанные выше в группах от первой до третьей. Для регулирования ионообменной емкости фторсодержащего полимера должен регулироваться состав смеси исходных мономерных материалов при получении образующего упомянутые слои фторсодержащего полимера.In step (1), the monomeric starting materials described above in groups one to three are used to prepare the fluoropolymer. To regulate the ion-exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the composition of the mixture of the starting monomer materials must be controlled during the production of the fluorine-containing polymer forming the said layers.

[0641] Этап (2): этап получения армирующих материалов[0641] Step (2): a step of obtaining reinforcing materials

Армирующий материал представляет собой тканое полотно, полученное переплетением армирующих пряжей, или тому подобного. Армирующий материал внедряется в мембрану с образованием тем самым армирующих материалов сердцевины. Когда формируется ионообменная мембрана, имеющая сквозные отверстия, в армирующий материал дополнительно вплетаются расходуемые пряжи. Количество содержащихся в этом случае расходуемых пряжей предпочтительно составляет от 10 до 80% по массе, более предпочтительно от 30 до 70% по массе в расчете на весь армирующий материал. Вплетение расходуемых пряжей также может предотвращать проскальзывание нитей армирующих материалов сердцевины.The reinforcing material is a woven fabric obtained by weaving reinforcing yarns or the like. The reinforcing material is embedded in the membrane to thereby form core reinforcing materials. When an ion-exchange membrane with through holes is formed, consumable yarns are additionally woven into the reinforcing material. The amount of consumable yarns contained in this case is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total reinforcing material. The weaving of the consumable yarns can also prevent slippage of the yarns of the core reinforcing materials.

[0642] В качестве расходуемых пряжей, которые растворяются на этапе получения мембраны или в среде электролиза, применяются вискоза, полиэтилентерефталат (PET), целлюлоза, полиамид и тому подобное. Также предпочтительны монофиламенты или мультифиламенты, имеющие толщину от 20 до 50 денье и включающие поливиниловый спирт и тому подобное.[0642] Viscose, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide and the like are used as the consumable yarns that are dissolved in the membrane preparation step or in the electrolysis environment. Also preferred are monofilaments or multifilaments having a thickness of 20 to 50 denier and including polyvinyl alcohol and the like.

[0643] На этапе (2) относительное отверстие, размещение сквозных отверстий и тому подобное могут регулироваться корректированием размещения армирующих материалов сердцевины и расходуемых пряжей.[0643] In step (2), the aperture ratio, the placement of the through holes, and the like can be controlled by adjusting the placement of the core reinforcing materials and the yarns consumed.

[0644] Этап (3): этап формирования пленки[0644] Step (3): Film forming step

На этапе (3) полученный на этапе (1) фторсодержащий полимер формуется в пленку с использованием экструдера. Пленка может иметь однослойную конфигурацию, двухслойную конфигурацию из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты, как упомянуто выше, или многослойную конфигурацию из трех или более слоев.In step (3), the fluoropolymer obtained in step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer configuration, a two layer configuration of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer as mentioned above, or a multilayer configuration of three or more layers.

[0645] Примеры способа формирования пленки включают следующие:[0645] Examples of the film forming method include the following:

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, формуют в пленки по отдельности; иa method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films; and

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, соэкструзируют с образованием композитной пленки.a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are coextruded to form a composite film.

[0646] Число каждой пленки может быть больше одного. Предпочтительна соэкструзия различных пленок ввиду их вклада в повышение прочности сцепления на поверхности раздела.[0646] The number of each film can be more than one. Co-extrusion of different films is preferred because of their contribution to the increase in bond strength at the interface.

[0647] Этап (4): этап получения тела мембраны[0647] Step (4): The step of obtaining the membrane body

На этапе (4) полученный на этапе (2) армирующий материал внедряют в пленку, полученную на этапе (3), с образованием тела мембраны, содержащего армирующий материал.In step (4), the reinforcing material obtained in step (2) is embedded in the film obtained in step (3) to form a membrane body containing the reinforcing material.

[0648] Предпочтительные примеры способа формирования тела мембраны включают (i) способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты (например, карбоксилатную функциональную группу) (далее включающий это слой называется первым слоем), размещаемый на катодной стороне, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты (например, сульфонилфторидную функциональную группу) (далее включающий это слой называется вторым слоем), формуют в пленку способом соэкструзии, и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, армирующий материал и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления; и (ii) способ, в котором, в дополнение к композитной пленке из второго слоя/первого слоя, фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, заранее отдельно формуют в пленку (третий слой), и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, пленку третьего слоя, армирующие материалы сердцевины и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления.[0648] Preferred examples of a method for forming a membrane body include (i) a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group (e.g., a carboxylate functional group) (hereinafter referred to as a first layer) disposed on the cathode side and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group (for example, a sulfonyl fluoride functional group) (hereinafter, including this layer is called the second layer), is formed into a film by the method of coextrusion, and, if necessary, using a heat source and a vacuum source, a reinforcing material and a composite film from the second layer / the first layer is laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having numerous pores on their surface, and combined at a temperature at which each polymer melts while at the same time evacuating air from under each of the layers by means of reduced pressure ; and (ii) a method in which, in addition to the composite film of the second layer / first layer, a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group is separately preformed into a film (third layer), and optionally using a heat source and a source vacuum, the third layer film, the core reinforcing materials and the composite film from the second layer / first layer are laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer is melted while pumping air out from under each of the layers by means of reduced pressure.

[0649] Соэкструзия первого и второго слоя здесь содействует повышению прочности сцепления на поверхности раздела.[0649] Co-extrusion of the first and second layer here helps to increase the bond strength at the interface.

[0650] Способ, включающий объединение при пониженном давлении, характеризуется тем, что делает третий слой на армирующем материале толще, чем в способе нанесения под давлением на прессе. Кроме того, поскольку армирующий материал закрепляют на внутренней поверхности тела мембраны, способ обеспечивает достаточное сохранение механической прочности ионообменной мембраны.[0650] The method of combining under reduced pressure is characterized by making the third layer on the reinforcing material thicker than in the press-applied method. In addition, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane body, the method provides sufficient retention of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0651] Варианты описанных здесь способов наслоения являются примерными, и соэкструзия может проводиться после того, как предпочтительная конфигурация наслоения (например, комбинация слоев) надлежащим образом выбрана с учетом желательных конфигураций слоев тела мембраны и физических свойств, и тому подобного.[0651] Embodiments of the layering methods described herein are exemplary, and coextrusion may be performed after a preferred layering configuration (eg, a combination of layers) is appropriately selected in consideration of the desired membrane body layer configurations and physical properties, and the like.

[0652] С целью дополнительного улучшения электрических характеристик ионообменной мембраны, также возможно дополнительное размещение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, между первым слоем и вторым слоем, или применение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, вместо второго слоя.[0652] In order to further improve the electrical characteristics of the ion exchange membrane, it is also possible to additionally place a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group between the first layer and the second layer, or the use of a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group instead of the second layer.

[0653] Способ формирования четвертого слоя может быть способом, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, получают по отдельности и затем смешивают, или может представлять собой способ, в котором проводят сополимеризацию мономера, имеющего прекурсор группы карбоновой кислоты, и мономера, имеющего прекурсор сульфоновой кислоты.[0653] The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group are separately prepared and then mixed, or it may be a method in which a monomer is copolymerized having a precursor of a carboxylic acid group; and a monomer having a sulfonic acid precursor.

[0654] Когда четвертый слой используют в качестве компонента ионообменной мембраны, формируют соэкструдированную пленку первого слоя и четвертого слоя, в дополнение к этому отдельно формуют в пленки третий слой и второй слой, и наслоение может быть выполнено вышеуказанным способом. В альтернативном варианте три слоя из первого слоя/четвертого слоя/второго слоя могут быть одновременно сформованы с образованием пленки способом соэкструзии.[0654] When the fourth layer is used as a component of the ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, in addition, the third layer and the second layer are separately formed into films, and the laminating can be performed in the above manner. Alternatively, three layers of the first layer / fourth layer / second layer can be coextruded simultaneously to form a film.

[0655] В этом случае направление, в котором вытекает экструдируемая пленка, представляет собой MD. Как упомянуто выше, можно сформировать тело мембраны, содержащее фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу на армирующем материале.[0655] In this case, the direction in which the extruded film flows out is MD. As mentioned above, it is possible to form a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group on the reinforcing material.

[0656] В дополнение, ионообменная мембрана предпочтительно имеет выступающие участки, составленные фторсодержащим полимером, имеющим группу сульфоновой кислоты, то есть выступы на стороне поверхности, составленной слоем сульфоновой кислоты. В качестве способа формирования таких выступов, который конкретно не ограничивается, также может быть применен известный способ, включающий формирование выступов на поверхности смолы. Конкретным примером способа является способ тиснения поверхности тела мембраны. Например, вышеуказанные выступы могут быть сформированы с использованием заранее вытисненной отделяемой прокладочной бумаги, когда объединяют вышеуказанную композитную пленку, армирующий материал и тому подобное. В случае, когда выступы сформированы тиснением, высота и плотность размещения выступов могут регулироваться формой переносимого рельефа (формой отделяемой прокладочной бумаги).[0656] In addition, the ion exchange membrane preferably has protrusions constituted by a fluoropolymer having a sulfonic acid group, that is, protrusions on the side of the surface constituted by the sulfonic acid layer. As a method for forming such protrusions, which is not particularly limited, a known method including forming protrusions on a resin surface can also be applied. A specific example of the method is a method for embossing the surface of a membrane body. For example, the aforementioned protrusions can be formed using the pre-embossed release paper when the above composite film, reinforcing material, and the like are combined. In the case where the protrusions are formed by embossing, the height and density of the protrusions can be controlled by the shape of the transferred relief (the shape of the release paper).

[0657] (5) Этап гидролиза[0657] (5) Hydrolysis Step

На этапе (5) выполняется этап гидролиза полученного на этапе (4) тела мембраны для преобразования прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу (этап гидролиза).At step (5), the stage of hydrolysis of the membrane body obtained at stage (4) is performed to convert the precursor of the ion-exchange group into an ion-exchange group (stage of hydrolysis).

[0658] На этапе (5) также возможно формирование растворением отверстий в теле мембраны путем растворения и удаления расходуемых пряжей, введенных в тело мембраны, действием кислоты или щелочи. Расходуемые пряжи могут оставаться в сквозных отверстиях без полного растворения и удаления. Оставшиеся в сквозных отверстиях расходуемые пряжи могут быть растворены и удалены раствором электролита, когда ионообменная мембрана подвергается электролизу.[0658] In step (5), it is also possible to dissolve holes in the membrane body by dissolving and removing consumable yarns introduced into the membrane body by the action of an acid or alkali. The consumable yarns can remain in the through holes without being completely dissolved and removed. The consumable yarns remaining in the through holes can be dissolved and removed by the electrolyte solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

[0659] Расходуемая пряжа растворяется в кислоте или щелочи на этапе получения ионообменной мембраны или в среде проведения электролиза. Расходуемые пряжи вымываются с образованием тем самым сквозных отверстий в соответствующих местах.[0659] The consumable yarn is dissolved in acid or alkali during the ion exchange membrane preparation step or in the electrolysis environment. The consumable yarns are washed out, thereby forming the through-holes at the appropriate locations.

[0660] Этап (5) может быть выполнен погружением тела мембраны, полученного на этапе (4), в гидролизующий раствор, содержащий кислоту или щелочь. Примером гидролизующего раствора, который может быть использован, является смешанный раствор, содержащий KOH и диметилсульфоксид (DMSO).[0660] Step (5) may be performed by immersing the membrane body obtained in step (4) in a hydrolysis solution containing an acid or alkali. An example of a hydrolysis solution that can be used is a mixed solution containing KOH and dimethyl sulfoxide (DMSO).

[0661] Смешанный раствор предпочтительно содержит KOH с нормальной концентрацией от 2,5 до 4,0 и DMSO от 25 до 35% по массе.[0661] The mixed solution preferably contains KOH at normal concentration from 2.5 to 4.0 and DMSO from 25 to 35% by weight.

[0662] Температура при гидролизе предпочтительно составляет от 70 до 100°С. Чем выше температура, тем большей может быть кажущаяся толщина. Температура более предпочтительно составляет от 75 до 100°C.[0662] The temperature in the hydrolysis is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent thickness can be. The temperature is more preferably 75 to 100 ° C.

[0663] Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 10 до 120 минут. Чем дольше гидролиз, тем большей может быть кажущаяся толщина. Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 20 до 120 минут.[0663] The duration of the hydrolysis is preferably 10 to 120 minutes. The longer the hydrolysis takes, the greater the apparent thickness can be. The duration of the hydrolysis is preferably 20 to 120 minutes.

[0664] Теперь будет более подробно описан этап формирования сквозных отверстий вымыванием расходуемых пряжей. Фигуры 71(a) и (b) представляют схематические виды для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[0664] The step of forming the through holes by washing out the sacrificial yarns will now be described in more detail. Figures 71 (a) and (b) are schematic views for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[0665] Фигуры 71(a) и (b) показывают армирующие пряжи 52, расходуемые пряжи 504а и сквозные отверстия 504, образованные только расходуемыми пряжами 504а, без иллюстрации других элементов, таких как тело мембраны.[0665] Figures 71 (a) and (b) show reinforcing yarns 52, sacrificial yarns 504a, and through holes 504 formed only by sacrificial yarns 504a, without illustrating other features such as a membrane body.

[0666] Сначала армирующие пряжи 52, которые должны составлять армирующие материалы сердцевины в ионообменной мембране, и расходуемые пряжи 504а для образования сквозных отверстий 504 в ионообменной мембране используются как переплетенные между собой армирующие материалы. Затем, на этапе (5), расходуемые пряжи 504а вымываются с образованием сквозных отверстий 504.[0666] First, the reinforcing yarns 52, which are to constitute the core reinforcing materials in the ion exchange membrane, and the consumable yarns 504a for forming the through holes 504 in the ion exchange membrane are used as interlaced reinforcing materials. Then, in step (5), the consumable yarns 504a are washed out to form the through holes 504.

[0667] Вышеуказанный способ является простым, поскольку способ взаимного переплетения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а может быть скорректирован в зависимости от порядка размещения армирующих материалов сердцевины и сквозных отверстий в теле ионообменной мембраны.[0667] The above method is simple because the method of interlacing reinforcing yarns 52 and consumable yarns 504a can be adjusted depending on the order of placement of the reinforcing materials of the core and through holes in the body of the ion exchange membrane.

[0668] Фигура 71(a) представляет пример образованного полотняным переплетением армирующего материала, в котором армирующие пряжи 52 и расходуемые пряжи 504а взаимно переплетены как вдоль продольного направления, так и вдоль поперечного направления в бумаге, и при необходимости порядок размещения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а в армирующем материале может быть изменен.[0668] Figure 71 (a) illustrates an example of a plain weave reinforcing material in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a are interlaced in both the longitudinal direction and the transverse direction in the paper, and, if necessary, the order of placement of the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarn 504a in the reinforcing material can be changed.

[0669] (6) Этап нанесения[0669] (6) Application Step

На этапе (6) может быть сформирован слой покрытия путем приготовления покровной жидкости, содержащей частицы неорганического материала, полученного размалыванием необогащенной руды или плавлением необогащенной руды, и связующего, нанесения покровной жидкости на поверхность ионообменной мембраны, полученной на этапе (5), и высушивания покровной жидкости.In step (6), a coating layer can be formed by preparing a coating liquid containing particles of inorganic material obtained by grinding raw ore or melting raw ore and a binder, applying a coating liquid to the surface of the ion exchange membrane obtained in step (5), and drying the coating liquids.

[0670] Предпочтительное связующее представляет собой связующее, полученное гидролизом фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, водным раствором, содержащим диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), и затем погружением полимера в соляную кислоту для замещения противоиона ионообменной группы ионом H+ (например, фторсодержащего полимера, имеющего карбоксильную группу или сульфогруппу). Тем самым полимер с большей вероятностью растворится в воде или этаноле, как упомянуто ниже, что предпочтительно.[0670] A preferred binder is a binder obtained by hydrolysis of a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersing the polymer in hydrochloric acid to replace the counter ion of the ion exchange group with H + ( for example, a fluorine-containing polymer having a carboxyl group or a sulfo group). Thus, the polymer is more likely to dissolve in water or ethanol, as mentioned below, which is preferred.

[0671] Этот связующее растворяется в смешанном растворе воды и этанола. Объемное соотношение между водой и этанолом предпочтительно составляет от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2. Частицы неорганического материала с помощью шаровой мельницы диспергируются в растворяющей жидкости с образованием тем самым покровной жидкости. В этом случае также возможно корректирование среднего размера частиц и тому подобного частиц регулированием продолжительности и скорости вращения во время диспергирования. Предпочтительное количество смешиваемых частиц неорганического материала и связующего является таким, как упомянуто выше.[0671] This binder is dissolved in a mixed solution of water and ethanol. The volume ratio between water and ethanol is preferably 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, even more preferably 2: 1 to 1: 2. The particles of inorganic material are dispersed in the dissolving liquid by means of a ball mill, thereby forming a coating liquid. In this case, it is also possible to correct the average particle size and the like of particles by adjusting the duration and speed of rotation during dispersion. The preferred amount of the mixed particles of inorganic material and binder is as mentioned above.

[0672] Концентрация частиц неорганического материала и связующего в покровной жидкости конкретно не ограничивается, но предпочтительной является легкоподвижная покровная жидкость. Это обеспечивает возможность равномерного нанесения на поверхность ионообменной мембраны.[0672] The concentration of the particles of inorganic material and binder in the coating liquid is not particularly limited, but a free-flowing coating liquid is preferable. This makes it possible to uniformly apply the ion exchange membrane to the surface.

[0673] Кроме того, к дисперсии может быть добавлено поверхностно–активное вещество, когда диспергируются частицы неорганического материала. В качестве поверхностно–активного вещества предпочтительны неионные поверхностно–активные вещества, и их примеры включают HS–210, NS–210, P–210 и E–212 производства фирмы NOF CORPORATION.[0673] In addition, a surfactant may be added to the dispersion when particles of inorganic material are dispersed. As the surfactant, nonionic surfactants are preferred and examples include HS-210, NS-210, P-210 and E-212 from NOF CORPORATION.

[0674] Полученную покровную жидкость наносят на поверхность ионообменной мембраны способом нанесения распылением или нанесением покрытия валиком с образованием тем самым ионообменной мембраны.[0674] The resulting coating liquid is applied to the surface of the ion exchange membrane by spray application or roller coating, thereby forming an ion exchange membrane.

[0675] [Микропористая мембрана][0675] [Microporous Membrane]

Микропористая мембрана по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть сформирована с образованием слоистого изделия с электродом для электролиза, как упомянуто выше. Могут быть использованы разнообразные микропористые мембраны.The microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited as long as the membrane can be formed to form an electrode laminated article for electrolysis as mentioned above. A variety of microporous membranes can be used.

Пористость микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается, но может составлять, например, от 20 до 90, и предпочтительно от 30 до 85. Вышеуказанная пористость может быть рассчитана по следующей формуле:The porosity of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 90, and preferably 30 to 85. The above porosity can be calculated by the following formula:

Пористость=(1–(вес мембраны в сухом состоянии)/(вес, рассчитанный по объему, рассчитанному по величинам толщины, ширины и длины мембраны, и плотности материала мембраны))×100Porosity = (1– (dry weight of the membrane) / (weight calculated from the volume, calculated from the values of the thickness, width and length of the membrane, and the density of the membrane material)) × 100

Средний размер пор в микропористой мембране по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 0,01 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 0,05 мкм до 5 мкм. Что касается среднего размера пор, то, например, мембрану разрезают вертикально по направлению толщины, и сечение обследуют методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE–SEM). Средний размер пор может быть получен измерением диаметра примерно 100 пор и усреднением результатов измерения.The average pore size in the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 0.01 µm to 10 µm, preferably 0.05 µm to 5 µm. With regard to the average pore size, for example, the membrane is cut vertically in the direction of thickness, and the cross section is examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The average pore size can be obtained by measuring the diameter of about 100 pores and averaging the results.

Толщина микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 600 мкм. Вышеуказанная толщина может быть измерена с использованием, например, микрометра (производства фирмы Mitutoyo Corporation) или тому подобного.The thickness of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 10 µm to 1000 µm, preferably 50 µm to 600 µm. The above thickness can be measured using, for example, a micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation) or the like.

Конкретные примеры микропористой мембраны, как вышеупомянутой, включают Zirfon Perl UTP 500 производства фирмы Agfa (также называемые в настоящем варианте осуществления мембраной Zirfon) и они описаны в Международной публикации № WO 2013–183584 и Международной публикации № WO 2016–203701.Specific examples of a microporous membrane as above include Zirfon Perl UTP 500 manufactured by Agfa (also referred to as a Zirfon membrane in this embodiment) and are described in International Publication No. WO 2013-183584 and International Publication No. WO 2016-203701.

[0676] В настоящем варианте осуществления мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей значение EW (ионообменной емкости), отличное от EW слоя первой ионообменной смолы. В дополнение, мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей иную функциональную группу, нежели функциональная группа в слое первой ионообменной смолы. Ионообменная емкость может быть скорректирована посредством введенной функциональной группы, и функциональные группы, которые могут быть введены, являются такими, как упомянуто выше.[0676] In the present embodiment, the membrane preferably comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having an EW (ion exchange capacity) value different from the EW of the first ion exchange resin layer. In addition, the membrane preferably contains a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having a different functional group than the functional group in the first ion exchange resin layer. The ion exchange capacity can be adjusted by the introduced functional group, and the functional groups that can be introduced are as mentioned above.

[0677] В настоящем варианте осуществления часть слоистого изделия 25, которая проложена между анодным уплотнением 12 и катодным уплотнением 13, предпочтительно представляет собой непроводящую поверхность. «Проводящая поверхность» соответствует области, рассчитанной на то, чтобы обеспечивать миграцию электролитов между анодной камерой и катодной камерой, а «непроводящая поверхность» представляет собой область, не соответствующую проводящей поверхности.[0677] In the present embodiment, the portion of the laminate 25 that is sandwiched between the anode seal 12 and the cathode seal 13 is preferably a non-conductive surface. The "conductive surface" corresponds to an area designed to allow migration of electrolytes between the anode chamber and the cathode chamber, and the "non-conductive surface" is an area not corresponding to the conductive surface.

[0678] В настоящем варианте осуществления самый внешний периметр слоистого изделия может находиться на более внутренней стороне или дальше наружу, чем самый внешний периметр уплотнения анодной стороны и уплотнения катодной стороны в направлении проводящей поверхности, но предпочтительно размещается дальше наружу. В случае такой конфигурации самый внешний периметр, находящийся дальше наружу, может быть использован как зажимаемый краевой участок, и тем самым технологичность при сборке электролизера улучшается. Самый внешний периметр слоистого изделия здесь представляет собой самый внешний периметр мембраны и электрода для электролиза в комбинации. То есть, когда самый внешний периметр электрода для электролиза находится дальше наружу относительно совместной контактной поверхности, чем самый внешний периметр мембраны, самый внешний периметр слоистого изделия означает самый внешний периметр электрода для электролиза. Напротив, когда внешний периметр электрода для электролиза находится на более внутренней стороне совместной контактной поверхности, чем самый внешний периметр мембраны, самый внешний периметр слоистого изделия означает самый внешний периметр мембраны.[0678] In the present embodiment, the outermost perimeter of the laminate may be on the inner side or farther outward than the outermost perimeter of the anode side seal and cathode side seal toward the conductive surface, but is preferably further outward. With this configuration, the outermost perimeter farther outward can be used as a clamped edge portion, and thus the workability in the assembly of the cell is improved. The outermost perimeter of the laminate here is the outermost perimeter of the membrane and the electrolysis electrode in combination. That is, when the outermost perimeter of the electrolysis electrode is farther outward with respect to the joint contact surface than the outermost perimeter of the membrane, the outermost perimeter of the laminate means the outermost perimeter of the electrolysis electrode. In contrast, when the outer perimeter of the electrolysis electrode is on the inner side of the joint contact surface than the outermost perimeter of the membrane, the outermost perimeter of the laminate means the outermost perimeter of the membrane.

Взаимное позиционное расположение будет описано с использованием Фигур 72 и 73. В частности, Фигуры 72 и 73 показывают взаимное позиционное расположение уплотнений и слоистого изделия, когда две электролитических ячейки, показанные, например, на фигуре 64В, рассматриваются с α–направления. На Фигурах 72 и 73 прямоугольное уплотнение А, имеющее проем в центре, размещено на самой передней стороне. Прямоугольная мембрана В находится позади А, и прямоугольный электрод С для электролиза находится дальше позади В. То есть проем уплотнения А представляет собой область, соответствующую проводящей поверхности слоистого изделия.The positional relationship will be described using Figures 72 and 73. In particular, Figures 72 and 73 show the positional relationship of the seals and the laminate when the two electrolytic cells shown, for example, in Figure 64B are viewed from the α-direction. In Figures 72 and 73, a rectangular seal A having an opening in the center is located on the frontmost side. The rectangular membrane B is behind A and the rectangular electrolysis electrode C is further behind B. That is, the seal opening A is a region corresponding to the conductive surface of the laminate.

На фигуре 72 самый внешний периметр А1 уплотнения А находится на более внутренней стороне, чем самый внешний периметр В1 мембраны В и самый внешний периметр С1 электрода С для электролиза в направлении проводящей поверхности.In Figure 72, the outermost perimeter A1 of the seal A is on an inner side more than the outermost perimeter B1 of the membrane B and the outermost perimeter C1 of the electrolysis electrode C towards the conductive surface.

На фигуре 73 самый внешний периметр А1 уплотнения А находится дальше наружу, чем самый внешний периметр С1 электрода С для электролиза в направлении проводящей поверхности, но самый внешний периметр В1 мембраны В находится дальше наружу, чем самый внешний периметр А1 уплотнения А в направлении проводящей поверхности.In Figure 73, the outermost perimeter A1 of the seal A is further outward than the outermost perimeter C1 of the electrolysis electrode C towards the conductive surface, but the outermost perimeter B1 of membrane B is further outward than the outermost perimeter A1 of the seal A towards the conductive surface.

В настоящем варианте осуществления слоистое изделие должно быть проложено между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны, и электрод для электролиза сам по себе может не быть проложен непосредственно между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны. То есть при условии, что электрод для электролиза как таковой закреплен на мембране, только мембрана может быть проложена непосредственно между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны. В настоящем варианте осуществления, с точки зрения более стабильного закрепления электрода для электролиза в электролизере, как электрод для электролиза, так и мембрана предпочтительно прокладываются между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны.In the present embodiment, the laminated article must be sandwiched between the anode-side seal and the cathode-side seal, and the electrolysis electrode itself may not be inserted directly between the anode-side seal and the cathode-side seal. That is, provided that the electrolysis electrode itself is fixed to the membrane, only the membrane can be interposed directly between the anode side seal and the cathode side seal. In the present embodiment, from the viewpoint of more stable anchoring of the electrolysis electrode in the electrolysis cell, both the electrolysis electrode and the membrane are preferably sandwiched between the anode side seal and the cathode side seal.

[0679] В настоящем варианте осуществления мембрана и электрод для электролиза закрепляются по меньшей мере анодным уплотнением и катодным уплотнением, чтобы находиться в виде слоистого изделия, но могут принимать другие конфигурации крепления. Например, может быть использована приведенная ниже в порядке примера конфигурация крепления или две или более конфигураций крепления могут быть применены в комбинации.[0679] In the present embodiment, the membrane and the electrolysis electrode are fixed by at least an anode seal and a cathode seal to be in the form of a laminated article, but may take other attachment configurations. For example, the following exemplary attachment configuration may be used, or two or more attachment configurations may be used in combination.

[0680] В настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть электрода для электролиза предпочтительно пронизывает мембрану и тем самым закрепляется. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 74А.[0680] In the present embodiment, at least a portion of the electrolysis electrode preferably penetrates the membrane and thereby is fixed. This aspect will be described using Figure 74A.

На фигуре 74А по меньшей мере часть электрода 2 для электролиза пронизывает мембрану 3 и тем самым закрепляется. Фигура 74А показывает пример, в котором электрод 2 для электролиза представляет собой металлический пористый электрод. То есть, на фигуре 74А множество участков электрода 2 для электролиза показаны раздельными, но эти участки являются непрерывными. Таким образом, показано поперечное сечение цельного металлического пористого электрода (то же самое применимо на Фигурах 75–78 ниже).In Figure 74A, at least a portion of the electrolysis electrode 2 penetrates the membrane 3 and is thereby secured. Figure 74A shows an example in which the electrolysis electrode 2 is a metal porous electrode. That is, in Figure 74A, a plurality of portions of the electrolysis electrode 2 are shown as separate, but the portions are continuous. Thus, a cross-sectional view of a solid metal porous electrode is shown (the same applies in Figures 75-78 below).

В конфигурации электрода, когда мембрана 3 в предварительно заданном положении (положении, которое представляет собой область крепления) прижата к электроду 2 для электролиза, например, часть мембраны 3 вдавливается в геометрическую форму выступов или в геометрическую форму отверстий на поверхности электрода 2 для электролиза. Тогда углубления на поверхности электрода и выступы вокруг отверстий проникают в мембрану 3 и предпочтительно пронизывают наружную поверхность 3b мембраны 3, как показано на Фигуре 74А.In the configuration of the electrode, when the membrane 3 in a predetermined position (the position that is the attachment region) is pressed against the electrolysis electrode 2, for example, a part of the membrane 3 is pressed into the geometry of the protrusions or the geometry of the holes on the surface of the electrolysis electrode 2. Then, the depressions on the surface of the electrode and the protrusions around the holes penetrate into the membrane 3 and preferably penetrate the outer surface 3b of the membrane 3, as shown in Figure 74A.

[0681] Как описано выше, конфигурация крепления на фигуре 74А может быть сформирована прижатием мембраны 3 к электроду 2 для электролиза. В этом случае мембрану 3 размягчают нагреванием и затем подвергают термокомпрессии и термовакуумной обработке. Затем электрод 2 для электролиза пронизывает мембрану 3. В альтернативном варианте мембрана 3 может быть использована в расплавленном состоянии. В этом случае мембрана 3 предпочтительно всасывается со стороны наружной поверхности 2b (стороны задней поверхности) электрода 2 для электролиза в состоянии, показанном на фигуре 74В. Область, в которой мембрана 3 вдавливается в электрод 2 для электролиза, составляет «область крепления».[0681] As described above, the attachment pattern in Figure 74A can be formed by pressing the membrane 3 against the electrolysis electrode 2. In this case, the membrane 3 is softened by heating and then subjected to thermal compression and thermal vacuum treatment. The electrolysis electrode 2 then penetrates the membrane 3. Alternatively, the membrane 3 can be used in a molten state. In this case, the membrane 3 is preferably sucked from the outer surface 2b side (rear surface side) of the electrolysis electrode 2 in the state shown in FIG. 74B. The area in which the membrane 3 is pressed into the electrolysis electrode 2 constitutes the "attachment area".

[0682] Конфигурацию крепления, показанную на фигуре 74А, можно рассмотреть с помощью увеличительного стекла (лупы), оптического микроскопа или электронного микроскопа. Поскольку электрод 2 для электролиза пронизывал мембрану 3, можно оценить конфигурацию крепления на фигуре 74А посредством испытания на проводимость между наружной поверхностью 3b мембраны 3 и наружной поверхностью 2b электрода 2 для электролиза с использованием тестера или тому подобного.[0682] The mount configuration shown in Figure 74A can be viewed with a magnifying glass (loupe), optical microscope, or electron microscope. Since the electrolysis electrode 2 has penetrated the membrane 3, it is possible to evaluate the attachment configuration in FIG. 74A by testing the conductivity between the outer surface 3b of the membrane 3 and the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2 using a tester or the like.

[0683] В настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть электрода для электролиза предпочтительно расположена внутри мембраны и тем самым закреплена в области крепления. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 75А.[0683] In the present embodiment, at least a portion of the electrolysis electrode is preferably located inside the membrane and thereby fixed in the attachment region. This aspect will be described using Figure 75A.

[0684] Как описано выше, поверхность электрода 2 для электролиза имеет геометрию выступов и геометрию отверстий. В варианте осуществления, показанном на фигуре 75А, часть поверхности электрода входит в мембрану 3, достигая предварительно заданного положения (положения, которое представляет собой область крепления), и тем самым закрепляется. Показанная на фигуре 75А конфигурация крепления может быть образована вдавливанием мембраны 3 в поверхность электрода 2 для электролиза. В этом случае конфигурация крепления по Фигуре 75А предпочтительно создается размягчением мембраны 3 нагреванием, и затем путем термокомпрессии или термовакуумной обработки мембраны 3. В альтернативном варианте конфигурация крепления на фигуре 75А может быть образована расплавлением мембраны 3. В этом случае мембрана 3 предпочтительно всасывается со стороны наружной поверхности 2b (стороны задней поверхности) электрода 2 для электролиза.[0684] As described above, the surface of the electrolysis electrode 2 has a protrusion geometry and a hole geometry. In the embodiment shown in FIG. 75A, a portion of the electrode surface enters the membrane 3 to reach a predetermined position (the position that is the attachment region) and is thereby secured. The attachment configuration shown in FIG. 75A may be formed by pressing the membrane 3 into the surface of the electrolysis electrode 2. In this case, the attachment configuration of FIG. 75A is preferably created by softening the membrane 3 by heating, and then by thermocompression or thermal vacuum treatment of the membrane 3. Alternatively, the attachment configuration of FIG. 75A can be formed by melting the membrane 3. In this case, the membrane 3 is preferably sucked from the outside. surfaces 2b (sides of the rear surface) of the electrode 2 for electrolysis.

[0685] Показанную на фигуре 75А конфигурацию крепления можно обследовать с помощью увеличительного стекла (лупы), оптического микроскопа или электронного микроскопа. В особенности предпочтителен способ, включающий подвергание образца обработке с заливкой в смолу, затем создания поперечного сечения с помощью микротома и обследования поперечного сечения. В конфигурации крепления, показанной на фигуре 75А, электрод 2 для электролиза не пронизывает мембрану 3. Таким образом, испытанием на проводимость нельзя выявить проводимость между наружной стороной 3b мембраны 3 и наружной поверхностью 2b электрода 2 для электролиза.[0685] The attachment configuration shown in Figure 75A can be observed with a magnifying glass (loupe), an optical microscope, or an electron microscope. Particularly preferred is a method comprising subjecting the sample to a resin embedding treatment, then generating a cross-section with a microtome and examining the cross-section. In the attachment configuration shown in FIG. 75A, the electrolysis electrode 2 does not penetrate the membrane 3. Thus, the conductivity test cannot detect conductivity between the outer side 3b of the membrane 3 and the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2.

[0686] В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы слоистое изделие имело крепежный элемент для закрепления мембраны и электрода для электролиза. Этот аспект будет описан с использованием Фигур 76А–С.[0686] In the present embodiment, it is preferable that the laminated article has an attachment member for securing the membrane and the electrolysis electrode. This aspect will be described using Figures 76A-C.

[0687] Показанная на фигуре 76А конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой используется крепежный элемент 7, который является отдельным от электрода 2 для электролиза и мембраны 3, и при этом крепежный элемент 7 пронизывает и тем самым закрепляет электрод 2 для электролиза и мембрану 3. Электрод 2 для электролиза необязательно должен быть пронизан крепежным элементом 7, и должен быть закреплен крепежным элементом 7 так, чтобы не отделяться от мембраны 3. Материал для крепежного элемента 7 конкретно не ограничивается, и в качестве крепежного элемента 7 могут быть использованы материалы, состоящие, например, из металла, смолы или тому подобного. Примеры металла включают никель, нихром, титан и нержавеющую сталь (SUS). Могут быть использованы их оксиды. Примеры смолы, которая может быть использована, включают фторсодержащие смолы (например, политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкоксиэтилена (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), описываемые ниже материалы для мембраны 3, поливинилиденфторид (PVDF), этилен–пропилен–диеновый каучук (EPDM), полиэтилен (PP), полипропилен (PE), нейлон и арамид.[0687] The fastening configuration shown in Figure 76A is a configuration that uses a fastener 7 that is separate from the electrolysis electrode 2 and the membrane 3, and the fastener 7 penetrates and thereby secures the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 The electrolysis electrode 2 need not be pierced by the fastener 7, and must be fixed with the fastener 7 so as not to separate from the membrane 3. The material for the fastener 7 is not particularly limited, and materials consisting of such as metal, resin or the like. Examples of the metal include nickel, nichrome, titanium, and stainless steel (SUS). Their oxides can be used. Examples of the resin that can be used include fluorine resins (e.g., polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene (PFA) copolymers, tetrafluoroethylene-ethylene copolymers (ETFE), membrane materials 3 described below, polyvinylidene fluoride) ethylene (PVDF) –Diene rubber (EPDM), polyethylene (PP), polypropylene (PE), nylon and aramid.

Например, в настоящем варианте осуществления применяется нитевидный металл или полимер для сшивания в предварительно заданном положении (положении области крепления) между наружной поверхностью 2b электрода 2 для электролиза и наружной поверхностью 3b мембраны 3, как показано на Фигурах 76В и С. Также можно закреплять электрод 2 для электролиза с мембраной 3 с использованием такого крепежного средства, как защипы.For example, the present embodiment employs a filamentary metal or polymer for crosslinking at a predetermined position (attachment position) between the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2 and the outer surface 3b of the membrane 3, as shown in Figures 76B and C. It is also possible to fix electrode 2 for electrolysis with membrane 3 using fastening means such as pins.

[0688] Показанная на фигуре 77 конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой закрепление достигается посредством органической смолы (адгезивного слоя), размещенного между электродом 2 для электролиза и мембраной 3. То есть на фигуре 77 показана конфигурация, в которой органическая смола в качестве крепежного элемента 7 размещается в предварительно заданном положении (положении области крепления) между электродом 2 для электролиза и мембраной 3, чтобы тем самым закрепить их склеиванием. Например, органическую смолу наносят на внутреннюю поверхность 2а электрода 2 для электролиза, внутреннюю поверхность 3а мембраны 3 или на одну или на обе из внутренней поверхности 2а электрода 2 для электролиза и внутренней поверхности 3а мембраны 3. Затем показанная на фигуре 77 конфигурация крепления может быть образована наслоением электрода 2 для электролиза на мембрану 3. Материалы для органической смолы конкретно не ограничиваются, но их примеры, которые могут быть применены, включают фторсодержащие смолы (например, PTFE, PFA и ETFE), и смолы, подобные материалам, составляющим мембрану 3, как упомянуто выше. Также могут быть применены, насколько уместно, имеющиеся в продаже на рынке фторсодержащие адгезивы и PTFE–дисперсии. Кроме того, также могут быть использованы многоцелевые винилацетатные адгезивы, клеи на основе этилен–винилацетатных сополимеров, клеи на основе акриловых смол, α–олефиновые адгезивы, клеи на основе бутадиен–стирольных каучуковых латексов, адгезивы на основе винилхлоридных смол, хлоропреновые адгезивы, нитрилкаучуковые клеи, адгезивы на основе уретановых каучуков, эпоксидные клеи, адгезивы на основе силиконовых смол, модифицированные силиконовые адгезивы, адгезивы на основе модифицированным эпоксидами силиконовых смол, адгезивы на основе силилированных уретановых смол, цианакрилатные клеи и тому подобное.[0688] The attachment configuration shown in FIG. 77 is a configuration in which attachment is achieved by an organic resin (adhesive layer) disposed between the electrolysis electrode 2 and the membrane 3. That is, FIG. 77 shows a configuration in which an organic resin is used as an attachment. of the element 7 is placed in a predetermined position (the position of the attachment region) between the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 to thereby secure them by gluing. For example, an organic resin is applied to the inner surface 2a of the electrolysis electrode 2, the inner surface 3a of the membrane 3, or one or both of the inner surface 2a of the electrolysis electrode 2 and the inner surface 3a of the membrane 3. Then, the attachment pattern shown in FIG. by laminating the electrolysis electrode 2 to the membrane 3. The materials for the organic resin are not particularly limited, but examples thereof that can be used include fluorine resins (e.g., PTFE, PFA, and ETFE), and resins like the materials constituting the membrane 3, such as mentioned above. Commercially available fluorine adhesives and PTFE dispersions can also be used, as appropriate. In addition, multipurpose vinyl acetate adhesives, adhesives based on ethylene-vinyl acetate copolymers, adhesives based on acrylic resins, α-olefin adhesives, adhesives based on styrene-butadiene rubber latexes, adhesives based on vinyl chloride nitric resins, chlorinated adhesives , urethane rubber adhesives, epoxy adhesives, silicone resin adhesives, modified silicone adhesives, epoxy modified silicone resin adhesives, silylated urethane resin adhesives, cyanoacrylate adhesives, and the like.

В настоящем варианте осуществления могут быть использованы органические смолы, которые растворяются в растворе электролита или растворяются или разлагаются во время электролиза. Примеры органических смол, которые растворяются в растворе электролита или растворяются или разлагаются во время электролиза, включают, но без ограничения этим, винилацетатные адгезивы, клеи на основе этилен–винилацетатных сополимеров, клеи на основе акриловых смол, α–олефиновые адгезивы, клеи на основе бутадиен–стирольных каучуковых латексов, адгезивы на основе винилхлоридных смол, хлоропреновые адгезивы, нитрилкаучуковые клеи, адгезивы на основе уретановых каучуков, эпоксидные клеи, адгезивы на основе силиконовых смол, модифицированные силиконовые адгезивы, адгезивы на основе модифицированным эпоксидами силиконовых смол, адгезивы на основе силилированных уретановых смол и цианакрилатные клеи.In the present embodiment, organic resins that dissolve in an electrolyte solution or dissolve or decompose during electrolysis can be used. Examples of organic resins that dissolve in electrolyte solution or dissolve or decompose during electrolysis include, but are not limited to, vinyl acetate adhesives, ethylene vinyl acetate copolymer adhesives, acrylic resin adhesives, α-olefin adhesives, butadiene adhesives –Styrene rubber latexes, adhesives based on vinyl chloride resins, chloroprene adhesives, nitrile rubber adhesives, adhesives based on urethane rubbers, epoxy adhesives, adhesives based on silicone resins, modified silicone adhesives, modified adhesives based on epoxy resin and cyanoacrylate adhesives.

Показанная на фигуре 77 конфигурация крепления может быть обследована с помощью оптического микроскопа или электронного микроскопа. В особенности предпочтителен способ, включающий подвергание образца обработке с заливкой в смолу, затем создания поперечного сечения с помощью микротома и обследования поперечного сечения.The mounting configuration shown in FIG. 77 can be observed with an optical microscope or an electron microscope. Particularly preferred is a method comprising subjecting the sample to a resin embedding treatment, then generating a cross-section with a microtome and examining the cross-section.

[0689] В настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть крепежного элемента предпочтительно снаружи зажимает мембрану и электрод для электролиза. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 78А.[0689] In the present embodiment, at least a portion of the fastener preferably grips the membrane and the electrolysis electrode from the outside. This aspect will be described using Figure 78A.

Показанная на фигуре 78А конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой электрод 2 для электролиза и мембрана 3 зажаты снаружи и закреплены. То есть наружная поверхность 2b электрода 2 для электролиза и наружная поверхности 3b мембраны 3 проложены между и скреплены зажимным средством в качестве крепежного элемента 7. В показанной на фигуре 78А конфигурации крепления также включено состояние, в котором зажимное средство зацепляется за электрод 2 для электролиза и мембрану 3. Примеры зажимного средства включают липкую ленту и скрепки.The fastening configuration shown in FIG. 78A is a configuration in which the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 are clamped outwardly and fixed. That is, the outer surface 2b of the electrolysis electrode 2 and the outer surface 3b of the membrane 3 are sandwiched between and fastened by the clamping means as the fastening member 7. In the fastening configuration shown in FIG. 78A, the state in which the clamping means engages with the electrolysis electrode 2 and the membrane is also included. 3. Examples of clamping means include tape and paper clips.

В настоящем варианте осуществления может быть использован зажимной элемент, который растворяется в растворе электролита. Примеры зажимного элемента, который растворяется в растворе электролита, включают ленту и скрепки из PET, а также ленту и скрепки из PVA.In the present embodiment, a clamping member that dissolves in an electrolyte solution can be used. Examples of a clamping member that dissolves in an electrolyte solution include PET tape and staples, and PVA tape and staples.

[0690] В конфигурации крепления, показанной на фигуре 78А, в отличие от примеров согласно Фигурам 74–77, электрод 2 для электролиза и мембрана 3 не соединены на поверхности раздела между ними, но внутренняя поверхность 2а электрода 2 для электролиза и внутренняя поверхность 3а мембраны 3 только примыкают друг к другу или находятся напротив друг друга. Удалением зажимного элемента можно высвободить электрод 2 для электролиза и мембрану 3 из закрепленного состояния и отделить электрод 2 для электролиза от мембраны 3.[0690] In the attachment configuration shown in Figure 78A, unlike the examples of Figures 74 to 77, the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 are not connected at the interface therebetween, but the inner surface 2a of the electrolysis electrode 2 and the inner surface 3a of the membrane 3 only adjoin each other or are opposite each other. By removing the clamping element, it is possible to release the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 from the fixed state and separate the electrolysis electrode 2 from the membrane 3.

Хотя это не показано на Фигуре 78А, также можно закрепить электрод 2 для электролиза и мембрану 3 с использованием зажимного элемента в электролитической ячейке.Although not shown in Figure 78A, it is also possible to secure the electrolysis electrode 2 and membrane 3 using a clamping member in the electrolytic cell.

[0691] Кроме того, в настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть крепежного элемента предпочтительно закрепляет мембрану и электрод для электролиза магнитной силой. Этот аспект будет описан с использованием Фигуры 78В.[0691] In addition, in the present embodiment, at least a part of the fastening member preferably fixes the membrane and the electrolysis electrode by magnetic force. This aspect will be described using Figure 78B.

Показанная на фигуре 78В конфигурация крепления представляет собой конфигурацию, в которой электрод 2 для электролиза и мембрана 3 зажаты снаружи и закреплены. Отличие от примера на фигуре 78А состоит в том, что в качестве зажимного элемента используется пара магнитов, которая составляет крепежный элемент. В этом аспекте конфигурации крепления, показанной на фигуре 78В, слоистое изделие 1 присоединяется к электролизеру. После этого, во время работы электролизера, зажимной элемент может быть оставлен, как есть, или же может быть удален из слоистого изделия 1.The fastening configuration shown in FIG. 78B is a configuration in which the electrolysis electrode 2 and the membrane 3 are clamped outwardly and fixed. The difference from the example in FIG. 78A is that a pair of magnets is used as the clamping member, which constitutes the holding member. In this aspect of the attachment configuration shown in FIG. 78B, the laminate 1 is attached to the electrolysis cell. Thereafter, during operation of the cell, the clamping member can be left as it is, or it can be removed from the laminate 1.

Хотя это не показано на Фигуре 78В, также можно закрепить электрод 2 для электролиза и мембрану 3 с использованием зажимного элемента в электролитической ячейке. Когда магнитный материал, который сцепляется с магнитом, используется в качестве части материала для электролитической ячейки, один крепежный материал размещают на стороне поверхности мембраны. Тогда крепежный материал и электролитическая ячейка могут сэндвичеобразно разместить и закрепить между ними электрод 2 для электролиза и мембрану 3.Although not shown in Figure 78B, it is also possible to secure the electrolysis electrode 2 and membrane 3 using a clamping member in the electrolytic cell. When a magnetic material that adheres to a magnet is used as part of the material for an electrolytic cell, one fastening material is placed on the surface side of the membrane. Then the fastening material and the electrolytic cell can sandwich and fix between them the electrode 2 for electrolysis and the membrane 3.

[0692] Может быть предусмотрено множество линий областей крепления. То есть 1, 2, 3 и т.д., n линий областей крепления могут быть размещены от одной стороны контура в сторону внутренней стороны слоистого изделия 1. n представляет целое число 1 или более. m–я (m<n) линия областей крепления и L–я (m<L≤n) линия областей крепления могут быть в каждом случае сформированы имеющими различный рисунок крепления.[0692] A plurality of attachment lines may be provided. That is, 1, 2, 3, etc., n lines of attachment areas may be placed from one side of the contour towards the inner side of the laminate 1. n represents an integer of 1 or more. The m – th (m <n) line of the fastening areas and the L – th (m <L≤n) line of the fastening areas can in each case be formed having a different fastening pattern.

[0693] Линия областей крепления, сформированная в электропроводной области, предпочтительно имеет линейно–симметричную форму. Это позволяет контролировать концентрацию механических напряжений. Например, когда ортогонально пересекающиеся направления обозначаются как Х–направление и Y–направление, можно конфигурировать область крепления размещением каждой линии областей крепления по Х–направлению и по Y–направлению, или размещать множество линий областей крепления через равные интервалы по Х–направлению и по Y–направлению. Число линий областей крепления по каждому из Х–направления и Y–направления не ограничивается, но предпочтительно составляет 100 или менее по Х–направлению и по Y–направлению. С позиции достижения планарности электропроводной области число линий областей крепления предпочтительно составляет 50 или менее по каждому из Х–направления и Y–направления.[0693] The line of attachment regions formed in the electrically conductive region preferably has a linear symmetrical shape. This allows you to control the concentration of mechanical stresses. For example, when orthogonally intersecting directions are designated X-direction and Y-direction, you can configure the retention area by placing each line of retention areas in X-direction and Y-direction, or place multiple lines of retention areas at equal intervals in X-direction and Y-direction. Y-direction. The number of lines of the attachment areas in each of the X-direction and Y-direction is not limited, but is preferably 100 or less in the X-direction and the Y-direction. From the viewpoint of achieving planarity of the electrically conductive region, the number of lines of the attachment regions is preferably 50 or less in each of the X-direction and Y-direction.

[0694] Когда область крепления в настоящем варианте осуществления имеет конфигурацию крепления, показанную на фигуре 74А или Фигуре 76, на поверхность мембраны в области крепления предпочтительно наносится уплотнительный материал с целью предотвращения короткого замыкания, вызванного контактом между анодом и катодом. В качестве уплотнительного материала могут использоваться материалы, описанные для вышеуказанных адгезивов.[0694] When the attachment area in the present embodiment has the attachment configuration shown in FIG. 74A or FIG. 76, a sealing material is preferably applied to the surface of the membrane in the attachment area in order to prevent short circuit caused by contact between the anode and cathode. The materials described for the aforementioned adhesives can be used as a sealing material.

[0695] Слоистое изделие в настоящем варианте осуществления может иметь различные области крепления, как упомянуто выше, но, с позиции достижения достаточной производительности электролиза, эти области крепления предпочтительно присутствуют на непроводящей поверхности.[0695] The laminated article in the present embodiment may have various attachment areas as mentioned above, but from the standpoint of achieving sufficient electrolysis capacity, these attachment areas are preferably present on the non-conductive surface.

[0696] Слоистое изделие в настоящем варианте осуществления может иметь различные области крепления, как упомянуто выше, но электрод для электролиза предпочтительно удовлетворяет величине вышеупомянутой «прилагаемой силы», в особенности в области, в которой область крепления отсутствует (незакрепленная область). То есть сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади электрода для электролиза, предпочтительно составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[0696] The laminated article in the present embodiment may have different attachment areas as mentioned above, but the electrolysis electrode preferably satisfies the aforementioned "applied force" value, especially in the area in which there is no attachment area (non-fixed area). That is, the force applied per unit mass · unit area of the electrode for electrolysis is preferably less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[0697] В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы мембрана включала ионообменную мембрану, включающую поверхностный слой, содержащий органическую смолу, и электрод для электролиза был закреплен посредством органической смолы. Органическая смола является такой, как упомянуто выше, и может быть сформирована в виде поверхностного слоя ионообменной мембраны разнообразными известными способами.[0697] In the present embodiment, it is preferable that the membrane includes an ion exchange membrane including a surface layer containing an organic resin, and the electrode for electrolysis is fixed with an organic resin. The organic resin is as mentioned above and can be formed into the surface layer of the ion exchange membrane by a variety of known methods.

[0698] (Электролиз воды)[0698] (Water electrolysis)

Электролизер по настоящему варианту осуществления в качестве электролизера в случае электролиза воды имеет конфигурацию, в которой ионообменная мембрана в электролизере для применения в случае вышеуказанного обычного электролиза соли, заменяется на микропористую мембрану. Подаваемый исходный материал, который представляет собой воду, отличается от материала для электролизера в случае вышеупомянутого обычного электролиза соли. Что касается прочих компонентов, то детали, подобные компонентам электролизера в случае обычного электролиза соли, могут быть использованы также в электролизере для электролиза воды. Поскольку в случае обычного электролиза соли в анодной камере образуется газообразный хлор, в качестве материала анодной камеры применяется титан, но в случае электролиза воды в анодной камере выделяется только газообразный кислород. Таким образом, может быть применен материал, идентичный материалу катодной камеры. Одним примером его является никель. Для покрытия анода пригодно каталитическое покрытие для генерирования кислорода. Примеры каталитического покрытия включают металлы, оксиды и гидроксиды металлов платиновой группы и металлы из группы переходных металлов. Например, могут быть использованы такие элементы, как платина, иридий, палладий, рутений, никель, кобальт и железо.The electrolytic cell of the present embodiment as an electrolysis cell in the case of water electrolysis has a configuration in which an ion exchange membrane in the electrolysis cell for use in the case of the above conventional salt electrolysis is replaced with a microporous membrane. The supplied raw material, which is water, is different from the material for the electrolytic cell in the case of the above-mentioned conventional salt electrolysis. As for other components, parts similar to those of the electrolysis cell in the case of conventional salt electrolysis can also be used in a water electrolysis cell. Since chlorine gas is generated in the anode chamber in conventional salt electrolysis, titanium is used as the anode chamber material, but in the case of water electrolysis, only oxygen gas is emitted in the anode chamber. Thus, a material identical to that of the cathode chamber can be used. Nickel is one example of this. A catalytic coating for generating oxygen is suitable for coating the anode. Examples of the catalytic coating include metals, oxides and hydroxides of platinum group metals and metals from the transition metal group. For example, elements such as platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, cobalt, and iron can be used.

[0699] (Способ изготовления электролизера и способ обновления слоистого изделия)[0699] (Method for manufacturing an electrolyzer and a method for updating a laminated article)

Способ обновления слоистого изделия в электролизере по настоящему варианту осуществления имеет этап отделения слоистого изделия в настоящем варианте осуществления от уплотнения анодной стороны и уплотнения катодной стороны с удалением тем самым слоистого изделия из электролизера и этап прокладки нового слоистого изделия между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны. Новое слоистое изделие означает слоистое изделие в настоящем варианте осуществления, и должен быть новым по меньшей мере один элемент из электрода для электролиза и мембраны.The method for updating a laminated article in an electrolytic cell of the present embodiment has the step of separating the laminated article in the present embodiment from the anode side seal and the cathode side sealing, thereby removing the laminated article from the cell, and the step of inserting a new laminated article between the anode side seal and the cathode side seal. A new laminated article means a laminated article in the present embodiment, and at least one of the electrolysis electrode and the membrane must be new.

На этапе прокладки вышеописанного слоистого изделия, с точки зрения более стабильного закрепления электрода для электролиза в электролизере, как электрод для электролиза, так и мембрана предпочтительно прокладываются между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны.In the step of laying the above-described laminated article, from the viewpoint of more stable anchoring of the electrolysis electrode in the electrolysis cell, both the electrolysis electrode and the membrane are preferably sandwiched between the anode side seal and the cathode side seal.

Кроме того, способ изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления имеет этап прокладки слоистого изделия в настоящем варианте осуществления между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны.In addition, the method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment has the step of interposing the laminated article in the present embodiment between the anode side seal and the cathode side seal.

Способ изготовления электролизера и способ обновления слоистого изделия по настоящему варианту осуществления, сконфигурированного, как описано выше, может улучшать эффективность работ во время обновления электрода в электролизере, и, кроме того, может обеспечивать превосходную производительность электролиза даже после обновления.The electrolytic cell manufacturing method and the refurbishing method of the layered article of the present embodiment configured as described above can improve the efficiency during refurbishment of the electrode in the cell, and furthermore, can provide excellent electrolysis performance even after refurbishment.

Кроме того, на этапе прокладки вышеописанного слоистого изделия, с точки зрения более стабильного закрепления электрода для электролиза в электролизере, как электрод для электролиза, так и мембрана предпочтительно прокладываются между уплотнением анодной стороны и уплотнением катодной стороны.In addition, in the step of laying the above-described laminated article, from the viewpoint of more stable anchoring of the electrolysis electrode in the electrolysis cell, both the electrolysis electrode and the membrane are preferably sandwiched between the anode side seal and the cathode side seal.

[0700] <Пятый вариант осуществления>[0700] <Fifth embodiment>

Здесь будет подробно описан пятый вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фигуры 91–102.Here, a fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 91-102.

[0701] [Способ изготовления электролизера][0701] [Method for Manufacturing an Electrolyzer]

Способ изготовления электролизера согласно пятому варианту осуществления (далее в разделе <Пятый вариант осуществления> называемому просто «настоящим вариантом осуществления») представляет собой способ формирования нового электролизера путем размещения электрода для электролиза или слоистого изделия из электрода для электролиза и новой мембраны в существующем электролизере, включающем анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещается между анодом и катодом, причем применяется электрод для электролиза или слоистое изделие, находящиеся в форме обмотки. Как описано выше, согласно способу изготовления электролизера в соответствии с настоящим вариантом осуществления, применяется электрод для электролиза или слоистое изделие из электрода для электролиза и новой мембраны, находящиеся в форме обмотки. Таким образом, размер электрода для электролиза или слоистого изделия, когда они используются как элемент электролизера, может быть сокращен для транспортирования или тому подобного, и может быть улучшена эффективность работ во время обновления электрода в электролизере.A method for manufacturing an electrolysis cell according to a fifth embodiment (hereinafter in the section <Fifth Embodiment> simply referred to as “the present embodiment”) is a method for forming a new electrolysis cell by placing an electrolysis electrode or a laminated article from an electrolysis electrode and a new membrane in an existing electrolysis cell including the anode, the cathode, which is opposite the anode, and the membrane, which is located between the anode and the cathode, and an electrode for electrolysis or a laminated article in the form of a winding is used. As described above, according to the method for manufacturing an electrolysis cell according to the present embodiment, an electrolysis electrode or a laminated article of an electrolysis electrode and a new membrane in the form of a coil is used. Thus, the size of the electrolysis electrode or laminated article when used as a cell of an electrolytic cell can be reduced for transportation or the like, and operational efficiency during renewal of the electrode in the cell can be improved.

[0702] В настоящем варианте осуществления существующий электролизер содержит анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещена между анодом и катодом как конструкционный элемент, иначе говоря, содержит электролитическую ячейку. Существующий электролизер конкретно не ограничивается при условии, что он содержит вышеописанные конструкционные элементы, и могут быть использованы разнообразные известные конфигурации.[0702] In the present embodiment, an existing electrolyzer comprises an anode, a cathode that is opposite the anode, and a membrane that is interposed between the anode and the cathode as a structural member, in other words, contains an electrolytic cell. The existing electrolytic cell is not particularly limited as long as it contains the above-described structural elements, and various known configurations can be used.

[0703] В настоящем варианте осуществления новый электролизер дополнительно содержит электрод для электролиза или слоистое изделие, в дополнение к элементу, который уже служил в качестве анода или катода в существующем электролизере. То есть «электрод для электролиза», размещаемый при формировании нового электролизера, служит в качестве анода или катода, и является отдельным от катода и анода в существующем электролизере. В настоящем варианте осуществления, даже в случае, где эффективность анода и/или катода в электролизе ухудшилась в связи с работой существующего электролизера, размещение электрода для электролиза отдельно от них позволяет восстановить характеристики обновляемых анода и/или катода. В случае, где в настоящем варианте осуществления применяется слоистое изделие, новая ионообменная мембрана размещается в комбинации, и тем самым могут быть одновременно обновлены характеристики ионообменной мембраны, которые ухудшились в связи с работой. Упоминаемое здесь «обновление характеристик» означает достижение характеристик, сравнимых с начальными характеристиками, которые имел существующий электролизер перед эксплуатацией, или характеристик, превышающих начальные характеристики.[0703] In the present embodiment, the new electrolysis cell further comprises an electrolysis electrode or laminated article, in addition to an element that has already served as an anode or cathode in the existing electrolysis cell. That is, the "electrolysis electrode" placed when forming a new electrolytic cell serves as an anode or cathode, and is separate from the cathode and anode in the existing electrolysis cell. In the present embodiment, even in the case where the efficiency of the anode and / or cathode in electrolysis has deteriorated due to the operation of the existing electrolysis cell, placing the electrolysis electrode separately from them allows the performance of the anode and / or cathode to be restored. In the case where the laminated article is used in the present embodiment, the new ion exchange membrane is placed in combination, and thus the characteristics of the ion exchange membrane that have deteriorated due to operation can be simultaneously updated. As referred to herein, "performance upgrade" means achieving performance that is comparable to the original performance that the existing cell had before operation, or performance that exceeds the original performance.

[0704] В настоящем варианте осуществления существующий электролизер рассматривается как «электролизер, который уже работал», а новый электролизер рассматривается как «электролизер, который еще не работал». То есть, как только электролизер, сформированный как новый электролизер, начинает эксплуатироваться, электролизер становится «существующим электролизером в настоящем варианте осуществления». Размещение электрода для электролиза или слоистого изделия в этом существующем электролизере создает «новый электролизер по настоящему варианту осуществления».[0704] In the present embodiment, the existing electrolytic cell is considered to be "an electrolyzer that was already in operation" and a new electrolysis cell is considered to be an "electrolyzer that has not yet been operated". That is, once the cell formed as a new cell starts to be used, the cell becomes the “existing cell in the present embodiment”. Placing an electrolysis electrode or laminated article in this existing electrolysis cell creates a “new electrolysis cell of the present embodiment”.

[0705] Далее будут подробно описаны случай выполнения обычного электролиза соли с использованием ионообменной мембраны как мембраны, принятой в качестве примера, и один вариант осуществления электролизера. В разделе <Пятый вариант осуществления>, если не оговорено иное, «электролизер в настоящем варианте осуществления» предусматривает как «существующий электролизер в настоящем варианте осуществления», так и «новый электролизер по настоящему варианту осуществления».[0705] Next, a case of performing conventional salt electrolysis using an ion exchange membrane as an exemplary membrane and one embodiment of an electrolyser will be described in detail. In the section <Fifth Embodiment>, unless otherwise stated, “electrolyzer in the present embodiment” provides for both “existing electrolyzer in the present embodiment” and “new electrolyzer of this embodiment”.

[0706] [Электролитическая ячейка][0706] [Electrolytic Cell]

Сначала будет описана электролитическая ячейка, которая может быть использована в качестве конструкционного элемента электролизера в настоящем варианте осуществления. Фигура 91 иллюстрирует вид в разрезе электролитической ячейки 1.First, an electrolytic cell that can be used as a structural member of an electrolytic cell in the present embodiment will be described. Figure 91 illustrates a cross-sectional view of an electrolytic cell 1.

Электролитическая ячейка 1 содержит анодную камеру 10, катодную камеру 20, разделительную перегородку 30, размещенную между анодной камерой 10 и катодной камерой 20, анод 11, размещенный в анодной камере 10, и катод 21, размещенный в катодной камере 20. При необходимости электролитическая ячейка 1 имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, и может включать поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере. Анод 11 и катод 21, входящие в состав электролитической ячейки 1, электрически соединены друг с другом. Другими словами, электролитическая ячейка 1 содержит следующую катодную конструкцию. Катодная конструкция 40 содержит катодную камеру 20, катод 21, размещенный в катодной камере 20, и поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере 20, причем поглотитель 18 обратного тока имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, как показано на Фигуре 95, а катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Кроме того, катодная камера 20 имеет токоотвод 23, держатель 24, поддерживающий токоотвод, и металлическое упругое тело 22. Металлическое упругое тело 22 размещен между токоотводом 23 и катодом 21. Держатель 24 размещен между токоотводом 23 и разделительной перегородкой 30. Токоотвод 23 электрически соединен с катодом 21 через металлическое упругое тело 22. Разделительная перегородка 30 электрически соединена с токоотводом 23 через держатель 24. Соответственно этому, разделительная перегородка 30, держатель 24, токоотвод 23, металлическое упругое тело 22 и катод 21 электрически соединены между собой. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b могут быть соединены непосредственно или могут быть соединены косвенно через токоотвод, держатель, металлическое упругое тело, разделительную перегородку или тому подобным образом. Вся поверхность катода 21 предпочтительно покрыта слоем катализатора для реакции восстановления. Форма электрического соединения может быть формой, в которой разделительная перегородка 30 и держатель 24, держатель 24 и токоотвод 23, и токоотвод 23 и металлическое упругое тело 22 в каждом случае непосредственно присоединены друг к другу, и катод 21 наслоен на металлическое упругое тело 22. Примеры способа непосредственного присоединения этих конструкционных элементов друг к другу включают сварку и тому подобное. В альтернативном варианте поглотитель 18 обратного тока, катод 21 и токоотвод 23 могут совокупно называться катодной конструкцией 40.The electrolytic cell 1 contains an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a dividing wall 30 located between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 located in the anode chamber 10, and a cathode 21 located in the cathode chamber 20. If necessary, an electrolytic cell 1 has a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a, and may include a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber. The anode 11 and the cathode 21, which are part of the electrolytic cell 1, are electrically connected to each other. In other words, the electrolytic cell 1 contains the following cathode structure. The cathode structure 40 comprises a cathode chamber 20, a cathode 21 disposed in the cathode chamber 20, and a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber 20, the reverse current absorber 18 having a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a as shown in Figure 95, and the cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. In addition, the cathode chamber 20 has a current collector 23, a holder 24 supporting the current collector, and a metal elastic body 22. The metal elastic body 22 is placed between the current collector 23 and the cathode 21. The holder 24 is located between the current collector 23 and the partition 30. The current collector 23 is electrically connected to cathode 21 through the metal elastic body 22. The separating partition 30 is electrically connected to the current collector 23 through the holder 24. Accordingly, the separating partition 30, the holder 24, the current collector 23, the metal elastic body 22 and the cathode 21 are electrically connected to each other. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b may be connected directly, or may be connected indirectly through a down conductor, a holder, a metal resilient body, a baffle, or the like. The entire surface of the cathode 21 is preferably coated with a catalyst layer for the reduction reaction. The form of the electrical connection may be a form in which the baffle 30 and the support 24, the support 24 and the collector 23 and the collector 23 and the metal resilient body 22 are in each case directly connected to each other, and the cathode 21 is laminated on the metal resilient body 22. Examples methods for directly attaching these structural elements to each other include welding and the like. Alternatively, the reverse current absorber 18, cathode 21, and current collector 23 may be collectively referred to as cathode structure 40.

[0707] Фигура 92 иллюстрирует вид в разрезе двух электролитических ячеек 1, которые смежны в электролизере 4. Фигура 93 показывает электролизер 4. Фигура 94 показывает этап сборки электролизера 4.[0707] Figure 92 illustrates a cross-sectional view of two electrolytic cells 1 that are adjacent in electrolytic cell 4. Figure 93 shows electrolytic cell 4. Figure 94 shows a step of assembling cell 4.

[0708] Как показано на Фигуре 92, электролитическая ячейка 1, катионообменная мембрана 2 и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Ионообменная мембрана 2 размещается между анодной камерой одной электролитической ячейки 1 из двух электролитических ячеек, которые являются соседними в электролизере, и катодной камерой другой электролитической ячейки 1. То есть анодная камера 10 электролитической ячейки 1 и катодная камера 20 соседней с нею электролитической ячейки 1 разделены катионообменной мембраной 2. Как показано на Фигуре 93, электролизер 4 состоит из множества электролитических ячеек 1, соединенных последовательно через ионообменную мембрану 2. То есть электролизер 4 представляет собой биполярный электролизер, включающий множество размещенных последовательно электролитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2, в каждом случае размещенные между смежными электролитическими ячейками 1. Как показано на Фигуре 94, электролизер 4 собирают размещением множества электролитических ячеек 1 в последовательном соединении через ионообменную мембрану 2 и связыванием ячеек посредством прижимающего устройства 5.[0708] As shown in Figure 92, the electrolytic cell 1, the cation exchange membrane 2, and the electrolytic cell 1 are arranged in series in this order. Ion exchange membrane 2 is located between the anode chamber of one electrolytic cell 1 of two electrolytic cells that are adjacent in the electrolyzer and the cathode chamber of another electrolytic cell 1. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 1 and the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1 are separated by a cation exchange membrane 2. As shown in Figure 93, electrolytic cell 4 consists of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series through an ion exchange membrane 2. That is, electrolytic cell 4 is a bipolar electrolyzer including a plurality of electrolytic cells 1 in series and ion exchange membranes 2, in each case arranged between adjacent electrolytic cells 1. As shown in Figure 94, cell 4 is assembled by placing a plurality of electrolytic cells 1 in series through the ion exchange membrane 2 and bonding the cells by means of a clamping device 5.

[0709] Электролизер 4 имеет анодный вывод 7 и катодный вывод 6, подключаемые к источнику электроснабжения. Анод 11 электролитической ячейки 1, размещенный на самом дальнем конце из множества последовательно соединенных электролитических ячеек 1 в электролизере 4, электрически соединен с анодным выводом 7. Катод 21 электролитической ячейки, находящейся на конце, противоположном относительно анодного вывода 7, среди множества электролитических ячеек 1, последовательно соединенных в электролизере 4, электрически соединен с катодным выводом 6. Электрический ток во время электролиза протекает со стороны анодного вывода 7 через анод и катод каждой электролитической ячейки 1 в сторону катодного вывода 6. У обоих концов связанных электролитических ячеек 1 может находиться электролитическая ячейка, имеющая только анодную камеру (ячейка анодного вывода), и электролитическая ячейка, имеющая только катодную камеру (ячейка катодного вывода). В этом случае анодный вывод 7 соединен с ячейкой анодного вывода, размещенной на одном конце, и катодный вывод 6 соединен с ячейкой катодного вывода, размещенной на другом конце.[0709] Electrolyzer 4 has an anode lead 7 and a cathode lead 6 that are connected to a power supply. An anode 11 of an electrolytic cell 1 located at the farthest end of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series in an electrolysis cell 4 is electrically connected to an anode terminal 7. A cathode 21 of an electrolytic cell located at an end opposite to the anode terminal 7 among the plurality of electrolytic cells 1, connected in series in the electrolytic cell 4, electrically connected to the cathode terminal 6. Electric current during electrolysis flows from the side of the anode terminal 7 through the anode and the cathode of each electrolytic cell 1 towards the cathode terminal 6. At both ends of the connected electrolytic cells 1 there may be an electrolytic cell, having only an anode chamber (anode outlet cell), and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode outlet cell). In this case, the anode terminal 7 is connected to an anode terminal cell located at one end, and the cathode terminal 6 is connected to a cathode terminal cell located at the other end.

[0710] В случае электролиза рассола, рассол подается в каждую анодную камеру 10, и чистая вода или низкоконцентрированный водный раствор гидроксида натрия подается в каждую катодную камеру 20. Каждая жидкость подводится из трубы для подачи раствора электролита (на фигуре не показана) через шланг для подведения раствора электролита (на фигуре не показан) к каждой электролитической ячейке 1. Раствор электролита и продукты электролиза выводятся из трубы для выведения раствора электролита (на фигуре не показана). Во время электролиза ионы натрия в рассоле мигрируют из анодной камеры 10 одной электролитической ячейки 1 через ионообменную мембрану 2 в катодную камеру 20 соседней электролитической ячейки 1. Тем самым электрический ток во время электролиза протекает по направлению, по которому электролитические ячейки 1 последовательно соединены. То есть электрический ток протекает через катионообменную мембрану 2 из анодной камеры 10 в сторону катодной камеры 20. Когда рассол подвергается электролизу, на стороне анода 11 выделяется газообразный хлор, и на стороне катода 21 образуются гидроксид натрия (растворенный) и газообразный водород.[0710] In the case of brine electrolysis, brine is supplied to each anode chamber 10, and pure water or low-concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to each cathode chamber 20. Each liquid is supplied from an electrolyte solution supply pipe (not shown) through a hose for supplying an electrolyte solution (not shown in the figure) to each electrolytic cell 1. The electrolyte solution and electrolysis products are removed from the pipe for removing the electrolyte solution (not shown in the figure). During electrolysis, sodium ions in the brine migrate from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 1 through the ion exchange membrane 2 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1. Thus, the electric current during electrolysis flows in the direction in which the electrolytic cells 1 are connected in series. That is, an electric current flows through the cation exchange membrane 2 from the anode chamber 10 towards the cathode chamber 20. When the brine is electrolyzed, chlorine gas is generated on the anode 11 side, and sodium hydroxide (dissolved) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.

[0711] (Анодная камера)[0711] (Anode chamber)

Анодная камера 10 имеет анод 11 или анодный питающий проводник 11. Здесь под питающим проводником означается изношенный электрод (то есть существующий электрод), электрод, не имеющий каталитического покрытия, и тому подобный. Когда электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анода. Анодная камера 10 предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подает раствор электролита в анодную камеру 10, отражательную пластину, которая размещена над блоком подачи раствора электролита анодной стороны так, чтобы быть по существу параллельной или наклонной относительно разделительной перегородки 30, и газожидкостный сепаратор анодной стороны, размещенный над отражательной пластиной, для отделения газа от раствора электролита, включающего примешанный газ.The anode chamber 10 has an anode 11 or an anode supply conductor 11. Here, under the supply conductor is meant a worn electrode (ie, an existing electrode), an electrode not having a catalytic coating, and the like. When the electrolysis electrode in the present embodiment is inserted on the anode side, 11 serves as an anode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, 11 serves as an anode. The anode chamber 10 preferably has an anode-side electrolyte solution supply unit that supplies electrolyte solution to the anode chamber 10, a baffle plate that is positioned above the anode-side electrolyte solution supply unit so as to be substantially parallel or inclined with respect to the baffle 30, and a gas-liquid separator located above the baffle plate for separating gas from an electrolyte solution including admixed gas.

[0712] (Анод)[0712] (Anode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, анод 11 находится в раме анодной камеры 10 (то есть, в анодной раме). В качестве анода 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R). DSA представляет собой электрод, включающий титановую подложку, поверхность которой покрыта оксидом, включающим рутений, иридий и титан, в качестве компонентов.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is not inserted on the anode side, the anode 11 is in the frame of the anode chamber 10 (i.e., in the anode frame). As the anode 11, a metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used. DSA is an electrode including a titanium substrate, the surface of which is coated with an oxide including ruthenium, iridium and titanium as components.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0713] (Анодный питающий проводник)[0713] (Anode supply conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, на раме анодной камеры 10 предусматривается анодный питающий проводник 11. В качестве анодного питающего проводника 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R), и также может быть применен титан, не имеющий каталитического покрытия. В альтернативном варианте также может быть использован DSA, имеющий более тонкое каталитическое покрытие. Кроме того, также может быть применен уже использованный анод.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the anode side, an anode supply conductor 11 is provided on the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode supply conductor 11, and can also be used titanium without catalytic coating. Alternatively, a DSA having a thinner catalytic coating can also be used. In addition, an already used anode can also be used.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0714] (Блок подачи раствора электролита анодной стороны)[0714] (Anode side electrolyte solution supply unit)

Блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подводит раствор электролита к анодной камере 10, соединен с трубой для подачи раствора электролита. Блок подачи раствора электролита анодной стороны предпочтительно размещается под анодной камерой 10. В качестве блока подачи раствора электролита анодной стороны, например, может быть использована труба, на поверхности которой сформированы участки просветов (дисперсионная труба), и тому подобное. Такая труба более предпочтительно размещается вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки. Эта труба соединена с трубой для подачи раствора электролита (патрубком подачи жидкости), которая подводит раствор электролита в электролитическую ячейку 1. Раствор электролита, подводимый из патрубка подачи жидкости, пропускается по трубе в электролитическую ячейку 1 и подается из выполненных на поверхности трубы отверстий внутри анодной камеры 10. Размещение трубы вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки предпочтительно потому, что раствор электролита может равномерно подводиться внутрь анодной камеры 10.An anode-side electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the anode chamber 10 is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution. The anode side electrolyte solution supply unit is preferably disposed under the anode chamber 10. As the anode side electrolyte solution supply unit, for example, a pipe on the surface of which lumen portions (dispersion tube) and the like can be used. Such a tube is more preferably located along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell. This pipe is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution (a liquid supply pipe), which supplies an electrolyte solution to an electrolytic cell 1. The electrolyte solution supplied from a liquid supply pipe is passed through a pipe into an electrolytic cell 1 and is fed from holes made on the pipe surface inside the anode chambers 10. Placing the pipe along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell is preferable because the electrolyte solution can be uniformly supplied to the inside of the anode chamber 10.

[0715] (Газо–жидкостный сепаратор анодной стороны)[0715] (Anode side gas-liquid separator)

Газо–жидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно размещается над отражательной пластиной. Назначением газо–жидкостного сепаратора анодной стороны является отделение образованного газа, такого как газообразный хлор, от раствора электролита во время электролиза. Если не оговаривается иное, «над» означает верхнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 91, и «под» означает нижнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 91.The anode side gas / liquid separator is preferably located above the baffle plate. The purpose of the anode side gas / liquid separator is to separate the generated gas, such as chlorine gas, from the electrolyte solution during electrolysis. Unless otherwise indicated, "above" means the upward direction in the electrolytic cell 1 in FIG. 91, and "under" means the downward direction in the electrolytic cell 1 in FIG. 91.

[0716] Образованный во время электролиза газ, выделяющийся в электролитической ячейке 1, и раствор электролита образуют смешанную фазу (газожидкостную смешанную фазу), которая затем выпускается из системы. Вследствие этого, колебания давления внутри электролитической ячейки 1 вызывают вибрацию, которая может приводить к физическому повреждению ионообменной мембраны. Чтобы предотвращать это явление, электролитическую ячейку 1 по настоящему варианту осуществления предпочтительно оснащают газожидкостным сепаратором анодной стороны для отделения газа от жидкости. Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно снабжен пеногасящей пластиной для устранения пузырьков. Когда поток газожидкостной смешанной фазы протекает через пеногасящую пластину, пузырьки лопаются, тем самым обеспечивая разделение раствора электролита и газа. В результате этого может предотвращаться вибрация во время электролиза.[0716] The gas generated during electrolysis, evolved in the electrolytic cell 1, and the electrolyte solution form a mixed phase (gas-liquid mixed phase), which is then discharged from the system. As a consequence, pressure fluctuations within the electrolytic cell 1 cause vibration, which can lead to physical damage to the ion exchange membrane. To prevent this phenomenon, the electrolytic cell 1 of the present embodiment is preferably equipped with an anode-side gas-liquid separator for separating gas from liquid. The anode-side gas-liquid separator is preferably provided with a defoamer plate to eliminate bubbles. When the gas-liquid mixed phase stream flows through the defoamer plate, the bubbles burst, thereby separating the electrolyte solution and gas. As a result, vibration during electrolysis can be prevented.

[0717] (Отражательная пластина)[0717] (Baffle plate)

Отражательная пластина предпочтительно размещается над блоком подачи раствора электролита анодной стороны, и устанавливается по существу параллельно или наклонно относительно разделительной перегородки 30. Отражательная пластина представляет собой разделительную пластину, которая контролирует течение раствора электролита в анодную камеру 10. Когда предусматривается отражательная пластина, она может вызывать циркуляцию раствора электролита (рассола или тому подобного) внутри анодной камеры 10, тем самым делая более однородной концентрацию. Чтобы создавать внутреннюю циркуляцию, отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы отделять пространство вблизи анода 11 от пространства вблизи разделительной перегородки 30. Из таких соображений отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы она была напротив поверхности анода 11 и поверхности разделительной перегородки 30. В пространстве вблизи анода, отделенном отражательной пластиной, происходит электролиз, концентрация раствора электролита (концентрация рассола) снижается, и выделяется образующийся газ, такой как газообразный хлор. Это приводит к разности удельных весов газожидкостной смеси между пространством вблизи анода 11 и пространством вблизи разделительной перегородки 30, отделенным отражательной пластиной. С использованием этой разности можно стимулировать внутреннюю циркуляцию раствора электролита в анодной камере 10, делая тем самым более однородным распределение концентраций раствора электролита в анодной камере 10.The baffle plate is preferably positioned above the anode side electrolyte solution supply unit and is positioned substantially parallel or obliquely with respect to the baffle 30. The baffle plate is a baffle plate that controls the flow of electrolyte solution into the anode chamber 10. When the baffle plate is provided, it can cause circulation electrolyte solution (brine or the like) inside the anode chamber 10, thereby making the concentration more uniform. To create internal circulation, the baffle plate is preferably positioned so as to separate the space near the anode 11 from the space near the baffle 30. For this reason, the baffle plate is preferably positioned so that it is opposite the surface of the anode 11 and the surface of the baffle 30. In the space near the anode separated by the baffle plate, electrolysis occurs, the concentration of the electrolyte solution (brine concentration) decreases, and a generated gas such as chlorine gas is released. This leads to a difference in the specific gravity of the gas-liquid mixture between the space near the anode 11 and the space near the dividing wall 30, separated by a baffle plate. Using this difference, it is possible to stimulate the internal circulation of the electrolyte solution in the anode chamber 10, thereby making the concentration distribution of the electrolyte solution in the anode chamber 10 more uniform.

[0718] Хотя это не показано на Фигуре 91, внутри анодной камеры 10 может быть также дополнительно предусмотрен токоотвод. Материал и конфигурация такого токоотвода могут быть такими же, как для вышеуказанного токоотвода катодной камеры. В анодной камере 10 анод 11 сам по себе также может служить токоотводом.[0718] Although not shown in Figure 91, a down conductor may also optionally be provided within the anode chamber 10. The material and configuration of such a current collector can be the same as for the aforementioned collector of the cathode chamber. In the anode chamber 10, the anode 11 itself can also serve as a down conductor.

[0719] (Разделительная перегородка)[0719] (Divider)

Разделительная перегородка 30 размещается между анодной камерой 10 и катодной камерой 20. Разделительная перегородка 30 может называться сепаратором, и анодная камера 10 и катодная камера 20 отделены друг от друга разделительной перегородкой 30. В качестве разделительной перегородки 30 может быть использована перегородка, известная как сепаратор для электролиза, и пример ее содержит разделительную перегородку, сформированную привариванием включающей никель пластины на катодной стороне, и содержащей титан пластины на анодной стороне.The dividing wall 30 is disposed between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20. The dividing wall 30 may be referred to as a separator, and the anode chamber 10 and the cathode chamber 20 are separated from each other by a dividing wall 30. As the dividing wall 30, a baffle known as a separator can be used. electrolysis, and an example thereof comprises a baffle formed by welding a nickel-containing plate on the cathode side and a titanium-containing plate on the anode side.

[0720] (Катодная камера)[0720] (Cathode Chamber)

В катодной камере 20, когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катода. Когда присутствует поглотитель обратного тока, катод или катодный питающий проводник 21 электрически соединен с поглотителем обратного тока. Катодная камера 20, подобно анодной камере 10, предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита катодной стороны и газожидкостный сепаратор катодной стороны. Среди компонентов, составляющих катодную камеру 20, компоненты, подобные тем, которые составляют анодную камеру 10, описываться не будут.In the cathode compartment 20, when the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the cathode side, 21 serves as a cathode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, 21 serves as the cathode. When a return current absorber is present, the cathode or cathode supply conductor 21 is electrically connected to the return current absorber. The cathode chamber 20, like the anode chamber 10, preferably has a cathode-side electrolyte solution supply unit and a cathode-side gas-liquid separator. Among the components constituting the cathode compartment 20, components similar to those constituting the anode compartment 10 will not be described.

[0721] (Катод)[0721] (Cathode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, катод 21 находится в раме катодной камеры 20 (то есть, в катодной раме). Катод 21 предпочтительно имеет никелевую подложку и слой катализатора, который покрывает никелевую подложку. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Катод 21 может быть подвергнут восстановительной обработке, при необходимости. В качестве подложки катода 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is not inserted on the cathode side, the cathode 21 is in the frame of the cathode chamber 20 (i.e., in the cathode frame). Cathode 21 preferably has a nickel substrate and a catalyst layer that covers the nickel substrate. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. The cathode 21 can be subjected to a reduction treatment, if necessary. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0722] (Катодный питающий проводник)[0722] (Cathode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, в раме катодной камеры 20 предусматривается катодный питающий проводник 21. Катодный питающий проводник 21 может быть покрыт каталитическим компонентом. Каталитический компонент может представлять собой компонент, который изначально применяется в качестве катода и сохраняется. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Могут быть применены никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь, не имеющие каталитического покрытия. В качестве подложки катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the cathode side, a cathode supply conductor 21 is provided in the frame of the cathode chamber 20. The cathode supply conductor 21 may be coated with a catalyst component. The catalyst component can be a component that is initially used as a cathode and is stored. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel without catalytic coating can be used. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode supply conductor 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0723] (Поглощающий обратный ток слой)[0723] (Reverse current absorbing layer)

В качестве материала для поглощающего обратный ток слоя может быть выбран материал, который по окислительно-восстановительному потенциалу является менее благородным, сравнительно с окислительно–восстановительным потенциалом элемента для упомянутого выше слоя катализатора катода. Его примеры включают никель и железо.As the material for the layer that absorbs the reverse current, a material that is less noble in terms of the redox potential than the redox potential of the element for the aforementioned catalyst layer of the cathode can be selected. Examples include nickel and iron.

[0724] (Токоотвод)[0724] (Down conductor)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит токоотвод 23. Токоотвод 23 улучшает эффективность отбора тока. В настоящем варианте осуществления токоотвод 23 представляет собой пористую пластину и предпочтительно размещается по существу параллельно поверхности катода 21.The cathode chamber 20 preferably contains a current collector 23. The current collector 23 improves the efficiency of current extraction. In the present embodiment, the collector 23 is a porous plate and is preferably disposed substantially parallel to the surface of the cathode 21.

[0725] Токоотвод 23 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Токоотвод 23 может представлять собой смесь, сплав или сложный оксид этих металлов. Токоотвод 23 может иметь любую форму при условии, что форма позволяет токоотводу функционировать, и может иметь форму пластины или сетки.[0725] The collector 23 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium. The current collector 23 can be a mixture, alloy or complex oxide of these metals. The collector 23 may be of any shape as long as the shape allows the collector to function and may be in the form of a plate or mesh.

[0726] (Металлическое упругое тело)[0726] (Metallic elastic body)

Размещением металлического упругого тела 22 между токоотводом 23 и катодом 21 каждый катод 21 множества соединенных последовательно электролитических ячеек 1 прижимается к ионообменной мембране 2 для сокращения расстояния между каждым анодом 11 и каждым катодом 21. Тем самым можно снизить напряжение, подаваемое на все множество соединенных последовательно электролитических ячеек 1. Снижение напряжения способствует снижению энергопотребления. Когда размещается металлическое упругое тело 22, создаваемое металлическим упругим телом 22 прижимающее давление позволяет электроду для электролиза стабильно сохранять свое положение на месте, когда слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления, размещается в электролитической ячейке.By placing the metal elastic body 22 between the current collector 23 and the cathode 21, each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2 to shorten the distance between each anode 11 and each cathode 21. Thus, it is possible to reduce the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells connected in series. cells 1. Reducing voltage helps to reduce power consumption. When the metal resilient body 22 is placed, the pressing pressure generated by the metal resilient body 22 allows the electrolysis electrode to stably maintain its position in place when the laminated article containing the electrolysis electrode in the present embodiment is placed in the electrolytic cell.

[0727] В качестве металлического упругого тела 22 могут быть применены пружинные элементы, такие как спиральные и винтовые пружины, и амортизирующие маты. В качестве металлического упругого тела 22 может быть надлежащим образом применен элемент с учетом механического напряжения из–за давления на ионообменную мембрану и тому подобного. Металлическое упругое тело 22 может быть размещено на поверхности токоотвода 23 на стороне катодной камеры 20 или может быть предусмотрено на поверхности разделительной перегородки на стороне анодной камеры 10. Обе камеры обычно разделены так, что катодная камера 20 становится меньшей, чем анодная камера 10. Таким образом, с точки зрения прочности рамы и тому подобного, металлическое упругое тело 22 предпочтительно размещают между токоотводом 34 и катодом 21 в катодной камере 20. Металлическое упругое тело 22 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан.[0727] As the metal resilient body 22, spring members such as coil and coil springs and damping mats can be used. As the metal elastic body 22, an element can be appropriately applied in consideration of mechanical stress due to pressure on the ion exchange membrane and the like. The metal resilient body 22 may be located on the surface of the collector 23 on the side of the cathode chamber 20, or may be provided on the surface of the partition wall on the side of the anode chamber 10. The two chambers are usually separated so that the cathode chamber 20 becomes smaller than the anode chamber 10. Thus In terms of frame strength and the like, the metal resilient body 22 is preferably placed between the collector 34 and the cathode 21 in the cathode chamber 20. The metal resilient body 22 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium.

[0728] (Держатель)[0728] (Holder)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит держатель 24, который электрически соединяет токоотвод 23 с разделительной перегородкой 30. Этим может достигаться эффективное течение тока.The cathode chamber 20 preferably comprises a holder 24 which electrically connects the collector 23 to the baffle 30. This can achieve an efficient current flow.

[0729] Держатель 24 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Держатель 24 может иметь любую форму при условии, что держатель может поддерживать токоотвод 23, и может иметь форму стержня, пластины или сетки. Держатель 24 имеет, например, форму пластины. Между разделительной перегородкой 30 и токоотводом 23 размещается множество держателей 24. Множество держателей 24 выровнено так, что их поверхности параллельны между собой. Держатели 24 размещаются по существу перпендикулярно разделительной перегородке 30 и токоотводу 23.[0729] The holder 24 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The holder 24 can be of any shape as long as the holder can support the collector 23 and can be in the form of a rod, plate, or mesh. The holder 24 is in the form of a plate, for example. A plurality of holders 24 are disposed between the baffle 30 and the down conductor 23. The plurality of holders 24 are aligned so that their surfaces are parallel to each other. The holders 24 are located substantially perpendicular to the baffle 30 and the down conductor 23.

[0730] (Уплотнение анодной стороны и уплотнение катодной стороны)[0730] (Anode side seal and cathode side seal)

Уплотнение анодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей анодную камеру 10. Уплотнение катодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей катодную камеру 20. Электролитические ячейки соединены между собой так, что уплотнение анодной стороны, находящееся в одной электролитической ячейке, и уплотнение катодной стороны соседней с ней электролитической ячейки прокладывают ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 92). Эти уплотнения могут создавать воздухонепроницаемость в местах соединения, когда множество электолитических ячеек 1 соединяются последовательно через ионообменную мембрану 2.The anode side seal is preferably located on the surface of the frame constituting the anode chamber 10. The cathode side seal is preferably positioned on the surface of the frame constituting the cathode compartment 20. The electrolytic cells are interconnected so that the anode side seal located in one electrolytic cell and the cathode side seal the adjacent electrolytic cell is laid with an ion exchange membrane 2 (see Figure 92). These seals can create airtightness at the junctions when a plurality of electrolytic cells 1 are connected in series through an ion exchange membrane 2.

[0731] Уплотнения образуют уплотнение между ионообменной мембраной и электролитическими ячейками. Конкретные примеры уплотнений включают подобные картинной раме резиновые листы, в центре которых образован проем. Уплотнения должны иметь стойкость против коррозионно–агрессивных растворов электролита или образованного газа и быть работоспособными в течение длительного периода времени. Так, в отношении химической стойкости и твердости в качестве уплотнений обычно применяются вулканизированные продукты и сшитые посредством пероксида продукты этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM–каучука) и этилен–пропиленового каучука (EPM–каучука). В альтернативном варианте, при необходимости, могут быть использованы уплотнения, в которых участок, находящийся в контакте с жидкостью (контактирующая с жидкостью область), покрывают фторсодержащей смолой, такой как политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA). Эти уплотнения в каждом случае могут иметь такой проем, который не препятствует течению раствора электролита, и форма проема конкретно не ограничивается. Например, уплотнение в форме рамы для картины присоединяют посредством адгезива или тому подобного вдоль периферической кромки каждого проема рамы анодной камеры, составляющей анодную камеру 10, или рамы катодной камеры, составляющей катодную камеру 20. Тогда, например, в случае, где две электролитических ячейки 1 соединяются через ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 92), каждая электролитическая ячейка 1, к которой присоединено уплотнение, должна быть уплотнена посредством ионообменной мембраны 2. Это уплотнение может предотвращать утечку из электролитических ячеек 1 раствора электролита, гидроксида щелочного металла, газообразного хлора, газообразного водорода и тому подобного, образованных при электролизе.[0731] The seals form a seal between the ion exchange membrane and the electrolytic cells. Specific examples of seals include picture frame-like rubber sheets in the center of which an opening is formed. The seals must be resistant to corrosive electrolyte solutions or generated gas and be functional for a long period of time. Thus, with regard to chemical resistance and hardness, vulcanized products and peroxide-crosslinked products of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM-rubber) and ethylene-propylene rubber (EPM-rubber) are usually used as seals. Alternatively, if necessary, seals can be used in which the area in contact with the liquid (the area in contact with the liquid) is coated with a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers (PFA). These seals may in each case have an opening that does not impede the flow of the electrolyte solution, and the shape of the opening is not particularly limited. For example, a seal in the form of a picture frame is attached by means of an adhesive or the like along the peripheral edge of each opening of the anode chamber frame constituting the anode compartment 10 or the cathode compartment frame constituting the cathode compartment 20. Then, for example, in the case where two electrolytic cells 1 are connected through an ion exchange membrane 2 (see Figure 92), each electrolytic cell 1 to which a seal is attached must be sealed by means of an ion exchange membrane 2. This seal can prevent electrolyte solution, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas from escaping from the electrolytic cells 1 and the like formed by electrolysis.

[0732] [Этап применения обмотки][0732] [Winding Application Phase]

Обмотка в настоящем варианте осуществления может представлять собой электрод для электролиза в форме обмотки или может представлять собой слоистое изделие из электрода для электролиза и новой мембраны, находящееся в форме обмотки. В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления применяется обмотка. Конкретные примеры этапа применения обмотки включают, но без ограничения этим, способ, в котором сначала в существующем электролизере высвобождают смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, обеспечивая зазор между электролитической ячейкой и ионообменной мембраной, затем электрод для электролиза, находящийся в форме обмотки, после её разматывания, вставляют в зазор, и элементы соединяют опять посредством прижимающего устройства. В случае, где используется слоистое изделие в форме обмотки, примеры способа включают способ, в котором после того, как между электролитической ячейкой и ионообменной мембраной образован зазор, как описано выше, удаляют существующую ионообменную мембрану, которая должна быть обновлена, затем слоистое изделие, находящееся в форме обмотки, после её разматывания, вставляют в зазор, и элементы соединяют опять с помощью прижимающего устройства. Посредством этого способа электрод для электролиза или слоистое изделие могут быть размещены на поверхности анода или катода существующего электролизера и могут быть восстановлены характеристики ионообменной мембраны и анода и/или катода.The coil in the present embodiment may be an electrolysis electrode in the form of a coil, or may be a laminated article of an electrolysis electrode and a new membrane in the form of a coil. The method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment employs a winding. Specific examples of the step of applying the winding include, but are not limited to, a method in which first, in an existing electrolysis cell, adjacent electrolytic cells and an ion exchange membrane are released from a fixed state using a pressing device, providing a gap between the electrolytic cell and the ion exchange membrane, then the electrolysis electrode located in the form of a winding, after its unwinding, is inserted into the gap, and the elements are connected again by means of a clamping device. In the case where a laminated article in the form of a winding is used, examples of the method include a method in which after a gap is formed between the electrolytic cell and the ion exchange membrane as described above, the existing ion exchange membrane to be renewed is removed, then the laminated article located in the form of a winding, after its unwinding, is inserted into the gap, and the elements are connected again with the help of a clamping device. By this method, an electrolysis electrode or laminated article can be placed on the surface of the anode or cathode of an existing electrolyzer and the characteristics of the ion exchange membrane and the anode and / or cathode can be restored.

Как описано выше, в настоящем варианте осуществления этап применения обмотки предпочтительно содержит этап (В) высвобождения обмотки из намотанного состояния, и после этапа (В) более предпочтительно имеет этап (С) размещения электрода для электролиза или слоистого изделия на поверхности по меньшей мере одного из анода и катода.As described above, in the present embodiment, the step of applying the coil preferably comprises a step (B) of releasing the coil from the wound state, and after step (B) more preferably has the step (C) of placing an electrolysis electrode or laminated article on the surface of at least one of anode and cathode.

[0733] В настоящем варианте осуществления этап применения обмотки предпочтительно имеет этап (А) удерживания электрода для электролиза или слоистого изделия в намотанном состоянии с получением тем самым обмотки. На этапе (А) электрод для электролиза или слоистое изделие как таковое может быть намотано с образованием обмотки или электрод для электролиза или слоистое изделие может быть намотано вокруг втулки (сердечника) с образованием обмотки. В качестве втулки, которая может быть здесь использована, которая конкретно не ограничивается, может быть применен, например, элемент, имеющий по существу цилиндрическую форму, и имеющий размер, соответствующий электроду для электролиза или слоистому изделию.[0733] In the present embodiment, the step of applying the winding preferably has the step (A) of holding the electrolysis electrode or the laminated article in a wound state, thereby obtaining a winding. In step (A), the electrolysis electrode or laminate as such may be wound to form a coil, or the electrolysis electrode or laminated product may be wound around the sleeve (core) to form a coil. As the sleeve that can be used here, which is not particularly limited, for example, an element having a substantially cylindrical shape and having a size corresponding to an electrolysis electrode or a laminated article can be used.

[0734] [Электрод для электролиза][0734] [Electrolysis Electrode]

В настоящем варианте осуществления электрод для электролиза конкретно не ограничивается при условии, что электрод применяется в качестве обмотки, как упомянуто выше, то есть является наматываемым. Электрод для электролиза может представлять собой электрод, который служит в качестве катода в электролизе, или может быть электродом, который служит в качестве анода. Что касается материала, формы и тому подобного электрода для электролиза, могут быть надлежащим образом выбраны такие, которые пригодны для формирования обмотки, с учетом этапа применения обмотки, конфигурации электролизера и тому подобного в настоящем варианте осуществления. Ниже будут описаны предпочтительные аспекты электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления, но они являются только примерными аспектами, предпочтительными для формирования обмотки. Могут быть надлежащим образом использованы иные электроды для электролиза, чем для указанных ниже аспектов.In the present embodiment, the electrode for electrolysis is not particularly limited as long as the electrode is used as a winding as mentioned above, that is, it is windable. The electrolysis electrode can be an electrode that serves as a cathode in electrolysis, or it can be an electrode that serves as an anode. With regard to the material, shape and the like of the electrode for electrolysis, those suitable for forming the winding can be appropriately selected in consideration of the step of applying the winding, the configuration of the electrolysis cell, and the like in the present embodiment. Preferred aspects of the electrolysis electrode in the present embodiment will be described below, but they are only exemplary aspects preferable for forming a coil. Electrolysis electrodes other than the following aspects can be appropriately used.

[0735] Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления имеет силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, предпочтительно 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с питающим проводником (изношенным электродом и электродом, не имеющим каталитического покрытия) и тому подобным. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.[0735] The electrode for electrolysis in the present embodiment has a force applied per unit mass · unit area, preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ) , further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less with from the point of view of providing good workability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a supply conductor (a worn electrode and an electrode not having a catalytic coating) and the like. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.0 N / (mg cm 2) ) or less, even more preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

С позиции дополнительного улучшения производительности электролиза сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более, еще более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более. Еще более предпочтительно сила составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).From the viewpoint of further improving the electrolysis productivity, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more, even more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ) or more. Even more preferably, the force is 0.2 N / (mg · cm 2 ) or more from the viewpoint of further facilitating the handling of a large size (eg, 1.5 mx 2.5 m).

Вышеописанная прилагаемая сила может быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, описываемого ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода, среднего арифметического величины поверхностной шероховатости и тому подобного. Например, более конкретно, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает меньшую прилагаемую силу, а более низкий коэффициент открытой пористости приводит к большей прилагаемой силе.The above-described applied force may be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, the below-described open porosity ratio, electrode thickness, arithmetic mean of surface roughness, and the like. For example, more specifically, a higher open porosity ratio results in a lower applied force, and a lower open porosity ratio results in a higher applied force.

Масса в расчете на единицу площади предпочтительно составляет 48 мг/см2 или менее, более предпочтительно 30 мг/см2 или менее, еще более предпочтительно 20 мг/см2 или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и экономии, и, более того, предпочтительно составляет 15 мг/см2 или менее, по общим соображениям, включающим технологичность, прочность сцепления и экономичность. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, величину порядка 1 мг/см2.The mass per unit area is preferably 48 mg / cm 2 or less, more preferably 30 mg / cm 2 or less, even more preferably 20 mg / cm 2 or less from the standpoint of providing good processability and good adhesion to the membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a worn electrode, with a feed conductor not having a catalytic coating, and economy, and moreover, is preferably 15 mg / cm 2 or less, for general reasons including manufacturability, adhesion strength and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, on the order of 1 mg / cm 2 .

Вышеописанная масса на единицу площади может быть в пределах вышеописанного диапазона, например, в результате надлежащего регулирования описываемых ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает снижение массы на единицу площади, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высокой массе на единицу площади.The above-described mass per unit area may be within the above-described range, for example, by appropriately adjusting the below-described open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio results in a decrease in mass per unit area, and a lower open porosity ratio results in a higher mass per unit area.

[0736] Прилагаемая сила может быть измерена описываемыми ниже методами (i) или (ii), которые более подробно изложены в Примерах. Что касается прилагаемой силы, то значение, полученное путем измерения методом (i) (также называемое «прилагаемая сила (1)”»), и значение, полученное путем измерения методом (ii) (также называемое «прилагаемая сила (2)”»), могут быть одинаковыми или различными, и каждое из значений предпочтительно составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[0736] The applied force can be measured by methods (i) or (ii) described below, which are set out in more detail in the Examples. With regard to the applied force, the value obtained by measurement by method (i) (also called “applied force (1)” ") and the value obtained by measurement by method (ii) (also called" applied force (2) ”") , can be the same or different, and each of the values is preferably less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[0737] [Метод (i)][0737] [Method (i)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм), ионообменную мембрану, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм, подробности указанной здесь ионообменной мембраны описаны в Примерах), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляет от 0,5 до 0,8 мкм. Конкретный метод расчета среднего арифметического величины (Ra) поверхностной шероховатости является таким, как описано в Примерах.Nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with side 200 mm), ion-exchange membrane obtained by applying particles of inorganic material and a binder to both surfaces of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced (square with a side of 170 mm, the details of the ion exchange membrane specified here are described in the Examples), and a sample electrode (square with a side of 130 mm) is layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of a nickel plate after blasting is 0.5 to 0.8 μm. A specific method for calculating the arithmetic mean (Ra) of the surface roughness is as described in the Examples.

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и ионообменной мембраны и на массу ионообменной мембраны на участке перекрывания с образцом электрода для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (1) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the ion exchange membrane and by the mass of the ion exchange membrane in the area of overlapping with the electrode sample to calculate the applied force per unit mass · unit area (1) (N / (mg · cm 2 )).

[0738] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (1), полученная методом (i), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 0,2 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0738] The applied force per unit mass · unit area (1) obtained by method (i) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. The force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more in view of further improvement electrolysis productivity, and, moreover, more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ), even more preferably 0.2 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating handling of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m).

[0739] [Метод (ii)][0739] [Method (ii)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм, никелевая пластина подобна пластине в вышеуказанном методе (i)), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.A nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm, a nickel plate similar to the plate in the above method (i)), and an electrode sample (square with a side of 130 mm) is layered in this okay. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и никелевой пластины и на массу образца электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (2) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the nickel plate and by the weight of the electrode sample in the overlapping area with the nickel plate to calculate the applied force per unit mass · unit area (2) (N / (mg · cm 2 )).

[0740] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (2), полученная методом (ii), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Кроме того, сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0740] The applied force per unit mass · unit area (2) obtained by method (ii) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. In addition, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more from the point in view of further improving the electrolysis productivity, and, moreover, is more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating the handling of a large size (for example, 1.5 m × 2.5 m).

[0741] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Толщина подложки электрода для электролиза (измеренная толщина) составляет, но конкретно не ограничивается, предпочтительно 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, еще более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, являясь пригодной к сворачиванию в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки и облегчающей проведение погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), и, в дополнение, еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.[0741] The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness) is, but is not particularly limited, preferably 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less, even more preferably 120 μm or less, even more preferably 100 μm or less from the point of view of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode ( feed conductor), which does not have a catalytic coating, being suitable for roll-up and satisfactory folding into folds and facilitates loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m), and, in addition, still more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0742] Доля, измеренная следующим методом (2) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 90% или более, более предпочтительно 92% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и дополнительно предпочтительно 95% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0742] The proportion measured by the following method (2) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 92% or more from the viewpoint of ensuring good workability and achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and additionally preferably 95% or more from the point of view of further facilitating loading and unloading at a large size (for example , size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (2)][Method (2)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 280 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 280 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0743] Доля, измеренная следующим методом (3) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 75% или более, более предпочтительно 80% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и для надлежащей пригодности к намотке в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки, и дополнительно предпочтительно составляет 90% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0743] The proportion measured by the following method (3) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 75% or more, more preferably 80% or more from the viewpoint of ensuring good workability, achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and for proper roll-winding and satisfactory creasing, and is additionally preferably 90% or more from the point of view of additional facilitation of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (3)][Method (3)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned externally at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0744] Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления имеет, но без ограничения этим, пористую структуру и коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности, от 5 до 90% или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и предотвращения накопления газа, выделяющегося во время электролиза, хотя без конкретного ограничения этим. Коэффициент открытой пористости более предпочтительно составляет от 10 до 80% или менее, более предпочтительно от 20 до 75%.[0744] The electrode for electrolysis in the present embodiment has, but is not limited to, a porous structure and an open porosity ratio or void ratio of 5 to 90% or less in terms of ensuring good workability, achieving good adhesion to the membrane, such as an ion exchange membrane or microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and preventing the accumulation of gas evolved during electrolysis, although not specifically limited thereto. The open porosity ratio is more preferably 10 to 80% or less, more preferably 20 to 75%.

Коэффициент открытой пористости представляет собой долю участков просветов в расчете на единицу объема. Метод расчета может различаться в зависимости от того, рассматриваются ли участки просветов субмикронного размера или же рассматриваются только видимые просветы. В настоящем варианте осуществления объем V рассчитывали из значений измеренной толщины, ширины и длины электрода, и, кроме того, измеряли вес W, чтобы тем самым рассчитать коэффициент А открытой пористости по следующей формуле.The open porosity ratio is the fraction of the lumen areas per unit volume. The calculation method may differ depending on whether sub-micron-sized gaps are considered or only visible gaps are considered. In the present embodiment, the volume V was calculated from the values of the measured thickness, the width and the length of the electrode, and in addition, the weight W was measured to thereby calculate the open porosity coefficient A by the following formula.

A=(1–(W/(V×ρ))×100A = (1– (W / (V × ρ)) × 100

ρ представляет собой плотность материала электрода (г/см3). Например, ρ никеля составляет 8,908 г/см3, а ρ титана составляет 4,506 г/см3. Коэффициент открытой пористости надлежащим образом регулируется изменением площади перфорируемого металла на единицу площади в случае перфорированного металлического листа, изменением значений SW (короткого диаметра), LW (длинного диаметра), и подачи в случае просечно–вытяжного металлического листа, изменением линейных размеров диаметра металлического волокна и номера сита в случае сетки, изменением рисунка фоторезиста, применяемого в случае электроформования, изменением диаметра металлического волокна и плотности волокна в случае нетканого полотна, изменением пресс-формы для формования полостей в случае пористого металла или тому подобным образом.ρ is the density of the electrode material (g / cm 3 ). For example, the ρ of nickel is 8.908 g / cm 3 and the ρ of titanium is 4.506 g / cm 3 . The open porosity ratio is appropriately controlled by changing the area of perforated metal per unit area in the case of a perforated metal sheet, changing the values of SW (short diameter), LW (long diameter), and feed in the case of expanded metal sheet, changing the linear dimensions of the diameter of the metal fiber, and sieve numbers in the case of a mesh, a change in the photoresist pattern used in the case of electrospinning, a change in the diameter of the metal fiber and the density of the fiber in the case of a nonwoven fabric, a change in the mold for forming cavities in the case of a porous metal, or the like.

[0745] Здесь далее будет описан более конкретный вариант осуществления электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления.[0745] Hereinafter, a more specific embodiment of the electrode for electrolysis in the present embodiment will be described.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Слой катализатора может быть составлен множеством слоев, как показано ниже, или может иметь однослойную конфигурацию.The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The catalyst bed can be composed of multiple layers, as shown below, or can have a single layer configuration.

Как показано на Фигуре 96, электрод 100 для электролиза по настоящему варианту осуществления содержит подложку 10 электрода для электролиза и пару первых слоев 20, которыми покрыты обе поверхности подложки 10 электрода для электролиза. Первыми слоями 20 предпочтительно покрыта вся подложка 10 электрода для электролиза. По–видимому, это покрытие повышает каталитическую активность и долговечность электрода. Один первый слой 20 может быть наслоен только на одну поверхность подложки 10 электрода для электролиза.As shown in FIG. 96, the electrolysis electrode 100 of the present embodiment includes an electrolysis electrode substrate 10 and a pair of first layers 20 that cover both surfaces of the electrolysis electrode substrate 10. The first layers 20 preferably cover the entire electrode substrate 10 for electrolysis. Apparently, this coating increases the catalytic activity and durability of the electrode. One first layer 20 can only be laminated to one surface of the electrolysis electrode substrate 10.

Кроме того, как показано на Фигуре 96, поверхности первых слоев 20 могут быть покрыты вторыми слоями 30. Первые слои 20 предпочтительно покрыты вторыми слоями 30 целиком. В альтернативном варианте один второй слой 30 может быть наслоен только на одну поверхность первого слоя 20.In addition, as shown in Figure 96, the surfaces of the first layers 20 may be coated with the second layers 30. The first layers 20 are preferably covered with the second layers 30 in their entirety. Alternatively, one second layer 30 may be laminated to only one surface of the first layer 20.

[0746] (Подложка электрода для электролиза)[0746] (Electrode support for electrolysis)

В качестве подложки 10 электрода для электролиза могут быть использованы, например, никель, никелевые сплавы, нержавеющая сталь, и, кроме того, вентильные металлы, в том числе титан, хотя без ограничения этим. Подложка 10 предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).As the electrode substrate 10 for electrolysis, for example, nickel, nickel alloys, stainless steel, and, in addition, valve metals, including titanium, can be used, although not limited thereto. Substrate 10 preferably contains at least one element selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

Когда нержавеющая сталь применяется в водном растворе щелочи с высокой концентрацией, железо и хром вымываются и удельная электрическая проводимость составляет величину порядка одной десятой значения для никеля. С учетом вышеуказанного, в качестве подложки электрода для электролиза предпочтительной является подложка, содержащая никель (Ni).When stainless steel is used in an aqueous alkali solution of high concentration, iron and chromium are washed out and the electrical conductivity is in the order of one tenth that of nickel. In view of the above, as the electrode substrate for electrolysis, a substrate containing nickel (Ni) is preferable.

В альтернативном варианте, когда подложка 10 электрода для электролиза используется в солевом растворе с высокой концентрацией, близкой к насыщению, в атмосфере, в которой образуется газообразный хлор, материал подложки 10 электрода также предпочтительно представляет собой титан, имеющий высокую коррозионную стойкость.Alternatively, when the electrode substrate 10 for electrolysis is used in a brine with a high concentration close to saturation, in an atmosphere in which chlorine gas is generated, the material of the electrode substrate 10 is also preferably titanium having high corrosion resistance.

Форма подложки 10 электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и может быть выбрана форма, пригодная для данной цели. В качестве формы может быть применено любое из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей, и тому подобного. Из них предпочтительны перфорированный металлический лист или просечно–вытяжной металлический лист. Электроформование представляет собой способ получения тонкой металлической фольги, имеющей точно сформированный рисунок с использованием фотолитографии и электроосаждения в комбинации. Оно представляет собой способ, включающий формирование рисунка на подложке посредством фоторезиста, и электроосаждение участка, не защищенного резистом, с получением металлической тонкой пленки.The shape of the electrode substrate 10 for electrolysis is not particularly limited, and a shape suitable for this purpose can be selected. As the mold, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh, and the like can be used. Of these, perforated metal sheet or expanded metal sheet is preferable. Electrospinning is a method of producing a thin metal foil having a precisely shaped pattern using photolithography and electrodeposition in combination. It is a method involving patterning a substrate with a photoresist and electrodeposition of a portion not protected by the resist to form a metal thin film.

Что касается формы подложки электрода для электролиза, подходящая техническая характеристика зависит от расстояния между анодом и катодом в электролизере. В случае, где расстояние между анодом и катодом является конечным, может быть использована форма просечно–вытяжного металлического листа или перфорированного металлического листа, и в случае так называемого электролизера с нулевым зазором, в котором ионообменная мембрана находится в контакте с электродом, могут быть применены сформированная сплетением тонких металлических нитей тканая металлическая сетка, проволочная сетка, пористый металл, металлическое нетканое полотно, просечно–вытяжной металлический лист, перфорированный металлический лист, металлическая пористая фольга и тому подобное, хотя без ограничения этим.With regard to the shape of the electrode support for electrolysis, a suitable specification depends on the distance between the anode and the cathode in the electrolysis cell. In the case where the distance between the anode and the cathode is finite, the shape of an expanded metal sheet or a perforated metal sheet can be used, and in the case of a so-called zero-gap electrolyzer in which the ion exchange membrane is in contact with the electrode, a formed interlacing of fine metal filaments woven metal mesh, wire mesh, porous metal, metal nonwoven fabric, expanded metal sheet, perforated metal sheet, metal porous foil, and the like, although not limited thereto.

Примеры подложки 10 электрода для электролиза включают металлическую пористую фольгу, проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно–вытяжной металлический лист и пористый металл.Examples of the electrode substrate 10 for electrolysis include metal porous foil, wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, and porous metal.

В качестве материала пластины перед обработкой с образованием перфорированного металлического листа или просечно–вытяжного металлического листа, предпочтительны прокатанные пластинчатые материалы и электролитические фольги. Электролитическая фольга предпочтительно подвергается дополнительной обработке электроосаждением с использованием того же элемента, как ее базовый материал, в качестве дополнительной обработки, чтобы тем самым сформировать шероховатости на одной или обеих ее поверхностях.As the plate material before being processed to form a perforated metal sheet or expanded metal sheet, rolled plate materials and electrolytic foils are preferred. The electrolytic foil is preferably subjected to a further electrodeposition treatment using the same element as its base material as a further treatment to thereby form roughness on one or both of its surfaces.

Толщина подложки 10 электрода для электролиза, как упомянуто выше, предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 155 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее, и дополнительно еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.The thickness of the electrolysis electrode substrate 10 as mentioned above is preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, further preferably 155 µm or less, even more preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0747] В подложке электрода для электролиза остаточное механическое напряжение во время обработки предпочтительно снимается отжигом подложки электрода для электролиза в окислительной атмосфере. Предпочтительно формировать шероховатости с использованием стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного на поверхности подложки электрода для электролиза с последующей кислотной обработкой для увеличения площади ее поверхности, чтобы улучшить прочность сцепления со слоем катализатора, которым покрывается поверхность. В альтернативном варианте предпочтительно проводить обработку электроосаждением с использованием того же элемента, что и подложка, для увеличения площади поверхности.[0747] In the electrolysis electrode substrate, residual stress during processing is preferably relieved by annealing the electrolysis electrode substrate in an oxidizing atmosphere. It is preferable to form roughness using a steel grid, an alumina grid or the like on the surface of the electrode substrate for electrolysis, followed by acid treatment to increase its surface area in order to improve adhesion to the catalyst layer that is coated on the surface. Alternatively, it is preferable to carry out the electrodeposition treatment using the same element as the substrate to increase the surface area.

[0748] Для приведения первого слоя 20 в плотный контакт с поверхностью подложки 10 электрода для электролиза, подложку 10 электрода для электролиза предпочтительно подвергают обработке для увеличения площади поверхности. Примеры обработки для увеличения площади поверхности включают струйную обработку с использованием рубленой проволоки, стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного, кислотную обработку с использованием серной кислоты или соляной кислоты и обработку электроосаждением с использованием того же элемента, как в подложке. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости на поверхности подложки конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0748] To bring the first layer 20 into intimate contact with the surface of the electrolysis electrode substrate 10, the electrolysis electrode substrate 10 is preferably subjected to a surface area increase treatment. Examples of surface area enhancing treatments include chopped wire blasting, steel grating, alumina grating or the like, acidizing using sulfuric acid or hydrochloric acid, and electrodeposition using the same element as in the substrate. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness on the surface of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.05 µm to 50 µm, more preferably 0.1 to 10 µm, even more preferably 0.1 to 8 µm.

[0749] Далее будет описан случай, где электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления используется в качестве анода для обычного электролиза соли.[0749] Next, a case will be described where the electrolysis electrode of the present embodiment is used as an anode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

На фигуре 96 первый слой 20 в качестве слоя катализатора содержит по меньшей мере один из оксидов рутения, оксидов иридия и оксидов титана. Примеры оксида рутения включают RuO2. Примеры оксида иридия включают IrO2. Примеры оксида титана включают TiO2. Первый слой 20 предпочтительно содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана или три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана. Это делает первый слой 20 более стабильным и дополнительно улучшает прочность сцепления со вторым слоем 30.In Figure 96, the first layer 20 contains at least one of ruthenium oxides, iridium oxides and titanium oxides as a catalyst layer. Examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Examples of iridium oxide include IrO 2 . Examples of titanium oxide include TiO 2 . The first layer 20 preferably contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, or three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide. This makes the first layer 20 more stable and further improves the adhesion to the second layer 30.

[0750] Когда первый слой 20 содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 1 до 9 молей, более предпочтительно от 1 до 4 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении двух оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0750] When the first layer 20 contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains from 1 to 9 moles, more preferably from 1 to 4 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20 With the compositional ratio of the two oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0751] Когда первый слой 20 содержит три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,2 до 3 молей, более предпочтительно от 0,3 до 2,5 молей оксида иридия в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. Первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,3 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 7 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении трех оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0751] When the first layer 20 contains three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains 0.2 to 3 moles, more preferably 0.3 to 2.5 moles of iridium oxide per 1 mol of ruthenium oxide contained in the first layer 20. The first layer 20 preferably contains from 0.3 to 8 moles, more preferably from 1 to 7 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. With a compositional ratio of three oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0752] Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере два из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана, эти оксиды предпочтительно образуют твердый раствор. Формирование твердого раствора оксидов позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.[0752] When the first layer 20 contains at least two of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, these oxides preferably form a solid solution. The formation of a solid solution of the oxides allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

[0753] В дополнение к вышеописанным составам могут быть применены оксиды различных составов при условии, что содержится по меньшей мере один оксид из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана. Например, в качестве первого слоя 20 может быть использовано оксидное покрытие, называемое DSA(R), которое содержит рутений, иридий, тантал, ниобий, титан, олово, кобальт, марганец, платину и тому подобное.[0753] In addition to the above-described compositions, oxides of various compositions can be used, provided that at least one of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide is contained. For example, an oxide coating called DSA (R), which contains ruthenium, iridium, tantalum, niobium, titanium, tin, cobalt, manganese, platinum, and the like, can be used as the first layer 20.

[0754] Первый слой 20 не обязательно должен представлять собой единственный слой и может включать множество слоев. Например, первый слой 20 может включать слой, содержащий три оксида, и слой, содержащий два оксида. Толщина первого слоя 20 предпочтительно составляет от 0,05 до 10 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0754] The first layer 20 need not be a single layer and may include multiple layers. For example, the first layer 20 may include a three-oxide layer and a two-oxide layer. The thickness of the first layer 20 is preferably 0.05 to 10 µm, more preferably 0.1 to 8 µm.

[0755] (Второй слой)[0755] (Second layer)

Второй слой 30 предпочтительно содержит рутений и титан. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains ruthenium and titanium. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0756] Второй слой 30 предпочтительно содержит оксид палладия, твердый раствор оксида палладия и платины или сплав палладия и платины. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.[0756] The second layer 30 preferably contains palladium oxide, a solid solution of palladium and platinum oxide, or an alloy of palladium and platinum. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0757] Более толстый второй слой 30 может поддерживать производительность электролиза в течение длительного периода времени, но с точки зрения экономичности толщина предпочтительно составляет от 0,05 до 3 мкм.[0757] The thicker second layer 30 can maintain the electrolysis performance for a long period of time, but from the viewpoint of economy, the thickness is preferably 0.05 to 3 µm.

[0758] Далее будет описана ситуация, где электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления используется в качестве катода для обычного электролиза соли.[0758] Next, a situation will be described where the electrolysis electrode in the present embodiment is used as a cathode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

Примеры компонентов первого слоя 20 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 20 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 20 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы.The first layer 20 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, предпочтительно содержат по меньшей мере один металл платиновой группы из платины, палладия, родия, рутения и иридия.When the first layer 20 contains at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides and alloys containing a platinum group metal, platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum metal containing alloys the groups preferably contain at least one platinum group metal from platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium.

В качестве металла платиновой группы предпочтительно содержится платина.The platinum group metal is preferably platinum.

В качестве оксида металла платиновой группы предпочтительно содержится оксид рутения.As the oxide of the platinum group metal, ruthenium oxide is preferably contained.

В качестве гидроксида металла платиновой группы предпочтительно содержится гидроксид рутения.As the hydroxide of the platinum group metal, ruthenium hydroxide is preferably contained.

В качестве сплава металлов платиновой группы предпочтительно содержится сплав платины с никелем, железом и кобальтом.As an alloy of platinum group metals, an alloy of platinum with nickel, iron and cobalt is preferably included.

Кроме того, при необходимости, в качестве второго компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид лантаноидного элемента. Это позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.In addition, if necessary, an oxide or hydroxide of a lanthanide element is preferably contained as the second component. This allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

В качестве оксида или гидроксида лантаноидного элемента предпочтительно содержится по меньшей мере один, выбранный из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия и диспрозия.As the oxide or hydroxide of the lanthanide element, preferably at least one selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium and dysprosium is contained.

Кроме того, при необходимости, в качестве третьего компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид переходного металла.In addition, if necessary, a transition metal oxide or hydroxide is preferably contained as the third component.

Добавление третьего компонента позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать более превосходную стойкость и снижать напряжение электролиза.The addition of the third component allows the electrolysis electrode 100 to exhibit superior resistance and lower electrolysis voltage.

Примеры предпочтительной комбинации включают только рутений, рутений+никель, рутений+церий, рутений+лантан, рутений+лантан+платина, рутений+лантан+палладий, рутений+празеодим, рутений+празеодим+платина, рутений+празеодим+платина+палладий, рутений+неодим, рутений+неодим+платина, рутений+неодим+марганец, рутений+неодим+железо, рутений+неодим+кобальт, рутений+неодим+цинк, рутений+неодим+галлий, рутений+неодим+сера, рутений+неодим+свинец, рутений+неодим+никель, рутений+неодим+медь, рутений+самарий, рутений+самарий+марганец, рутений+самарий+железо, рутений+самарий+кобальт, рутений+самарий+цинк, рутений+самарий+галлий, рутений+самарий+сера, рутений+самарий+свинец, рутений+самарий+никель, платина+церий, платина+палладий+церий, платина+палладий+лантан+церий, платина+иридий, платина+палладий, платина+иридий+палладий, платина+никель+палладий, платина+никель+рутений, сплавы платины и никеля, сплавы платины и кобальта и сплавы платины и железа.Examples of a preferred combination include only ruthenium, ruthenium + nickel, ruthenium + cerium, ruthenium + lanthanum, ruthenium + lanthanum + platinum, ruthenium + lanthanum + palladium, ruthenium + praseodymium, ruthenium + praseodymium + platinum, ruthenium + praseodymium + platinum + palladium, ruthenium + neodymium, ruthenium + neodymium + platinum, ruthenium + neodymium + manganese, ruthenium + neodymium + iron, ruthenium + neodymium + cobalt, ruthenium + neodymium + zinc, ruthenium + neodymium + gallium, ruthenium + neodymium + sulfur, ruthenium + neodymium + lead , ruthenium + neodymium + nickel, ruthenium + neodymium + copper, ruthenium + samarium, ruthenium + samarium + manganese, ruthenium + samarium + iron, ruthenium + samarium + cobalt, ruthenium + samarium + zinc, ruthenium + samarium + gallium, ruthenium + samarium + sulfur, ruthenium + samarium + lead, ruthenium + samarium + nickel, platinum + cerium, platinum + palladium + cerium, platinum + palladium + lanthanum + cerium, platinum + iridium, platinum + palladium, platinum + iridium + palladium, platinum + nickel + palladium, platinum + nickel + ruthenium, platinum and nickel alloys, platinum and cobalt alloys and platinum and iron alloys.

Когда металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, не содержатся, основным компонентом катализатора предпочтительно является элемент никель.When platinum-group metals, platinum-group metal oxides, platinum-group metal hydroxides, and platinum-group metal-containing alloys are not contained, the main component of the catalyst is preferably the element nickel.

Предпочтительно содержится по меньшей мере один из металлического никеля, оксидов и гидроксидов никеля.Preferably, at least one of nickel metal, nickel oxides and hydroxides is contained.

В качестве второго компонента может быть добавлен переходный металл. В качестве второго добавляемого компонента предпочтительно содержится по меньшей мере один элемент из титана, олова, молибдена, кобальта, марганца, железа, серы, цинка, меди и углерода.A transition metal can be added as a second component. As the second added component, at least one of titanium, tin, molybdenum, cobalt, manganese, iron, sulfur, zinc, copper and carbon is preferably contained.

Примеры предпочтительной комбинации включают никель+олово, никель+титан, никель+молибден и никель+кобальт.Examples of a preferred combination include nickel + tin, nickel + titanium, nickel + molybdenum, and nickel + cobalt.

При необходимости между первым слоем 20 и подложкой 10 электрода для электролиза может быть размещен промежуточный слой. Размещением промежуточного слоя может быть улучшена стойкость электрода 100 для электролиза.If necessary, an intermediate layer may be disposed between the first layer 20 and the electrolysis electrode substrate 10. By placing the intermediate layer, the resistance of the electrolysis electrode 100 can be improved.

В качестве промежуточного слоя предпочтительны такие, которые имеют сродство как к первому слою 20, так и к подложке 10 электрода для электролиза. В качестве промежуточного слоя предпочтительны оксиды никеля, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы и гидроксиды металлов платиновой группы. Промежуточный слой может быть сформирован нанесением и обжигом раствора, содержащего компонент, который образует промежуточный слой. В альтернативном варианте также может быть сформирован поверхностный оксидный слой подверганием подложки термической обработке при температуре от 300 до 600°С в воздушной атмосфере. Кроме того, этот слой может быть сформирован известным способом, таким как способ термического напыления и способ ионного осаждения.Preferred as the intermediate layer are those which have an affinity for both the first layer 20 and the electrode substrate 10 for electrolysis. As the intermediate layer, preferred are nickel oxides, platinum group metals, platinum group metal oxides and platinum group metal hydroxides. The intermediate layer can be formed by applying and firing a solution containing the component that forms the intermediate layer. Alternatively, a surface oxide layer can also be formed by subjecting the substrate to heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. in an air atmosphere. In addition, this layer can be formed by a known method such as a thermal spraying method and an ionic deposition method.

[0759] (Второй слой)[0759] (Second layer)

Примеры компонентов первого слоя 30 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 30 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 30 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы. Примеры предпочтительной комбинации элементов, содержащихся во втором слое, включают комбинации, перечисленные для первого слоя. Комбинация первого слоя и второго слоя может представлять собой комбинацию, в которой составы являются одинаковыми, а композиционные соотношения являются различными, или может быть комбинацией различных составов.The first layer 30 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys. Examples of a preferred combination of elements contained in the second layer include those listed for the first layer. The combination of the first layer and the second layer can be a combination in which the compositions are the same and the compositional ratios are different, or it can be a combination of different compositions.

[0760] Что касается толщины слоя катализатора, общая толщина сформированного слоя катализатора и промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,01 мкм до 20 мкм. При толщине 0,01 мкм или более слой катализатора может в достаточной мере служить в качестве катализатора. При толщине 20 мкм или менее можно сформировать прочный слой катализатора, отделение которого от подложки маловероятно. Толщина более предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 15 мкм. Толщина более предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Еще более предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 8 мкм.[0760] With regard to the thickness of the catalyst layer, the total thickness of the formed catalyst layer and the intermediate layer is preferably 0.01 µm to 20 µm. With a thickness of 0.01 µm or more, the catalyst layer can sufficiently serve as a catalyst. With a thickness of 20 µm or less, a strong catalyst layer can be formed that is unlikely to separate from the support. The thickness is more preferably 0.05 µm to 15 µm. The thickness is more preferably 0.1 to 10 µm. Even more preferably, the thickness is 0.2 to 8 µm.

[0761] Толщина электрода, то есть совокупная толщина подложки электрода для электролиза и слоя катализатора, предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 138 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 135 мкм или менее, в отношении технологичности электрода. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных, как указано выше, соображений толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, еще более предпочтительно 115 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более, из практических соображений, более предпочтительно 20 мкм или более. Толщина электрода может быть определена измерением с помощью цифрового толщиномера (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Толщина подложки электрода для электролиза может быть измерена таким же образом, как в случае электрода. Толщина слоя катализатора может быть определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.[0761] The thickness of the electrode, that is, the combined thickness of the electrolysis electrode support and the catalyst layer, is preferably 315 µm or less, more preferably 220 µm or less, further preferably 170 µm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, even more preferably 138 µm or less, further even more preferably 135 µm or less, with respect to the workability of the electrode. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for similar reasons as above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, even more preferably 115 µm or less, further more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. The thickness of the electrode can be determined by measuring with a digital thickness gauge (from Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm). The thickness of the substrate of the electrolysis electrode can be measured in the same manner as in the case of the electrode. The thickness of the catalyst layer can be determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode support from the thickness of the electrode.

[0762] В настоящем варианте осуществления электрод для электролиза предпочтительно содержит по меньшей мере один каталитический компонент, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb и Dy, с позиции достижения достаточной производительности электролиза.[0762] In the present embodiment, the electrode for electrolysis preferably contains at least one catalyst component selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni , Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La , Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy, from the standpoint of achieving sufficient electrolysis performance.

[0763] В настоящем варианте осуществления, из тех соображений, что электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если представляет собой электрод, имеющий широкий диапазон упругой деформации, может обеспечивать лучшую технологичность, и имеет лучшую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, толщина электрода для электролиза предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, еще более предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 138 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных вышеуказанным соображений, толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, дополнительно предпочтительно 115 мкм или менее, еще более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более по практическим соображениям, более предпочтительно 20 мкм или более. В настоящем варианте осуществления «имеющий широкий диапазон упругой деформации» означает, что, когда электрод для электролиза наматывают с образованием обмотки, маловероятно возникновение обусловленного намоткой коробления после выведения из намотанного состояния. Толщина электрода для электролиза, когда предусмотрен упоминаемый ниже слой катализатора, относится к совокупной толщине как подложки электрода для электролиза, так и слоя катализатора.[0763] In the present embodiment, from the considerations that the electrode for electrolysis of the present embodiment, if it is an electrode having a wide elastic deformation range, can provide better workability and has better adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or microporous membrane, with a worn electrode, with a supply conductor not having a catalytic coating, and the like, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably 315 μm or less, more preferably 220 μm or less, even more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, further even more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for reasons similar to the above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, further preferably 115 µm or less, even more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. In the present embodiment, “having a wide elastic range” means that when the electrolysis electrode is wound to form a winding, it is unlikely that winding-induced warping will occur after being released from the wound state. The thickness of the electrolysis electrode when the below-mentioned catalyst layer is provided refers to the total thickness of both the electrolysis electrode support and the catalyst layer.

[0764] (Способ изготовления электрода для электролиза)[0764] (Method for Manufacturing Electrolysis Electrode)

Далее будет подробно описан один вариант осуществления способа изготовления электрода 100 для электролиза.Next, one embodiment of a method for manufacturing an electrode 100 for electrolysis will be described in detail.

В настоящем варианте осуществления электрод 100 для электролиза может быть получен формированием первого слоя 20, предпочтительно второго слоя 30 на подложке электрода для электролиза таким способом, как обжиг пленки покрытия в атмосфере кислорода (пиролиз) или ионное осаждение, электроосаждение или термическое распыление. Способ получения по настоящему варианту осуществления, как упомянутый выше, может достигать высокой производительности формирования электрода 100 для электролиза. Более конкретно, слой катализатора формируют на подложке электрода для электролиза с помощью этапа нанесения, на котором наносят покровную жидкость, содержащую катализатор, этапа сушки, на котором высушивают покровную жидкость, и этапа пиролиза, на котором выполняют пиролиз. Под пиролизом здесь означается, что соль металла, которая должна быть прекурсором, разлагается путем нагревания на металл или оксид металла и газообразное вещество. Продукт разложения зависит от природы используемого металла, типа соли и атмосферы, в которой проводится пиролиз, и многие металлы имеют тенденцию образовывать оксиды в окислительной атмосфере. В промышленном процессе изготовления электрода пиролиз обычно выполняется на воздухе, и во многих случаях образуется оксид металла или гидроксид металла.In the present embodiment, the electrolysis electrode 100 can be obtained by forming a first layer 20, preferably a second layer 30 on the electrolysis electrode substrate by a method such as firing a coating film in an oxygen atmosphere (pyrolysis) or ion deposition, electrodeposition, or thermal sputtering. The production method of the present embodiment as mentioned above can achieve high formation productivity of the electrolysis electrode 100. More specifically, a catalyst layer is formed on the electrode support for electrolysis by an application step in which a coating liquid containing the catalyst is applied, a drying step in which the coating liquid is dried, and a pyrolysis step in which pyrolysis is performed. Pyrolysis here means that a metal salt, which is to be a precursor, decomposes by heating into a metal or metal oxide and a gaseous substance. The decomposition product depends on the nature of the metal used, the type of salt and the atmosphere in which the pyrolysis is carried out, and many metals tend to form oxides in an oxidizing atmosphere. In the industrial process for making an electrode, pyrolysis is usually performed in air and in many cases a metal oxide or metal hydroxide is formed.

[0765] (Формирование первого слоя анода)[0765] (Formation of the first layer of the anode)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворена по меньшей мере одна соль металла из рутения, иридия и титана (первая покровная жидкость), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание рутения, иридия и титана в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which at least one metal salt of ruthenium, iridium and titanium (first coating liquid) is dissolved on the electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The content of ruthenium, iridium and titanium in the first cover liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0766] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0766] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0767] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0767] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method of dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated a first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0768] (Этап сушки и этап пиролиза)[0768] (Drying Step and Pyrolysis Step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0769] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0769] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0770] (Формирование второго слоя)[0770] (Formation of the second layer)

Второй слой 30, который формируют при необходимости, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия и соединение платины, или раствора, содержащего соединение рутения и соединение титана (второй покровной жидкости), на первый слой 20, и затем покровную жидкость подвергают пиролизу в присутствии кислорода.The second layer 30, which is formed if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound and a platinum compound or a solution containing a ruthenium compound and a titanium compound (second coating liquid) on the first layer 20, and then the coating liquid is subjected to pyrolysis in presence of oxygen.

[0771] (Формирование первого слоя катода способом пиролиза)[0771] (Formation of the first cathode layer by pyrolysis method)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворены соли металлов в различной комбинации (первой покровной жидкости), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание металла в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which metal salts in various combinations are dissolved (first coating liquid) on an electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The metal content in the first coating liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0772] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0772] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0773] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0773] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0774] (Этап сушки и этап пиролиза)[0774] (Drying Step and Pyrolysis Step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0775] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0775] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0776] (Формирование промежуточного слоя)[0776] (Interlayer Formation)

Промежуточный слой, который формируют, если потребуется, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия или соединение платины (второй покровной жидкости), на подложку, и затем пиролизом покровной жидкости в присутствии кислорода. В альтернативном варианте промежуточный слой из оксида никеля может быть сформирован на поверхности подложки только нагреванием подложки, без нанесения на нее раствора.The intermediate layer, which is formed, if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound or a platinum compound (second coating liquid) to a substrate, and then pyrolysis of the coating liquid in the presence of oxygen. Alternatively, the nickel oxide intermediate layer can be formed on the surface of the substrate by heating the substrate only, without applying a solution thereto.

[0777] (Формирование первого слоя катода ионным осаждением)[0777] (Formation of the first cathode layer by ion deposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также ионным осаждением.The first layer 20 can also be formed by ion deposition.

Пример содержит способ, в котором подложку закрепляют в камере и мишень из металлического рутения облучают электронным пучком. Частицы испаренного металлического рутения положительно заряжаются в плазме в камере, осаждаясь на отрицательно заряженную подложку. Атмосфера плазмы представляет собой аргон и/или кислород, и рутений осаждается на подложку в виде оксида рутения.The example comprises a method in which a substrate is fixed in a chamber and a ruthenium metal target is irradiated with an electron beam. Particles of vaporized metallic ruthenium are positively charged in the plasma in the chamber, deposited on a negatively charged substrate. The plasma atmosphere is argon and / or oxygen and ruthenium is deposited on the substrate as ruthenium oxide.

[0778] (Формирование первого слоя катода электроосаждением)[0778] (Formation of the first cathode layer by electrodeposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также способом электроосаждения.The first layer 20 can also be formed by electrodeposition.

В качестве примера, когда подложка используется в качестве катода и подвергается нанесению электролитического покрытия в растворе электролита, содержащем никель и олово, может быть сформировано электролитическое покрытие из сплава никеля и олова.As an example, when the substrate is used as a cathode and is subjected to plating in an electrolyte solution containing nickel and tin, an electrolytic plating of a nickel-tin alloy can be formed.

[0779] (Формирование первого слоя катода термическим напылением)[0779] (Formation of the first layer of the cathode by thermal spraying)

Первый слой 20 может быть сформирован также термическим напылением.The first layer 20 can also be formed by thermal spraying.

В качестве примера, частицы распыленного плазмой на подложку оксида никеля могут образовывать слой катализатора, в котором смешаны металлический никель и оксид никеля.By way of example, nickel oxide particles sprayed by plasma onto a substrate may form a catalyst bed in which nickel metal and nickel oxide are mixed.

[0780] [Слоистое изделие][0780] [Laminated Product]

Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления может быть объединен с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, и использован в качестве слоистого изделия. То есть слоистое изделие в настоящем варианте осуществления содержит электрод для электролиза и новую мембрану. Новая мембрана конкретно не ограничивается при условии, что является отдельной от мембраны в существующем электролизере, и могут быть использованы разнообразные известные «мембраны». Материал, форма, физические свойства и тому подобное новой мембраны могут быть подобными свойствам мембраны в существующем электролизере.The electrolysis electrode in the present embodiment may be combined with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane and used as a laminated article. That is, the laminated article in the present embodiment contains an electrode for electrolysis and a new membrane. The new membrane is not particularly limited as long as it is separate from the membrane in the existing cell, and a variety of known "membranes" can be used. The material, shape, physical properties, and the like of the new membrane may be similar to those of the existing electrolyzer.

[0781] Далее будет подробно описана ионообменная мембрана согласно одному аспекту мембраны.[0781] Next, an ion exchange membrane according to one aspect of the membrane will be described in detail.

[Ионообменная мембрана][Ion exchange membrane]

Ионообменная мембрана конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть ламинирована с электродом для электролиза, и могут использоваться разнообразные ионообменные мембраны. В настоящем варианте осуществления предпочтительно применяется ионообменная мембрана, которая имеет тело мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слой покрытия, обеспеченный на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Предпочтительно, чтобы слой покрытия содержал частицы неорганического материала и связующее, и удельная площадь поверхности слоя покрытия составляла от 0,1 до 10 м2/г. В ионообменной мембране, имеющей такую структуру, влияние выделяющегося во время электролиза газа на производительность электролиза является небольшим и может демонстироваться стабильная производительность электролиза.The ion exchange membrane is not particularly limited as long as the membrane can be laminated with an electrolysis electrode and a variety of ion exchange membranes can be used. In the present embodiment, an ion exchange membrane is preferably used which has a membrane body containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. It is preferable that the coating layer contains particles of inorganic material and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. In an ion exchange membrane having such a structure, the effect of gas evolved during electrolysis on the electrolysis performance is small, and stable electrolysis performance can be demonstrated.

Вышеописанная ионообменная мембрана из фторсодержащего полимера, в который введена ионообменная группа, содержит один из либо слоя сульфоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), либо слоя карбоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»). С точки зрения прочности и размерной стабильности предпочтительно дополнительно вводятся армирующие материалы сердцевины.The above-described fluoropolymer ion exchange membrane into which an ion exchange group has been introduced contains one of either a sulfonic acid layer having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), or a carboxylic acid layer having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented as —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”). From the point of view of strength and dimensional stability, it is preferable to additionally include core reinforcing materials.

Частицы неорганического материала и связующее будут подробно описаны ниже в разделе описания слоя покрытия.The inorganic material particles and the binder will be described in detail below in the coating layer description section.

[0782] Фигура 97 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий один вариант осуществления ионообменной мембраны. Ионообменная мембрана 1 имеет тело 10 мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слои 11а и 11b покрытия, сформированные на обеих поверхностях тела 10 мембраны.[0782] Figure 97 illustrates a schematic sectional view showing one embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 has a membrane body 10 containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11a and 11b formed on both surfaces of the membrane body 10.

[0783] В ионообменной мембране 1 тело 10 мембраны включает слой 3 сульфоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), и слой 2 карбоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»), и армирующие материалы сердцевины 4, повышающие прочность и размерную стабильность. Ионообменная мембрана 1, включающая слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, надлежащим образом используется в качестве анионообменной мембраны.[0783] In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), and a carboxylic acid layer 2, having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented by —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”), and core reinforcing materials 4 that increase strength and dimensional stability. An ion exchange membrane 1 including a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2 is suitably used as an anion exchange membrane.

[0784] Ионообменная мембрана может включать один из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты. Ионообменная мембрана не обязательно должна быть упрочнена армирующими материалами сердцевины, и порядок размещения армирующих материалов сердцевины не ограничивается примером на фигуре 97.[0784] The ion exchange membrane may include one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. The ion exchange membrane does not need to be reinforced with core reinforcing materials, and the arrangement of the core reinforcing materials is not limited to the example in FIG. 97.

[0785] (Тело мембраны)[0785] (Membrane Body)

Сначала будет описан тело 10 мембраны, составляющее ионообменную мембрану 1.First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 will be described.

Тело 10 мембраны должно быть таким, чтобы его функцией было обеспечение селективного проникновения катионов, и содержит углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу. Его конфигурация и материал конкретно не ограничиваются, и предпочтительные из них могут быть выбраны надлежащим образом.The body 10 of the membrane should be such that its function is to provide selective permeation of cations, and contains a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Its configuration and material are not particularly limited, and preferable ones can be appropriately selected.

[0786] Углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу в теле 10 мембраны, может быть получен из углеводородного полимера или фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом или тому подобным. Более конкретно, например, после того, как для получения прекурсора тела 10 мембраны используется полимер, содержащий основную цепь фторированного углеводорода, имеющего в качестве боковой цепи группу, преобразуемую в ионообменную группу гидролизом или тому подобным (прекурсор ионообменной группы), и перерабатываемый в расплаве (ниже в некоторых случаях называемый «фторсодержащим полимером (а)”»), тело 10 мембраны может быть получено преобразованием прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу.[0786] The hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from a hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis or the like. More specifically, for example, after a polymer containing a fluorinated hydrocarbon backbone having a side chain that is converted to an ion exchange group by hydrolysis or the like (ion exchange group precursor) is used to obtain a precursor of the membrane body 10, and melt-processable ( below in some cases referred to as "fluoropolymer (s)" ""), the membrane body 10 can be obtained by converting a precursor of an ion exchange group into an ion exchange group.

[0787] Фторсодержащий полимер (а) может быть получен, например, сополимеризацией по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей первой группы, и по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей второй группы и/или следующей третьей группы. Фторсодержащий полимер (а) также может быть получен гомополимеризацией одного мономера, выбранного из любой из следующей первой группы, следующей второй группы и следующей третьей группы.[0787] The fluorine-containing polymer (s) can be obtained, for example, by copolymerizing at least one monomer selected from the next first group and at least one monomer selected from the next second group and / or the next third group. The fluorine-containing polymer (s) can also be obtained by homopolymerizing one monomer selected from any of the next first group, the next second group, and the next third group.

[0788] Примеры мономеров первой группы включают винилфторидные соединения. Примеры винилфторидных соединений включают винилфторид, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, винилиденфторид, трифторэтилен, хлортрифторэтилен, и перфторалкилвиниловые простые эфиры. В частности, когда ионообменная мембрана используется в качестве мембраны для щелочного электролиза, винилфторидное соединение предпочтительно представляет собой перфторированный мономер, и предпочтителен перфторированный мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена, гексафторпропилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров.[0788] Examples of monomers of the first group include vinyl fluoride compounds. Examples of vinyl fluoride compounds include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ethers. In particular, when an ion exchange membrane is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluorinated monomer, and a perfluorinated monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and perfluoroalkyl vinyl ethers is preferred.

[0789] Примеры мономеров второй группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа карбоновой кислоты (группу карбоновой кислоты). Примеры виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу карбоновой кислоты, включают мономеры, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)s–O(CZF)t–COOR, в которой s представляет целое число от 0 до 2, t представляет целое число от 1 до 12, каждый из Y и Z независимо представляет F или CF3 и R представляет низшую алкильную группу (низшая алкильная группа представляет собой алкильную группу, имеющую, например, от 1 до 3 атомов углерода).[0789] Examples of monomers of the second group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the carboxylic acid type (carboxylic acid group). Examples of vinyl compounds having a functional group convertible to a carboxylic acid ion exchange group include monomers represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) s –O (CZF) t –COOR, in which s is an integer from 0 to 2, t is an integer from 1 to 12, each of Y and Z is independently F or CF 3 and R is a lower alkyl group (a lower alkyl group is an alkyl group having, for example, 1 to 3 carbon atoms).

[0790] Среди них предпочтительны соединения, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)n–O(CF2)m–COOR, в которой n представляет целое число от 0 до 2, m представляет целое число от 1 до 4, Y представляет F или CF3 и R представляет CH3, C2H5 или C3H7.[0790] Among them, preferred are compounds represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n —O (CF 2 ) m —COOR, in which n represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 4, Y is F or CF 3 and R is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 .

[0791] Когда ионообменная мембрана используется в качестве катионообменной мембраны для щелочного электролиза, перфторсоединение предпочтительно применяется по меньшей мере как мономер, но алкильная группа (смотри выше значения R) сложноэфирной группы теряется из полимера во время гидролиза, и поэтому алкильная группа (R) не обязательно должна быть перфторалкильной группой, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора.[0791] When the ion exchange membrane is used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, the perfluoro compound is preferably used at least as a monomer, but the alkyl group (see R values above) of the ester group is lost from the polymer during hydrolysis, and therefore the alkyl group (R) is not must necessarily be a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

[0792] Из вышеуказанных мономеров более предпочтительны представленные ниже мономеры в качестве мономеров второй группы:[0792] Of the above monomers, the following monomers are more preferred as monomers of the second group:

CF2=CFOCF2–CF(CF3)OCF2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 –CF (CF 3 ) OCF 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CF[OCF2–CF(CF3)]2O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CF [OCF 2 –CF (CF 3 )] 2 O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,

CF2=CFO(CF2)2COOCH3 иCF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 and

CF2=CFO(CF2)3COOCH3.CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .

[0793] Примеры мономеров третьей группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа сульфона (группу сульфоновой кислоты). В качестве виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу сульфоновой кислоты, предпочтительны, например, мономеры, представленные формулой CF2=CFO–X–CF2–SO2F, в которой X представляет перфторалкиленовую группу. Конкретные примеры их включают представленные ниже мономеры:[0793] Examples of monomers of the third group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the sulfone type (sulfonic acid group). As vinyl compounds having a functional group convertible to a sulfonic acid ion exchange group, for example, monomers represented by the formula CF 2 = CFO — X — CF 2 —SO 2 F in which X is a perfluoroalkylene group are preferred. Specific examples include the following monomers:

CF2=CFOCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CF(CF2)2SO2F,CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,

CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]2CF2CF2SO2F иCF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and

CF2=CFOCF2CF(CF2OCF3)OCF2CF2SO2F.CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[0794] Среди них более предпочтительными являются CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F.[0794] Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[0795] Сополимер, получаемый из этих мономеров, может быть образован способом полимеризации, разработанным для гомополимеризации и сополимеризации этиленфторида, в частности, общим способом полимеризации, применяемым для тетрафторэтилена. Например, в способе с использованием неводной среды реакция полимеризации может быть проведена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, таким как пероксид перфторуглерода или азосоединение, в условиях температуры от 0 до 200°С и давления от 0,1 до 20 МПа, с использованием инертного растворителя, такого как перфторуглеводород или хлорфторуглерод.[0795] The copolymer obtained from these monomers can be formed by a polymerization method designed for homopolymerization and copolymerization of ethylene fluoride, in particular, by a general polymerization method used for tetrafluoroethylene. For example, in a method using a non-aqueous medium, the polymerization reaction can be carried out in the presence of a free radical polymerization initiator such as a perfluorocarbon peroxide or an azo compound, under conditions of a temperature of 0 to 200 ° C and a pressure of 0.1 to 20 MPa, using an inert solvent, such as a perfluorocarbon or a chlorofluorocarbon.

[0796] В вышеуказанной сополимеризации тип комбинации вышеуказанных мономеров и их пропорции конкретно не ограничиваются и определяются в зависимости от типа и количества функциональных групп, которые желательно ввести в получаемый фторсодержащий полимер. Например, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу карбоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы и второй группы и сополимеризироваться. В дополнение, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из первой группы и третьей группы и сополимеризироваться. Кроме того, когда получают фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты и группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один мономер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы, второй группы и третьей группы и сополимеризироваться. В этом случае целевой фторсодержащий полимер может быть получен также отдельным формированием сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и второй группы, и сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и третьей группы, и затем смешиванием этих сополимеров. Состав смеси мономеров конкретно не ограничивается, и когда количество функциональных групп на структурную единицу полимера возрастает, должна увеличиваться доля мономеров, выбранных из вышеописанных второй группы и третьей группы.[0796] In the above copolymerization, the type of combination of the above monomers and their proportions are not particularly limited and are determined depending on the type and amount of functional groups that it is desirable to introduce into the resulting fluorine-containing polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is produced, at least one polymer must be selected from each of the above-described first group and second group and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is prepared, at least one polymer must be selected from each of the first group and the third group, and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is produced, at least one monomer must be selected from each of the above-described first group, second group and third group and copolymerized. In this case, the target fluorine-containing polymer can also be obtained by separately forming a copolymer including monomers of the above-described first group and second group, and a copolymer including monomers of the above-described first group and third group, and then mixing these copolymers. The composition of the mixture of monomers is not particularly limited, and when the number of functional groups per structural unit of the polymer increases, the proportion of monomers selected from the above-described second group and third group must increase.

[0797] Общая ионообменная емкость фторсодержащего сополимера конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мг⋅экв/г, более предпочтительно от 0,6 до 1,5 мг⋅экв/г. Общая ионообменная емкость здесь относится к эквиваленту обменной группы на единицу веса сухой смолы и может быть измерена нейтрализационным титрованием или тому подобным.[0797] The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg⋅eq / g, more preferably 0.6 to 1.5 mg⋅eq / g. The total ion exchange capacity here refers to the equivalent of the exchange group per unit weight of dry resin and can be measured by neutralization titration or the like.

[0798] В теле 10 мембраны ионообменной мембраны 1 слой 3 сульфоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, и слой 2 карбоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, наслоены. Путем обеспечения тела 10 мембраны, имеющей такую конфигурацию слоев, может быть дополнительно улучшена селективная проницаемость для катионов, таких как ионы натрия.[0798] In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group are laminated. By providing the membrane body 10 having such a layer configuration, the selective permeability to cations such as sodium ions can be further improved.

[0799] Ионообменную мембрану 1 размещают в электролизере так, что, как правило, слой 3 сульфоновой кислоты находится на анодной стороне электролизера, и слой 2 карбоновой кислоты находится на катодной стороне электролизера.[0799] The ion exchange membrane 1 is disposed in the electrolytic cell so that generally the sulfonic acid layer 3 is on the anode side of the cell and the carboxylic acid layer 2 is on the cathode side of the cell.

[0800] Слой 3 сульфоновой кислоты предпочтительно состоит из материала, имеющего низкое электрическое сопротивление, и имеет большую толщину, чем слой 2 карбоновой кислоты, с точки зрения прочности мембраны. Толщина слоя 3 сульфоновой кислоты предпочтительно составляет величину, которая в 2–25 раз, более предпочтительно в 3–15 раз превышает толщину слоя 2 карбоновой кислоты.[0800] The sulfonic acid layer 3 is preferably composed of a material having a low electrical resistance and is thicker than the carboxylic acid layer 2 in terms of membrane strength. The thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times, more preferably 3 to 15 times the thickness of the carboxylic acid layer 2.

[0801] Слой 2 карбоновой кислоты предпочтительно имеет высокие характеристики эксклюзии анионов, даже если он имеет небольшую толщину. Характеристики эксклюзии анионов здесь относятся к характеристике затруднять внедрение и проникновение анионов в ионообменную мембрану 1 или сквозь нее. Чтобы повысить характеристики эксклюзии анионов, эффективным является размещение слоя карбоновой кислоты, имеющей небольшую ионообменную емкость сравнительно со слоем сульфоновой кислоты.[0801] The carboxylic acid layer 2 preferably has high anion exclusion characteristics even if it is thin. The anion exclusion characteristics herein refer to the characteristic of hindering the incorporation and penetration of anions into or through the ion exchange membrane 1. In order to improve the anion exclusion characteristics, it is effective to place a carboxylic acid layer having a low ion exchange capacity compared to the sulfonic acid layer.

[0802] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 3 сульфоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F в качестве мономера третьей группы.[0802] As the fluorine-containing polymer for use in the sulfonic acid layer 3, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F as the third group monomer is preferable.

[0803] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 2 карбоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF2)O(CF2)2COOCH3 в качестве мономера второй группы.[0803] As the fluorine-containing polymer for use in the carboxylic acid layer 2, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 is preferred as the monomer of the second group.

[0804] (Слой покрытия)[0804] (Coating layer)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет слой покрытия на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Как показано на Фигуре 97, в ионообменной мембране 1 слои 11a и 11b покрытия сформированы на обеих поверхностях тела 10 мембраны.The ion exchange membrane preferably has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in Figure 97, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11a and 11b are formed on both surfaces of the membrane body 10.

Слои покрытия содержат частицы неорганического материала и связующее.The coating layers contain particles of inorganic material and a binder.

[0805] Средний размер частиц неорганического материала предпочтительно составляет 0,90 мкм или более. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 0,90 мкм или более, весьма значительно улучшается стойкость к примесям, в дополнение к присоединению газа. То есть увеличением среднего размера частиц неорганического материала, а также соблюдением величины вышеупомянутой удельной площади поверхности, может достигаться особенно заметный эффект. Предпочтительны неодинаковые частицы неорганического материала, насколько удовлетворяются вышеуказанные средний размер частиц и удельная площадь поверхности. Могут быть использованы частицы неорганического материала, полученные плавлением, и частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды. Предпочтительно применяются частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды.[0805] The average particle size of the particles of the inorganic material is preferably 0.90 µm or more. When the average particle size of the inorganic material is 0.90 µm or more, impurity resistance is greatly improved in addition to gas attachment. That is, by increasing the average particle size of the inorganic material as well as keeping the above-mentioned specific surface area, a particularly noticeable effect can be achieved. Uneven particles of inorganic material are preferred insofar as the above average particle size and specific surface area are satisfied. Melting inorganic material particles and raw ore milling inorganic material particles can be used. Preferably, particles of inorganic material obtained by milling raw ore are used.

[0806] Средний размер частиц неорганического материала может составлять 2 мкм или менее. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 2 мкм или менее, может быть предотвращено повреждение мембраны частицами неорганического материала. Средний размер частиц неорганического материала более предпочтительно составляет от 0,90 до 1,2 мкм.[0806] The average particle size of the inorganic material may be 2 µm or less. When the average particle size of the inorganic material is 2 µm or less, damage to the membrane by the inorganic material can be prevented. The average particle size of the inorganic material is more preferably 0.90 to 1.2 µm.

[0807] Здесь средний размер частиц может быть измерен анализатором размера частиц («SALD2200», фирмы SHIMADZU CORPORATION).[0807] Here, the average particle size can be measured by a particle size analyzer ("SALD2200", manufactured by SHIMADZU CORPORATION).

[0808] Частицы неорганического материала предпочтительно имеют неправильные формы. Такие формы дополнительно улучшают стойкость к примесям. Частицы неорганического материала предпочтительно имеют широкое распределение частиц по размерам.[0808] The particles of inorganic material are preferably irregular in shape. Such shapes further improve the resistance to impurities. The particles of inorganic material preferably have a wide particle size distribution.

[0809] Частицы неорганического материала предпочтительно содержат по меньшей мере один неорганический материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов элементов IV группы Периодической таблицы, нитридов элементов IV группы Периодической таблицы, и карбидов элементов IV группы Периодической таблицы. С позиции стойкости более предпочтительны частицы оксида циркония.[0809] The particles of inorganic material preferably contain at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the Periodic Table, nitrides of Group IV elements of the Periodic Table, and carbides of Group IV elements of the Periodic Table. From the standpoint of resistance, zirconium oxide particles are more preferable.

[0810] Частицы неорганического материала предпочтительно представляют собой частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды из частиц неорганического материала, или частицы неорганического материала в виде сферических частиц, имеющих равномерный диаметр, полученные очисткой расплава необогащенной руды из частиц неорганического материала.[0810] The particles of inorganic material are preferably particles of inorganic material obtained by grinding raw ore from particles of inorganic material, or particles of inorganic material in the form of spherical particles having a uniform diameter, obtained by refining a melt of raw ore from particles of inorganic material.

[0811] Примеры средств для размалывания необогащенной руды включают, но конкретно не ограничиваются этим, шаровые мельницы, бисерные мельницы, коллоидные мельницы, конические истиратели, дисковые мельницы, бегуны, зерновые мельницы, молотковые мельницы, грануляторы, дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI), мельницы для измельчения кожи (Wiley mills), валковые мельницы и струйные мельницы. После измельчения частицы предпочтительно подвергают промыванию. В качестве способа промывания частицы предпочтительно обрабатывают кислотой. Эта обработка может уменьшать количество примесей, таких как железо, налипшее на поверхность частиц неорганического материала.[0811] Examples of means for grinding raw ore include, but are not specifically limited to, ball mills, bead mills, colloid mills, cone grinders, disc mills, runners, grain mills, hammer mills, granulators, vertical shaft impact crushers (VSI ), leather mills (Wiley mills), roller mills and jet mills. After grinding, the particles are preferably washed. As a washing method, the particles are preferably treated with an acid. This treatment can reduce the amount of impurities such as iron adhered to the surface of the inorganic material particles.

[0812] Слой покрытия предпочтительно содержит связующее. Связующее представляет собой компонент, который образует слои покрытия удерживанием частиц неорганического материала на поверхности ионообменной мембраны. Связующее предпочтительно содержит фторсодержащий полимер с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза.[0812] The coating layer preferably contains a binder. The binder is the component that forms the coating layers by retaining particles of inorganic material on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the standpoint of resistance to electrolyte solution and electrolysis products.

[0813] В качестве связующего более предпочтительным является фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты или группу сульфоновой кислоты, с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза и прочности сцепления с поверхностью ионообменной мембраны. Когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты (слой сульфоновой кислоты), фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, еще более предпочтительно используется в качестве связующего для слоя покрытия. В альтернативном варианте, когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты (слой карбоновой кислоты), в качестве связующего для слоя покрытия более предпочтительно применяется фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты.[0813] As the binder, a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable in terms of resistance to electrolyte solution and electrolysis products and adhesion strength to the surface of the ion exchange membrane. When the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group is even more preferably used as a binder for the coating layer. Alternatively, when the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group (carboxylic acid layer), a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group is more preferably used as a binder for the coating layer.

[0814] Содержание частиц неорганического материала в слое покрытия предпочтительно составляет от 40 до 90% по массе, более предпочтительно от 50 до 90% по массе. Содержание связующего предпочтительно составляет от 10 до 60% по массе, более предпочтительно от 10 до 50% по массе.[0814] The content of the particles of inorganic material in the coating layer is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 90% by mass. The content of the binder is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

[0815] Плотность распределения слоя покрытия в ионообменной мембране предпочтительно составляет от 0,05 до 2 мг на 1 см2. Когда ионообменная мембрана имеет выступы (шероховатости) на ее поверхности, плотность распределения слоя покрытия предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мг на 1 см2.[0815] The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . When the ion exchange membrane has ridges (roughness) on its surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per cm 2 .

[0816] В качестве способа изготовления слоя покрытия, который конкретно не ограничивается, может быть применен известный способ. Примером является способ, включающий нанесение распылением или тому подобным покровной жидкости, полученной диспергированием частиц неорганического материала в растворе, содержащем связующее.[0816] As a method for manufacturing the coating layer, which is not particularly limited, a known method can be applied. An example is a method comprising applying by spray or the like a coating liquid obtained by dispersing particles of an inorganic material in a solution containing a binder.

[0817] (Армирующие материалы сердцевины)[0817] (Core Reinforcement Materials)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет армирующие материалы сердцевины, размещенные внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has core reinforcing materials disposed within the membrane body.

[0818] Армирующие материалы сердцевины представляют собой элементы, которые повышают прочность и размерную стабильность ионообменной мембраны. Размещением армирующих материалов сердцевины внутри тела мембраны можно, в частности, контролировать расширение и сжатие ионообменной мембраны в желательном диапазоне. Такая ионообменная мембрана не расширяется или не сжимается больше, чем это необходимо, во время электролиза и тому подобного, и может сохранять превосходную размерную стабильность в течение длительного времени.[0818] Reinforcing materials of the core are elements that increase the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By placing the reinforcing materials of the core within the body of the membrane, it is possible, in particular, to control the expansion and contraction of the ion exchange membrane in the desired range. Such an ion exchange membrane does not expand or contract more than necessary during electrolysis and the like, and can maintain excellent dimensional stability for a long time.

[0819] Конфигурация армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и, например, армирующие материалы сердцевины могут быть сформированы сплетенными пряжами, называемыми армирующими пряжами. Армирующие пряжи здесь относятся к пряжам, которые представляют собой элементы, составляющие армирующие материалы сердцевины, могут обеспечивать желательную размерную стабильность и механическую прочность ионообменной мембраны и могут стабильно присутствовать в ионообменной мембране. Применением армирующих материалов сердцевины, полученных сплетением таких армирующих пряжей, ионообменной мембране могут быть приданы лучшие размерная стабильность и механическая прочность.[0819] The configuration of the core reinforcing materials is not particularly limited, and, for example, the core reinforcing materials may be formed by woven yarns called reinforcing yarns. Reinforcing yarns herein refer to yarns that constitute the constituent core reinforcing materials, can provide the desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can be stably present in the ion exchange membrane. By using core reinforcing materials obtained by weaving such reinforcing yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be imparted to the ion exchange membrane.

[0820] Материал армирующих материалов сердцевины и применяемых для этого армирующих пряжей конкретно не ограничивается, но предпочтительно представляет собой материал, устойчивый к кислотам, щелочам и т.д., и предпочтительным является волокно, включающее фторсодержащий полимер, поскольку требуются долговременная термостойкость и химическая стойкость.[0820] The material of the reinforcing materials of the core and the reinforcing yarns used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and a fiber including a fluorine-containing polymer is preferable since long-term heat resistance and chemical resistance are required. ...

[0821] Примеры фторсодержащего полимера, используемого в армирующих материалах сердцевины, включают политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена, сополимеры трифторхлорэтилена и этилена и винилиденфторидные полимеры (PVDF). Среди них предпочтительно используются волокна, включающие политетрафторэтилен, с позиции термостойкости и химической стойкости.[0821] Examples of the fluoropolymer used in core reinforcing materials include polytetrafluoroethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), copolymers of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE), copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers PVDF). Among them, fibers including polytetrafluoroethylene are preferably used in terms of heat resistance and chemical resistance.

[0822] Диаметр армирующих пряжей, применяемых для армирующих материалов сердцевины, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 300 денье, более предпочтительно от 50 до 250 денье. Плотность переплетения (плотность полотна на единицу длины) предпочтительно составляет от 5 до 50/дюйм. Форма армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, например, используются тканое полотно, нетканое полотно и трикотаж, но предпочтительно в форме тканого полотна. Толщина применяемого тканого полотна предпочтительно составляет от 30 до 250 мкм, более предпочтительно от 30 до 150 мкм.[0822] The diameter of the reinforcing yarns used for the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weave density (web density per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The shape of the core reinforcing materials is not particularly limited, for example, woven fabric, non-woven fabric and knitted fabric are used, but preferably in the form of woven fabric. The thickness of the woven fabric used is preferably 30 to 250 µm, more preferably 30 to 150 µm.

[0823] В качестве тканого полотна или трикотажного полотна могут быть применены монофиламенты, мультифиламенты или пряжи из них, крученая пряжа с оборванными пряжами или тому подобное, и могут быть использованы способы плетения различных типов, такие как полотняное переплетение, перевивочное переплетение, вязаное переплетение, кордовое переплетение и жатый ситец (сирсакер).[0823] As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, twisted yarns with dangling yarns or the like can be used, and various types of weaving methods can be used such as plain weave, leno weave, knitted weave, cord weave and crinkled chintz (seersucker).

[0824] Плетение и размещение армирующих материалов сердцевины в теле мембраны конкретно не ограничиваются, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом размера и формы ионообменной мембраны, желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий среды при применении и тому подобного.[0824] The braiding and placement of the core reinforcing materials in the membrane body are not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, physical properties desired for the ion exchange membrane, environmental conditions in use, and the like.

[0825] Например, армирующие материалы сердцевины могут быть размещены вдоль предварительно заданного направления тела мембраны, но с точки зрения размерной стабильности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного первого направления, и другие армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного второго направления, по существу перпендикулярного первому направлению. Размещением многочисленных армирующих материалов сердцевины по существу ортогонально внутри тела мембраны можно придать лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям. Например, предпочтительна конфигурация, в которой армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль продольного направления (основная пряжа), и армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль поперечного направления (уточная пряжа), сотканы на поверхностной стороне тела мембраны. Более предпочтительной является конфигурация в форме полотняного переплетения, выполненного и сплетенного путем позволения основной пряже и уточной пряже проходить попеременно друг над другом и друг под другом, перевивочного переплетения, в котором две основных прядями сплетены с уточными прядями со скручиванием, переплетения типа «рогожка», выполненного и сплетенного путем введения в две или более размещенных параллельно основных пряжей того же числа уточных пряжей, или тому подобного с позиции размерной стабильности, механической прочности и простоты изготовления.[0825] For example, the core reinforcing materials may be placed along a predetermined direction of the membrane body, but from a dimensional stability point of view, it is preferable that the core reinforcing materials are placed along a predetermined first direction and other core reinforcing materials are placed along a predetermined second direction along essentially perpendicular to the first direction. By placing multiple core reinforcement materials substantially orthogonal within the membrane body, better dimensional stability and mechanical strength in many directions can be imparted. For example, a configuration is preferable in which core reinforcing materials disposed along the longitudinal direction (warp yarns) and core reinforcing materials disposed along the transverse direction (weft yarns) are woven on the surface side of the membrane body. A more preferred configuration is a plain weave, made and woven by allowing the warp yarn and the weft yarn to pass alternately above and below each other, a leno weave in which the two warp strands are woven into the twist weft strands, a matting weave, made and woven by inserting the same number of weft yarns into two or more parallel warp yarns, or the like, from the standpoint of dimensional stability, mechanical strength and ease of manufacture.

[0826] В особенности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль обоих направлений, MD (продольного направления) и TD (поперечного направления) ионообменной мембраны. Иначе говоря, армирующие материалы сердцевины предпочтительно имеют полотняное переплетение в MD и TD. Здесь MD означает направление, в котором тело мембраны и разнообразные материалы сердцевины (например, армирующие материалы сердцевины, армирующие пряжи и описываемые позже расходуемые пряжи) перемещаются на описываемом позже этапе получения ионообменной мембраны (направление течения), и TD означает направление, по существу перпендикулярное MD. Пряжи, переплетенные вдоль MD, называются MD–пряжами, и пряжи, переплетенные вдоль TD, называются TD–пряжами. Обычно ионообменная мембрана, используемая для электролиза, является прямоугольной, и во многих случаях продольное направление представляет собой MD, и направление по ширине представляет собой TD. Переплетением армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой MD–пряжи, и армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой TD–пряжи, можно обеспечить лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям.[0826] It is particularly preferred that the core reinforcing materials are disposed along both directions MD (longitudinal direction) and TD (transverse direction) of the ion exchange membrane. In other words, the core reinforcing materials are preferably plain weave in MD and TD. Here, MD means the direction in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core materials, reinforcing yarns and consumable yarns described later) move in the later described stage of obtaining the ion exchange membrane (flow direction), and TD means a direction substantially perpendicular to MD ... The yarns weaved along the MD are called MD yarns, and the yarns weaved along the TD are called TD yarns. Typically, the ion exchange membrane used for electrolysis is rectangular, and in many cases, the longitudinal direction is MD and the width direction is TD. By weaving reinforcing core materials that are MD yarns and reinforcing core materials that are TD yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be achieved in many directions.

[0827] Интервал размещения армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий окружающей среды при применении и тому подобного.[0827] The placement range of the core reinforcing materials is not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the physical properties desired for the ion exchange membrane, the environmental conditions in use, and the like.

[0828] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 30% или более, более предпочтительно 50% или более и 90% или менее. Относительное отверстие предпочтительно составляет 30% или более с точки зрения электрохимических характеристик ионообменной мембраны, и предпочтительно 90% или менее с позиции механической прочности ионообменной мембраны.[0828] The opening ratio of the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The opening ratio is preferably 30% or more in terms of the electrochemical characteristics of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less in terms of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0829] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины здесь относится к отношению (В/А) общей площади (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы (раствор электролита и содержащиеся в нем катионы (например, ионы натрия)), к площади (А) любой одной поверхности тела ионообменной мембраны. Общая площадь (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы, может иметь отношение к общим площадям областей, в которых в ионообменной мембране катионы, электролитический раствор и тому подобное, не задерживаются армирующими материалами сердцевины и тому подобными, содержащимися в ионообменной мембране.[0829] The opening ratio of the reinforcing materials of the core herein refers to the ratio (B / A) of the total surface area (B) through which substances such as ions (electrolyte solution and cations (eg sodium ions) contained therein) can pass to area (A) of any one surface of the body of the ion-exchange membrane. The total surface area (B) through which substances such as ions can pass may refer to the total areas of regions in which cations, electrolyte solution and the like are not retained in the ion exchange membrane by the reinforcing materials of the core and the like contained in the ion exchange membrane. membrane.

[0830] Фигура 98 иллюстрирует схематический вид для относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану. Фигура 98, на которой часть ионообменной мембраны изображена увеличенной, показывает только конфигурацию армирующих материалов 21 и 22 сердцевины в этих областях, без показа других элементов.[0830] Figure 98 illustrates a schematic view for a relative opening of the core reinforcement materials constituting the ion exchange membrane. Figure 98, in which a portion of the ion exchange membrane is shown enlarged, shows only the configuration of the reinforcing materials 21 and 22 of the core in these regions, without showing other elements.

[0831] Вычитанием общей площади (С) армирующих материалов сердцевины из площади области, окруженной армирующими материалами 21 сердцевины, расположенными вдоль продольного направления, и армирующими материалами 22 сердцевины, расположенными вдоль поперечного направления, области, включающей площадь (А) армирующих материалов сердцевины, может быть получена общая площадь (В) областей, через которые могут проходить вещества, такие как ионы, в площади (А) вышеописанной области. То есть относительное отверстие может быть определено по следующей формуле (I):[0831] By subtracting the total area (C) of the core reinforcing materials from the area of the area surrounded by the core reinforcing materials 21 located along the longitudinal direction and the core reinforcing materials 22 located along the transverse direction, the area including the area (A) of the core reinforcing materials can the total area (B) of the regions through which substances such as ions can pass in the area (A) of the above-described region can be obtained. That is, the relative aperture can be determined by the following formula (I):

Относительное отверстие =(B)/(A)=((A)–(C))/(A) (I)Relative aperture = (B) / (A) = ((A) - (C)) / (A) (I)

[0832] Среди армирующих материалов сердцевины особенно предпочтительной формой является пленочная текстильная нить или высокоориентированные монофиламенты, включающие PTFE, с позиции химической стойкости и термостойкости. Более конкретно, более предпочтительны армирующие материалы сердцевины, формирующие полотняное переплетение, в котором используются пленочные текстильные пряжи с размером от 50 до 300 денье, полученные разрезанием включающего PTFE высокопрочного пористого листа на фрагменты в форме лент, или включающие PTFE высокоориентированные монофиламенты с размером от 50 до 300 денье, и которые имеют плотность переплетения от 10 до 50 нитей или монофиламентов на дюйм и имеют толщину в диапазоне от 50 до 100 мкм. Относительное отверстие ионообменной мембраны, включающей такие армирующие материалы сердцевины, более предпочтительно составляет 60% или более.[0832] Among the reinforcing materials of the core, a film textile thread or highly oriented monofilaments including PTFE is particularly preferred in terms of chemical resistance and heat resistance. More specifically, more preferred are plain weave core reinforcing materials that use 50 to 300 denier film textile yarns made by cutting a PTFE-containing high tenacity porous sheet into ribbon-shaped pieces, or comprising highly oriented PTFE monofilaments of 50 to 300 denier sizes. 300 denier, and which have a weave density of 10 to 50 threads or monofilaments per inch and have a thickness in the range of 50 to 100 microns. The opening ratio of the ion exchange membrane including such core reinforcing materials is more preferably 60% or more.

[0833] Примеры формы армирующих пряжей включают пряжи с круглым сечением и пленочные нити.[0833] Examples of the shape of the reinforcing yarns include round yarns and film threads.

[0834] (Сквозные отверстия)[0834] (Through Holes)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет сквозные отверстия внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has through holes within the membrane body.

[0835] Сквозные отверстия относятся к отверстиям, которые могут образовывать протоки для ионов, генерируемых при электролизе, и для раствора электролита. Сквозные отверстия, которые представляют собой трубчатые отверстия, сформированные внутри тела мембраны, образуются растворением описываемых ниже расходуемых материалов сердцевины (или расходуемых пряжей). Форма, диаметр или тому подобное сквозных отверстий могут регулироваться выбором формы или диаметра расходуемых материалов сердцевины (расходуемых пряжей).[0835] Through holes refer to holes that can form channels for ions generated during electrolysis and for an electrolyte solution. Through holes, which are tubular holes formed within the membrane body, are formed by dissolving the core consumables (or yarns) described below. The shape, diameter, or the like of the through holes can be controlled by selecting the shape or diameter of the core consumables (yarn consumables).

[0836] Формирование сквозных отверстий внутри ионообменной мембраны может обеспечивать подвижность раствора электролита при электролизе. Форма сквозных отверстий конкретно не ограничивается, но может представлять собой форму расходуемых материалов сердцевины, используемых для формирования сквозных отверстий в соответствии с описываемым ниже способом получения.[0836] The formation of through holes within the ion exchange membrane can provide mobility of the electrolyte solution during electrolysis. The shape of the through holes is not particularly limited, but may be the shape of the core consumable materials used to form the through holes according to the production method described below.

[0837] Сквозные отверстия предпочтительно формируются так, чтобы попеременно проходить на анодной стороне (стороне слоя сульфоновой кислоты) и катодной стороне (стороне слоя карбоновой кислоты) армирующих материалов сердцевины. При такой конструкции в области, в которой сквозные отверстия образованы на катодной стороне армирующих материалов сердцевины, ионы (например, ионы натрия), подводимые раствором электролита, которым заполнены сквозные отверстия, могут протекать также на катодную сторону армирующих материалов сердцевины. В результате этого поток катионов не прерывается, и тем самым возможно дополнительное снижение электрического сопротивления ионообменной мембраны.[0837] The through holes are preferably formed to alternately pass on the anode side (sulfonic acid layer side) and cathode side (carboxylic acid layer side) of the core reinforcing materials. With this arrangement, in the region in which the through holes are formed on the cathode side of the core reinforcing materials, ions (eg sodium ions) supplied by the electrolyte solution filling the through holes can also flow to the cathode side of the core reinforcing materials. As a result, the flow of cations is not interrupted, and thus an additional reduction in the electrical resistance of the ion-exchange membrane is possible.

[0838] Сквозные отверстия могут быть сформированы вдоль только одного предварительно заданного направления тела мембраны, составляющего ионообменную мембрану, но предпочтительно формируются как по продольному направлению, так и по поперечному направлению тела мембраны, с точки зрения проявления более стабильных характеристик электролиза.[0838] The through holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane, but are preferably formed along both the longitudinal direction and the transverse direction of the membrane body in view of exhibiting more stable electrolysis characteristics.

[0839] [Способ изготовления][0839] [Manufacturing Method]

Подходящий пример способа изготовления ионообменной мембраны включает способ, содержащий следующие этапы от (1) до (6):A suitable example of a method for manufacturing an ion exchange membrane includes a method comprising the following steps (1) to (6):

Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (1): a step of producing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (2): этап переплетения по меньшей мере множества армирующих материалов сердцевины, при необходимости, и расходуемых пряжей, имеющих свойство растворяться в кислоте или в щелочи и образовывать сквозные отверстия, с получением армирующего материала, в котором расходуемые пряжи размещаются между армирующими материалами сердцевины, будучи смежными друг с другом,Step (2): a step of weaving at least a plurality of core reinforcing materials, if necessary, and consumable yarns that dissolve in acid or alkali and form through holes, to obtain a reinforcing material in which the consumable yarns are interposed between the core reinforcing materials, being adjacent to each other,

Этап (3): этап преобразования в пленку вышеуказанного фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (3): a step of converting into a film the above fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (4): этап внедрения вышеуказанных армирующих материалов, при необходимости, в вышеуказанную пленку с получением тела мембраны, внутри которого размещаются армирующие материалы,Step (4): the step of introducing the above reinforcing materials, if necessary, into the above film to obtain a membrane body, inside which the reinforcing materials are placed,

Этап (5): этап гидролиза тела мембраны, полученного на этапе (4) (этап гидролиза) иStage (5): stage of hydrolysis of the membrane body obtained in stage (4) (stage of hydrolysis) and

Этап (6): этап создания слоя покрытия на теле мембраны, полученном на этапе (5) (этапе нанесения).Step (6): The step of creating a coating layer on the membrane body obtained in step (5) (application step).

[0840] Далее каждый из этапов будет описан подробно.[0840] Next, each of the steps will be described in detail.

[0841] Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера[0841] Step (1): the step of obtaining a fluoropolymer

На этапе (1) для получения фторсодержащего полимера используются исходные мономерные материалы, описанные выше в группах от первой до третьей. Для регулирования ионообменной емкости фторсодержащего полимера должен регулироваться состав смеси исходных мономерных материалов при получении образующего упомянутые слои фторсодержащего полимера.In step (1), the monomeric starting materials described above in groups one to three are used to prepare the fluoropolymer. To regulate the ion-exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the composition of the mixture of the starting monomer materials must be controlled during the production of the fluorine-containing polymer forming the said layers.

[0842] Этап (2): этап получения армирующих материалов[0842] Stage (2): the stage of obtaining reinforcing materials

Армирующий материал представляет собой тканое полотно, полученное переплетением армирующих пряжей, или тому подобного. Армирующий материал внедряется в мембрану с образованием тем самым армирующих материалов сердцевины. Когда формируется ионообменная мембрана, имеющая сквозные отверстия, в армирующий материал дополнительно вплетаются расходуемые пряжи. Количество содержащихся в этом случае расходуемых пряжей предпочтительно составляет от 10 до 80% по массе, более предпочтительно от 30 до 70% по массе в расчете на весь армирующий материал. Вплетение расходуемых пряжей также может предотвращать проскальзывание нитей армирующих материалов сердцевины.The reinforcing material is a woven fabric obtained by weaving reinforcing yarns or the like. The reinforcing material is embedded in the membrane to thereby form core reinforcing materials. When an ion-exchange membrane with through holes is formed, consumable yarns are additionally woven into the reinforcing material. The amount of consumable yarns contained in this case is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total reinforcing material. The weaving of the consumable yarns can also prevent slippage of the yarns of the core reinforcing materials.

[0843] В качестве расходуемых пряжей, которые растворяются на этапе получения мембраны или в среде электролиза, применяются вискоза, полиэтилентерефталат (PET), целлюлоза, полиамид и тому подобное. Также предпочтительны монофиламенты или мультифиламенты, имеющие толщину от 20 до 50 денье и включающие поливиниловый спирт и тому подобное.[0843] Viscose, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide and the like are used as the consumable yarns that are dissolved in the membrane production step or in the electrolysis environment. Also preferred are monofilaments or multifilaments having a thickness of 20 to 50 denier and including polyvinyl alcohol and the like.

[0844] На этапе (2) относительное отверстие, размещение сквозных отверстий и тому подобное могут регулироваться корректированием размещения армирующих материалов сердцевины и расходуемых пряжей.[0844] In step (2), the aperture ratio, the placement of the through holes and the like can be adjusted by adjusting the placement of the core reinforcing materials and the yarns consumed.

[0845] Этап (3): этап формирования пленки[0845] Step (3): Film forming step

На этапе (3) полученный на этапе (1) фторсодержащий полимер формуется в пленку с использованием экструдера. Пленка может иметь однослойную конфигурацию, двухслойную конфигурацию из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты, как упомянуто выше, или многослойную конфигурацию из трех или более слоев.In step (3), the fluoropolymer obtained in step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer configuration, a two layer configuration of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer as mentioned above, or a multilayer configuration of three or more layers.

[0846] Примеры способа формирования пленки включают следующие:[0846] Examples of the film forming method include the following:

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, формуют в пленки по отдельности; иa method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films; and

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, соэкструзируют с образованием композитной пленки.a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are coextruded to form a composite film.

[0847] Число каждой пленки может быть больше одного. Предпочтительна соэкструзия различных пленок ввиду их вклада в повышение прочности сцепления на поверхности раздела.[0847] The number of each film can be more than one. Co-extrusion of different films is preferred because of their contribution to the increase in bond strength at the interface.

[0848] Этап (4): этап получения тела мембраны[0848] Step (4): The step of obtaining the membrane body

На этапе (4) полученный на этапе (2) армирующий материал внедряют в пленку, полученную на этапе (3), с образованием тела мембраны, содержащего армирующий материал.In step (4), the reinforcing material obtained in step (2) is embedded in the film obtained in step (3) to form a membrane body containing the reinforcing material.

[0849] Предпочтительные примеры способа формирования тела мембраны включают (i) способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты (например, карбоксилатную функциональную группу) (далее включающий это слой называется первым слоем), размещаемый на катодной стороне, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты (например, сульфонилфторидную функциональную группу) (далее включающий это слой называется вторым слоем), формуют в пленку способом соэкструзии, и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, армирующий материал и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления; и (ii) способ, в котором, в дополнение к композитной пленке из второго слоя/первого слоя, фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, заранее отдельно формуют в пленку (третий слой), и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, пленку третьего слоя, армирующие материалы сердцевины и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления.[0849] Preferred examples of a method for forming a membrane body include (i) a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group (e.g., a carboxylate functional group) (hereinafter referred to as a first layer) disposed on the cathode side and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group (for example, a sulfonyl fluoride functional group) (hereinafter, including this layer is called the second layer), is formed into a film by the method of coextrusion, and, if necessary, using a heat source and a vacuum source, a reinforcing material and a composite film from the second layer / the first layer is laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having numerous pores on their surface, and combined at a temperature at which each polymer melts while at the same time evacuating air from under each of the layers by means of reduced pressure ; and (ii) a method in which, in addition to the composite film of the second layer / first layer, a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group is separately preformed into a film (third layer), and optionally using a heat source and a source vacuum, the third layer film, the core reinforcing materials and the composite film from the second layer / first layer are laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer is melted while pumping air out from under each of the layers by means of reduced pressure.

[0850] Соэкструзия первого и второго слоя здесь содействует повышению прочности сцепления на поверхности раздела.[0850] Co-extrusion of the first and second layer here helps to increase the bond strength at the interface.

[0851] Способ, включающий объединение при пониженном давлении, характеризуется тем, что делает третий слой на армирующем материале толще, чем в способе нанесения под давлением на прессе. Кроме того, поскольку армирующий материал закрепляют на внутренней поверхности тела мембраны, способ обеспечивает достаточное сохранение механической прочности ионообменной мембраны.[0851] The method of combining under reduced pressure is characterized by making the third layer on the reinforcing material thicker than in the press-applied method. In addition, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane body, the method provides sufficient retention of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[0852] Варианты описанных здесь способов наслоения являются примерными, и соэкструзия может проводиться после того, как предпочтительная конфигурация наслоения (например, комбинация слоев) надлежащим образом выбрана с учетом желательных конфигураций слоев тела мембраны и физических свойств, и тому подобного.[0852] Embodiments of the layering methods described herein are exemplary, and coextrusion may be performed after a preferred layering configuration (eg, a combination of layers) is appropriately selected in consideration of the desired membrane body layer configurations and physical properties, and the like.

[0853] С целью дополнительного улучшения электрических характеристик ионообменной мембраны, также возможно дополнительное размещение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, между первым слоем и вторым слоем, или применение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, вместо второго слоя.[0853] In order to further improve the electrical characteristics of the ion exchange membrane, it is also possible to additionally place a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group between the first layer and the second layer, or the use of a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group instead of the second layer.

[0854] Способ формирования четвертого слоя может быть способом, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, получают по отдельности и затем смешивают, или может представлять собой способ, в котором проводят сополимеризацию мономера, имеющего прекурсор группы карбоновой кислоты, и мономера, имеющего прекурсор сульфоновой кислоты.[0854] The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group are separately prepared and then mixed, or it may be a method in which a monomer is copolymerized having a precursor of a carboxylic acid group; and a monomer having a sulfonic acid precursor.

[0855] Когда четвертый слой используют в качестве компонента ионообменной мембраны, формируют соэкструдированную пленку первого слоя и четвертого слоя, в дополнение к этому отдельно формуют в пленки третий слой и второй слой, и наслоение может быть выполнено вышеуказанным способом. В альтернативном варианте три слоя из первого слоя/четвертого слоя/второго слоя могут быть одновременно сформованы с образованием пленки способом соэкструзии.[0855] When the fourth layer is used as a component of the ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, in addition, the third layer and the second layer are separately formed into films, and the layering can be performed in the above manner. Alternatively, three layers of the first layer / fourth layer / second layer can be coextruded simultaneously to form a film.

[0856] В этом случае направление, в котором вытекает экструдируемая пленка, представляет собой MD. Как упомянуто выше, можно сформировать тело мембраны, содержащее фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу на армирующем материале.[0856] In this case, the direction in which the extruded film flows out is MD. As mentioned above, it is possible to form a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group on the reinforcing material.

[0857] В дополнение, ионообменная мембрана предпочтительно имеет выступающие участки, составленные фторсодержащим полимером, имеющим группу сульфоновой кислоты, то есть выступы на стороне поверхности, составленной слоем сульфоновой кислоты. В качестве способа формирования таких выступов, который конкретно не ограничивается, также может быть применен известный способ, включающий формирование выступов на поверхности смолы. Конкретным примером способа является способ тиснения поверхности тела мембраны. Например, вышеуказанные выступы могут быть сформированы с использованием заранее вытисненной отделяемой прокладочной бумаги, когда объединяют вышеуказанную композитную пленку, армирующий материал и тому подобное. В случае, когда выступы сформированы тиснением, высота и плотность размещения выступов могут регулироваться формой переносимого рельефа (формой отделяемой прокладочной бумаги).[0857] In addition, the ion exchange membrane preferably has protrusions constituted by a fluoropolymer having a sulfonic acid group, that is, protrusions on the side of the surface constituted by the sulfonic acid layer. As a method for forming such protrusions, which is not particularly limited, a known method including forming protrusions on a resin surface can also be applied. A specific example of the method is a method for embossing the surface of a membrane body. For example, the aforementioned protrusions can be formed using the pre-embossed release paper when the above composite film, reinforcing material, and the like are combined. In the case where the protrusions are formed by embossing, the height and density of the protrusions can be controlled by the shape of the transferred relief (the shape of the release paper).

[0858] (5) Этап гидролиза[0858] (5) Hydrolysis Step

На этапе (5) выполняется этап гидролиза полученного на этапе (4) тела мембраны для преобразования прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу (этап гидролиза).At step (5), the stage of hydrolysis of the membrane body obtained at stage (4) is performed to convert the precursor of the ion-exchange group into an ion-exchange group (stage of hydrolysis).

[0859] На этапе (5) также возможно формирование растворением отверстий в теле мембраны путем растворения и удаления расходуемых пряжей, введенных в тело мембраны, действием кислоты или щелочи. Расходуемые пряжи могут оставаться в сквозных отверстиях без полного растворения и удаления. Оставшиеся в сквозных отверстиях расходуемые пряжи могут быть растворены и удалены раствором электролита, когда ионообменная мембрана подвергается электролизу.[0859] In step (5), it is also possible to dissolve holes in the membrane body by dissolving and removing consumable yarns introduced into the membrane body by the action of an acid or alkali. The consumable yarns can remain in the through holes without being completely dissolved and removed. The consumable yarns remaining in the through holes can be dissolved and removed by the electrolyte solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

[0860] Расходуемая пряжа растворяется в кислоте или щелочи на этапе получения ионообменной мембраны или в среде проведения электролиза. Расходуемые пряжи вымываются с образованием тем самым сквозных отверстий в соответствующих местах.[0860] The consumable yarn is dissolved in acid or alkali during the ion exchange membrane preparation step or in the electrolysis environment. The consumable yarns are washed out, thereby forming the through-holes at the appropriate locations.

[0861] Этап (5) может быть выполнен погружением тела мембраны, полученного на этапе (4), в гидролизующий раствор, содержащий кислоту или щелочь. Примером гидролизующего раствора, который может быть использован, является смешанный раствор, содержащий KOH и диметилсульфоксид (DMSO).[0861] Step (5) may be performed by immersing the membrane body obtained in step (4) in a hydrolysis solution containing an acid or alkali. An example of a hydrolysis solution that can be used is a mixed solution containing KOH and dimethyl sulfoxide (DMSO).

[0862] Смешанный раствор предпочтительно содержит KOH с нормальной концентрацией от 2,5 до 4,0 и DMSO от 25 до 35% по массе.[0862] The mixed solution preferably contains KOH at a normal concentration of 2.5 to 4.0 and DMSO from 25 to 35% by weight.

[0863] Температура при гидролизе предпочтительно составляет от 70 до 100°С. Чем выше температура, тем большей может быть кажущаяся толщина. Температура более предпочтительно составляет от 75 до 100°C.[0863] The temperature in the hydrolysis is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent thickness can be. The temperature is more preferably 75 to 100 ° C.

[0864] Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 10 до 120 минут. Чем дольше гидролиз, тем большей может быть кажущаяся толщина. Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 20 до 120 минут.[0864] The duration of the hydrolysis is preferably 10 to 120 minutes. The longer the hydrolysis takes, the greater the apparent thickness can be. The duration of the hydrolysis is preferably 20 to 120 minutes.

[0865] Теперь будет более подробно описан этап формирования сквозных отверстий вымыванием расходуемых пряжей. Фигуры 99(a) и (b) представляют схематические виды для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[0865] The step of forming the through holes by washing out the sacrificial yarns will now be described in more detail. Figures 99 (a) and (b) are schematic views for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[0866] Фигуры 99(a) и (b) показывают армирующие пряжи 52, расходуемые пряжи 504а и сквозные отверстия 504, образованные только расходуемыми пряжами 504а, без иллюстрации других элементов, таких как тело мембраны.[0866] Figures 99 (a) and (b) show reinforcing yarns 52, sacrificial yarns 504a and through holes 504 formed only by sacrificial yarns 504a, without illustrating other features such as a membrane body.

[0867] Сначала армирующие пряжи 52, которые должны составлять армирующие материалы сердцевины в ионообменной мембране, и расходуемые пряжи 504а для образования сквозных отверстий 504 в ионообменной мембране используются как переплетенные между собой армирующие материалы. Затем, на этапе (5), расходуемые пряжи 504а вымываются с образованием сквозных отверстий 504.[0867] First, the reinforcing yarns 52, which are to constitute the core reinforcing materials in the ion exchange membrane, and the consumable yarns 504a for forming the through holes 504 in the ion exchange membrane are used as interlaced reinforcing materials. Then, in step (5), the consumable yarns 504a are washed out to form the through holes 504.

[0868] Вышеуказанный способ является простым, поскольку способ взаимного переплетения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а может быть скорректирован в зависимости от порядка размещения армирующих материалов сердцевины и сквозных отверстий в теле ионообменной мембраны.[0868] The above method is simple because the method of interlacing reinforcing yarns 52 and consumable yarns 504a can be adjusted depending on the order of placement of the reinforcing materials of the core and through holes in the body of the ion exchange membrane.

[0869] Фигура 99(a) представляет пример образованного полотняным переплетением армирующего материала, в котором армирующие пряжи 52 и расходуемые пряжи 504а взаимно переплетены как вдоль продольного направления, так и вдоль поперечного направления в бумаге, и при необходимости порядок размещения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а в армирующем материале может быть изменен.[0869] Figure 99 (a) illustrates an example of a plain weave reinforcing material in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a are interlaced in both the longitudinal direction and the transverse direction in the paper, and optionally the order in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarn 504a in the reinforcing material can be changed.

[0870] (6) Этап нанесения[0870] (6) Application Phase

На этапе (6) может быть сформирован слой покрытия путем приготовления покровной жидкости, содержащей частицы неорганического материала, полученного размалыванием необогащенной руды или плавлением необогащенной руды, и связующего, нанесения покровной жидкости на поверхность ионообменной мембраны, полученной на этапе (5), и высушивания покровной жидкости.In step (6), a coating layer can be formed by preparing a coating liquid containing particles of inorganic material obtained by grinding raw ore or melting raw ore and a binder, applying a coating liquid to the surface of the ion exchange membrane obtained in step (5), and drying the coating liquids.

[0871] Предпочтительное связующее представляет собой связующее, полученное гидролизом фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, водным раствором, содержащим диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), и затем погружением полимера в соляную кислоту для замещения противоиона ионообменной группы ионом H+ (например, фторсодержащего полимера, имеющего карбоксильную группу или сульфогруппу). Тем самым полимер с большей вероятностью растворится в воде или этаноле, как упомянуто ниже, что предпочтительно.[0871] A preferred binder is a binder obtained by hydrolysis of a fluoropolymer having an ion exchange group precursor with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersing the polymer in hydrochloric acid to replace the counter ion of the ion exchange group with H + ( for example, a fluorine-containing polymer having a carboxyl group or a sulfo group). Thus, the polymer is more likely to dissolve in water or ethanol, as mentioned below, which is preferred.

[0872] Этот связующее растворяется в смешанном растворе воды и этанола. Объемное соотношение между водой и этанолом предпочтительно составляет от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2. Частицы неорганического материала с помощью шаровой мельницы диспергируются в растворяющей жидкости с образованием тем самым покровной жидкости. В этом случае также возможно корректирование среднего размера частиц и тому подобного частиц регулированием продолжительности и скорости вращения во время диспергирования. Предпочтительное количество смешиваемых частиц неорганического материала и связующего является таким, как упомянуто выше.[0872] This binder is dissolved in a mixed solution of water and ethanol. The volume ratio between water and ethanol is preferably 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, even more preferably 2: 1 to 1: 2. The particles of inorganic material are dispersed in the dissolving liquid by means of a ball mill, thereby forming a coating liquid. In this case, it is also possible to correct the average particle size and the like of particles by adjusting the duration and speed of rotation during dispersion. The preferred amount of the mixed particles of inorganic material and binder is as mentioned above.

[0873] Концентрация частиц неорганического материала и связующего в покровной жидкости конкретно не ограничивается, но предпочтительной является легкоподвижная покровная жидкость. Это обеспечивает возможность равномерного нанесения на поверхность ионообменной мембраны.[0873] The concentration of the particles of inorganic material and binder in the coating liquid is not particularly limited, but a free-flowing coating liquid is preferable. This makes it possible to uniformly apply the ion exchange membrane to the surface.

[0874] Кроме того, к дисперсии может быть добавлено поверхностно–активное вещество, когда диспергируются частицы неорганического материала. В качестве поверхностно–активного вещества предпочтительны неионные поверхностно–активные вещества, и их примеры включают HS–210, NS–210, P–210 и E–212 производства фирмы NOF CORPORATION.[0874] In addition, a surfactant may be added to the dispersion when particles of inorganic material are dispersed. As the surfactant, nonionic surfactants are preferred and examples include HS-210, NS-210, P-210 and E-212 from NOF CORPORATION.

[0875] Полученную покровную жидкость наносят на поверхность ионообменной мембраны способом нанесения распылением или нанесением покрытия валиком с образованием тем самым ионообменной мембраны.[0875] The obtained coating liquid is applied to the surface of the ion exchange membrane by a spray application or roller coating, thereby forming an ion exchange membrane.

[0876] [Микропористая мембрана][0876] [Microporous Membrane]

Микропористая мембрана по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть сформирована с образованием слоистого изделия с электродом для электролиза, как упомянуто выше. Могут быть использованы разнообразные микропористые мембраны.The microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited as long as the membrane can be formed to form an electrode laminated article for electrolysis as mentioned above. A variety of microporous membranes can be used.

Пористость микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается, но может составлять, например, от 20 до 90, и предпочтительно от 30 до 85. Вышеуказанная пористость может быть рассчитана по следующей формуле:The porosity of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 90, and preferably 30 to 85. The above porosity can be calculated by the following formula:

Пористость=(1–(вес мембраны в сухом состоянии)/(вес, рассчитанный по объему, рассчитанному по величинам толщины, ширины и длины мембраны, и плотности материала мембраны))×100Porosity = (1– (dry weight of the membrane) / (weight calculated from the volume, calculated from the values of the thickness, width and length of the membrane, and the density of the membrane material)) × 100

Средний размер пор в микропористой мембране по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 0,01 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 0,05 мкм до 5 мкм. Что касается среднего размера пор, то, например, мембрану разрезают вертикально по направлению толщины, и сечение обследуют методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE–SEM). Средний размер пор может быть получен измерением диаметра примерно 100 пор и усреднением результатов измерения.The average pore size in the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 0.01 µm to 10 µm, preferably 0.05 µm to 5 µm. With regard to the average pore size, for example, the membrane is cut vertically in the direction of thickness, and the cross section is examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The average pore size can be obtained by measuring the diameter of about 100 pores and averaging the results.

Толщина микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 600 мкм. Вышеуказанная толщина может быть измерена с использованием, например, микрометра (производства фирмы Mitutoyo Corporation) или тому подобного.The thickness of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 10 µm to 1000 µm, preferably 50 µm to 600 µm. The above thickness can be measured using, for example, a micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation) or the like.

Конкретные примеры микропористой мембраны, как вышеупомянутой, включают Zirfon Perl UTP 500 производства фирмы Agfa (также называемые в настоящем варианте осуществления мембраной Zirfon) и они описаны в Международной публикации № WO 2013–183584 и Международной публикации № WO 2016–203701.Specific examples of a microporous membrane as above include Zirfon Perl UTP 500 manufactured by Agfa (also referred to as a Zirfon membrane in this embodiment) and are described in International Publication No. WO 2013-183584 and International Publication No. WO 2016-203701.

[0877] В настоящем варианте осуществления мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей значение EW (ионообменной емкости), отличное от EW слоя первой ионообменной смолы. В дополнение, мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей иную функциональную группу, нежели функциональная группа в слое первой ионообменной смолы. Ионообменная емкость может быть скорректирована посредством введенной функциональной группы, и функциональные группы, которые могут быть введены, являются такими, как упомянуто выше.[0877] In the present embodiment, the membrane preferably comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having an EW (ion exchange capacity) value different from the EW of the first ion exchange resin layer. In addition, the membrane preferably contains a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having a different functional group than the functional group in the first ion exchange resin layer. The ion exchange capacity can be adjusted by the introduced functional group, and the functional groups that can be introduced are as mentioned above.

[0878] (Электролиз воды)[0878] (Water electrolysis)

Электролизер в настоящем варианте осуществления в качестве электролизера в случае электролиза воды имеет конфигурацию, в которой ионообменная мембрана в электролизере для применения в случае вышеуказанного обычного электролиза соли, заменяется на микропористую мембрану. Подаваемый исходный материал, который представляет собой воду, отличается от материала для электролизера в случае вышеупомянутого обычного электролиза соли. Что касается прочих компонентов, то детали, подобные компонентам электролизера в случае обычного электролиза соли, могут быть использованы также в электролизере для электролиза воды. Поскольку в случае обычного электролиза соли в анодной камере образуется газообразный хлор, в качестве материала анодной камеры применяется титан, но в случае электролиза воды в анодной камере выделяется только газообразный кислород. Таким образом, может быть применен материал, идентичный материалу катодной камеры. Одним примером его является никель. Для покрытия анода пригодно каталитическое покрытие для генерирования кислорода. Примеры каталитического покрытия включают металлы, оксиды и гидроксиды металлов платиновой группы и металлы из группы переходных металлов. Например, могут быть использованы такие элементы, как платина, иридий, палладий, рутений, никель, кобальт и железо.The electrolyzer in the present embodiment as an electrolysis cell in the case of water electrolysis has a configuration in which an ion exchange membrane in the electrolysis cell for use in the case of the above conventional salt electrolysis is replaced with a microporous membrane. The supplied raw material, which is water, is different from the material for the electrolytic cell in the case of the above-mentioned conventional salt electrolysis. As for other components, parts similar to those of the electrolysis cell in the case of conventional salt electrolysis can also be used in a water electrolysis cell. Since chlorine gas is generated in the anode chamber in conventional salt electrolysis, titanium is used as the anode chamber material, but in the case of water electrolysis, only oxygen gas is emitted in the anode chamber. Thus, a material identical to that of the cathode chamber can be used. Nickel is one example of this. A catalytic coating for generating oxygen is suitable for coating the anode. Examples of the catalytic coating include metals, oxides and hydroxides of platinum group metals and metals from the transition metal group. For example, elements such as platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, cobalt, and iron can be used.

[0879] [Способ обновления электрода][0879] [Method of electrode renewal]

Способ изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления может быть исполнен также как способ обновления электрода (анода и/или катода). То есть способ обновления электрода по настоящему варианту осуществления представляет собой способ обновления существующего электрода с использованием электрода для электролиза, в котором применяется электрод для электролиза, находящийся в форме обмотки.The method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment can also be implemented as a method for renewing an electrode (anode and / or cathode). That is, the method for renewing an electrode of the present embodiment is a method for renewing an existing electrode using an electrolysis electrode using an electrolysis electrode in the form of a coil.

Конкретные примеры этапа применения обмотки включают, но конкретно не ограничиваются этим, способ, в котором электрод для электролиза, находящийся в форме обмотки, после её разматывания размещают на поверхности существующего электрода. Посредством этого способа электрод для электролиза может быть размещен на поверхности существующего анода или катода и могут быть восстановлены характеристики анода и/или катода.Specific examples of the step of applying a coil include, but are not specifically limited to, a method in which an electrolysis electrode in the form of a coil, after being unwound, is placed on the surface of an existing electrode. By this method, an electrolysis electrode can be placed on the surface of an existing anode or cathode and the characteristics of the anode and / or cathode can be restored.

Как было описано выше, в настоящем варианте осуществления этап применения обмотки предпочтительно имеет этап (B’) высвобождения обмотки из намотанного состояния, и после этапа (B’) более предпочтительно имеет этап (C’) размещения электрода для электролиза на поверхности существующего электрода.As described above, in the present embodiment, the step of applying the coil preferably has a step (B ') of releasing the coil from the wound state, and after step (B') more preferably has a step (C ') of placing an electrolysis electrode on the surface of the existing electrode.

[0880] Кроме того, в способе обновления электрода по настоящему варианту осуществления этап применения обмотки предпочтительно содержит этап (A’) удерживания электрода для электролиза в намотанном состоянии с получением тем самым обмотки. На этапе (A’) электрод для электролиза может быть намотан сам по себе с образованием обмотки или электрод для электролиза может быть намотан вокруг втулки с образованием обмотки. В качестве втулки, которая может быть здесь использована, которая конкретно не ограничивается, может быть применен, например, элемент, имеющий по существу цилиндрическую форму, и имеющий размер, соответствующий электроду для электролиза.[0880] Further, in the method for renewing an electrode of the present embodiment, the step of applying a coil preferably comprises a step (A ') of holding the electrolysis electrode in a wound state, thereby obtaining a coil. In step (A '), the electrolysis electrode may be wound by itself to form a coil, or the electrolysis electrode may be wound around the sleeve to form a coil. As the sleeve that can be used here, which is not particularly limited, for example, a member having a substantially cylindrical shape and having a size corresponding to the electrode for electrolysis can be used.

[0881] [Способ получения обмотки][0881] [Method of obtaining winding]

В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления и в способе обновления электрода по настоящему варианту осуществления этап (А) или (A’), который может быть осуществлен, может быть проведен так же, как способ получения обмотки. То есть способ получения обмотки по настоящему варианту осуществления представляет собой способ получения обмотки, используемой для обновления существующего электролизера, включающего анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещена между анодом и катодом, причем способ включает этап наматывания электрода для электролиза или слоистого изделия из электрода для электролиза и новой мембраны с получением тем самым обмотки. На этапе получения обмотки электрод для электролиза может быть намотан сам по себе или же электрод для электролиза может быть намотан вокруг втулки с образованием обмотки. В качестве сердечника, который может быть здесь использован, который конкретно не ограничивается, может быть применен, например, элемент, имеющий по существу цилиндрическую форму, и имеющий размер, соответствующий электроду для электролиза.In the method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment and in the method for renewing an electrode of the present embodiment, step (A) or (A ') that can be performed may be performed in the same manner as the method for producing a coil. That is, a method for producing a winding of the present embodiment is a method for producing a winding used to upgrade an existing electrolyzer including an anode, a cathode that is opposite the anode, and a membrane that is disposed between the anode and the cathode, the method including the step of winding an electrode for electrolysis, or a laminated article from an electrolysis electrode and a new membrane, thereby obtaining a winding. In the step of obtaining a winding, the electrolysis electrode can be wound on its own, or the electrolysis electrode can be wound around the sleeve to form a winding. As the core that can be used here, which is not particularly limited, for example, a member having a substantially cylindrical shape and having a size corresponding to an electrode for electrolysis can be used.

[0882] <Шестой вариант осуществления>[0882] <Sixth embodiment>

Здесь будет подробно описан шестой вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фигуры 103–111.Here, a sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 103-111.

[0883] [Способ изготовления электролизера][0883] [Method of manufacturing an electrolytic cell]

Способ изготовления электролизера согласно шестому варианту осуществления (далее в разделе <Шестой вариант осуществления> называемому просто «настоящим вариантом осуществления») представляет собой способ формирования нового электролизера путем размещения слоистого изделия в существующем электролизере, включающем анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещается между анодом и катодом, причем способ включает этап (А) объединения электрода для электролиза с новой мембраной при температуре, при которой мембрана не расплавляется, с получением тем самым слоистого изделия, и этап (В) замены мембраны в существующем электролизере слоистым изделием после этапа (А).A method for manufacturing an electrolytic cell according to a sixth embodiment (hereinafter in the section <Sixth Embodiment> simply referred to as "the present embodiment") is a method for forming a new electrolytic cell by placing a laminated article in an existing electrolytic cell including an anode, a cathode that is opposite the anode, and a membrane , which is disposed between the anode and the cathode, the method comprising the step (A) of combining the electrolysis electrode with a new membrane at a temperature at which the membrane does not melt, thereby obtaining a layered article, and the step (B) of replacing the membrane in an existing electrolyzer with a layered article after step (A).

Как описано выше, в соответствии со способом изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления можно объединить и использовать электрод для электролиза и мембрану, но не в соответствии с непрактичным способом, таким как термокомпрессия. Таким образом, можно улучшить эффективность работ во время обновления электрода в электролизере.As described above, according to the method for manufacturing the electrolytic cell of the present embodiment, it is possible to combine and use the electrolysis electrode and the membrane, but not according to an impractical method such as thermocompression. Thus, it is possible to improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the electrolytic cell.

[0884] В настоящем варианте осуществления существующий электролизер содержит анод, катод, который находится напротив анода, и мембрану, которая размещена между анодом и катодом как конструкционными элементами, другими словами, содержит электролитическую ячейку. Существующий электролизер конкретно не ограничивается при условии, что он содержит вышеописанные конструкционные элементы, и могут быть применены разнообразные известные конфигурации.[0884] In the present embodiment, an existing electrolyzer contains an anode, a cathode that is opposite the anode, and a membrane that is interposed between the anode and the cathode as structural members, in other words, contains an electrolytic cell. The existing electrolytic cell is not particularly limited as long as it contains the above-described structural elements, and various known configurations can be applied.

[0885] В настоящем варианте осуществления новый электролизер дополнительно содержит электрод для электролиза или слоистое изделие, в дополнение к элементу, который уже служил в качестве анода или катода в существующем электролизере. То есть «электрод для электролиза», размещенный при формировании нового электролизера, служит в качестве анода или катода и является отдельным от катода и анода в существующем электролизере. В настоящем варианте осуществления, даже в случае, где эффективность анода и/или катода в электролизе ухудшилась в связи с работой существующего электролизера, размещение электрода для электролиза отдельно от них позволяет восстановить характеристики обновляемых анода и/или катода. Кроме того, в составляющей слоистое изделие комбинации с ним размещается новая ионообменная мембрана, и тем самым могут быть одновременно обновлены характеристики ионообменной мембраны, свойства которой ухудшились в связи с работой. Упоминаемое здесь «обновление характеристик» означает достижение характеристик, сравнимых с начальными характеристиками, которые имел существующий электролизер перед эксплуатацией, или характеристик, превышающих начальные характеристики.[0885] In the present embodiment, the new electrolysis cell further comprises an electrolysis electrode or laminated article, in addition to an element that has already served as an anode or cathode in the existing electrolysis cell. That is, the "electrolysis electrode" positioned in the formation of a new cell serves as an anode or cathode and is separate from the cathode and anode in the existing cell. In the present embodiment, even in the case where the efficiency of the anode and / or cathode in electrolysis has deteriorated due to the operation of the existing electrolysis cell, placing the electrolysis electrode separately from them allows the performance of the anode and / or cathode to be restored. In addition, a new ion exchange membrane is placed in the combination with the laminated article, and thus the characteristics of the ion exchange membrane, the properties of which have deteriorated due to operation, can be simultaneously updated. As referred to herein, "performance upgrade" means achieving performance that is comparable to the original performance that the existing cell had before operation, or performance that exceeds the original performance.

[0886] В настоящем варианте осуществления существующий электролизер рассматривается как «электролизер, который уже работал», а новый электролизер рассматривается как «электролизер, который еще не работал». То есть, как только электролизер, сформированный как новый электролизер, начинает эксплуатироваться, электролизер становится «существующим электролизером в настоящем варианте осуществления». Размещение электрода для электролиза или слоистого изделия в этом существующем электролизере создает «новый электролизер по настоящему варианту осуществления».[0886] In the present embodiment, the existing electrolyzer is considered to be "an electrolyzer that was already in operation", and a new electrolyzer is considered to be an "electrolyzer that has not yet been operated". That is, once the cell formed as a new cell starts to be used, the cell becomes the “existing cell in the present embodiment”. Placing an electrolysis electrode or laminated article in this existing electrolysis cell creates a “new electrolysis cell of the present embodiment”.

[0887] Далее будут подробно описаны случай выполнения обычного электролиза соли с использованием ионообменной мембраны как мембраны, принятой в качестве примера, и один вариант осуществления электролизера. В разделе <Шестой вариант осуществления>, если не оговорено иное, «электролизер в настоящем варианте осуществления» предусматривает как «существующий электролизер в настоящем варианте осуществления», так и «новый электролизер по настоящему варианту осуществления».[0887] Next, a case of performing conventional salt electrolysis using an ion exchange membrane as an exemplary membrane and one embodiment of an electrolyser will be described in detail. In the section <Sixth Embodiment>, unless otherwise stated, “electrolyzer in the present embodiment” provides for both “an existing electrolyser in the present embodiment” and “a new electrolyser of the present embodiment”.

[0888] [Электролитическая ячейка][0888] [Electrolytic Cell]

Сначала будет описана электролитическая ячейка, которая может быть использована в качестве конструкционного элемента электролизера в настоящем варианте осуществления. Фигура 103 иллюстрирует вид в разрезе электролитической ячейки 1.First, an electrolytic cell that can be used as a structural member of an electrolytic cell in the present embodiment will be described. Figure 103 illustrates a sectional view of an electrolytic cell 1.

Электролитическая ячейка 1 содержит анодную камеру 10, катодную камеру 20, разделительную перегородку 30, размещенную между анодной камерой 10 и катодной камерой 20, анод 11, размещенный в анодной камере 10, и катод 21, размещенный в катодной камере 20. При необходимости электролитическая ячейка 1 имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, и может включать поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере. Анод 11 и катод 21, входящие в состав электролитической ячейки 1, электрически соединены друг с другом. Другими словами, электролитическая ячейка 1 содержит следующую катодную конструкцию. Катодная конструкция 40 содержит катодную камеру 20, катод 21, размещенный в катодной камере 20, и поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере 20, причем поглотитель 18 обратного тока имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, как показано на Фигуре 107, а катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Кроме того, катодная камера 20 имеет токоотвод 23, держатель 24, поддерживающий токоотвод, и металлическое упругое тело 22. Металлическое упругое тело 22 размещен между токоотводом 23 и катодом 21. Держатель 24 размещен между токоотводом 23 и разделительной перегородкой 30. Токоотвод 23 электрически соединен с катодом 21 через металлическое упругое тело 22. Разделительная перегородка 30 электрически соединена с токоотводом 23 через держатель 24. Соответственно этому, разделительная перегородка 30, держатель 24, токоотвод 23, металлическое упругое тело 22 и катод 21 электрически соединены между собой. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b могут быть соединены непосредственно или могут быть соединены косвенно через токоотвод, держатель, металлическое упругое тело, разделительную перегородку или тому подобным образом. Вся поверхность катода 21 предпочтительно покрыта слоем катализатора для реакции восстановления. Форма электрического соединения может быть формой, в которой разделительная перегородка 30 и держатель 24, держатель 24 и токоотвод 23, и токоотвод 23 и металлическое упругое тело 22 в каждом случае непосредственно присоединены друг к другу, и катод 21 наслоен на металлическое упругое тело 22. Примеры способа непосредственного присоединения этих конструкционных элементов друг к другу включают сварку и тому подобное. В альтернативном вариант, поглотитель 18 обратного тока, катод 21 и токоотвод 23 могут совокупно называться катодной конструкцией 40.The electrolytic cell 1 contains an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a dividing wall 30 located between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 located in the anode chamber 10, and a cathode 21 located in the cathode chamber 20. If necessary, an electrolytic cell 1 has a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a, and may include a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber. The anode 11 and the cathode 21, which are part of the electrolytic cell 1, are electrically connected to each other. In other words, the electrolytic cell 1 contains the following cathode structure. The cathode structure 40 comprises a cathode chamber 20, a cathode 21 disposed in the cathode chamber 20, and a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber 20, the reverse current absorber 18 having a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a as shown in Figure 107, and the cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. In addition, the cathode chamber 20 has a current collector 23, a holder 24 supporting the current collector, and a metal elastic body 22. The metal elastic body 22 is placed between the current collector 23 and the cathode 21. The holder 24 is located between the current collector 23 and the partition 30. The current collector 23 is electrically connected to cathode 21 through the metal elastic body 22. The separating partition 30 is electrically connected to the current collector 23 through the holder 24. Accordingly, the separating partition 30, the holder 24, the current collector 23, the metal elastic body 22 and the cathode 21 are electrically connected to each other. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b may be connected directly, or may be connected indirectly through a down conductor, a holder, a metal resilient body, a baffle, or the like. The entire surface of the cathode 21 is preferably coated with a catalyst layer for the reduction reaction. The form of the electrical connection may be a form in which the baffle 30 and the support 24, the support 24 and the collector 23 and the collector 23 and the metal resilient body 22 are in each case directly connected to each other, and the cathode 21 is laminated on the metal resilient body 22. Examples methods for directly attaching these structural elements to each other include welding and the like. Alternatively, the reverse current absorber 18, the cathode 21, and the current collector 23 may be collectively referred to as the cathode structure 40.

[0889] Фигура 104 иллюстрирует вид в разрезе двух электролитических ячеек 1, которые смежны в электролизере 4. Фигура 105 показывает электролизер 4. Фигура 106 показывает этап сборки электролизера 4.[0889] Figure 104 illustrates a cross-sectional view of two electrolytic cells 1 that are adjacent in electrolytic cell 4. Figure 105 shows electrolytic cell 4. Figure 106 shows a step of assembling cell 4.

[0890] Как показано на Фигуре 104, электролитическая ячейка 1, катионообменная мембрана 2 и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Ионообменная мембрана 2 размещается между анодной камерой одной электролитической ячейки 1 из двух электролитических ячеек, которые являются соседними в электролизере, и катодной камерой другой электролитической ячейки 1. То есть анодная камера 10 электролитической ячейки 1 и катодная камера 20 соседней с нею электролитической ячейки 1 разделены катионообменной мембраной 2. Как показано на Фигуре 105, электролизер 4 состоит из множества электролитических ячеек 1, соединенных последовательно через ионообменную мембрану 2. То есть электролизер 4 представляет собой биполярный электролизер, включающий множество размещенных последовательно электролитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2, в каждом случае размещенные между смежными электролитическими ячейками 1. Как показано на Фигуре 106, электролизер 4 собирают размещением множества электролитических ячеек 1 в последовательном соединении через ионообменную мембрану 2 и связыванием ячеек посредством прижимающего устройства 5.[0890] As shown in Figure 104, the electrolytic cell 1, the cation exchange membrane 2, and the electrolytic cell 1 are arranged in series in this order. Ion exchange membrane 2 is located between the anode chamber of one electrolytic cell 1 of two electrolytic cells that are adjacent in the electrolyzer and the cathode chamber of another electrolytic cell 1. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 1 and the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1 are separated by a cation exchange membrane 2. As shown in Figure 105, electrolyzer 4 consists of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series through an ion exchange membrane 2. That is, electrolyzer 4 is a bipolar electrolyzer including a plurality of electrolytic cells 1 in series and ion exchange membranes 2, in each case arranged between adjacent electrolytic cells 1. As shown in Figure 106, cell 4 is assembled by placing a plurality of electrolytic cells 1 in series through the ion exchange membrane 2 and bonding the cells by means of a clamping device 5.

[0891] Электролизер 4 имеет анодный вывод 7 и катодный вывод 6, подключаемые к источнику электроснабжения. Анод 11 электролитической ячейки 1, размещенный на самом дальнем конце из множества последовательно соединенных электролитических ячеек 1 в электролизере 4, электрически соединен с анодным выводом 7. Катод 21 электролитической ячейки, находящейся на конце, противоположном относительно анодного вывода 7, среди множества электролитических ячеек 1, последовательно соединенных в электролизере 4, электрически соединен с катодным выводом 6. Электрический ток во время электролиза протекает со стороны анодного вывода 7 через анод и катод каждой электролитической ячейки 1 в сторону катодного вывода 6. У обоих концов связанных электролитических ячеек 1 может находиться электролитическая ячейка, имеющая только анодную камеру (ячейка анодного вывода), и электролитическая ячейка, имеющая только катодную камеру (ячейка катодного вывода). В этом случае анодный вывод 7 соединен с ячейкой анодного вывода, размещенной на одном конце, и катодный вывод 6 соединен с ячейкой катодного вывода, размещенной на другом конце.[0891] Electrolyzer 4 has an anode lead 7 and a cathode lead 6, which are connected to a power supply. An anode 11 of an electrolytic cell 1 located at the farthest end of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series in an electrolysis cell 4 is electrically connected to an anode terminal 7. A cathode 21 of an electrolytic cell located at an end opposite to the anode terminal 7 among the plurality of electrolytic cells 1, connected in series in the electrolytic cell 4, electrically connected to the cathode terminal 6. Electric current during electrolysis flows from the side of the anode terminal 7 through the anode and the cathode of each electrolytic cell 1 towards the cathode terminal 6. At both ends of the connected electrolytic cells 1 there may be an electrolytic cell, having only an anode chamber (anode outlet cell), and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode outlet cell). In this case, the anode terminal 7 is connected to an anode terminal cell located at one end, and the cathode terminal 6 is connected to a cathode terminal cell located at the other end.

[0892] В случае электролиза рассола, рассол подается в каждую анодную камеру 10, и чистая вода или низкоконцентрированный водный раствор гидроксида натрия подается в каждую катодную камеру 20. Каждая жидкость подводится из трубы для подачи раствора электролита (на фигуре не показана) через шланг для подведения раствора электролита (на фигуре не показан) к каждой электролитической ячейке 1. Раствор электролита и продукты электролиза выводятся из трубы для выведения раствора электролита (на фигуре не показана). Во время электролиза ионы натрия в рассоле мигрируют из анодной камеры 10 одной электролитической ячейки 1 через ионообменную мембрану 2 в катодную камеру 20 соседней электролитической ячейки 1. Тем самым электрический ток во время электролиза протекает по направлению, по которому электролитические ячейки 1 последовательно соединены. То есть электрический ток протекает через катионообменную мембрану 2 из анодной камеры 10 в сторону катодной камеры 20. Когда рассол подвергается электролизу, на стороне анода 11 выделяется газообразный хлор, и на стороне катода 21 образуются гидроксид натрия (растворенный) и газообразный водород.[0892] In the case of brine electrolysis, brine is supplied to each anode chamber 10, and pure water or low concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to each cathode chamber 20. Each liquid is supplied from an electrolyte solution supply pipe (not shown) through a hose for supplying an electrolyte solution (not shown in the figure) to each electrolytic cell 1. The electrolyte solution and electrolysis products are removed from the pipe for removing the electrolyte solution (not shown in the figure). During electrolysis, sodium ions in the brine migrate from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 1 through the ion exchange membrane 2 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1. Thus, the electric current during electrolysis flows in the direction in which the electrolytic cells 1 are connected in series. That is, an electric current flows through the cation exchange membrane 2 from the anode chamber 10 towards the cathode chamber 20. When the brine is electrolyzed, chlorine gas is generated on the anode 11 side, and sodium hydroxide (dissolved) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.

[0893] (Анодная камера)[0893] (Anode chamber)

Анодная камера 10 имеет анод 11 или анодный питающий проводник 11. Здесь под питающим проводником означается изношенный электрод (то есть существующий электрод), электрод, не имеющий каталитического покрытия, и тому подобный. Когда электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анода. Анодная камера 10 предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подает раствор электролита в анодную камеру 10, отражательную пластину, которая размещена над блоком подачи раствора электролита анодной стороны так, чтобы быть по существу параллельной или наклонной относительно разделительной перегородки 30, и газо–жидкостный сепаратор анодной стороны, размещенный над отражательной пластиной, для отделения газа от раствора электролита, включающего примешанный газ.The anode chamber 10 has an anode 11 or an anode supply conductor 11. Here, under the supply conductor is meant a worn electrode (ie, an existing electrode), an electrode not having a catalytic coating, and the like. When the electrolysis electrode in the present embodiment is inserted on the anode side, 11 serves as an anode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, 11 serves as an anode. The anode chamber 10 preferably has an anode-side electrolyte solution supply unit that supplies electrolyte solution to the anode chamber 10, a baffle plate that is positioned above the anode-side electrolyte solution supply unit so as to be substantially parallel or inclined with respect to the baffle 30, and a gas an anode-side liquid separator located above the baffle plate for separating gas from an electrolyte solution including an admixed gas.

[0894] (Анод)[0894] (Anode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, анод 11 находится в раме анодной камеры 10 (то есть, в анодной раме). В качестве анода 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R). DSA представляет собой электрод, включающий титановую подложку, поверхность которой покрыта оксидом, включающим рутений, иридий и титан, в качестве компонентов.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is not inserted on the anode side, the anode 11 is in the frame of the anode chamber 10 (i.e., in the anode frame). As the anode 11, a metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used. DSA is an electrode including a titanium substrate, the surface of which is coated with an oxide including ruthenium, iridium and titanium as components.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0895] (Анодный питающий проводник)[0895] (Anode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, на раме анодной камеры 10 предусматривается анодный питающий проводник 11. В качестве анодного питающего проводника 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R), и также может быть применен титан, не имеющий каталитического покрытия. В альтернативном варианте также может быть использован DSA, имеющий более тонкое каталитическое покрытие. Кроме того, также может быть применен уже использованный анод.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the anode side, an anode supply conductor 11 is provided on the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode supply conductor 11, and can also be used titanium without catalytic coating. Alternatively, a DSA having a thinner catalytic coating can also be used. In addition, an already used anode can also be used.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0896] (Блок подачи раствора электролита анодной стороны)[0896] (Anode side electrolyte solution supply unit)

Блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подводит раствор электролита к анодной камере 10, соединен с трубой для подачи раствора электролита. Блок подачи раствора электролита анодной стороны предпочтительно размещается под анодной камерой 10. В качестве блока подачи раствора электролита анодной стороны, например, может быть использована труба, на поверхности которой сформированы участки просветов (дисперсионная труба), и тому подобное. Такая труба более предпочтительно размещается вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки. Эта труба соединена с трубой для подачи раствора электролита (патрубком подачи жидкости), которая подводит раствор электролита в электролитическую ячейку 1. Раствор электролита, подводимый из патрубка подачи жидкости, пропускается по трубе в электролитическую ячейку 1 и подается из выполненных на поверхности трубы отверстий внутри анодной камеры 10. Размещение трубы вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки предпочтительно потому, что раствор электролита может равномерно подводиться внутрь анодной камеры 10.An anode-side electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the anode chamber 10 is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution. The anode side electrolyte solution supply unit is preferably disposed under the anode chamber 10. As the anode side electrolyte solution supply unit, for example, a pipe on the surface of which lumen portions (dispersion tube) and the like can be used. Such a tube is more preferably located along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell. This pipe is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution (a liquid supply pipe), which supplies an electrolyte solution to an electrolytic cell 1. The electrolyte solution supplied from a liquid supply pipe is passed through a pipe into an electrolytic cell 1 and is fed from holes made on the pipe surface inside the anode chambers 10. Placing the pipe along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell is preferable because the electrolyte solution can be uniformly supplied to the inside of the anode chamber 10.

[0897] (Газожидкостный сепаратор анодной стороны)[0897] (Anode side gas-liquid separator)

Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно размещается над отражательной пластиной. Назначением газожидкостного сепаратора анодной стороны является отделение образованного газа, такого как газообразный хлор, от раствора электролита во время электролиза. Если не оговаривается иное, «над» означает верхнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 103, и «под» означает нижнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 103.The anode-side gas-liquid separator is preferably located above the baffle plate. The purpose of the anode-side gas-liquid separator is to separate the generated gas, such as chlorine gas, from the electrolyte solution during electrolysis. Unless otherwise specified, "above" means the upward direction in the electrolytic cell 1 in FIG. 103, and "under" means the downward direction in the electrolytic cell 1 in FIG. 103.

[0898] Образованный во время электролиза газ, выделяющийся в электролитической ячейке 1, и раствор электролита образуют смешанную фазу (газожидкостную смешанную фазу), которая затем выпускается из системы. Вследствие этого, колебания давления внутри электролитической ячейки 1 вызывают вибрацию, которая может приводить к физическому повреждению ионообменной мембраны. Чтобы предотвращать это явление, электролитическую ячейку 1 по настоящему варианту осуществления предпочтительно оснащают газожидкостным сепаратором анодной стороны для отделения газа от жидкости. Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно снабжен пеногасящей пластиной для устранения пузырьков. Когда поток газожидкостной смешанной фазы протекает через пеногасящую пластину, пузырьки лопаются, тем самым обеспечивая разделение раствора электролита и газа. В результате этого может предотвращаться вибрация во время электролиза.[0898] The gas generated during electrolysis evolved in the electrolytic cell 1 and the electrolyte solution form a mixed phase (gas-liquid mixed phase), which is then discharged from the system. As a consequence, pressure fluctuations within the electrolytic cell 1 cause vibration, which can lead to physical damage to the ion exchange membrane. To prevent this phenomenon, the electrolytic cell 1 of the present embodiment is preferably equipped with an anode-side gas-liquid separator for separating gas from liquid. The anode-side gas-liquid separator is preferably provided with a defoamer plate to eliminate bubbles. When the gas-liquid mixed phase stream flows through the defoamer plate, the bubbles burst, thereby separating the electrolyte solution and gas. As a result, vibration during electrolysis can be prevented.

[0899] (Отражательная пластина)[0899] (Baffle plate)

Отражательная пластина предпочтительно размещается над блоком подачи раствора электролита анодной стороны, и устанавливается по существу параллельно или наклонно относительно разделительной перегородки 30. Отражательная пластина представляет собой разделительную пластину, которая контролирует течение раствора электролита в анодную камеру 10. Когда предусматривается отражательная пластина, она может вызывать циркуляцию раствора электролита (рассола или тому подобного) внутри анодной камеры 10, тем самым делая более однородной концентрацию. Чтобы создавать внутреннюю циркуляцию, отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы отделять пространство вблизи анода 11 от пространства вблизи разделительной перегородки 30. Из таких соображений отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы она была напротив поверхности анода 11 и поверхности разделительной перегородки 30. В пространстве вблизи анода, отделенном отражательной пластиной, происходит электролиз, концентрация раствора электролита (концентрация рассола) снижается, и выделяется образующийся газ, такой как газообразный хлор. Это приводит к разности удельных весов газожидкостной смеси между пространством вблизи анода 11 и пространством вблизи разделительной перегородки 30, отделенным отражательной пластиной. С использованием этой разности можно стимулировать внутреннюю циркуляцию раствора электролита в анодной камере 10, делая тем самым более однородным распределение концентраций раствора электролита в анодной камере 10.The baffle plate is preferably positioned above the anode side electrolyte solution supply unit and is positioned substantially parallel or obliquely with respect to the baffle 30. The baffle plate is a baffle plate that controls the flow of electrolyte solution into the anode chamber 10. When the baffle plate is provided, it can cause circulation electrolyte solution (brine or the like) inside the anode chamber 10, thereby making the concentration more uniform. To create internal circulation, the baffle plate is preferably positioned so as to separate the space near the anode 11 from the space near the baffle 30. For this reason, the baffle plate is preferably positioned so that it is opposite the surface of the anode 11 and the surface of the baffle 30. In the space near the anode separated by the baffle plate, electrolysis occurs, the concentration of the electrolyte solution (brine concentration) decreases, and a generated gas such as chlorine gas is released. This leads to a difference in the specific gravity of the gas-liquid mixture between the space near the anode 11 and the space near the dividing wall 30, separated by a baffle plate. Using this difference, it is possible to stimulate the internal circulation of the electrolyte solution in the anode chamber 10, thereby making the concentration distribution of the electrolyte solution in the anode chamber 10 more uniform.

[0900] Хотя это не показано на Фигуре 103, внутри анодной камеры 10 может быть также дополнительно предусмотрен токоотвод. Материал и конфигурация такого токоотвода могут быть такими же, как для вышеуказанного токоотвода катодной камеры. В анодной камере 10 анод 11 сам по себе также может служить токоотводом.[0900] Although not shown in Figure 103, a down conductor may also optionally be provided within the anode chamber 10. The material and configuration of such a current collector can be the same as for the aforementioned collector of the cathode chamber. In the anode chamber 10, the anode 11 itself can also serve as a down conductor.

[0901] (Разделительная перегородка)[0901] (Divider)

Разделительная перегородка 30 размещается между анодной камерой 10 и катодной камерой 20. Разделительная перегородка 30 может называться сепаратором, и анодная камера 10 и катодная камера 20 отделены друг от друга разделительной перегородкой 30. В качестве разделительной перегородки 30 может быть использована перегородка, известная как сепаратор для электролиза, и пример ее содержит разделительную перегородку, сформированную привариванием включающей никель пластины на катодной стороне, и содержащей титан пластины на анодной стороне.The dividing wall 30 is disposed between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20. The dividing wall 30 may be referred to as a separator, and the anode chamber 10 and the cathode chamber 20 are separated from each other by a dividing wall 30. As the dividing wall 30, a baffle known as a separator can be used. electrolysis, and an example thereof comprises a baffle formed by welding a nickel-containing plate on the cathode side and a titanium-containing plate on the anode side.

[0902] (Катодная камера)[0902] (Cathode Chamber)

В катодной камере 20, когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катода. Когда присутствует поглотитель обратного тока, катод или катодный питающий проводник 21 электрически соединен с поглотителем обратного тока. Катодная камера 20, подобно анодной камере 10, предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита катодной стороны и газо–жидкостный сепаратор катодной стороны. Среди компонентов, составляющих катодную камеру 20, компоненты, подобные тем, которые составляют анодную камеру 10, описываться не будут.In the cathode compartment 20, when the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the cathode side, 21 serves as a cathode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, 21 serves as the cathode. When a return current absorber is present, the cathode or cathode supply conductor 21 is electrically connected to the return current absorber. Cathode chamber 20, like anode chamber 10, preferably has a cathode-side electrolyte solution supply unit and a cathode-side gas-liquid separator. Among the components constituting the cathode compartment 20, components similar to those constituting the anode compartment 10 will not be described.

[0903] (Катод)[0903] (Cathode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, катод 21 находится в раме катодной камеры 20 (то есть, в катодной раме). Катод 21 предпочтительно имеет никелевую подложку и слой катализатора, который покрывает никелевую подложку. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Катод 21 может быть подвергнут восстановительной обработке, при необходимости. В качестве подложки катода 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is not inserted on the cathode side, the cathode 21 is in the frame of the cathode chamber 20 (i.e., in the cathode frame). Cathode 21 preferably has a nickel substrate and a catalyst layer that covers the nickel substrate. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. The cathode 21 can be subjected to a reduction treatment, if necessary. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0904] (Катодный питающий проводник)[0904] (Cathode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, в раме катодной камеры 20 предусматривается катодный питающий проводник 21. Катодный питающий проводник 21 может быть покрыт каталитическим компонентом. Каталитический компонент может представлять собой компонент, который изначально применяется в качестве катода и сохраняется. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Могут быть применены никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь, не имеющие каталитического покрытия. В качестве подложки катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the cathode side, a cathode supply conductor 21 is provided in the frame of the cathode chamber 20. The cathode supply conductor 21 may be coated with a catalyst component. The catalyst component can be a component that is initially used as a cathode and is stored. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel without catalytic coating can be used. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode supply conductor 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[0905] (Поглощающий обратный ток слой)[0905] (Reverse current absorbing layer)

В качестве материала для поглощающего обратный ток слоя может быть выбран материал, который по окислительно-восстановительному потенциалу является менее благородным, сравнительно с окислительно–восстановительным потенциалом элемента для упомянутого выше слоя катализатора катода. Его примеры включают никель и железо.As the material for the layer that absorbs the reverse current, a material that is less noble in terms of the redox potential than the redox potential of the element for the aforementioned catalyst layer of the cathode can be selected. Examples include nickel and iron.

[0906] (Токоотвод)[0906] (Down conductor)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит токоотвод 23. Токоотвод 23 улучшает эффективность отбора тока. В настоящем варианте осуществления токоотвод 23 представляет собой пористую пластину и предпочтительно размещается по существу параллельно поверхности катода 21.The cathode chamber 20 preferably contains a current collector 23. The current collector 23 improves the efficiency of current extraction. In the present embodiment, the collector 23 is a porous plate and is preferably disposed substantially parallel to the surface of the cathode 21.

[0907] Токоотвод 23 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Токоотвод 23 может представлять собой смесь, сплав или сложный оксид этих металлов. Токоотвод 23 может иметь любую форму при условии, что форма позволяет токоотводу функционировать, и может иметь форму пластины или сетки.[0907] The collector 23 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium. The current collector 23 can be a mixture, alloy or complex oxide of these metals. The collector 23 may be of any shape as long as the shape allows the collector to function and may be in the form of a plate or mesh.

[0908] (Металлическое упругое тело)[0908] (Metallic elastic body)

Размещением металлического упругого тела 22 между токоотводом 23 и катодом 21 каждый катод 21 множества соединенных последовательно электролитических ячеек 1 прижимается к ионообменной мембране 2 для сокращения расстояния между каждым анодом 11 и каждым катодом 21. Тем самым можно снизить напряжение, подаваемое на все множество соединенных последовательно электролитических ячеек 1. Снижение напряжения способствует снижению энергопотребления. Когда размещается металлическое упругое тело 22, создаваемое металлическим упругим телом 22 прижимающее давление позволяет электроду для электролиза стабильно сохранять свое положение на месте, когда слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления, размещается в электролитической ячейке.By placing the metal elastic body 22 between the current collector 23 and the cathode 21, each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2 to shorten the distance between each anode 11 and each cathode 21. Thus, it is possible to reduce the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells connected in series. cells 1. Reducing voltage helps to reduce power consumption. When the metal resilient body 22 is placed, the pressing pressure generated by the metal resilient body 22 allows the electrolysis electrode to stably maintain its position in place when the laminated article containing the electrolysis electrode in the present embodiment is placed in the electrolytic cell.

[0909] В качестве металлического упругого тела 22 могут быть применены пружинные элементы, такие как спиральные и винтовые пружины, и амортизирующие маты. В качестве металлического упругого тела 22 может быть надлежащим образом применен элемент с учетом механического напряжения из–за давления на ионообменную мембрану и тому подобного. Металлическое упругое тело 22 может быть размещено на поверхности токоотвода 23 на стороне катодной камеры 20 или может быть предусмотрено на поверхности разделительной перегородки на стороне анодной камеры 10. Обе камеры обычно разделены так, что катодная камера 20 становится меньшей, чем анодная камера 10. Таким образом, с точки зрения прочности рамы и тому подобного, металлическое упругое тело 22 предпочтительно размещают между токоотводом 34 и катодом 21 в катодной камере 20. Металлическое упругое тело 22 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан.[0909] As the metal resilient body 22, spring members such as coil and coil springs and damping mats can be used. As the metal elastic body 22, an element can be appropriately applied in consideration of mechanical stress due to pressure on the ion exchange membrane and the like. The metal resilient body 22 may be located on the surface of the collector 23 on the side of the cathode chamber 20, or may be provided on the surface of the partition wall on the side of the anode chamber 10. The two chambers are usually separated so that the cathode chamber 20 becomes smaller than the anode chamber 10. Thus In terms of frame strength and the like, the metal resilient body 22 is preferably placed between the collector 34 and the cathode 21 in the cathode chamber 20. The metal resilient body 22 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium.

[0910] (Держатель)[0910] (Holder)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит держатель 24, который электрически соединяет токоотвод 23 с разделительной перегородкой 30. Этим может достигаться эффективное течение тока.The cathode chamber 20 preferably comprises a holder 24 which electrically connects the collector 23 to the baffle 30. This can achieve an efficient current flow.

[0911] Держатель 24 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Держатель 24 может иметь любую форму при условии, что держатель может поддерживать токоотвод 23, и может иметь форму стержня, пластины или сетки. Держатель 24 имеет, например, форму пластины. Между разделительной перегородкой 30 и токоотводом 23 размещается множество держателей 24. Множество держателей 24 выровнено так, что их поверхности параллельны между собой. Держатели 24 размещаются по существу перпендикулярно разделительной перегородке 30 и токоотводу 23.[0911] The holder 24 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The holder 24 can be of any shape as long as the holder can support the collector 23 and can be in the form of a rod, plate, or mesh. The holder 24 is in the form of a plate, for example. A plurality of holders 24 are disposed between the baffle 30 and the down conductor 23. The plurality of holders 24 are aligned so that their surfaces are parallel to each other. The holders 24 are located substantially perpendicular to the baffle 30 and the down conductor 23.

[0912] (Уплотнение анодной стороны и уплотнение катодной стороны)[0912] (Anode side seal and cathode side seal)

Уплотнение анодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей анодную камеру 10. Уплотнение катодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей катодную камеру 20. Электролитические ячейки соединены между собой так, что уплотнение анодной стороны, находящаяся в одной электролитической ячейке, и уплотнение катодной стороны соседней с ней электролитической ячейки прокладывают ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 104). Эти уплотнения могут создавать воздухонепроницаемость в местах соединения, когда множество электолитических ячеек 1 соединяются последовательно через ионообменную мембрану 2.The anode side seal is preferably located on the surface of the frame constituting the anode chamber 10. The cathode side seal is preferably positioned on the surface of the frame constituting the cathode chamber 20. The electrolytic cells are interconnected such that the anode side seal in one electrolytic cell and the cathode side seal the adjacent electrolytic cell is laid with an ion exchange membrane 2 (see Figure 104). These seals can create airtightness at the junctions when a plurality of electrolytic cells 1 are connected in series through an ion exchange membrane 2.

[0913] Уплотнения образуют уплотнение между ионообменной мембраной и электролитическими ячейками. Конкретные примеры уплотнений включают подобные картинной раме резиновые листы, в центре которых образован проем. Уплотнения должны иметь стойкость против коррозионно–агрессивных растворов электролита или образованного газа и быть работоспособными в течение длительного периода времени. Так, в отношении химической стойкости и твердости в качестве уплотнений обычно применяются вулканизированные продукты и сшитые посредством пероксида продукты этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM–каучука) и этилен–пропиленового каучука (EPM–каучука). В альтернативном варианте, при необходимости, могут быть использованы уплотнения, в которых участок, находящийся в контакте с жидкостью (контактирующая с жидкостью область), покрывают фторсодержащей смолой, такой как политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA). Эти уплотнения в каждом случае могут иметь такой проем, который не препятствует течению раствора электролита, и форма проема конкретно не ограничивается. Например, уплотнение в форме рамы для картины присоединяют посредством адгезива или тому подобного вдоль периферической кромки каждого проема рамы анодной камеры, составляющей анодную камеру 10, или рамы катодной камеры, составляющей катодную камеру 20. Тогда, например, в случае, где две электролитических ячейки 1 соединяются через ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 104), каждая электролитическая ячейка 1, к которой присоединено уплотнение, должна быть уплотнена посредством ионообменной мембраны 2. Это уплотнение может предотвращать утечку из электролитических ячеек 1 раствора электролита, гидроксида щелочного металла, газообразного хлора, газообразного водорода и тому подобного, образованных при электролизе.[0913] The seals form a seal between the ion exchange membrane and the electrolytic cells. Specific examples of seals include picture frame-like rubber sheets in the center of which an opening is formed. The seals must be resistant to corrosive electrolyte solutions or generated gas and be functional for a long period of time. Thus, with regard to chemical resistance and hardness, vulcanized products and peroxide-crosslinked products of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM-rubber) and ethylene-propylene rubber (EPM-rubber) are usually used as seals. Alternatively, if necessary, seals can be used in which the area in contact with the liquid (the area in contact with the liquid) is coated with a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers (PFA). These seals may in each case have an opening that does not impede the flow of the electrolyte solution, and the shape of the opening is not particularly limited. For example, a seal in the form of a picture frame is attached by means of an adhesive or the like along the peripheral edge of each opening of the anode chamber frame constituting the anode compartment 10 or the cathode compartment frame constituting the cathode compartment 20. Then, for example, in the case where two electrolytic cells 1 are connected through an ion exchange membrane 2 (see Figure 104), each electrolytic cell 1 to which a seal is attached must be sealed by means of an ion exchange membrane 2. This seal can prevent electrolyte solution, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas from escaping from the electrolytic cells 1 and the like formed by electrolysis.

[0914] [Слоистое изделие][0914] [Laminated Product]

Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления используется как слоистое изделие с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, То есть, слоистое изделие в настоящем варианте осуществления содержит электрод для электролиза и новую мембрану. Новая мембрана конкретно не ограничивается при условии, что является отдельной от мембраны в существующем электролизере, и могут быть использованы разнообразные известные «мембраны». Материал, форма, физические свойства и тому подобное новой мембраны могут быть подобными свойствам мембраны в существующем электролизере. Ниже будут подробно описаны конкретные примеры электрода для электролиза и мембраны.The electrolysis electrode in the present embodiment is used as a laminated article with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane. That is, the laminated article in the present embodiment contains an electrolysis electrode and a new membrane. The new membrane is not particularly limited as long as it is separate from the membrane in the existing cell, and a variety of known "membranes" can be used. The material, shape, physical properties, and the like of the new membrane may be similar to those of the existing electrolyzer. Specific examples of the electrolysis electrode and membrane will be described in detail below.

[0915] (Этап (A))[0915] (Stage (A))

На этапе (А) по настоящему варианту осуществления электрод для электролиза и новую мембрану объединяют при температуре, при которой мембрана не расплавляется, с получением тем самым слоистого изделия.In step (A) of the present embodiment, the electrolysis electrode and the new membrane are combined at a temperature at which the membrane does not melt, thereby obtaining a laminated article.

«Температура, при которой мембрана не расплавляется» может быть идентифицирована как температура размягчения новой мембраны. Температура может варьироваться в зависимости от составляющего мембрану материала, но предпочтительно варьируется от 0 до 100°С, более предпочтительно от 5 до 80°С, еще более предпочтительно от 10 до 50°С.The “temperature at which the membrane does not melt” can be identified as the softening point of the new membrane. The temperature may vary depending on the material constituting the membrane, but preferably ranges from 0 to 100 ° C, more preferably from 5 to 80 ° C, even more preferably from 10 to 50 ° C.

Вышеописанное объединение предпочтительно выполняется при нормальном давлении.The above combination is preferably performed at normal pressure.

[0916] В качестве конкретного примера вышеуказанного объединения, которое конкретно не ограничивается, могут быть использованы способы всех типов, за исключением типичных способов плавления мембраны, таких как термокомпрессия. Одним предпочтительным примером является способ, в котором между упоминаемым ниже электродом для электролиза и мембраной размещают жидкость, и для объединения электрода и «мембраны» используется поверхностное натяжение жидкости.[0916] As a specific example of the above combination, which is not specifically limited, all types of methods can be used except for typical membrane melting methods such as thermal compression. One preferred example is a method in which a liquid is placed between the electrolysis electrode below and a membrane and the surface tension of the liquid is used to combine the electrode and the “membrane”.

[0917] [Этап (B)][0917] [Stage (B)]

На этапе (B) в настоящем варианте осуществления мембрану в существующем электролизере заменяют слоистым изделием после этапа (А). Способ замены конкретно не ограничивается, и его примеры включают способ, в котором сначала в существующем электролизере высвобождают смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, обеспечивая зазор между электролитической ячейкой и ионообменной мембраной, затем удаляют подлежащую обновлению существующую ионообменную мембрану, затем в зазор вставляют слоистое изделие и мембрану и опять соединяют с помощью прижимающего устройства. Посредством этого способа слоистое изделие может быть размещено на поверхности анода или катода существующего электролизера и могут быть восстановлены характеристики ионообменной мембраны и анода и/или катода.In step (B) in the present embodiment, the membrane in the existing electrolytic cell is replaced with a laminated body after step (A). The replacement method is not particularly limited, and examples thereof include a method in which first, in an existing electrolytic cell, adjacent electrolytic cells and an ion exchange membrane are released from a fixed state with a pressing device, providing a gap between the electrolytic cell and the ion exchange membrane, then the existing ion exchange membrane to be renewed is removed, the laminate and the membrane are then inserted into the gap and reattached by the pressing device. By this method, the laminated article can be placed on the anode or cathode surface of an existing cell and the characteristics of the ion exchange membrane and the anode and / or cathode can be restored.

[0918] [Электрод для электролиза][0918] [Electrolysis Electrode]

В настоящем варианте осуществления электрод для электролиза конкретно не ограничивается, пока электрод может быть объединен с новой мембраной, как указано выше, то есть быть пригодным к объединению. Электрод для электролиза может представлять собой электрод, который служит как катод в электролизе, или может быть электродом, который служит в качестве анода. Что касается материала, формы и тому подобного электрода для электролиза, могут быть надлежащим образом выбраны пригодные с учетом этапов (А) и (В), конфигурации электролизера и тому подобного в настоящем варианте осуществления. Ниже будут описаны предпочтительные аспекты электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления, но они являются только примерными аспектами, предпочтительными для объединения с новой мембраной. Могут быть надлежащим образом использованы иные электроды для электролиза, чем для указанных ниже аспектов.In the present embodiment, the electrode for electrolysis is not particularly limited as long as the electrode can be combined with a new membrane as above, that is, be suitable for integration. The electrolysis electrode can be an electrode that serves as a cathode in electrolysis, or it can be an electrode that serves as an anode. As for the material, shape, and the like of the electrolysis electrode, suitable ones can be appropriately selected in consideration of steps (A) and (B), the configuration of the electrolytic cell and the like in the present embodiment. Preferred aspects of the electrolysis electrode in the present embodiment will be described below, but they are only exemplary aspects preferable to be combined with the new membrane. Electrolysis electrodes other than the following aspects can be appropriately used.

[0919] Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления имеет силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, предпочтительно 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с питающим проводником (изношенным электродом и электродом, не имеющим каталитического покрытия) и тому подобным. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.[0919] The electrode for electrolysis in the present embodiment has a force applied per unit mass · unit area, preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ) , further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less with from the point of view of providing good workability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a supply conductor (a worn electrode and an electrode not having a catalytic coating) and the like. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.0 N / (mg cm 2) ) or less, even more preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

С позиции дополнительного улучшения производительности электролиза сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более, еще более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более. Еще более предпочтительно сила составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).From the viewpoint of further improving the electrolysis productivity, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more, even more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ) or more. Even more preferably, the force is 0.2 N / (mg · cm 2 ) or more from the viewpoint of further facilitating the handling of a large size (eg, 1.5 mx 2.5 m).

Вышеописанная прилагаемая сила может быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, описываемого ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода, среднего арифметического величины поверхностной шероховатости и тому подобного. Например, более конкретно, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает меньшую прилагаемую силу, а более низкий коэффициент открытой пористости приводит к большей прилагаемой силе.The above-described applied force may be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, the below-described open porosity ratio, electrode thickness, arithmetic mean of surface roughness, and the like. For example, more specifically, a higher open porosity ratio results in a lower applied force, and a lower open porosity ratio results in a higher applied force.

Масса в расчете на единицу площади предпочтительно составляет 48 мг/см2 или менее, более предпочтительно 30 мг/см2 или менее, еще более предпочтительно 20 мг/см2 или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и экономии, и, более того, предпочтительно составляет 15 мг/см2 или менее, по общим соображениям, включающим технологичность, прочность сцепления и экономичность. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, величину порядка 1 мг/см2.The mass per unit area is preferably 48 mg / cm 2 or less, more preferably 30 mg / cm 2 or less, even more preferably 20 mg / cm 2 or less from the standpoint of providing good processability and good adhesion to the membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a worn electrode, with a feed conductor not having a catalytic coating, and economy, and moreover, is preferably 15 mg / cm 2 or less, for general reasons including manufacturability, adhesion strength and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, on the order of 1 mg / cm 2 .

Вышеописанная масса на единицу площади может быть в пределах вышеописанного диапазона, например, в результате надлежащего регулирования описываемых ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает снижение массы на единицу площади, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высокой массе на единицу площади.The above-described mass per unit area may be within the above-described range, for example, by appropriately adjusting the below-described open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio results in a decrease in mass per unit area, and a lower open porosity ratio results in a higher mass per unit area.

[0920] Прилагаемая сила может быть измерена описываемыми ниже методами (i) или (ii), которые более подробно изложены в Примерах. Что касается прилагаемой силы, то значение, полученное путем измерения методом (i) (также называемое «прилагаемая сила (1)”»), и значение, полученное путем измерения методом (ii) (также называемое «прилагаемая сила (2)”»), могут быть одинаковыми или различными, и каждое из значений предпочтительно составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[0920] The applied force can be measured by methods (i) or (ii) described below, which are set out in more detail in the Examples. With regard to the applied force, the value obtained by measurement by method (i) (also called “applied force (1)” ") and the value obtained by measurement by method (ii) (also called" applied force (2) ”") , can be the same or different, and each of the values is preferably less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[0921] [Метод (i)][0921] [Method (i)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм), ионообменную мембрану, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм, подробности указанной здесь ионообменной мембраны описаны в Примерах), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляет от 0,5 до 0,8 мкм. Конкретный метод расчета среднего арифметического величины (Ra) поверхностной шероховатости является таким, как описано в Примерах.Nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with side 200 mm), ion-exchange membrane obtained by applying particles of inorganic material and a binder to both surfaces of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced (square with a side of 170 mm, the details of the ion exchange membrane specified here are described in the Examples), and a sample electrode (square with a side of 130 mm) is layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of a nickel plate after blasting is 0.5 to 0.8 μm. A specific method for calculating the arithmetic mean (Ra) of the surface roughness is as described in the Examples.

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и ионообменной мембраны и на массу ионообменной мембраны на участке перекрывания с образцом электрода для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (1) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the ion exchange membrane and by the mass of the ion exchange membrane in the area of overlapping with the electrode sample to calculate the applied force per unit mass · unit area (1) (N / (mg · cm 2 )).

[0922] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (1), полученная методом (i), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 0,2 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0922] The applied force per unit mass · unit area (1) obtained by method (i) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. The force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more in view of further improvement electrolysis productivity, and, moreover, more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ), even more preferably 0.2 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating handling of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m).

[0923] [Метод (ii)][0923] [Method (ii)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм, никелевая пластина подобна пластине в вышеуказанном методе (i)), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.A nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm, a nickel plate similar to the plate in the above method (i)), and an electrode sample (square with a side of 130 mm) is layered in this okay. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и никелевой пластины и на массу образца электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (2) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the nickel plate and by the weight of the electrode sample in the overlapping area with the nickel plate to calculate the applied force per unit mass · unit area (2) (N / (mg · cm 2 )).

[0924] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (2), полученная методом (ii), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Кроме того, сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[0924] The applied force per unit mass · unit area (2) obtained by method (ii) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. In addition, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more from the point in view of further improving the electrolysis productivity, and, moreover, is more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating the handling of a large size (for example, 1.5 m × 2.5 m).

[0925] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Толщина подложки электрода для электролиза (измеренная толщина) составляет, но конкретно не ограничивается, предпочтительно 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, еще более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, являясь пригодной к сворачиванию в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки и облегчающей проведение погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), и, в дополнение, еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.[0925] The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness) is, but is not particularly limited, preferably 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less, even more preferably 120 μm or less, even more preferably 100 μm or less from the point of view of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode ( feed conductor), which does not have a catalytic coating, being suitable for roll-up and satisfactory folding into folds and facilitates loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m), and, in addition, still more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0926] В настоящем варианте осуществления, чтобы объединить новую мембрану и электрод для электролиза, между ними предпочтительно размещают жидкость. В качестве жидкости может быть использована любая жидкость, такая как вода или органические растворители, при условии, что жидкость создает поверхностное натяжение. Чем выше поверхностное натяжение жидкости, тем больше сила, прилагаемая между новой мембраной и электродом для электролиза. Таким образом, предпочтительна жидкость, имеющая более высокое поверхностное натяжение. Примеры жидкости включают следующие (численное значение в скобках представляет собой поверхностное натяжение жидкости при 20°С):[0926] In the present embodiment, in order to combine the new membrane and the electrolysis electrode, a liquid is preferably interposed therebetween. Any liquid such as water or organic solvents can be used as the liquid, provided that the liquid creates surface tension. The higher the surface tension of the liquid, the greater the force applied between the new membrane and the electrolysis electrode. Thus, a liquid having a higher surface tension is preferred. Examples of liquid include the following (the numerical value in parentheses represents the surface tension of the liquid at 20 ° C):

гексан (20,44 мН/м), ацетон (23,30 мН/м), метанол (24,00 мН/м), этанол (24,05 мН/м), этиленгликоль (50,21 мН/м) и вода (72,76 мН/м).hexane (20.44 mN / m), acetone (23.30 mN / m), methanol (24.00 mN / m), ethanol (24.05 mN / m), ethylene glycol (50.21 mN / m) and water (72.76 mN / m).

Жидкость, имеющая высокое поверхностное натяжение, обеспечивает возможность объединения (с образованием слоистого изделия) новой мембраны и электрода для электролиза, облегчая тем самым обновление электрода. Жидкость между новой мембраной и электродом для электролиза может присутствовать в таком количестве, что оба из них сцепляются друг с другом под действием поверхностного натяжения. В результате этого, после помещения слоистого изделия в электролитическую ячейку, жидкость, если смешивается с раствором электролита, не влияет на сам электролиз ввиду небольшого количества жидкости.The liquid having a high surface tension allows the new membrane and the electrolysis electrode to be combined (to form a laminated article), thereby facilitating the renewal of the electrode. The liquid between the new membrane and the electrolysis electrode may be present in such an amount that both of them adhere to each other under the action of surface tension. As a result, after placing the layered article in the electrolytic cell, the liquid, if mixed with the electrolyte solution, does not affect the electrolysis itself due to the small amount of liquid.

С практической точки зрения, в качестве жидкости предпочтительно применяется жидкость, имеющая поверхностное натяжение от 24 мН/м до 80 мН/м, такая как этанол, этиленгликоль и вода. В особенности предпочтительной является вода или водный раствор щелочи, полученный растворением в воде каустической соды, гидроксида калия, гидроксида лития, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, карбоната натрия, карбоната калия или тому подобного. В альтернативном варианте поверхностное натяжение может быть скорректировано приведением этих жидкостей в контакт с поверхностно–активным веществом. Когда содержится поверхностно–активное вещество, прочность сцепления между новой мембраной и электродом для электролиза изменяется, позволяя настраивать технологичность. Поверхностно–активное вещество конкретно не ограничивается, и могут быть использованы как ионные поверхностно–активные вещества, так и неионные поверхностно–активные вещества.From a practical point of view, a liquid having a surface tension of 24 mN / m to 80 mN / m such as ethanol, ethylene glycol and water is preferably used as the liquid. Particularly preferred is water or an aqueous alkali solution obtained by dissolving caustic soda, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate, sodium carbonate, potassium carbonate or the like in water. Alternatively, the surface tension can be adjusted by bringing these fluids into contact with a surfactant. When a surfactant is contained, the bond strength between the new membrane and the electrolysis electrode changes, allowing for customization of workability. The surfactant is not particularly limited, and both ionic surfactants and nonionic surfactants can be used.

[0927] Доля, измеренная следующим методом (2) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 90% или более, более предпочтительно 92% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и дополнительно предпочтительно 95% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0927] The proportion measured by the following method (2) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 92% or more from the viewpoint of ensuring good workability and achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and additionally preferably 95% or more from the point of view of further facilitating loading and unloading at a large size (for example , size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[0928] [Метод (2)][0928] [Method (2)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 280 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 280 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0929] Доля, измеренная следующим методом (3) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 75% или более, более предпочтительно 80% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и для надлежащей пригодности к намотке в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки, и дополнительно предпочтительно составляет 90% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[0929] The proportion measured by the following method (3) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 75% or more, more preferably 80% or more from the viewpoint of ensuring good workability, achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and for proper roll-winding and satisfactory creasing, and is additionally preferably 90% or more from the point of view of additional facilitation of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (3)][Method (3)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned externally at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[0930] Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления имеет, но без ограничения этим, пористую структуру и коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности от 5 до 90% или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и предотвращения накопления газа, выделяющегося во время электролиза, хотя без конкретного ограничения этим. Коэффициент открытой пористости более предпочтительно составляет от 10 до 80% или менее, более предпочтительно от 20 до 75%.[0930] The electrode for electrolysis in the present embodiment has, but is not limited to, a porous structure and an open porosity ratio or void ratio of 5 to 90% or less in terms of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as ion exchange a membrane or microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and preventing the accumulation of gas evolved during electrolysis, although not specifically limited thereto. The open porosity ratio is more preferably 10 to 80% or less, more preferably 20 to 75%.

Коэффициент открытой пористости представляет собой долю участков просветов в расчете на единицу объема. Метод расчета может различаться в зависимости от того, рассматриваются ли участки просветов субмикронного размера или же рассматриваются только видимые просветы. В настоящем варианте осуществления объем V рассчитывали из значений измеренной толщины, ширины и длины электрода, и, кроме того, измеряли вес W, чтобы тем самым рассчитать коэффициент А открытой пористости по следующей формуле.The open porosity ratio is the fraction of the lumen areas per unit volume. The calculation method may differ depending on whether sub-micron-sized gaps are considered or only visible gaps are considered. In the present embodiment, the volume V was calculated from the values of the measured thickness, the width and the length of the electrode, and in addition, the weight W was measured to thereby calculate the open porosity coefficient A by the following formula.

A=(1–(W/(V×ρ))×100A = (1– (W / (V × ρ)) × 100

ρ представляет собой плотность материала электрода (г/см3). Например, ρ никеля составляет 8,908 г/см3, а ρ титана составляет 4,506 г/см3. Коэффициент открытой пористости надлежащим образом регулируется изменением площади перфорируемого металла на единицу площади в случае перфорированного металлического листа, изменением значений SW (короткого диаметра), LW (длинного диаметра), и подачи в случае просечно–вытяжного металлического листа, изменением линейных размеров диаметра металлического волокна и номера сита в случае сетки, изменением рисунка фоторезиста, применяемого в случае электроформования, изменением диаметра металлического волокна и плотности волокна в случае нетканого полотна, изменением пресс-формы для формования полостей в случае пористого металла или тому подобным образом.ρ is the density of the electrode material (g / cm 3 ). For example, the ρ of nickel is 8.908 g / cm 3 and the ρ of titanium is 4.506 g / cm 3 . The open porosity ratio is appropriately controlled by changing the area of perforated metal per unit area in the case of a perforated metal sheet, changing the values of SW (short diameter), LW (long diameter), and feed in the case of expanded metal sheet, changing the linear dimensions of the diameter of the metal fiber, and sieve numbers in the case of a mesh, a change in the photoresist pattern used in the case of electrospinning, a change in the diameter of the metal fiber and the density of the fiber in the case of a nonwoven fabric, a change in the mold for forming cavities in the case of a porous metal, or the like.

[0931] Здесь далее будет описан более конкретный вариант осуществления электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления.[0931] Hereinafter, a more specific embodiment of the electrode for electrolysis in the present embodiment will be described.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Слой катализатора может быть составлен множеством слоев, как показано ниже, или может иметь однослойную конфигурацию.The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The catalyst bed can be composed of multiple layers, as shown below, or can have a single layer configuration.

Как показано на Фигуре 108, электрод 100 для электролиза по настоящему варианту осуществления содержит подложку 10 электрода для электролиза и пару первых слоев 20, которыми покрыты обе поверхности подложки 10 электрода для электролиза. Первыми слоями 20 предпочтительно покрыта вся подложка 10 электрода для электролиза. По–видимому, это покрытие повышает каталитическую активность и долговечность электрода. Один первый слой 20 может быть наслоен только на одну поверхность подложки 10 электрода для электролиза.As shown in FIG. 108, the electrolysis electrode 100 of the present embodiment includes an electrolysis electrode substrate 10 and a pair of first layers 20 that cover both surfaces of the electrolysis electrode substrate 10. The first layers 20 preferably cover the entire electrode substrate 10 for electrolysis. Apparently, this coating increases the catalytic activity and durability of the electrode. One first layer 20 can only be laminated to one surface of the electrolysis electrode substrate 10.

Кроме того, как показано на Фигуре 108, поверхности первых слоев 20 могут быть покрыты вторыми слоями 30. Первые слои 20 предпочтительно покрыты вторыми слоями 30 целиком. В альтернативном варианте один второй слой 30 может быть наслоен только на одну поверхность первого слоя 20.In addition, as shown in Figure 108, the surfaces of the first layers 20 may be covered with the second layers 30. The first layers 20 are preferably covered with the second layers 30 in their entirety. Alternatively, one second layer 30 may be laminated to only one surface of the first layer 20.

[0932] (Подложка электрода для электролиза)[0932] (Electrode support for electrolysis)

В качестве подложки 10 электрода для электролиза могут быть использованы, например, никель, никелевые сплавы, нержавеющая сталь, и, кроме того, вентильные металлы, в том числе титан, хотя без ограничения этим. Подложка 10 предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).As the electrode substrate 10 for electrolysis, for example, nickel, nickel alloys, stainless steel, and, in addition, valve metals, including titanium, can be used, although not limited thereto. Substrate 10 preferably contains at least one element selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

Когда нержавеющая сталь применяется в водном растворе щелочи с высокой концентрацией, железо и хром вымываются и удельная электрическая проводимость составляет величину порядка одной десятой значения для никеля. С учетом вышеуказанного, в качестве подложки электрода для электролиза предпочтительной является подложка, содержащая никель (Ni).When stainless steel is used in an aqueous alkali solution of high concentration, iron and chromium are washed out and the electrical conductivity is in the order of one tenth that of nickel. In view of the above, as the electrode substrate for electrolysis, a substrate containing nickel (Ni) is preferable.

В альтернативном варианте, когда подложка 10 электрода для электролиза используется в солевом растворе с высокой концентрацией, близкой к насыщению, в атмосфере, в которой образуется газообразный хлор, материал подложки 10 электрода также предпочтительно представляет собой титан, имеющий высокую коррозионную стойкость.Alternatively, when the electrode substrate 10 for electrolysis is used in a brine with a high concentration close to saturation, in an atmosphere in which chlorine gas is generated, the material of the electrode substrate 10 is also preferably titanium having high corrosion resistance.

Форма подложки 10 электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и может быть выбрана форма, пригодная для данной цели. В качестве формы может быть применено любое из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей, и тому подобного. Из них предпочтительны перфорированный металлический лист или просечно–вытяжной металлический лист. Электроформование представляет собой способ получения тонкой металлической фольги, имеющей точно сформированный рисунок с использованием фотолитографии и электроосаждения в комбинации. Оно представляет собой способ, включающий формирование рисунка на подложке посредством фоторезиста, и электроосаждение участка, не защищенного резистом, с получением металлической тонкой пленки.The shape of the electrode substrate 10 for electrolysis is not particularly limited, and a shape suitable for this purpose can be selected. As the mold, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh, and the like can be used. Of these, perforated metal sheet or expanded metal sheet is preferable. Electrospinning is a method of producing a thin metal foil having a precisely shaped pattern using photolithography and electrodeposition in combination. It is a method involving patterning a substrate with a photoresist and electrodeposition of a portion not protected by the resist to form a metal thin film.

Что касается формы подложки электрода для электролиза, подходящая техническая характеристика зависит от расстояния между анодом и катодом в электролизере. В случае, где расстояние между анодом и катодом является конечным, может быть использована форма просечно–вытяжного металлического листа или перфорированного металлического листа, и в случае так называемого электролизера с нулевым зазором, в котором ионообменная мембрана находится в контакте с электродом, могут быть применены сформированная сплетением тонких металлических нитей тканая металлическая сетка, проволочная сетка, пористый металл, металлическое нетканое полотно, просечно–вытяжной металлический лист, перфорированный металлический лист, металлическая пористая фольга и тому подобное, хотя без ограничения этим.With regard to the shape of the electrode support for electrolysis, a suitable specification depends on the distance between the anode and the cathode in the electrolysis cell. In the case where the distance between the anode and the cathode is finite, the shape of an expanded metal sheet or a perforated metal sheet can be used, and in the case of a so-called zero-gap electrolyzer in which the ion exchange membrane is in contact with the electrode, a formed interlacing of fine metal filaments woven metal mesh, wire mesh, porous metal, metal nonwoven fabric, expanded metal sheet, perforated metal sheet, metal porous foil, and the like, although not limited thereto.

Примеры подложки 10 электрода для электролиза включают металлическую пористую фольгу, проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно–вытяжной металлический лист и пористый металл.Examples of the electrode substrate 10 for electrolysis include metal porous foil, wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, and porous metal.

В качестве материала пластины перед обработкой с образованием перфорированного металлического листа или просечно–вытяжного металлического листа, предпочтительны прокатанные пластинчатые материалы и электролитические фольги. Электролитическая фольга предпочтительно подвергается дополнительной обработке электроосаждением с использованием того же элемента, как ее базовый материал, в качестве дополнительной обработки, чтобы тем самым сформировать шероховатости на одной или обеих ее поверхностях.As the plate material before being processed to form a perforated metal sheet or expanded metal sheet, rolled plate materials and electrolytic foils are preferred. The electrolytic foil is preferably subjected to a further electrodeposition treatment using the same element as its base material as a further treatment to thereby form roughness on one or both of its surfaces.

Толщина подложки 10 электрода для электролиза, как упомянуто выше, предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 155 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее, и дополнительно еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.The thickness of the electrolysis electrode substrate 10 as mentioned above is preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, further preferably 155 µm or less, even more preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[0933] В подложке электрода для электролиза остаточное механическое напряжение во время обработки предпочтительно снимается отжигом подложки электрода для электролиза в окислительной атмосфере. Предпочтительно формировать шероховатости с использованием стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного на поверхности подложки электрода для электролиза с последующей кислотной обработкой для увеличения площади ее поверхности, чтобы улучшить прочность сцепления со слоем катализатора, которым покрывается поверхность. В альтернативном варианте предпочтительно проводить обработку электроосаждением с использованием того же элемента, что и подложка, для увеличения площади поверхности.[0933] In the electrolysis electrode substrate, residual stress during processing is preferably relieved by annealing the electrolysis electrode substrate in an oxidizing atmosphere. It is preferable to form roughness using a steel grid, an alumina grid or the like on the surface of the electrode substrate for electrolysis, followed by acid treatment to increase its surface area in order to improve adhesion to the catalyst layer that is coated on the surface. Alternatively, it is preferable to carry out the electrodeposition treatment using the same element as the substrate to increase the surface area.

[0934] Для приведения первого слоя 20 в плотный контакт с поверхностью подложки 10 электрода для электролиза, подложку 10 электрода для электролиза предпочтительно подвергают обработке для увеличения площади поверхности. Примеры обработки для увеличения площади поверхности включают струйную обработку с использованием рубленой проволоки, стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного, кислотную обработку с использованием серной кислоты или соляной кислоты и обработку электроосаждением с использованием того же элемента, как в подложке. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости на поверхности подложки конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0934] To bring the first layer 20 into intimate contact with the surface of the electrolysis electrode substrate 10, the electrolysis electrode substrate 10 is preferably subjected to a surface area increase treatment. Examples of surface area enhancing treatments include chopped wire blasting, steel grating, alumina grating or the like, acidizing using sulfuric acid or hydrochloric acid, and electrodeposition using the same element as in the substrate. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness on the surface of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.05 µm to 50 µm, more preferably 0.1 to 10 µm, even more preferably 0.1 to 8 µm.

[0935] Далее будет описан случай, где электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления используется в качестве анода для обычного электролиза соли.[0935] Next, a case will be described where the electrolysis electrode in the present embodiment is used as an anode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

На фигуре 108 первый слой 20 в качестве слоя катализатора содержит по меньшей мере один из оксидов рутения, оксидов иридия и оксидов титана. Примеры оксида рутения включают RuO2. Примеры оксида иридия включают IrO2. Примеры оксида титана включают TiO2. Первый слой 20 предпочтительно содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана или три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана. Это делает первый слой 20 более стабильным и дополнительно улучшает прочность сцепления со вторым слоем 30.In Figure 108, the first layer 20 contains at least one of ruthenium oxides, iridium oxides and titanium oxides as a catalyst layer. Examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Examples of iridium oxide include IrO 2 . Examples of titanium oxide include TiO 2 . The first layer 20 preferably contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, or three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide. This makes the first layer 20 more stable and further improves the adhesion to the second layer 30.

[0936] Когда первый слой 20 содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 1 до 9 молей, более предпочтительно от 1 до 4 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении двух оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0936] When the first layer 20 contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains from 1 to 9 moles, more preferably from 1 to 4 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20 With the compositional ratio of the two oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0937] Когда первый слой 20 содержит три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,2 до 3 молей, более предпочтительно от 0,3 до 2,5 молей оксида иридия в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. Первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,3 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 7 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении трех оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[0937] When the first layer 20 contains three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains 0.2 to 3 moles, more preferably 0.3 to 2.5 moles of iridium oxide per 1 mol of ruthenium oxide contained in the first layer 20. The first layer 20 preferably contains from 0.3 to 8 moles, more preferably from 1 to 7 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. With a compositional ratio of three oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[0938] Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере два из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана, эти оксиды предпочтительно образуют твердый раствор. Формирование твердого раствора оксидов позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.[0938] When the first layer 20 contains at least two of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, these oxides preferably form a solid solution. The formation of a solid solution of the oxides allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

[0939] В дополнение к вышеописанным составам могут быть применены оксиды различных составов при условии, что содержится по меньшей мере один оксид из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана. Например, в качестве первого слоя 20 может быть использовано оксидное покрытие, называемое DSA(R), которое содержит рутений, иридий, тантал, ниобий, титан, олово, кобальт, марганец, платину и тому подобное.[0939] In addition to the above-described compositions, oxides of various compositions can be used, provided that at least one of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide is contained. For example, an oxide coating called DSA (R), which contains ruthenium, iridium, tantalum, niobium, titanium, tin, cobalt, manganese, platinum, and the like, can be used as the first layer 20.

[0940] Первый слой 20 не обязательно должен представлять собой единственный слой и может включать множество слоев. Например, первый слой 20 может включать слой, содержащий три оксида, и слой, содержащий два оксида. Толщина первого слоя 20 предпочтительно составляет от 0,05 до 10 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[0940] The first layer 20 need not be a single layer and may include multiple layers. For example, the first layer 20 may include a three-oxide layer and a two-oxide layer. The thickness of the first layer 20 is preferably 0.05 to 10 µm, more preferably 0.1 to 8 µm.

[0941] (Второй слой)[0941] (Second layer)

Второй слой 30 предпочтительно содержит рутений и титан. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains ruthenium and titanium. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0942] Второй слой 30 предпочтительно содержит оксид палладия, твердый раствор оксида палладия и платины или сплав палладия и платины. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.[0942] The second layer 30 preferably contains palladium oxide, a solid solution of palladium and platinum oxide, or an alloy of palladium and platinum. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[0943] Более толстый второй слой 30 может поддерживать производительность электролиза в течение длительного периода времени, но с точки зрения экономичности толщина предпочтительно составляет от 0,05 до 3 мкм.[0943] The thicker second layer 30 can maintain the electrolysis performance for a long period of time, but from the standpoint of economy, the thickness is preferably 0.05 to 3 µm.

[0944] Далее будет описана ситуация, где электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления используется в качестве катода для обычного электролиза соли.[0944] Next, a situation will be described where the electrolysis electrode in the present embodiment is used as a cathode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

Примеры компонентов первого слоя 20 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 20 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 20 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы.The first layer 20 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, предпочтительно содержат по меньшей мере один металл платиновой группы из платины, палладия, родия, рутения и иридия.When the first layer 20 contains at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides and alloys containing a platinum group metal, platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum metal containing alloys the groups preferably contain at least one platinum group metal from platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium.

В качестве металла платиновой группы предпочтительно содержится платина.The platinum group metal is preferably platinum.

В качестве оксида металла платиновой группы предпочтительно содержится оксид рутения.As the oxide of the platinum group metal, ruthenium oxide is preferably contained.

В качестве гидроксида металла платиновой группы предпочтительно содержится гидроксид рутения.As the hydroxide of the platinum group metal, ruthenium hydroxide is preferably contained.

В качестве сплава металлов платиновой группы предпочтительно содержится сплав платины с никелем, железом и кобальтом.As an alloy of platinum group metals, an alloy of platinum with nickel, iron and cobalt is preferably included.

Кроме того, при необходимости, в качестве второго компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид лантаноидного элемента. Это позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.In addition, if necessary, an oxide or hydroxide of a lanthanide element is preferably contained as the second component. This allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

В качестве оксида или гидроксида лантаноидного элемента предпочтительно содержится по меньшей мере один, выбранный из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия и диспрозия.As the oxide or hydroxide of the lanthanide element, preferably at least one selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium and dysprosium is contained.

Кроме того, при необходимости, в качестве третьего компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид переходного металла.In addition, if necessary, a transition metal oxide or hydroxide is preferably contained as the third component.

Добавление третьего компонента позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать более превосходную стойкость и снижать напряжение электролиза.The addition of the third component allows the electrolysis electrode 100 to exhibit superior resistance and lower electrolysis voltage.

Примеры предпочтительной комбинации включают только рутений, рутений+никель, рутений+церий, рутений+лантан, рутений+лантан+платина, рутений+лантан+палладий, рутений+празеодим, рутений+празеодим+платина, рутений+празеодим+платина+палладий, рутений+неодим, рутений+неодим+платина, рутений+неодим+марганец, рутений+неодим+железо, рутений+неодим+кобальт, рутений+неодим+цинк, рутений+неодим+галлий, рутений+неодим+сера, рутений+неодим+свинец, рутений+неодим+никель, рутений+неодим+медь, рутений+самарий, рутений+самарий+марганец, рутений+самарий+железо, рутений+самарий+кобальт, рутений+самарий+цинк, рутений+самарий+галлий, рутений+самарий+сера, рутений+самарий+свинец, рутений+самарий+никель, платина+церий, платина+палладий+церий, платина+палладий+лантан+церий, платина+иридий, платина+палладий, платина+иридий+палладий, платина+никель+палладий, платина+никель+рутений, сплавы платины и никеля, сплавы платины и кобальта и сплавы платины и железа.Examples of a preferred combination include only ruthenium, ruthenium + nickel, ruthenium + cerium, ruthenium + lanthanum, ruthenium + lanthanum + platinum, ruthenium + lanthanum + palladium, ruthenium + praseodymium, ruthenium + praseodymium + platinum, ruthenium + praseodymium + platinum + palladium, ruthenium + neodymium, ruthenium + neodymium + platinum, ruthenium + neodymium + manganese, ruthenium + neodymium + iron, ruthenium + neodymium + cobalt, ruthenium + neodymium + zinc, ruthenium + neodymium + gallium, ruthenium + neodymium + sulfur, ruthenium + neodymium + lead , ruthenium + neodymium + nickel, ruthenium + neodymium + copper, ruthenium + samarium, ruthenium + samarium + manganese, ruthenium + samarium + iron, ruthenium + samarium + cobalt, ruthenium + samarium + zinc, ruthenium + samarium + gallium, ruthenium + samarium + sulfur, ruthenium + samarium + lead, ruthenium + samarium + nickel, platinum + cerium, platinum + palladium + cerium, platinum + palladium + lanthanum + cerium, platinum + iridium, platinum + palladium, platinum + iridium + palladium, platinum + nickel + palladium, platinum + nickel + ruthenium, platinum and nickel alloys, platinum and cobalt alloys and platinum and iron alloys.

Когда металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, не содержатся, основным компонентом катализатора предпочтительно является элемент никель.When platinum-group metals, platinum-group metal oxides, platinum-group metal hydroxides, and platinum-group metal-containing alloys are not contained, the main component of the catalyst is preferably the element nickel.

Предпочтительно содержится по меньшей мере один из металлического никеля, оксидов и гидроксидов никеля.Preferably, at least one of nickel metal, nickel oxides and hydroxides is contained.

В качестве второго компонента может быть добавлен переходный металл. В качестве второго добавляемого компонента предпочтительно содержится по меньшей мере один элемент из титана, олова, молибдена, кобальта, марганца, железа, серы, цинка, меди и углерода.A transition metal can be added as a second component. As the second added component, at least one of titanium, tin, molybdenum, cobalt, manganese, iron, sulfur, zinc, copper and carbon is preferably contained.

Примеры предпочтительной комбинации включают никель+олово, никель+титан, никель+молибден и никель+кобальт.Examples of a preferred combination include nickel + tin, nickel + titanium, nickel + molybdenum, and nickel + cobalt.

При необходимости между первым слоем 20 и подложкой 10 электрода для электролиза может быть размещен промежуточный слой. Размещением промежуточного слоя может быть улучшена стойкость электрода 100 для электролиза.If necessary, an intermediate layer may be disposed between the first layer 20 and the electrolysis electrode substrate 10. By placing the intermediate layer, the resistance of the electrolysis electrode 100 can be improved.

В качестве промежуточного слоя предпочтительны такие, которые имеют сродство как к первому слою 20, так и к подложке 10 электрода для электролиза. В качестве промежуточного слоя предпочтительны оксиды никеля, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы и гидроксиды металлов платиновой группы. Промежуточный слой может быть сформирован нанесением и обжигом раствора, содержащего компонент, который образует промежуточный слой. В альтернативном варианте также может быть сформирован поверхностный оксидный слой подверганием подложки термической обработке при температуре от 300 до 600°С в воздушной атмосфере. Кроме того, этот слой может быть сформирован известным способом, таким как способ термического напыления и способ ионного осаждения.Preferred as the intermediate layer are those which have an affinity for both the first layer 20 and the electrode substrate 10 for electrolysis. As the intermediate layer, preferred are nickel oxides, platinum group metals, platinum group metal oxides and platinum group metal hydroxides. The intermediate layer can be formed by applying and firing a solution containing the component that forms the intermediate layer. Alternatively, a surface oxide layer can also be formed by subjecting the substrate to heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. in an air atmosphere. In addition, this layer can be formed by a known method such as a thermal spraying method and an ionic deposition method.

[0945] (Второй слой)[0945] (Second layer)

Примеры компонентов первого слоя 30 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 30 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 30 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы. Примеры предпочтительной комбинации элементов, содержащихся во втором слое, включают комбинации, перечисленные для первого слоя. Комбинация первого слоя и второго слоя может представлять собой комбинацию, в которой составы являются одинаковыми, а композиционные соотношения являются различными, или может быть комбинацией различных составов.The first layer 30 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys. Examples of a preferred combination of elements contained in the second layer include those listed for the first layer. The combination of the first layer and the second layer can be a combination in which the compositions are the same and the compositional ratios are different, or it can be a combination of different compositions.

[0946] Что касается толщины слоя катализатора, общая толщина сформированного слоя катализатора и промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,01 мкм до 20 мкм. При толщине 0,01 мкм или более слой катализатора может в достаточной мере служить в качестве катализатора. При толщине 20 мкм или менее можно сформировать прочный слой катализатора, отделение которого от подложки маловероятно. Толщина более предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 15 мкм. Толщина более предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Еще более предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 8 мкм.[0946] With regard to the thickness of the catalyst layer, the total thickness of the formed catalyst layer and the intermediate layer is preferably 0.01 µm to 20 µm. With a thickness of 0.01 µm or more, the catalyst layer can sufficiently serve as a catalyst. With a thickness of 20 µm or less, a strong catalyst layer can be formed that is unlikely to separate from the support. The thickness is more preferably 0.05 µm to 15 µm. The thickness is more preferably 0.1 to 10 µm. Even more preferably, the thickness is 0.2 to 8 µm.

[0947] Толщина электрода, то есть совокупная толщина подложки электрода для электролиза и слоя катализатора, предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 138 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 135 мкм или менее, в отношении технологичности электрода. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных, как указано выше, соображений толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, еще более предпочтительно 115 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более, из практических соображений, более предпочтительно 20 мкм или более. Толщина электрода может быть определена измерением с помощью цифрового толщиномера (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Толщина подложки электрода для электролиза может быть измерена таким же образом, как в случае электрода. Толщина слоя катализатора может быть определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.[0947] The thickness of the electrode, that is, the combined thickness of the electrolysis electrode support and the catalyst layer, is preferably 315 µm or less, more preferably 220 µm or less, further preferably 170 µm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, even more preferably 138 µm or less, further even more preferably 135 µm or less, in terms of electrode workability. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for similar reasons as above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, even more preferably 115 µm or less, further more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. The thickness of the electrode can be determined by measuring with a digital thickness gauge (from Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm). The thickness of the substrate of the electrolysis electrode can be measured in the same manner as in the case of the electrode. The thickness of the catalyst layer can be determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode support from the thickness of the electrode.

[0948] В настоящем варианте осуществления электрод для электролиза предпочтительно содержит по меньшей мере один каталитический компонент, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb и Dy, с позиции достижения достаточной производительности электролиза.[0948] In the present embodiment, the electrode for electrolysis preferably contains at least one catalyst component selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni , Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La , Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy, from the standpoint of achieving sufficient electrolysis performance.

[0949] В настоящем варианте осуществления, из тех соображений, что электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если представляет собой электрод, имеющий широкий диапазон упругой деформации, может обеспечивать лучшую технологичность, и имеет лучшую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, толщина электрода для электролиза предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, еще более предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 138 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных вышеуказанным соображений, толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, дополнительно предпочтительно 115 мкм или менее, еще более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более по практическим соображениям, более предпочтительно 20 мкм или более. В настоящем варианте осуществления «имеющий широкий диапазон упругой деформации» означает, что, когда электрод для электролиза наматывают с образованием обмотки, маловероятно возникновение обусловленного намоткой коробления после выведения из намотанного состояния. Толщина электрода для электролиза, когда предусмотрен упоминаемый ниже слой катализатора, относится к совокупной толщине как подложки электрода для электролиза, так и слоя катализатора.[0949] In the present embodiment, from the considerations that the electrode for electrolysis of the present embodiment, if it is an electrode having a wide elastic deformation range, can provide better workability and has better adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or microporous membrane, with a worn electrode, with a supply conductor not having a catalytic coating, and the like, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably 315 μm or less, more preferably 220 μm or less, even more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, further still more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for reasons similar to the above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, further preferably 115 µm or less, even more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. In the present embodiment, “having a wide elastic range” means that when the electrolysis electrode is wound to form a winding, it is unlikely that winding-induced warping will occur after being released from the wound state. The thickness of the electrolysis electrode when the below-mentioned catalyst layer is provided refers to the total thickness of both the electrolysis electrode support and the catalyst layer.

[0950] (Способ изготовления электрода для электролиза)[0950] (Method for Manufacturing Electrolysis Electrode)

Далее будет подробно описан один вариант осуществления способа изготовления электрода 100 для электролиза.Next, one embodiment of a method for manufacturing an electrode 100 for electrolysis will be described in detail.

В настоящем варианте осуществления электрод 100 для электролиза может быть получен формированием первого слоя 20, предпочтительно второго слоя 30 на подложке электрода для электролиза таким способом, как обжиг пленки покрытия в атмосфере кислорода (пиролиз) или ионное осаждение, электроосаждение или термическое распыление. Способ получения по настоящему варианту осуществления, как упомянутый выше, может достигать высокой производительности формирования электрода 100 для электролиза. Более конкретно, слой катализатора формируют на подложке электрода для электролиза с помощью этапа нанесения, на котором наносят покровную жидкость, содержащую катализатор, этапа сушки, на котором высушивают покровную жидкости, и этапа пиролиза, на котором выполняют пиролиз. Под пиролизом здесь означается, что соль металла, которая должна быть прекурсором, разлагается путем нагревания на металл или оксид металла и газообразное вещество. Продукт разложения зависит от природы используемого металла, типа соли и атмосферы, в которой проводится пиролиз, и многие металлы имеют тенденцию образовывать оксиды в окислительной атмосфере. В промышленном процессе изготовления электрода пиролиз обычно выполняется на воздухе, и во многих случаях образуется оксид металла или гидроксид металла.In the present embodiment, the electrolysis electrode 100 can be obtained by forming a first layer 20, preferably a second layer 30 on the electrolysis electrode substrate by a method such as firing a coating film in an oxygen atmosphere (pyrolysis) or ion deposition, electrodeposition, or thermal sputtering. The production method of the present embodiment as mentioned above can achieve high formation productivity of the electrolysis electrode 100. More specifically, a catalyst layer is formed on the electrode support for electrolysis by an application step in which a coating liquid containing the catalyst is applied, a drying step in which the coating liquid is dried, and a pyrolysis step in which pyrolysis is performed. Pyrolysis here means that a metal salt, which is to be a precursor, decomposes by heating into a metal or metal oxide and a gaseous substance. The decomposition product depends on the nature of the metal used, the type of salt and the atmosphere in which the pyrolysis is carried out, and many metals tend to form oxides in an oxidizing atmosphere. In the industrial process for making an electrode, pyrolysis is usually performed in air and in many cases a metal oxide or metal hydroxide is formed.

[0951] (Формирование первого слоя анода)[0951] (Formation of the first layer of the anode)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворена по меньшей мере одна соль металла из рутения, иридия и титана (первая покровная жидкость), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание рутения, иридия и титана в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which at least one metal salt of ruthenium, iridium and titanium (first coating liquid) is dissolved on the electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The content of ruthenium, iridium and titanium in the first cover liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0952] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0952] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0953] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0953] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method of dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0954] (Этап сушки и этап пиролиза)[0954] (Drying step and pyrolysis step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0955] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0955] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0956] (Формирование второго слоя)[0956] (Formation of the second layer)

Второй слой 30, который формируют при необходимости, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия и соединение платины, или раствора, содержащего соединение рутения и соединение титана (второй покровной жидкости), на первый слой 20, и затем покровную жидкость подвергают пиролизу в присутствии кислорода.The second layer 30, which is formed if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound and a platinum compound or a solution containing a ruthenium compound and a titanium compound (second coating liquid) on the first layer 20, and then the coating liquid is subjected to pyrolysis in presence of oxygen.

[0957] (Формирование первого слоя катода способом пиролиза)[0957] (Formation of the first cathode layer by pyrolysis method)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворены соли металлов в различной комбинации (первой покровной жидкости), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание металла в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which metal salts in various combinations are dissolved (first coating liquid) on an electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The metal content in the first coating liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[0958] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[0958] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[0959] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[0959] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method of dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[0960] (Этап сушки и этап пиролиза)[0960] (Drying step and pyrolysis step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[0961] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[0961] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[0962] (Формирование промежуточного слоя)[0962] (Interlayer Formation)

Промежуточный слой, который формируют, если потребуется, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия или соединение платины (второй покровной жидкости), на подложку, и затем пиролизом покровной жидкости в присутствии кислорода. В альтернативном варианте промежуточный слой из оксида никеля может быть сформирован на поверхности подложки только нагреванием подложки, без нанесения на нее раствора.The intermediate layer, which is formed, if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound or a platinum compound (second coating liquid) to a substrate, and then pyrolysis of the coating liquid in the presence of oxygen. Alternatively, the nickel oxide intermediate layer can be formed on the surface of the substrate by heating the substrate only, without applying a solution thereto.

[0963] (Формирование первого слоя катода ионным осаждением)[0963] (Formation of the first cathode layer by ion deposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также ионным осаждением.The first layer 20 can also be formed by ion deposition.

Пример содержит способ, в котором подложку закрепляют в камере и мишень из металлического рутения облучают электронным пучком. Частицы испаренного металлического рутения положительно заряжаются в плазме в камере, осаждаясь на отрицательно заряженную подложку. Атмосфера плазмы представляет собой аргон и/или кислород, и рутений осаждается на подложку в виде оксида рутения.The example comprises a method in which a substrate is fixed in a chamber and a ruthenium metal target is irradiated with an electron beam. Particles of vaporized metallic ruthenium are positively charged in the plasma in the chamber, deposited on a negatively charged substrate. The plasma atmosphere is argon and / or oxygen and ruthenium is deposited on the substrate as ruthenium oxide.

[0964] (Формирование первого слоя катода электроосаждением)[0964] (Formation of the first layer of the cathode by electrodeposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также способом электроосаждения.The first layer 20 can also be formed by electrodeposition.

В качестве примера, когда подложка используется в качестве катода и подвергается нанесению электролитического покрытия в растворе электролита, содержащем никель и олово, может быть сформировано электролитическое покрытие из сплава никеля и олова.As an example, when the substrate is used as a cathode and is subjected to plating in an electrolyte solution containing nickel and tin, an electrolytic plating of a nickel-tin alloy can be formed.

[0965] (Формирование первого слоя катода термическим напылением)[0965] (Formation of the first layer of the cathode by thermal spraying)

Первый слой 20 может быть сформирован также термическим напылением.The first layer 20 can also be formed by thermal spraying.

В качестве примера, частицы распыленного плазмой на подложку оксида никеля могут образовывать слой катализатора, в котором смешаны металлический никель и оксид никеля.By way of example, nickel oxide particles sprayed by plasma onto a substrate may form a catalyst bed in which nickel metal and nickel oxide are mixed.

[0966] Далее будет подробно описана ионообменная мембрана согласно одному аспекту мембраны.[0966] Next, an ion exchange membrane according to one aspect of the membrane will be described in detail.

[Ионообменная мембрана][Ion exchange membrane]

Ионообменная мембрана конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть ламинирована с электродом для электролиза, и могут использоваться разнообразные ионообменные мембраны. В настоящем варианте осуществления предпочтительно применяется ионообменная мембрана, которая имеет тело мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слой покрытия, обеспеченный на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Предпочтительно, чтобы слой покрытия содержал частицы неорганического материала и связующее, и удельная площадь поверхности слоя покрытия составляла от 0,1 до 10 м2/г. В ионообменной мембране, имеющей такую структуру, влияние выделяющегося во время электролиза газа на производительность электролиза является небольшим и может демонстрироваться стабильная производительность электролиза.The ion exchange membrane is not particularly limited as long as the membrane can be laminated with an electrolysis electrode and a variety of ion exchange membranes can be used. In the present embodiment, an ion exchange membrane is preferably used which has a membrane body containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. It is preferable that the coating layer contains particles of inorganic material and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. In an ion exchange membrane having such a structure, the effect of gas evolved during electrolysis on the electrolysis performance is small, and stable electrolysis performance can be demonstrated.

Вышеописанная ионообменная мембрана из фторсодержащего полимера, в который введена ионообменная группа, содержит один из либо слоя сульфоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), либо слоя карбоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»). С точки зрения прочности и размерной стабильности предпочтительно дополнительно вводятся армирующие материалы сердцевины.The above-described fluoropolymer ion exchange membrane into which an ion exchange group has been introduced contains one of either a sulfonic acid layer having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), or a carboxylic acid layer having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented as —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”). From the point of view of strength and dimensional stability, it is preferable to additionally include core reinforcing materials.

Частицы неорганического материала и связующее будут подробно описаны ниже в разделе описания слоя покрытия.The inorganic material particles and the binder will be described in detail below in the coating layer description section.

[0967] Фигура 109 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий один вариант осуществления ионообменной мембраны. Ионообменная мембрана 1 имеет тело 10 мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слои 11а и 11b покрытия, сформированные на обеих поверхностях тела 10 мембраны.[0967] Figure 109 illustrates a schematic sectional view showing one embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 has a membrane body 10 containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11a and 11b formed on both surfaces of the membrane body 10.

[0968] В ионообменной мембране 1 тело 10 мембраны включает слой 3 сульфоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), и слой 2 карбоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»), и армирующие материалы сердцевины 4, повышающие прочность и размерную стабильность. Ионообменная мембрана 1, включающая слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, надлежащим образом используется в качестве анионообменной мембраны.[0968] In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), and a carboxylic acid layer 2, having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented by —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”), and core reinforcing materials 4 that increase strength and dimensional stability. An ion exchange membrane 1 including a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2 is suitably used as an anion exchange membrane.

[0969] Ионообменная мембрана может включать один из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты. Ионообменная мембрана не обязательно должна быть упрочнена армирующими материалами сердцевины, и порядок размещения армирующих материалов сердцевины не ограничивается примером на фигуре 109.[0969] The ion exchange membrane may include one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. The ion exchange membrane does not need to be reinforced with core reinforcing materials, and the order of placement of the core reinforcing materials is not limited to the example in FIG. 109.

[0970] (Тело мембраны)[0970] (Membrane Body)

Сначала будет описано тело 10 мембраны, составляющее ионообменную мембрану 1.First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 will be described.

Тело 10 мембраны должно быть таким, чтобы его функцией было обеспечение селективного проникновения катионов, и содержит углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу. Его конфигурация и материал конкретно не ограничиваются, и предпочтительные из них могут быть выбраны надлежащим образом.The body 10 of the membrane should be such that its function is to provide selective permeation of cations, and contains a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Its configuration and material are not particularly limited, and preferable ones can be appropriately selected.

[0971] Углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу в теле 10 мембраны, может быть получен из углеводородного полимера или фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом или тому подобным. Более конкретно, например, после того, как для получения прекурсора тела 10 мембраны используется полимер, содержащий основную цепь фторированного углеводорода, имеющего в качестве боковой цепи группу, преобразуемую в ионообменную группу гидролизом или тому подобным (прекурсор ионообменной группы), и перерабатываемый в расплаве (ниже в некоторых случаях называемый «фторсодержащим полимером (а)”»), тело 10 мембраны может быть получено преобразованием прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу.[0971] The hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from a hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis or the like. More specifically, for example, after a polymer containing a fluorinated hydrocarbon backbone having a side chain that is converted to an ion exchange group by hydrolysis or the like (ion exchange group precursor) is used to obtain a precursor of the membrane body 10, and melt-processable ( below in some cases referred to as "fluoropolymer (s)" ""), the membrane body 10 can be obtained by converting a precursor of an ion exchange group into an ion exchange group.

[0972] Фторсодержащий полимер (а) может быть получен, например, сополимеризацией по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей первой группы, и по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей второй группы и/или следующей третьей группы. Фторсодержащий полимер (а) также может быть получен гомополимеризацией одного мономера, выбранного из любой из следующей первой группы, следующей второй группы и следующей третьей группы.[0972] The fluorine-containing polymer (s) can be obtained, for example, by copolymerizing at least one monomer selected from the next first group and at least one monomer selected from the next second group and / or the next third group. The fluorine-containing polymer (s) can also be obtained by homopolymerizing one monomer selected from any of the next first group, the next second group, and the next third group.

[0973] Примеры мономеров первой группы включают винилфторидные соединения. Примеры винилфторидных соединений включают винилфторид, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, винилиденфторид, трифторэтилен, хлортрифторэтилен, и перфторалкилвиниловые простые эфиры. В частности, когда ионообменная мембрана используется в качестве мембраны для щелочного электролиза, винилфторидное соединение предпочтительно представляет собой перфторированный мономер, и предпочтителен перфторированный мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена, гексафторпропилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров.[0973] Examples of monomers of the first group include vinyl fluoride compounds. Examples of vinyl fluoride compounds include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ethers. In particular, when an ion exchange membrane is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluorinated monomer, and a perfluorinated monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and perfluoroalkyl vinyl ethers is preferred.

[0974] Примеры мономеров второй группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа карбоновой кислоты (группу карбоновой кислоты). Примеры виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу карбоновой кислоты, включают мономеры, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)s–O(CZF)t–COOR, в которой s представляет целое число от 0 до 2, t представляет целое число от 1 до 12, каждый из Y и Z независимо представляет F или CF3 и R представляет низшую алкильную группу (низшая алкильная группа представляет собой алкильную группу, имеющую, например, от 1 до 3 атомов углерода).[0974] Examples of monomers of the second group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the carboxylic acid type (carboxylic acid group). Examples of vinyl compounds having a functional group convertible to a carboxylic acid ion exchange group include monomers represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) s –O (CZF) t –COOR, in which s is an integer from 0 to 2, t is an integer from 1 to 12, each of Y and Z is independently F or CF 3 and R is a lower alkyl group (a lower alkyl group is an alkyl group having, for example, 1 to 3 carbon atoms).

[0975] Среди них предпочтительны соединения, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)n–O(CF2)m–COOR, в которой n представляет целое число от 0 до 2, m представляет целое число от 1 до 4, Y представляет F или CF3 и R представляет CH3, C2H5 или C3H7.[0975] Among them, preferred are compounds represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n —O (CF 2 ) m —COOR, in which n represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 4, Y is F or CF 3 and R is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 .

[0976] Когда ионообменная мембрана используется в качестве катионообменной мембраны для щелочного электролиза, перфторсоединение предпочтительно применяется по меньшей мере как мономер, но алкильная группа (смотри выше значения R) сложноэфирной группы теряется из полимера во время гидролиза, и поэтому алкильная группа (R) не обязательно должна быть перфторалкильной группой, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора.[0976] When an ion exchange membrane is used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, the perfluoro compound is preferably used at least as a monomer, but the alkyl group (see R values above) of the ester group is lost from the polymer during hydrolysis, and therefore the alkyl group (R) is not must necessarily be a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

[0977] Из вышеуказанных мономеров более предпочтительны представленные ниже мономеры в качестве мономеров второй группы:[0977] Of the above monomers, the following monomers are more preferred as monomers of the second group:

CF2=CFOCF2–CF(CF3)OCF2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 –CF (CF 3 ) OCF 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CF[OCF2–CF(CF3)]2O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CF [OCF 2 –CF (CF 3 )] 2 O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,

CF2=CFO(CF2)2COOCH3 иCF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 and

CF2=CFO(CF2)3COOCH3.CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .

[0978] Примеры мономеров третьей группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа сульфона (группу сульфоновой кислоты). В качестве виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу сульфоновой кислоты, предпочтительны, например, мономеры, представленные формулой CF2=CFO–X–CF2–SO2F, в которой X представляет перфторалкиленовую группу. Конкретные примеры их включают представленные ниже мономеры:[0978] Examples of monomers of the third group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the sulfone type (sulfonic acid group). As vinyl compounds having a functional group convertible to a sulfonic acid ion exchange group, for example, monomers represented by the formula CF 2 = CFO — X — CF 2 —SO 2 F in which X is a perfluoroalkylene group are preferred. Specific examples include the following monomers:

CF2=CFOCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CF(CF2)2SO2F,CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,

CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]2CF2CF2SO2F иCF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and

CF2=CFOCF2CF(CF2OCF3)OCF2CF2SO2F.CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[0979] Среди них более предпочтительными являются CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F.[0979] Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F are more preferable.

[0980] Сополимер, получаемый из этих мономеров, может быть образован способом полимеризации, разработанным для гомополимеризации и сополимеризации этиленфторида, в частности, общим способом полимеризации, применяемым для тетрафторэтилена. Например, в способе с использованием неводной среды реакция полимеризации может быть проведена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, таким как пероксид перфторуглерода или азосоединение, в условиях температуры от 0 до 200°С и давления от 0,1 до 20 МПа, с использованием инертного растворителя, такого как перфторуглеводород или хлорфторуглерод.[0980] The copolymer obtained from these monomers can be formed by a polymerization method designed for homopolymerization and copolymerization of ethylene fluoride, in particular, a general polymerization method used for tetrafluoroethylene. For example, in a method using a non-aqueous medium, the polymerization reaction can be carried out in the presence of a free radical polymerization initiator such as a perfluorocarbon peroxide or an azo compound, under conditions of a temperature of 0 to 200 ° C and a pressure of 0.1 to 20 MPa, using an inert solvent, such as a perfluorocarbon or a chlorofluorocarbon.

[0981] В вышеуказанной сополимеризации тип комбинации вышеуказанных мономеров и их пропорции конкретно не ограничиваются и определяются в зависимости от типа и количества функциональных групп, которые желательно ввести в получаемый фторсодержащий полимер. Например, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу карбоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы и второй группы и сополимеризироваться. В дополнение, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из первой группы и третьей группы и сополимеризироваться. Кроме того, когда получают фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты и группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один мономер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы, второй группы и третьей группы и сополимеризироваться. В этом случае целевой фторсодержащий полимер может быть получен также отдельным формированием сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и второй группы, и сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и третьей группы, и затем смешиванием этих сополимеров. Состав смеси мономеров конкретно не ограничивается, и когда количество функциональных групп на структурную единицу полимера возрастает, должна увеличиваться доля мономеров, выбранных из вышеописанных второй группы и третьей группы.[0981] In the above copolymerization, the type of combination of the above monomers and their proportions are not particularly limited and are determined depending on the type and amount of functional groups that it is desirable to introduce into the resulting fluorine-containing polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is produced, at least one polymer must be selected from each of the above-described first group and second group and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is prepared, at least one polymer must be selected from each of the first group and the third group, and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is produced, at least one monomer must be selected from each of the above-described first group, second group and third group and copolymerized. In this case, the target fluorine-containing polymer can also be obtained by separately forming a copolymer including monomers of the above-described first group and second group, and a copolymer including monomers of the above-described first group and third group, and then mixing these copolymers. The composition of the mixture of monomers is not particularly limited, and when the number of functional groups per structural unit of the polymer increases, the proportion of monomers selected from the above-described second group and third group must increase.

[0982] Общая ионообменная емкость фторсодержащего сополимера конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мг⋅экв/г, более предпочтительно от 0,6 до 1,5 мг⋅экв/г. Общая ионообменная емкость здесь относится к эквиваленту обменной группы на единицу веса сухой смолы и может быть измерена нейтрализационным титрованием или тому подобным.[0982] The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg⋅eq / g, more preferably 0.6 to 1.5 mg⋅eq / g. The total ion exchange capacity here refers to the equivalent of the exchange group per unit weight of dry resin and can be measured by neutralization titration or the like.

[0983] В теле 10 мембраны ионообменной мембраны 1 слой 3 сульфоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, и слой 2 карбоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, наслоены. Путем обеспечения тела 10 мембраны, имеющей такую конфигурацию слоев, может быть дополнительно улучшена селективная проницаемость для катионов, таких как ионы натрия.[0983] In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group are laminated. By providing the membrane body 10 having such a layer configuration, the selective permeability to cations such as sodium ions can be further improved.

[0984] Ионообменную мембрану 1 размещают в электролизере так, что, как правило, слой 3 сульфоновой кислоты находится на анодной стороне электролизера, и слой 2 карбоновой кислоты находится на катодной стороне электролизера.[0984] The ion exchange membrane 1 is disposed in the electrolytic cell so that generally the sulfonic acid layer 3 is on the anode side of the cell and the carboxylic acid layer 2 is on the cathode side of the cell.

[0985] Слой 3 сульфоновой кислоты предпочтительно состоит из материала, имеющего низкое электрическое сопротивление, и имеет большую толщину, чем слой 2 карбоновой кислоты, с точки зрения прочности мембраны. Толщина слоя 3 сульфоновой кислоты предпочтительно составляет величину, которая в 2–25 раз, более предпочтительно в 3–15 раз превышает толщину слоя 2 карбоновой кислоты.[0985] The sulfonic acid layer 3 is preferably composed of a material having a low electrical resistance and is thicker than the carboxylic acid layer 2 in terms of membrane strength. The thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times, more preferably 3 to 15 times the thickness of the carboxylic acid layer 2.

[0986] Слой 2 карбоновой кислоты предпочтительно имеет высокие характеристики эксклюзии анионов, даже если он имеет небольшую толщину. Характеристики эксклюзии анионов здесь относятся к характеристике затруднять внедрение и проникновение анионов в ионообменную мембрану 1 или сквозь нее. Чтобы повысить характеристики эксклюзии анионов, эффективным является размещение слоя карбоновой кислоты, имеющей небольшую ионообменную емкость сравнительно со слоем сульфоновой кислоты.[0986] The carboxylic acid layer 2 preferably has high anion exclusion characteristics, even if it is thin. The anion exclusion characteristics herein refer to the characteristic of hindering the incorporation and penetration of anions into or through the ion exchange membrane 1. In order to improve the anion exclusion characteristics, it is effective to place a carboxylic acid layer having a low ion exchange capacity compared to the sulfonic acid layer.

[0987] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 3 сульфоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F в качестве мономера третьей группы.[0987] As the fluorine-containing polymer for use in the sulfonic acid layer 3, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F is preferred as the third group monomer.

[0988] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 2 карбоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF2)O(CF2)2COOCH3 в качестве мономера второй группы.[0988] As the fluorine-containing polymer for use in the carboxylic acid layer 2, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 is preferred as the monomer of the second group.

[0989][0989]

(Слой покрытия)(Coating layer)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет слой покрытия на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Как показано на Фигуре 109, в ионообменной мембране 1 слои 11a и 11b покрытия сформированы на обеих поверхностях тела 10 мембраны.The ion exchange membrane preferably has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in Figure 109, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11a and 11b are formed on both surfaces of the membrane body 10.

Слои покрытия содержат частицы неорганического материала и связующее.The coating layers contain particles of inorganic material and a binder.

[0990] Средний размер частиц неорганического материала предпочтительно составляет 0,90 мкм или более. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 0,90 мкм или более, весьма значительно улучшается стойкость к примесям, в дополнение к присоединению газа. То есть увеличением среднего размера частиц неорганического материала, а также соблюдением величины вышеупомянутой удельной площади поверхности, может достигаться особенно заметный эффект. Предпочтительны неодинаковые частицы неорганического материала, насколько удовлетворяются вышеуказанные средний размер частиц и удельная площадь поверхности. Могут быть использованы частицы неорганического материала, полученные плавлением, и частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды. Предпочтительно применяются частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды.[0990] The average particle size of the inorganic material is preferably 0.90 µm or more. When the average particle size of the inorganic material is 0.90 µm or more, impurity resistance is greatly improved in addition to gas attachment. That is, by increasing the average particle size of the inorganic material as well as keeping the above-mentioned specific surface area, a particularly noticeable effect can be achieved. Uneven particles of inorganic material are preferred insofar as the above average particle size and specific surface area are satisfied. Melting inorganic material particles and raw ore milling inorganic material particles can be used. Preferably, particles of inorganic material obtained by milling raw ore are used.

[0991] Средний размер частиц неорганического материала может составлять 2 мкм или менее. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 2 мкм или менее, может быть предотвращено повреждение мембраны частицами неорганического материала. Средний размер частиц неорганического материала более предпочтительно составляет от 0,90 до 1,2 мкм.[0991] The average particle size of the inorganic material may be 2 µm or less. When the average particle size of the inorganic material is 2 µm or less, damage to the membrane by the inorganic material can be prevented. The average particle size of the inorganic material is more preferably 0.90 to 1.2 µm.

[0992] Здесь средний размер частиц может быть измерен анализатором размера частиц («SALD2200», фирмы SHIMADZU CORPORATION).[0992] Here, the average particle size can be measured by a particle size analyzer ("SALD2200", manufactured by SHIMADZU CORPORATION).

[0993] Частицы неорганического материала предпочтительно имеют неправильные формы. Такие формы дополнительно улучшают стойкость к примесям. Частицы неорганического материала предпочтительно имеют широкое распределение частиц по размерам.[0993] The particles of inorganic material are preferably irregular in shape. Such shapes further improve the resistance to impurities. The particles of inorganic material preferably have a wide particle size distribution.

[0994] Частицы неорганического материала предпочтительно содержат по меньшей мере один неорганический материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов элементов IV группы Периодической таблицы, нитридов элементов IV группы Периодической таблицы, и карбидов элементов IV группы Периодической таблицы. С позиции стойкости более предпочтительны частицы оксида циркония.[0994] The particles of inorganic material preferably contain at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the Periodic Table, nitrides of Group IV elements of the Periodic Table, and carbides of Group IV elements of the Periodic Table. From the standpoint of resistance, zirconium oxide particles are more preferable.

[0995] Частицы неорганического материала предпочтительно представляют собой частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды из частиц неорганического материала, или частицы неорганического материала в виде сферических частиц, имеющих равномерный диаметр, полученные очисткой расплава необогащенной руды из частиц неорганического материала.[0995] The inorganic material particles are preferably inorganic material particles obtained by grinding raw ore from inorganic material particles, or inorganic material particles in the form of spherical particles having a uniform diameter obtained by refining a raw ore melt from inorganic material particles.

[0996] Примеры средств для размалывания необогащенной руды включают, но конкретно не ограничиваются этим, шаровые мельницы, бисерные мельницы, коллоидные мельницы, конические истиратели, дисковые мельницы, бегуны, зерновые мельницы, молотковые мельницы, грануляторы, дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI), мельницы для измельчения кожи (Wiley mills), валковые мельницы и струйные мельницы. После измельчения частицы предпочтительно подвергают промыванию. В качестве способа промывания частицы предпочтительно обрабатывают кислотой. Эта обработка может уменьшать количество примесей, таких как железо, налипшее на поверхность частиц неорганического материала.[0996] Examples of means for grinding raw ore include, but are not specifically limited to, ball mills, bead mills, colloid mills, cone grinders, disc mills, runners, grain mills, hammer mills, granulators, vertical shaft impact crushers (VSI ), leather mills (Wiley mills), roller mills and jet mills. After grinding, the particles are preferably washed. As a washing method, the particles are preferably treated with an acid. This treatment can reduce the amount of impurities such as iron adhered to the surface of the inorganic material particles.

[0997] Слой покрытия предпочтительно содержит связующее. Связующее представляет собой компонент, который образует слои покрытия удерживанием частиц неорганического материала на поверхности ионообменной мембраны. Связующее предпочтительно содержит фторсодержащий полимер с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза.[0997] The coating layer preferably contains a binder. The binder is the component that forms the coating layers by retaining particles of inorganic material on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the standpoint of resistance to electrolyte solution and electrolysis products.

[0998] В качестве связующего более предпочтительным является фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты или группу сульфоновой кислоты, с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза и прочности сцепления с поверхностью ионообменной мембраны. Когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты (слой сульфоновой кислоты), фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, еще более предпочтительно используется в качестве связующего для слоя покрытия. В альтернативном варианте, когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты (слой карбоновой кислоты), в качестве связующего для слоя покрытия более предпочтительно применяется фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты.[0998] As a binder, a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable in terms of resistance to electrolyte solution and electrolysis products and adhesion strength to the surface of the ion exchange membrane. When the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group is even more preferably used as a binder for the coating layer. Alternatively, when the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group (carboxylic acid layer), a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group is more preferably used as a binder for the coating layer.

[0999] Содержание частиц неорганического материала в слое покрытия предпочтительно составляет от 40 до 90% по массе, более предпочтительно от 50 до 90% по массе. Содержание связующего предпочтительно составляет от 10 до 60% по массе, более предпочтительно от 10 до 50% по массе.[0999] The content of the particles of inorganic material in the coating layer is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 90% by mass. The content of the binder is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

[1000] Плотность распределения слоя покрытия в ионообменной мембране предпочтительно составляет от 0,05 до 2 мг на 1 см2. Когда ионообменная мембрана имеет выступы (шероховатости) на ее поверхности, плотность распределения слоя покрытия предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мг на 1 см2.[1000] The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . When the ion exchange membrane has ridges (roughness) on its surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per cm 2 .

[1001] В качестве способа изготовления слоя покрытия, который конкретно не ограничивается, может быть применен известный способ. Примером является способ, включающий нанесение распылением или тому подобным покровной жидкости, полученной диспергированием частиц неорганического материала в растворе, содержащем связующее.[1001] As a method for manufacturing the coating layer, which is not particularly limited, a known method can be applied. An example is a method comprising applying by spray or the like a coating liquid obtained by dispersing particles of an inorganic material in a solution containing a binder.

[1002] (Армирующие материалы сердцевины)[1002] (Core Reinforcement Materials)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет армирующие материалы сердцевины, размещенные внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has core reinforcing materials disposed within the membrane body.

[1003] Армирующие материалы сердцевины представляют собой элементы, которые повышают прочность и размерную стабильность ионообменной мембраны. Размещением армирующих материалов сердцевины внутри тела мембраны можно, в частности, контролировать расширение и сжатие ионообменной мембраны в желательном диапазоне. Такая ионообменная мембрана не расширяется или не сжимается больше, чем это необходимо, во время электролиза и тому подобного, и может сохранять превосходную размерную стабильность в течение длительного времени.[1003] Reinforcing materials of the core are elements that increase the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By placing the reinforcing materials of the core within the body of the membrane, it is possible, in particular, to control the expansion and contraction of the ion exchange membrane in the desired range. Such an ion exchange membrane does not expand or contract more than necessary during electrolysis and the like, and can maintain excellent dimensional stability for a long time.

[1004] Конфигурация армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и, например, армирующие материалы сердцевины могут быть сформированы сплетенными пряжами, называемыми армирующими пряжами. Армирующие пряжи здесь относятся к пряжам, которые представляют собой элементы, составляющие армирующие материалы сердцевины, могут обеспечивать желательную размерную стабильность и механическую прочность ионообменной мембраны и могут стабильно присутствовать в ионообменной мембране. Применением армирующих материалов сердцевины, полученных сплетением таких армирующих пряжей, ионообменной мембране могут быть приданы лучшие размерная стабильность и механическая прочность.[1004] The configuration of the core reinforcing materials is not particularly limited, and, for example, the core reinforcing materials may be formed by woven yarns called reinforcing yarns. Reinforcing yarns herein refer to yarns that constitute the constituent core reinforcing materials, can provide the desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can be stably present in the ion exchange membrane. By using core reinforcing materials obtained by weaving such reinforcing yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be imparted to the ion exchange membrane.

[1005] Материал армирующих материалов сердцевины и применяемых для этого армирующих пряжей конкретно не ограничивается, но предпочтительно представляет собой материал, устойчивый к кислотам, щелочам и т.д., и предпочтительным является волокно, включающее фторсодержащий полимер, поскольку требуются долговременная термостойкость и химическая стойкость.[1005] The material of the reinforcing materials of the core and the reinforcing yarns used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and a fiber including a fluorine-containing polymer is preferable since long-term heat resistance and chemical resistance are required. ...

[1006] Примеры фторсодержащего полимера, используемого в армирующих материалах сердцевины, включают политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена, сополимеры трифторхлорэтилена и этилена и винилиденфторидные полимеры (PVDF). Среди них предпочтительно используются волокна, включающие политетрафторэтилен, с позиции термостойкости и химической стойкости.[1006] Examples of the fluoropolymer used in the reinforcing materials of the core include polytetrafluoroethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), copolymers of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE), copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers PVDF). Among them, fibers including polytetrafluoroethylene are preferably used in terms of heat resistance and chemical resistance.

[1007] Диаметр армирующих пряжей, применяемых для армирующих материалов сердцевины, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 300 денье, более предпочтительно от 50 до 250 денье. Плотность переплетения (плотность полотна на единицу длины) предпочтительно составляет от 5 до 50/дюйм. Форма армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, например, используются тканое полотно, нетканое полотно и трикотаж, но предпочтительно в форме тканого полотна. Толщина применяемого тканого полотна предпочтительно составляет от 30 до 250 мкм, более предпочтительно от 30 до 150 мкм.[1007] The diameter of the reinforcing yarns used for the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weave density (web density per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The shape of the core reinforcing materials is not particularly limited, for example, woven fabric, non-woven fabric and knitted fabric are used, but preferably in the form of woven fabric. The thickness of the woven fabric used is preferably 30 to 250 µm, more preferably 30 to 150 µm.

[1008] В качестве тканого полотна или трикотажного полотна могут быть применены монофиламенты, мультифиламенты или пряжи из них, крученая пряжа с оборванными пряжами или тому подобное, и могут быть использованы способы плетения различных типов, такие как полотняное переплетение, перевивочное переплетение, вязаное переплетение, кордовое переплетение и жатый ситец (сирсакер).[1008] As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, twisted yarns with dangling yarns or the like can be used, and various types of weaving methods can be used such as plain weaving, leno weaving, knitted weaving, cord weave and crinkled chintz (seersucker).

[1009] Плетение и размещение армирующих материалов сердцевины в теле мембраны конкретно не ограничиваются, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом размера и формы ионообменной мембраны, желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий среды при применении и тому подобного.[1009] The braiding and placement of the core reinforcing materials in the membrane body are not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, physical properties desired for the ion exchange membrane, environmental conditions in use, and the like.

[1010] Например, армирующие материалы сердцевины могут быть размещены вдоль предварительно заданного направления тела мембраны, но с точки зрения размерной стабильности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного первого направления, и другие армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного второго направления, по существу перпендикулярного первому направлению. Размещением многочисленных армирующих материалов сердцевины по существу ортогонально внутри тела мембраны можно придать лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям. Например, предпочтительна конфигурация, в которой армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль продольного направления (основная пряжа), и армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль поперечного направления (уточная пряжа), сотканы на поверхностной стороне тела мембраны. Более предпочтительной является конфигурация в форме полотняного переплетения, выполненного и сплетенного путем позволения основной пряже и уточной пряже проходить попеременно друг над другом и друг под другом, перевивочного переплетения, в котором две основных прядями сплетены с уточными прядями со скручиванием, переплетения типа «рогожка», выполненного и сплетенного путем введения в две или более размещенных параллельно основных пряжей того же числа уточных пряжей, или тому подобного с позиции размерной стабильности, механической прочности и простоты изготовления.[1010] For example, the core reinforcing materials may be placed along a predetermined direction of the membrane body, but from a dimensional stability point of view, it is preferable that the core reinforcing materials are placed along the predetermined first direction and other core reinforcing materials are placed along the predetermined second direction along essentially perpendicular to the first direction. By placing multiple core reinforcement materials substantially orthogonal within the membrane body, better dimensional stability and mechanical strength in many directions can be imparted. For example, a configuration is preferable in which core reinforcing materials disposed along the longitudinal direction (warp yarns) and core reinforcing materials disposed along the transverse direction (weft yarns) are woven on the surface side of the membrane body. A more preferred configuration is a plain weave, made and woven by allowing the warp yarn and the weft yarn to pass alternately above and below each other, a leno weave in which the two warp strands are woven into the twist weft strands, a matting weave, made and woven by inserting the same number of weft yarns into two or more parallel warp yarns, or the like, from the standpoint of dimensional stability, mechanical strength and ease of manufacture.

[1011] В особенности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль обоих направлений, MD (продольного направления) и TD (поперечного направления) ионообменной мембраны. Иначе говоря, армирующие материалы сердцевины предпочтительно имеют полотняное переплетение в MD и TD. Здесь MD означает направление, в котором тело мембраны и разнообразные материалы сердцевины (например, армирующие материалы сердцевины, армирующие пряжи и описываемые позже расходуемые пряжи) перемещаются на описываемом позже этапе получения ионообменной мембраны (направление течения), и TD означает направление, по существу перпендикулярное MD. Пряжи, переплетенные вдоль MD, называются MD–пряжами, и пряжи, переплетенные вдоль TD, называются TD–пряжами. Обычно ионообменная мембрана, используемая для электролиза, является прямоугольной, и во многих случаях продольное направление представляет собой MD, и направление по ширине представляет собой TD. Переплетением армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой MD–пряжи, и армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой TD–пряжи, можно обеспечить лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям.[1011] It is particularly preferable that the core reinforcing materials are disposed along both directions MD (longitudinal direction) and TD (transverse direction) of the ion exchange membrane. In other words, the core reinforcing materials are preferably plain weave in MD and TD. Here, MD means the direction in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core materials, reinforcing yarns and consumable yarns described later) move in the later described stage of obtaining the ion exchange membrane (flow direction), and TD means a direction substantially perpendicular to MD ... The yarns weaved along the MD are called MD yarns, and the yarns weaved along the TD are called TD yarns. Typically, the ion exchange membrane used for electrolysis is rectangular, and in many cases, the longitudinal direction is MD and the width direction is TD. By weaving reinforcing core materials that are MD yarns and reinforcing core materials that are TD yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be achieved in many directions.

[1012] Интервал размещения армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий окружающей среды при применении и тому подобного.[1012] The placement range of the core reinforcing materials is not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the physical properties desired for the ion exchange membrane, the environmental conditions in use, and the like.

[1013] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 30% или более, более предпочтительно 50% или более и 90% или менее. Относительное отверстие предпочтительно составляет 30% или более с точки зрения электрохимических характеристик ионообменной мембраны, и предпочтительно 90% или менее с позиции механической прочности ионообменной мембраны.[1013] The opening ratio of the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The opening ratio is preferably 30% or more in terms of the electrochemical characteristics of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less in terms of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[1014] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины здесь относится к отношению (В/А) общей площади (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы (раствор электролита и содержащиеся в нем катионы (например, ионы натрия)), к площади (А) любой одной поверхности тела ионообменной мембраны. Общая площадь (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы, может иметь отношение к общим площадям областей, в которых в ионообменной мембране катионы, электролитический раствор и тому подобное, не задерживаются армирующими материалами сердцевины и тому подобными, содержащимися в ионообменной мембране.[1014] The opening ratio of the reinforcing materials of the core herein refers to the ratio (B / A) of the total surface area (B) through which substances such as ions (electrolyte solution and the cations (eg sodium ions) contained therein) can pass to area (A) of any one surface of the body of the ion-exchange membrane. The total surface area (B) through which substances such as ions can pass may refer to the total areas of regions in which cations, electrolyte solution and the like are not retained in the ion exchange membrane by the reinforcing materials of the core and the like contained in the ion exchange membrane. membrane.

[1015] Фигура 110 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану. Фигура 110, на которой часть ионообменной мембраны изображена увеличенной, показывает только конфигурацию армирующих материалов 21 и 22 сердцевины в этих областях, без показа других элементов.[1015] Figure 110 illustrates a schematic view for explaining the relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane. Figure 110, in which a portion of the ion exchange membrane is shown enlarged, shows only the configuration of the reinforcing materials 21 and 22 of the core in these regions, without showing other elements.

[1016] Вычитанием общей площади (С) армирующих материалов сердцевины из площади области, окруженной армирующими материалами 21 сердцевины, расположенными вдоль продольного направления, и армирующими материалами 22 сердцевины, расположенными вдоль поперечного направления, области, включающей площадь (А) армирующих материалов сердцевины, может быть получена общая площадь (В) областей, через которые могут проходить вещества, такие как ионы, в площади (А) вышеописанной области. То есть относительное отверстие может быть определено по следующей формуле (I):[1016] By subtracting the total area (C) of the core reinforcing materials from the area of the area surrounded by the core reinforcing materials 21 located along the longitudinal direction and the core reinforcing materials 22 located along the transverse direction, the area including the area (A) of the core reinforcing materials can the total area (B) of the regions through which substances such as ions can pass in the area (A) of the above-described region can be obtained. That is, the relative aperture can be determined by the following formula (I):

Относительное отверстие =(B)/(A)=((A)–(C))/(A) (I)Relative aperture = (B) / (A) = ((A) - (C)) / (A) (I)

[1017] Среди армирующих материалов сердцевины особенно предпочтительной формой является пленочная текстильная нить или высокоориентированные монофиламенты, включающие PTFE, с позиции химической стойкости и термостойкости. Более конкретно, более предпочтительны армирующие материалы сердцевины, формирующие полотняное переплетение, в котором используются пленочные текстильные пряжи с размером от 50 до 300 денье, полученные разрезанием включающего PTFE высокопрочного пористого листа на фрагменты в форме лент, или включающие PTFE высокоориентированные монофиламенты с размером от 50 до 300 денье, и которые имеют плотность переплетения от 10 до 50 нитей или монофиламентов на дюйм и имеют толщину в диапазоне от 50 до 100 мкм. Относительное отверстие ионообменной мембраны, включающей такие армирующие материалы сердцевины, более предпочтительно составляет 60% или более.[1017] Among the reinforcing materials of the core, a film textile thread or highly oriented monofilaments including PTFE are particularly preferred in terms of chemical resistance and heat resistance. More specifically, more preferred are plain weave core reinforcing materials that use 50 to 300 denier film textile yarns made by cutting a PTFE-containing high tenacity porous sheet into ribbon-shaped pieces, or comprising highly oriented PTFE monofilaments of 50 to 300 denier sizes. 300 denier, and which have a weave density of 10 to 50 threads or monofilaments per inch and have a thickness in the range of 50 to 100 microns. The opening ratio of the ion exchange membrane including such core reinforcing materials is more preferably 60% or more.

[1018] Примеры формы армирующих пряжей включают пряжи с круглым сечением и пленочные нити.[1018] Examples of the shape of the reinforcing yarns include round yarns and film threads.

[1019] (Сквозные отверстия)[1019] (Through Holes)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет сквозные отверстия внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has through holes within the membrane body.

[1020] Сквозные отверстия относятся к отверстиям, которые могут образовывать протоки для ионов, генерируемых при электролизе, и для раствора электролита. Сквозные отверстия, которые представляют собой трубчатые отверстия, сформированные внутри тела мембраны, образуются растворением описываемых ниже расходуемых материалов сердцевины (или расходуемых пряжей). Форма, диаметр или тому подобное сквозных отверстий могут регулироваться выбором формы или диаметра расходуемых материалов сердцевины (расходуемых пряжей).[1020] Through holes refer to holes that can form channels for ions generated during electrolysis and for an electrolyte solution. Through holes, which are tubular holes formed within the membrane body, are formed by dissolving the core consumables (or yarns) described below. The shape, diameter, or the like of the through holes can be controlled by selecting the shape or diameter of the core consumables (yarn consumables).

[1021] Формирование сквозных отверстий внутри ионообменной мембраны может обеспечивать подвижность раствора электролита при электролизе. Форма сквозных отверстий конкретно не ограничивается, но может представлять собой форму расходуемых материалов сердцевины, используемых для формирования сквозных отверстий в соответствии с описываемым ниже способом получения.[1021] The formation of through holes within the ion exchange membrane can provide mobility of the electrolyte solution during electrolysis. The shape of the through holes is not particularly limited, but may be the shape of the core consumable materials used to form the through holes according to the production method described below.

[1022] Сквозные отверстия предпочтительно формируются так, чтобы попеременно проходить на анодной стороне (стороне слоя сульфоновой кислоты) и катодной стороне (стороне слоя карбоновой кислоты) армирующих материалов сердцевины. При такой конструкции в области, в которой сквозные отверстия образованы на катодной стороне армирующих материалов сердцевины, ионы (например, ионы натрия), подводимые раствором электролита, которым заполнены сквозные отверстия, могут протекать также на катодную сторону армирующих материалов сердцевины. В результате этого поток катионов не прерывается, и тем самым возможно дополнительное снижение электрического сопротивления ионообменной мембраны.[1022] The through holes are preferably formed to alternately pass on the anode side (sulfonic acid layer side) and cathode side (carboxylic acid layer side) of the core reinforcing materials. With this arrangement, in the region in which the through holes are formed on the cathode side of the core reinforcing materials, ions (eg sodium ions) supplied by the electrolyte solution filling the through holes can also flow to the cathode side of the core reinforcing materials. As a result, the flow of cations is not interrupted, and thus an additional reduction in the electrical resistance of the ion-exchange membrane is possible.

[1023] Сквозные отверстия могут быть сформированы вдоль только одного предварительно заданного направления тела мембраны, составляющего ионообменную мембрану, но предпочтительно формируются как по продольному направлению, так и по поперечному направлению тела мембраны, с точки зрения проявления более стабильных характеристик электролиза.[1023] The through holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane, but are preferably formed along both the longitudinal direction and the transverse direction of the membrane body in view of exhibiting more stable electrolysis characteristics.

[1024] [Способ изготовления][1024] [Manufacturing Method]

Подходящий пример способа изготовления ионообменной мембраны включает способ, содержащий следующие этапы от (1) до (6):A suitable example of a method for manufacturing an ion exchange membrane includes a method comprising the following steps (1) to (6):

Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (1): a step of producing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (2): этап переплетения по меньшей мере множества армирующих материалов сердцевины, при необходимости, и расходуемых пряжей, имеющих свойство растворяться в кислоте или в щелочи и образовывать сквозные отверстия, с получением армирующего материала, в котором расходуемые пряжи размещаются между армирующими материалами сердцевины, будучи смежными друг с другом,Step (2): a step of weaving at least a plurality of core reinforcing materials, if necessary, and consumable yarns that dissolve in acid or alkali and form through holes, to obtain a reinforcing material in which the consumable yarns are interposed between the core reinforcing materials, being adjacent to each other,

Этап (3): этап преобразования в пленку вышеуказанного фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (3): a step of converting into a film the above fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (4): этап внедрения вышеуказанных армирующих материалов, при необходимости, в вышеуказанную пленку с получением тела мембраны, внутри которого размещаются армирующие материалы,Step (4): the step of introducing the above reinforcing materials, if necessary, into the above film to obtain a membrane body, inside which the reinforcing materials are placed,

Этап (5): этап гидролиза тела мембраны, полученного на этапе (4) (этап гидролиза) иStage (5): stage of hydrolysis of the membrane body obtained in stage (4) (stage of hydrolysis) and

Этап (6): этап создания слоя покрытия на теле мембраны, полученном на этапе (5) (этапе нанесения).Step (6): The step of creating a coating layer on the membrane body obtained in step (5) (application step).

[1025] Далее каждый из этапов будет описан подробно.[1025] Next, each of the steps will be described in detail.

[1026] Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера[1026] Step (1): the step of obtaining a fluoropolymer

На этапе (1) для получения фторсодержащего полимера используются исходные мономерные материалы, описанные выше в группах от первой до третьей. Для регулирования ионообменной емкости фторсодержащего полимера должен регулироваться состав смеси исходных мономерных материалов при получении образующего упомянутые слои фторсодержащего полимера.In step (1), the monomeric starting materials described above in groups one to three are used to prepare the fluoropolymer. To regulate the ion-exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the composition of the mixture of the starting monomer materials must be controlled during the production of the fluorine-containing polymer forming the said layers.

[1027] Этап (2): этап получения армирующих материалов[1027] Stage (2): the stage of obtaining reinforcement materials

Армирующий материал представляет собой тканое полотно, полученное переплетением армирующих пряжей, или тому подобного. Армирующий материал внедряется в мембрану с образованием тем самым армирующих материалов сердцевины. Когда формируется ионообменная мембрана, имеющая сквозные отверстия, в армирующий материал дополнительно вплетаются расходуемые пряжи. Количество содержащихся в этом случае расходуемых пряжей предпочтительно составляет от 10 до 80% по массе, более предпочтительно от 30 до 70% по массе в расчете на весь армирующий материал. Вплетение расходуемых пряжей также может предотвращать проскальзывание нитей армирующих материалов сердцевины.The reinforcing material is a woven fabric obtained by weaving reinforcing yarns or the like. The reinforcing material is embedded in the membrane to thereby form core reinforcing materials. When an ion-exchange membrane with through holes is formed, consumable yarns are additionally woven into the reinforcing material. The amount of consumable yarns contained in this case is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total reinforcing material. The weaving of the consumable yarns can also prevent slippage of the yarns of the core reinforcing materials.

[1028] В качестве расходуемых пряжей, которые растворяются на этапе получения мембраны или в среде электролиза, применяются вискоза, полиэтилентерефталат (PET), целлюлоза, полиамид и тому подобное. Также предпочтительны монофиламенты или мультифиламенты, имеющие толщину от 20 до 50 денье и включающие поливиниловый спирт и тому подобное.[1028] Viscose, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide and the like are used as the consumable yarns that are dissolved in the membrane production step or in the electrolysis environment. Also preferred are monofilaments or multifilaments having a thickness of 20 to 50 denier and including polyvinyl alcohol and the like.

[1029] На этапе (2) относительное отверстие, размещение сквозных отверстий и тому подобное могут регулироваться корректированием размещения армирующих материалов сердцевины и расходуемых пряжей.[1029] In step (2), the aperture ratio, the placement of the through holes, and the like can be controlled by adjusting the placement of the core reinforcing materials and the yarns consumed.

[1030] Этап (3): этап формирования пленки[1030] Step (3): Film forming step

На этапе (3) полученный на этапе (1) фторсодержащий полимер формуется в пленку с использованием экструдера. Пленка может иметь однослойную конфигурацию, двухслойную конфигурацию из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты, как упомянуто выше, или многослойную конфигурацию из трех или более слоев.In step (3), the fluoropolymer obtained in step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer configuration, a two layer configuration of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer as mentioned above, or a multilayer configuration of three or more layers.

[1031] Примеры способа формирования пленки включают следующие:[1031] Examples of the film forming method include the following:

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, формуют в пленки по отдельности; иa method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films; and

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, соэкструзируют с образованием композитной пленки.a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are coextruded to form a composite film.

[1032] Число каждой пленки может быть больше одного. Предпочтительна соэкструзия различных пленок ввиду их вклада в повышение прочности сцепления на поверхности раздела.[1032] The number of each tape can be more than one. Co-extrusion of different films is preferred because of their contribution to the increase in bond strength at the interface.

[1033] Этап (4): этап получения тела мембраны[1033] Step (4): the step of obtaining the membrane body

На этапе (4) полученный на этапе (2) армирующий материал внедряют в пленку, полученную на этапе (3), с образованием тела мембраны, содержащего армирующий материал.In step (4), the reinforcing material obtained in step (2) is embedded in the film obtained in step (3) to form a membrane body containing the reinforcing material.

[1034] Предпочтительные примеры способа формирования тела мембраны включают (i) способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты (например, карбоксилатную функциональную группу) (далее включающий это слой называется первым слоем), размещаемый на катодной стороне, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты (например, сульфонилфторидную функциональную группу) (далее включающий это слой называется вторым слоем), формуют в пленку способом соэкструзии, и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, армирующий материал и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления; и (ii) способ, в котором, в дополнение к композитной пленке из второго слоя/первого слоя, фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, заранее отдельно формуют в пленку (третий слой), и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, пленку третьего слоя, армирующие материалы сердцевины и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления.[1034] Preferred examples of a method for forming a membrane body include (i) a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group (e.g., a carboxylate functional group) (hereinafter referred to as a first layer) disposed on the cathode side and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group (for example, a sulfonyl fluoride functional group) (hereinafter, including this layer is called the second layer), is formed into a film by the method of coextrusion, and, if necessary, using a heat source and a vacuum source, a reinforcing material and a composite film from the second layer / the first layer is laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having numerous pores on their surface, and combined at a temperature at which each polymer melts while at the same time evacuating air from under each of the layers by means of reduced pressure ; and (ii) a method in which, in addition to the composite film of the second layer / first layer, a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group is separately preformed into a film (third layer), and optionally using a heat source and a source vacuum, the third layer film, the core reinforcing materials and the composite film from the second layer / first layer are laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer is melted while pumping air out from under each of the layers by means of reduced pressure.

[1035] Соэкструзия первого и второго слоя здесь содействует повышению прочности сцепления на поверхности раздела.[1035] Co-extrusion of the first and second layer here helps to increase the bond strength at the interface.

[1036] Способ, включающий объединение при пониженном давлении, характеризуется тем, что делает третий слой на армирующем материале толще, чем в способе нанесения под давлением на прессе. Кроме того, поскольку армирующий материал закрепляют на внутренней поверхности тела мембраны, способ обеспечивает достаточное сохранение механической прочности ионообменной мембраны.[1036] The method of combining under reduced pressure is characterized by making the third layer on the reinforcing material thicker than in the press-applied method. In addition, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane body, the method provides sufficient retention of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[1037] Варианты описанных здесь способов наслоения являются примерными, и соэкструзия может проводиться после того, как предпочтительная конфигурация наслоения (например, комбинация слоев) надлежащим образом выбрана с учетом желательных конфигураций слоев тела мембраны и физических свойств, и тому подобного.[1037] Embodiments of the layering methods described herein are exemplary, and coextrusion can be performed after a preferred layering configuration (eg, a combination of layers) is appropriately selected in consideration of the desired membrane body layer configurations and physical properties, and the like.

[1038] С целью дополнительного улучшения электрических характеристик ионообменной мембраны, также возможно дополнительное размещение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, между первым слоем и вторым слоем, или применение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, вместо второго слоя.[1038] In order to further improve the electrical characteristics of the ion exchange membrane, it is also possible to additionally place a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group between the first layer and the second layer, or the use of a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group instead of the second layer.

[1039] Способ формирования четвертого слоя может быть способом, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, получают по отдельности и затем смешивают, или может представлять собой способ, в котором проводят сополимеризацию мономера, имеющего прекурсор группы карбоновой кислоты, и мономера, имеющего прекурсор сульфоновой кислоты.[1039] The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group are separately prepared and then mixed, or it may be a method in which a monomer is copolymerized having a precursor of a carboxylic acid group; and a monomer having a sulfonic acid precursor.

[1040] Когда четвертый слой используют в качестве компонента ионообменной мембраны, формируют соэкструдированную пленку первого слоя и четвертого слоя, в дополнение к этому отдельно формуют в пленки третий слой и второй слой, и наслоение может быть выполнено вышеуказанным способом. В альтернативном варианте три слоя из первого слоя/четвертого слоя/второго слоя могут быть одновременно сформованы с образованием пленки способом соэкструзии.[1040] When the fourth layer is used as a component of the ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, in addition, the third layer and the second layer are separately formed into films, and the laminating can be performed in the above manner. Alternatively, three layers of the first layer / fourth layer / second layer can be coextruded simultaneously to form a film.

[1041] В этом случае направление, в котором вытекает экструдируемая пленка, представляет собой MD. Как упомянуто выше, можно сформировать тело мембраны, содержащее фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу на армирующем материале.[1041] In this case, the direction in which the extruded film flows out is MD. As mentioned above, it is possible to form a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group on the reinforcing material.

[1042] В дополнение, ионообменная мембрана предпочтительно имеет выступающие участки, составленные фторсодержащим полимером, имеющим группу сульфоновой кислоты, то есть выступы на стороне поверхности, составленной слоем сульфоновой кислоты. В качестве способа формирования таких выступов, который конкретно не ограничивается, также может быть применен известный способ, включающий формирование выступов на поверхности смолы. Конкретным примером способа является способ тиснения поверхности тела мембраны. Например, вышеуказанные выступы могут быть сформированы с использованием заранее вытисненной отделяемой прокладочной бумаги, когда объединяют вышеуказанную композитную пленку, армирующий материал и тому подобное. В случае, когда выступы сформированы тиснением, высота и плотность размещения выступов могут регулироваться формой переносимого рельефа (формой отделяемой прокладочной бумаги).[1042] In addition, the ion exchange membrane preferably has protrusions constituted by a fluoropolymer having a sulfonic acid group, that is, protrusions on the side of the surface constituted by the sulfonic acid layer. As a method for forming such protrusions, which is not particularly limited, a known method including forming protrusions on a resin surface can also be applied. A specific example of the method is a method for embossing the surface of a membrane body. For example, the aforementioned protrusions can be formed using the pre-embossed release paper when the above composite film, reinforcing material, and the like are combined. In the case where the protrusions are formed by embossing, the height and density of the protrusions can be controlled by the shape of the transferred relief (the shape of the release paper).

[1043] (5) Этап гидролиза[1043] (5) Hydrolysis step

На этапе (5) выполняется этап гидролиза полученного на этапе (4) тела мембраны для преобразования прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу (этап гидролиза).At step (5), the stage of hydrolysis of the membrane body obtained at stage (4) is performed to convert the precursor of the ion-exchange group into an ion-exchange group (stage of hydrolysis).

[1044] На этапе (5) также возможно формирование растворением отверстий в теле мембраны путем растворения и удаления расходуемых пряжей, введенных в тело мембраны, действием кислоты или щелочи. Расходуемые пряжи могут оставаться в сквозных отверстиях без полного растворения и удаления. Оставшиеся в сквозных отверстиях расходуемые пряжи могут быть растворены и удалены раствором электролита, когда ионообменная мембрана подвергается электролизу.[1044] In step (5), it is also possible to dissolve holes in the membrane body by dissolving and removing consumable yarns introduced into the membrane body by the action of an acid or alkali. The consumable yarns can remain in the through holes without being completely dissolved and removed. The consumable yarns remaining in the through holes can be dissolved and removed by the electrolyte solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

[1045] Расходуемая пряжа растворяется в кислоте или щелочи на этапе получения ионообменной мембраны или в среде проведения электролиза. Расходуемые пряжи вымываются с образованием тем самым сквозных отверстий в соответствующих местах.[1045] The consumable yarn is dissolved in acid or alkali during the ion exchange membrane preparation step or in the electrolysis environment. The consumable yarns are washed out, thereby forming the through-holes at the appropriate locations.

[1046] Этап (5) может быть выполнен погружением тела мембраны, полученного на этапе (4), в гидролизующий раствор, содержащий кислоту или щелочь. Примером гидролизующего раствора, который может быть использован, является смешанный раствор, содержащий KOH и диметилсульфоксид (DMSO).[1046] Step (5) may be performed by immersing the membrane body obtained in step (4) in a hydrolysis solution containing an acid or alkali. An example of a hydrolysis solution that can be used is a mixed solution containing KOH and dimethyl sulfoxide (DMSO).

[1047] Смешанный раствор предпочтительно содержит KOH с нормальной концентрацией от 2,5 до 4,0 и DMSO от 25 до 35% по массе.[1047] The mixed solution preferably contains KOH at normal concentration from 2.5 to 4.0 and DMSO from 25 to 35% by weight.

[1048] Температура при гидролизе предпочтительно составляет от 70 до 100°С. Чем выше температура, тем большей может быть кажущаяся толщина. Температура более предпочтительно составляет от 75 до 100°C.[1048] The temperature in the hydrolysis is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent thickness can be. The temperature is more preferably 75 to 100 ° C.

[1049] Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 10 до 120 минут. Чем дольше гидролиз, тем большей может быть кажущаяся толщина. Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 20 до 120 минут.[1049] The duration of the hydrolysis is preferably 10 to 120 minutes. The longer the hydrolysis takes, the greater the apparent thickness can be. The duration of the hydrolysis is preferably 20 to 120 minutes.

[1050] Теперь будет более подробно описан этап формирования сквозных отверстий вымыванием расходуемых пряжей. Фигуры 111(a) и (b) представляют схематические виды для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[1050] The step of forming the vias by washing out the sacrificial yarns will now be described in more detail. Figures 111 (a) and (b) are schematic views for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[1051] Фигуры 111(a) и (b) показывают армирующие пряжи 52, расходуемые пряжи 504а и сквозные отверстия 504, образованные только расходуемыми пряжами 504а, без иллюстрации других элементов, таких как тело мембраны.[1051] Figures 111 (a) and (b) show reinforcing yarns 52, sacrificial yarns 504a, and through holes 504 formed only by sacrificial yarns 504a, without illustrating other features such as a membrane body.

[1052] Сначала армирующие пряжи 52, которые должны составлять армирующие материалы сердцевины в ионообменной мембране, и расходуемые пряжи 504а для образования сквозных отверстий 504 в ионообменной мембране используются как переплетенные между собой армирующие материалы. Затем, на этапе (5), расходуемые пряжи 504а вымываются с образованием сквозных отверстий 504.[1052] First, the reinforcing yarns 52, which are to constitute the core reinforcing materials in the ion exchange membrane, and the consumable yarns 504a for forming the through holes 504 in the ion exchange membrane are used as interlaced reinforcing materials. Then, in step (5), the consumable yarns 504a are washed out to form the through holes 504.

[1053] Вышеуказанный способ является простым, поскольку способ взаимного переплетения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а может быть скорректирован в зависимости от порядка размещения армирующих материалов сердцевины и сквозных отверстий в теле ионообменной мембраны.[1053] The above method is simple because the method of interlacing reinforcing yarns 52 and consumable yarns 504a can be adjusted depending on the order of placement of the reinforcing materials of the core and through holes in the body of the ion exchange membrane.

[1054] Фигура 111(a) представляет пример образованного полотняным переплетением армирующего материала, в котором армирующие пряжи 52 и расходуемые пряжи 504а взаимно переплетены как вдоль продольного направления, так и вдоль поперечного направления в бумаге, и при необходимости порядок размещения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а в армирующем материале может быть изменен.[1054] Figure 111 (a) illustrates an example of a plain weave reinforcing material in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a are interlaced in both the longitudinal direction and the transverse direction in the paper, and optionally the order of placement of the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarn 504a in the reinforcing material can be changed.

[1055] (6) Этап нанесения[1055] (6) Application Phase

На этапе (6) может быть сформирован слой покрытия путем приготовления покровной жидкости, содержащей частицы неорганического материала, полученного размалыванием необогащенной руды или плавлением необогащенной руды, и связующего, нанесения покровной жидкости на поверхность ионообменной мембраны, полученной на этапе (5), и высушивания покровной жидкости.In step (6), a coating layer can be formed by preparing a coating liquid containing particles of inorganic material obtained by grinding raw ore or melting raw ore and a binder, applying a coating liquid to the surface of the ion exchange membrane obtained in step (5), and drying the coating liquids.

[1056] Предпочтительное связующее представляет собой связующее, полученное гидролизом фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, водным раствором, содержащим диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), и затем погружением полимера в соляную кислоту для замещения противоиона ионообменной группы ионом H+ (например, фторсодержащего полимера, имеющего карбоксильную группу или сульфогруппу). Тем самым полимер с большей вероятностью растворится в воде или этаноле, как упомянуто ниже, что предпочтительно.[1056] A preferred binder is a binder obtained by hydrolysis of a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersing the polymer in hydrochloric acid to replace the counter ion of the ion exchange group with H + ( for example, a fluorine-containing polymer having a carboxyl group or a sulfo group). Thus, the polymer is more likely to dissolve in water or ethanol, as mentioned below, which is preferred.

[1057] Этот связующее растворяется в смешанном растворе воды и этанола. Объемное соотношение между водой и этанолом предпочтительно составляет от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2. Частицы неорганического материала с помощью шаровой мельницы диспергируются в растворяющей жидкости с образованием тем самым покровной жидкости. В этом случае также возможно корректирование среднего размера частиц и тому подобного частиц регулированием продолжительности и скорости вращения во время диспергирования. Предпочтительное количество смешиваемых частиц неорганического материала и связующего является таким, как упомянуто выше.[1057] This binder is dissolved in a mixed solution of water and ethanol. The volume ratio between water and ethanol is preferably 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, even more preferably 2: 1 to 1: 2. The particles of inorganic material are dispersed in the dissolving liquid by means of a ball mill, thereby forming a coating liquid. In this case, it is also possible to correct the average particle size and the like of particles by adjusting the duration and speed of rotation during dispersion. The preferred amount of the mixed particles of inorganic material and binder is as mentioned above.

[1058] Концентрация частиц неорганического материала и связующего в покровной жидкости конкретно не ограничивается, но предпочтительной является легкоподвижная покровная жидкость. Это обеспечивает возможность равномерного нанесения на поверхность ионообменной мембраны.[1058] The concentration of the inorganic material particles and binder in the coating liquid is not particularly limited, but a free-flowing coating liquid is preferable. This makes it possible to uniformly apply the ion exchange membrane to the surface.

[1059] Кроме того, к дисперсии может быть добавлено поверхностно–активное вещество, когда диспергируются частицы неорганического материала. В качестве поверхностно–активного вещества предпочтительны неионные поверхностно–активные вещества, и их примеры включают HS–210, NS–210, P–210 и E–212 производства фирмы NOF CORPORATION.[1059] In addition, a surfactant may be added to the dispersion when particles of inorganic material are dispersed. As the surfactant, nonionic surfactants are preferred and examples include HS-210, NS-210, P-210 and E-212 from NOF CORPORATION.

[1060] Полученную покровную жидкость наносят на поверхность ионообменной мембраны способом нанесения распылением или нанесением покрытия валиком с образованием тем самым ионообменной мембраны.[1060] The obtained coating liquid is applied to the surface of the ion exchange membrane by a spray application or roller coating, thereby forming an ion exchange membrane.

[1061] [Микропористая мембрана][1061] [Microporous Membrane]

Микропористая мембрана по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть сформирована с образованием слоистого изделия с электродом для электролиза, как упомянуто выше. Могут быть использованы разнообразные микропористые мембраны.The microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited as long as the membrane can be formed to form an electrode laminated article for electrolysis as mentioned above. A variety of microporous membranes can be used.

Пористость микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается, но может составлять, например, от 20 до 90, и предпочтительно от 30 до 85. Вышеуказанная пористость может быть рассчитана по следующей формуле:The porosity of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 90, and preferably 30 to 85. The above porosity can be calculated by the following formula:

Пористость=(1–(вес мембраны в сухом состоянии)/(вес, рассчитанный по объему, рассчитанному по величинам толщины, ширины и длины мембраны, и плотности материала мембраны))×100Porosity = (1– (dry weight of the membrane) / (weight calculated from the volume, calculated from the values of the thickness, width and length of the membrane, and the density of the membrane material)) × 100

Средний размер пор в микропористой мембране по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 0,01 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 0,05 мкм до 5 мкм. Что касается среднего размера пор, то, например, мембрану разрезают вертикально по направлению толщины, и сечение обследуют методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE–SEM). Средний размер пор может быть получен измерением диаметра примерно 100 пор и усреднением результатов измерения.The average pore size in the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 0.01 µm to 10 µm, preferably 0.05 µm to 5 µm. With regard to the average pore size, for example, the membrane is cut vertically in the direction of thickness, and the cross section is examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The average pore size can be obtained by measuring the diameter of about 100 pores and averaging the results.

Толщина микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 600 мкм. Вышеуказанная толщина может быть измерена с использованием, например, микрометра (производства фирмы Mitutoyo Corporation) или тому подобного.The thickness of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 10 µm to 1000 µm, preferably 50 µm to 600 µm. The above thickness can be measured using, for example, a micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation) or the like.

Конкретные примеры микропористой мембраны, как вышеупомянутой, включают Zirfon Perl UTP 500 производства фирмы Agfa (также называемые в настоящем варианте осуществления мембраной Zirfon) и они описаны в Международной публикации № WO 2013–183584 и Международной публикации № WO 2016–203701.Specific examples of a microporous membrane as above include Zirfon Perl UTP 500 manufactured by Agfa (also referred to as a Zirfon membrane in this embodiment) and are described in International Publication No. WO 2013-183584 and International Publication No. WO 2016-203701.

[1062] В настоящем варианте осуществления мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей значение EW (ионообменной емкости), отличное от EW слоя первой ионообменной смолы. В дополнение, мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей иную функциональную группу, нежели функциональная группа в слое первой ионообменной смолы. Ионообменная емкость может быть скорректирована посредством введенной функциональной группы, и функциональные группы, которые могут быть введены, являются такими, как упомянуто выше.[1062] In the present embodiment, the membrane preferably comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having an EW (ion exchange capacity) value different from the EW of the first ion exchange resin layer. In addition, the membrane preferably contains a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having a different functional group than the functional group in the first ion exchange resin layer. The ion exchange capacity can be adjusted by the introduced functional group, and the functional groups that can be introduced are as mentioned above.

[1063] (Электролиз воды)[1063] (Water electrolysis)

Электролизер в настоящем варианте осуществления в качестве электролизера в случае электролиза воды имеет конфигурацию, в которой ионообменная мембрана в электролизере для применения в случае вышеуказанного обычного электролиза соли, заменяется на микропористую мембрану. Подаваемый исходный материал, который представляет собой воду, отличается от материала для электролизера в случае вышеупомянутого обычного электролиза соли. Что касается прочих компонентов, то детали, подобные компонентам электролизера в случае обычного электролиза соли, могут быть использованы также в электролизере для электролиза воды. Поскольку в случае обычного электролиза соли в анодной камере образуется газообразный хлор, в качестве материала анодной камеры применяется титан, но в случае электролиза воды в анодной камере выделяется только газообразный кислород. Таким образом, может быть применен материал, идентичный материалу катодной камеры. Одним примером его является никель. Для покрытия анода пригодно каталитическое покрытие для генерирования кислорода. Примеры каталитического покрытия включают металлы, оксиды и гидроксиды металлов платиновой группы и металлы из группы переходных металлов. Например, могут быть использованы такие элементы, как платина, иридий, палладий, рутений, никель, кобальт и железо.The electrolyzer in the present embodiment as an electrolysis cell in the case of water electrolysis has a configuration in which an ion exchange membrane in the electrolysis cell for use in the case of the above conventional salt electrolysis is replaced with a microporous membrane. The supplied raw material, which is water, is different from the material for the electrolytic cell in the case of the above-mentioned conventional salt electrolysis. As for other components, parts similar to those of the electrolysis cell in the case of conventional salt electrolysis can also be used in a water electrolysis cell. Since chlorine gas is generated in the anode chamber in conventional salt electrolysis, titanium is used as the anode chamber material, but in the case of water electrolysis, only oxygen gas is emitted in the anode chamber. Thus, a material identical to that of the cathode chamber can be used. Nickel is one example of this. A catalytic coating for generating oxygen is suitable for coating the anode. Examples of the catalytic coating include metals, oxides and hydroxides of platinum group metals and metals from the transition metal group. For example, elements such as platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, cobalt, and iron can be used.

[1064] <Седьмой вариант осуществления>[1064] <Seventh embodiment>

Здесь будет подробно описан седьмой вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на Фигуры 112–122.Here, a seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to Figures 112-122.

[1065] [Способ изготовления электролизера][1065] [Method of manufacturing an electrolytic cell]

Способ изготовления электролизера согласно первому аспекту (далее называемому просто «первым аспектом») седьмого варианта осуществления (далее в разделе <Седьмой вариант осуществления> называемому просто «настоящим вариантом осуществления») представляет собой способ формирования нового электролизера путем размещения слоистого изделия, включающего электрод для электролиза и новую мембрану, в существующем электролизере, включающем анод, катод, который находится напротив анода, мембрану, которая закреплена между анодом и катодом, и раму электролизера, которая поддерживает анод, катод и мембрану, причем способ включает этап (А) высвобождения мембраны из закрепленного состояния в раме электролизера, и этап (В) замены мембраны слоистым изделием после этапа (А).A method for manufacturing an electrolyzer according to a first aspect (hereinafter referred to simply as "first aspect") of a seventh embodiment (hereinafter in the section <Seventh Embodiment>, simply referred to as a "present embodiment") is a method of forming a new electrolyzer by placing a laminated article including an electrolysis electrode and a new membrane, in an existing electrolysis cell including an anode, a cathode that is opposite the anode, a membrane that is secured between the anode and cathode, and an electrolyzer frame that supports the anode, cathode and membrane, the method comprising the step (A) of releasing the membrane from the fixed conditions in the cell frame, and step (B) replacing the membrane with a laminated article after step (A).

Как описано выше, в соответствии со способом изготовления электролизера согласно первому аспекту, можно обновить электрод без удаления каждого компонента наружу из рамы электролизера, и можно улучшить эффективность работ во время обновления электрода в электролизере.As described above, according to the method for manufacturing an electrolytic cell according to the first aspect, it is possible to renew the electrode without removing each component to the outside of the cell frame, and the efficiency during the refurbishment of the electrode in the cell can be improved.

Способ изготовления электролизера согласно второму аспекту (ниже называемому просто «первым аспектом») настоящего варианта осуществления представляет собой способ формирования нового электролизера путем размещения электрода для электролиза в существующем электролизере, включающем анод, катод и мембрану, которая закреплена между анодом и катодом, и раму электролизера, которая поддерживает анод, катод и мембрану, причем способ включает этап (А) высвобождения мембраны из закрепленного состояния в раме электролизера, и этап (В') размещения электрода для электролиза между мембраной и анодом или катодом после этапа (А).A method for manufacturing an electrolysis cell according to a second aspect (hereinafter referred to simply as the “first aspect”) of the present embodiment is a method of forming a new electrolysis cell by placing an electrode for electrolysis in an existing electrolysis cell including an anode, a cathode and a membrane that is fixed between the anode and cathode and an electrolyzer frame which supports the anode, cathode and membrane, the method comprising the step (A) of releasing the membrane from a fixed state in the cell frame, and the step (B ') of placing an electrode for electrolysis between the membrane and the anode or cathode after step (A).

Как описано выше, также в соответствии со способом изготовления электролизера согласно второму аспекту, можно обновить электрод без удаления каждого компонента наружу из рамы электролизера и можно улучшить эффективность работ во время обновления электрода в электролизере.As described above, also in accordance with the method for manufacturing an electrolytic cell according to the second aspect, it is possible to renew the electrode without removing each component to the outside of the cell frame, and it is possible to improve the working efficiency during the renewal of the electrode in the cell.

Ниже, когда приводится ссылка на «способ изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления», подразумеваются способ изготовления электролизера согласно первому аспекту и способ изготовления электролизера согласно второму аспекту.Hereinafter, when reference is made to "a method for manufacturing an electrolytic cell according to the present embodiment," the method for manufacturing an electrolytic cell according to the first aspect and a method for manufacturing an electrolytic cell according to the second aspect are meant.

[1066] В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления существующий электролизер содержит анод, катод, который находится напротив анода, мембрану, которая размещена между анодом и катодом, и раму электролизера, которая поддерживает анод, катод и мембрану, как конструкционные элементы. Другими словами, существующий электролизер содержит электролитическую ячейку. Существующий электролизер конкретно не ограничивается при условии, что он содержит вышеописанные конструкционные элементы, и могут быть применены разнообразные известные конфигурации.[1066] In the method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment, an existing electrolyzer includes an anode, a cathode that is opposite the anode, a membrane that is disposed between the anode and cathode, and an electrolyzer frame that supports the anode, cathode, and membrane as structural members. In other words, the existing electrolyzer contains an electrolytic cell. The existing electrolytic cell is not particularly limited as long as it contains the above-described structural elements, and various known configurations can be applied.

[1067] В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления новый электролизер дополнительно содержит электрод для электролиза или слоистое изделие, в дополнение к элементу, который уже служил в качестве анода или катода в существующем электролизере. То есть, в первом аспекте и втором аспекте «электрод для электролиза», размещенный при формировании нового электролизера, служит в качестве анода или катода, и является отдельным от катода и анода в существующем электролизере. В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления, даже в случае, где эффективность анода и/или катода в электролизе ухудшилась в связи с работой существующего электролизера, размещение электрода для электролиза отдельно от них позволяет восстановить характеристики обновляемых анода и/или катода. В первом аспекте, в котором используется слоистое изделие, в комбинации с ним размещается новая ионообменная мембрана, и тем самым могут быть одновременно обновлены характеристики ионообменной мембраны, свойства которой ухудшились в связи с работой. Упоминаемое здесь «обновление характеристик» означает достижение характеристик, сравнимых с начальными характеристиками, которые имел существующий электролизер перед эксплуатацией, или характеристик, превышающих начальные характеристики.[1067] In the method for manufacturing an electrolysis cell of the present embodiment, the new electrolysis cell further comprises an electrolysis electrode or a laminated article, in addition to an element that has already served as an anode or cathode in the existing electrolysis cell. That is, in the first aspect and the second aspect, the "electrolysis electrode" disposed when forming a new electrolysis cell serves as an anode or cathode, and is separate from the cathode and anode in the existing electrolysis cell. In the method for manufacturing an electrolysis cell of the present embodiment, even in a case where the efficiency of the anode and / or cathode in electrolysis has deteriorated due to the operation of the existing electrolysis cell, placing the electrolysis electrode separately from them allows the anode and / or cathode to be refurbished. In the first aspect, in which the laminated article is used, a new ion exchange membrane is placed in combination with it, and thus the performance of the ion exchange membrane which has deteriorated due to operation can be simultaneously updated. As referred to herein, "performance upgrade" means achieving performance that is comparable to the original performance that the existing cell had before operation, or performance that exceeds the original performance.

[1068] В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления существующий электролизер рассматривается как «электролизер, который уже работал», а новый электролизер рассматривается как «электролизер, который еще не работал». То есть, как только электролизер, сформированный как новый электролизер, начинает эксплуатироваться, электролизер становится «существующим электролизером в настоящем варианте осуществления». Размещение электрода для электролиза или слоистого изделия в этом существующем электролизере создает «новый электролизер по настоящему варианту осуществления».[1068] In the method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment, an existing electrolytic cell is considered “an electrolyzer that was already in operation”, and a new electrolysis cell is considered a “electrolyzer that has not yet been operated”. That is, once the cell formed as a new cell starts to be used, the cell becomes the “existing cell in the present embodiment”. Placing an electrolysis electrode or laminated article in this existing electrolysis cell creates a “new electrolysis cell of the present embodiment”.

[1069] Далее будут подробно описаны случай выполнения обычного электролиза соли с использованием ионообменной мембраны как мембраны, принятой в качестве примера, и один вариант осуществления электролизера. В разделе <Седьмой вариант осуществления>, если не оговорено иное, «электролизер в настоящем варианте осуществления» предусматривает как «существующий электролизер в настоящем варианте осуществления», так и «новый электролизер по настоящему варианту осуществления».[1069] Next, a case of performing conventional salt electrolysis using an ion exchange membrane as an exemplary membrane and one embodiment of an electrolyser will be described in detail. In the section <Seventh Embodiment>, unless otherwise stated, “electrolytic cell in the present embodiment” includes both “an existing electrolytic cell in the present embodiment” and “a new electrolytic cell of the present embodiment”.

[1070] [Электролитическая ячейка][1070] [Electrolytic Cell]

Сначала будет описана электролитическая ячейка, которая может быть использована в качестве конструкционного элемента электролизера в настоящем варианте осуществления. Фигура 112 иллюстрирует вид в разрезе электролитической ячейки 1.First, an electrolytic cell that can be used as a structural member of an electrolytic cell in the present embodiment will be described. Figure 112 illustrates a cross-sectional view of an electrolytic cell 1.

Электролитическая ячейка 1 содержит анодную камеру 10, катодную камеру 20, разделительную перегородку 30, размещенную между анодной камерой 10 и катодной камерой 20, анод 11, размещенный в анодной камере 10, и катод 21, размещенный в катодной камере 20. При необходимости электролитическая ячейка 1 имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, и может включать поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере. Анод 11 и катод 21, входящие в состав электролитической ячейки 1, электрически соединены друг с другом. Другими словами, электролитическая ячейка 1 содержит следующую катодную конструкцию. Катодная конструкция 40 содержит катодную камеру 20, катод 21, размещенный в катодной камере 20, и поглотитель 18 обратного тока, размещенный в катодной камере 20, причем поглотитель 18 обратного тока имеет подложку 18а и поглощающий обратный ток слой 18b, сформированный на подложке 18а, как показано на Фигуре 116, а катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Кроме того, катодная камера 20 имеет токоотвод 23, держатель 24, поддерживающий токоотвод, и металлическое упругое тело 22. Металлическое упругое тело 22 размещен между токоотводом 23 и катодом 21. Держатель 24 размещен между токоотводом 23 и разделительной перегородкой 30. Токоотвод 23 электрически соединен с катодом 21 через металлическое упругое тело 22. Разделительная перегородка 30 электрически соединена с токоотводом 23 через держатель 24. Соответственно этому, разделительная перегородка 30, держатель 24, токоотвод 23, металлическое упругое тело 22 и катод 21 электрически соединены между собой. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b электрически соединены. Катод 21 и поглощающий обратный ток слой 18b могут быть соединены непосредственно или могут быть соединены косвенно через токоотвод, держатель, металлическое упругое тело, разделительную перегородку или тому подобным образом. Вся поверхность катода 21 предпочтительно покрыта слоем катализатора для реакции восстановления. Форма электрического соединения может быть формой, в которой разделительная перегородка 30 и держатель 24, держатель 24 и токоотвод 23, и токоотвод 23 и металлическое упругое тело 22 в каждом случае непосредственно присоединены друг к другу, и катод 21 наслоен на металлическое упругое тело 22. Примеры способа непосредственного присоединения этих конструкционных элементов друг к другу включают сварку и тому подобное. В альтернативном варианте поглотитель 18 обратного тока, катод 21 и токоотвод 23 могут совокупно называться катодной конструкцией 40.The electrolytic cell 1 contains an anode chamber 10, a cathode chamber 20, a dividing wall 30 located between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20, an anode 11 located in the anode chamber 10, and a cathode 21 located in the cathode chamber 20. If necessary, an electrolytic cell 1 has a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a, and may include a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber. The anode 11 and the cathode 21, which are part of the electrolytic cell 1, are electrically connected to each other. In other words, the electrolytic cell 1 contains the following cathode structure. The cathode structure 40 comprises a cathode chamber 20, a cathode 21 disposed in the cathode chamber 20, and a reverse current absorber 18 disposed in the cathode chamber 20, the reverse current absorber 18 having a substrate 18a and a reverse current absorbing layer 18b formed on the substrate 18a as shown in Figure 116, and the cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. In addition, the cathode chamber 20 has a current collector 23, a holder 24 supporting the current collector, and a metal elastic body 22. The metal elastic body 22 is placed between the current collector 23 and the cathode 21. The holder 24 is located between the current collector 23 and the partition 30. The current collector 23 is electrically connected to cathode 21 through the metal elastic body 22. The separating partition 30 is electrically connected to the current collector 23 through the holder 24. Accordingly, the separating partition 30, the holder 24, the current collector 23, the metal elastic body 22 and the cathode 21 are electrically connected to each other. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b are electrically connected. The cathode 21 and the reverse current absorbing layer 18b may be connected directly, or may be connected indirectly through a down conductor, a holder, a metal resilient body, a baffle, or the like. The entire surface of the cathode 21 is preferably coated with a catalyst layer for the reduction reaction. The form of the electrical connection may be a form in which the baffle 30 and the support 24, the support 24 and the collector 23 and the collector 23 and the metal resilient body 22 are in each case directly connected to each other, and the cathode 21 is laminated on the metal resilient body 22. Examples methods for directly attaching these structural elements to each other include welding and the like. Alternatively, the reverse current absorber 18, cathode 21, and current collector 23 may be collectively referred to as cathode structure 40.

[1071] Фигура 113 иллюстрирует вид в разрезе двух электролитических ячеек 1, которые смежны в электролизере 4. Фигура 114 показывает электролизер 4. Фигура 115 показывает этап сборки электролизера 4 (отличный от этапов (А)–(В) и этапов (А’)–(В’).[1071] Figure 113 illustrates a cross-sectional view of two electrolytic cells 1 that are adjacent in electrolytic cell 4. Figure 114 shows electrolytic cell 4. Figure 115 shows an assembly step for electrolytic cell 4 (other than steps (A) - (B) and steps (A ') -(IN').

[1072] Как показано на Фигуре 113, электролитическая ячейка 1, катионообменная мембрана 2 и электролитическая ячейка 1 размещены последовательно в указанном порядке. Ионообменная мембрана 2 размещается между анодной камерой одной электролитической ячейки 1 из двух электролитических ячеек, которые являются соседними в электролизере, и катодной камерой другой электролитической ячейки 1. То есть анодная камера 10 электролитической ячейки 1 и катодная камера 20 соседней с нею электролитической ячейки 1 разделены катионообменной мембраной 2. Как показано на Фигуре 114, электролизер 4 сформирован так, что множество электолитических ячеек 1, соединенные последовательно через ионообменную мембрану 2, поддерживаются рамой 8 электролизера. То есть электролизер 4 представляет собой биполярный электролизер, включающий множество размещенных последовательно электролитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2, в каждом случае размещенные между смежными электролитическими ячейками 1, и раму 8 электролизера, которая поддерживает ячейки 1 и мембраны 2. Как показано на Фигуре 115, электролизер 4 собирают размещением множества электролитических ячеек 1 в последовательном соединении через ионообменную мембрану 2 и связыванием ячеек посредством прижимающего устройства 5 в раме 8 электролизера. Рама электролизера конкретно не ограничивается, пока она способна поддерживать каждый элемент, а также связывать элементы, и могут быть использованы разнообразные известные конфигурации. Устройство для связывания каждой из мембран, находящихся в раме электролизера, конкретно не ограничивается, и его примеры включают гидравлические прессы и устройства, включающие тяговую штангу в качестве привода.[1072] As shown in Figure 113, the electrolytic cell 1, the cation exchange membrane 2, and the electrolytic cell 1 are arranged in series in this order. The ion exchange membrane 2 is placed between the anode chamber of one electrolytic cell 1 of two electrolytic cells that are adjacent in the electrolyzer and the cathode chamber of another electrolytic cell 1. That is, the anode chamber 10 of the electrolytic cell 1 and the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1 are separated by a cation exchange membrane 2. As shown in Figure 114, electrolytic cell 4 is formed such that a plurality of electrolytic cells 1 connected in series through an ion exchange membrane 2 are supported by an electrolytic cell frame 8. That is, the cell 4 is a bipolar cell including a plurality of electrolytic cells 1 in series and ion exchange membranes 2, in each case positioned between adjacent electrolytic cells 1, and an cell frame 8 that supports cells 1 and membranes 2. As shown in Figure 115, the electrolytic cell 4 is assembled by placing a plurality of electrolytic cells 1 in series connection through the ion exchange membrane 2 and binding the cells by means of a clamping device 5 in the frame 8 of the cell. The cell frame is not particularly limited as long as it is capable of supporting each cell as well as linking the cells, and a variety of known configurations can be used. The device for bonding each of the membranes contained in the cell frame is not particularly limited, and examples thereof include hydraulic presses and devices including a pull rod as a drive.

[1073] Электролизер 4 имеет анодный вывод 7 и катодный вывод 6, подключаемые к источнику электроснабжения. Анод 11 электролитической ячейки 1, размещенный на самом дальнем конце из множества последовательно соединенных электролитических ячеек 1 в электролизере 4, электрически соединен с анодным выводом 7. Катод 21 электролитической ячейки, находящейся на конце, противоположном относительно анодного вывода 7, среди множества электролитических ячеек 1, последовательно соединенных в электролизере 4, электрически соединен с катодным выводом 6. Электрический ток во время электролиза протекает со стороны анодного вывода 7 через анод и катод каждой электролитической ячейки 1 в сторону катодного вывода 6. У обоих концов связанных электролитических ячеек 1 может находиться электролитическая ячейка, имеющая только анодную камеру (ячейка анодного вывода), и электролитическая ячейка, имеющая только катодную камеру (ячейка катодного вывода). В этом случае анодный вывод 7 соединен с ячейкой анодного вывода, размещенной на одном конце, и катодный вывод 6 соединен с ячейкой катодного вывода, размещенной на другом конце.[1073] Electrolyzer 4 has an anode lead 7 and a cathode lead 6 that are connected to a power supply. An anode 11 of an electrolytic cell 1 located at the farthest end of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series in an electrolysis cell 4 is electrically connected to an anode terminal 7. A cathode 21 of an electrolytic cell located at an end opposite to the anode terminal 7 among the plurality of electrolytic cells 1, connected in series in the electrolytic cell 4, electrically connected to the cathode terminal 6. Electric current during electrolysis flows from the side of the anode terminal 7 through the anode and the cathode of each electrolytic cell 1 towards the cathode terminal 6. At both ends of the connected electrolytic cells 1 there may be an electrolytic cell, having only an anode chamber (anode outlet cell), and an electrolytic cell having only a cathode chamber (cathode outlet cell). In this case, the anode terminal 7 is connected to an anode terminal cell located at one end, and the cathode terminal 6 is connected to a cathode terminal cell located at the other end.

[1074] В случае электролиза рассола, рассол подается в каждую анодную камеру 10, и чистая вода или низкоконцентрированный водный раствор гидроксида натрия подается в каждую катодную камеру 20. Каждая жидкость подводится из трубы для подачи раствора электролита (на фигуре не показана) через шланг для подведения раствора электролита (на фигуре не показан) к каждой электролитической ячейке 1. Раствор электролита и продукты электролиза выводятся из трубы для выведения раствора электролита (на фигуре не показана). Во время электролиза ионы натрия в рассоле мигрируют из анодной камеры 10 одной электролитической ячейки 1 через ионообменную мембрану 2 в катодную камеру 20 соседней электролитической ячейки 1. Тем самым электрический ток во время электролиза протекает по направлению, по которому электролитические ячейки 1 последовательно соединены. То есть электрический ток протекает через катионообменную мембрану 2 из анодной камеры 10 в сторону катодной камеры 20. Когда рассол подвергается электролизу, на стороне анода 11 выделяется газообразный хлор, и на стороне катода 21 образуются гидроксид натрия (растворенный) и газообразный водород.[1074] In the case of brine electrolysis, brine is supplied to each anode chamber 10, and pure water or low-concentration aqueous sodium hydroxide solution is supplied to each cathode chamber 20. Each liquid is supplied from an electrolyte solution supply pipe (not shown) through a hose for supplying an electrolyte solution (not shown in the figure) to each electrolytic cell 1. The electrolyte solution and electrolysis products are removed from the pipe for removing the electrolyte solution (not shown in the figure). During electrolysis, sodium ions in the brine migrate from the anode chamber 10 of one electrolytic cell 1 through the ion exchange membrane 2 to the cathode chamber 20 of the adjacent electrolytic cell 1. Thus, the electric current during electrolysis flows in the direction in which the electrolytic cells 1 are connected in series. That is, an electric current flows through the cation exchange membrane 2 from the anode chamber 10 towards the cathode chamber 20. When the brine is electrolyzed, chlorine gas is generated on the anode 11 side, and sodium hydroxide (dissolved) and hydrogen gas are generated on the cathode 21 side.

[1075] (Анодная камера)[1075] (Anode chamber)

Анодная камера 10 имеет анод 11 или анодный питающий проводник 11. Здесь под питающим проводником означается изношенный электрод (то есть существующий электрод), электрод, не имеющий каталитического покрытия, и тому подобный. Когда электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на анодной стороне, 11 служит в качестве анода. Анодная камера 10 предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подает раствор электролита в анодную камеру 10, отражательную пластину, которая размещена над блоком подачи раствора электролита анодной стороны так, чтобы быть по существу параллельной или наклонной относительно разделительной перегородки 30, и газо–жидкостный сепаратор анодной стороны, размещенный над отражательной пластиной, для отделения газа от раствора электролита, включающего примешанный газ.The anode chamber 10 has an anode 11 or an anode supply conductor 11. Here, under the supply conductor is meant a worn electrode (ie, an existing electrode), an electrode not having a catalytic coating, and the like. When the electrolysis electrode in the present embodiment is inserted on the anode side, 11 serves as an anode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the anode side, 11 serves as an anode. The anode chamber 10 preferably has an anode-side electrolyte solution supply unit that supplies electrolyte solution to the anode chamber 10, a baffle plate that is positioned above the anode-side electrolyte solution supply unit so as to be substantially parallel or inclined with respect to the baffle 30, and a gas an anode-side liquid separator located above the baffle plate for separating gas from an electrolyte solution including an admixed gas.

[1076] (Анод)[1076] (Anode)

Когда электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления не вставлен на анодной стороне, анод 11 находится в раме анодной камеры 10 (то есть в анодной раме). В качестве анода 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R). DSA представляет собой электрод, включающий титановую подложку, поверхность которой покрыта оксидом, включающим рутений, иридий и титан, в качестве компонентов.When the electrode for electrolysis in the present embodiment is not inserted on the anode side, the anode 11 is in the frame of the anode chamber 10 (i.e., in the anode frame). As the anode 11, a metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used. DSA is an electrode including a titanium substrate, the surface of which is coated with an oxide including ruthenium, iridium and titanium as components.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[1077] (Анодный питающий проводник)[1077] (Anode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на анодной стороне, на раме анодной камеры 10 предусматривается анодный питающий проводник 11. В качестве анодного питающего проводника 11 может быть использован металлический электрод, такой как так называемый DSA(R), и также может быть применен титан, не имеющий каталитического покрытия. В альтернативном варианте также может быть использован DSA, имеющий более тонкое каталитическое покрытие. Кроме того, также может быть применен уже использованный анод.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the anode side, an anode supply conductor 11 is provided on the frame of the anode chamber 10. A metal electrode such as a so-called DSA (R) can be used as the anode supply conductor 11, and can also be used titanium without catalytic coating. Alternatively, a DSA having a thinner catalytic coating can also be used. In addition, an already used anode can also be used.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[1078] (Блок подачи раствора электролита анодной стороны)[1078] (Anode side electrolyte solution supply unit)

Блок подачи раствора электролита анодной стороны, который подводит раствор электролита к анодной камере 10, соединен с трубой для подачи раствора электролита. Блок подачи раствора электролита анодной стороны предпочтительно размещается под анодной камерой 10. В качестве блока подачи раствора электролита анодной стороны, например, может быть использована труба, на поверхности которой сформированы участки просветов (дисперсионная труба), и тому подобное. Такая труба более предпочтительно размещается вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки. Эта труба соединена с трубой для подачи раствора электролита (патрубком подачи жидкости), которая подводит раствор электролита в электролитическую ячейку 1. Раствор электролита, подводимый из патрубка подачи жидкости, пропускается по трубе в электролитическую ячейку 1 и подается из выполненных на поверхности трубы отверстий внутрь анодной камеры 10. Размещение трубы вдоль поверхности анода 11 и параллельно днищу 19 электролитической ячейки предпочтительно потому, что раствор электролита может равномерно подводиться внутрь анодной камеры 10.An anode-side electrolyte solution supply unit that supplies an electrolyte solution to the anode chamber 10 is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution. The anode side electrolyte solution supply unit is preferably disposed under the anode chamber 10. As the anode side electrolyte solution supply unit, for example, a pipe on the surface of which lumen portions (dispersion tube) and the like can be used. Such a tube is more preferably located along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell. This pipe is connected to a pipe for supplying an electrolyte solution (a liquid supply pipe), which supplies an electrolyte solution to an electrolytic cell 1. The electrolyte solution supplied from a liquid supply pipe is passed through a pipe into an electrolytic cell 1 and is fed from the holes made on the pipe surface to the inside of the anode chambers 10. The placement of the pipe along the surface of the anode 11 and parallel to the bottom 19 of the electrolytic cell is preferable because the electrolyte solution can be uniformly supplied to the inside of the anode chamber 10.

[1079] (Газожидкостный сепаратор анодной стороны)[1079] (Anode side gas-liquid separator)

Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно размещается над отражательной пластиной. Назначением газожидкостного сепаратора анодной стороны является отделение образованного газа, такого как газообразный хлор, от раствора электролита во время электролиза. Если не оговаривается иное, «над» означает верхнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 112, и «под» означает нижнее направление в электролитической ячейке 1 на фигуре 112.The anode-side gas-liquid separator is preferably located above the baffle plate. The purpose of the anode-side gas-liquid separator is to separate the generated gas, such as chlorine gas, from the electrolyte solution during electrolysis. Unless otherwise indicated, "above" means an upward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 112, and "under" means a downward direction in an electrolytic cell 1 in FIG. 112.

[1080] Образованный во время электролиза газ, выделяющийся в электролитической ячейке 1, и раствор электролита образуют смешанную фазу (газожидкостную смешанную фазу), которая затем выпускается из системы. Вследствие этого, колебания давления внутри электролитической ячейки 1 вызывают вибрацию, которая может приводить к физическому повреждению ионообменной мембраны. Чтобы предотвращать это явление, электролитическую ячейку 1 по настоящему варианту осуществления предпочтительно оснащают газожидкостным сепаратором анодной стороны для отделения газа от жидкости. Газожидкостный сепаратор анодной стороны предпочтительно снабжен пеногасящей пластиной для устранения пузырьков. Когда поток газожидкостной смешанной фазы протекает через пеногасящую пластину, пузырьки лопаются, тем самым обеспечивая разделение раствора электролита и газа. В результате этого может предотвращаться вибрация во время электролиза.[1080] The gas generated during electrolysis, evolved in the electrolytic cell 1, and the electrolyte solution form a mixed phase (gas-liquid mixed phase), which is then discharged from the system. As a consequence, pressure fluctuations within the electrolytic cell 1 cause vibration, which can lead to physical damage to the ion exchange membrane. To prevent this phenomenon, the electrolytic cell 1 of the present embodiment is preferably equipped with an anode-side gas-liquid separator for separating gas from liquid. The anode-side gas-liquid separator is preferably provided with a defoamer plate to eliminate bubbles. When the gas-liquid mixed phase stream flows through the defoamer plate, the bubbles burst, thereby separating the electrolyte solution and gas. As a result, vibration during electrolysis can be prevented.

[1081] (Отражательная пластина)[1081] (Baffle Plate)

Отражательная пластина предпочтительно размещается над блоком подачи раствора электролита анодной стороны, и устанавливается по существу параллельно или наклонно относительно разделительной перегородки 30. Отражательная пластина представляет собой разделительную пластину, которая контролирует течение раствора электролита в анодную камеру 10. Когда предусматривается отражательная пластина, она может вызывать циркуляцию раствора электролита (рассола или тому подобного) внутри анодной камеры 10, тем самым делая более однородной концентрацию. Чтобы создавать внутреннюю циркуляцию, отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы отделять пространство вблизи анода 11 от пространства вблизи разделительной перегородки 30. Из таких соображений отражательную пластину предпочтительно размещают так, чтобы она была напротив поверхности анода 11 и поверхности разделительной перегородки 30. В пространстве вблизи анода, отделенном отражательной пластиной, происходит электролиз, концентрация раствора электролита (концентрация рассола) снижается, и выделяется образующийся газ, такой как газообразный хлор. Это приводит к разности удельных весов газожидкостной смеси между пространством вблизи анода 11 и пространством вблизи разделительной перегородки 30, отделенным отражательной пластиной. С использованием этой разности можно стимулировать внутреннюю циркуляцию раствора электролита в анодной камере 10, делая тем самым более однородным распределение концентраций раствора электролита в анодной камере 10.The baffle plate is preferably positioned above the anode side electrolyte solution supply unit and is positioned substantially parallel or obliquely with respect to the baffle 30. The baffle plate is a baffle plate that controls the flow of electrolyte solution into the anode chamber 10. When the baffle plate is provided, it can cause circulation electrolyte solution (brine or the like) inside the anode chamber 10, thereby making the concentration more uniform. To create internal circulation, the baffle plate is preferably positioned so as to separate the space near the anode 11 from the space near the baffle 30. For this reason, the baffle plate is preferably positioned so that it is opposite the surface of the anode 11 and the surface of the baffle 30. In the space near the anode separated by the baffle plate, electrolysis occurs, the concentration of the electrolyte solution (brine concentration) decreases, and a generated gas such as chlorine gas is released. This leads to a difference in the specific gravity of the gas-liquid mixture between the space near the anode 11 and the space near the dividing wall 30, separated by a baffle plate. Using this difference, it is possible to stimulate the internal circulation of the electrolyte solution in the anode chamber 10, thereby making the concentration distribution of the electrolyte solution in the anode chamber 10 more uniform.

[1082] Хотя это не показано на Фигуре 112, внутри анодной камеры 10 может быть также дополнительно предусмотрен токоотвод. Материал и конфигурация такого токоотвода могут быть такими же, как для вышеуказанного токоотвода катодной камеры. В анодной камере 10 анод 11 сам по себе также может служить токоотводом.[1082] Although not shown in Figure 112, a down conductor may also optionally be provided within the anode chamber 10. The material and configuration of such a current collector can be the same as for the aforementioned collector of the cathode chamber. In the anode chamber 10, the anode 11 itself can also serve as a down conductor.

[1083] (Разделительная перегородка)[1083] (Divider)

Разделительная перегородка 30 размещается между анодной камерой 10 и катодной камерой 20. Разделительная перегородка 30 может называться сепаратором, и анодная камера 10 и катодная камера 20 отделены друг от друга разделительной перегородкой 30. В качестве разделительной перегородки 30 может быть использована перегородка, известная как сепаратор для электролиза, и пример ее содержит разделительную перегородку, сформированную привариванием включающей никель пластины на катодной стороне, и содержащей титан пластины на анодной стороне.The dividing wall 30 is disposed between the anode chamber 10 and the cathode chamber 20. The dividing wall 30 may be referred to as a separator, and the anode chamber 10 and the cathode chamber 20 are separated from each other by a dividing wall 30. As the dividing wall 30, a baffle known as a separator can be used. electrolysis, and an example thereof comprises a baffle formed by welding a nickel-containing plate on the cathode side and a titanium-containing plate on the anode side.

[1084] (Катодная камера)[1084] (Cathode Chamber)

В катодной камере 20, когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катодного питающего проводника. Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, 21 служит в качестве катода. Когда присутствует поглотитель обратного тока, катод или катодный питающий проводник 21 электрически соединен с поглотителем обратного тока. Катодная камера 20, подобно анодной камере 10, предпочтительно имеет блок подачи раствора электролита катодной стороны и газо–жидкостный сепаратор катодной стороны. Среди компонентов, составляющих катодную камеру 20, компоненты, подобные тем, которые составляют анодную камеру 10, описываться не будут.In the cathode compartment 20, when the electrolysis electrode of the present embodiment is inserted on the cathode side, 21 serves as a cathode supply conductor. When the electrolysis electrode of the present embodiment is not inserted on the cathode side, 21 serves as the cathode. When a return current absorber is present, the cathode or cathode supply conductor 21 is electrically connected to the return current absorber. Cathode chamber 20, like anode chamber 10, preferably has a cathode-side electrolyte solution supply unit and a cathode-side gas-liquid separator. Among the components constituting the cathode compartment 20, components similar to those constituting the anode compartment 10 will not be described.

[1085] (Катод)[1085] (Cathode)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления не вставлен на катодной стороне, катод 21 находится в раме катодной камеры 20 (то есть, в катодной раме). Катод 21 предпочтительно имеет никелевую подложку и слой катализатора, который покрывает никелевую подложку. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Катод 21 может быть подвергнут восстановительной обработке, при необходимости. В качестве подложки катода 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is not inserted on the cathode side, the cathode 21 is in the frame of the cathode chamber 20 (i.e., in the cathode frame). Cathode 21 preferably has a nickel substrate and a catalyst layer that covers the nickel substrate. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. The cathode 21 can be subjected to a reduction treatment, if necessary. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[1086] (Катодный питающий проводник)[1086] (Cathode Supply Conductor)

Когда электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления вставлен на катодной стороне, в раме катодной камеры 20 предусматривается катодный питающий проводник 21. Катодный питающий проводник 21 может быть покрыт каталитическим компонентом. Каталитический компонент может представлять собой компонент, который изначально применяется в качестве катода и сохраняется. Примеры компонентов слоя катализатора включают такие элементы, как Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды этих металлов. Примеры способа формирования слоя катализатора включают электроосаждение, электроосаждение сплава, дисперсионное/композитное электроосаждение, ХОПФ, ФОПФ, пиролиз и напыление. Эти способы могут быть использованы в комбинации. Слой катализатора при необходимости может иметь множество слоев и множество элементов. Могут быть применены никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь, не имеющие каталитического покрытия. В качестве подложки катодного питающего проводника 21 могут быть использованы никель, никелевые сплавы и никелированное железо или нержавеющая сталь.When the electrode for electrolysis of the present embodiment is inserted on the cathode side, a cathode supply conductor 21 is provided in the frame of the cathode chamber 20. The cathode supply conductor 21 may be coated with a catalyst component. The catalyst component can be a component that is initially used as a cathode and is stored. Examples of catalyst bed components include elements such as Ru, C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Rh, Pd , Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho , Er, Tm, Yb and Lu, as well as oxides and hydroxides of these metals. Examples of the method for forming the catalyst layer include electrodeposition, alloy electrodeposition, dispersion / composite electrodeposition, CVD, FOPP, pyrolysis, and sputtering. These methods can be used in combination. The catalyst bed can have multiple layers and multiple elements as needed. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel without catalytic coating can be used. Nickel, nickel alloys and nickel-plated iron or stainless steel can be used as the substrate for the cathode supply conductor 21.

Что касается формы, может быть использована любая из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, сформированной сплетением тонких металлических нитей, и тому подобного.As for the shape, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh formed by interlacing of thin metal filaments, and the like can be used.

[1087] (Поглощающий обратный ток слой)[1087] (Reverse Current Absorbing Layer)

В качестве материала для поглощающего обратный ток слоя может быть выбран материал, который по окислительно-восстановительному потенциалу является менее благородным, сравнительно с окислительно–восстановительным потенциалом элемента для упомянутого выше слоя катализатора катода. Его примеры включают никель и железо.As the material for the layer that absorbs the reverse current, a material that is less noble in terms of the redox potential than the redox potential of the element for the aforementioned catalyst layer of the cathode can be selected. Examples include nickel and iron.

[1088] (Токоотвод)[1088] (Down conductor)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит токоотвод 23. Токоотвод 23 улучшает эффективность отбора тока. В настоящем варианте осуществления токоотвод 23 представляет собой пористую пластину и предпочтительно размещается по существу параллельно поверхности катода 21.The cathode chamber 20 preferably contains a current collector 23. The current collector 23 improves the efficiency of current extraction. In the present embodiment, the collector 23 is a porous plate and is preferably disposed substantially parallel to the surface of the cathode 21.

[1089] Токоотвод 23 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Токоотвод 23 может представлять собой смесь, сплав или сложный оксид этих металлов. Токоотвод 23 может иметь любую форму при условии, что форма позволяет токоотводу функционировать, и может иметь форму пластины или сетки.[1089] The collector 23 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The current collector 23 can be a mixture, alloy or complex oxide of these metals. The collector 23 may be of any shape as long as the shape allows the collector to function and may be in the form of a plate or mesh.

[1090] (Металлическое упругое тело)[1090] (Metallic elastic body)

Размещением металлического упругого тела 22 между токоотводом 23 и катодом 21 каждый катод 21 множества соединенных последовательно электролитических ячеек 1 прижимается к ионообменной мембране 2 для сокращения расстояния между каждым анодом 11 и каждым катодом 21. Тем самым можно снизить напряжение, подаваемое на все множество соединенных последовательно электролитических ячеек 1. Снижение напряжения способствует снижению энергопотребления. Когда размещается металлическое упругое тело 22, создаваемое металлическим упругим телом 22 прижимающее давление позволяет электроду для электролиза стабильно сохранять свое положение на месте, когда слоистое изделие, содержащее электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления, размещается в электролитической ячейке.By placing the metal elastic body 22 between the current collector 23 and the cathode 21, each cathode 21 of a plurality of electrolytic cells 1 connected in series is pressed against the ion exchange membrane 2 to shorten the distance between each anode 11 and each cathode 21. Thus, it is possible to reduce the voltage applied to the entire plurality of electrolytic cells connected in series. cells 1. Reducing voltage helps to reduce power consumption. When the metal resilient body 22 is placed, the pressing pressure generated by the metal resilient body 22 allows the electrolysis electrode to stably maintain its position in place when the laminated article containing the electrolysis electrode in the present embodiment is placed in the electrolytic cell.

[1091] В качестве металлического упругого тела 22 могут быть применены пружинные элементы, такие как спиральные и винтовые пружины, и амортизирующие маты. В качестве металлического упругого тела 22 может быть надлежащим образом применен элемент с учетом механического напряжения из–за давления на ионообменную мембрану и тому подобного. Металлическое упругое тело 22 может быть размещено на поверхности токоотвода 23 на стороне катодной камеры 20 или может быть предусмотрено на поверхности разделительной перегородки на стороне анодной камеры 10. Обе камеры обычно разделены так, что катодная камера 20 становится меньшей, чем анодная камера 10. Таким образом, с точки зрения прочности рамы и тому подобного, металлическое упругое тело 22 предпочтительно размещают между токоотводом 34 и катодом 21 в катодной камере 20. Металлическое упругое тело 22 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан.[1091] As the metal resilient body 22, spring members such as coil and coil springs and shock absorbing mats can be used. As the metal elastic body 22, an element can be appropriately applied in consideration of mechanical stress due to pressure on the ion exchange membrane and the like. The metal resilient body 22 may be located on the surface of the collector 23 on the side of the cathode chamber 20, or may be provided on the surface of the partition wall on the side of the anode chamber 10. The two chambers are usually separated so that the cathode chamber 20 becomes smaller than the anode chamber 10. Thus In terms of frame strength and the like, the metal resilient body 22 is preferably placed between the collector 34 and the cathode 21 in the cathode chamber 20. The metal resilient body 22 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver and titanium.

[1092] (Держатель)[1092] (Holder)

Катодная камера 20 предпочтительно содержит держатель 24, который электрически соединяет токоотвод 23 с разделительной перегородкой 30. Этим может достигаться эффективное течение тока.The cathode chamber 20 preferably comprises a holder 24 which electrically connects the collector 23 to the baffle 30. This can achieve an efficient current flow.

[1093] Держатель 24 предпочтительно содержит электрически проводящий металл, такой как никель, железо, медь, серебро и титан. Держатель 24 может иметь любую форму при условии, что держатель может поддерживать токоотвод 23, и может иметь форму стержня, пластины или сетки. Держатель 24 имеет, например, форму пластины. Между разделительной перегородкой 30 и токоотводом 23 размещается множество держателей 24. Множество держателей 24 выровнено так, что их поверхности параллельны между собой. Держатели 24 размещаются по существу перпендикулярно разделительной перегородке 30 и токоотводу 23.[1093] The holder 24 preferably contains an electrically conductive metal such as nickel, iron, copper, silver, and titanium. The holder 24 can be of any shape as long as the holder can support the collector 23 and can be in the form of a rod, plate, or mesh. The holder 24 is in the form of a plate, for example. A plurality of holders 24 are disposed between the baffle 30 and the down conductor 23. The plurality of holders 24 are aligned so that their surfaces are parallel to each other. The holders 24 are located substantially perpendicular to the baffle 30 and the down conductor 23.

[1094] (Уплотнение анодной стороны и уплотнение катодной стороны)[1094] (Anode side seal and cathode side seal)

Уплотнение анодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей анодную камеру 10. Уплотнение катодной стороны предпочтительно размещается на поверхности рамы, составляющей катодную камеру 20. Электролитические ячейки соединены между собой так, что уплотнение анодной стороны, находящаяся в одной электролитической ячейке, и уплотнение катодной стороны соседней с ней электролитической ячейки прокладывают ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 113). Эти уплотнения могут создавать воздухонепроницаемость в местах соединения, когда множество электолитических ячеек 1 соединяются последовательно через ионообменную мембрану 2.The anode side seal is preferably located on the surface of the frame constituting the anode chamber 10. The cathode side seal is preferably positioned on the surface of the frame constituting the cathode compartment 20. The electrolytic cells are interconnected such that the anode side seal in one electrolytic cell and the cathode side seal an ion exchange membrane 2 is laid on an adjacent electrolytic cell (see Figure 113). These seals can create airtightness at the junctions when a plurality of electrolytic cells 1 are connected in series through an ion exchange membrane 2.

[1095] Уплотнения образуют уплотнение между ионообменной мембраной и электролитическими ячейками. Конкретные примеры уплотнений включают подобные картинной раме резиновые листы, в центре которых образован проем. Уплотнения должны иметь стойкость против коррозионно–агрессивных растворов электролита или образованного газа и быть работоспособными в течение длительного периода времени. Так, в отношении химической стойкости и твердости в качестве уплотнений обычно применяются вулканизированные продукты и сшитые посредством пероксида продукты этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM–каучука) и этилен–пропиленового каучука (EPM–каучука). В альтернативном варианте, при необходимости, могут быть использованы уплотнения, в которых участок, находящийся в контакте с жидкостью (контактирующая с жидкостью область), покрывают фторсодержащей смолой, такой как политетрафторэтилен (PTFE) и сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA). Эти уплотнения в каждом случае могут иметь такой проем, который не препятствует течению раствора электролита, и форма проема конкретно не ограничивается. Например, уплотнение в форме рамы для картины присоединяют посредством адгезива или тому подобного вдоль периферической кромки каждого проема рамы анодной камеры, составляющей анодную камеру 10, или рамы катодной камеры, составляющей катодную камеру 20. Тогда, например, в случае, где две электролитических ячейки 1 соединяются через ионообменную мембрану 2 (смотри Фигуру 113), каждая электролитическая ячейка 1, к которой присоединено уплотнение, должна быть уплотнена посредством ионообменной мембраны 2. Это уплотнение может предотвращать утечку из электролитических ячеек 1 раствора электролита, гидроксида щелочного металла, газообразного хлора, газообразного водорода и тому подобного, образованных при электролизе.[1095] The seals form a seal between the ion exchange membrane and the electrolytic cells. Specific examples of seals include picture frame-like rubber sheets in the center of which an opening is formed. The seals must be resistant to corrosive electrolyte solutions or generated gas and be functional for a long period of time. Thus, with regard to chemical resistance and hardness, vulcanized products and peroxide-crosslinked products of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM-rubber) and ethylene-propylene rubber (EPM-rubber) are usually used as seals. Alternatively, if necessary, seals can be used in which the area in contact with the liquid (the area in contact with the liquid) is coated with a fluorine resin such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers (PFA). These seals may in each case have an opening that does not impede the flow of the electrolyte solution, and the shape of the opening is not particularly limited. For example, a seal in the form of a picture frame is attached by means of an adhesive or the like along the peripheral edge of each opening of the anode chamber frame constituting the anode compartment 10 or the cathode compartment frame constituting the cathode compartment 20. Then, for example, in the case where two electrolytic cells 1 are connected through ion exchange membrane 2 (see Figure 113), each electrolytic cell 1 to which a seal is attached must be sealed by means of an ion exchange membrane 2. This seal can prevent electrolyte solution, alkali metal hydroxide, chlorine gas, hydrogen gas from escaping from the electrolytic cells 1 and the like formed by electrolysis.

[1096] [Слоистое изделие][1096] [Laminated Product]

В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления электрод для электролиза может быть использован в качестве слоистого изделия с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана. То есть слоистое изделие в настоящем варианте осуществления содержит электрод для электролиза и новую мембрану. Новая мембрана конкретно не ограничивается при условии, что является отдельной от мембраны в существующем электролизере, и могут быть использованы разнообразные известные «мембраны». Материал, форма, физические свойства и тому подобное новой мембраны могут быть подобными свойствам мембраны в существующем электролизере. Ниже будут подробно описаны конкретные примеры электрода для электролиза и мембраны.In the method for manufacturing an electrolysis cell of the present embodiment, the electrolysis electrode can be used as a laminated article with a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane. That is, the laminated article in the present embodiment contains an electrode for electrolysis and a new membrane. The new membrane is not particularly limited as long as it is separate from the membrane in the existing cell, and a variety of known "membranes" can be used. The material, shape, physical properties, and the like of the new membrane may be similar to those of the existing electrolyzer. Specific examples of the electrolysis electrode and membrane will be described in detail below.

[1097] (Этап (A))[1097] (Stage (A))

На этапе (А) в первом аспекте проводят высвобождение мембраны из закрепленного состояния в раме электролизера. «В раме электролизера» означает, что этап (А) выполняют в то время, как поддерживается состояние, в котором электролитическая ячейка (то есть элемент, содержащий анод и катод) и мембраны поддерживаются рамой электролизера, и исключается аспект, в котором электролитическую ячейку удаляют из рамы электролизера. Примеры способа высвобождения мембраны из закрепленного состояния включают, но без ограничения этим, способ, в котором ослабляют действие прижимающего устройства, создавая зазор между электролитической ячейкой и мембраной, чтобы сделать мембрану удаляемой наружу из рамы электролизера. На этапе (А) высвобождение мембраны из закрепленного состояния в раме электролизера предпочтительно выполняется сдвигом анода и катода по направлению их размещения, соответственно. Эта операция позволяет сделать мембрану удаляемой наружу из рамы электролизера без удаления электролитической ячейки наружу из рамы электролизера.In step (A), in the first aspect, the membrane is released from the fixed state in the cell frame. “In the cell frame” means that step (A) is performed while the state is maintained in which the electrolytic cell (i.e., the cell containing the anode and the cathode) and membranes are supported by the cell frame, and the aspect in which the electrolytic cell is removed is eliminated from the cell frame. Examples of a method for releasing a membrane from a secured state include, but are not limited to, a method in which the action of the pressing device is weakened by creating a gap between the electrolytic cell and the membrane to make the membrane removable outwardly from the cell frame. In step (A), the release of the membrane from the fixed state in the cell frame is preferably performed by sliding the anode and cathode in the direction of their placement, respectively. This operation allows the membrane to be made outwardly removable from the cell frame without removing the electrolytic cell outwardly from the cell frame.

[1098] [Этап (B)][1098] [Stage (B)]

На этапе (B) в первом аспекте мембрану в существующем электролизере заменяют слоистым изделием после этапа (А). Примеры способа замены включают, но не ограничиваются этим, способ, в котором создают зазор между электролитической ячейкой и ионообменной мембраной, затем удаляют подлежащую обновлению существующую ионообменную мембрану, и затем в зазор вставляют слоистое изделие. Посредством этого способа слоистое изделие может быть размещено на поверхности анода или катода существующего электролизера и могут быть восстановлены характеристики ионообменной мембраны и анода и/или катода.In step (B) in a first aspect, the membrane in the existing electrolytic cell is replaced with a laminated body after step (A). Examples of the replacement method include, but are not limited to, a method in which a gap is created between an electrolytic cell and an ion exchange membrane, then an existing ion exchange membrane to be refurbished is removed, and then a laminated article is inserted into the gap. By this method, the laminated article can be placed on the anode or cathode surface of an existing cell and the characteristics of the ion exchange membrane and the anode and / or cathode can be restored.

После выполнения этапа (В) слоистое изделие предпочтительно закрепляют в раме электролизера путем сжатия анодом и катодом. Более конкретно, после того, как мембрана была заменена слоистым изделием в существующем электролизере, слоистое изделие и элементы в существующем электролизере, такие как электролитическая ячейка, могут быть соединены опять прижатием с помощью прижимающего устройства. Посредством этого способа слоистое изделие может быть закреплено на поверхности анода или катода в существующем электролизере.After step (B), the laminate is preferably secured to the cell frame by compression with the anode and cathode. More specifically, after the membrane has been replaced by a laminated body in an existing electrolytic cell, the laminated body and the elements in the existing electrolytic cell, such as an electrolytic cell, can be pressed together again with the pressing device. By this method, the laminated article can be fixed to the surface of the anode or cathode in an existing electrolysis cell.

[1099] Конкретный пример этапов (А)–(В) в первом аспекте будет описан на основе Фигур 117(А) и (В). Сначала ослабляют сжимающее усилие прижимающего устройства 5, и множество электолитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2 сдвигают по направлению α их размещения. Это позволяет сформировать зазор S между электролитической ячейкой 1 ионообменной мембраной 2 без удаления электролитической ячейки 1 наружу из рамы 8 электролизера, и ионообменная мембрана 2 становится извлекаемой наружу из рамы 8 электролизера. Затем заменяемую ионообменную мембрану 2 существующего электролизера удаляют из рамы 8 электролизера, и вместо нее вставляют слоистое изделие 9 из новой ионообменной мембраны 2а и электрода 100 для электролиза между соседними электролитическими ячейками 1 (то есть в зазор S). Тем самым слоистое изделие 9 размещается между соседними электролитическими ячейками 1, и эти компоненты становятся поддерживаемыми рамой 8 электролизера. Затем множество электолитических ячеек 1 и слоистое изделие 9 соединяют прижатием по направлению α размещения с помощью прижимающего устройства 5.[1099] A specific example of steps (A) - (B) in the first aspect will be described based on Figures 117 (A) and (B). First, the compressive force of the pressing device 5 is weakened, and the plurality of electrolytic cells 1 and ion exchange membranes 2 are shifted in the direction α of their placement. This allows a gap S to be formed between the electrolytic cell 1 and the ion exchange membrane 2 without removing the electrolytic cell 1 outwardly from the electrolytic cell frame 8, and the ion exchange membrane 2 being removed outwardly from the cell frame 8. Subsequently, the replaceable ion exchange membrane 2 of the existing cell is removed from the cell frame 8, and a laminated article 9 of the new ion exchange membrane 2a and the electrolysis electrode 100 is inserted in its place between adjacent electrolytic cells 1 (i.e., in the gap S). Thereby, the laminated article 9 is placed between adjacent electrolytic cells 1, and these components become supported by the frame 8 of the electrolytic cell. Then, the plurality of electrolytic cells 1 and the laminated product 9 are pressed together in the placement direction α using the pressing device 5.

[1100] (Этап (A’))[1100] (Stage (A '))

На этапе (A’) во втором аспекте также высвобождают мембрану из закрепленного состояния в раме электролизера, как в первом аспекте. На этапе (A’) высвобождение мембраны из закрепленного состояния в раме электролизера также предпочтительно проводят сдвигом анода и катода по направлению их размещения, соответственно. Эта операция позволяет сделать мембрану удаляемой наружу из рамы электролизера без удаления электролитической ячейки наружу из рамы электролизера.In step (A ') in the second aspect, the membrane is also released from the fixed state in the cell frame, as in the first aspect. In step (A '), the release of the membrane from the fixed state in the cell frame is also preferably carried out by shifting the anode and cathode in the direction of their placement, respectively. This operation allows the membrane to be made outwardly removable from the cell frame without removing the electrolytic cell outwardly from the cell frame.

[1101] [Этап (B’)][1101] [Stage (B ')]

На этапе (B’) во втором аспекте после этапа (A’) между мембраной и анодом или катодом размещают электрод для электролиза. Примеры способа размещения электрода для электролиза включают, но не ограничиваются этим, способ, в котором, например, обеспечивают зазор между электролитической ячейкой и ионообменной мембраной, и затем в зазор вставляют электрод для электролиза. Этим способом электрод для электролиза может быть размещен на поверхности анода или катода в существующем электролизере, и могут быть восстановлены характеристики анода или катода.In step (B ') in a second aspect, after step (A'), an electrode for electrolysis is placed between the membrane and the anode or cathode. Examples of a method for placing an electrode for electrolysis include, but are not limited to, a method in which, for example, a gap is provided between an electrolytic cell and an ion exchange membrane, and then the electrode for electrolysis is inserted into the gap. In this way, an electrolysis electrode can be placed on the surface of an anode or cathode in an existing electrolyzer, and the characteristics of the anode or cathode can be restored.

После выполнения этапа (B’) электрод для электролиза предпочтительно закрепляют в раме электролизера путем прижатия анодом и катодом. Более конкретно, после того, как электрод для электролиза был размещен на поверхности анода или катода в существующем электролизере, электрод для электролиза и элементы в существующем электролизере, такие как электролитическая ячейка, могут быть соединены опять прижатием с помощью прижимающего устройства. Посредством этого способа слоистое изделие может быть закреплено на поверхности анода или катода в существующем электролизере.After step (B '), the electrolysis electrode is preferably fixed in the cell frame by pressing with the anode and cathode. More specifically, after the electrolysis electrode has been placed on the surface of the anode or cathode in the existing electrolysis cell, the electrolysis electrode and the elements in the existing electrolysis cell, such as an electrolytic cell, can be pressed together again with the pressing device. By this method, the laminated article can be fixed to the surface of the anode or cathode in an existing electrolysis cell.

[1102] Конкретный пример этапов (A’)–(B’) во втором аспекте будет описан на основе Фигур 118(A) и (B). Сначала ослабляют сжимающее усилие прижимающего устройства 5, и множество электолитических ячеек 1 и ионообменные мембраны 2 сдвигают по направлению α их размещения. Это позволяет сформировать зазор S между электролитической ячейкой 1 ионообменной мембраной 2 без удаления электролитической ячейки 1 наружу из рамы 8 электролизера. Затем между соседними электролитическими ячейками 1 (то есть в зазор S) вставляют электрод 100 для электролиза. Тем самым электрод 100 для электролиза размещается между соседними электролитическими ячейками 1, и эти компоненты становятся поддерживаемыми рамой 8 электролизера. Затем множество электолитических ячеек 1 и электрод 100 для электролиза соединяют прижатием по направлению α размещения с помощью прижимающего устройства 5.[1102] A specific example of steps (A ') - (B') in the second aspect will be described based on Figures 118 (A) and (B). First, the compressive force of the pressing device 5 is weakened, and the plurality of electrolytic cells 1 and ion exchange membranes 2 are shifted in the direction α of their placement. This makes it possible to form a gap S between the electrolytic cell 1 and the ion exchange membrane 2 without removing the electrolytic cell 1 out of the cell frame 8. Then, an electrode 100 for electrolysis is inserted between adjacent electrolytic cells 1 (i.e., in the gap S). Thereby, the electrolysis electrode 100 is positioned between adjacent electrolytic cells 1, and these components become supported by the electrolytic cell frame 8. Then, the plurality of electrolytic cells 1 and the electrolysis electrode 100 are pressed together in the placement direction α with the pressing device 5.

[1103] На этапе (B) в первом аспекте слоистое изделие предпочтительно закрепляют на поверхности по меньшей мере одного из анода и катода при температуре, при которой слоистое изделие не расплавляется.[1103] In step (B) in the first aspect, the laminated article is preferably fixed to the surface of at least one of the anode and the cathode at a temperature at which the laminated article does not melt.

«Температура, при которой слоистое изделие не расплавляется» может быть идентифицирована как температура размягчения новой мембраны. Температура может варьироваться в зависимости от составляющего мембрану материала, но предпочтительно варьируется от 0 до 100°С, более предпочтительно от 5 до 80°С, еще более предпочтительно от 10 до 50°С.The “temperature at which the laminated article does not melt” can be identified as the softening point of the new membrane. The temperature may vary depending on the material constituting the membrane, but preferably ranges from 0 to 100 ° C, more preferably from 5 to 80 ° C, even more preferably from 10 to 50 ° C.

Вышеописанное закрепление предпочтительно выполняется при нормальном давлении.The above-described fixing is preferably performed at normal pressure.

Кроме того, слоистое изделие предпочтительно получают объединением электрода для электролиза и новой мембраны при температуре, при которой мембрана не расплавляется, и затем используют на этапе (В).In addition, the laminated article is preferably obtained by combining an electrolysis electrode and a new membrane at a temperature at which the membrane does not melt, and then used in step (B).

[1104] В качестве конкретного примера вышеуказанного объединения, которое конкретно не ограничивается, могут быть использованы способы всех типов, за исключением типичных способов плавления мембраны, таких как термокомпрессия. Одним предпочтительным примером является способ, в котором между упоминаемым ниже электродом для электролиза и мембраной размещают жидкость, и для объединения электрода и мембраны используется поверхностное натяжение жидкости.[1104] As a specific example of the above combination, which is not specifically limited, all types of methods can be used except for typical membrane melting methods such as thermocompression. One preferred example is a method in which a liquid is interposed between the below-mentioned electrolysis electrode and the membrane, and the surface tension of the liquid is used to combine the electrode and the membrane.

[1105] [Электрод для электролиза][1105] [Electrolysis Electrode]

В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления электрод для электролиза конкретно не ограничивается при условии, что электрод может быть использован для электролиза. Электрод для электролиза может представлять собой электрод, который служит в качестве катода в электролизе, или может быть электродом, который служит в качестве анода. Что касается материала, формы и тому подобного электрода для электролиза, могут быть надлежащим образом выбраны пригодные с учетом конфигурации электролизера и тому подобного. Ниже будут описаны предпочтительные аспекты электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления, но они являются только примерными аспектами, предпочтительными для ситуации, в которой электрод объединяют с новой мембраной с образованием слоистого изделия в первом аспекте. Могут быть надлежащим образом использованы иные электроды для электролиза, чем для указанных ниже аспектов.In the method for manufacturing an electrolysis cell of the present embodiment, the electrode for electrolysis is not particularly limited as long as the electrode can be used for electrolysis. The electrolysis electrode can be an electrode that serves as a cathode in electrolysis, or it can be an electrode that serves as an anode. As for the material, shape and the like of the electrolysis electrode, suitable ones can be appropriately selected in consideration of the configuration of the electrolytic cell and the like. Preferred aspects of the electrode for electrolysis in the present embodiment will be described below, but they are only exemplary aspects preferred for a situation in which the electrode is combined with a new membrane to form a laminated article in the first aspect. Electrolysis electrodes other than the following aspects can be appropriately used.

[1106] Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления имеет силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади, предпочтительно 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см)2 или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с питающим проводником (изношенным электродом и электродом, не имеющим каталитического покрытия) и тому подобным. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, даже еще более предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее.[1106] The electrode for electrolysis in the present embodiment has a force applied per unit mass · unit area, preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ) , further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm) 2 or less with from the point of view of providing good workability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a supply conductor (a worn electrode and an electrode not having a catalytic coating) and the like. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.0 N / (mg cm 2) ) or less, even more preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less.

С позиции дополнительного улучшения производительности электролиза сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более, еще более предпочтительно 0,14 Н/(мг·см2) или более. Еще более предпочтительно сила составляет 0,2 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).From the viewpoint of further improving the electrolysis productivity, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more, even more preferably 0.14 N / (mg · cm 2 ) or more. Even more preferably, the force is 0.2 N / (mg · cm 2 ) or more from the viewpoint of further facilitating the handling of a large size (eg, 1.5 mx 2.5 m).

Вышеописанная прилагаемая сила может быть в пределах вышеописанного диапазона при надлежащем регулировании, например, описываемого ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода, среднего арифметического величины поверхностной шероховатости и тому подобного. Например, более конкретно, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает меньшую прилагаемую силу, а более низкий коэффициент открытой пористости приводит к большей прилагаемой силе.The above-described applied force may be within the above-described range by appropriately adjusting, for example, the below-described open porosity ratio, electrode thickness, arithmetic mean of surface roughness, and the like. For example, more specifically, a higher open porosity ratio results in a lower applied force, and a lower open porosity ratio results in a higher applied force.

Масса в расчете на единицу площади предпочтительно составляет 48 мг/см2 или менее, более предпочтительно 30 мг/см2 или менее, еще более предпочтительно 20 мг/см2 или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана и микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и экономии, и, более того, предпочтительно составляет 15 мг/см2 или менее, по общим соображениям, включающим технологичность, прочность сцепления и экономичность. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, величину порядка 1 мг/см2.The mass per unit area is preferably 48 mg / cm 2 or less, more preferably 30 mg / cm 2 or less, even more preferably 20 mg / cm 2 or less from the standpoint of providing good processability and good adhesion to the membrane, such as an ion exchange membrane and a microporous membrane, with a worn electrode, with a feed conductor not having a catalytic coating, and economy, and moreover, is preferably 15 mg / cm 2 or less, for general reasons including manufacturability, adhesion strength and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, on the order of 1 mg / cm 2 .

Вышеописанная масса на единицу площади может быть в пределах вышеописанного диапазона, например, в результате надлежащего регулирования описываемых ниже коэффициента открытой пористости, толщины электрода и тому подобного. Более конкретно, например, когда толщина является постоянной, более высокий коэффициент открытой пористости обуславливает снижение массы на единицу площади, а меньший коэффициент открытой пористости приводит к более высокой массе на единицу площади.The above-described mass per unit area may be within the above-described range, for example, by appropriately adjusting the below-described open porosity ratio, electrode thickness, and the like. More specifically, for example, when the thickness is constant, a higher open porosity ratio results in a decrease in mass per unit area, and a lower open porosity ratio results in a higher mass per unit area.

[1107] Прилагаемая сила может быть измерена описываемыми ниже методами (i) или (ii), которые более подробно изложены в Примерах. Что касается прилагаемой силы, то значение, полученное путем измерения методом (i) (также называемое «прилагаемая сила (1)”»), и значение, полученное путем измерения методом (ii) (также называемое «прилагаемая сила (2)”»), могут быть одинаковыми или различными, и каждое из значений предпочтительно составляет менее 1,5 Н/(мг·см2).[1107] The applied force can be measured by methods (i) or (ii) described below, which are set out in more detail in the Examples. With regard to the applied force, the value obtained by measurement by method (i) (also called “applied force (1)” ") and the value obtained by measurement by method (ii) (also called" applied force (2) ”") , can be the same or different, and each of the values is preferably less than 1.5 N / (mg · cm 2 ).

[1108] [Метод (i)][1108] [Method (i)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм), ионообменную мембрану, которая получена нанесением частиц неорганического материала и связующего на обе поверхности перфторуглеродного полимера, в который введена ионообменная группа (квадрат со стороной 170 мм, подробности указанной здесь ионообменной мембраны описаны в Примерах), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляет от 0,5 до 0,8 мкм. Конкретный метод расчета среднего арифметического величины (Ra) поверхностной шероховатости является таким, как описано в Примерах.Nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with side 200 mm), ion-exchange membrane obtained by applying particles of inorganic material and a binder to both surfaces of a perfluorocarbon polymer into which an ion-exchange group is introduced (square with a side of 170 mm, the details of the ion exchange membrane specified here are described in the Examples), and a sample electrode (square with a side of 130 mm) is layered in that order. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of a nickel plate after blasting is 0.5 to 0.8 μm. A specific method for calculating the arithmetic mean (Ra) of the surface roughness is as described in the Examples.

В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и ионообменной мембраны и на массу ионообменной мембраны на участке перекрывания с образцом электрода для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (1) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the ion exchange membrane and by the mass of the ion exchange membrane in the area of overlapping with the electrode sample to calculate the applied force per unit mass · unit area (1) (N / (mg · cm 2 )).

[1109] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (1), полученная методом (i), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 0,2 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[1109] The applied force per unit mass · unit area (1) obtained by method (i) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. The force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more in view of further improvement electrolysis productivity, and, moreover, more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ), even more preferably 0.2 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating handling of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m).

[1110] [Метод (ii)][1110] [Method (ii)]

Никелевую пластину, полученную струйной обработкой оксидом алюминия с номером зернистости 320 (толщина 1,2 мм, квадрат со стороной 200 мм, никелевая пластина подобна пластине в вышеуказанном методе (i)), и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. После этого слоистое изделие в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия, с получением образца для измерения. В условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5% только образец электрода в этом образце для измерения поднимают в вертикальном направлении со скоростью 10 мм/минуту с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие и измеряют нагрузку, когда образец электрода поднимается на 10 мм в вертикальном направлении. Это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение.A nickel plate blasted with alumina 320 grit (thickness 1.2 mm, square with a side of 200 mm, a nickel plate similar to the plate in the above method (i)), and an electrode sample (square with a side of 130 mm) is layered in this okay. Thereafter, the laminated product is sufficiently immersed in clean water, and excess water deposited on the surface of the laminated product is removed to obtain a sample for measurement. Under the condition of temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, only the electrode sample in this measurement sample is lifted in the vertical direction at a speed of 10 mm / minute using a tensile compression machine and the load is measured when the electrode sample is lifted 10 mm vertically. This measurement is repeated three times and the average is calculated.

Это среднее значение делят на площадь участка перекрывания образца электрода и никелевой пластины и на массу образца электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета прилагаемой силы на единицу массы·единицу площади (2) (Н/(мг·см2)).This average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode sample and the nickel plate and by the weight of the electrode sample in the overlapping area with the nickel plate to calculate the applied force per unit mass · unit area (2) (N / (mg · cm 2 )).

[1111] Прилагаемая сила на единицу массы·единицу площади (2), полученная методом (ii), предпочтительно составляет 1,6 Н/(мг·см2) или менее, более предпочтительно менее 1,6 Н/(мг·см2), дополнительно предпочтительно менее 1,5 Н/(мг·см2), еще более предпочтительно 1,2 Н/(мг·см2) или менее, еще более предпочтительно 1,20 Н/(мг·см2) или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, изношенным электродом, и питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия. Прилагаемая сила еще более предпочтительно составляет 1,1 Н/(мг·см2) или менее, дополнительно более предпочтительно 1,10 Н/(мг·см2) или менее, в особенности предпочтительно 1,0 Н/(мг·см2) или менее, особенно предпочтительно 1,00 Н/(мг·см2) или менее. Кроме того, сила предпочтительно составляет более 0,005 Н/(мг·см2), более предпочтительно 0,08 Н/(мг·см2) или более, дополнительно предпочтительно 0,1 Н/(мг·см2) или более с точки зрения дополнительного улучшения производительности электролиза, и, кроме того, более предпочтительно составляет 0,14 Н/(мг·см2) или более с позиции дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при крупном размере (например, размере 1,5 м×2,5 м).[1111] The applied force per unit mass · unit area (2) obtained by method (ii) is preferably 1.6 N / (mg · cm 2 ) or less, more preferably less than 1.6 N / (mg · cm 2 ), further preferably less than 1.5 N / (mg cm 2 ), even more preferably 1.2 N / (mg cm 2 ) or less, even more preferably 1.20 N / (mg cm 2 ) or less in terms of providing good processability and good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, a worn electrode, and an uncatalyzed supply conductor. The applied force is even more preferably 1.1 N / (mg cm 2 ) or less, further more preferably 1.10 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.0 N / (mg cm 2 ) or less, particularly preferably 1.00 N / (mg · cm 2 ) or less. In addition, the force is preferably more than 0.005 N / (mg cm 2 ), more preferably 0.08 N / (mg cm 2 ) or more, further preferably 0.1 N / (mg cm 2 ) or more from the point in view of further improving the electrolysis productivity, and, moreover, is more preferably 0.14 N / (mg cm 2 ) or more from the standpoint of further facilitating the handling of a large size (for example, 1.5 m × 2.5 m).

[1112] Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Толщина подложки электрода для электролиза (измеренная толщина) составляет, но конкретно не ограничивается, предпочтительно 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, еще более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, являясь пригодной к сворачиванию в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки и облегчающей проведение погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м), и, в дополнение, еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.[1112] The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness) is, but is not particularly limited, preferably 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less, even more preferably 120 μm or less, even more preferably 100 μm or less from the point of view of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode ( feed conductor), which does not have a catalytic coating, being suitable for roll-up and satisfactory folding into folds and facilitates loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m), and, in addition, still more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[1113] В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления, чтобы объединить новую мембрану и электрод для электролиза, между ними предпочтительно размещают жидкость. В качестве жидкости может быть использована любая жидкость, такая как вода или органические растворители, при условии, что жидкость создает поверхностное натяжение. Чем выше поверхностное натяжение жидкости, тем больше сила, прилагаемая между новой мембраной и электродом для электролиза. Таким образом, предпочтительна жидкость, имеющая более высокое поверхностное натяжение. Примеры жидкости включают следующие (численное значение в скобках представляет собой поверхностное натяжение жидкости при 20°С):[1113] In the method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment, in order to combine the new membrane and the electrode for electrolysis, a liquid is preferably interposed therebetween. Any liquid such as water or organic solvents can be used as the liquid, provided that the liquid creates surface tension. The higher the surface tension of the liquid, the greater the force applied between the new membrane and the electrolysis electrode. Thus, a liquid having a higher surface tension is preferred. Examples of liquid include the following (the numerical value in parentheses represents the surface tension of the liquid at 20 ° C):

гексан (20,44 мН/м), ацетон (23,30 мН/м), метанол (24,00 мН/м), этанол (24,05 мН/м), этиленгликоль (50,21 мН/м) и вода (72,76 мН/м).hexane (20.44 mN / m), acetone (23.30 mN / m), methanol (24.00 mN / m), ethanol (24.05 mN / m), ethylene glycol (50.21 mN / m) and water (72.76 mN / m).

Жидкость, имеющая высокое поверхностное натяжение, обеспечивает возможность объединения (с образованием слоистого изделия) новой мембраны и электрода для электролиза, облегчая тем самым обновление электрода. Жидкость между новой мембраной и электродом для электролиза может присутствовать в таком количестве, что оба из них сцепляются друг с другом под действием поверхностного натяжения. В результате этого, после помещения слоистого изделия в электролитическую ячейку, жидкость, если смешивается с раствором электролита, не влияет на сам электролиз ввиду небольшого количества жидкости.The liquid having a high surface tension allows the new membrane and the electrolysis electrode to be combined (to form a laminated article), thereby facilitating the renewal of the electrode. The liquid between the new membrane and the electrolysis electrode may be present in such an amount that both of them adhere to each other under the action of surface tension. As a result, after placing the layered article in the electrolytic cell, the liquid, if mixed with the electrolyte solution, does not affect the electrolysis itself due to the small amount of liquid.

С практической точки зрения, в качестве жидкости предпочтительно применяется жидкость, имеющая поверхностное натяжение от 24 мН/м до 80 мН/м, такая как этанол, этиленгликоль и вода. В особенности предпочтительной является вода или водный раствор щелочи, полученный растворением в воде каустической соды, гидроксида калия, гидроксида лития, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, карбоната натрия, карбоната калия или тому подобного. В альтернативном варианте поверхностное натяжение может быть скорректировано приведением этих жидкостей в контакт с поверхностно–активным веществом. Когда содержится поверхностно–активное вещество, прочность сцепления между новой мембраной и электродом для электролиза изменяется, позволяя настраивать технологичность. Поверхностно–активное вещество конкретно не ограничивается, и могут быть использованы как ионные поверхностно–активные вещества, так и неионные поверхностно–активные вещества.From a practical point of view, a liquid having a surface tension of 24 mN / m to 80 mN / m such as ethanol, ethylene glycol and water is preferably used as the liquid. Particularly preferred is water or an aqueous alkali solution obtained by dissolving caustic soda, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, potassium hydrogencarbonate, sodium carbonate, potassium carbonate or the like in water. Alternatively, the surface tension can be adjusted by bringing these fluids into contact with a surfactant. When a surfactant is contained, the bond strength between the new membrane and the electrolysis electrode changes, allowing for customization of workability. The surfactant is not particularly limited, and both ionic surfactants and nonionic surfactants can be used.

[1114] Доля, измеренная следующим методом (2) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 90% или более, более предпочтительно 92% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности и достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и дополнительно предпочтительно 95% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[1114] The proportion measured by the following method (2) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 90% or more, more preferably 92% or more from the viewpoint of providing good workability and achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and additionally preferably 95% or more from the point of view of further facilitating handling when large size (for example , size 1.5 m × 2.5 m). The upper limit value is 100%.

[Метод (2)][Method (2)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 280 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 280 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned outside at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[1115] Доля, измеренная следующим методом (3) на электроде для электролиза в настоящем варианте осуществления, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 75% или более, более предпочтительно 80% или более с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и для надлежащей пригодности к намотке в рулон и удовлетворительному сгибанию в складки, и дополнительно предпочтительно составляет 90% или более с точки зрения дополнительного облегчения проведения погрузки-разгрузки при большом размере (например, размере 1,5 м×2,5 м). Значение верхнего предела составляет 100%.[1115] The proportion measured by the following method (3) on the electrode for electrolysis in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 75% or more, more preferably 80% or more from the viewpoint of ensuring good workability, achieving good adhesion strength with membrane, such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and for proper roll-winding and satisfactory creasing, and is additionally preferably 90% or more from the point of view of additional facilitation of loading and unloading at a large size (for example, size 1.5 mx 2.5 m) The upper limit value is 100%.

[Метод (3)][Method (3)]

Ионообменную мембрану (квадрат со стороной 170 мм) и образец электрода (квадрат со стороной 130 мм) наслаивают в этом порядке. Слоистое изделие помещают на изогнутую поверхность полиэтиленовой трубы (внешний диаметр: 145 мм) так, что образец электрода в этом слоистом изделии позиционируется снаружи в условиях температуры 23±2°C и относительной влажности 30±5%, слоистое изделие и трубу в достаточной мере погружают в чистую воду, удаляют избыток воды, осажденной на поверхность слоистого изделия и трубу, и затем, через одну минуту после этого удаления, измеряют долю (%) площади участка, на котором ионообменная мембрана (квадрат со стороной 170 мм) находится в плотном контакте с электродом.An ion exchange membrane (170 mm square) and an electrode sample (130 mm square) are layered in this order. The laminated product is placed on the curved surface of a polyethylene pipe (outer diameter: 145 mm) so that the electrode sample in this laminated product is positioned externally at a temperature of 23 ± 2 ° C and a relative humidity of 30 ± 5%, the laminated product and the pipe are sufficiently immersed into clean water, remove the excess water deposited on the surface of the laminated product and the pipe, and then, one minute after this removal, measure the fraction (%) of the area of the area in which the ion-exchange membrane (square with a side of 170 mm) is in close contact with electrode.

[1116] Электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления имеет, но без ограничения этим, пористую структуру и коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности от 5 до 90% или менее с точки зрения обеспечения хорошей технологичности, достижения хорошей силы сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом (питающим проводником) и электродом (питающим проводником), не имеющим каталитического покрытия, и предотвращения накопления газа, выделяющегося во время электролиза, хотя без конкретного ограничения этим. Коэффициент открытой пористости более предпочтительно составляет от 10 до 80% или менее, более предпочтительно от 20 до 75%.[1116] The electrode for electrolysis in the present embodiment has, but is not limited to, a porous structure and an open porosity ratio or void ratio of 5 to 90% or less from the viewpoint of ensuring good processability, achieving good adhesion to a membrane such as ion exchange a membrane or microporous membrane, with a worn electrode (supply conductor) and an electrode (supply conductor) not having a catalytic coating, and preventing the accumulation of gas evolved during electrolysis, although not specifically limited thereto. The open porosity ratio is more preferably 10 to 80% or less, more preferably 20 to 75%.

Коэффициент открытой пористости представляет собой долю участков просветов в расчете на единицу объема. Метод расчета может различаться в зависимости от того, рассматриваются ли участки просветов субмикронного размера или же рассматриваются только видимые просветы. В настоящем варианте осуществления объем V рассчитывали из значений измеренной толщины, ширины и длины электрода, и, кроме того, измеряли вес W, чтобы тем самым рассчитать коэффициент А открытой пористости по следующей формуле.The open porosity ratio is the fraction of the lumen areas per unit volume. The calculation method may differ depending on whether sub-micron-sized gaps are considered or only visible gaps are considered. In the present embodiment, the volume V was calculated from the values of the measured thickness, the width and the length of the electrode, and in addition, the weight W was measured to thereby calculate the open porosity coefficient A by the following formula.

A=(1–(W/(V×ρ))×100A = (1– (W / (V × ρ)) × 100

ρ представляет собой плотность материала электрода (г/см3). Например, ρ никеля составляет 8,908 г/см3, а ρ титана составляет 4,506 г/см3. Коэффициент открытой пористости надлежащим образом регулируется изменением площади перфорируемого металла на единицу площади в случае перфорированного металлического листа, изменением значений SW (короткого диаметра), LW (длинного диаметра) и подачи в случае просечно–вытяжного металлического листа, изменением линейных размеров диаметра металлического волокна и номера сита в случае сетки, изменением рисунка фоторезиста, применяемого в случае электроформования, изменением диаметра металлического волокна и плотности волокна в случае нетканого полотна, изменением пресс-формы для формования полостей в случае пористого металла или тому подобным образом.ρ is the density of the electrode material (g / cm 3 ). For example, the ρ of nickel is 8.908 g / cm 3 and the ρ of titanium is 4.506 g / cm 3 . The open porosity ratio is appropriately controlled by changing the area of perforated metal per unit area in the case of perforated metal sheet, by changing the values of SW (short diameter), LW (long diameter) and feed in case of expanded metal sheet, by changing the linear dimensions of the metal fiber diameter and number sieves in the case of a mesh, a change in the photoresist pattern used in the case of electrospinning, a change in the diameter of a metal fiber and a fiber density in the case of a nonwoven fabric, a change in a mold for forming cavities in the case of a porous metal, or the like.

[1117] Здесь далее будет описан более конкретный вариант осуществления электрода для электролиза в настоящем варианте осуществления.[1117] Hereinafter, a more specific embodiment of the electrode for electrolysis in the present embodiment will be described.

Электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления предпочтительно содержит подложку электрода для электролиза и слой катализатора. Слой катализатора может быть составлен множеством слоев, как показано ниже, или может иметь однослойную конфигурацию.The electrolysis electrode of the present embodiment preferably comprises an electrolysis electrode support and a catalyst layer. The catalyst bed can be composed of multiple layers, as shown below, or can have a single layer configuration.

Как показано на Фигуре 119, электрод 100 для электролиза по настоящему варианту осуществления содержит подложку 10 электрода для электролиза и пару первых слоев 20, которыми покрыты обе поверхности подложки 10 электрода для электролиза. Первыми слоями 20 предпочтительно покрыта вся подложка 10 электрода для электролиза. По–видимому, это покрытие повышает каталитическую активность и долговечность электрода. Один первый слой 20 может быть наслоен только на одну поверхность подложки 10 электрода для электролиза.As shown in FIG. 119, the electrolysis electrode 100 of the present embodiment includes an electrolysis electrode substrate 10 and a pair of first layers 20 that cover both surfaces of the electrolysis electrode substrate 10. The first layers 20 preferably cover the entire electrode substrate 10 for electrolysis. Apparently, this coating increases the catalytic activity and durability of the electrode. One first layer 20 can only be laminated to one surface of the electrolysis electrode substrate 10.

Кроме того, как показано на Фигуре 119, поверхности первых слоев 20 могут быть покрыты вторыми слоями 30. Первые слои 20 предпочтительно покрыты вторыми слоями 30 целиком. В альтернативном варианте один второй слой 30 может быть наслоен только на одну поверхность первого слоя 20.In addition, as shown in Figure 119, the surfaces of the first layers 20 can be coated with the second layers 30. The first layers 20 are preferably covered with the second layers 30 in their entirety. Alternatively, one second layer 30 may be laminated to only one surface of the first layer 20.

[1118] (Подложка электрода для электролиза)[1118] (Electrode support for electrolysis)

В качестве подложки 10 электрода для электролиза могут быть использованы, например, никель, никелевые сплавы, нержавеющая сталь, или вентильные металлы, в том числе титан, хотя без ограничения этим. Подложка 10 предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля (Ni) и титана (Ti).As the electrode substrate 10 for electrolysis, for example, nickel, nickel alloys, stainless steel, or valve metals, including titanium, can be used, although not limited thereto. Substrate 10 preferably contains at least one element selected from nickel (Ni) and titanium (Ti).

Когда нержавеющая сталь применяется в водном растворе щелочи с высокой концентрацией, железо и хром вымываются и удельная электрическая проводимость составляет величину порядка одной десятой значения для никеля. С учетом вышеуказанного, в качестве подложки электрода для электролиза предпочтительной является подложка, содержащая никель (Ni).When stainless steel is used in an aqueous alkali solution of high concentration, iron and chromium are washed out and the electrical conductivity is in the order of one tenth that of nickel. In view of the above, as the electrode substrate for electrolysis, a substrate containing nickel (Ni) is preferable.

В альтернативном варианте, когда подложка 10 электрода для электролиза используется в солевом растворе с высокой концентрацией, близкой к насыщению, в атмосфере, в которой образуется газообразный хлор, материал подложки 10 электрода также предпочтительно представляет собой титан, имеющий высокую коррозионную стойкость.Alternatively, when the electrode substrate 10 for electrolysis is used in a brine with a high concentration close to saturation, in an atmosphere in which chlorine gas is generated, the material of the electrode substrate 10 is also preferably titanium having high corrosion resistance.

Форма подложки 10 электрода для электролиза конкретно не ограничивается, и может быть выбрана форма, пригодная для данной цели. В качестве формы может быть применено любое из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно–вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, так называемой тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей, и тому подобного. Из них предпочтительны перфорированный металлический лист или просечно–вытяжной металлический лист. Электроформование представляет собой способ получения тонкой металлической фольги, имеющей точно сформированный рисунок с использованием фотолитографии и электроосаждения в комбинации. Оно представляет собой способ, включающий формирование рисунка на подложке посредством фоторезиста, и электроосаждение участка, не защищенного резистом, с получением металлической тонкой пленки.The shape of the electrode substrate 10 for electrolysis is not particularly limited, and a shape suitable for this purpose can be selected. As the mold, any of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, an electrospinning metal porous foil, a so-called woven metal mesh, and the like can be used. Of these, perforated metal sheet or expanded metal sheet is preferable. Electrospinning is a method of producing a thin metal foil having a precisely shaped pattern using photolithography and electrodeposition in combination. It is a method involving patterning a substrate with a photoresist and electrodeposition of a portion not protected by the resist to form a metal thin film.

Что касается формы подложки электрода для электролиза, подходящая техническая характеристика зависит от расстояния между анодом и катодом в электролизере. В случае, где расстояние между анодом и катодом является конечным, может быть использована форма просечно–вытяжного металлического листа или перфорированного металлического листа, и в случае так называемого электролизера с нулевым зазором, в котором ионообменная мембрана находится в контакте с электродом, могут быть применены сформированная сплетением тонких металлических нитей тканая металлическая сетка, проволочная сетка, пористый металл, металлическое нетканое полотно, просечно–вытяжной металлический лист, перфорированный металлический лист, металлическая пористая фольга и тому подобное, хотя без ограничения этим.With regard to the shape of the electrode support for electrolysis, a suitable specification depends on the distance between the anode and the cathode in the electrolysis cell. In the case where the distance between the anode and the cathode is finite, the shape of an expanded metal sheet or a perforated metal sheet can be used, and in the case of a so-called zero-gap electrolyzer in which the ion exchange membrane is in contact with the electrode, a formed interlacing of fine metal filaments woven metal mesh, wire mesh, porous metal, metal nonwoven fabric, expanded metal sheet, perforated metal sheet, metal porous foil, and the like, although not limited thereto.

Примеры подложки 10 электрода для электролиза включают металлическую пористую фольгу, проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно–вытяжной металлический лист и пористый металл.Examples of the electrode substrate 10 for electrolysis include metal porous foil, wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, and porous metal.

В качестве материала пластины перед обработкой с образованием перфорированного металлического листа или просечно–вытяжного металлического листа, предпочтительны прокатанные пластинчатые материалы и электролитические фольги. Электролитическая фольга предпочтительно подвергается дополнительной обработке электроосаждением с использованием того же элемента, как ее базовый материал, в качестве дополнительной обработки, чтобы тем самым сформировать шероховатости на одной или обеих ее поверхностях.As the plate material before being processed to form a perforated metal sheet or expanded metal sheet, rolled plate materials and electrolytic foils are preferred. The electrolytic foil is preferably subjected to a further electrodeposition treatment using the same element as its base material as a further treatment to thereby form roughness on one or both of its surfaces.

Толщина подложки 10 электрода для электролиза, как упомянуто выше, предпочтительно составляет 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 155 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее, еще более предпочтительно 125 мкм или менее, еще более предпочтительно 120 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 100 мкм или менее, и дополнительно еще более предпочтительно 50 мкм или менее с точки зрения технологичности и экономичности. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но составляет, например, 1 мкм, предпочтительно 5 мкм, более предпочтительно 15 мкм.The thickness of the electrolysis electrode substrate 10 as mentioned above is preferably 300 µm or less, more preferably 205 µm or less, further preferably 155 µm or less, even more preferably 135 µm or less, even more preferably 125 µm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less in terms of processability and economy. The lower limit is not particularly limited, but is, for example, 1 µm, preferably 5 µm, more preferably 15 µm.

[1119] В подложке электрода для электролиза остаточное механическое напряжение во время обработки предпочтительно снимается отжигом подложки электрода для электролиза в окислительной атмосфере. Предпочтительно формировать шероховатости с использованием стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного на поверхности подложки электрода для электролиза с последующей кислотной обработкой для увеличения площади ее поверхности, чтобы улучшить прочность сцепления со слоем катализатора, которым покрывается поверхность. В альтернативном варианте предпочтительно проводить обработку электроосаждением с использованием того же элемента, что и подложка, для увеличения площади поверхности.[1119] In the electrolysis electrode substrate, residual stress during processing is preferably relieved by annealing the electrolysis electrode substrate in an oxidizing atmosphere. It is preferable to form roughness using a steel grid, an alumina grid or the like on the surface of the electrode substrate for electrolysis, followed by acid treatment to increase its surface area in order to improve adhesion to the catalyst layer that is coated on the surface. Alternatively, it is preferable to carry out the electrodeposition treatment using the same element as the substrate to increase the surface area.

[1120] Для приведения первого слоя 20 в плотный контакт с поверхностью подложки 10 электрода для электролиза, подложку 10 электрода для электролиза предпочтительно подвергают обработке для увеличения площади поверхности. Примеры обработки для увеличения площади поверхности включают струйную обработку с использованием рубленой проволоки, стальной решетки, решетки из оксида алюминия или тому подобного, кислотную обработку с использованием серной кислоты или соляной кислоты и обработку электроосаждением с использованием того же элемента, как в подложке. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости на поверхности подложки конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 10 мкм, еще более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[1120] To bring the first layer 20 into intimate contact with the surface of the electrolysis electrode substrate 10, the electrolysis electrode substrate 10 is preferably subjected to a surface area increase treatment. Examples of surface area enhancing treatments include chopped wire blasting, steel grating, alumina grating or the like, acidizing using sulfuric acid or hydrochloric acid, and electrodeposition using the same element as in the substrate. The arithmetic mean (Ra) of the surface roughness on the surface of the substrate is not particularly limited, but is preferably 0.05 µm to 50 µm, more preferably 0.1 to 10 µm, even more preferably 0.1 to 8 µm.

[1121] Далее будет описан случай, где электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления используется в качестве анода для обычного электролиза соли.[1121] Next, a case will be described where the electrolysis electrode in the present embodiment is used as an anode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

На фигуре 119 первый слой 20 в качестве слоя катализатора содержит по меньшей мере один из оксидов рутения, оксидов иридия и оксидов титана. Примеры оксида рутения включают RuO2. Примеры оксида иридия включают IrO2. Примеры оксида титана включают TiO2. Первый слой 20 предпочтительно содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана или три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана. Это делает первый слой 20 более стабильным и дополнительно улучшает прочность сцепления со вторым слоем 30.In Figure 119, the first layer 20 contains at least one of ruthenium oxides, iridium oxides and titanium oxides as a catalyst layer. Examples of ruthenium oxide include RuO 2 . Examples of iridium oxide include IrO 2 . Examples of titanium oxide include TiO 2 . The first layer 20 preferably contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, or three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide. This makes the first layer 20 more stable and further improves the adhesion to the second layer 30.

[1122] Когда первый слой 20 содержит два оксида: оксид рутения и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 1 до 9 молей, более предпочтительно от 1 до 4 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении двух оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[1122] When the first layer 20 contains two oxides: ruthenium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains from 1 to 9 moles, more preferably from 1 to 4 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20 With the compositional ratio of the two oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[1123] Когда первый слой 20 содержит три оксида: оксид рутения, оксид иридия и оксид титана, первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,2 до 3 молей, более предпочтительно от 0,3 до 2,5 молей оксида иридия в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. Первый слой 20 предпочтительно содержит от 0,3 до 8 молей, более предпочтительно от 1 до 7 молей оксида титана в расчете на 1 моль оксида рутения, содержащегося в первом слое 20. При композиционном соотношении трех оксидов в этом диапазоне электрод 100 для электролиза демонстрирует превосходную стойкость.[1123] When the first layer 20 contains three oxides: ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, the first layer 20 preferably contains 0.2 to 3 moles, more preferably 0.3 to 2.5 moles of iridium oxide per 1 mol of ruthenium oxide contained in the first layer 20. The first layer 20 preferably contains from 0.3 to 8 moles, more preferably from 1 to 7 moles of titanium oxide, based on 1 mole of ruthenium oxide contained in the first layer 20. With a compositional ratio of three oxides in this range, the electrolysis electrode 100 exhibits excellent resistance.

[1124] Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере два из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана, эти оксиды предпочтительно образуют твердый раствор. Формирование твердого раствора оксидов позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.[1124] When the first layer 20 contains at least two of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide, these oxides preferably form a solid solution. The formation of a solid solution of the oxides allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

[1125] В дополнение к вышеописанным составам могут быть применены оксиды различных составов при условии, что содержится по меньшей мере один оксид из оксида рутения, оксида иридия и оксида титана. Например, в качестве первого слоя 20 может быть использовано оксидное покрытие, называемое DSA(R), которое содержит рутений, иридий, тантал, ниобий, титан, олово, кобальт, марганец, платину и тому подобное.[1125] In addition to the above-described compositions, oxides of various compositions can be used, provided that at least one of ruthenium oxide, iridium oxide, and titanium oxide is contained. For example, an oxide coating called DSA (R), which contains ruthenium, iridium, tantalum, niobium, titanium, tin, cobalt, manganese, platinum, and the like, can be used as the first layer 20.

[1126] Первый слой 20 не обязательно должен представлять собой единственный слой и может включать множество слоев. Например, первый слой 20 может включать слой, содержащий три оксида, и слой, содержащий два оксида. Толщина первого слоя 20 предпочтительно составляет от 0,05 до 10 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 8 мкм.[1126] The first layer 20 need not be a single layer and may include multiple layers. For example, the first layer 20 may include a three-oxide layer and a two-oxide layer. The thickness of the first layer 20 is preferably 0.05 to 10 µm, more preferably 0.1 to 8 µm.

[1127] (Второй слой)[1127] (Second layer)

Второй слой 30 предпочтительно содержит рутений и титан. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.The second layer 30 preferably contains ruthenium and titanium. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[1128] Второй слой 30 предпочтительно содержит оксид палладия, твердый раствор оксида палладия и платины или сплав палладия и платины. Это позволяет дополнительно снижать электрическое перенапряжение хлора непосредственно после электролиза.[1128] The second layer 30 preferably contains palladium oxide, a solid solution of palladium and platinum oxide, or an alloy of palladium and platinum. This makes it possible to further reduce the electrical overvoltage of chlorine immediately after electrolysis.

[1129] Более толстый второй слой 30 может поддерживать производительность электролиза в течение длительного периода времени, но с точки зрения экономичности толщина предпочтительно составляет от 0,05 до 3 мкм.[1129] The thicker second layer 30 can maintain the electrolysis performance for a long period of time, but from the standpoint of economy, the thickness is preferably 0.05 to 3 µm.

[1130] Далее будет описана ситуация, где электрод для электролиза в настоящем варианте осуществления используется в качестве катода для обычного электролиза соли.[1130] Next, a situation will be described where the electrolysis electrode in the present embodiment is used as a cathode for conventional salt electrolysis.

(Первый слой)(First layer)

Примеры компонентов первого слоя 20 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 20 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 20 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы.The first layer 20 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys.

Когда первый слой 20 содержит по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, предпочтительно содержат по меньшей мере один металл платиновой группы из платины, палладия, родия, рутения и иридия.When the first layer 20 contains at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides and alloys containing a platinum group metal, platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum metal containing alloys the groups preferably contain at least one platinum group metal from platinum, palladium, rhodium, ruthenium and iridium.

В качестве металла платиновой группы предпочтительно содержится платина.The platinum group metal is preferably platinum.

В качестве оксида металла платиновой группы предпочтительно содержится оксид рутения.As the oxide of the platinum group metal, ruthenium oxide is preferably contained.

В качестве гидроксида металла платиновой группы предпочтительно содержится гидроксид рутения.As the hydroxide of the platinum group metal, ruthenium hydroxide is preferably contained.

В качестве сплава металлов платиновой группы предпочтительно содержится сплав платины с никелем, железом и кобальтом.As an alloy of platinum group metals, an alloy of platinum with nickel, iron and cobalt is preferably included.

Кроме того, при необходимости, в качестве второго компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид лантаноидного элемента. Это позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать превосходную стойкость.In addition, if necessary, an oxide or hydroxide of a lanthanide element is preferably contained as the second component. This allows the electrolysis electrode 100 to exhibit excellent resistance.

В качестве оксида или гидроксида лантаноидного элемента предпочтительно содержится по меньшей мере один, выбранный из лантана, церия, празеодима, неодима, прометия, самария, европия, гадолиния, тербия и диспрозия.As the oxide or hydroxide of the lanthanide element, preferably at least one selected from lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium and dysprosium is contained.

Кроме того, при необходимости, в качестве третьего компонента предпочтительно содержится оксид или гидроксид переходного металла.In addition, if necessary, a transition metal oxide or hydroxide is preferably contained as the third component.

Добавление третьего компонента позволяет электроду 100 для электролиза демонстрировать более превосходную стойкость и снижать напряжение электролиза.The addition of the third component allows the electrolysis electrode 100 to exhibit superior resistance and lower electrolysis voltage.

Примеры предпочтительной комбинации включают только рутений, рутений+никель, рутений+церий, рутений+лантан, рутений+лантан+платина, рутений+лантан+палладий, рутений+празеодим, рутений+празеодим+платина, рутений+празеодим+платина+палладий, рутений+неодим, рутений+неодим+платина, рутений+неодим+марганец, рутений+неодим+железо, рутений+неодим+кобальт, рутений+неодим+цинк, рутений+неодим+галлий, рутений+неодим+сера, рутений+неодим+свинец, рутений+неодим+никель, рутений+неодим+медь, рутений+самарий, рутений+самарий+марганец, рутений+самарий+железо, рутений+самарий+кобальт, рутений+самарий+цинк, рутений+самарий+галлий, рутений+самарий+сера, рутений+самарий+свинец, рутений+самарий+никель, платина+церий, платина+палладий+церий, платина+палладий+лантан+церий, платина+иридий, платина+палладий, платина+иридий+палладий, платина+никель+палладий, платина+никель+рутений, сплавы платины и никеля, сплавы платины и кобальта и сплавы платины и железа.Examples of a preferred combination include only ruthenium, ruthenium + nickel, ruthenium + cerium, ruthenium + lanthanum, ruthenium + lanthanum + platinum, ruthenium + lanthanum + palladium, ruthenium + praseodymium, ruthenium + praseodymium + platinum, ruthenium + praseodymium + platinum + palladium, ruthenium + neodymium, ruthenium + neodymium + platinum, ruthenium + neodymium + manganese, ruthenium + neodymium + iron, ruthenium + neodymium + cobalt, ruthenium + neodymium + zinc, ruthenium + neodymium + gallium, ruthenium + neodymium + sulfur, ruthenium + neodymium + lead , ruthenium + neodymium + nickel, ruthenium + neodymium + copper, ruthenium + samarium, ruthenium + samarium + manganese, ruthenium + samarium + iron, ruthenium + samarium + cobalt, ruthenium + samarium + zinc, ruthenium + samarium + gallium, ruthenium + samarium + sulfur, ruthenium + samarium + lead, ruthenium + samarium + nickel, platinum + cerium, platinum + palladium + cerium, platinum + palladium + lanthanum + cerium, platinum + iridium, platinum + palladium, platinum + iridium + palladium, platinum + nickel + palladium, platinum + nickel + ruthenium, platinum and nickel alloys, platinum and cobalt alloys and platinum and iron alloys.

Когда металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы, гидроксиды металлов платиновой группы и сплавы, содержащие металл платиновой группы, не содержатся, основным компонентом катализатора предпочтительно является элемент никель.When platinum-group metals, platinum-group metal oxides, platinum-group metal hydroxides, and platinum-group metal-containing alloys are not contained, the main component of the catalyst is preferably the element nickel.

Предпочтительно содержится по меньшей мере один из металлического никеля, оксидов и гидроксидов никеля.Preferably, at least one of nickel metal, nickel oxides and hydroxides is contained.

В качестве второго компонента может быть добавлен переходный металл. В качестве второго добавляемого компонента предпочтительно содержится по меньшей мере один элемент из титана, олова, молибдена, кобальта, марганца, железа, серы, цинка, меди и углерода.A transition metal can be added as a second component. As the second added component, at least one of titanium, tin, molybdenum, cobalt, manganese, iron, sulfur, zinc, copper and carbon is preferably contained.

Примеры предпочтительной комбинации включают никель+олово, никель+титан, никель+молибден и никель+кобальт.Examples of a preferred combination include nickel + tin, nickel + titanium, nickel + molybdenum, and nickel + cobalt.

При необходимости между первым слоем 20 и подложкой 10 электрода для электролиза может быть размещен промежуточный слой. Размещением промежуточного слоя может быть улучшена стойкость электрода 100 для электролиза.If necessary, an intermediate layer may be disposed between the first layer 20 and the electrolysis electrode substrate 10. By placing the intermediate layer, the resistance of the electrolysis electrode 100 can be improved.

В качестве промежуточного слоя предпочтительны такие, которые имеют сродство как к первому слою 20, так и к подложке 10 электрода для электролиза. В качестве промежуточного слоя предпочтительны оксиды никеля, металлы платиновой группы, оксиды металлов платиновой группы и гидроксиды металлов платиновой группы. Промежуточный слой может быть сформирован нанесением и обжигом раствора, содержащего компонент, который образует промежуточный слой. В альтернативном варианте также может быть сформирован поверхностный оксидный слой подверганием подложки термической обработке при температуре от 300 до 600°С в воздушной атмосфере. Кроме того, этот слой может быть сформирован известным способом, таким как способ термического напыления и способ ионного осаждения.Preferred as the intermediate layer are those which have an affinity for both the first layer 20 and the electrode substrate 10 for electrolysis. As the intermediate layer, preferred are nickel oxides, platinum group metals, platinum group metal oxides and platinum group metal hydroxides. The intermediate layer can be formed by applying and firing a solution containing the component that forms the intermediate layer. Alternatively, a surface oxide layer can also be formed by subjecting the substrate to heat treatment at a temperature of 300 to 600 ° C. in an air atmosphere. In addition, this layer can be formed by a known method such as a thermal spraying method and an ionic deposition method.

[1131] (Второй слой)[1131] (Second layer)

Примеры компонентов первого слоя 30 в качестве слоя катализатора включают такие элементы, как C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, а также оксиды и гидроксиды металлов.Examples of the components of the first layer 30 as a catalyst layer include elements such as C, Si, P, S, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Pb, Bi, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu, as well as metal oxides and hydroxides.

Первый слой 30 может содержать или может не содержать по меньшей мере один из металлов платиновой группы, оксидов металлов платиновой группы, гидроксидов металлов платиновой группы и сплавов, содержащих металл платиновой группы. Примеры предпочтительной комбинации элементов, содержащихся во втором слое, включают комбинации, перечисленные для первого слоя. Комбинация первого слоя и второго слоя может представлять собой комбинацию, в которой составы являются одинаковыми, а композиционные соотношения являются различными, или может быть комбинацией различных составов.The first layer 30 may or may not contain at least one of platinum group metals, platinum group metal oxides, platinum group metal hydroxides, and platinum group metal containing alloys. Examples of a preferred combination of elements contained in the second layer include those listed for the first layer. The combination of the first layer and the second layer can be a combination in which the compositions are the same and the compositional ratios are different, or it can be a combination of different compositions.

[1132] Что касается толщины слоя катализатора, общая толщина сформированного слоя катализатора и промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,01 мкм до 20 мкм. При толщине 0,01 мкм или более слой катализатора может в достаточной мере служить в качестве катализатора. При толщине 20 мкм или менее можно сформировать прочный слой катализатора, отделение которого от подложки маловероятно. Толщина более предпочтительно составляет от 0,05 мкм до 15 мкм. Толщина более предпочтительно составляет от 0,1 до 10 мкм. Еще более предпочтительно толщина составляет от 0,2 до 8 мкм.[1132] With regard to the thickness of the catalyst layer, the total thickness of the formed catalyst layer and the intermediate layer is preferably 0.01 µm to 20 µm. With a thickness of 0.01 µm or more, the catalyst layer can sufficiently serve as a catalyst. With a thickness of 20 µm or less, a strong catalyst layer can be formed that is unlikely to separate from the support. The thickness is more preferably 0.05 µm to 15 µm. The thickness is more preferably 0.1 to 10 µm. Even more preferably, the thickness is 0.2 to 8 µm.

[1133] Толщина электрода, то есть совокупная толщина подложки электрода для электролиза и слоя катализатора, предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, дополнительно предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, даже еще более предпочтительно 138 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 135 мкм или менее, в отношении технологичности электрода. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных, как указано выше, соображений толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, еще более предпочтительно 115 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более, из практических соображений, более предпочтительно 20 мкм или более. Толщина электрода может быть определена измерением с помощью цифрового толщиномера (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Толщина подложки электрода для электролиза может быть измерена таким же образом, как в случае электрода. Толщина слоя катализатора может быть определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.[1133] The thickness of the electrode, that is, the combined thickness of the electrolysis electrode support and the catalyst layer, is preferably 315 µm or less, more preferably 220 µm or less, further preferably 170 µm or less, even more preferably 150 µm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, even more preferably 138 µm or less, further even more preferably 135 µm or less, with respect to the workability of the electrode. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for similar reasons as above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, even more preferably 115 µm or less, further more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. The thickness of the electrode can be determined by measuring with a digital thickness gauge (from Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm). The thickness of the substrate of the electrolysis electrode can be measured in the same manner as in the case of the electrode. The thickness of the catalyst layer can be determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode support from the thickness of the electrode.

[1134] В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления электрод для электролиза предпочтительно содержит по меньшей мере один каталитический компонент, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P, S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb и Dy, с позиции достижения достаточной производительности электролиза.[1134] In the method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment, the electrode for electrolysis preferably contains at least one catalyst component selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Ir, Pt, Au, Ti, V, Cr, Mn, Fe , Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Ta, W, Re, Os, Al, In, Sn, Sb, Ga, Ge, B, C, N, O, Si, P , S, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy, from the standpoint of achieving sufficient electrolysis performance.

[1135] В настоящем варианте осуществления, из тех соображений, что электрод для электролиза по настоящему варианту осуществления, если представляет собой электрод, имеющий широкий диапазон упругой деформации, может обеспечивать лучшую технологичность и имеет лучшую силу сцепления с мембраной, такой как ионообменная мембрана или микропористая мембрана, с изношенным электродом, с питающим проводником, не имеющим каталитического покрытия, и тому подобным, толщина электрода для электролиза предпочтительно составляет 315 мкм или менее, более предпочтительно 220 мкм или менее, еще более предпочтительно 170 мкм или менее, еще более предпочтительно 150 мкм или менее, в особенности предпочтительно 145 мкм или менее, еще более предпочтительно 140 мкм или менее, дополнительно еще более предпочтительно 138 мкм или менее, еще более предпочтительно 135 мкм или менее. Толщина 135 мкм или менее может обеспечивать хорошую технологичность. Кроме того, из подобных вышеуказанным соображений, толщина предпочтительно составляет 130 мкм или менее, более предпочтительно менее 130 мкм, дополнительно предпочтительно 115 мкм или менее, еще более предпочтительно 65 мкм или менее. Значение нижнего предела конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 1 мкм или более, более предпочтительно 5 мкм или более по практическим соображениям, более предпочтительно 20 мкм или более. В настоящем варианте осуществления «имеющий широкий диапазон упругой деформации» означает, что, когда электрод для электролиза наматывают с образованием обмотки, маловероятно возникновение обусловленного намоткой коробления после выведения из намотанного состояния. Толщина электрода для электролиза, когда предусмотрен упоминаемый ниже слой катализатора, относится к совокупной толщине как подложки электрода для электролиза, так и слоя катализатора.[1135] In the present embodiment, from the considerations that the electrode for electrolysis of the present embodiment, if it is an electrode having a wide elastic deformation range, can provide better workability and has better adhesion to a membrane such as an ion exchange membrane or a microporous membrane, with a worn electrode, with a supply conductor not having a catalytic coating, and the like, the thickness of the electrode for electrolysis is preferably 315 μm or less, more preferably 220 μm or less, even more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 μm or less, particularly preferably 145 µm or less, even more preferably 140 µm or less, further still more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. A thickness of 135 µm or less can provide good workability. In addition, for reasons similar to the above, the thickness is preferably 130 µm or less, more preferably less than 130 µm, further preferably 115 µm or less, even more preferably 65 µm or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1 µm or more, more preferably 5 µm or more for practical reasons, more preferably 20 µm or more. In the present embodiment, “having a wide elastic range” means that when the electrolysis electrode is wound to form a winding, it is unlikely that winding-induced warping will occur after being released from the wound state. The thickness of the electrolysis electrode when the below-mentioned catalyst layer is provided refers to the total thickness of both the electrolysis electrode support and the catalyst layer.

[1136] (Способ изготовления электрода для электролиза)[1136] (Method for Manufacturing Electrolysis Electrode)

Далее будет подробно описан один вариант осуществления способа изготовления электрода 100 для электролиза.Next, one embodiment of a method for manufacturing an electrode 100 for electrolysis will be described in detail.

В настоящем варианте осуществления электрод 100 для электролиза может быть получен формированием первого слоя 20, предпочтительно второго слоя 30 на подложке электрода для электролиза таким способом, как обжиг пленки покрытия в атмосфере кислорода (пиролиз) или ионное осаждение, электроосаждение или термическое распыление. Способ получения по настоящему варианту осуществления, как упомянутый выше, может достигать высокой производительности формирования электрода 100 для электролиза. Более конкретно, слой катализатора формируют на подложке электрода для электролиза с помощью этапа нанесения, на котором наносят покровную жидкость, содержащую катализатор, этапа сушки, на котором высушивают покровную жидкость, и этапа пиролиза, на котором выполняют пиролиз. Под пиролизом здесь означается, что соль металла, которая должна быть прекурсором, разлагается путем нагревания на металл или оксид металла и газообразное вещество. Продукт разложения зависит от природы используемого металла, типа соли и атмосферы, в которой проводится пиролиз, и многие металлы имеют тенденцию образовывать оксиды в окислительной атмосфере. В промышленном процессе изготовления электрода пиролиз обычно выполняется на воздухе, и во многих случаях образуется оксид металла или гидроксид металла.In the present embodiment, the electrolysis electrode 100 can be obtained by forming a first layer 20, preferably a second layer 30 on the electrolysis electrode substrate by a method such as firing a coating film in an oxygen atmosphere (pyrolysis) or ion deposition, electrodeposition, or thermal sputtering. The production method of the present embodiment as mentioned above can achieve high formation productivity of the electrolysis electrode 100. More specifically, a catalyst layer is formed on the electrode support for electrolysis by an application step in which a coating liquid containing the catalyst is applied, a drying step in which the coating liquid is dried, and a pyrolysis step in which pyrolysis is performed. Pyrolysis here means that a metal salt, which is to be a precursor, decomposes by heating into a metal or metal oxide and a gaseous substance. The decomposition product depends on the nature of the metal used, the type of salt and the atmosphere in which the pyrolysis is carried out, and many metals tend to form oxides in an oxidizing atmosphere. In the industrial process for making an electrode, pyrolysis is usually performed in air and in many cases a metal oxide or metal hydroxide is formed.

[1137] (Формирование первого слоя анода)[1137] (Formation of the first layer of the anode)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворена по меньшей мере одна соль металла из рутения, иридия и титана (первая покровная жидкость), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание рутения, иридия и титана в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which at least one metal salt of ruthenium, iridium and titanium (first coating liquid) is dissolved on the electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The content of ruthenium, iridium and titanium in the first cover liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[1138] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[1138] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[1139] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[1139] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method for dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[1140] (Этап сушки и этап пиролиза)[1140] (Drying step and pyrolysis step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[1141] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[1141] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[1142] (Формирование второго слоя)[1142] (Formation of the second layer)

Второй слой 30, который формируют при необходимости, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия и соединение платины, или раствора, содержащего соединение рутения и соединение титана (второй покровной жидкости), на первый слой 20, и затем покровную жидкость подвергают пиролизу в присутствии кислорода.The second layer 30, which is formed if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound and a platinum compound or a solution containing a ruthenium compound and a titanium compound (second coating liquid) on the first layer 20, and then the coating liquid is subjected to pyrolysis in presence of oxygen.

[1143] (Формирование первого слоя катода способом пиролиза)[1143] (Formation of the first cathode layer by pyrolysis method)

(Этап нанесения)(Application stage)

Первый слой 20 получают нанесением раствора, в котором растворены соли металлов в различной комбинации (первой покровной жидкости), на подложку электрода для электролиза, и затем проведением пиролиза (обжига) покровной жидкости в присутствии кислорода. Содержание металла в первой покровной жидкости является по существу эквивалентным содержанию в первом слое 20.The first layer 20 is obtained by applying a solution in which metal salts in various combinations are dissolved (first coating liquid) on an electrode substrate for electrolysis, and then pyrolysis (calcining) the coating liquid in the presence of oxygen. The metal content in the first coating liquid is substantially equivalent to that in the first layer 20.

[1144] Соли металлов могут представлять собой хлориды, нитраты, сульфаты, алкоксиды металлов и любые другие формы. Растворитель первой покровной жидкости может быть выбран в зависимости от типа соли металла, и могут быть использованы вода и спирты, такие как бутанол. В качестве растворителя предпочтительны вода или смешанный растворитель из воды и спирта. Общая концентрация металла в первой покровной жидкости, в которой растворены соли металлов, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет в диапазоне от 10 до 150 г/л, принимая во внимание толщину пленки покрытия, образуемой однократным нанесением.[1144] The metal salts can be chlorides, nitrates, sulfates, metal alkoxides, and any other form. The solvent of the first coating liquid can be selected depending on the type of metal salt, and water and alcohols such as butanol can be used. As the solvent, water or a mixed solvent of water and alcohol is preferred. The total metal concentration in the first coating liquid in which the metal salts are dissolved is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 150 g / L in consideration of the thickness of the coating film formed by a single application.

[1145] Примеры способа, применяемого в качестве способа нанесения первой покровной жидкости на подложку 10 электрода для электролиза, включают способ окунания погружением подложки 10 электрода для электролиза в первую покровную жидкость, способ нанесения первой покровной жидкости кистью, способ накатки с использованием губчатого валика, пропитанного первой покровной жидкостью, и способ электростатического нанесения покрытия, в котором подложку 10 электрода для электролиза и первую покровную жидкость заряжают противоположными зарядами и выполняют напыление. Среди них предпочтителен способ накатки или способ электростатического нанесения покрытия, который имеет превосходную производительность при получении в промышленном масштабе.[1145] Examples of the method used as the method for applying the first coating liquid to the electrolysis electrode substrate 10 include a method of dipping the electrolysis electrode substrate 10 into the first coating liquid, a method for applying the first coating liquid with a brush, a rolling method using a sponge roller impregnated the first coating liquid, and an electrostatic coating method in which the electrode substrate 10 for electrolysis and the first coating liquid are charged with opposite charges and sputtering is performed. Among them, a rolling method or an electrostatic coating method is preferable, which has excellent production performance on an industrial scale.

[1146] (Этап сушки и этап пиролиза)[1146] (Drying step and pyrolysis step)

После нанесения первой покровной жидкости на подложку электрода 100 для электролиза ее высушивают при температуре от 10 до 90°С и подвергают пиролизу в обжиговой печи, нагретой до температуры от 350 до 650°С. Между сушкой и пиролизом при необходимости может быть выполнен предварительный обжиг при температуре от 100 до 350°С. Температуру сушки, предварительного обжига и пиролиза надлежащим образом выбирают в зависимости от состава и типа растворителя первой покровной жидкости. Предпочтительным является более длительный период времени пиролиза на каждом этапе, но с точки зрения производительности получения электрода предпочтительны от 3 до 60 минут, более предпочтительно от 5 до 20 минут.After applying the first coating liquid to the electrode substrate 100 for electrolysis, it is dried at a temperature of 10 to 90 ° C and subjected to pyrolysis in a roasting furnace heated to a temperature of 350 to 650 ° C. Between drying and pyrolysis, if necessary, a pre-firing can be performed at a temperature of 100 to 350 ° C. The temperature for drying, pre-firing and pyrolysis is appropriately selected depending on the composition and type of solvent of the first coating liquid. A longer period of pyrolysis time in each step is preferable, but from the viewpoint of productivity of producing an electrode, 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 20 minutes are preferable.

[1147] Цикл вышеописанных нанесения, сушки и пиролиза повторяют с образованием покрытия (первого слоя 20) до предварительно заданной толщины. После того, как первый слой 20 сформирован и затем дополнительно подвергнут дополнительному обжигу в течение длительного периода времени, как требуется, это может дополнительно повышать стабильность первого слоя 20.[1147] The cycle of the above-described application, drying and pyrolysis is repeated to form a coating (first layer 20) to a predetermined thickness. After the first layer 20 is formed and then further post-baked for an extended period of time as required, this can further increase the stability of the first layer 20.

[1148] (Формирование промежуточного слоя)[1148] (Interlayer formation)

Промежуточный слой, который формируют, если потребуется, получают, например, нанесением раствора, содержащего соединение палладия или соединение платины (второй покровной жидкости), на подложку, и затем пиролизом покровной жидкости в присутствии кислорода. В альтернативном варианте промежуточный слой из оксида никеля может быть сформирован на поверхности подложки только нагреванием подложки, без нанесения на нее раствора.The intermediate layer, which is formed, if necessary, is obtained, for example, by applying a solution containing a palladium compound or a platinum compound (second coating liquid) to a substrate, and then pyrolysis of the coating liquid in the presence of oxygen. Alternatively, the nickel oxide intermediate layer can be formed on the surface of the substrate by heating the substrate only, without applying a solution thereto.

[1149] (Формирование первого слоя катода ионным осаждением)[1149] (Formation of the first cathode layer by ion deposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также ионным осаждением.The first layer 20 can also be formed by ion deposition.

Пример содержит способ, в котором подложку закрепляют в камере и мишень из металлического рутения облучают электронным пучком. Частицы испаренного металлического рутения положительно заряжаются в плазме в камере, осаждаясь на отрицательно заряженную подложку. Атмосфера плазмы представляет собой аргон и/или кислород, и рутений осаждается на подложку в виде оксида рутения.The example comprises a method in which a substrate is fixed in a chamber and a ruthenium metal target is irradiated with an electron beam. Particles of vaporized metallic ruthenium are positively charged in the plasma in the chamber, deposited on a negatively charged substrate. The plasma atmosphere is argon and / or oxygen and ruthenium is deposited on the substrate as ruthenium oxide.

[1150] (Формирование первого слоя катода электроосаждением)[1150] (Formation of the first cathode layer by electrodeposition)

Первый слой 20 может быть сформирован также способом электроосаждения.The first layer 20 can also be formed by electrodeposition.

В качестве примера, когда подложка используется в качестве катода и подвергается нанесению электролитического покрытия в растворе электролита, содержащем никель и олово, может быть сформировано электролитическое покрытие из сплава никеля и олова.As an example, when the substrate is used as a cathode and is subjected to plating in an electrolyte solution containing nickel and tin, an electrolytic plating of a nickel-tin alloy can be formed.

[1151] (Формирование первого слоя катода термическим напылением)[1151] (Formation of the first layer of the cathode by thermal spraying)

Первый слой 20 может быть сформирован также термическим напылением.The first layer 20 can also be formed by thermal spraying.

В качестве примера, частицы распыленного плазмой на подложку оксида никеля могут образовывать слой катализатора, в котором смешаны металлический никель и оксид никеля.By way of example, nickel oxide particles sprayed by plasma onto a substrate may form a catalyst bed in which nickel metal and nickel oxide are mixed.

[1152] Далее будет подробно описана ионообменная мембрана согласно одному аспекту мембраны.[1152] Next, an ion exchange membrane according to one aspect of the membrane will be described in detail.

[Ионообменная мембрана][Ion exchange membrane]

Ионообменная мембрана конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть ламинирована с электродом для электролиза, и могут использоваться разнообразные ионообменные мембраны. В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления предпочтительно применяется ионообменная мембрана, которая имеет тело мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слой покрытия, обеспеченный на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Предпочтительно, чтобы слой покрытия содержал частицы неорганического материала и связующее, и удельная площадь поверхности слоя покрытия составляла от 0,1 до 10 м2/г. В ионообменной мембране, имеющей такую структуру, влияние выделяющегося во время электролиза газа на производительность электролиза является небольшим и может демонстироваться стабильная производительность электролиза.The ion exchange membrane is not particularly limited as long as the membrane can be laminated with an electrolysis electrode and a variety of ion exchange membranes can be used. The method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment preferably employs an ion exchange membrane that has a membrane body containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group and a coating layer provided on at least one surface of the membrane body. It is preferable that the coating layer contains particles of inorganic material and a binder, and the specific surface area of the coating layer is 0.1 to 10 m 2 / g. In an ion exchange membrane having such a structure, the effect of gas evolved during electrolysis on the electrolysis performance is small, and stable electrolysis performance can be demonstrated.

Вышеописанная ионообменная мембрана из фторсодержащего полимера, в который введена ионообменная группа, содержит один из либо слоя сульфоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), либо слоя карбоновой кислоты, имеющего ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»). С точки зрения прочности и размерной стабильности предпочтительно дополнительно вводятся армирующие материалы сердцевины.The above-described fluoropolymer ion exchange membrane into which an ion exchange group has been introduced contains one of either a sulfonic acid layer having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), or a carboxylic acid layer having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented as —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”). From the point of view of strength and dimensional stability, it is preferable to additionally include core reinforcing materials.

Частицы неорганического материала и связующее будут подробно описаны ниже в разделе описания слоя покрытия.The inorganic material particles and the binder will be described in detail below in the coating layer description section.

[1153] Фигура 120 иллюстрирует схематический вид в разрезе, показывающий один вариант осуществления ионообменной мембраны. Ионообменная мембрана 1 имеет тело 10 мембраны, содержащее углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу, и слои 11а и 11b покрытия, сформированные на обеих поверхностях тела 10 мембраны.[1153] Figure 120 illustrates a schematic sectional view showing one embodiment of an ion exchange membrane. The ion exchange membrane 1 has a membrane body 10 containing a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group, and coating layers 11a and 11b formed on both surfaces of the membrane body 10.

[1154] В ионообменной мембране 1 тело 10 мембраны включает слой 3 сульфоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от сульфогруппы (группы, представленной как –SO3 , здесь далее также называемой «группой сульфоновой кислоты»), и слой 2 карбоновой кислоты, имеющий ионообменную группу, производную от карбоксильной группы (группы, представленной как –CO2 , здесь далее также называемой «группой карбоновой кислоты»), и армирующие материалы сердцевины 4, повышающие прочность и размерную стабильность. Ионообменная мембрана 1, включающая слой 3 сульфоновой кислоты и слой 2 карбоновой кислоты, надлежащим образом используется в качестве анионообменной мембраны.[1154] In the ion exchange membrane 1, the membrane body 10 includes a sulfonic acid layer 3 having an ion exchange group derived from a sulfo group (a group represented by —SO 3 - , hereinafter also referred to as a “sulfonic acid group”), and a carboxylic acid layer 2, having an ion exchange group derived from a carboxyl group (a group represented by —CO 2 - , hereinafter also referred to as a “carboxylic acid group”), and core reinforcing materials 4 that increase strength and dimensional stability. An ion exchange membrane 1 including a sulfonic acid layer 3 and a carboxylic acid layer 2 is suitably used as an anion exchange membrane.

[1155] Ионообменная мембрана может включать один из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты. Ионообменная мембрана не обязательно должна быть упрочнена армирующими материалами сердцевины, и порядок размещения армирующих материалов сердцевины не ограничивается примером на фигуре 120.[1155] The ion exchange membrane may include one of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer. The ion exchange membrane does not need to be reinforced with core reinforcing materials, and the arrangement of the core reinforcing materials is not limited to the example in FIG. 120.

[1156] (Тело мембраны)[1156] (Membrane Body)

Сначала будет описано тело 10 мембраны, составляющее ионообменную мембрану 1.First, the membrane body 10 constituting the ion exchange membrane 1 will be described.

Тело 10 мембраны должно быть таким, чтобы его функцией было обеспечение селективного проникновения катионов, и содержит углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу. Его конфигурация и материал конкретно не ограничиваются, и предпочтительные из них могут быть выбраны надлежащим образом.The body 10 of the membrane should be such that its function is to provide selective permeation of cations, and contains a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group. Its configuration and material are not particularly limited, and preferable ones can be appropriately selected.

[1157] Углеводородный полимер или фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу в теле 10 мембраны, может быть получен из углеводородного полимера или фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом или тому подобным. Более конкретно, например, после того, как для получения прекурсора тела 10 мембраны используется полимер, содержащий основную цепь фторированного углеводорода, имеющего в качестве боковой цепи группу, преобразуемую в ионообменную группу гидролизом или тому подобным (прекурсор ионообменной группы), и перерабатываемый в расплаве (ниже в некоторых случаях называемый «фторсодержащим полимером (а)”»), тело 10 мембраны может быть получено преобразованием прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу.[1157] The hydrocarbon polymer or fluorine-containing polymer having an ion exchange group in the membrane body 10 can be obtained from a hydrocarbon polymer or a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis or the like. More specifically, for example, after a polymer containing a fluorinated hydrocarbon backbone having a side chain that is converted to an ion exchange group by hydrolysis or the like (ion exchange group precursor) is used to obtain a precursor of the membrane body 10, and melt-processable ( below in some cases referred to as "fluoropolymer (s)" ""), the membrane body 10 can be obtained by converting a precursor of an ion exchange group into an ion exchange group.

[1158] Фторсодержащий полимер (а) может быть получен, например, сополимеризацией по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей первой группы, и по меньшей мере одного мономера, выбранного из следующей второй группы и/или следующей третьей группы. Фторсодержащий полимер (а) также может быть получен гомополимеризацией одного мономера, выбранного из любой из следующей первой группы, следующей второй группы и следующей третьей группы.[1158] The fluorine-containing polymer (s) can be obtained, for example, by copolymerizing at least one monomer selected from the next first group and at least one monomer selected from the next second group and / or the next third group. The fluorine-containing polymer (s) can also be obtained by homopolymerizing one monomer selected from any of the next first group, the next second group, and the next third group.

[1159] Примеры мономеров первой группы включают винилфторидные соединения. Примеры винилфторидных соединений включают винилфторид, тетрафторэтилен, гексафторпропилен, винилиденфторид, трифторэтилен, хлортрифторэтилен, и перфторалкилвиниловые простые эфиры. В частности, когда ионообменная мембрана используется в качестве мембраны для щелочного электролиза, винилфторидное соединение предпочтительно представляет собой перфторированный мономер, и предпочтителен перфторированный мономер, выбранный из группы, состоящей из тетрафторэтилена, гексафторпропилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров.[1159] Examples of monomers of the first group include vinyl fluoride compounds. Examples of vinyl fluoride compounds include vinyl fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ethers. In particular, when an ion exchange membrane is used as a membrane for alkaline electrolysis, the vinyl fluoride compound is preferably a perfluorinated monomer, and a perfluorinated monomer selected from the group consisting of tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene and perfluoroalkyl vinyl ethers is preferred.

[1160] Примеры мономеров второй группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа карбоновой кислоты (группу карбоновой кислоты). Примеры виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу карбоновой кислоты, включают мономеры, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)s–O(CZF)t–COOR, в которой s представляет целое число от 0 до 2, t представляет целое число от 1 до 12, каждый из Y и Z независимо представляет F или CF3 и R представляет низшую алкильную группу (низшая алкильная группа представляет собой алкильную группу, имеющую, например, от 1 до 3 атомов углерода).[1160] Examples of monomers of the second group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group such as a carboxylic acid (carboxylic acid group). Examples of vinyl compounds having a functional group convertible to a carboxylic acid ion exchange group include monomers represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) s –O (CZF) t –COOR, in which s is an integer from 0 to 2, t is an integer from 1 to 12, each of Y and Z is independently F or CF 3 and R is a lower alkyl group (a lower alkyl group is an alkyl group having, for example, 1 to 3 carbon atoms).

[1161] Среди них предпочтительны соединения, представленные формулой CF2=CF(OCF2CYF)n–O(CF2)m–COOR, в которой n представляет целое число от 0 до 2, m представляет целое число от 1 до 4, Y представляет F или CF3 и R представляет CH3, C2H5 или C3H7.[1161] Among them, preferred are compounds represented by the formula CF 2 = CF (OCF 2 CYF) n —O (CF 2 ) m —COOR, in which n represents an integer from 0 to 2, m represents an integer from 1 to 4, Y is F or CF 3 and R is CH 3 , C 2 H 5 or C 3 H 7 .

[1162] Когда ионообменная мембрана используется в качестве катионообменной мембраны для щелочного электролиза, перфторсоединение предпочтительно применяется по меньшей мере как мономер, но алкильная группа (смотри выше значения R) сложноэфирной группы теряется из полимера во время гидролиза, и поэтому алкильная группа (R) не обязательно должна быть перфторалкильной группой, в которой все атомы водорода замещены атомами фтора.[1162] When the ion exchange membrane is used as a cation exchange membrane for alkaline electrolysis, the perfluoro compound is preferably used at least as a monomer, but the alkyl group (see R values above) of the ester group is lost from the polymer during hydrolysis, and therefore the alkyl group (R) is not must necessarily be a perfluoroalkyl group in which all hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms.

[1163] Из вышеуказанных мономеров более предпочтительны представленные ниже мономеры в качестве мономеров второй группы:[1163] Of the above monomers, the following monomers are more preferred as monomers of the second group:

CF2=CFOCF2–CF(CF3)OCF2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 –CF (CF 3 ) OCF 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CF[OCF2–CF(CF3)]2O(CF2)2COOCH3,CF 2 = CF [OCF 2 –CF (CF 3 )] 2 O (CF 2 ) 2 COOCH 3 ,

CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)3COOCH3,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 3 COOCH 3 ,

CF2=CFO(CF2)2COOCH3 иCF 2 = CFO (CF 2 ) 2 COOCH 3 and

CF2=CFO(CF2)3COOCH3.CF 2 = CFO (CF 2 ) 3 COOCH 3 .

[1164] Примеры мономеров третьей группы включают виниловые соединения, имеющие функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу типа сульфона (группу сульфоновой кислоты). В качестве виниловых соединений, имеющих функциональную группу, преобразуемую в ионообменную группу сульфоновой кислоты, предпочтительны, например, мономеры, представленные формулой CF2=CFO–X–CF2–SO2F, в которой X представляет перфторалкиленовую группу. Конкретные примеры их включают представленные ниже мономеры:[1164] Examples of monomers of the third group include vinyl compounds having a functional group convertible to an ion exchange group of the sulfone type (sulfonic acid group). As vinyl compounds having a functional group convertible to a sulfonic acid ion exchange group, for example, monomers represented by the formula CF 2 = CFO — X — CF 2 —SO 2 F in which X is a perfluoroalkylene group are preferred. Specific examples include the following monomers:

CF2=CFOCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F,CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F,

CF2=CF(CF2)2SO2F,CF 2 = CF (CF 2 ) 2 SO 2 F,

CF2=CFO[CF2CF(CF3)O]2CF2CF2SO2F иCF 2 = CFO [CF 2 CF (CF 3 ) O] 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and

CF2=CFOCF2CF(CF2OCF3)OCF2CF2SO2F.CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 OCF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F.

[1165] Среди них более предпочтительными являются CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2CF2SO2F и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F.[1165] Among them, CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 SO 2 F and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F are more preferable.

[1166] Сополимер, получаемый из этих мономеров, может быть образован способом полимеризации, разработанным для гомополимеризации и сополимеризации этиленфторида, в частности, общим способом полимеризации, применяемым для тетрафторэтилена. Например, в способе с использованием неводной среды реакция полимеризации может быть проведена в присутствии инициатора свободнорадикальной полимеризации, таким как пероксид перфторуглерода или азосоединение, в условиях температуры от 0 до 200°С и давления от 0,1 до 20 МПа, с использованием инертного растворителя, такого как перфторуглеводород или хлорфторуглерод.[1166] The copolymer obtained from these monomers can be formed by a polymerization method designed for homopolymerization and copolymerization of ethylene fluoride, in particular, a general polymerization method used for tetrafluoroethylene. For example, in a method using a non-aqueous medium, the polymerization reaction can be carried out in the presence of a free radical polymerization initiator such as a perfluorocarbon peroxide or an azo compound, under conditions of a temperature of 0 to 200 ° C and a pressure of 0.1 to 20 MPa, using an inert solvent, such as a perfluorocarbon or a chlorofluorocarbon.

[1167] В вышеуказанной сополимеризации тип комбинации вышеуказанных мономеров и их пропорции конкретно не ограничиваются и определяются в зависимости от типа и количества функциональных групп, которые желательно ввести в получаемый фторсодержащий полимер. Например, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу карбоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы и второй группы и сополимеризироваться. В дополнение, когда получают фторсодержащий полимер, включающий только группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один полимер должен выбираться из каждой из первой группы и третьей группы и сополимеризироваться. Кроме того, когда получают фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты и группу сульфоновой кислоты, по меньшей мере один мономер должен выбираться из каждой из вышеописанных первой группы, второй группы и третьей группы и сополимеризироваться. В этом случае целевой фторсодержащий полимер может быть получен также отдельным формированием сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и второй группы, и сополимера, включающего мономеры вышеописанных первой группы и третьей группы, и затем смешиванием этих сополимеров. Состав смеси мономеров конкретно не ограничивается, и когда количество функциональных групп на структурную единицу полимера возрастает, должна увеличиваться доля мономеров, выбранных из вышеописанных второй группы и третьей группы.[1167] In the above copolymerization, the type of combination of the above monomers and their proportions are not particularly limited and are determined depending on the type and amount of functional groups that it is desirable to introduce into the resulting fluorine-containing polymer. For example, when a fluorine-containing polymer containing only a carboxylic acid group is produced, at least one polymer must be selected from each of the above-described first group and second group and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer containing only a sulfonic acid group is prepared, at least one polymer must be selected from each of the first group and the third group, and copolymerized. In addition, when a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a sulfonic acid group is produced, at least one monomer must be selected from each of the above-described first group, second group and third group and copolymerized. In this case, the target fluorine-containing polymer can also be obtained by separately forming a copolymer including monomers of the above-described first group and second group, and a copolymer including monomers of the above-described first group and third group, and then mixing these copolymers. The composition of the mixture of monomers is not particularly limited, and when the number of functional groups per structural unit of the polymer increases, the proportion of monomers selected from the above-described second group and third group must increase.

[1168] Общая ионообменная емкость фторсодержащего сополимера конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 0,5 до 2,0 мг⋅экв/г, более предпочтительно от 0,6 до 1,5 мг⋅экв/г. Общая ионообменная емкость здесь относится к эквиваленту обменной группы на единицу веса сухой смолы и может быть измерена нейтрализационным титрованием или тому подобным.[1168] The total ion exchange capacity of the fluorine-containing copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0 mg⋅eq / g, more preferably 0.6 to 1.5 mg⋅eq / g. The total ion exchange capacity here refers to the equivalent of the exchange group per unit weight of dry resin and can be measured by neutralization titration or the like.

[1169] В теле 10 мембраны ионообменной мембраны 1 слой 3 сульфоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, и слой 2 карбоновой кислоты, содержащий фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, наслоены. Путем обеспечения тела 10 мембраны, имеющей такую конфигурацию слоев, может быть дополнительно улучшена селективная проницаемость для катионов, таких как ионы натрия.[1169] In the membrane body 10 of the ion exchange membrane 1, a sulfonic acid layer 3 containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group and a carboxylic acid layer 2 containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group are laminated. By providing the membrane body 10 having such a layer configuration, the selective permeability to cations such as sodium ions can be further improved.

[1170] Ионообменную мембрану 1 размещают в электролизере так, что, как правило, слой 3 сульфоновой кислоты находится на анодной стороне электролизера, и слой 2 карбоновой кислоты находится на катодной стороне электролизера.[1170] The ion exchange membrane 1 is placed in the electrolytic cell so that generally the sulfonic acid layer 3 is on the anode side of the cell and the carboxylic acid layer 2 is on the cathode side of the cell.

[1171] Слой 3 сульфоновой кислоты предпочтительно состоит из материала, имеющего низкое электрическое сопротивление, и имеет большую толщину, чем слой 2 карбоновой кислоты, с точки зрения прочности мембраны. Толщина слоя 3 сульфоновой кислоты предпочтительно составляет величину, которая в 2–25 раз, более предпочтительно в 3–15 раз превышает толщину слоя 2 карбоновой кислоты.[1171] The sulfonic acid layer 3 is preferably composed of a material having a low electrical resistance and is thicker than the carboxylic acid layer 2 in terms of membrane strength. The thickness of the sulfonic acid layer 3 is preferably 2 to 25 times, more preferably 3 to 15 times the thickness of the carboxylic acid layer 2.

[1172] Слой 2 карбоновой кислоты предпочтительно имеет высокие характеристики эксклюзии анионов, даже если он имеет небольшую толщину. Характеристики эксклюзии анионов здесь относятся к характеристике затруднять внедрение и проникновение анионов в ионообменную мембрану 1 или сквозь нее. Чтобы повысить характеристики эксклюзии анионов, эффективным является размещение слоя карбоновой кислоты, имеющей небольшую ионообменную емкость сравнительно со слоем сульфоновой кислоты.[1172] The carboxylic acid layer 2 preferably has high anion exclusion characteristics even if it is thin. The anion exclusion characteristics herein refer to the characteristic of hindering the incorporation and penetration of anions into or through the ion exchange membrane 1. In order to improve the anion exclusion characteristics, it is effective to place a carboxylic acid layer having a low ion exchange capacity compared to the sulfonic acid layer.

[1173] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 3 сульфоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F в качестве мономера третьей группы.[1173] As the fluorine-containing polymer for use in the sulfonic acid layer 3, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F as the third group monomer is preferable.

[1174] В качестве фторсодержащего полимера для применения в слое 2 карбоновой кислоты предпочтителен полимер, полученный с использованием CF2=CFOCF2CF(CF2)O(CF2)2COOCH3 в качестве мономера второй группы.[1174] As the fluorine-containing polymer for use in the carboxylic acid layer 2, a polymer obtained using CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) O (CF 2 ) 2 COOCH 3 is preferred as the monomer of the second group.

[1175] (Слой покрытия)[1175] (Coating Layer)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет слой покрытия на по меньшей мере одной поверхности тела мембраны. Как показано на Фигуре 120, в ионообменной мембране 1 слои 11a и 11b покрытия сформированы на обеих поверхностях тела 10 мембраны.The ion exchange membrane preferably has a coating layer on at least one surface of the membrane body. As shown in Figure 120, in the ion exchange membrane 1, coating layers 11a and 11b are formed on both surfaces of the membrane body 10.

Слои покрытия содержат частицы неорганического материала и связующее.The coating layers contain particles of inorganic material and a binder.

[1176] Средний размер частиц неорганического материала предпочтительно составляет 0,90 мкм или более. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 0,90 мкм или более, весьма значительно улучшается стойкость к примесям, в дополнение к присоединению газа. То есть увеличением среднего размера частиц неорганического материала, а также соблюдением величины вышеупомянутой удельной площади поверхности, может достигаться особенно заметный эффект. Предпочтительны неодинаковые частицы неорганического материала, насколько удовлетворяются вышеуказанные средний размер частиц и удельная площадь поверхности. Могут быть использованы частицы неорганического материала, полученные плавлением, и частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды. Предпочтительно применяются частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды.[1176] The average particle size of the inorganic material is preferably 0.90 µm or more. When the average particle size of the inorganic material is 0.90 µm or more, impurity resistance is greatly improved in addition to gas attachment. That is, by increasing the average particle size of the inorganic material as well as keeping the above-mentioned specific surface area, a particularly noticeable effect can be achieved. Uneven particles of inorganic material are preferred insofar as the above average particle size and specific surface area are satisfied. Melting inorganic material particles and raw ore milling inorganic material particles can be used. Preferably, particles of inorganic material obtained by milling raw ore are used.

[1177] Средний размер частиц неорганического материала может составлять 2 мкм или менее. Когда средний размер частиц неорганического материала составляет 2 мкм или менее, может быть предотвращено повреждение мембраны частицами неорганического материала. Средний размер частиц неорганического материала более предпочтительно составляет от 0,90 до 1,2 мкм.[1177] The average particle size of the particles of the inorganic material may be 2 µm or less. When the average particle size of the inorganic material is 2 µm or less, damage to the membrane by the inorganic material can be prevented. The average particle size of the inorganic material is more preferably 0.90 to 1.2 µm.

[1178] Здесь средний размер частиц может быть измерен анализатором размера частиц («SALD2200», фирмы SHIMADZU CORPORATION).[1178] Here, the average particle size can be measured with a particle size analyzer ("SALD2200", manufactured by SHIMADZU CORPORATION).

[1179] Частицы неорганического материала предпочтительно имеют неправильные формы. Такие формы дополнительно улучшают стойкость к примесям. Частицы неорганического материала предпочтительно имеют широкое распределение частиц по размерам.[1179] The particles of inorganic material are preferably irregular in shape. Such shapes further improve the resistance to impurities. The particles of inorganic material preferably have a wide particle size distribution.

[1180] Частицы неорганического материала предпочтительно содержат по меньшей мере один неорганический материал, выбранный из группы, состоящей из оксидов элементов IV группы Периодической таблицы, нитридов элементов IV группы Периодической таблицы, и карбидов элементов IV группы Периодической таблицы. С позиции стойкости более предпочтительны частицы оксида циркония.[1180] The particles of inorganic material preferably contain at least one inorganic material selected from the group consisting of oxides of Group IV elements of the Periodic Table, nitrides of Group IV elements of the Periodic Table, and carbides of Group IV elements of the Periodic Table. From the standpoint of resistance, zirconium oxide particles are more preferable.

[1181] Частицы неорганического материала предпочтительно представляют собой частицы неорганического материала, полученные размалыванием необогащенной руды из частиц неорганического материала, или частицы неорганического материала в виде сферических частиц, имеющих равномерный диаметр, полученные очисткой расплава необогащенной руды из частиц неорганического материала.[1181] The particles of inorganic material are preferably particles of inorganic material obtained by grinding raw ore from particles of inorganic material, or particles of inorganic material in the form of spherical particles having a uniform diameter, obtained by refining a melt of raw ore from particles of inorganic material.

[1182] Примеры средств для размалывания необогащенной руды включают, но конкретно не ограничиваются этим, шаровые мельницы, бисерные мельницы, коллоидные мельницы, конические истиратели, дисковые мельницы, бегуны, зерновые мельницы, молотковые мельницы, грануляторы, дробилки ударного действия с вертикальным валом (VSI), мельницы для измельчения кожи (Wiley mills), валковые мельницы и струйные мельницы. После измельчения частицы предпочтительно подвергают промыванию. В качестве способа промывания частицы предпочтительно обрабатывают кислотой. Эта обработка может уменьшать количество примесей, таких как железо, налипшее на поверхность частиц неорганического материала.[1182] Examples of means for grinding raw ore include, but are not specifically limited to, ball mills, bead mills, colloid mills, cone grinders, disc mills, runners, grain mills, hammer mills, granulators, vertical shaft impact crushers (VSI ), leather mills (Wiley mills), roller mills and jet mills. After grinding, the particles are preferably washed. As a washing method, the particles are preferably treated with an acid. This treatment can reduce the amount of impurities such as iron adhered to the surface of the inorganic material particles.

[1183] Слой покрытия предпочтительно содержит связующее. Связующее представляет собой компонент, который образует слои покрытия удерживанием частиц неорганического материала на поверхности ионообменной мембраны. Связующее предпочтительно содержит фторсодержащий полимер с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза.[1183] The coating layer preferably contains a binder. The binder is the component that forms the coating layers by retaining particles of inorganic material on the surface of the ion exchange membrane. The binder preferably contains a fluorine-containing polymer from the standpoint of resistance to electrolyte solution and electrolysis products.

[1184] В качестве связующего более предпочтительным является фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты или группу сульфоновой кислоты, с точки зрения стойкости к раствору электролита и продуктам электролиза и прочности сцепления с поверхностью ионообменной мембраны. Когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты (слой сульфоновой кислоты), фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, еще более предпочтительно используется в качестве связующего для слоя покрытия. В альтернативном варианте, когда слой покрытия обеспечивается на слое, содержащем фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты (слой карбоновой кислоты), в качестве связующего для слоя покрытия более предпочтительно применяется фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты.[1184] As the binder, a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group is more preferable in terms of resistance to electrolyte solution and electrolysis products and adhesion strength to the surface of the ion exchange membrane. When the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid layer), the fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group is even more preferably used as a binder for the coating layer. Alternatively, when the coating layer is provided on a layer containing a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group (carboxylic acid layer), a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group is more preferably used as a binder for the coating layer.

[1185] Содержание частиц неорганического материала в слое покрытия предпочтительно составляет от 40 до 90% по массе, более предпочтительно от 50 до 90% по массе. Содержание связующего предпочтительно составляет от 10 до 60% по массе, более предпочтительно от 10 до 50% по массе.[1185] The content of the particles of inorganic material in the coating layer is preferably 40 to 90% by mass, more preferably 50 to 90% by mass. The content of the binder is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 10 to 50% by mass.

[1186] Плотность распределения слоя покрытия в ионообменной мембране предпочтительно составляет от 0,05 до 2 мг на 1 см2. Когда ионообменная мембрана имеет выступы (шероховатости) на ее поверхности, плотность распределения слоя покрытия предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мг на 1 см2.[1186] The distribution density of the coating layer in the ion exchange membrane is preferably 0.05 to 2 mg per cm 2 . When the ion exchange membrane has ridges (roughness) on its surface, the distribution density of the coating layer is preferably 0.5 to 2 mg per cm 2 .

[1187] В качестве способа изготовления слоя покрытия, который конкретно не ограничивается, может быть применен известный способ. Примером является способ, включающий нанесение распылением или тому подобным покровной жидкости, полученной диспергированием частиц неорганического материала в растворе, содержащем связующее.[1187] As a method for manufacturing the coating layer, which is not particularly limited, a known method can be applied. An example is a method comprising applying by spray or the like a coating liquid obtained by dispersing particles of an inorganic material in a solution containing a binder.

[1188] (Армирующие материалы сердцевины)[1188] (Core Reinforcement Materials)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет армирующие материалы сердцевины, размещенные внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has core reinforcing materials disposed within the membrane body.

[1189] Армирующие материалы сердцевины представляют собой элементы, которые повышают прочность и размерную стабильность ионообменной мембраны. Размещением армирующих материалов сердцевины внутри тела мембраны можно, в частности, контролировать расширение и сжатие ионообменной мембраны в желательном диапазоне. Такая ионообменная мембрана не расширяется или не сжимается больше, чем это необходимо, во время электролиза и тому подобного, и может сохранять превосходную размерную стабильность в течение длительного времени.[1189] Reinforcing materials of the core are elements that increase the strength and dimensional stability of the ion exchange membrane. By placing the reinforcing materials of the core within the body of the membrane, it is possible, in particular, to control the expansion and contraction of the ion exchange membrane in the desired range. Such an ion exchange membrane does not expand or contract more than necessary during electrolysis and the like, and can maintain excellent dimensional stability for a long time.

[1190] Конфигурация армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и, например, армирующие материалы сердцевины могут быть сформированы сплетенными пряжами, называемыми армирующими пряжами. Армирующие пряжи здесь относятся к пряжам, которые представляют собой элементы, составляющие армирующие материалы сердцевины, могут обеспечивать желательную размерную стабильность и механическую прочность ионообменной мембраны и могут стабильно присутствовать в ионообменной мембране. Применением армирующих материалов сердцевины, полученных сплетением таких армирующих пряжей, ионообменной мембране могут быть приданы лучшие размерная стабильность и механическая прочность.[1190] The configuration of the core reinforcing materials is not particularly limited, and, for example, the core reinforcing materials may be formed by woven yarns called reinforcing yarns. Reinforcing yarns herein refer to yarns that constitute the constituent core reinforcing materials, can provide the desired dimensional stability and mechanical strength to the ion exchange membrane, and can be stably present in the ion exchange membrane. By using core reinforcing materials obtained by weaving such reinforcing yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be imparted to the ion exchange membrane.

[1191] Материал армирующих материалов сердцевины и применяемых для этого армирующих пряжей конкретно не ограничивается, но предпочтительно представляет собой материал, устойчивый к кислотам, щелочам и т.д., и предпочтительным является волокно, включающее фторсодержащий полимер, поскольку требуются долговременная термостойкость и химическая стойкость.[1191] The material of the reinforcing materials of the core and the reinforcing yarns used therefor is not particularly limited, but is preferably a material resistant to acids, alkalis, etc., and a fiber including a fluorine-containing polymer is preferable since long-term heat resistance and chemical resistance are required. ...

[1192] Примеры фторсодержащего полимера, используемого в армирующих материалах сердцевины, включают политетрафторэтилен (PTFE), сополимеры тетрафторэтилена и перфторалкилвиниловых простых эфиров (PFA), сополимеры тетрафторэтилена и этилена (ETFE), сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена, сополимеры трифторхлорэтилена и этилена и винилиденфторидные полимеры (PVDF). Среди них предпочтительно используются волокна, включающие политетрафторэтилен, с позиции термостойкости и химической стойкости.[1192] Examples of the fluoropolymer used in core reinforcing materials include polytetrafluoroethylene (PTFE), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), copolymers of tetrafluoroethylene and ethylene (ETFE), copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers and copolymers of tetrafluoroethylene copolymers PVDF). Among them, fibers including polytetrafluoroethylene are preferably used in terms of heat resistance and chemical resistance.

[1193] Диаметр армирующих пряжей, применяемых для армирующих материалов сердцевины, конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет от 20 до 300 денье, более предпочтительно от 50 до 250 денье. Плотность переплетения (плотность полотна на единицу длины) предпочтительно составляет от 5 до 50/дюйм. Форма армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, например, используются тканое полотно, нетканое полотно и трикотаж, но предпочтительно в форме тканого полотна. Толщина применяемого тканого полотна предпочтительно составляет от 30 до 250 мкм, более предпочтительно от 30 до 150 мкм.[1193] The diameter of the reinforcing yarns used for the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 20 to 300 denier, more preferably 50 to 250 denier. The weave density (web density per unit length) is preferably 5 to 50 / inch. The shape of the core reinforcing materials is not particularly limited, for example, woven fabric, non-woven fabric and knitted fabric are used, but preferably in the form of woven fabric. The thickness of the woven fabric used is preferably 30 to 250 µm, more preferably 30 to 150 µm.

[1194] В качестве тканого полотна или трикотажного полотна могут быть применены монофиламенты, мультифиламенты или пряжи из них, крученая пряжа с оборванными пряжами или тому подобное, и могут быть использованы способы плетения различных типов, такие как полотняное переплетение, перевивочное переплетение, вязаное переплетение, кордовое переплетение и жатый ситец (сирсакер).[1194] As the woven fabric or knitted fabric, monofilaments, multifilaments or yarns thereof, twisted yarns with dangling yarns or the like can be used, and various types of weaving methods such as plain weaving, leno weaving, knitted weaving can be used. cord weave and crinkled chintz (seersucker).

[1195] Плетение и размещение армирующих материалов сердцевины в теле мембраны конкретно не ограничиваются, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом размера и формы ионообменной мембраны, желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий среды при применении и тому подобного.[1195] The braiding and placement of the core reinforcing materials in the membrane body are not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the size and shape of the ion exchange membrane, physical properties desired for the ion exchange membrane, environmental conditions in use, and the like.

[1196] Например, армирующие материалы сердцевины могут быть размещены вдоль предварительно заданного направления тела мембраны, но с точки зрения размерной стабильности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного первого направления, и другие армирующие материалы сердцевины размещались вдоль предварительно заданного второго направления, по существу перпендикулярного первому направлению. Размещением многочисленных армирующих материалов сердцевины по существу ортогонально внутри тела мембраны можно придать лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям. Например, предпочтительна конфигурация, в которой армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль продольного направления (основная пряжа), и армирующие материалы сердцевины, размещенные вдоль поперечного направления (уточная пряжа), сотканы на поверхностной стороне тела мембраны. Более предпочтительной является конфигурация в форме полотняного переплетения, выполненного и сплетенного путем позволения основной пряже и уточной пряже проходить попеременно друг над другом и друг под другом, перевивочного переплетения, в котором две основных прядями сплетены с уточными прядями со скручиванием, переплетения «рогожка», выполненного и сплетенного путем введения в две или более размещенных параллельно основных пряжей того же числа уточных пряжей, или тому подобного, с позиции размерной стабильности, механической прочности и простоты изготовления.[1196] For example, the core reinforcing materials may be placed along a predetermined direction of the membrane body, but from a dimensional stability point of view, it is preferable that the core reinforcing materials are placed along a predetermined first direction and other core reinforcing materials are placed along a predetermined second direction along essentially perpendicular to the first direction. By placing multiple core reinforcement materials substantially orthogonal within the membrane body, better dimensional stability and mechanical strength in many directions can be imparted. For example, a configuration is preferable in which core reinforcing materials disposed along the longitudinal direction (warp yarns) and core reinforcing materials disposed along the transverse direction (weft yarns) are woven on the surface side of the membrane body. A more preferred configuration is in the form of a plain weave, made and woven by allowing the warp and weft yarns to pass alternately above and below each other, a leno weave in which two base strands are woven into the weft strands in a twist, a matting weave made and woven by inserting the same number of weft yarns or the like into two or more parallel warp yarns, or the like, from the standpoint of dimensional stability, mechanical strength and ease of manufacture.

[1197] В особенности предпочтительно, чтобы армирующие материалы сердцевины размещались вдоль обоих направлений, MD (продольного направления) и TD (поперечного направления) ионообменной мембраны. Иначе говоря, армирующие материалы сердцевины предпочтительно имеют полотняное переплетение в MD и TD. Здесь MD означает направление, в котором тело мембраны и разнообразные материалы сердцевины (например, армирующие материалы сердцевины, армирующие пряжи и описываемые позже расходуемые пряжи) перемещаются на описываемом позже этапе получения ионообменной мембраны (направление течения), и TD означает направление, по существу перпендикулярное MD. Пряжи, переплетенные вдоль MD, называются MD–пряжами, и пряжи, переплетенные вдоль TD, называются TD–пряжами. Обычно ионообменная мембрана, используемая для электролиза, является прямоугольной, и во многих случаях продольное направление представляет собой MD, и направление по ширине представляет собой TD. Переплетением армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой MD–пряжи, и армирующих материалов сердцевины, которые представляют собой TD–пряжи, можно обеспечить лучшие размерную стабильность и механическую прочность по многим направлениям.[1197] It is particularly preferred that the core reinforcing materials are disposed along both directions MD (longitudinal direction) and TD (transverse direction) of the ion exchange membrane. In other words, the core reinforcing materials are preferably plain weave in MD and TD. Here, MD means the direction in which the membrane body and various core materials (for example, reinforcing core materials, reinforcing yarns and consumable yarns described later) move in the later described stage of obtaining the ion exchange membrane (flow direction), and TD means a direction substantially perpendicular to MD ... The yarns weaved along the MD are called MD yarns, and the yarns weaved along the TD are called TD yarns. Typically, the ion exchange membrane used for electrolysis is rectangular, and in many cases, the longitudinal direction is MD and the width direction is TD. By weaving reinforcing core materials that are MD yarns and reinforcing core materials that are TD yarns, better dimensional stability and mechanical strength can be achieved in many directions.

[1198] Интервал размещения армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, и предпочтительное размещение может быть надлежащим образом обеспечено с учетом желательных для ионообменной мембраны физических свойств, условий окружающей среды при применении и тому подобного.[1198] The placement range of the core reinforcing materials is not particularly limited, and the preferred placement can be appropriately provided in consideration of the physical properties desired for the ion exchange membrane, the environmental conditions in use, and the like.

[1199] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины конкретно не ограничивается, но предпочтительно составляет 30% или более, более предпочтительно 50% или более и 90% или менее. Относительное отверстие предпочтительно составляет 30% или более с точки зрения электрохимических характеристик ионообменной мембраны, и предпочтительно 90% или менее с позиции механической прочности ионообменной мембраны.[1199] The opening ratio of the core reinforcing materials is not particularly limited, but is preferably 30% or more, more preferably 50% or more and 90% or less. The opening ratio is preferably 30% or more in terms of the electrochemical characteristics of the ion exchange membrane, and preferably 90% or less in terms of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[1200] Относительное отверстие армирующих материалов сердцевины здесь относится к отношению (В/А) общей площади (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы (раствор электролита и содержащиеся в нем катионы (например, ионы натрия)), к площади (А) любой одной поверхности тела ионообменной мембраны. Общая площадь (В) поверхности, через которую могут проходить вещества, такие как ионы, может иметь отношение к общим площадям областей, в которых в ионообменной мембране катионы, электролитический раствор и тому подобное, не задерживаются армирующими материалами сердцевины и тому подобными, содержащимися в ионообменной мембране.[1200] The opening ratio of the reinforcing materials of the core herein refers to the ratio (B / A) of the total surface area (B) through which substances such as ions (electrolyte solution and the cations (eg sodium ions) contained therein) can pass to area (A) of any one surface of the body of the ion exchange membrane. The total surface area (B) through which substances such as ions can pass may refer to the total areas of regions in which cations, electrolyte solution and the like are not retained in the ion exchange membrane by the reinforcing materials of the core and the like contained in the ion exchange membrane. membrane.

[1201] Фигура 121 иллюстрирует схематический вид для разъяснения относительного отверстия армирующих материалов сердцевины, составляющих ионообменную мембрану. Фигура 121, на которой часть ионообменной мембраны изображена увеличенной, показывает только конфигурацию армирующих материалов 21 и 22 сердцевины в этих областях, без показа других элементов.[1201] Figure 121 illustrates a schematic view for explaining the relative opening of the core reinforcing materials constituting the ion exchange membrane. Figure 121, in which a portion of the ion exchange membrane is shown enlarged, shows only the configuration of the reinforcing materials 21 and 22 of the core in these regions, without showing other elements.

[1202] Вычитанием общей площади (С) армирующих материалов сердцевины из площади области, окруженной армирующими материалами 21 сердцевины, расположенными вдоль продольного направления, и армирующими материалами 22 сердцевины, расположенными вдоль поперечного направления, области, включающей площадь (А) армирующих материалов сердцевины, может быть получена общая площадь (В) областей, через которые могут проходить вещества, такие как ионы, в площади (А) вышеописанной области. То есть относительное отверстие может быть определено по следующей формуле (I):[1202] By subtracting the total area (C) of the core reinforcing materials from the area of the area surrounded by the core reinforcing materials 21 located along the longitudinal direction and the core reinforcing materials 22 located along the transverse direction, the area including the area (A) of the core reinforcing materials can the total area (B) of the regions through which substances such as ions can pass in the area (A) of the above-described region can be obtained. That is, the relative aperture can be determined by the following formula (I):

Относительное отверстие =(B)/(A)=((A)–(C))/(A) (I)Relative aperture = (B) / (A) = ((A) - (C)) / (A) (I)

[1203] Среди армирующих материалов сердцевины особенно предпочтительной формой является пленочная текстильная нить или высокоориентированные монофиламенты, включающие PTFE, с позиции химической стойкости и термостойкости. Более конкретно, более предпочтительны армирующие материалы сердцевины, формирующие полотняное переплетение, в котором используются пленочные текстильные пряжи с размером от 50 до 300 денье, полученные разрезанием включающего PTFE высокопрочного пористого листа на фрагменты в форме лент, или включающие PTFE высокоориентированные монофиламенты с размером от 50 до 300 денье, и которые имеют плотность переплетения от 10 до 50 нитей или монофиламентов на дюйм и имеют толщину в диапазоне от 50 до 100 мкм. Относительное отверстие ионообменной мембраны, включающей такие армирующие материалы сердцевины, более предпочтительно составляет 60% или более.[1203] Among the reinforcing materials of the core, a film textile thread or highly oriented monofilaments including PTFE is particularly preferred in terms of chemical resistance and heat resistance. More specifically, more preferred are plain weave core reinforcing materials that use 50 to 300 denier film textile yarns made by cutting a PTFE-containing high tenacity porous sheet into ribbon-shaped pieces, or comprising highly oriented PTFE monofilaments of 50 to 300 denier sizes. 300 denier, and which have a weave density of 10 to 50 threads or monofilaments per inch and have a thickness in the range of 50 to 100 microns. The opening ratio of the ion exchange membrane including such core reinforcing materials is more preferably 60% or more.

[1204] Примеры формы армирующих пряжей включают пряжи с круглым сечением и пленочные нити.[1204] Examples of the shape of the reinforcing yarns include round yarns and film threads.

[1205] (Сквозные отверстия)[1205] (Through Holes)

Ионообменная мембрана предпочтительно имеет сквозные отверстия внутри тела мембраны.The ion exchange membrane preferably has through holes within the membrane body.

[1206] Сквозные отверстия относятся к отверстиям, которые могут образовывать протоки для ионов, генерируемых при электролизе, и для раствора электролита. Сквозные отверстия, которые представляют собой трубчатые отверстия, сформированные внутри тела мембраны, образуются растворением описываемых ниже расходуемых материалов сердцевины (или расходуемых пряжей). Форма, диаметр или тому подобное сквозных отверстий могут регулироваться выбором формы или диаметра расходуемых материалов сердцевины (расходуемых пряжей).[1206] Through holes refer to holes that can form channels for ions generated during electrolysis and for an electrolyte solution. Through holes, which are tubular holes formed within the membrane body, are formed by dissolving the core consumables (or yarns) described below. The shape, diameter, or the like of the through holes can be controlled by selecting the shape or diameter of the core consumables (yarn consumables).

[1207] Формирование сквозных отверстий внутри ионообменной мембраны может обеспечивать подвижность раствора электролита при электролизе. Форма сквозных отверстий конкретно не ограничивается, но может представлять собой форму расходуемых материалов сердцевины, используемых для формирования сквозных отверстий в соответствии с описываемым ниже способом получения.[1207] The formation of through holes within the ion exchange membrane can provide mobility of the electrolyte solution during electrolysis. The shape of the through holes is not particularly limited, but may be the shape of the core consumable materials used to form the through holes according to the production method described below.

[1208] Сквозные отверстия предпочтительно формируются так, чтобы попеременно проходить на анодной стороне (стороне слоя сульфоновой кислоты) и катодной стороне (стороне слоя карбоновой кислоты) армирующих материалов сердцевины. При такой конструкции в области, в которой сквозные отверстия образованы на катодной стороне армирующих материалов сердцевины, ионы (например, ионы натрия), подводимые раствором электролита, которым заполнены сквозные отверстия, могут протекать также на катодную сторону армирующих материалов сердцевины. В результате этого поток катионов не прерывается, и тем самым возможно дополнительное снижение электрического сопротивления ионообменной мембраны.[1208] The through holes are preferably formed to alternately extend on the anode side (sulfonic acid layer side) and cathode side (carboxylic acid layer side) of the core reinforcing materials. With this arrangement, in the region in which the through holes are formed on the cathode side of the core reinforcing materials, ions (eg sodium ions) supplied by the electrolyte solution filling the through holes can also flow to the cathode side of the core reinforcing materials. As a result, the flow of cations is not interrupted, and thus an additional reduction in the electrical resistance of the ion-exchange membrane is possible.

[1209] Сквозные отверстия могут быть сформированы вдоль только одного предварительно заданного направления тела мембраны, составляющего ионообменную мембрану, но предпочтительно формируются как по продольному направлению, так и по поперечному направлению тела мембраны, с точки зрения проявления более стабильных характеристик электролиза.[1209] The through holes may be formed along only one predetermined direction of the membrane body constituting the ion exchange membrane, but are preferably formed along both the longitudinal direction and the transverse direction of the membrane body in view of exhibiting more stable electrolysis characteristics.

[1210] [Способ изготовления][1210] [Manufacturing Method]

Подходящий пример способа изготовления ионообменной мембраны включает способ, содержащий следующие этапы от (1) до (6):A suitable example of a method for manufacturing an ion exchange membrane includes a method comprising the following steps (1) to (6):

Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (1): a step of producing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (2): этап переплетения по меньшей мере множества армирующих материалов сердцевины, при необходимости, и расходуемых пряжей, имеющих свойство растворяться в кислоте или в щелочи и образовывать сквозные отверстия, с получением армирующего материала, в котором расходуемые пряжи размещаются между армирующими материалами сердцевины, будучи смежными друг с другом,Step (2): a step of weaving at least a plurality of core reinforcing materials, if necessary, and consumable yarns that dissolve in acid or alkali and form through holes, to obtain a reinforcing material in which the consumable yarns are interposed between the core reinforcing materials, being adjacent to each other,

Этап (3): этап преобразования в пленку вышеуказанного фторсодержащего полимера, имеющего ионообменную группу или прекурсор ионообменной группы, способный образовывать ионообменную группу гидролизом,Step (3): a step of converting into a film the above fluorine-containing polymer having an ion exchange group or an ion exchange group precursor capable of forming an ion exchange group by hydrolysis,

Этап (4): этап внедрения вышеуказанных армирующих материалов, при необходимости, в вышеуказанную пленку с получением тела мембраны, внутри которого размещаются армирующие материалы,Step (4): the step of introducing the above reinforcing materials, if necessary, into the above film to obtain a membrane body, inside which the reinforcing materials are placed,

Этап (5): этап гидролиза тела мембраны, полученного на этапе (4) (этап гидролиза) иStage (5): stage of hydrolysis of the membrane body obtained in stage (4) (stage of hydrolysis) and

Этап (6): этап создания слоя покрытия на теле мембраны, полученном на этапе (5) (этапе нанесения).Step (6): The step of creating a coating layer on the membrane body obtained in step (5) (application step).

[1211] Далее каждый из этапов будет описан подробно.[1211] Next, each of the steps will be described in detail.

[1212] Этап (1): этап получения фторсодержащего полимера[1212] Step (1): the step of obtaining a fluorine-containing polymer

На этапе (1) для получения фторсодержащего полимера используются исходные мономерные материалы, описанные выше в группах от первой до третьей. Для регулирования ионообменной емкости фторсодержащего полимера должен регулироваться состав смеси исходных мономерных материалов при получении образующего упомянутые слои фторсодержащего полимера.In step (1), the monomeric starting materials described above in groups one to three are used to prepare the fluoropolymer. To regulate the ion-exchange capacity of the fluorine-containing polymer, the composition of the mixture of the starting monomer materials must be controlled during the production of the fluorine-containing polymer forming the said layers.

[1213] Этап (2): этап получения армирующих материалов[1213] Stage (2): the stage of obtaining reinforcing materials

Армирующий материал представляет собой тканое полотно, полученное переплетением армирующих пряжей, или тому подобного. Армирующий материал внедряется в мембрану с образованием тем самым армирующих материалов сердцевины. Когда формируется ионообменная мембрана, имеющая сквозные отверстия, в армирующий материал дополнительно вплетаются расходуемые пряжи. Количество содержащихся в этом случае расходуемых пряжей предпочтительно составляет от 10 до 80% по массе, более предпочтительно от 30 до 70% по массе в расчете на весь армирующий материал. Вплетение расходуемых пряжей также может предотвращать проскальзывание нитей армирующих материалов сердцевины.The reinforcing material is a woven fabric obtained by weaving reinforcing yarns or the like. The reinforcing material is embedded in the membrane to thereby form core reinforcing materials. When an ion-exchange membrane with through holes is formed, consumable yarns are additionally woven into the reinforcing material. The amount of consumable yarns contained in this case is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, based on the total reinforcing material. The weaving of the consumable yarns can also prevent slippage of the yarns of the core reinforcing materials.

[1214] В качестве расходуемых пряжей, которые растворяются на этапе получения мембраны или в среде электролиза, применяются вискоза, полиэтилентерефталат (PET), целлюлоза, полиамид и тому подобное. Также предпочтительны монофиламенты или мультифиламенты, имеющие толщину от 20 до 50 денье и включающие поливиниловый спирт и тому подобное.[1214] Viscose, polyethylene terephthalate (PET), cellulose, polyamide and the like are used as the consumable yarns that are dissolved in the membrane production step or in the electrolysis environment. Also preferred are monofilaments or multifilaments having a thickness of 20 to 50 denier and including polyvinyl alcohol and the like.

[1215] На этапе (2) относительное отверстие, размещение сквозных отверстий и тому подобное могут регулироваться корректированием размещения армирующих материалов сердцевины и расходуемых пряжей.[1215] In step (2), the aperture ratio, the placement of the through holes, and the like can be controlled by adjusting the placement of the core reinforcing materials and the yarns consumed.

[1216] Этап (3): этап формирования пленки[1216] Step (3): Film forming step

На этапе (3) полученный на этапе (1) фторсодержащий полимер формуется в пленку с использованием экструдера. Пленка может иметь однослойную конфигурацию, двухслойную конфигурацию из слоя сульфоновой кислоты и слоя карбоновой кислоты, как упомянуто выше, или многослойную конфигурацию из трех или более слоев.In step (3), the fluoropolymer obtained in step (1) is formed into a film using an extruder. The film may have a single layer configuration, a two layer configuration of a sulfonic acid layer and a carboxylic acid layer as mentioned above, or a multilayer configuration of three or more layers.

[1217] Примеры способа формирования пленки включают следующие:[1217] Examples of the film forming method include the following:

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, формуют в пленки по отдельности; иa method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are separately formed into films; and

способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий группу карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий группу сульфоновой кислоты, соэкструзируют с образованием композитной пленки.a method in which a fluorine-containing polymer having a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group are coextruded to form a composite film.

[1218] Число каждой пленки может быть больше одного. Предпочтительна соэкструзия различных пленок ввиду их вклада в повышение прочности сцепления на поверхности раздела.[1218] The number of each tape can be more than one. Co-extrusion of different films is preferred because of their contribution to the increase in bond strength at the interface.

[1219] Этап (4): этап получения тела мембраны[1219] Step (4): the step of obtaining the membrane body

На этапе (4) полученный на этапе (2) армирующий материал внедряют в пленку, полученную на этапе (3), с образованием тела мембраны, содержащего армирующий материал.In step (4), the reinforcing material obtained in step (2) is embedded in the film obtained in step (3) to form a membrane body containing the reinforcing material.

[1220] Предпочтительные примеры способа формирования тела мембраны включают (i) способ, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты (например, карбоксилатную функциональную группу) (далее включающий это слой называется первым слоем), размещаемый на катодной стороне, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты (например, сульфонилфторидную функциональную группу) (далее включающий это слой называется вторым слоем), формуют в пленку способом соэкструзии, и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, армирующий материал и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления; и (ii) способ, в котором, в дополнение к композитной пленке из второго слоя/первого слоя, фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, заранее отдельно формуют в пленку (третий слой), и, при необходимости с использованием источника тепла и источника вакуума, пленку третьего слоя, армирующие материалы сердцевины и композитную пленку из второго слоя/первого слоя наслаивают в этом порядке на воздухопроницаемую теплостойкую прокладочную бумагу на плоской пластине или барабане, имеющих многочисленные поры на их поверхности, и объединяют при температуре, при которой каждый полимер расплавляется, в то же время откачивая воздух из–под каждого из слоев посредством пониженного давления.[1220] Preferred examples of a method for forming a membrane body include (i) a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group (e.g., a carboxylate functional group) (hereinafter referred to as a first layer) disposed on the cathode side and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group (for example, a sulfonyl fluoride functional group) (hereinafter, including this layer is called the second layer), is formed into a film by the method of coextrusion, and, if necessary, using a heat source and a vacuum source, a reinforcing material and a composite film from the second layer / the first layer is laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having numerous pores on their surface, and combined at a temperature at which each polymer melts while at the same time evacuating air from under each of the layers by means of reduced pressure ; and (ii) a method in which, in addition to the composite film of the second layer / first layer, a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group is separately preformed into a film (third layer), and optionally using a heat source and a source vacuum, the third layer film, the core reinforcing materials and the composite film from the second layer / first layer are laminated in this order on a breathable heat-resistant release paper on a flat plate or drum having multiple pores on their surface and combined at a temperature at which each polymer is melted while pumping air out from under each of the layers by means of reduced pressure.

[1221] Соэкструзия первого и второго слоя здесь содействует повышению прочности сцепления на поверхности раздела.[1221] Co-extrusion of the first and second layer here helps to increase the bond strength at the interface.

[1222] Способ, включающий объединение при пониженном давлении, характеризуется тем, что делает третий слой на армирующем материале толще, чем в способе нанесения под давлением на прессе. Кроме того, поскольку армирующий материал закрепляют на внутренней поверхности тела мембраны, способ обеспечивает достаточное сохранение механической прочности ионообменной мембраны.[1222] The method of combining under reduced pressure is characterized by making the third layer on the reinforcing material thicker than in the press-applied method. In addition, since the reinforcing material is fixed to the inner surface of the membrane body, the method provides sufficient retention of the mechanical strength of the ion exchange membrane.

[1223] Варианты описанных здесь способов наслоения являются примерными, и соэкструзия может проводиться после того, как предпочтительная конфигурация наслоения (например, комбинация слоев) надлежащим образом выбрана с учетом желательных конфигураций слоев тела мембраны и физических свойств, и тому подобного.[1223] Embodiments of the layering methods described herein are exemplary, and coextrusion can be performed after the preferred layering configuration (eg, a combination of layers) is appropriately selected in consideration of the desired membrane body layer configurations and physical properties, and the like.

[1224] С целью дополнительного улучшения электрических характеристик ионообменной мембраны, также возможно дополнительное размещение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, между первым слоем и вторым слоем, или применение четвертого слоя, включающего фторсодержащий полимер, имеющий как прекурсор группы карбоновой кислоты, так и прекурсор группы сульфоновой кислоты, вместо второго слоя.[1224] In order to further improve the electrical characteristics of the ion exchange membrane, it is also possible to additionally place a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group between the first layer and the second layer, or the use of a fourth layer comprising a fluorine-containing polymer having both a precursor of a carboxylic acid group and a precursor of a sulfonic acid group instead of the second layer.

[1225] Способ формирования четвертого слоя может быть способом, в котором фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы карбоновой кислоты, и фторсодержащий полимер, имеющий прекурсор группы сульфоновой кислоты, получают по отдельности и затем смешивают, или может представлять собой способ, в котором проводят сополимеризацию мономера, имеющего прекурсор группы карбоновой кислоты, и мономера, имеющего прекурсор сульфоновой кислоты.[1225] The method for forming the fourth layer may be a method in which a fluorine-containing polymer having a precursor of a carboxylic acid group and a fluorine-containing polymer having a precursor of a sulfonic acid group are separately prepared and then mixed, or it may be a method in which a monomer is copolymerized having a precursor of a carboxylic acid group; and a monomer having a sulfonic acid precursor.

[1226] Когда четвертый слой используют в качестве компонента ионообменной мембраны, формируют соэкструдированную пленку первого слоя и четвертого слоя, в дополнение к этому отдельно формуют в пленки третий слой и второй слой, и наслоение может быть выполнено вышеуказанным способом. В альтернативном варианте три слоя из первого слоя/четвертого слоя/второго слоя могут быть одновременно сформованы с образованием пленки способом соэкструзии.[1226] When the fourth layer is used as a component of the ion exchange membrane, a coextruded film of the first layer and the fourth layer is formed, in addition, the third layer and the second layer are separately formed into films, and the laminating can be performed in the above manner. Alternatively, three layers of the first layer / fourth layer / second layer can be coextruded simultaneously to form a film.

[1227] В этом случае направление, в котором вытекает экструдируемая пленка, представляет собой MD. Как упомянуто выше, можно сформировать тело мембраны, содержащее фторсодержащий полимер, имеющий ионообменную группу на армирующем материале.[1227] In this case, the direction in which the extruded film flows out is MD. As mentioned above, it is possible to form a membrane body containing a fluorine-containing polymer having an ion exchange group on the reinforcing material.

[1228] В дополнение, ионообменная мембрана предпочтительно имеет выступающие участки, составленные фторсодержащим полимером, имеющим группу сульфоновой кислоты, то есть выступы на стороне поверхности, составленной слоем сульфоновой кислоты. В качестве способа формирования таких выступов, который конкретно не ограничивается, также может быть применен известный способ, включающий формирование выступов на поверхности смолы. Конкретным примером способа является способ тиснения поверхности тела мембраны. Например, вышеуказанные выступы могут быть сформированы с использованием заранее вытисненной отделяемой прокладочной бумаги, когда объединяют вышеуказанную композитную пленку, армирующий материал и тому подобное. В случае, когда выступы сформированы тиснением, высота и плотность размещения выступов могут регулироваться формой переносимого рельефа (формой отделяемой прокладочной бумаги).[1228] In addition, the ion exchange membrane preferably has protrusions constituted by a fluorine-containing polymer having a sulfonic acid group, that is, protrusions on the side of the surface constituted by the sulfonic acid layer. As a method for forming such protrusions, which is not particularly limited, a known method including forming protrusions on a resin surface can also be applied. A specific example of the method is a method for embossing the surface of a membrane body. For example, the aforementioned protrusions can be formed using the pre-embossed release paper when the above composite film, reinforcing material, and the like are combined. In the case where the protrusions are formed by embossing, the height and density of the protrusions can be controlled by the shape of the transferred relief (the shape of the release paper).

[1229] (5) Этап гидролиза[1229] (5) Hydrolysis step

На этапе (5) выполняется этап гидролиза полученного на этапе (4) тела мембраны для преобразования прекурсора ионообменной группы в ионообменную группу (этап гидролиза).At step (5), the stage of hydrolysis of the membrane body obtained at stage (4) is performed to convert the precursor of the ion-exchange group into an ion-exchange group (stage of hydrolysis).

[1230] На этапе (5) также возможно формирование растворением отверстий в теле мембраны путем растворения и удаления расходуемых пряжей, введенных в тело мембраны, действием кислоты или щелочи. Расходуемые пряжи могут оставаться в сквозных отверстиях без полного растворения и удаления. Оставшиеся в сквозных отверстиях расходуемые пряжи могут быть растворены и удалены раствором электролита, когда ионообменная мембрана подвергается электролизу.[1230] In step (5), it is also possible to dissolve holes in the membrane body by dissolving and removing consumable yarns introduced into the membrane body by the action of an acid or alkali. The consumable yarns can remain in the through holes without being completely dissolved and removed. The consumable yarns remaining in the through holes can be dissolved and removed by the electrolyte solution when the ion exchange membrane is subjected to electrolysis.

[1231] Расходуемая пряжа растворяется в кислоте или щелочи на этапе получения ионообменной мембраны или в среде проведения электролиза. Расходуемые пряжи вымываются с образованием тем самым сквозных отверстий в соответствующих местах.[1231] The consumable yarn is dissolved in acid or alkali at the stage of obtaining an ion exchange membrane or in an electrolysis environment. The consumable yarns are washed out, thereby forming the through-holes at the appropriate locations.

[1232] Этап (5) может быть выполнен погружением тела мембраны, полученного на этапе (4), в гидролизующий раствор, содержащий кислоту или щелочь. Примером гидролизующего раствора, который может быть использован, является смешанный раствор, содержащий KOH и диметилсульфоксид (DMSO).[1232] Step (5) may be performed by immersing the membrane body obtained in step (4) in a hydrolysis solution containing an acid or alkali. An example of a hydrolysis solution that can be used is a mixed solution containing KOH and dimethyl sulfoxide (DMSO).

[1233] Смешанный раствор предпочтительно содержит KOH с нормальной концентрацией от 2,5 до 4,0 и DMSO от 25 до 35% по массе.[1233] The mixed solution preferably contains KOH at a normal concentration of 2.5 to 4.0 and DMSO from 25 to 35% by weight.

[1234] Температура при гидролизе предпочтительно составляет от 70 до 100°С. Чем выше температура, тем большей может быть кажущаяся толщина. Температура более предпочтительно составляет от 75 до 100°C.[1234] The temperature in the hydrolysis is preferably 70 to 100 ° C. The higher the temperature, the greater the apparent thickness can be. The temperature is more preferably 75 to 100 ° C.

[1235] Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 10 до 120 минут. Чем дольше гидролиз, тем большей может быть кажущаяся толщина. Продолжительность гидролиза предпочтительно составляет от 20 до 120 минут.[1235] The duration of hydrolysis is preferably 10 to 120 minutes. The longer the hydrolysis takes, the greater the apparent thickness can be. The duration of the hydrolysis is preferably 20 to 120 minutes.

[1236] Теперь будет более подробно описан этап формирования сквозных отверстий вымыванием расходуемых пряжей. Фигуры 122(a) и (b) представляют схематические виды для разъяснения способа формирования сквозных отверстий в ионообменной мембране.[1236] The step of forming the through holes by washing out the sacrificial yarns will now be described in more detail. Figures 122 (a) and (b) are schematic views for explaining a method of forming vias in an ion exchange membrane.

[1237] Фигуры 122(a) и (b) показывают армирующие пряжи 52, расходуемые пряжи 504а и сквозные отверстия 504, образованные только расходуемыми пряжами 504а, без иллюстрации других элементов, таких как тело мембраны.[1237] Figures 122 (a) and (b) show reinforcing yarns 52, sacrificial yarns 504a, and through holes 504 formed only by sacrificial yarns 504a, without illustrating other features such as a membrane body.

[1238] Сначала армирующие пряжи 52, которые должны составлять армирующие материалы сердцевины в ионообменной мембране, и расходуемые пряжи 504а для образования сквозных отверстий 504 в ионообменной мембране используются как переплетенные между собой армирующие материалы. Затем, на этапе (5), расходуемые пряжи 504а вымываются с образованием сквозных отверстий 504.[1238] First, the reinforcing yarns 52, which are to constitute the core reinforcing materials in the ion exchange membrane, and the consumable yarns 504a for forming the through holes 504 in the ion exchange membrane are used as interlaced reinforcing materials. Then, in step (5), the consumable yarns 504a are washed out to form the through holes 504.

[1239] Вышеуказанный способ является простым, поскольку способ взаимного переплетения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а может быть скорректирован в зависимости от порядка размещения армирующих материалов сердцевины и сквозных отверстий в теле ионообменной мембраны.[1239] The above method is simple, since the method of interweaving reinforcing yarns 52 and consumable yarns 504a can be adjusted depending on the order of placement of the reinforcing materials of the core and through holes in the body of the ion exchange membrane.

[1240] Фигура 122(a) представляет пример образованного полотняным переплетением армирующего материала, в котором армирующие пряжи 52 и расходуемые пряжи 504а взаимно переплетены как вдоль продольного направления, так и вдоль поперечного направления в бумаге, и при необходимости порядок размещения армирующих пряжей 52 и расходуемых пряжей 504а в армирующем материале может быть изменен.[1240] Figure 122 (a) illustrates an example of a plain weave reinforcing material in which the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarns 504a are interlaced in both the longitudinal direction and the transverse direction in the paper, and optionally the order of placement of the reinforcing yarns 52 and the sacrificial yarn 504a in the reinforcing material can be changed.

[1241] (6) Этап нанесения[1241] (6) Application Phase

На этапе (6) может быть сформирован слой покрытия путем приготовления покровной жидкости, содержащей частицы неорганического материала, полученного размалыванием необогащенной руды или плавлением необогащенной руды, и связующего, нанесения покровной жидкости на поверхность ионообменной мембраны, полученной на этапе (5), и высушивания покровной жидкости.In step (6), a coating layer can be formed by preparing a coating liquid containing particles of inorganic material obtained by grinding raw ore or melting raw ore and a binder, applying a coating liquid to the surface of the ion exchange membrane obtained in step (5), and drying the coating liquids.

[1242] Предпочтительное связующее представляет собой связующее, полученное гидролизом фторсодержащего полимера, имеющего прекурсор ионообменной группы, водным раствором, содержащим диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), и затем погружением полимера в соляную кислоту для замещения противоиона ионообменной группы ионом H+ (например, фторсодержащего полимера, имеющего карбоксильную группу или сульфогруппу). Тем самым полимер с большей вероятностью растворится в воде или этаноле, как упомянуто ниже, что предпочтительно.[1242] The preferred binder is a binder obtained by hydrolysis of a fluorine-containing polymer having an ion exchange group precursor with an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH), and then immersing the polymer in hydrochloric acid to replace the counter ion of the ion exchange group with an ion of H + ( for example, a fluorine-containing polymer having a carboxyl group or a sulfo group). Thus, the polymer is more likely to dissolve in water or ethanol, as mentioned below, which is preferred.

[1243] Этот связующее растворяется в смешанном растворе воды и этанола. Объемное соотношение между водой и этанолом предпочтительно составляет от 10:1 до 1:10, более предпочтительно от 5:1 до 1:5, еще более предпочтительно от 2:1 до 1:2. Частицы неорганического материала с помощью шаровой мельницы диспергируются в растворяющей жидкости с образованием тем самым покровной жидкости. В этом случае также возможно корректирование среднего размера частиц и тому подобного частиц регулированием продолжительности и скорости вращения во время диспергирования. Предпочтительное количество смешиваемых частиц неорганического материала и связующего является таким, как упомянуто выше.[1243] This binder is dissolved in a mixed solution of water and ethanol. The volume ratio between water and ethanol is preferably 10: 1 to 1:10, more preferably 5: 1 to 1: 5, even more preferably 2: 1 to 1: 2. The particles of inorganic material are dispersed in the dissolving liquid by means of a ball mill, thereby forming a coating liquid. In this case, it is also possible to correct the average particle size and the like of particles by adjusting the duration and speed of rotation during dispersion. The preferred amount of the mixed particles of inorganic material and binder is as mentioned above.

[1244] Концентрация частиц неорганического материала и связующего в покровной жидкости конкретно не ограничивается, но предпочтительной является легкоподвижная покровная жидкость. Это обеспечивает возможность равномерного нанесения на поверхность ионообменной мембраны.[1244] The concentration of the particles of inorganic material and binder in the coating liquid is not particularly limited, but a free-flowing coating liquid is preferable. This makes it possible to uniformly apply the ion exchange membrane to the surface.

[1245] Кроме того, к дисперсии может быть добавлено поверхностно–активное вещество, когда диспергируются частицы неорганического материала. В качестве поверхностно–активного вещества предпочтительны неионные поверхностно–активные вещества, и их примеры включают HS–210, NS–210, P–210 и E–212 производства фирмы NOF CORPORATION.[1245] In addition, a surfactant may be added to the dispersion when particles of inorganic material are dispersed. As the surfactant, nonionic surfactants are preferred and examples include HS-210, NS-210, P-210 and E-212 from NOF CORPORATION.

[1246] Полученную покровную жидкость наносят на поверхность ионообменной мембраны способом нанесения распылением или нанесением покрытия валиком с образованием тем самым ионообменной мембраны.[1246] The resulting coating liquid is applied to the surface of the ion exchange membrane by spray application or roller coating, thereby forming an ion exchange membrane.

[1247] [Микропористая мембрана][1247] [Microporous Membrane]

Микропористая мембрана по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается при условии, что мембрана может быть сформирована с образованием слоистого изделия с электродом для электролиза, как упомянуто выше. Могут быть использованы разнообразные микропористые мембраны.The microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited as long as the membrane can be formed to form an electrode laminated article for electrolysis as mentioned above. A variety of microporous membranes can be used.

Пористость микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается, но может составлять, например, от 20 до 90, и предпочтительно от 30 до 85. Вышеуказанная пористость может быть рассчитана по следующей формуле:The porosity of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited, but may be, for example, 20 to 90, and preferably 30 to 85. The above porosity can be calculated by the following formula:

Пористость=(1–(вес мембраны в сухом состоянии)/(вес, рассчитанный по объему, рассчитанному по величинам толщины, ширины и длины мембраны, и плотности материала мембраны))×100Porosity = (1– (dry weight of the membrane) / (weight calculated from the volume, calculated from the values of the thickness, width and length of the membrane, and the density of the membrane material)) × 100

Средний размер пор в микропористой мембране по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 0,01 мкм до 10 мкм, предпочтительно от 0,05 мкм до 5 мкм. Что касается среднего размера пор, то, например, мембрану разрезают вертикально по направлению толщины, и сечение обследуют методом сканирующей электронной микроскопии с полевой эмиссией (FE–SEM). Средний размер пор может быть получен измерением диаметра примерно 100 пор и усреднением результатов измерения.The average pore size in the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 0.01 µm to 10 µm, preferably 0.05 µm to 5 µm. With regard to the average pore size, for example, the membrane is cut vertically in the direction of thickness, and the cross section is examined by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The average pore size can be obtained by measuring the diameter of about 100 pores and averaging the results.

Толщина микропористой мембраны по настоящему варианту осуществления конкретно не ограничивается и может составлять, например, от 10 мкм до 1000 мкм, предпочтительно от 50 мкм до 600 мкм. Вышеуказанная толщина может быть измерена с использованием, например, микрометра (производства фирмы Mitutoyo Corporation) или тому подобного.The thickness of the microporous membrane of the present embodiment is not particularly limited and may be, for example, 10 µm to 1000 µm, preferably 50 µm to 600 µm. The above thickness can be measured using, for example, a micrometer (manufactured by Mitutoyo Corporation) or the like.

Конкретные примеры микропористой мембраны, как вышеупомянутой, включают Zirfon Perl UTP 500 производства фирмы Agfa (также называемые в настоящем варианте осуществления мембраной Zirfon) и они описаны в Международной публикации № WO 2013–183584 и Международной публикации № WO 2016–203701.Specific examples of a microporous membrane as above include Zirfon Perl UTP 500 manufactured by Agfa (also referred to as a Zirfon membrane in this embodiment) and are described in International Publication No. WO 2013-183584 and International Publication No. WO 2016-203701.

[1248] В способе изготовления электролизера по настоящему варианту осуществления мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей значение EW (ионообменной емкости), отличное от EW слоя первой ионообменной смолы. В дополнение, мембрана предпочтительно содержит слой первой ионообменной смолы и слой второй ионообменной смолы, имеющей иную функциональную группу, нежели функциональная группа в слое первой ионообменной смолы. Ионообменная емкость может быть скорректирована посредством введенной функциональной группы, и функциональные группы, которые могут быть введены, являются такими, как упомянуто выше.[1248] In the method for manufacturing an electrolytic cell of the present embodiment, the membrane preferably comprises a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having an EW (ion exchange capacity) value different from the EW of the first ion exchange resin layer. In addition, the membrane preferably contains a first ion exchange resin layer and a second ion exchange resin layer having a different functional group than the functional group in the first ion exchange resin layer. The ion exchange capacity can be adjusted by the introduced functional group, and the functional groups that can be introduced are as mentioned above.

[1249] (Электролиз воды)[1249] (Water electrolysis)

Электролизер в настоящем варианте осуществления в качестве электролизера в случае электролиза воды имеет конфигурацию, в которой ионообменная мембрана в электролизере для применения в случае вышеуказанного обычного электролиза соли, заменяется на микропористую мембрану. Подаваемый исходный материал, который представляет собой воду, отличается от материала для электролизера в случае вышеупомянутого обычного электролиза соли. Что касается прочих компонентов, то детали, подобные компонентам электролизера в случае обычного электролиза соли, могут быть использованы также в электролизере для электролиза воды. Поскольку в случае обычного электролиза соли в анодной камере образуется газообразный хлор, в качестве материала анодной камеры применяется титан, но в случае электролиза воды в анодной камере выделяется только газообразный кислород. Таким образом, может быть применен материал, идентичный материалу катодной камеры. Одним примером его является никель. Для покрытия анода пригодно каталитическое покрытие для генерирования кислорода. Примеры каталитического покрытия включают металлы, оксиды и гидроксиды металлов платиновой группы и металлы из группы переходных металлов. Например, могут быть использованы такие элементы, как платина, иридий, палладий, рутений, никель, кобальт и железо.The electrolyzer in the present embodiment as an electrolysis cell in the case of water electrolysis has a configuration in which an ion exchange membrane in the electrolysis cell for use in the case of the above conventional salt electrolysis is replaced with a microporous membrane. The supplied raw material, which is water, is different from the material for the electrolytic cell in the case of the above-mentioned conventional salt electrolysis. As for other components, parts similar to those of the electrolysis cell in the case of conventional salt electrolysis can also be used in a water electrolysis cell. Since chlorine gas is generated in the anode chamber in conventional salt electrolysis, titanium is used as the anode chamber material, but in the case of water electrolysis, only oxygen gas is emitted in the anode chamber. Thus, a material identical to that of the cathode chamber can be used. Nickel is one example of this. A catalytic coating for generating oxygen is suitable for coating the anode. Examples of the catalytic coating include metals, oxides and hydroxides of platinum group metals and metals from the transition metal group. For example, elements such as platinum, iridium, palladium, ruthenium, nickel, cobalt, and iron can be used.

ПримерыExamples of

[1250] Теперь настоящее изобретение будет описано ниже более подробно со ссылкой на Примеры и Сравнительные Примеры, но настоящее изобретение никоим образом не ограничивается приведенными ниже Примерами.[1250] Now, the present invention will be described below in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is in no way limited to the following Examples.

[1251] <Проверка первого варианта осуществления>[1251] <Checking the first embodiment>

Как будет описано ниже, представлены Экспериментальные Примеры согласно первому варианту осуществления (в разделе <Проверка первого варианта осуществления> ниже просто называемые «Примерами») и Экспериментальные Примеры, не соответствующие первому варианту осуществления (в разделе <Проверка первого варианта осуществления>, ниже просто называемые «Сравнительными Примерами»), которые оценены следующим методом. Подробности будут описаны со ссылкой на Фигуры 10–21, насколько это уместно.As will be described below, Experimental Examples according to the first embodiment are presented (in the section <Verification of the first embodiment>, below, simply referred to as “Examples”) and Experimental Examples not corresponding to the first embodiment (in the section <Verification of the first embodiment>, hereinafter simply referred to as "Comparative Examples"), which are estimated by the following method. Details will be described with reference to Figures 10-21 as appropriate.

[1252] [Метод оценки][1252] [Evaluation Method]

(1) Коэффициент открытой пористости(1) Coefficient of open porosity

Электрод разрезали на фрагменты размера 130 мм×100 мм. Для расчета среднего значения в 10 точках, полученных измерением равномерно по плоскости, применяли цифровой толщиномер (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Значение использовали в качестве толщины электрода (измеренной толщины) для расчета объема. После этого использовали электронные весы для измерения массы. По удельному весу каждого металла (удельный вес никеля=8,908 г/см3, удельный вес титана=4,506 г/см3) рассчитывали коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности.The electrode was cut into pieces with a size of 130 mm × 100 mm. A digital thickness gauge (Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm) was used to calculate the average of 10 points measured uniformly over the plane. The value was used as the thickness of the electrode (measured thickness) to calculate the volume. Thereafter, an electronic balance was used to measure the mass. From the specific gravity of each metal (specific gravity of nickel = 8.908 g / cm 3 , specific gravity of titanium = 4.506 g / cm 3 ), the coefficient of open porosity or the coefficient of voidness was calculated.

[1253] Коэффициент открытой пористости (коэффициент пустотности) (%)=(1–(масса электрода)/(объем электрода×удельный вес металла))×100[1253] Open porosity ratio (void ratio) (%) = (1– (electrode mass) / (electrode volume × metal specific gravity)) × 100

[1254] (2) Масса на единицу площади (мг/см2)[1254] (2) Mass per unit area (mg / cm 2 )

Электрод разрезали на фрагменты размером 130 мм×100 мм и измеряли его массу на электронных весах. Значение делили на площадь (130 мм×100 мм) для расчета массы на единицу площади.The electrode was cut into pieces of 130 mm × 100 mm and its mass was measured on an electronic balance. The value was divided by the area (130 mm x 100 mm) to calculate the mass per unit area.

[1255] (3) Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1) (сила сцепления) (Н/(мг·см2))[1255] (3) Force applied per unit mass · unit area (1) (adhesion force) (N / (mg · cm 2 ))

[Метод (i)][Method (i)]

Для измерения использовали машину для испытания на растяжение и сжатие (фирмы Imada–SS Corporation, основная машина для испытания: машина для испытания на растяжение и сжатие типа SDT–52NA, динамометрический датчик: датчик нагрузки типа SL–6001).For measurement, a tensile and compression machine (manufactured by Imada-SS Corporation, main testing machine: tensile and compression testing machine SDT-52NA type, load cell: load cell type SL-6001) was used.

[1256] Никелевую пластину в виде квадрата со стороной 200 мм, имеющую толщину 1,2 мм, подвергали струйной обработке оксидом алюминия с номером зернистости 320. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляло 0,7 мкм. Здесь для измерения поверхностной шероховатости использовали прибор для измерения поверхностной шероховатости зондового типа (профилометр) SJ–310 (фирмы Mitutoyo Corporation). Измеряемый образец помещали на поверхность пластины параллельно поверхности земли для измерения среднего арифметического величины Ra шероховатости в описываемых ниже условиях. Измерение повторяли 6 раз и выводили среднее значение.[1256] A 200 mm square nickel plate having a thickness of 1.2 mm was blasted with 320 grit alumina. The arithmetic average (Ra) of the surface roughness of the nickel plate after blasting was 0.7 µm. Here, to measure the surface roughness, an SJ-310 probe-type surface roughness meter (profilometer) (Mitutoyo Corporation) was used. The sample to be measured was placed on the plate surface parallel to the ground surface to measure the arithmetic mean of the roughness Ra under the conditions described below. The measurement was repeated 6 times and the average was taken.

[1257] <Форма зонда> угол конуса вершины=60°, радиус наконечника=2 мкм, статическое измерительное усилие=0,75 мН.[1257] <Probe shape> apex taper angle = 60 °, tip radius = 2 µm, static measuring force = 0.75 mN.

<Стандарт шероховатости> JIS2001<Roughness Standard> JIS2001

<Оценочная кривая> R<Evaluation curve> R

<Фильтр> GAUSS<Filter> GAUSS

<Предельное значение λc> 0,8 мм<Limit value λc> 0.8 mm

<Предельное значение λs> 2,5 µm<Limit value λs> 2.5 µm

<Число сечений> 5<Number of sections> 5

<Предварительный проход, дополнительный проход> доступны<Pre-pass, additional pass> available

Эту никелевую пластину закрепляли вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие.This nickel plate was mounted vertically on the bottom grip of a tensile and compression machine.

[1258] В качестве мембраны использовали описанную ниже ионообменную мембрану А.[1258] The membrane used was the following ion exchange membrane A.

В качестве армирующих материалов сердцевины использовали монофиламенты с размером 90 денье, выполненные из политетрафторэтилена (PTFE) (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр шести филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). Сначала по каждому из TD– и MD–направлений выполнили полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, с получением тканого полотна. Полученное тканое полотно подвергали уплотнению под давлением валиком с получением тканого полотна, имеющего толщину 70 мкм.Monofilaments with a size of 90 denier made of polytetrafluoroethylene (PTFE) (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used as reinforcing materials of the core. The consumable yarns were yarns obtained by twisting 200 times / meter of six 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns). First, in each of the TD- and MD-directions, a plain weaving of PTFE yarns and consumable yarns with 24 PTFE yarns / inch was performed so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE yarns to obtain a woven fabric. The resulting woven fabric was subjected to roller compaction to obtain a woven fabric having a thickness of 70 µm.

Затем получали смолу А в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имела ионообменную емкость 0,85 мг⋅экв/г, и смолу В в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имела ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г.Then resin A was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.85 mg-eq / g, and the resin B in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.03 mg⋅eq / g.

С использованием этих смол А и В, способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку Х, в которой толщина слоя смолы А составляла 15 мкм, а толщина слоя смолы В составляла 104 мкм.Using these resins A and B, a two-layer film X in which the thickness of the resin layer A was 15 µm and the thickness of the resin layer B was 104 µm was obtained by a flat die coextrusion method.

Затем прокладочную бумагу (имеющую тиснения с конической формой высотой 50 мкм), армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 223°С и величины пониженного давления 0,067 МПа в течение 2 минут, и затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану.Then release paper (having embossing with a conical shape with a height of 50 μm), reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under surface temperature conditions hot plate 223 ° C and a reduced pressure value of 0.067 MPa for 2 minutes, and then remove the release paper to obtain a composite membrane.

Полученную композитную мембрану погружали в нагретый до 80°С водный раствор, содержащий 30% по массе диметилсульфоксида (DMSO) и 15% по массе гидроксида калия (KOH), в течение 20 минут для омыления. Затем композитную мембрану погружали в нагретый до 50°С водный 0,5 н. раствор гидроксида натрия (NaOH) в течение одного часа для замещения противоиона ионообменной группы на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при температуре 60°С.The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution heated to 80 ° C. containing 30% by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 20 minutes for saponification. Then the composite membrane was immersed in an aqueous 0.5N hydrochloric acid heated to 50 ° C. sodium hydroxide solution (NaOH) for one hour to replace the counterion of the ion exchange group with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, 20% по массе оксида циркония, имеющего размер первичных частиц 1 мкм, добавляли к этанольному раствору с концентрацией 5% по массе смолы В в качестве смолы кислотного типа и диспергировали для получения суспензии, и суспензию наносили набрызгиванием на обе поверхности вышеуказанной композитной мембраны способом набрызгивания суспензии с образованием покрытий из оксида циркония на поверхностях композитной мембраны для получения ионообменной мембраны А. Плотность покрытия из оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,5 мг/см2. Средний размер частиц измеряли анализатором размера частиц (производства фирмы SHIMADZU CORPORATION, «SALD(R) 2200»).In addition, 20% by mass of zirconium oxide having a primary particle size of 1 μm was added to an ethanol solution with a concentration of 5% by mass of resin B as an acidic resin and dispersed to obtain a slurry, and the slurry was sprayed onto both surfaces of the above composite membrane. the method of spraying a suspension with the formation of coatings of zirconium oxide on the surfaces of the composite membrane to obtain an ion-exchange membrane A. The density of the coating of zirconium oxide, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.5 mg / cm 2 . The average particle size was measured with a particle size analyzer (manufactured by SHIMADZU CORPORATION, "SALD (R) 2200").

[1259] Полученную вышеуказанную ионообменную мембрану (мембрану) погружали в чистую воду в течение 12 часов или более и затем использовали для испытания. Мембрану приводили в контакт с вышеуказанной никелевой пластиной, полностью увлажненной чистой водой, и обеспечивали сцепление под действием поверхностного натяжения воды. В это время никелевую пластину и ионообменную мембрану размещали так, чтобы их верхние концы совпадали.[1259] The obtained above ion exchange membrane (membrane) was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The membrane was brought into contact with the aforementioned nickel plate completely moistened with pure water and adhered by the surface tension of the water. At this time, the nickel plate and the ion exchange membrane were positioned so that their upper ends coincided.

[1260] Образец электрода для электролиза (электрода), используемого для измерения, разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану А разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Одну сторону электрода прокладывали между двумя пластинами из нержавеющей стали (толщина: 1 мм, длина: 9 мм, ширина: 170 мм). После размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, использовали четыре зажима для равномерного закрепления электрода и пластин. Пластины из нержавеющей стали по центру зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод. Нагрузка, прилагаемая испытательной машиной, в это время была настроена на 0 Н. Объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекали из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружали в ванну, содержащую чистую воду, чтобы в достаточной степени увлажнить электрод чистой водой. После этого пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод.[1260] A sample of an electrolysis electrode (electrode) used for measurement was cut to form a piece in the form of a square with a side of 130 mm. Ion exchange membrane A was cut to form a 170 mm square fragment. One side of the electrode was sandwiched between two stainless steel plates (thickness: 1 mm, length: 9 mm, width: 170 mm). After positioning so that the center of the stainless steel plates was aligned with the center of the electrode, four clamps were used to evenly secure the electrode and the plates. The stainless steel plates in the center were clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended. The load applied by the testing machine at this time was set to 0 N. The combined assembly of stainless steel plates, electrode, and clamps was temporarily removed from the tensile and compressive testing machine and immersed in a bath containing clean water to sufficiently moisten electrode with clean water. Thereafter, the stainless steel plates in the center were again clamped with the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended.

Опускали верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие и обеспечивали сцепление образца электрода для электролиза с поверхностью ионообменной мембраны под действием поверхностного натяжения чистой воды. Размер поверхности сцепления в это время составлял 130 мм в длину и 110 мм в ширину. На электрод и ионообменную мембрану целиком набрызгивали чистую воду из промывалки, чтобы опять в достаточной мере смочить мембрану и электрод. После этого валик, образованный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток чистой воды. Прокатку валиком проводили только однократно.The upper clamp of the tensile and compressive testing machine was lowered and the sample of the electrolysis electrode was adhered to the surface of the ion exchange membrane by the surface tension of pure water. The size of the engagement surface at this time was 130 mm long and 110 mm wide. The entire electrode and the ion-exchange membrane were sprayed with clean water from a wash bottle in order to sufficiently moisten the membrane and electrode again. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm) was rolled from top to bottom while lightly pressing against the electrode to remove excess pure water. Rolling was carried out only once.

[1261] Электрод поднимали со скоростью 10 мм/минуту для начала измерения нагрузки и регистрировали нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и мембраны достигал величины 130 мм в ширину и 100 мм в длину. Это измерение повторяли три раза и рассчитывали среднее значение.[1261] The electrode was lifted at a speed of 10 mm / minute to start measuring the load, and the load was recorded when the size of the overlapping area of the electrode and membrane reached 130 mm wide and 100 mm long. This measurement was repeated three times and the average was calculated.

Это среднее значение делили на площадь участка перекрывания электрода и ионообменной мембраны и на массу электрода на участке перекрывания с ионообменной мембраной для расчета силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1). Массу электрода на участке перекрывания с ионообменной мембраной определяли пропорциональным делением из значения, полученного в вышеописанном разделе (2) Масса на единицу площади (мг/см2).This average value was divided by the area of the overlapping area of the electrode and ion-exchange membrane and by the mass of the electrode in the overlap area with the ion-exchange membrane to calculate the force applied per unit mass · unit area (1). The mass of the electrode in the overlapping portion with the ion exchange membrane was determined by proportional division from the value obtained in the above section (2) Mass per unit area (mg / cm 2 ).

Что касается среды в измерительной камере, температура составляла 23±2°C и относительная влажность составляла 30±5%.With regard to the environment in the measurement chamber, the temperature was 23 ± 2 ° C and the relative humidity was 30 ± 5%.

Электрод, используемый в Примерах и Сравнительных Примерах, был способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая вниз или не отслаиваясь, когда ему было обеспечено сцепление с ионообменной мембраной, которая была сцеплена с закрепленной вертикально никелевой пластиной, под действием поверхностного натяжения.The electrode used in the Examples and Comparative Examples was able to hold on its own and adhere without sliding down or peeling when it was adhered to an ion exchange membrane that was adhered to a vertically fixed nickel plate under surface tension.

Схематический вид способа оценки прилагаемой силы (1) показан на фигуре 10.A schematic view of the method for evaluating the applied force (1) is shown in FIG. 10.

Нижний предел измерения машины для испытания на растяжение составлял 0,01 (Н).The lower limit of the tensile testing machine was 0.01 (N).

[1262] (4) Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (2) Н/(мг·см2) (сила сцепления)[1262] (4) Force applied per unit mass · unit area (2) N / (mg · cm 2 ) (adhesion force)

[Метод (ii)][Method (ii)]

Для измерения использовали машину для испытания на растяжение и сжатие (фирмы Imada–SS Corporation, основная машина для испытания: машина для испытания на растяжение и сжатие типа SDT–52NA, динамометрический датчик: датчик нагрузки типа SL–6001).For measurement, a tensile and compression machine (manufactured by Imada-SS Corporation, main testing machine: tensile and compression testing machine SDT-52NA type, load cell: load cell type SL-6001) was used.

Никелевую пластину, идентичную пластине в Методе (i), закрепляли вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие.A nickel plate, identical to the one in Method (i), was mounted vertically on the bottom clamp of a tensile and compression machine.

Образец электрода для электролиза (электрода), используемого для измерения, разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану А разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Одну сторону электрода прокладывали между двумя пластинами из нержавеющей стали (толщина: 1 мм, длина: 9 мм, ширина: 170 мм). После размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, использовали четыре зажима для равномерного закрепления электрода и пластин. Пластины из нержавеющей стали по центру зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод. Нагрузка, прилагаемая испытательной машиной, в это время была настроена на 0 Н. Объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекали из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружали в ванну, содержащую чистую воду, чтобы в достаточной степени увлажнить электрод чистой водой. После этого пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод.A sample of the electrolysis electrode (electrode) used for measurement was cut to form a piece in the form of a square with a side of 130 mm. Ion exchange membrane A was cut to form a 170 mm square fragment. One side of the electrode was sandwiched between two stainless steel plates (thickness: 1 mm, length: 9 mm, width: 170 mm). After positioning so that the center of the stainless steel plates was aligned with the center of the electrode, four clamps were used to evenly secure the electrode and the plates. The stainless steel plates in the center were clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended. The load applied by the testing machine at this time was set to 0 N. The combined assembly of stainless steel plates, electrode, and clamps was temporarily removed from the tensile and compressive testing machine and immersed in a bath containing clean water to sufficiently moisten electrode with clean water. Thereafter, the stainless steel plates in the center were again clamped with the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended.

[1263] Опускали верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие и обеспечивали сцепление образца электрода для электролиза с поверхностью никелевой пластины под действием поверхностного натяжения раствора. Размер поверхности сцепления в это время составлял 130 мм в длину и 110 мм в ширину. На электрод и никелевую пластину целиком набрызгивали чистую воду из промывалки, чтобы опять в достаточной мере смочить никелевую пластину и электрод. После этого валик, образованный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток раствора. Прокатку валиком проводили только однократно.[1263] The upper clamp of the tensile and compression machine was lowered and the electrolysis electrode sample adhered to the surface of the nickel plate by the surface tension of the solution. The size of the engagement surface at this time was 130 mm long and 110 mm wide. The entire electrode and the nickel plate were sprayed with clean water from a wash bottle to sufficiently wet the nickel plate and electrode again. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM spongy rubber around a vinyl chloride tube (outer diameter: 38 mm) was rolled from top to bottom while lightly pressing against the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once.

Электрод поднимали со скоростью 10 мм/минуту для начала измерения нагрузки и регистрировали нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и никелевой пластины в продольном направлении достигал 100 мм. Это измерение повторяли три раза и рассчитывали среднее значение.The electrode was lifted at a speed of 10 mm / minute to start measuring the load, and the load was recorded when the size of the overlapping area of the electrode and the nickel plate in the longitudinal direction reached 100 mm. This measurement was repeated three times and the average was calculated.

Это среднее значение делили на площадь участка перекрывания электрода и никелевой пластины и на массу электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (2). Массу электрода на участке перекрывания с мембраной определяли пропорциональным делением из значения, полученного в вышеописанном разделе (2) Масса на единицу площади (мг/см2).This average value was divided by the area of the overlapping area of the electrode and the nickel plate and by the mass of the electrode in the overlapping area with the nickel plate to calculate the force applied per unit mass · unit area (2). The mass of the electrode in the membrane overlap portion was determined by proportional division from the value obtained in the above section (2) Mass per unit area (mg / cm 2 ).

Что касается среды в измерительной камере, температура составляла 23±2°C и относительная влажность составляла 30±5%.With regard to the environment in the measurement chamber, the temperature was 23 ± 2 ° C and the relative humidity was 30 ± 5%.

Электрод, используемый в Примерах и Сравнительных Примерах, был способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая вниз или не отслаиваясь, когда был сцеплен с закрепленной вертикально никелевой пластиной под действием поверхностного натяжения.The electrode used in the Examples and Comparative Examples was capable of self-adhesion and adhesion without sliding down or peeling when adhered to the vertically supported nickel plate under surface tension.

Нижний предел измерения машины для испытания на растяжение составлял 0,01 (Н).The lower limit of the tensile testing machine was 0.01 (N).

[1264] (5) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1) (%)[1264] (5) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 280 mm (1) (%)

(Мембрана и колонна)(Membrane and Column)

Метод оценки (1) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (1) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В Сравнительных Примерах 10 и 11 электрод объединяли с ионообменной мембраной горячим прессованием, и тем самым получали объединенный блок ионообменной мембраны и электрода (электрода в виде квадрата со стороной 130 мм). После того, как ионообменная мембрана была полностью погружена в чистую воду, мембрану размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 280 мм. После этого избыток раствора удаляли с помощью валика, сформированного наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм). Валик прокатывали по ионообменной мембране слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 11. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана пришла в плотный контакт с пластиковой трубой электрода, имеющей внешний диаметр 280 мм.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In Comparative Examples 10 and 11, the electrode was hot-pressed with the ion exchange membrane, and thereby a combined unit of the ion exchange membrane and electrode (130 mm square electrode) was obtained. After the ion exchange membrane was completely immersed in pure water, the membrane was placed on the curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 280 mm. Thereafter, the excess solution was removed with a roller formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm). The roll was rolled over the ion exchange membrane from left to right in the schematic view shown in FIG. 11. The roll was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the portion where the ion exchange membrane came into intimate contact with the plastic electrode tube having an outer diameter of 280 mm was measured.

[1265] (6) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) (%)[1265] (6) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 280 mm (2) (%)

(Мембрана и электрод)(Membrane and electrode)

Метод оценки (2) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (2) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. Ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в чистую воду и затем наслаивали. Это слоистое изделие размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 280 мм, так, что электрод находился снаружи. После этого избыток раствора удаляли с помощью валика, сформированного наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм). Валик прокатывали по ионообменной мембране слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 12, слегка нажимая на электрод для удаления избытка раствора. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана была приведена в плотный контакт с электродом.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square fragment, and the electrode was cut to form a 130 mm square fragment. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The ion exchange membrane and electrode were completely immersed in pure water and then layered. This layered product was placed on a curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 280 mm with the electrode on the outside. Thereafter, the excess solution was removed with a roller formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm). The roller was rolled over the ion exchange membrane from left to right in the schematic view shown in Figure 12, pressing lightly on the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the area where the ion exchange membrane was brought into close contact with the electrode was measured.

[1266] (7) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) (%)[1266] (7) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 145 mm (3) (%)

(Мембрана и электрод)(Membrane and electrode)

Метод оценки (3) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (3) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. Ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в чистую воду и затем наслаивали. Это слоистое изделие размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 145 мм, так, что электрод находился снаружи. После этого валик, сформированный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 13, слегка нажимая на электрод для удаления избытка раствора. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана была приведена в плотный контакт с электродом.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square fragment, and the electrode was cut to form a 130 mm square fragment. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The ion exchange membrane and electrode were completely immersed in pure water and then layered. This layered product was placed on the curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 145 mm with the electrode on the outside. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick closed cell EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm) was rolled from left to right in the schematic view shown in FIG. 13 while lightly pressing the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the area where the ion exchange membrane was brought into close contact with the electrode was measured.

[1267] (8) Технологичность (оценка реакции)[1267] (8) Manufacturability (reaction evaluation)

(A) Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, и электрод разрезали на фрагменты размером 95×110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В каждом Примере ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в три раствора: водный раствор бикарбоната натрия, водный 0,1 н. раствор NaOH и чистую воду, затем наслаивали и размещали неподвижно на тефлоновой пластине. Интервал между анодной ячейкой и катодной ячейкой, используемых в оценке электролиза, регулировали на величину около 3 см. Неподвижно размещенное слоистое изделие приподнимали и проводили операцию вставления и удерживания слоистого изделия между ними. Эту операцию проводили, проверяя электрод на смещение и падение.(A) The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece, and the electrode was cut into pieces of 95 × 110 mm. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In each Example, the ion-exchange membrane and the electrode were completely immersed in three solutions: aqueous sodium bicarbonate solution, aqueous 0.1 N. NaOH solution and pure water, then layered and placed stationary on a Teflon plate. The spacing between the anode cell and the cathode cell used in the electrolysis evaluation was adjusted to about 3 cm. The stationary layered article was lifted and the operation of inserting and holding the layered article between them was carried out. This operation was performed by checking the electrode for displacement and drop.

[1268] (B) Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали на фрагменты размером 95×110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В каждом Примере ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в три раствора: водный раствор бикарбоната натрия, водный 0,1 н. раствор NaOH и чистую воду, затем наслаивали и размещали неподвижно на тефлоновой пластине. Мембрану в слоистом изделии удерживали руками за два соседних угла, поднимая слоистое изделие так, чтобы оно было вертикальным. Удерживаемую руками за два соседних угла мембрану перемещали из этого состояния, сводя их близко друг к другу так, что мембрана высовывалась или утапливалась. Это перемещение повторяли опять для проверки прилегаемости электрода к мембране. Результаты оценивали по четырехбалльной шкале от 1 до 4 на основе следующих показателей:[1268] (B) The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece, and the electrode was cut into pieces of 95 × 110 mm. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In each Example, the ion-exchange membrane and the electrode were completely immersed in three solutions: aqueous sodium bicarbonate solution, aqueous 0.1 N. NaOH solution and pure water, then layered and placed stationary on a Teflon plate. The membrane in the laminated product was held by hands at two adjacent corners while lifting the laminated product so that it is vertical. The membrane, held by hands at two adjacent corners, was moved from this state, bringing them close to each other so that the membrane protruded or recessed. This movement was repeated again to check the adherence of the electrode to the membrane. The results were evaluated on a four-point scale from 1 to 4 based on the following indicators:

1: хорошая технологичность1: good workability

2: пригодна к эксплуатации2: usable

3: эксплуатация затруднительна3: operation is difficult

4: по существу не пригодна к эксплуатации4: essentially unserviceable

Здесь образец Сравнительного Примера 5, образованный с размером, эквивалентным размеру крупной электролитической ячейки, включающей электрод с величиной 1,3 м×2,5 м и ионообменную мембрану с размером 1,5 м×2,8 м, подвергали погрузке-разгрузке. Результат оценки Сравнительного Примера 5 («3», как описано ниже) использовали как показатель оценки разницы между оценкой вышеуказанных (А) и (В) и оценкой крупноразмерного образца. То есть в случае, где результат оценки малоразмерного слоистого изделия составлял «1» или «2», было высказано суждение, что не возникает никаких проблем с технологичностью, даже если слоистое изделие было сформировано с большим размером.Here, a sample of Comparative Example 5 formed with a size equivalent to that of a large electrolytic cell including an electrode with a size of 1.3 mx 2.5 m and an ion exchange membrane with a size of 1.5 mx 2.8 m was subjected to handling. The evaluation result of Comparative Example 5 ("3" as described below) was used as a measure of evaluating the difference between the evaluation of the above (A) and (B) and the evaluation of a large sample. That is, in the case where the evaluation result of the small-sized laminate was "1" or "2", it was judged that no workability problems arise even if the laminate was formed at a large size.

[1269] (9) Оценка характеристик электролиза (напряжения (V), выхода по току (%), общей концентрации соли в каустической соде (млн–1, в расчете на 50%))[1269] (9) Evaluation of electrolysis characteristics (voltage (V), current efficiency (%), the total salt concentration of the caustic soda (mn -1, 50% based))

Характеристики электролиза оценивали в рамках следующего электролизного эксперимента.The electrolysis performance was evaluated in the following electrolysis experiment.

Размещали напротив друг друга ячейку с титановым анодом, имеющую анодную камеру, в которой был сформирован анод (ячейку анодного вывода), и катодную ячейку, имеющую камеру с никелевым катодом, в которой был сформирован катод (ячейку катодного вывода). Между ячейками размещали пару уплотнений, и между уплотнениеми прокладывали слоистое изделие (слоистое изделие из ионообменной мембраны А и электрода для электролиза). Затем анодную ячейку, уплотнение, слоистое изделие, уплотнение и катод приводили в плотный контакт друг с другом с образованием электролитической ячейки и формировали электролизер, содержащий ячейку.A titanium anode cell was placed opposite each other, having an anode chamber in which the anode (anode outlet cell) was formed, and a cathode cell having a nickel cathode chamber, in which a cathode (cathode outlet cell) was formed. A pair of seals was placed between the cells, and a layered article (a layered article of ion exchange membrane A and an electrolysis electrode) was placed between the seal and. Then, the anode cell, seal, laminate, seal, and cathode were brought into intimate contact with each other to form an electrolytic cell, and an electrolyzer containing the cell was formed.

[1270] Анод получали нанесением смешанного раствора хлорида рутения, хлорида иридия и тетрахлорида титана на титановую подложку, подвергнутую струйной обработке и кислотному травлению в качестве предварительной обработки, с последующим высушиванием и обжигом. Анод закрепляли в анодной камере сваркой. В качестве катода использовали катод, описанный в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров. В качестве токоотвода катодной камеры применяли никелевый просечно–вытяжной металлический лист. Токоотвод имел размер 95 мм в дину×110 мм в ширину. В качестве металлического упругого тела использовали мат, образованный вязанием тонкой никелевой проволоки. Мат в качестве металлического упругого тела размещали на токоотводе. Поверх него размещали никелевую сетку, образованную полотняным плетением никелевой проволоки, имеющей диаметр 150 мкм и размер ячеек сита 40 меш, и для закрепления четырех углов Ni–сетки к токоотводу применяли выполненный из Teflon(R) шнур. Эту Ni–сетку использовали в качестве питающего проводника. Эта электролитическая ячейка имеет конструкцию с нулевым зазором, использующую силу отталкивания, которую создает мат как металлическое упругое тело. В качестве уплотнений использовали уплотнения из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM). В качестве мембраны применяли ионообменную мембрану А (квадрат со стороной 160 мм), полученную в разделе [Метод (i)].[1270] The anode was obtained by applying a mixed solution of ruthenium chloride, iridium chloride and titanium tetrachloride on a titanium substrate, subjected to blasting and acid etching as a pretreatment, followed by drying and firing. The anode was fixed in the anode chamber by welding. As the cathode, the cathode described in each of Examples and Comparative Examples was used. A nickel expanded metal sheet was used as a current collector of the cathode chamber. The down conductor was 95 mm long × 110 mm wide. As the metal elastic body, a mat formed by knitting a thin nickel wire was used. The mat as a metal elastic body was placed on the down conductor. A nickel mesh was placed on top of it, formed by a plain weave of nickel wire having a diameter of 150 μm and a mesh size of 40 mesh, and a Teflon (R) cord made of Teflon (R) was used to fix the four corners of the Ni – mesh to the down conductor. This Ni-grid was used as a supply conductor. This electrolytic cell has a zero-gap design utilizing the repulsive force generated by the mat like a metal resilient body. Seals made of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) were used as seals. The membrane used was an ion exchange membrane A (square with a side of 160 mm) obtained in [Method (i)].

[1271] Вышеуказанную электролитическую ячейку использовали для выполнения обычного электролиза соли. Концентрация рассола (концентрация хлорида натрия) в анодной камере была отрегулирована на 205 г/л. Концентрация гидроксида натрия в катодной камере была выставлена на 32% по массе. Температура каждой из анодной камеры и катодной камеры была отрегулирована так, чтобы температура в каждой камере могла достигать 90°С. Обычный электролиз соли проводили при плотности тока 6 кА/м2, измеряя напряжение, плотность тока и общую концентрацию соли в каустической соде. Выход по току здесь представляет собой отношение количества образованной каустической соды к пропущенному току, и когда скорее примесные ионы и гидроксид–ионы, нежели ионы натрия, проходят через ионообменную мембрану под действием пропускаемого тока, выход по току снижается. Выход по току получали делением числа молей каустической соды, образованной в течение определенного времени, на число молей электронов тока, пропущенного на протяжении этого времени. Число молей каустической соды получали выделением образованной при электролизе каустической соды в пластиковый контейнер и измерением ее массы. В качестве общей концентрации соли в каустической соде показано значение, полученное преобразованием концентрации каустической соды в расчете на 50%.[1271] The above electrolytic cell was used to perform conventional salt electrolysis. The brine concentration (sodium chloride concentration) in the anode chamber was adjusted to 205 g / L. The concentration of sodium hydroxide in the cathode compartment was set to 32% by weight. The temperature of each of the anode chamber and the cathode chamber was adjusted so that the temperature in each chamber could reach 90 ° C. Conventional salt electrolysis was carried out at a current density of 6 kA / m 2 , measuring voltage, current density and total salt concentration in caustic soda. The current efficiency here is the ratio of the amount of caustic soda formed to the passed current, and when impurity ions and hydroxide ions, rather than sodium ions, pass through the ion exchange membrane under the influence of the passed current, the current efficiency decreases. The current efficiency was obtained by dividing the number of moles of caustic soda formed during a given time by the number of moles of electrons of current passed during that time. The number of moles of caustic soda was obtained by separating the caustic soda formed during electrolysis into a plastic container and measuring its weight. Shown as the total salt concentration in caustic soda is the value obtained by converting the caustic soda concentration by 50%.

Техническая характеристика электрода и питающего проводника, использованных в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров, показана в Таблице 1.The technical characteristics of the electrode and supply conductor used in each of the Examples and Comparative Examples are shown in Table 1.

[1272] (11) Измерение толщины каталитического слоя, подложки электрода для электролиза и толщины электрода[1272] (11) Measurement of the thickness of the catalytic layer, the electrode substrate for electrolysis and the thickness of the electrode

Для измерения толщины подложки электрода для электролиза применяли цифровой толщиномер (производства фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм), рассчитывая среднее значение по 10 точкам, полученным измерением равномерно по плоскости. Это значение использовали в качестве толщины подложки электрода для электролиза (измеренной толщины). Для измерения толщины электрода применяли цифровой толщиномер, рассчитывая среднее значение по 10 точкам, полученным измерением равномерно по плоскости, таким же образом, как для подложки электрода. Это значение использовали как толщину электрода (измеренную толщину). Толщину каталитического слоя определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.A digital thickness gauge (manufactured by Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm) was used to measure the thickness of the electrolysis electrode substrate by calculating an average of 10 points measured uniformly over the plane. This value was used as the thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness). A digital thickness gauge was used to measure the electrode thickness, calculating the average of 10 points, obtained by measuring uniformly over the plane, in the same way as for the electrode substrate. This value was used as the thickness of the electrode (measured thickness). The thickness of the catalytic layer was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode.

[1273] (12) Испытание упругой деформации электрода[1273] (12) Test of elastic deformation of the electrode

Каждый элемент из ионообменной мембраны А (мембраны) и электрода, полученных в разделе [Метод (i)], разрезали с получением образца в виде квадрата со стороной 110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. После этого ионообменную мембрану и электрод наслаивали для получения слоистого изделия в условиях температуры: 23±2°C и относительной влажности: 30±5%, слоистое изделие наматывали вокруг ПВХ–трубы, имеющей внешний диаметр φ32 мм и длину 20 см, без какого-либо зазора, как показано на Фигуре 14. Слоистое изделие закрепляли с использованием полиэтиленовой кабельной стяжки так, чтобы слоистое изделие не могло бы отделиться от ПВХ–трубы или ослабиться. Слоистое изделие удерживали в этом состоянии в течение 6 часов. После этого кабельную стяжку удаляли и слоистое изделие разматывали с ПВХ–трубы. Только электрод размещали на поверочной плите (плоской плите) и измеряли высоты L1 и L2 участка, приподнятого от поверочной плиты, определяя среднее значение. Это значение использовали как показатель деформации электрода. То есть меньшее значение означает, что слоистое изделие деформируется с меньшей вероятностью.Each of the ion exchange membrane A (membrane) and the electrode obtained in [Method (i)] was cut to obtain a 110 mm square sample. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. Thereafter, the ion-exchange membrane and electrode were layered to obtain a laminated product under conditions of temperature: 23 ± 2 ° C and relative humidity: 30 ± 5%, the laminated product was wound around a PVC pipe having an outer diameter of φ32 mm and a length of 20 cm, without any or a gap as shown in Figure 14. The laminated product was secured using a polyethylene cable tie so that the laminated product could not separate from the PVC pipe or loosen. The laminated article was held in this state for 6 hours. After that, the cable tie was removed and the laminated product was unwound from the PVC pipe. Only the electrode was placed on a surface plate (flat plate) and the heights L 1 and L 2 of the portion lifted from the surface plate were measured to determine the average. This value was used as an indicator of electrode deformation. That is, a lower value means that the laminate is less likely to deform.

Когда использовали просечно–вытяжной металлический лист, были два направления намотки: SW–направление и LW–направление. В этом испытании слоистое изделие наматывали по SW–направлению.When expanded metal sheet was used, there were two winding directions: SW-direction and LW-direction. In this test, the laminate was wound in the SW direction.

Деформированные электроды (электроды, которые не возвратились в свое исходное состояние) оценивали по мягкости после пластической деформации в соответствии с методом, как показано на Фигуре 15. То есть деформированные электроды помещали на мембрану, полностью погруженную в чистую воду. Один конец электрода закрепляли, а другой приподнятый конец прижимали к мембране для ослабления силы, и оценку проводили по тому, прилегал ли деформированный электрод к мембране.Deformed electrodes (electrodes that did not return to their original state) were evaluated for softness after plastic deformation according to the method as shown in Figure 15. That is, the deformed electrodes were placed on a membrane completely immersed in pure water. One end of the electrode was fixed and the other raised end was pressed against the membrane to relieve the force, and it was judged whether the deformed electrode was in contact with the membrane.

[1274] (13) Оценка повреждения мембраны[1274] (13) Assessment of membrane damage

В качестве мембраны использовали указанную ниже ионообменную мембрану В.The following ion exchange membrane B was used as a membrane.

В качестве армирующих материалов сердцевины были применены материалы, полученные скручиванием 900 раз/метр филаментов из политетрафторэтилена (PTFE) с размером 100 денье в форме нитей (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей основы использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр восьми филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). В качестве уточных расходуемых пряжей применяли пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр восьми филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET). Сначала выполняли полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, получая тканое полотно, имеющее толщину 100 мкм.As the reinforcing materials of the core, materials obtained by twisting 900 times / meter of 100 denier polytetrafluoroethylene (PTFE) filaments in the form of filaments (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used. As the warp yarns consumable, yarns obtained by twisting 200 times / meter of eight 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns) were used. As the weft consumable yarns, yarns obtained by twisting 200 times / meter of eight 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments were used. First, a plain weaving of PTFE yarns and consumable yarns was performed with 24 PTFE yarns / inch so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE yarns, resulting in a woven fabric having a thickness of 100 µm.

Затем получали полимер (A1) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имел ионообменную емкость 0,92 мг⋅экв/г, и полимер (B1) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,10 мг⋅экв/г. С использованием этих полимеров (A1) и (B1) способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку X, в которой толщина слоя полимера (А1) составляла 25 мкм, а толщина слоя полимера (В1) составляла 89 мкм. В качестве ионообменной емкости каждого полимера была показана ионообменная емкость в случае гидролиза прекурсоров ионообменных групп каждого полимера для преобразования в ионообменные группы.Then, polymer (A1) was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.92 mg⋅eq / g, and polymer (B1) in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.10 mg⋅eq / g. Using these polymers (A1) and (B1), a two-layer film X in which the thickness of the polymer layer (A1) was 25 µm and the thickness of the polymer layer (B1) was 89 µm was obtained by a flat die coextrusion method. As the ion exchange capacity of each polymer, the ion exchange capacity was shown in the case of hydrolysis of the precursors of the ion exchange groups of each polymer for conversion to ion exchange groups.

Отдельно получали полимер (B2) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,10 мг⋅экв/г. Этот полимер получали однослойной экструзией с получением пленки Y, имеющей толщину 20 мкм.Separately, polymer (B2) was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.10 mg-eq / g ... This polymer was obtained by single layer extrusion to obtain a Y film having a thickness of 20 μm.

Затем прокладочную бумагу, пленку Y, армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 225°С и величины пониженного давления 0,022 МПа в течение двух минут, а затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану. Полученную композитную мембрану погружали в водный раствор, содержащий диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), в течение часа для омыления. После этого мембрану погружали в водный 0,5 н. раствор NaOH в течение часа для замещения присоединенных к ионообменным группам ионов на Na, а затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при 60°С.Then release paper, film Y, reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under conditions of a hot plate surface temperature of 225 ° C and a value of reduced pressure of 0.022 MPa for two minutes, and then the release paper was removed to obtain a composite membrane. The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH) for one hour to saponify. After that, the membrane was immersed in aqueous 0.5N hydrochloric acid. NaOH solution for one hour to replace the ions attached to the ion-exchange groups with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, гидролизовали полимер (B3) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F, имел ионообменную емкость 1,05 мг⋅экв/г, а затем преобразовывали в полимер кислотного типа соляной кислотой. Частицы оксида циркония, имеющие средний размер первичных частиц 0,02 мкм, добавляли к смешанному 50/50 (массовое соотношение) раствору воды и этанола, в котором растворяли полимер (B3’) этого кислотного типа в пропорции 5% по массе так, что массовое отношение полимера (B3’) к частицам оксида циркония составляло 20/80. После этого полимер (B3’) диспергировали в суспензии частиц оксида циркония с помощью шаровой мельницы, получая суспензию.In addition, polymer (B3) was hydrolyzed in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F, had an ion exchange capacity of 1.05 mg-eq. / g, and then converted into an acid-type polymer with hydrochloric acid. Zirconium oxide particles having an average primary particle size of 0.02 μm were added to a mixed 50/50 (mass ratio) solution of water and ethanol in which polymer (B3 ') of this acidic type was dissolved in a proportion of 5% by mass so that the mass the ratio of polymer (B3 ') to zirconium oxide particles was 20/80. Thereafter, the polymer (B3 ') was dispersed in a slurry of zirconium oxide particles with a ball mill to obtain a slurry.

Эту суспензию наносили способом распыления на обе поверхности ионообменной мембраны и высушивали, получая ионообменную мембрану B, имеющую слой покрытия, содержащий полимер (B3’) и частицы оксида циркония. Плотность покрытия оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,35 мг/см2.This suspension was sprayed onto both surfaces of an ion exchange membrane and dried to obtain an ion exchange membrane B having a coating layer containing polymer (B3 ') and zirconium oxide particles. The density of the zirconium oxide coating, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.35 mg / cm 2 .

[1275] Использованный анод был таким же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза.[1275] The anode used was the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance.

Использованный катод был катодом, описанным в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров. Применяемые токоотвод, мат и питающий проводник катодной камеры были такими же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. То есть была обеспечена конструкция с нулевым зазором, использующая Ni–сетку в качестве питающего проводника и силу отталкивания, которую создает мат как металлическое упругое тело. Использованные уплотнения были такими же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В качестве мембраны использовали ионообменную мембрану В, полученную вышеуказанным способом. То есть был сформирован электролизер, эквивалентный показанному в разделе (9), за исключением того, что слоистое изделие из ионообменной мембраны В и электрода для электролиза прокладывали между парой уплотнений.The cathode used was the cathode described in each of the Examples and Comparative Examples. The down conductor, mat and supply conductor of the cathode chamber used were the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance. That is, a zero-gap structure was provided, using a Ni-grid as the supply conductor and the repulsive force that the mat creates as a metallic elastic body. The seals used were the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance. As the membrane, the ion-exchange membrane B obtained by the above method was used. That is, an electrolyzer equivalent to that shown in section (9) was formed, except that the laminated article of the ion exchange membrane B and the electrolysis electrode was interposed between the pair of seals.

[1276] Вышеуказанную электролитическую ячейку использовали для выполнения электролиза обычной соли. Концентрация рассола (концентрация хлорида натрия) в анодной камере была отрегулирована на 205 г/л. Концентрация гидроксида натрия в катодной камере была выставлена на 32% по массе. Температура каждой из анодной камеры и катодной камеры была отрегулирована так, чтобы температура в каждой камере могла достигать 70°С. Электролиз обычной соли проводили при плотности тока 8 кА/м2. Электролиз прекращали через 12 часов после начала электролиза, и ионообменную мембрану В извлекали и обследовали для оценки состояния ее повреждения.[1276] The above electrolytic cell was used to perform ordinary salt electrolysis. The brine concentration (sodium chloride concentration) in the anode chamber was adjusted to 205 g / L. The concentration of sodium hydroxide in the cathode compartment was set to 32% by weight. The temperature of each of the anode chamber and the cathode chamber was adjusted so that the temperature in each chamber could reach 70 ° C. The electrolysis of common salt was carried out at a current density of 8 kA / m 2 . The electrolysis was stopped 12 hours after the start of the electrolysis, and the ion exchange membrane B was removed and examined to assess the state of its damage.

«0» означает отсутствие повреждений. Оценка от «1» до «3» означает, что имеется повреждение, а большее число означает высокую степень повреждения."0" means no damage. A score of "1" to "3" means there is damage, and a higher number means a high degree of damage.

[1277] (14) Вентиляционное сопротивление электрода[1277] (14) Ventilation resistance of the electrode

Вентиляционное сопротивление электрода измеряли с использованием тестера воздухопроницаемости KES–F8 (торговое наименование, фирма KATO TECH CO., LTD.). Единицей вентиляционного сопротивления является кПа·с/м. Измерение повторяли 5 раз, и среднее значение приведено в Таблице 2. Измерение проводили в следующих условиях. Температура измерительной камеры составляла 24°С и относительная влажность 32%.The ventilation resistance of the electrode was measured using a KES-F8 air permeability tester (trade name, KATO TECH CO., LTD.). The unit for ventilation resistance is kPa s / m. The measurement was repeated 5 times, and the average value is shown in Table 2. The measurement was carried out under the following conditions. The temperature of the measuring chamber was 24 ° C and the relative humidity was 32%.

Условие измерения 1 (вентиляционное сопротивление 1)Measurement condition 1 (ventilation resistance 1)

Скорость поршня: 0,2 см/сPiston speed: 0.2 cm / s

Объем продувки: 0,4 см3/см2Purge volume: 0.4 cm 3 / cm 2 / s

Диапазон измерения: SENSE L (низкий)Measuring range: SENSE L (low)

Размер образца: 50 мм×50 ммSample size: 50mm × 50mm

Условие измерения 2 (вентиляционное сопротивление 2)Measurement condition 2 (ventilation resistance 2)

Скорость поршня: 2 см/сPiston speed: 2 cm / s

Объем продувки: 4 см3/см2Purge volume: 4 cm 3 / cm 2 / s

Диапазон измерения: SENSE M (средний) или H (высокий)Measuring range: SENSE M (medium) or H (high)

Размер образца: 50 мм×50 ммSample size: 50mm × 50mm

[1278] [Пример 1][1278] [Example 1]

В качестве подложки электрода для катода в электролизе получали электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 16 мкм. Одна поверхность этой никелевой фольги была подвергнута обработке для обеспечения шероховатости посредством нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как в случае измерения поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for a cathode in electrolysis, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 16 µm was obtained. One surface of this nickel foil was roughened by electrolytic nickel plating. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as in the case of the surface roughness measurement of the blasted nickel plate.

Пористую фольгу формировали перфорированием этой никелевой фольги с образованием круглых отверстий путем штампования. Коэффициент открытой пористости составлял 49%.A porous foil was formed by punching this nickel foil into circular holes by punching. The open porosity ratio was 49%.

[1279] Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Растворы нитрата рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.[1279] A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium nitrate having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and cerium nitrate (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1: 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на его верхней части, а над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина электрода, изготовленного в Примере 1, составляла 24 мкм. Толщина каталитического слоя, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм. Покрытие было сформировано также на поверхности, которая не была сделана шероховатой. Толщина представляла собой совокупную толщину оксида рутения и оксида церия.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A coating roller, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the electrode made in Example 1 was 24 µm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm. A coating was also formed on a surface that was not roughened. The thickness was the combined thickness of ruthenium oxide and cerium oxide.

Результаты измерения силы сцепления электрода, изготовленного вышеуказанным способом, показаны в Таблице 2. Наблюдалась достаточная сила сцепления.The results of measuring the adhesion force of the electrode made by the above method are shown in Table 2. Sufficient adhesion was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1280] Электрод, полученный вышеуказанным способом, разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны А (размер: 160 мм×160 мм), полученной в разделе [Метод (i)] и приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH, и обеспечивали сцепление с ней под действием поверхностного натяжения водного раствора.[1280] The electrode obtained by the above method was cut into pieces of 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The roughened electrode surface was placed opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane A (size: 160 mm × 160 mm) obtained in [Method (i)] and equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution, and ensured adhesion to it under the action of the surface tension of the aqueous solution.

Даже когда четыре угла участка мембраны с объединенным с мембраной электродом, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отделялся и не смещался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся и не смещался.Even when the four corners of the membrane-integrated electrode portion, which was obtained by combining the membrane with the electrode, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not detach or move. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach or move.

Вышеуказанный объединенный с мембраной электрод прокладывали между анодной ячейкой и катодной ячейкой так, что поверхность, к которой электрод был присоединен, была обращена к стороне катодной камеры. В секционной конструкции токоотвод, мат, никелевую сетку в качестве питающего проводника, электрод, мембрану и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.The above membrane-integrated electrode was interposed between the anode cell and the cathode cell so that the surface to which the electrode was attached was facing the cathode chamber side. In a sectional structure, a down conductor, a mat, a nickel mesh as a supply conductor, an electrode, a membrane, and an anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap.

Полученный электрод подвергали испытанию на характеристики электролиза. Результаты показаны в Таблице 2.The resulting electrode was tested for electrolysis performance. The results are shown in Table 2.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».The electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом рентгенофлуоресцентного анализа (XRF), по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by X-ray fluorescence analysis (XRF), substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1281] [Пример 2][1281] [Example 2]

В Примере 2 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 22 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости сделанной шероховатой поверхности составляло 0,96 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 44%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 2, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 22 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic average Ra of the roughness of the rough surface made was 0.96 µm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 44%. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 29 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм. Покрытие сформировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 29 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0033 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0033 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1282] [Пример 3][1282] [Example 3]

В Примере 3 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 30 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 1,38 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 44%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 3, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 30 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 1.38 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 44%. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 38 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм. Покрытие сформировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 38 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1283] [Пример 4][1283] [Example 4]

В Примере 4 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 16 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 75%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 4, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 16 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 75%. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 24 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 24 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0023 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0023 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1284] [Пример 5][1284] [Example 5]

В Примере 5 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Обе поверхности этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,96 мкм. Обе поверхности имели одинаковую шероховатость. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 49%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 5, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 20 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. Both surfaces of this nickel foil were roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic average Ra of the roughness of the rough surface was 0.96 μm. Both surfaces had the same roughness. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 49%. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 30 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм. Покрытие формировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 30 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0023 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0023 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Кроме того, когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на обеих поверхностях. В порядке сравнения с Примерами 1–4, это показывает, что другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.In addition, when the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on both surfaces. In comparison with Examples 1-4, this shows that other surfaces not opposed to the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1285] [Пример 6][1285] [Example 6]

В Примере 6 оценку проводили таким же образом, как в Примере 1, за исключением того, что покрытие подложки электрода для электролиза на катоде наносили ионным осаждением, и результаты показаны в Таблице 2. При ионном осаждении формирование пленки выполняли с использованием мишени из металлического Ru при температуре нагревания 200°С и в аргон/кислородной атмосфере, при давлении для формирования пленки 7×10–2 Па. Сформированное покрытие представляло собой оксид рутения.In Example 6, evaluation was performed in the same manner as in Example 1, except that the coating of the electrode substrate for electrolysis on the cathode was deposited by ion deposition, and the results are shown in Table 2. In ion deposition, film formation was performed using a Ru metal target at a heating temperature of 200 ° C and in an argon / oxygen atmosphere, at a pressure for film formation of 7 × 10 –2 Pa. The formed coating was ruthenium oxide.

Толщина электрода составляла 26 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм. Покрытие сформировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 26 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1286] [Пример 7][1286] [Example 7]

В Примере 7 подложку электрода для электролиза на катоде получали способом электроформования. Фотомаска имела форму, образованную размещением по вертикали и горизонтали квадратов величиной 0,485 мм×0,485 мм с интервалом 0,15 мм. Экспонирование, проявление и электроосаждение последовательно проводили для получения никелевой пористой фольги, имеющей измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 7, an electrode substrate for electrolysis at a cathode was obtained by an electrospinning method. The photomask had a shape formed by placing vertically and horizontally squares measuring 0.485 mm × 0.485 mm with an interval of 0.15 mm. Exposure, development, and electrodeposition were sequentially carried out to obtain a porous nickel foil having a measured thickness of 20 μm and an open porosity ratio of 56%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 37 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 17 мкм.The electrode thickness was 37 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 17 µm.

Наблюдали достаточную силу адгезии.Sufficient adhesion force was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0032 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0032 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1287] [Пример 8][1287] [Example 8]

В Примере 8 подложку электрода для электролиза на катоде получали способом электроформования. Подложка имела измеренную толщину 50 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,73 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 8, an electrode substrate for electrolysis at a cathode was obtained by an electrospinning method. The substrate had a measured thickness of 50 μm and an open porosity ratio of 56%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.73 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 60 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 60 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу адгезии.Sufficient adhesion force was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0032 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0032 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1288] [Пример 9][1288] [Example 9]

В Примере 9 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 150 мкм и коэффициент пустотности 76% (производства фирмы NIKKO TECHNO, Ltd.). Нетканое полотно имело диаметр никелевых волокон 40 мкм и базовый вес 300 г/м2. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 9, a nickel nonwoven web having a measured thickness of 150 µm and a void ratio of 76% (manufactured by NIKKO TECHNO, Ltd.) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. The nonwoven fabric had a nickel fiber diameter of 40 μm and a basis weight of 300 g / m 2 . Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 165 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 15 мкм.The electrode thickness was 165 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 15 µm.

Наблюдали достаточную силу адгезии.Sufficient adhesion force was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 29 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 29 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0612 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0612 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1289] [Пример 10][1289] [Example 10]

В Примере 10 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевое нетканое полотно, имеющое измеренную толщину 200 мкм и коэффициент пустотности 72% (производства фирмы NIKKO TECHNO, Ltd.). Нетканое полотно имело диаметр никелевых волокон 40 мкм и базовый вес 500 г/м2. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 10, a nickel nonwoven fabric having a measured thickness of 200 µm and a void ratio of 72% (manufactured by NIKKO TECHNO, Ltd.) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. The nonwoven fabric had a nickel fiber diameter of 40 µm and a basis weight of 500 g / m 2 . Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 215 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 15 мкм.The electrode thickness was 215 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 15 µm.

Наблюдали достаточную силу адгезии.Sufficient adhesion force was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 40 мм, и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 40 mm, and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0164 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0164 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1290] [Пример 11][1290] [Example 11]

В Примере 11 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали пористый никель, имеющий измеренную толщину 200 мкм и коэффициент пустотности 72% (производства фирмы Mitsubishi Materials Corporation). За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 11, a porous nickel having a measured thickness of 200 µm and a void ratio of 72% (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 210 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 210 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 17 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 17 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0402 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0402 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1291] [Пример 12][1291] [Example 12]

В Примере 12 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 200 меш, имеющую диаметр проволок 50 мкм, измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 37%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Струйная обработка не изменила коэффициент открытой пористости. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 12 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 12, a 200 mesh nickel grid having a wire diameter of 50 µm, a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 37% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was performed using 320 grit alumina. Blasting did not change the open porosity ratio. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 12, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 110 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 110 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0154 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0154 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей, как «1». Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good, like "1". Membrane damage was rated as good: "0".

[1292] [Пример 13][1292] [Example 13]

В примере 13 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 150 меш, имеющую диаметр проволок 65 мкм, измеренную толщину 130 мкм и коэффициент открытой пористости 38%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Струйная обработка не изменила коэффициент открытой пористости. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 13 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,66 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 13, a 150 mesh nickel grid having a wire diameter of 65 µm, a measured thickness of 130 µm and an open porosity ratio of 38% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was performed using 320 grit alumina. Blasting did not change the open porosity ratio. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 13, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.66 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 133 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 3 мкм.The electrode thickness was 133 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 3 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 6,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 6.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0124 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0124 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный в качестве крупноразмерного слоистого изделия. Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be useful as a large laminated article. Membrane damage was also rated as good: "0".

[1293] [Пример 14][1293] [Example 14]

В Примере 14 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали подложку, идентичную подложке в Примере 3 (измеренная толщина 30 мкм и коэффициент открытой пористости 44%). Оценку характеристик электролиза проводили на конструкции, идентичной конструкции в Примере 1, за исключением того, что не применяли никелевую сетку в качестве питающего проводника. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, объединенный с мембраной электрод, и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и в качестве питающего проводника служил мат. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 14, as the electrode substrate for electrolysis at the cathode, a substrate identical to that in Example 3 was used (measured thickness 30 µm and open porosity ratio 44%). The electrolysis performance was evaluated on a structure identical to that in Example 1, except that a nickel mesh was not used as the supply conductor. That is, in the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the electrode combined with the membrane, and the anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap, and the mat served as a supply conductor. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1294] [Пример 15][1294] [Example 15]

В Примере 15 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали подложку, идентичную подложке в Примере 3 (измеренная толщина 30 мкм и коэффициент открытой пористости 44%). Катод, использованный в Контрольном Примере 1, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали вместо никелевой сетки как питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку характеристик электролиза проводили на конструкции, идентичной конструкции в Примере 1. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и имел повышенное электрическое напряжение электролиза (служивший в качестве питающего проводника), электрод для электролиза (катод), мембрану и анод размещают в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и катод, который изношен и имеет повышенное электрическое напряжение электролиза, служит в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 15, as the electrode substrate for electrolysis at the cathode, a substrate identical to that in Example 3 was used (measured thickness 30 µm and open porosity ratio 44%). The cathode used in Test Example 1, which was worn out and had an elevated electrolysis voltage, was placed in place of the nickel grid as a supply conductor. Except for the above, the evaluation of the electrolysis characteristics was carried out on a structure identical to that in Example 1. That is, in a sectional structure, a cell, a down conductor, a mat, a cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage (serving as a supply conductor), an electrolysis electrode (cathode), membrane and anode are placed in this order from the cathode chamber side to form a zero-gap structure, and the cathode, which is worn out and has an increased electrolysis voltage, serves as a supply conductor. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1295] [Пример 16][1295] [Example 16]

В качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм. Обе поверхности титановой фольги подвергали обработке для придания шероховатости. Пористую фольгу формировали перфорированием этой титановой фольги с образованием круглых отверстий путем штамповки. Диаметр отверстий составлял 1 мм, и коэффициент открытой пористости составлял 14%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,37 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for electrolysis at the anode, a titanium foil having a measured thickness of 20 µm was used. Both surfaces of the titanium foil were roughened. A porous foil was formed by punching this titanium foil to form circular holes by punching. The hole diameter was 1 mm and the open porosity ratio was 14%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.37 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate.

Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода получали согласно следующей процедуре. Растворы хлорида рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), хлорида иридия, имеющего концентрацию иридия 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и тетрахлорида титана (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) смешивали так, что молярное соотношение элемента рутения, элемента иридия и элемента титана составляло 0,25:0,25:0,5. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для анода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium chloride having a ruthenium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), iridium chloride having an iridium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), and titanium tetrachloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mixed so that the molar ratio of ruthenium element, iridium element and titanium element was 0.25: 0.25: 0.5. This mixed solution was thoroughly mixed and used as an anode coating liquid.

[1296] Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). После того, как вышеуказанная покровная жидкость была нанесена на титановую пористую фольгу, проводили высушивание при 60°С в течение 10 минут и обжиг при 475°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига многократно выполняли, и затем проводили обжиг при 520°С в течение одного часа.[1296] The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). After the above coating liquid was applied to the titanium porous foil, drying was carried out at 60 ° C for 10 minutes and firing at 475 ° C for 10 minutes. A series of these operations of coating, drying, pre-calcining, and calcining were performed several times, and then calcination was carried out at 520 ° C. for one hour.

Полученный вышеуказанным способом электрод разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Вырезанный образец электрода прилепляли с использованием поверхностного натяжения водного раствора по существу в центральном положении стороны слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны А (размер: 160 мм×160 мм), полученной в разделе [Метод (i)] и приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH.The electrode obtained by the above method was cut into pieces measuring 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The cut electrode sample was adhered using the surface tension of an aqueous solution at substantially the central position of the sulfonic acid layer side of the ion exchange membrane A (size: 160 mm × 160 mm) obtained in [Method (i)] and equilibrated with aqueous 0, 1 n. NaOH solution.

[1297] Катод получали согласно следующей процедуре. Сначала получали сетку с размером ячеек 40 меш из никелевой проволоки, имеющую диаметр проволок 150 мкм, в качестве подложки. После струйной обработки оксидом алюминия в качестве предварительной обработки проволочную сетку погружали в 6–нормальную соляную кислоту на 5 минут, тщательно промывали чистой водой и высушивали.[1297] The cathode was obtained according to the following procedure. First, a 40 mesh nickel wire mesh having a wire diameter of 150 µm was prepared as a substrate. After blasting with aluminum oxide as a pretreatment, the wire mesh was immersed in 6-normal hydrochloric acid for 5 minutes, thoroughly washed with clean water and dried.

Затем раствор хлорида рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и раствор хлорида церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.Then, a ruthenium chloride solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from Tanaka Kikinzoku Kogyo KK) and a cerium chloride solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium element and cerium element was 1: 0 , 25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем после этого проводили высушивание при 50°С в течение 10 минут, предварительный обжиг при 300°С в течение 3 минут и обжиг при 550°С в течение 10 минут. После этого выполняли обжиг при 550°С в течение часа. Повторяли серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then thereafter, drying was carried out at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 300 ° C for 3 minutes, and firing at 550 ° C for 10 minutes. Thereafter, firing was carried out at 550 ° C. for an hour. A series of these operations of coating, drying, pre-firing and firing was repeated.

[1298] В качестве токоотвода катодной камеры использовали никелевый просечно–вытяжной металлический лист. Токоотвод имел размер 95 мм в длину×110 мм в ширину. В качестве металлического упругого тела использовали мат, образованный вязанием тонкой никелевой проволоки. Мат в качестве металлического упругого тела размещали на токоотводе. Поверх него размещали полученный вышеуказанным способом катод, и для закрепления четырех углов сетки на токоотводе применяли выполненный из Teflon(R) шнур.[1298] A nickel expanded metal sheet was used as a current collector of the cathode chamber. The down conductor was 95 mm long × 110 mm wide. As the metal elastic body, a mat formed by knitting a thin nickel wire was used. The mat as a metal elastic body was placed on the down conductor. A cathode obtained by the above method was placed on top of it, and a cord made of Teflon (R) was used to fix the four corners of the grid to the down conductor.

Даже когда четыре угла участка мембраны объединенного с мембраной электрода, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отделялся и не смещался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся и не смещался.Even when the four corners of the membrane portion of the membrane-combined electrode, which was obtained by combining the membrane with the electrode, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not detach or move. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach or move.

[1299] Анод, использованный в Контрольном Примере 3, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, закрепляли в анодной ячейке сваркой, а вышеуказанный объединенный с мембраной электрод прокладывали между анодной ячейкой и катодной ячейкой так, что поверхность, которой был прикреплен электрод, была обращена к стороне анодной камеры. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, мембрану, электрод для электролиза (титановую пористую фольгу в качестве анода) и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором. Анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, служил в качестве питающего проводника. Анод из титановой пористой фольги и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, были только в физическом контакте между собой, и не были скреплены друг с другом сваркой.[1299] The anode used in Test Example 3, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, was fixed in the anode cell by welding, and the above membrane-combined electrode was inserted between the anode cell and the cathode cell so that the surface to which the electrode was attached was facing the side of the anode chamber. That is, in the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the cathode, the membrane, the electrode for electrolysis (titanium porous foil as the anode) and the anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, were placed in the indicated order from the side of the cathode chamber to form a structure with zero clearance. The anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, served as a supply conductor. The anode made of titanium porous foil and the anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, were only in physical contact with each other, and were not bonded to each other by welding.

[1300] Оценку этой конструкции проводили таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.[1300] The evaluation of this construct was carried out in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 26 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 6 мкм.The electrode thickness was 26 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 6 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 4 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 4 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0060 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0060 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей, как «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good, like "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1301] [Пример 17][1301] [Example 17]

В Примере 17 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 30%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,37 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 17, a titanium foil having a measured thickness of 20 µm and an open porosity ratio of 30% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.37 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 30 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 30 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0030 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0030 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1302] [Пример 18][1302] [Example 18]

В Примере 18 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 42%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,38 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 18, a titanium foil having a measured thickness of 20 µm and an open porosity ratio of 42% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.38 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 32 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 12 мкм.The electrode thickness was 32 µm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 12 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 2.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0022 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0022 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1303] [Пример 19][1303] [Example 19]

В Примере 19 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 50 мкм и коэффициент открытой пористости 47%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,40 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 19, a titanium foil having a measured thickness of 50 µm and an open porosity ratio of 47% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.40 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 69 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 19 мкм.The electrode thickness was 69 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 19 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 8 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 8 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0024 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0024 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1304] [Пример 20][1304] [Example 20]

В Примере 20 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 100 мкм, диаметр титанового волокна около 20 мкм, базовый вес 100 г/м2 и коэффициент открытой пористости 78%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 20, a titanium nonwoven fabric having a measured thickness of 100 µm, a titanium fiber diameter of about 20 µm, a basis weight of 100 g / m 2 and an open porosity ratio of 78% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 2 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0228 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0228 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1305] [Пример 21][1305] [Example 21]

В Примере 21 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую проволочную сетку с размером ячеек 150 меш, имеющую измеренную толщину 120 мкм и диаметр титанового волокна 60 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 42%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 21 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,60 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Example 21, a 150 mesh titanium wire mesh having a measured thickness of 120 µm and a titanium fiber diameter of 60 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The open porosity ratio was 42%. Blasting was carried out using 320 grit alumina. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 21, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.60 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 140 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 20 мкм.The electrode thickness was 140 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 20 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 10 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 10 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0132 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0132 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1306] [Пример 22][1306] [Example 22]

[1307] В Примере 22 анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, использовали таким же путем, как в Примере 16, в качестве питающего проводника анода, и титановое нетканое полотно, идентичное материалу в Примере 20, использовали в качестве анода. Катод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, использовали таким же путем, как в Примере 15, в качестве питающего проводника катода, электрод из никелевой фольги, идентичный электроду в Примере 3, использовали в качестве катода. В секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и имел повышенное (электрическое) напряжение электролиза, никелевую пористую фольгу в качестве катода, мембрану, титановое нетканое полотно в качестве анода, и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и катод и анод, которые были изношены и имели повышенное напряжение электролиза, служили в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.[1307] In Example 22, an anode that was worn out and had an increased electrolysis voltage was used in the same way as in Example 16 as the anode supply conductor, and a titanium nonwoven fabric identical to that in Example 20 was used as the anode. A cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage was used in the same way as in Example 15 as a cathode supply conductor, and a nickel foil electrode identical to that in Example 3 was used as a cathode. In a sectional structure, a cell, a down conductor, a mat, a cathode that was worn out and had an increased (electrical) electrolysis voltage, a nickel porous foil as a cathode, a membrane, a titanium nonwoven fabric as an anode, and an anode that was worn out and had an increased electrolysis voltage were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a zero-gap structure, and the cathode and anode, which were worn out and had an increased electrolysis voltage, served as a supply conductor. Except for the above, the evaluation was carried out in the same way as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода (анода) составляла 114 мкм, и толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода (анода), составляла 14 мкм. Толщина электрода (катода) составляла 38 мкм, и толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода (катода), составляла 8 мкм.The thickness of the electrode (anode) was 114 µm, and the thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode (anode), was 14 µm. The thickness of the electrode (cathode) was 38 µm, and the thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode (cathode), was 8 µm.

Как в аноде, так и в катоде наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient adhesion force was observed at both the anode and cathode.

Когда проводили испытание электрода (анода) на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2 мм. Когда проводили испытание электрода (катода) на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм.When the deformation test of the electrode (anode) was carried out, the average of L 1 and L 2 was 2 mm. When the deformation test of the electrode (cathode) was carried out, the average of L 1 and L 2 was 0 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода (анода), вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0228 (кПа·с/м) в условиях измерения 2. Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода (катода), вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode (anode) was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa s / m) or less under measurement conditions 1 and 0.0228 (kPa s / m) under measurement conditions 2. When the ventilation resistance of the electrode ( cathode), the ventilation resistance was 0.07 (kPa s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0», как для анода, так и для катода. В Примере 22 катод и аноды были объединены присоединением катода к одной поверхности мембраны и анода к другой поверхности мембраны и подвергнуты оценке повреждения мембраны.In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0" for both the anode and cathode. In Example 22, the cathode and anodes were combined by connecting the cathode to one surface of the membrane and the anode to the other surface of the membrane, and evaluated for membrane damage.

[1308] [Пример 23][1308] [Example 23]

В Примере 23 использовали микропористую мембрану «Zirfon Perl UTP 500» производства фирмы Agfa.Example 23 used a microporous membrane "Zirfon Perl UTP 500" manufactured by Agfa.

Мембрану Zirfon погружали в чистую воду на 12 часов или более и использовали для испытания. За исключением вышеописанного, вышеуказанную оценку проводили таким же путем, как в Примере 3, и результаты показаны в Таблице 2.The Zirfon membrane was immersed in clean water for 12 hours or more and used for testing. Except for the above, the above evaluation was performed in the same way as in Example 3, and the results are shown in Table 2.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Подобно ситуации, где в качестве мембраны использовали ионообменную мембрану, наблюдали достаточную силу сцепления. Микропористая мембрана была приведена в плотный контакт с электродом под действием поверхностного натяжения, и технологичность была хорошей: «1».Similar to the situation where an ion exchange membrane was used as the membrane, sufficient adhesion force was observed. The microporous membrane was brought into tight contact with the electrode by surface tension, and the workability was good: "1".

[1309] [Пример 24][1309] [Example 24]

В качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали углеродную ткань, полученную плетением углеродного волокна, имеющую измеренную толщину 566 мкм. Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода на этой углеродной ткани получали согласно следующей процедуре. Раствор нитрата рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и раствор нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.As an electrode substrate for electrolysis at the cathode, a carbon fiber woven fabric having a measured thickness of 566 µm was used. A cover fluid for use in forming an electrode catalyst on this carbon fabric was prepared according to the following procedure. A ruthenium nitrate solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and a cerium nitrate solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1 : 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088 (торговое наименование), толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 570 мкм. Толщина каталитического слоя, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 4 мкм. Толщина каталитического слоя представляла собой совокупную толщину оксида рутения и оксида церия.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088 (trade name), 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) ) of the cylinder, was always in contact with the cover fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 570 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 4 µm. The thickness of the catalytic layer was the combined thickness of ruthenium oxide and cerium oxide.

[1310] Полученный электрод был подвергнут оценке характеристик электролиза. Результаты показаны в Таблице 2.[1310] The resulting electrode was subjected to electrolysis performance evaluation. The results are shown in Table 2.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,19 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,176 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.19 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.176 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия.The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article.

Электрическое напряжение было высоким, повреждение мембраны оценивалось как «1», и наблюдалось повреждение мембраны. Как предполагается, это обусловлено действием NaOH, который образовывался в электроде, накапливаясь на поверхности раздела между электродом и мембраной с повышением его концентрации, вследствие высокого вентиляционного сопротивления электрода в Примере 24.The electrical voltage was high, membrane damage was rated as "1", and membrane damage was observed. It is assumed that this is due to the action of NaOH, which was formed in the electrode, accumulating at the interface between the electrode and the membrane with an increase in its concentration, due to the high ventilation resistance of the electrode in Example 24.

[1311] [Контрольный Пример 1][1311] [Test Case 1]

В Контрольном Примере 1 применяли катод, использовавшийся в качестве катода в крупном электролизере в течение восьми лет, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза. Вышеуказанный катод размещали вместо питающего проводника из никелевой сетки на мате катодной камеры и между ними прокладывали ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)]. Затем проводили оценку характеристик электролиза. В Контрольном Примере 1 не использовали объединенный с мембраной электрод. В секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза, ионообменную мембрану А и аноды размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.In Control Example 1, a cathode was used that had been used as a cathode in a large cell for eight years, which was worn out and showed an increased electrolysis voltage. The above cathode was placed instead of a nickel mesh feed conductor on the cathode chamber mat, and an ion exchange membrane A obtained in [Method (i)] was placed between them. The electrolysis performance was then evaluated. In Control Example 1, the membrane-integrated electrode was not used. In the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the cathode, which was worn out and showed an increased electrolysis voltage, the ion-exchange membrane A and the anodes were placed in the indicated order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,04 В, выход по току составлял 97,0%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 20 млн–1. Таким образом, вследствие износа электрода электрическое напряжение было высоким.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.04 V, was 97.0% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 20 million -1. Thus, due to electrode wear, the voltage was high.

[1312] [Контрольный Пример 2][1312] [Test Case 2]

В Контрольном Примере 2 в качестве катода применяли питающий проводник из никелевой сетки. То есть электролиз проводили на никелевой сетке, не имеющей каталитического покрытия.In Control Example 2, a nickel mesh feed conductor was used as the cathode. That is, the electrolysis was carried out on a nickel grid that does not have a catalytic coating.

Катод из никелевой сетки размещали на мате катодной камеры и между ними прокладывали ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)]. Затем проводили оценку характеристик электролиза. В секционной конструкции электрической ячейки Контрольного Примера 2 токоотвод, мат, никелевую сетку, ионообменную мембрану А и аноды размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.A nickel mesh cathode was placed on the cathode chamber mat and an ion exchange membrane A obtained in [Method (i)] was placed between them. The electrolysis performance was then evaluated. In the sectional structure of the electrical cell of Test Example 2, a down conductor, mat, nickel mesh, ion exchange membrane A, and anodes were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a zero-gap structure.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,38 В, выход по току составлял 97,7%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 24 млн–1. Таким образом, электрическое напряжение было высоким вследствие того, что катализатор катода не имел покрытия.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.38 V, was 97.7% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 24 million -1. Thus, the voltage was high due to the uncoated cathode catalyst.

[1313] [Контрольный Пример 3][1313] [Test Case 3]

В Контрольном Примере 3 в качестве анода применяли анод, который использовался в крупном электролизере в течение около восьми лет, был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза.In Control Example 3, an anode was used as the anode, which had been used in a large cell for about eight years, was worn out, and showed an increased electrolysis voltage.

В секционной конструкции электрической ячейки Контрольного Примера 3 токоотвод, мат, катод и ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)], и анод, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.In the sectional design of the electrical cell of Test Example 3, a down conductor, mat, cathode, and ion exchange membrane A obtained in [Method (i)], and an anode that was worn out and showed an increased electrolysis voltage were placed in that order from the side of the cathode chamber to form zero clearance designs.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,18 В, выход по току составлял 97,0%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 22 млн–1. Таким образом, электрическое напряжение было высоким вследствие износа анода.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.18 V, was 97.0% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 22 million -1. Thus, the electrical voltage was high due to the wear of the anode.

[1314] [Сравнительный Пример 1][1314] [Comparative Example 1]

В Сравнительном Примере 1 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 33%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Сравнительном Примере 1 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,68 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 1, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 33% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Comparative Example 1, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.68 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 67,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,05 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 64%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 22%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 67.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.05 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 64%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 22%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 13 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 13 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0168 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0168 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1315] [Сравнительный Пример 2][1315] [Comparative Example 2]

В Сравнительном Примере 2 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 16%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Сравнительном Примере 2 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 2, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 16% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Comparative Example 2, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 107 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм.The electrode thickness was 107 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 78,1 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,04 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 37%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 25%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 78.1 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.04 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 37%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 25%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 18,5 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 18.5 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0176 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0176 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1316] [Сравнительный Пример 3][1316] [Comparative Example 3]

В Сравнительном Примере 3 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 40%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Сравнительном Примере 3 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,70 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.In Comparative Example 3, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 40% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Comparative Example 3, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic mean Ra of the surface roughness was 0.70 µm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate.

Нанесение покрытия на подложку электрода для электролиза выполняли ионным осаждением таким же способом, как в Примере 6. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.Coating of the electrolysis electrode substrate was performed by ion deposition in the same manner as in Example 6. Except for the above, evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 110 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 110 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,07 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 80%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 32%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «3», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.07 N / (mg · cm 2 ). Thus, the evaluation result of the coiling around a 280 mm diameter string (2) was 80%, and the evaluation result of the coiling around a 145 mm diameter string (3) was 32%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "3", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 11 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 11 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0030 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0030 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1317] [Сравнительный Пример 4][1317] [Comparative Example 4]

В Сравнительном Примере 4 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 58%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Сравнительном Примере 4 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 4, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 58% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Comparative Example 4, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was carried out in the same way as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 109 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 9 мкм.The electrode thickness was 109 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 9 µm.

Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,06 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 69%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 39%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «3», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.06 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 69%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 39%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "3", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 11,5 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 11.5 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1318] [Сравнительный Пример 5][1318] [Comparative Example 5]

В Сравнительном Примере 5 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли сетку из никелевой проволоки, имеющую измеренную толщину 300 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Сравнительном Примере 5 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 1, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 5, a nickel wire mesh having a measured thickness of 300 µm and an open porosity ratio of 56% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Comparative Example 5, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was carried out in the same way as in Example 1, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 308 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 308 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 49,2 (мг/см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 88%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 42%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Возникала проблема в отношении технологичности, которая оценивалась как «3». Когда фактически эксплуатировался крупноразмерный электрод, технологичность могла быть оценена как «3». Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 49.2 (mg / cm 2 ). Thus, the evaluation result of the coiling around a 280 mm diameter string (2) was 88%, and the evaluation result of the coiling around a 145 mm diameter string (3) was 42%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode was most likely detached when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading. A problem arose regarding manufacturability, which was rated as "3". When a large electrode was actually operated, the manufacturability could be rated as "3". Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 23 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 23 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0034 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0034 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1319] [Сравнительный Пример 6][1319] [Comparative Example 6]

В Сравнительном Примере 6 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли сетку из никелевой проволоки, имеющую измеренную толщину 200 мкм и коэффициент открытой пористости 37%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Сравнительном Примере 6 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,65 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку электролиза на электроде, результатов измерения силы сцепления и сцепляемости (адгезивности) проводили таким же образом, как в Примере 1. Результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 6, a nickel wire mesh having a measured thickness of 200 µm and an open porosity ratio of 37% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Comparative Example 6, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.65 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation of the electrolysis on the electrode, the measurement results of the adhesion force and the adhesion (adhesiveness) were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 210 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 210 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 56,4 мг/см2. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (2) составлял 63%, и адгезивность между электродом и мембраной была плохой. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Возникала проблема в отношении технологичности, которая оценивалась как «3». Повреждение мембраны было оценено как «0».The weight per unit area was 56.4 mg / cm 2 . Thus, the result of evaluating the winding around the 145 mm diameter column (2) was 63%, and the adhesion between the electrode and the membrane was poor. This was due to the fact that the electrode was most likely detached when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading. A problem arose regarding manufacturability, which was rated as "3". Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 19 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 19 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0096 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0096 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1320] [Сравнительный Пример 7][1320] [Comparative Example 7]

В Сравнительном Примере 7 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 500 мкм и коэффициент открытой пористости 17%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Сравнительном Примере 7 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,60 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 7, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 500 µm and an open porosity ratio of 17% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Comparative Example 7, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.60 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was carried out in the same way as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 508 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 508 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 152,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The weight per unit area was 152.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0072 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0072 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1321] [Сравнительный Пример 8][1321] [Comparative Example 8]

В Сравнительном Примере 8 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 800 мкм и коэффициент открытой пористости 8%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Сравнительном Примере 8 во время струйной обработки одновременно подвергпли струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,61 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 8, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 800 µm and an open porosity ratio of 8% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Comparative Example 8, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.61 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was carried out in the same way as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 808 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 808 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 251,3 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 251.3 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0172 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0172 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1322] [Сравнительный Пример 9][1322] [Comparative Example 9]

В Сравнительном Примере 9 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 1000 мкм и коэффициент открытой пористости 46%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Сравнительном Примере 9 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,59 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 16, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 9, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 1000 µm and an open porosity ratio of 46% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Comparative Example 9, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.59 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was carried out in the same way as in Example 16, and the results are shown in Table 2.

Толщина электрода составляла 1011 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 11 мкм.The electrode thickness was 1011 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 11 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 245,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 245.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1323] [Сравнительный Пример 10][1323] [Comparative Example 10]

В Сравнительном Примере 10 узел мембраны и электрода получали термокомпрессией электрода с мембраной со ссылкой на документ уровня техники (Примеры в Японском выложенном патенте № 58–48686).In Comparative Example 10, a membrane and electrode assembly was obtained by thermocompressing an electrode with a membrane with reference to the prior art document (Examples in Japanese Patent Laid-Open No. 58-48686).

Никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 33%, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде для выполнения нанесения электродного покрытия таким же способом, как в Примере 1. После этого одну поверхность электрода подвергали инактивирующей обработке согласно следующей процедуре. К одной поверхности электрода присоединяли полиимидную липкую ленту (фирмы Chukoh Chemical Industries, Ltd.). На другую поверхность наносили PTFE–дисперсию (фирмы Dupont–Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31–JR (торговое наименование)) и высушивали в муфельной печи при 120°С в течение 10 минут. Полиимидную ленту отделяли и проводили обжиговую обработку в муфельной печи, отрегулированной на температуру 380°С, в течение 10 минут. Эту операцию повторяли дважды для инактивации одной поверхности электрода.A nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 33% was used as an electrode substrate for electrolysis on a cathode to perform electrode plating in the same manner as in Example 1. Thereafter, one surface of the electrode was subjected to inactivation treatment according to the following procedure. A polyimide adhesive tape (from Chukoh Chemical Industries, Ltd.) was attached to one surface of the electrode. The other surface was coated with a PTFE dispersion (Dupont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31-JR (trade name)) and dried in a muffle oven at 120 ° C for 10 minutes. The polyimide tape was separated and fired in a muffle furnace adjusted to a temperature of 380 ° C for 10 minutes. This operation was repeated twice to inactivate one surface of the electrode.

[1324] Получали мембрану, сформированную из двух слоев перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–COOCH3» (C–полимер), и перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–SO2F» (S–полимер). Толщина Слоя С–полимера составляла 3 мил (0,003 дюйма, 0,0762 мм), а толщина слоя S–полимера составляла 4 мил (0,004 дюйма, 0,01 мм). Эту двухслойную мембрану подвергали обработке омылением, вводя тем самым ионообменные группы на концы полимера гидролизом. Концевые группы С–полимера гидролизовывались с образованием карбоксильных групп, а концевые группы S–полимера гидролизовывались с образованием сульфогрупп. Ионообменная емкость с группами сульфоновой кислоты составляла 1,0 мг⋅экв/г, а ионообменная емкость с группами карбоновой кислоты составляла 0,9 мг⋅экв/г.[1324] Received a membrane formed of two layers of a perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-COOCH 3 " (C-polymer), and a perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-SO 2 F" (S-polymer). The C-polymer layer was 3 mils (0.003 in., 0.0762 mm) thick and the S-polymer layer was 4 mils (0.004 in., 0.01 mm) thick. This bilayer membrane was subjected to a saponification treatment, thereby introducing ion exchange groups at the ends of the polymer by hydrolysis. The end groups of the C – polymer were hydrolyzed to form carboxyl groups, and the end groups of the S – polymer were hydrolyzed to form sulfo groups. The ion-exchange capacity with sulfonic acid groups was 1.0 mg-eq / g, and the ion-exchange capacity with carboxylic acid groups was 0.9 mg-eq / g.

Электрод его инактивированной поверхностью размещали напротив поверхности, имеющей карбоксильные группы как ионообменные группы, и проводили термокомпрессию с нею, объединяя ионообменную мембрану и электрод. Одна поверхность электрода была открытой даже после термокомпрессии, и электрод не распространялся на часть мембраны.The electrode with its inactivated surface was placed opposite the surface having carboxyl groups as ion-exchange groups, and thermocompression was performed with it, combining the ion-exchange membrane and the electrode. One surface of the electrode was open even after thermocompression, and the electrode did not spread over part of the membrane.

После этого, чтобы предотвратить налипание на мембране образующихся во время электролиза пузырьков, на обе поверхности наносили смесь оксида циркония и перфторуглеродного полимера, в который были введены сульфогруппы. Тем самым получали узел мембраны и электрода Сравнительного Примера 10.After that, in order to prevent the bubbles formed during electrolysis from sticking to the membrane, a mixture of zirconium oxide and a perfluorocarbon polymer into which sulfo groups were introduced was applied to both surfaces. Thereby, a membrane and electrode assembly of Comparative Example 10 was obtained.

[1325] Когда измеряли силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), с использованием этого узла мембраны и электрода, электрод не перемещался вверх, поскольку электрод и мембрана были плотно соединены между собой в результате термокомпрессии. Затем ионообменную мембрану и никелевую пластину закрепляли так, чтобы они были неподвижны, и электрод вытягивали вверх с более высоким усилием. Когда было достигнуто усилие 1,50 Н/(мг·см2), часть мембраны разорвалась. Узел мембраны и электрода Сравнительного Примера 10 имел силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), по меньшей мере 1,50 Н/(мг·см2), и они были прочно соединены.[1325] When the force applied per unit mass · unit area (1) was measured using this membrane and electrode assembly, the electrode did not move upward because the electrode and membrane were tightly joined together by thermocompression. Then, the ion exchange membrane and the nickel plate were fixed so that they were stationary and the electrode was pulled upward with a higher force. When a force of 1.50 N / (mg · cm 2 ) was reached, part of the membrane ruptured. The membrane and electrode assembly of Comparative Example 10 had a force applied per unit mass · unit area (1) of at least 1.50 N / (mg · cm 2 ), and they were firmly connected.

[1326] Когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1), площадь контакта с пластиковой трубой составляла менее 5%. Между тем, когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2), электрод и мембрана были на 100% соединены друг с другом, но мембрана не была намотана вокруг колонны в первом месте. Результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) был таким же. Результат показал, что интегрированный электрод ухудшал технологичность мембраны, затрудняя сматывание мембраны в рулон и создание складок мембраны. Технологичность была «3», что было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0». Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, электрическое напряжение было высоким, выход по току был низким, и общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) была повышенной, и характеристика электролиза была ухудшенной.[1326] When the evaluation of the winding around the string with a diameter of 280 mm (1) was performed, the contact area with the plastic pipe was less than 5%. Meanwhile, when evaluating the wrapping around a 280 mm diameter column (2), the electrode and membrane were 100% connected to each other, but the membrane was not wrapped around the tower in the first place. The result of evaluating the coiling around a 145 mm diameter string (3) was the same. The result showed that the integrated electrode impaired the processability of the membrane, making it difficult to wind the membrane into a roll and create folds of the membrane. Manufacturability was "3", which was problematic. Membrane damage was scored "0". In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the electric voltage was high, the current efficiency was low, and the total concentration of salt in the caustic soda (the value converted to 50%) was increased and the electrolysis performance was degraded.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 13 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 13 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0168 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0168 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1327] [Сравнительный Пример 11][1327] [Comparative Example 11]

В Сравнительном Примере 11 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 40 меш, имеющую диаметр проволок 150 мкм, измеренную толщину 300 мкм и коэффициент открытой пористости 58%. За исключением вышеописанного, получали узел мембраны и электрода таким же способом, как в Сравнительном Примере 10.In Comparative Example 11, a 40 mesh nickel grid having a wire diameter of 150 µm, a measured thickness of 300 µm and an open porosity ratio of 58% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Except for the above, a membrane and electrode assembly was prepared in the same manner as in Comparative Example 10.

Когда измеряли силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), с использованием этого узла мембраны и электрода, электрод не перемещали вверх, поскольку электрод и мембрана были плотно соединены между собой в результате термокомпрессии. Затем ионообменную мембрану и никелевую пластину закрепляли так, чтобы они были неподвижны, и электрод вытягивали вверх с более высоким усилием. Когда было достигнуто усилие 1,60 Н/(мг·см2), часть мембраны разорвалась. Узел мембраны и электрода Сравнительного Примера 11 имел силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), по меньшей мере 1,60 Н/(мг·см2), и они были прочно соединены.When the force applied per unit mass · unit area (1) was measured using this membrane and electrode assembly, the electrode was not moved upward because the electrode and membrane were tightly bonded together by thermocompression. Then, the ion exchange membrane and the nickel plate were fixed so that they were stationary and the electrode was pulled upward with a higher force. When a force of 1.60 N / (mg · cm 2 ) was reached, part of the membrane ruptured. The membrane and electrode assembly of Comparative Example 11 had a force applied per unit mass · unit area (1) of at least 1.60 N / (mg · cm 2 ), and they were firmly connected.

[1328] Когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1) с использованием этого узла мембраны и электрода, площадь контакта с пластиковой трубой составляла менее 5%. Между тем, когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2), электрод и мембрана были на 100% соединены друг с другом, но мембрана не была намотана вокруг колонны в первом месте. Результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) был таким же. Результат показал, что интегрированный электрод ухудшал технологичность мембраны, затрудняя сматывание мембраны в рулон и создание складок мембраны. Технологичность была «3», что было проблематичным. Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, электрическое напряжение было высоким, выход по току был низким, и общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) было повышенным, и характеристика электролиза была ухудшенной.[1328] When evaluating the wrapping around a 280 mm diameter column (1) using this membrane and electrode assembly, the contact area with the plastic pipe was less than 5%. Meanwhile, when evaluating the wrapping around a 280 mm diameter column (2), the electrode and membrane were 100% connected to each other, but the membrane was not wrapped around the tower in the first place. The result of evaluating the coiling around a 145 mm diameter string (3) was the same. The result showed that the integrated electrode impaired the processability of the membrane, making it difficult to wind the membrane into a roll and create folds of the membrane. Manufacturability was "3", which was problematic. In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the electric voltage was high, the current efficiency was low, and the total concentration of salt in the caustic soda (the value converted to 50%) was increased and the electrolysis performance was deteriorated.

Толщина электрода составляла 308 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 308 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 23 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 23 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0034 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0034 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1329] [Сравнительный Пример 12][1329] [Comparative Example 12]

(Получение катализатора)(Getting a catalyst)

Водный раствор солей металлов получали добавлением 0,728 г нитрата серебра (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и 1,86 г гексагидрата нитрата церия (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) к 150 мл чистой воды. Раствор щелочи получали добавлением 240 г чистой воды к 100 г 15%–ного водного раствора гидроксида тетраметиламмония (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). В то время как раствор щелочи перемешивали с использованием магнитной мешалки, к нему по каплям добавляли водный раствор солей металлов со скоростью 5 мл/минуту с использованием бюретки. Суспензию, содержащую образованные дисперсные частицы гидроксидов металлов, профильтровывали с отсасыванием и затем промывали водой для удаления содержащейся щелочи. После этого остаток переносили в 200 мл 2–пропанола (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) и повторно диспергировали в ультразвуковом диспергаторе (US–600T, фирмы NISSEI Corporation) в течение 10 минут для получения однородной суспензии.An aqueous solution of metal salts was prepared by adding 0.728 g of silver nitrate (from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1.86 g of cerium nitrate hexahydrate (from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to 150 ml of pure water. An alkali solution was prepared by adding 240 g of pure water to 100 g of a 15% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). While the alkali solution was stirred using a magnetic stirrer, an aqueous solution of metal salts was added dropwise thereto at a rate of 5 ml / minute using a burette. The suspension containing the formed dispersed particles of metal hydroxides was filtered with suction and then washed with water to remove the contained alkali. Then the residue was transferred into 200 ml of 2-propanol (KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) and redispersed in an ultrasonic disperser (US-600T, NISSEI Corporation) for 10 minutes to obtain a homogeneous suspension.

Суспензию газовой сажи получали диспергированием 0,36 г гидрофобной сажи (DENKA BLACK(R) AB–7 (торговое наименование) фирмы Denka Company Limited) и 0,84 г гидрофобной сажи (Ketjenblack(R) EC–600JD (торговое наименование) фирмы Mitsubishi Chemical Corporation) в 100 мл 2–пропанола и диспергировали смесь в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. Суспензию прекурсора гидроксидов металлов и суспензию сажи смешивали и диспергировали в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. Эту суспензию профильтровывали с отсасыванием и высушивали при комнатной температуре в течение половины суток для получения сажи, содержащей диспергированный и закрепленный прекурсор гидроксидов металлов. Затем обжиговую печь с атмосферой инертного газа (типа VMF165, фирмы YAMADA DENKI CO., LTD.) использовали для проведения обжига в атмосфере азота при 400°С в течение часа для получения сажи А, содержащей диспергированный и закрепленный электродный катализатор.A carbon black suspension was prepared by dispersing 0.36 g of hydrophobic carbon black (DENKA BLACK (R) AB-7 (trade name) from Denka Company Limited) and 0.84 g of hydrophobic carbon black (Ketjenblack (R) EC-600JD (trade name) from Mitsubishi Chemical Corporation) in 100 ml of 2-propanol and the mixture was dispersed in an ultrasonic disperser for 10 minutes. The metal hydroxide precursor slurry and the carbon black slurry were mixed and dispersed in an ultrasonic disperser for 10 minutes. This suspension was filtered with suction and dried at room temperature for half a day to obtain a soot containing a dispersed and fixed precursor of metal hydroxides. Then, an inert gas kiln (type VMF165, manufactured by YAMADA DENKI CO., LTD.) Was used to conduct firing under nitrogen at 400 ° C. for an hour to obtain carbon black A containing a dispersed and fixed electrode catalyst.

[1330] (Получение порошка для реакционного слоя)[1330] (Preparation of powder for the reaction layer)

К 1,6 г сажи А, содержащей диспергированный и закрепленный электродный катализатор, добавляли 0,84 мл поверхностно–активного вещества Triton(R) X–100 (торговое наименование) фирмы ICN Biomedicals, разбавленного до 20% по весу чистой водой, и 15 мл чистой воды, и смесь диспергировали в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. К этой дисперсии добавляли 0,664 г дисперсии политетрафторэтилена (PTFE) (PTFE30J (торговое наименование) фирмы Dupont–Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). После перемешивания смеси в течение пяти минут выполняли фильтрование с отсасыванием. Кроме того, остаток высушивали в сушилке при 80°С в течение часа, и выполняли измельчение в порошок с использованием мельницы для получения порошка для реакционного слоя А.To 1.6 g of carbon black A containing a dispersed and fixed electrode catalyst, 0.84 ml of the surfactant Triton (R) X-100 (trade name) from ICN Biomedicals was added, diluted to 20% by weight with pure water, and 15 ml of pure water, and the mixture was dispersed in an ultrasonic disperser for 10 minutes. To this dispersion was added 0.664 g of a polytetrafluoroethylene (PTFE) dispersion (PTFE30J (trade name) from Dupont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). After stirring the mixture for five minutes, suction filtration was performed. In addition, the residue was dried in a dryer at 80 ° C. for an hour, and pulverization was performed using a mill to obtain a powder for the reaction layer A.

(Получение порошка для газодиффузионного слоя)(Obtaining a powder for a gas diffusion layer)

Диспергировали 20 г гидрофобной сажи (DENKA BLACK(R) AB–7 (торговое наименование)), 50 мл поверхностно–активного вещества Triton(R) X–100 (торговое наименование), разбавленного до 20% по весу чистой водой, и 360 мл чистой воды в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. К полученной дисперсии добавляли 22,32 г дисперсии PTFE. Смесь перемешивали в течение 5 минут и затем проводили фильтрование. Кроме того, остаток высушивали в сушилке при 80°С в течение часа и выполняли измельчение в порошок с использованием мельницы для получения порошка для газодиффузионного слоя А.Dispersed 20 g of hydrophobic carbon black (DENKA BLACK (R) AB-7 (trade name)), 50 ml of the surfactant Triton (R) X-100 (trade name), diluted to 20% by weight with pure water, and 360 ml clean water in an ultrasonic disperser for 10 minutes. To the resulting dispersion was added 22.32 g of PTFE dispersion. The mixture was stirred for 5 minutes and then filtered. In addition, the residue was dried in a dryer at 80 ° C. for an hour, and pulverized using a mill to obtain powder for gas diffusion layer A.

(Получение газодиффузионного электрода)(Obtaining a gas diffusion electrode)

К 4 г порошка для газодиффузионного слоя A добавляли 8,7 мл этанола, и смесь вымешивали с образованием пастообразной формы. Этот порошок для газодиффузионного слоя A в пастообразной форме формовали в листовидную форму с использованием валкового формовочного устройства. В лист утапливали серебряную сетку (SW=1, LW=2, и толщина=0,3 мм) в качестве токоотвода, и, наконец, формовали с образованием листа, имеющего толщину 1,8 мм. К 1 г порошка для реакционного слоя A добавляли 2,2 мл этанола, и смесь компаундировали с образованием пастообразной формы. Этот порошок для реакционного слоя в пастообразной форме формовали валковым формовочным устройством в листовидную форму, имеющую толщину 0,2 мм. Кроме того, два листа, то есть лист, полученный с использованием порошка для газодиффузионного слоя A, и лист, полученный с использованием порошка для реакционного слоя A, наслаивали и формовали в лист, имеющий толщину 1,8 мм с использованием валкового формовочного устройства. Этот наслоенный лист высушивали при комнатной температуре в течение целого дня и ночи для удаления этанола. Кроме того, чтобы удалить остаточное поверхностно–активное вещество, лист подверагли обработке в условиях пиролиза на воздухе при 300°С в течение часа. Лист обертывали алюминиевой фольгой и подвергали горячему прессованию в машине для горячего прессования (SA303 (торговое наименование) фирмы TESTER SANGYO CO,. LTD. при 360°C и 50 кгс/см2 в течение 1 минуты для получения газодиффузионного электрода. Толщина газодиффузионного электрода составляла 412 мкм.To 4 g of powder for gas diffusion layer A was added 8.7 ml of ethanol, and the mixture was kneaded to form a paste. This powder for the gas diffusion layer A in a paste form was formed into a sheet-like shape using a roll forming apparatus. A silver mesh (SW = 1, LW = 2, and thickness = 0.3 mm) was embedded in the sheet as a current collector, and finally molded to form a sheet having a thickness of 1.8 mm. To 1 g of powder for reaction layer A was added 2.2 ml of ethanol, and the mixture was compounded to form a paste. This reaction layer powder in pasty form was roll formed into a sheet-like shape having a thickness of 0.2 mm. In addition, two sheets, that is, a sheet obtained using the powder for the gas diffusion layer A and a sheet obtained using the powder for the reaction layer A, were laminated and formed into a sheet having a thickness of 1.8 mm using a roll former. This layered sheet was dried at room temperature overnight to remove ethanol. In addition, in order to remove the residual surfactant, the leaf was treated under pyrolysis conditions in air at 300 ° C for an hour. The sheet was wrapped with aluminum foil and hot pressed in a hot pressing machine (SA303 (trade name) from TESTER SANGYO CO,. LTD. At 360 ° C and 50 kgf / cm 2 for 1 minute to obtain a gas diffusion electrode. The thickness of the gas diffusion electrode was 412 microns.

[1331] Полученный электрод использовали для выполнения оценки характеристик электролиза. В секционной конструкции электролитическую ячейку, токоотвод, мат, никелевую сетку в качестве питающего проводника, электрод, мембрану и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором. Результаты показаны в Таблице 2.[1331] The resulting electrode was used to perform the evaluation of electrolysis performance. In a sectional structure, an electrolytic cell, a down conductor, a mat, a nickel grid as a supply conductor, an electrode, a membrane, and an anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap. The results are shown in Table 2.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 19 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 19 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 25,88 (кПа·с/м) в условиях измерения 1.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 25.88 (kPa · s / m) under measurement condition 1.

Технологичность составляла «3», что является проблематичным. Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, выход по току был низким, общая концентрация соли в каустической соде была повышенной, и характеристики электролиза были заметно ухудшенными. Повреждение мембраны, которое было оценено как «3», также было проблематичным.Manufacturability was "3", which is problematic. In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the current efficiency was low, the total salt concentration in the caustic soda was increased, and the electrolysis performance was markedly deteriorated. Membrane damage, which was rated 3, was also problematic.

[1332] Эти результаты показали, что газодиффузионный электрод, полученный в Сравнительном Примере 12, имел заметно ухудшенные характеристики электролиза. Кроме того, наблюдалось повреждение по существу на всей поверхности ионообменной мембраны. Как предполагалось, это обусловлено действием NaOH, который образовывался в электроде, накапливаясь на поверхности раздела между электродом и мембраной с повышением его концентрации, вследствие заметно более высокого вентиляционного сопротивления газодиффузионного электрода в Сравнительном Примере 12.[1332] These results showed that the gas diffusion electrode obtained in Comparative Example 12 had markedly deteriorated electrolysis performance. In addition, damage was observed over substantially the entire surface of the ion exchange membrane. This is believed to be due to the action of NaOH, which was formed in the electrode, accumulating at the interface between the electrode and the membrane with an increase in its concentration, due to the markedly higher ventilation resistance of the gas diffusion electrode in Comparative Example 12.

[1333] [Сравнительный Пример 13][1333] [Comparative Example 13]

Никелевую проволоку, имеющую измеренную толщину 150 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Проводили обработку для придания шероховатости этой никелевой проволоке. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности никелевой проволоки. Тогда в Сравнительном Примере 13 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности никелевой проволоки. Струйную обработку выполняли с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм.Nickel wire having a measured thickness of 150 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. A roughening treatment was carried out on this nickel wire. It was difficult to measure the surface roughness of the nickel wire. Then, in Comparative Example 13, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted at the time of blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the nickel wire. Blasting was carried out using alumina with a grain number of 320. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm.

Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Раствор нитрата рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и раствор нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. A ruthenium nitrate solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and a cerium nitrate solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1 : 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088 (торговое наименование), толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 570 мкм. Толщина никелевой проволоки, полученной в Сравнительном Примере 13, составляла 158 мкм.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088 (trade name), 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) ) of the cylinder, was always in contact with the cover fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 570 μm. The thickness of the nickel wire obtained in Comparative Example 13 was 158 µm.

[1334] Никелевую проволоку, полученную вышеуказанным способом, разрезали на фрагменты длиной 110 мм и длиной 95 мм. Как показано на Фигуре 16, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством цианакрилатного суперадгезива (Aron Alpha(R) фирмы TOAGOSEI CO., LTD.) с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 2.[1334] The nickel wire obtained by the above method was cut into pieces with a length of 110 mm and a length of 95 mm. As shown in Figure 16, a 110 mm nickel wire and a 95 mm nickel wire were placed so that the nickel wires were vertically overlapped at the center of each of the nickel wires and connected to each other at the intersection with a cyanoacrylate superadhesive (Aron Alpha (R) from TOAGOSEI CO., LTD.) To form an electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 2.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 99,7%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 99.7%.

[1335] Масса в расчете на единицу площади электрода составляла 0,5 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».[1335] The mass per unit area of the electrode was 0.5 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 15 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 15 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0002 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0002 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 17, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,16 В.In addition, the structure shown in FIG. 17 was used to position an electrode (cathode) on a Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.16 V.

[1336] [Сравнительный Пример 14][1336] [Comparative Example 14]

В Сравнительном Примере 14 использовали электрод, полученный в Сравнительном Примере 13. Как показано на Фигуре 18, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством цианакрилатного суперадгезива (Aron Alpha(R), фирмы TOAGOSEI CO., LTD.) с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 2.Comparative Example 14 used the electrode obtained in Comparative Example 13. As shown in FIG. 18, a 110 mm long nickel wire and a 95 mm long nickel wire were placed so that the nickel wires vertically overlapped with each other at the center of each of the nickel wires and were connected to each other at the intersection by means of a cyanoacrylate superadhesive (Aron Alpha (R), from TOAGOSEI CO., LTD.) to form an electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 2.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 99,4%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 99.4%.

Масса в расчете на единицу площади электрода составляла 0,9 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area of the electrode was 0.9 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 16 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 16 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0004 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0004 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 19, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,18 В.In addition, the structure shown in FIG. 19 was used to position an electrode (cathode) on a Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.18 V.

[1337] [Сравнительный Пример 15][1337] [Comparative Example 15]

В Сравнительном Примере 15 использовали электрод, полученный в Сравнительном Примере 13. Как показано на Фигуре 20, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством цианакрилатного суперадгезива (Aron Alpha(R), фирмы TOAGOSEI CO., LTD.) с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 2.In Comparative Example 15, the electrode obtained in Comparative Example 13 was used. As shown in FIG. 20, a 110 mm long nickel wire and a 95 mm long nickel wire were placed so that the nickel wires vertically overlapped with each other at the center of each of the nickel wires, and were connected to each other at the intersection by means of a cyanoacrylate superadhesive (Aron Alpha (R), from TOAGOSEI CO., LTD.) to form an electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 2.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 98,8%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 98.8%.

Масса в расчете на единицу площади электрода составляла 1,9 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area of the electrode was 1.9 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 14 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 14 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0005 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0005 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 21, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,18 В.In addition, the structure shown in FIG. 21 was used to position an electrode (cathode) on the Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.18 V.

[1338][1338]

[Таблица 1][Table 1]

Подложка электродаElectrode support Форма подложки электродаElectrode support shape Способ нанесения покрытияCoating method Питающий проводникSupply conductor Пример 1Example 1 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2Example 2 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 3Example 3 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4Example 4 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 5Example 5 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 6Example 6 NiNi ПерфорацияPerforation Ионное осаждениеIonic deposition Ni–сеткаNi-mesh Пример 7Example 7 NiNi ЭлектроформованиеElectroforming ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 8Example 8 NiNi ЭлектроформованиеElectroforming ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 9Example 9 NiNi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 10Example 10 NiNi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 11Example 11 NiNi Пористый NiPorous Ni ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 12Example 12 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 13Example 13 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 14Example 14 NiNi Перфорация (такая же, как в Примере 3)Perforation (same as example 3) ПиролизPyrolysis МатMat Пример 15Example 15 NiNi Перфорация (такая же, как в Примере 3)Perforation (same as example 3) ПиролизPyrolysis Катод с повышенным напряжениемOvervoltage cathode Пример 16Example 16 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 17Example 17 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 18Example 18 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 19Example 19 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 20Example 20 TiTi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 21Example 21 TiTi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 22Example 22 Ni/TiNi / Ti Комбинация Примера 3 и Примера 20Combination of Example 3 and Example 20 ПиролизPyrolysis Катод и анод с повышенным напряжениемOvervoltage cathode and anode Пример 23Example 23 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis - Пример 24Example 24 УглеродCarbon Тканое полотноWoven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 1Comparative Example 1 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 2Comparative Example 2 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 3Comparative Example 3 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal Ионное осаждениеIonic deposition Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 4Comparative Example 4 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 5Comparative Example 5 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 6Comparative Example 6 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 7Comparative Example 7 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Сравнительный Пример 8Comparative Example 8 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Сравнительный Пример 9Comparative Example 9 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Сравнительный Пример 10Comparative Example 10 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 11Comparative Example 11 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 12Comparative Example 12 УглеродCarbon ПорошокPowder ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 13Comparative Example 13 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 14Comparative Example 14 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 15Comparative Example 15 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh

[1339][1339]

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

[1340] В Таблице 2 все образцы были способны держаться самостоятельно благодаря поверхностному натяжению перед измерением «силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1)» и «силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (2)» (то есть, не соскальзывать вниз).[1340] In Table 2, all specimens were able to hold on their own due to surface tension before measuring “force applied per unit mass · unit area (1)” and “force applied per unit mass · unit area (2)” (that is, do not slide down).

[1341] В Сравнительных Примерах 1, 2, 7–9, поскольку масса в расчете на единицу площади была большой, а сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), была небольшой, прочность сцепления с мембраной была плохой. Таким образом, при крупноразмерном электролизере (например, 1,5 м в длину и 3 м в ширину) мембрана, которая представляет собой полимерную мембрану, неизбежно может провисать во время эксплуатации. В это время электрод отделяется, и тем самым образцы не выдерживают условий практического применения.[1341] In Comparative Examples 1, 2, 7-9, since the mass per unit area was large and the force applied per unit mass · unit area (1) was small, the adhesion strength to the membrane was poor. Thus, with a large electrolytic cell (for example, 1.5 m long and 3 m wide), the membrane, which is a polymer membrane, can inevitably sag during operation. At this time, the electrode is detached, and thus the samples do not withstand the conditions of practical use.

[1342] В Сравнительных Примерах 3 и 4, поскольку сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), была небольшой, прочность сцепления с мембраной была плохой. Таким образом, при крупноразмерном электролизере (например, 1,5 м в длину и 3 м в ширину) мембрана, которая представляет собой полимерную мембрану, неизбежно может провисать во время эксплуатации. В это время электрод отделяется, и тем самым образцы не выдерживают условий практического применения.[1342] In Comparative Examples 3 and 4, since the force applied per unit mass · unit area (1) was small, the adhesion strength to the membrane was poor. Thus, with a large electrolytic cell (for example, 1.5 m long and 3 m wide), the membrane, which is a polymer membrane, can inevitably sag during operation. At this time, the electrode is detached, and thus the samples do not withstand the conditions of practical use.

[1343] В Сравнительных Примерах 5 и 6, масса в расчете на единицу площади была большой, а прочность сцепления с мембраной была плохой. Таким образом, при крупноразмерном электролизере (например, 1,5 м в длину и 3 м в ширину) мембрана, которая представляет собой полимерную мембрану, неизбежно может провисать во время эксплуатации. При этом электрод отделяется, и тем самым образцы не выдерживают условий практического применения.[1343] In Comparative Examples 5 and 6, the mass per unit area was large, and the adhesion strength to the membrane was poor. Thus, with a large electrolytic cell (for example, 1.5 m long and 3 m wide), the membrane, which is a polymer membrane, can inevitably sag during operation. In this case, the electrode is detached, and thus the samples do not withstand the conditions of practical use.

[1344] В Сравнительных Примерах 10 и 11, поскольку мембрана и электрод были прочно соединены термокомпрессией, электрод не отделялся от мембраны во время эксплуатации, подобно Сравнительным Примерам 1, 2, 7–9. Однако вследствие прочного соединения с электродом полимерная мембрана утачивала гибкость. Тем самым было затруднительно скатывать образцы в рулон и складывать образцы. Образцы имеют плохую технологичность и не выдерживают условий практического применения.[1344] In Comparative Examples 10 and 11, since the membrane and electrode were firmly bonded by thermal compression, the electrode did not separate from the membrane during use, like Comparative Examples 1, 2, 7-9. However, due to the strong connection to the electrode, the polymer membrane sharpened flexibility. This made it difficult to roll the samples into a roll and fold the samples. The samples have poor manufacturability and do not withstand the conditions of practical use.

[1345] Кроме того, в Сравнительных Примерах 10 и 11 значительно ухудшены характеристики электролиза. Вероятно, заметно возрастает напряжение, поскольку подавляется течение ионов тем обстоятельством, что электроды становились утопленными в ионообменную мембрану. Что касается причины снижения выхода по току и ухудшения общей концентрации соли в каустической соде, возможные факторы включали высокий выход по току, возникновение неравномерной толщины слоя карбоновой кислоты вследствие погружения электрода в слой карбоновой кислоты, проявляющийся эффект ионной селективности и проникновение электрода, заделанного в часть слоя карбоновой кислоты.[1345] In addition, in Comparative Examples 10 and 11, the electrolysis performance was significantly degraded. Probably, the voltage noticeably increases, since the ion flow is suppressed by the fact that the electrodes become recessed into the ion-exchange membrane. Regarding the reason for the decrease in current efficiency and the deterioration of the total salt concentration in the caustic soda, possible factors included high current efficiency, uneven thickness of the carboxylic acid layer due to immersion of the electrode in the carboxylic acid layer, the effect of ion selectivity and the penetration of the electrode embedded in part of the layer carboxylic acid.

[1346] В дополнение, в Сравнительных Примерах 10 и 11 в случае, где возникала проблема либо с мембраной, либо с электродом, и требовалась замена, было невозможно заменять один элемент из мембраны и электрода вследствие их прочного соединения, что проводило к увеличенным издержкам.[1346] In addition, in Comparative Examples 10 and 11, in the case where there was a problem with either the membrane or the electrode, and replacement was required, it was not possible to replace one element of the membrane and the electrode due to their strong connection, which led to increased costs.

[1347] В Сравнительном Примере 12 значительно ухудшены характеристики электролиза. Вероятно, напряжение заметно возрастает вследствие продукта, накаливающегося на поверхности раздела между мембраной и электродом.[1347] In Comparative Example 12, electrolysis performance was significantly degraded. It is likely that the voltage rises markedly due to the product heating up at the interface between the membrane and the electrode.

[1348] В Сравнительных Примерах 13–15 обе силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были малыми (равными или меньшими, чем нижний предел измерения), и тем самым прочность сцепления с мембраной была плохой. Таким образом, при крупноразмерном электролизере (например, 1,5 м в длину и 3 м в ширину) мембрана, которая представляет собой полимерную мембрану, неизбежно может провисать во время эксплуатации. В это время электрод отделяется, и тем самым образцы не выдерживают условий практического применения.[1348] In Comparative Examples 13-15, both forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were small (equal to or less than the lower measurement limit), and thus the adhesion strength to the membrane was poor. Thus, with a large electrolytic cell (for example, 1.5 m long and 3 m wide), the membrane, which is a polymer membrane, can inevitably sag during operation. At this time, the electrode is detached, and thus the samples do not withstand the conditions of practical use.

[1349] В настоящем варианте осуществления мембрана и электрод находятся в плотном контакте друг с другом на каждой поверхности с умеренной силой, и тем самым нет проблем, таких как отделение электрода во время эксплуатации. Течение ионов в мембране не подавляется, и тем самым проявляются хорошие характеристики электролиза.[1349] In the present embodiment, the membrane and the electrode are in close contact with each other on each surface with moderate force, and thus there is no problem such as the electrode detachment during use. The ion flow in the membrane is not suppressed, and thus good electrolysis performance is manifested.

[1350] <Проверка второго варианта осуществления>[1350] <Checking second embodiment>

Как будет описано ниже, представлены Экспериментальные Примеры согласно второму варианту осуществления (в разделе <Проверка второго варианта осуществления> ниже просто называемые «Примерами») и Экспериментальные Примеры, не соответствующие второму варианту осуществления (в разделе <Проверка второго варианта осуществления>, ниже просто называемые «Сравнительными Примерами»), и оценены следующим методом. Подробности будут описаны со ссылкой на Фигуры 31–42, насколько это уместно.As will be described below, Experimental Examples according to the second embodiment are presented (in the section <Verification of the second embodiment>, below, simply referred to as “Examples”) and Experimental Examples not corresponding to the second embodiment (in the section <Verification of the second embodiment>, hereinafter simply referred to as "Comparative Examples"), and evaluated by the following method. Details will be described with reference to Figures 31-42 as appropriate.

[1351] [Метод оценки][1351] [Evaluation Method]

(1) Коэффициент открытой пористости(1) Coefficient of open porosity

Электрод разрезали на фрагменты размером 130 мм×100 мм. Для расчета среднего значения в 10 точках, полученных измерением равномерно по плоскости, применяли цифровой толщиномер (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Значение использовали в качестве толщины электрода (измеренной толщины) для расчета объема. После этого использовали электронные весы для измерения массы. По удельному весу каждого металла (удельный вес никеля=8,908 г/см3, удельный вес титана=4,506 г/см3) рассчитывали коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности.The electrode was cut into fragments of 130 mm × 100 mm. A digital thickness gauge (Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm) was used to calculate the average of 10 points measured uniformly over the plane. The value was used as the thickness of the electrode (measured thickness) to calculate the volume. Thereafter, an electronic balance was used to measure the mass. From the specific gravity of each metal (specific gravity of nickel = 8.908 g / cm 3 , specific gravity of titanium = 4.506 g / cm 3 ), the coefficient of open porosity or the coefficient of voidness was calculated.

[1352] Коэффициент открытой пористости (коэффициент пустотности) (%)=(1–(масса электрода)/(объем электрода×удельный вес металла))×100[1352] Open porosity ratio (void ratio) (%) = (1– (electrode mass) / (electrode volume × specific gravity of metal)) × 100

[1353] (2) Масса на единицу площади (мг/см2)[1353] (2) Mass per unit area (mg / cm 2 )

Электрод разрезали на фрагменты размером 130 мм×100 мм и измеряли его массу на электронных весах. Значение делили на площадь (130 мм×100 мм) для расчета массы на единицу площади.The electrode was cut into pieces of 130 mm × 100 mm and its mass was measured on an electronic balance. The value was divided by the area (130 mm x 100 mm) to calculate the mass per unit area.

[1354] (3) Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1) (сила сцепления) (Н/(мг·см2))[1354] (3) Force applied per unit mass · unit area (1) (adhesion force) (N / (mg · cm 2 ))

[Метод (i)][Method (i)]

Для измерения использовали машину для испытания на растяжение и сжатие (фирмы Imada–SS Corporation, основная машина для испытания: машина для испытания на растяжение и сжатие типа SDT–52NA, динамометрический датчик: датчик нагрузки типа SL–6001).For measurement, a tensile and compression machine (manufactured by Imada-SS Corporation, main testing machine: tensile and compression testing machine SDT-52NA type, load cell: load cell type SL-6001) was used.

[1355] Никелевую пластину в виде квадрата со стороной 200 мм, имеющую толщину 1,2 мм, подвергали струйной обработке оксидом алюминия с номером зернистости 320. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляло 0,7 мкм. Здесь для измерения поверхностной шероховатости использовали прибор для измерения поверхностной шероховатости зондового типа (профилометр) SJ–310 (фирмы Mitutoyo Corporation). Измеряемый образец помещали на поверхность пластины параллельно поверхности земли для измерения среднего арифметического величины Ra шероховатости в описываемых ниже условиях. Измерение повторяли 6 раз, и выводили среднее значение.[1355] A 200 mm square nickel plate having a thickness of 1.2 mm was blasted with 320 grit alumina. The arithmetic average (Ra) of the surface roughness of the nickel plate after blasting was 0.7 µm. Here, to measure the surface roughness, an SJ-310 probe-type surface roughness meter (profilometer) (Mitutoyo Corporation) was used. The sample to be measured was placed on the plate surface parallel to the ground surface to measure the arithmetic mean of the roughness Ra under the conditions described below. The measurement was repeated 6 times, and the average was deduced.

[1356] <Форма зонда> угол конуса вершины=60°, радиус наконечника=2 мкм, статическое измерительное усилие=0,75 мН.[1356] <Probe shape> apex taper angle = 60 °, tip radius = 2 µm, static measuring force = 0.75 mN.

<Стандарт шероховатости> JIS2001<Roughness Standard> JIS2001

<Оценочная кривая> R<Evaluation curve> R

<Фильтр> GAUSS<Filter> GAUSS

<Предельное значение λc> 0,8 мм<Limit value λc> 0.8 mm

<Предельное значение λs> 2,5 µm<Limit value λs> 2.5 µm

<Число сечений> 5<Number of sections> 5

<Предварительный проход, дополнительный проход> доступны<Pre-pass, additional pass> available

Эту никелевую пластину закрепляли вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие.This nickel plate was mounted vertically on the bottom grip of a tensile and compression machine.

[1357] В качестве мембраны использовали описанную ниже ионообменную мембрану А.[1357] The membrane used was the following ion-exchange membrane A.

В качестве армирующих материалов сердцевины использовали монофиламенты с размером 90 денье, выполненные из политетрафторэтилена (PTFE) (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр шести филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). Сначала по каждому из TD– и MD–направлений выполняли полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, с получением тканого полотна. Полученное тканое полотно подвергали уплотнению под давлением валиком с получением тканого полотна, имеющего толщину 70 мкм.Monofilaments with a size of 90 denier made of polytetrafluoroethylene (PTFE) (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used as reinforcing materials of the core. The consumable yarns were yarns obtained by twisting 200 times / meter of six 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns). First, in each of the TD- and MD-directions, plain weaving of PTFE-yarns and consumable yarns with 24 PTFE-yarns / inch was performed so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE-yarns to obtain a woven fabric. The resulting woven fabric was subjected to roller compaction to obtain a woven fabric having a thickness of 70 µm.

Затем получали смолу А в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имела ионообменную емкость 0,85 мг⋅экв/г, и смолу В в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имела ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г.Then resin A was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.85 mg-eq / g, and the resin B in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.03 mg⋅eq / g.

С использованием этих смол А и В, способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку Х, в которой толщина слоя смолы А составляла 15 мкм и толщина слоя смолы В составляла 104 мкм.Using these resins A and B, a two-layer film X in which the thickness of the resin layer A was 15 µm and the thickness of the resin layer B was 104 µm was obtained by a flat die coextrusion method.

Затем прокладочную бумагу (имеющую тиснения с конической формой высотой 50 мкм), армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 223°С и величины пониженного давления 0,067 МПа в течение 2 минут, и затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану.Then release paper (having embossing with a conical shape with a height of 50 μm), reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under surface temperature conditions hot plate 223 ° C and a reduced pressure value of 0.067 MPa for 2 minutes, and then remove the release paper to obtain a composite membrane.

Полученную композитную мембрану погружали в нагретый до 80°С водный раствор, содержащий 30% по массе диметилсульфоксида (DMSO) и 15% по массе гидроксида калия (KOH), в течение 20 минут для омыления. Затем композитную мембрану погружали в нагретый до 50°С водный 0,5 н. раствор гидроксида натрия (NaOH) в течение одного часа для замещения противоиона ионообменной группы на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при температуре 60°С.The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution heated to 80 ° C. containing 30% by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 20 minutes for saponification. Then the composite membrane was immersed in an aqueous 0.5N hydrochloric acid heated to 50 ° C. sodium hydroxide solution (NaOH) for one hour to replace the counterion of the ion exchange group with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, 20% по массе оксида циркония, имеющего размер первичных частиц 1 мкм, добавляли к этанольному раствору с концентрацией 5% по массе смолы В в качестве смолы кислотного типа, и диспергировали для получения суспензии, и суспензию наносили набрызгиванием на обе поверхности вышеуказанной композитной мембраны способом набрызгивания суспензии с образованием покрытий из оксида циркония на поверхностях композитной мембраны для получения ионообменной мембраны А. Плотность покрытия из оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,5 мг/см2. Средний размер частиц измеряли анализатором размера частиц (производства фирмы SHIMADZU CORPORATION, «SALD(R) 2200»).In addition, 20% by mass of zirconium oxide having a primary particle size of 1 μm was added to an ethanol solution with a concentration of 5% by mass of resin B as an acid-type resin, and dispersed to obtain a slurry, and the slurry was sprayed onto both surfaces of the above composite membranes by spraying a suspension with the formation of coatings of zirconium oxide on the surfaces of the composite membrane to obtain ion-exchange membrane A. The density of the coating of zirconium oxide, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.5 mg / cm 2 . The average particle size was measured with a particle size analyzer (manufactured by SHIMADZU CORPORATION, "SALD (R) 2200").

Полученную вышеуказанную ионообменную мембрану (мембрану) погружали в чистую воду в течение 12 часов или более, и затем использовали для испытания. Мембрану приводили в контакт с вышеуказанной никелевой пластиной, полностью увлажненной чистой водой, и обеспечивали сцепление под действием поверхностного натяжения воды. В это время никелевую пластину и ионообменную мембрану размещали так, чтобы их верхние концы совпадали.The obtained above ion exchange membrane (membrane) was immersed in pure water for 12 hours or more, and then used for testing. The membrane was brought into contact with the aforementioned nickel plate completely moistened with pure water and adhered by the surface tension of the water. At this time, the nickel plate and the ion exchange membrane were positioned so that their upper ends coincided.

[1358] Образец электрода для электролиза (электрода), используемого для измерения, разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану А разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Одну сторону электрода прокладывали между двумя пластинами из нержавеющей стали (толщина: 1 мм, длина: 9 мм, ширина: 170 мм). После размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, использовали четыре зажима для равномерного закрепления электрода и пластин. Пластины из нержавеющей стали по центру зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод. Нагрузка, прилагаемая испытательной машиной, в это время была настроена на 0 Н. Объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекали из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружали в ванну, содержащую чистую воду, чтобы в достаточной степени увлажнить электрод чистой водой. После этого пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод.[1358] A sample of an electrolysis electrode (electrode) used for measurement was cut to form a piece in the form of a square with a side of 130 mm. Ion exchange membrane A was cut to form a 170 mm square fragment. One side of the electrode was sandwiched between two stainless steel plates (thickness: 1 mm, length: 9 mm, width: 170 mm). After positioning so that the center of the stainless steel plates was aligned with the center of the electrode, four clamps were used to evenly secure the electrode and the plates. The stainless steel plates in the center were clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended. The load applied by the testing machine at this time was set to 0 N. The combined assembly of stainless steel plates, electrode, and clamps was temporarily removed from the tensile and compressive testing machine and immersed in a bath containing clean water to sufficiently moisten electrode with clean water. Thereafter, the stainless steel plates in the center were again clamped with the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended.

Опускали верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие и обеспечивали сцепление образца электрода для электролиза с поверхностью ионообменной мембраны под действием поверхностного натяжения чистой воды. Размер поверхности сцепления в это время составлял 130 мм в длину и 110 мм в ширину. На электрод и ионообменную мембрану целиком набрызгивали чистую воду из промывалки, чтобы опять в достаточной мере смочить мембрану и электрод. После этого валик, образованный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток чистой воды. Прокатку валиком проводили только однократно.The upper clamp of the tensile and compressive testing machine was lowered and the sample of the electrolysis electrode was adhered to the surface of the ion exchange membrane by the surface tension of pure water. The size of the engagement surface at this time was 130 mm long and 110 mm wide. The entire electrode and the ion-exchange membrane were sprayed with clean water from a wash bottle in order to sufficiently moisten the membrane and electrode again. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm) was rolled from top to bottom while lightly pressing against the electrode to remove excess pure water. Rolling was carried out only once.

[1359] Электрод поднимали со скоростью 10 мм/минуту для начала измерения нагрузки и регистрировали нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и мембраны достигал величины 130 мм в ширину и 100 мм в длину. Это измерение повторяли три раза и рассчитывали среднее значение.[1359] The electrode was lifted at a speed of 10 mm / minute to start measuring the load, and the load was recorded when the size of the overlapping area of the electrode and membrane reached 130 mm in width and 100 mm in length. This measurement was repeated three times and the average was calculated.

Это среднее значение делили на площадь участка перекрывания электрода и ионообменной мембраны и на массу электрода на участке перекрывания с ионообменной мембраной для расчета силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1). Массу электрода на участке перекрывания с ионообменной мембраной определяли пропорциональным делением из значения, полученного в вышеописанном разделе (2) Масса на единицу площади (мг/см2).This average value was divided by the area of the overlapping area of the electrode and ion-exchange membrane and by the mass of the electrode in the overlap area with the ion-exchange membrane to calculate the force applied per unit mass · unit area (1). The mass of the electrode in the overlapping portion with the ion exchange membrane was determined by proportional division from the value obtained in the above section (2) Mass per unit area (mg / cm 2 ).

Что касается среды в измерительной камере, температура составляла 23±2°C и относительная влажность составляла 30±5%.With regard to the environment in the measurement chamber, the temperature was 23 ± 2 ° C and the relative humidity was 30 ± 5%.

Электрод, используемый в Примерах и Сравнительных Примерах, был способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая вниз или не отслаиваясь, когда ему было обеспечено сцепление с ионообменной мембраной, которая была сцеплена с закрепленной вертикально никелевой пластиной, под действием поверхностного натяжения.The electrode used in the Examples and Comparative Examples was able to hold on its own and adhere without sliding down or peeling when it was adhered to an ion exchange membrane that was adhered to a vertically fixed nickel plate under surface tension.

Схематический вид способа оценки прилагаемой силы (1) показан на фигуре 31.A schematic view of the method for evaluating the applied force (1) is shown in FIG. 31.

Нижний предел измерения машины для испытания на растяжение составлял 0,01 (Н).The lower limit of the tensile testing machine was 0.01 (N).

[1360] (4) Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (2) Н/(мг·см2) (сила сцепления) [1360] (4) Force applied per unit mass · unit area (2) N / (mg · cm 2 ) (adhesion force)

[Метод (ii)][Method (ii)]

Для измерения использовали машину для испытания на растяжение и сжатие (фирмы Imada–SS Corporation, основная машина для испытания: машина для испытания на растяжение и сжатие типа SDT–52NA, динамометрический датчик: датчик нагрузки типа SL–6001).For measurement, a tensile and compression machine (manufactured by Imada-SS Corporation, main testing machine: tensile and compression testing machine SDT-52NA type, load cell: load cell type SL-6001) was used.

Никелевую пластину, идентичную пластине в Методе (i), закрепляли вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие.A nickel plate, identical to the one in Method (i), was mounted vertically on the bottom clamp of a tensile and compression machine.

Образец электрода для электролиза (электрода), используемого для измерения, разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану А разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Одну сторону электрода прокладывали между двумя пластинами из нержавеющей стали (толщина: 1 мм, длина: 9 мм, ширина: 170 мм). После размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, использовали четыре зажима для равномерного закрепления электрода и пластин. Пластины из нержавеющей стали по центру зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод. Нагрузка, прилагаемая испытательной машиной, в это время была настроена на 0 Н. Объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекали из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружали в ванну, содержащую чистую воду, чтобы в достаточной степени увлажнить электрод чистой водой. После этого пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод.A sample of the electrolysis electrode (electrode) used for measurement was cut to form a piece in the form of a square with a side of 130 mm. Ion exchange membrane A was cut to form a 170 mm square fragment. One side of the electrode was sandwiched between two stainless steel plates (thickness: 1 mm, length: 9 mm, width: 170 mm). After positioning so that the center of the stainless steel plates was aligned with the center of the electrode, four clamps were used to evenly secure the electrode and the plates. The stainless steel plates in the center were clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended. The load applied by the testing machine at this time was set to 0 N. The combined assembly of stainless steel plates, electrode, and clamps was temporarily removed from the tensile and compressive testing machine and immersed in a bath containing clean water to sufficiently moisten electrode with clean water. Thereafter, the stainless steel plates in the center were again clamped with the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended.

[1361] Опускали верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие и обеспечивали сцепление образца электрода для электролиза с поверхностью никелевой пластины под действием поверхностного натяжения раствора. Размер поверхности сцепления в это время составлял 130 мм в длину и 110 мм в ширину. На электрод и никелевую пластину целиком набрызгивали чистую воду из промывалки, чтобы опять в достаточной мере смочить никелевую пластину и электрод. После этого валик, образованный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток раствора. Прокатку валиком проводили только однократно.[1361] The upper clamp of the tensile and compression machine was lowered and the electrolysis electrode sample adhered to the surface of the nickel plate by the surface tension of the solution. The size of the engagement surface at this time was 130 mm long and 110 mm wide. The entire electrode and the nickel plate were sprayed with clean water from a wash bottle to sufficiently wet the nickel plate and electrode again. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM spongy rubber around a vinyl chloride tube (outer diameter: 38 mm) was rolled from top to bottom while lightly pressing against the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once.

Электрод поднимали со скоростью 10 мм/минуту для начала измерения нагрузки и регистрировали нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и никелевой пластины в продольном направлении достигал 100 мм. Это измерение повторяли три раза и рассчитывали среднее значение.The electrode was lifted at a speed of 10 mm / minute to start measuring the load, and the load was recorded when the size of the overlapping area of the electrode and the nickel plate in the longitudinal direction reached 100 mm. This measurement was repeated three times and the average was calculated.

Это среднее значение делили на площадь участка перекрывания электрода и никелевой пластины и на единицу массу электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (2). Массу электрода на участке перекрывания с мембраной определяли пропорциональным делением из значения, полученного в вышеописанном разделе (2) Масса на единицу площади (мг/см2).This average value was divided by the area of the overlapping area of the electrode and the nickel plate and by the unit mass of the electrode in the overlapping area with the nickel plate to calculate the force applied per unit mass · unit area (2). The mass of the electrode in the membrane overlap portion was determined by proportional division from the value obtained in the above section (2) Mass per unit area (mg / cm 2 ).

Что касается среды в измерительной камере, температура составляла 23±2°C и относительная влажность составляла 30±5%.With regard to the environment in the measurement chamber, the temperature was 23 ± 2 ° C and the relative humidity was 30 ± 5%.

Электрод, используемый в Примерах и Сравнительных Примерах, был способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая вниз или не отслаиваясь, когда был сцеплен с закрепленной вертикально никелевой пластиной под действием поверхностного натяжения.The electrode used in the Examples and Comparative Examples was capable of self-adhesion and adhesion without sliding down or peeling when adhered to the vertically supported nickel plate under surface tension.

Нижний предел измерения машины для испытания на растяжение составлял 0,01 (Н).The lower limit of the tensile testing machine was 0.01 (N).

[1362] (5) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1) (%)[1362] (5) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 280 mm (1) (%)

(Мембрана и колонна)(Membrane and Column)

Метод оценки (1) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (1) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В Сравнительных Примерах 1 и 2 электрод объединяли с ионообменной мембраной горячим прессованием, и тем самым получали объединенный блок ионообменной мембраны и электрода (электрода в виде квадрата со стороной 130 мм). После того, как ионообменную мембрану полностью погружали в чистую воду, мембрану размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 280 мм. После этого избыток раствора удаляли с помощью валика, сформированного наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм). Валик прокатывали по ионообменной мембране слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 32. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана пришла в плотный контакт с пластиковой трубой электрода, имеющей внешний диаметр 280 мм.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In Comparative Examples 1 and 2, the electrode was hot-pressed with the ion exchange membrane, and thereby a combined unit of the ion exchange membrane and electrode (130 mm square electrode) was obtained. After the ion exchange membrane was completely immersed in pure water, the membrane was placed on the curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 280 mm. Thereafter, the excess solution was removed with a roller formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm). The roll was rolled over the ion exchange membrane from left to right in the schematic view shown in FIG. 32. The roll was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the portion where the ion exchange membrane came into intimate contact with the plastic electrode tube having an outer diameter of 280 mm was measured.

[1363] (6) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) (%)[1363] (6) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 280 mm (2) (%)

(Мембрана и электрод)(Membrane and electrode)

Метод оценки (2) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (2) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. Ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в чистую воду и затем наслаивали. Этот слоистое изделие размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 280 мм, так, что электрод находился снаружи. После этого валик, сформированный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали по ионообменной мембране слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 33, слегка нажимая на электрод для удаления избытка раствора. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана была приведена в плотный контакт с электродом.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square fragment, and the electrode was cut to form a 130 mm square fragment. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The ion exchange membrane and electrode were completely immersed in pure water and then layered. This layered product was placed on the curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 280 mm with the electrode on the outside. Thereafter, a roll formed by winding a spongy EPDM rubber of a closed cell type having a thickness of 5 mm around a vinyl chloride tube (outer diameter: 38 mm) was rolled over the ion exchange membrane from left to right in the schematic view shown in FIG. 33 while lightly pressing the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the area where the ion exchange membrane was brought into close contact with the electrode was measured.

[1364] (7) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) (%)[1364] (7) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 145 mm (3) (%)

(Мембрана и электрод)(Membrane and electrode)

Метод оценки (3) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (3) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, и электрод разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. Ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в чистую воду и затем наслаивали. Этот слоистое изделие размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 145 мм, так, что электрод находился снаружи. После этого валик, сформированный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 34, слегка нажимая на электрод для удаления избытка раствора. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана была приведена в плотный контакт с электродом.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square fragment, and the electrode was cut to form a 130 mm square fragment. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The ion exchange membrane and electrode were completely immersed in pure water and then layered. This laminate was placed on the curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 145 mm with the electrode on the outside. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride tube (outer diameter: 38 mm) was rolled from left to right in the schematic view shown in FIG. 34 while lightly pressing the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the area where the ion exchange membrane was brought into close contact with the electrode was measured.

[1365] (8) Технологичность (оценка реакции)[1365] (8) Manufacturability (reaction assessment)

(A) Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали на фрагменты размером 95×110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В каждом Примере ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в три раствора: водный раствор бикарбоната натрия, водный 0,1 н. раствор NaOH, и чистую воду, затем наслаивали и размещали неподвижно на тефлоновой пластине. Интервал между анодной ячейкой и катодной ячейкой, используемых в оценке электролиза, регулировали на величину около 3 см. Неподвижно размещенное слоистое изделие приподнимали и проводили операцию вставления и удерживания слоистого изделия между ними. Эту операцию проводили, проверяя электрод на смещение и падение.(A) The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece, and the electrode was cut into pieces of 95 × 110 mm. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In each Example, the ion-exchange membrane and the electrode were completely immersed in three solutions: aqueous sodium bicarbonate solution, aqueous 0.1 N. NaOH solution, and pure water, then layered and placed stationary on a Teflon plate. The spacing between the anode cell and the cathode cell used in the electrolysis evaluation was adjusted to about 3 cm. The stationary layered article was lifted and the operation of inserting and holding the layered article between them was carried out. This operation was performed by checking the electrode for displacement and drop.

[1366] (B) Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали на фрагменты размером 95×110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В каждом Примере ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в три раствора: водный раствор бикарбоната натрия, водный 0,1 н. раствор NaOH, и чистую воду, затем наслаивали и размещали неподвижно на тефлоновой пластине. Два соседних угла участка мембраны в слоистом изделии удерживали руками для подъема слоистого изделия так, чтобы он был вертикальным. Удерживаемую руками за два соседних угла мембрану перемещали из этого состояния, сводя их близко друг к другу так, что мембрана высовывалась или утапливалась. Это перемещение повторяли опять для проверки прилегаемости электрода к мембране. Результаты оценивали по четырехбалльной шкале от 1 до 4 на основе следующих показателей:[1366] (B) The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece, and the electrode was cut into pieces of 95 × 110 mm. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In each Example, the ion-exchange membrane and the electrode were completely immersed in three solutions: aqueous sodium bicarbonate solution, aqueous 0.1 N. NaOH solution, and pure water, then layered and placed stationary on a Teflon plate. Two adjacent corners of a portion of the membrane in the laminate were hand held to lift the laminate so that it is vertical. The membrane, held by hands at two adjacent corners, was moved from this state, bringing them close to each other so that the membrane protruded or recessed. This movement was repeated again to check the adherence of the electrode to the membrane. The results were evaluated on a four-point scale from 1 to 4 based on the following indicators:

1: хорошая технологичность1: good workability

2: пригодна к эксплуатации2: usable

3: эксплуатация затруднительна3: operation is difficult

4: по существу не пригодна к эксплуатации4: essentially unserviceable

Здесь образец Сравнительного Примера 2–5, образованный с размером, эквивалентным размеру крупной электролитической ячейки, включающей электрод с величиной 1,3 м×2,5 м и ионообменную мембрану с размером 1,5 м×2,8 м, подвергали погрузке-разгрузке. Результат оценки Сравнительного Примера 5 («3», как описано ниже) использовали как показатель для оценки разницы между оценкой вышеуказанных (А) и (В) и оценкой крупноразмерного образца. То есть в случае, где результат оценки малоразмерного слоистого изделия составлял «1» или «2», было высказано суждение, что не возникает никаких проблем с технологичностью, даже если слоистое изделие было сформировано с большим размером.Here, a sample of Comparative Example 2-5 formed with a size equivalent to that of a large electrolytic cell including a 1.3 m × 2.5 m electrode and a 1.5 m × 2.8 m ion exchange membrane was handled ... The evaluation result of Comparative Example 5 ("3" as described below) was used as an index to evaluate the difference between the evaluation of the above (A) and (B) and the evaluation of a large sample. That is, in the case where the evaluation result of the small-sized laminate was "1" or "2", it was judged that no workability problems arise even if the laminate was formed at a large size.

[1367] (9) Оценка характеристик электролиза (напряжения (V), выхода по току (%), общей концентрации соли в каустической соде (млн–1, в расчете на 50%))[1367] (9) Evaluation of electrolysis characteristics (voltage (V), current efficiency (%), the total salt concentration of the caustic soda (mn -1, 50% based))

Характеристики электролиза оценивали в рамках следующего электролизного эксперимента.The electrolysis performance was evaluated in the following electrolysis experiment.

Размещали напротив друг друга ячейку с титановым анодом, имеющую анодную камеру, в которой был сформирован анод (ячейку анодного вывода), и катодную ячейку, имеющую камеру с никелевым катодом, в которой был сформирован катод (ячейку катодного вывода). Между ячейками размещали пару уплотнений, и между уплотнениеми прокладывали слоистое изделие (слоистое изделие из ионообменной мембраны А и электрода для электролиза). Затем анодную ячейку, уплотнение, слоистое изделие, уплотнение и катод приводили в плотный контакт друг с другом с образованием электролитической ячейки и формировали электролизер, содержащий ячейку.A titanium anode cell was placed opposite each other, having an anode chamber in which the anode (anode outlet cell) was formed, and a cathode cell having a nickel cathode chamber, in which a cathode (cathode outlet cell) was formed. A pair of seals was placed between the cells, and a layered article (a layered article of ion exchange membrane A and an electrolysis electrode) was placed between the seal and. Then, the anode cell, seal, laminate, seal, and cathode were brought into intimate contact with each other to form an electrolytic cell, and an electrolyzer containing the cell was formed.

[1368] Анод получали нанесением смешанного раствора хлорида рутения, хлорида иридия и тетрахлорида титана на титановую подложку, подвергнутую струйной обработке и кислотному травлению в качестве предварительной обработки, с последующим высушиванием и обжигом. Анод закрепляли в анодной камере сваркой. В качестве катода использовали катод, описанный в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров. В качестве токоотвода катодной камеры применяли никелевый просечно–вытяжной металлический лист. Токоотвод имел размер 95 мм в длину×110 мм в ширину. В качестве металлического упругого тела использовали мат, образованный вязанием тонкой никелевой проволоки. Мат в качестве металлического упругого тела размещали на токоотводе. Поверх него размещали никелевую сетку, образованную полотняным плетением никелевой проволоки, имеющей диаметр 150 мкм и размер ячеек сита 40 меш, и для закрепления четырех углов Ni–сетки к токоотводу применяли выполненный из Teflon(R) шнур. Эту Ni–сетку использовали в качестве питающего проводника. Эта электролитическая ячейка имеет конструкцию с нулевым зазором, использующую силу отталкивания, которую создает мат как металлическое упругое тело. В качестве уплотнений использовали уплотнения из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM). В качестве мембраны применяли ионообменную мембрану А (квадрат со стороной 160 мм), полученную в разделе [Метод (i)].[1368] The anode was obtained by applying a mixed solution of ruthenium chloride, iridium chloride and titanium tetrachloride on a titanium substrate, subjected to blasting and acid etching as a pretreatment, followed by drying and firing. The anode was fixed in the anode chamber by welding. As the cathode, the cathode described in each of Examples and Comparative Examples was used. A nickel expanded metal sheet was used as a current collector of the cathode chamber. The down conductor was 95 mm long × 110 mm wide. As the metal elastic body, a mat formed by knitting a thin nickel wire was used. The mat as a metal elastic body was placed on the down conductor. A nickel mesh was placed on top of it, formed by a plain weave of nickel wire having a diameter of 150 μm and a mesh size of 40 mesh, and a Teflon (R) cord made of Teflon (R) was used to fix the four corners of the Ni – mesh to the down conductor. This Ni-grid was used as a supply conductor. This electrolytic cell has a zero-gap design utilizing the repulsive force generated by the mat like a metal resilient body. Seals made of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) were used as seals. The membrane used was an ion exchange membrane A (square with a side of 160 mm) obtained in [Method (i)].

[1369] Вышеуказанную электролитическую ячейку использовали для выполнения обычного электролиза соли. Концентрация рассола (концентрация хлорида натрия) в анодной камере была отрегулирована на 205 г/л. Концентрация гидроксида натрия в катодной камере была выставлена на 32% по массе. Температура каждой из анодной камеры и катодной камеры была отрегулирована так, чтобы температура в каждой камере могла достигать 90°С. Обычный электролиз соли проводили при плотности тока 6 кА/м2, измеряя напряжение, выход по току и общую концентрацию соли в каустической соде. Выход по току здесь представляет собой отношение количества образованной каустической соды к пропущенному току, и когда скорее примесные ионы и гидроксид–ионы, нежели ионы натрия, проходят через ионообменную мембрану под действием пропускаемого тока, выход по току снижается. Выход по току получали делением числа молей каустической соды, образованной в течение определенного времени, на число молей электронов тока, пропущенного на протяжении этого времени. Число молей каустической соды получали выделением образованной при электролизе каустической соды в пластиковый контейнер и измерением ее массы. В качестве общей концентрации соли в каустической соде показано значение, полученное преобразованием концентрации каустической соды в расчете на 50%.[1369] The above electrolytic cell was used to perform conventional salt electrolysis. The brine concentration (sodium chloride concentration) in the anode chamber was adjusted to 205 g / L. The concentration of sodium hydroxide in the cathode compartment was set to 32% by weight. The temperature of each of the anode chamber and the cathode chamber was adjusted so that the temperature in each chamber could reach 90 ° C. Conventional salt electrolysis was carried out at a current density of 6 kA / m 2 , measuring voltage, current efficiency and total salt concentration in caustic soda. The current efficiency here is the ratio of the amount of caustic soda formed to the passed current, and when impurity ions and hydroxide ions, rather than sodium ions, pass through the ion exchange membrane under the influence of the passed current, the current efficiency decreases. The current efficiency was obtained by dividing the number of moles of caustic soda formed during a given time by the number of moles of electrons of current passed during that time. The number of moles of caustic soda was obtained by separating the caustic soda formed during electrolysis into a plastic container and measuring its weight. Shown as the total salt concentration in caustic soda is the value obtained by converting the caustic soda concentration by 50%.

Технические характеристики электрода и питающего проводника, использованных в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров, показана в Таблице 3.The technical characteristics of the electrode and supply conductor used in each of the Examples and Comparative Examples are shown in Table 3.

[1370][1370]

(11) Измерение толщины каталитического слоя, подложки электрода для электролиза и толщины электрода(11) Measurement of the thickness of the catalytic layer, the electrode substrate for electrolysis and the thickness of the electrode

Для измерения толщины подложки электрода для электролиза применяли цифровой толщиномер (производства фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм), рассчитывая среднее значение по 10 точкам, полученным измерением равномерно по плоскости. Это значение использовали в качестве толщины подложки электрода для электролиза (измеренной толщины). Для измерения толщины электрода применяли цифровой толщиномер, рассчитывая среднее значение по 10 точкам, полученным измерением равномерно по плоскости, таким же образом, как для подложки электрода. Это значение использовали как толщину электрода (измеренную толщину). Толщину каталитического слоя определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.A digital thickness gauge (manufactured by Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm) was used to measure the thickness of the electrolysis electrode substrate by calculating an average of 10 points measured uniformly over the plane. This value was used as the thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness). A digital thickness gauge was used to measure the electrode thickness, calculating the average of 10 points, obtained by measuring uniformly over the plane, in the same way as for the electrode substrate. This value was used as the thickness of the electrode (measured thickness). The thickness of the catalytic layer was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode.

[1371] (12) Испытание упругой деформации электрода[1371] (12) Test of elastic deformation of the electrode

Каждый элемент из ионообменной мембраны А (мембраны) и электрода, полученных в разделе [Метод (i)], разрезали для получения образца в виде квадрата со стороной 110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. После этого ионообменную мембрану и электрод наслаивали для получения слоистого изделия в условиях температуры: 23±2°C и относительной влажности: 30±5%, слоистое изделие наматывали вокруг ПВХ–трубы, имеющей внешний диаметр φ32 мм и длину 20 см, без какого-либо зазора, как показано на Фигуре 35. Слоистое изделие закрепляли с использованием полиэтиленовой кабельной стяжки так, чтобы слоистое изделие не могло бы отделиться от ПВХ–трубы или ослабиться. Слоистое изделие удерживали в этом состоянии в течение 6 часов. После этого кабельную стяжку удаляли и слоистое изделие разматывали с ПВХ–трубы. Только электрод размещали на поверочной плите и измеряли высоты L1 и L2 участка, приподнятого от поверочной плиты, для определения среднего значения. Это значение использовали как показатель деформации электрода. То есть меньшее значение означает, что слоистое изделие деформируется с меньшей вероятностью.Each of the ion exchange membrane A (membrane) and the electrode obtained in [Method (i)] was cut to obtain a 110 mm square sample. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. Thereafter, the ion-exchange membrane and electrode were layered to obtain a laminated product under conditions of temperature: 23 ± 2 ° C and relative humidity: 30 ± 5%, the laminated product was wound around a PVC pipe having an outer diameter of φ32 mm and a length of 20 cm, without any or a gap as shown in Figure 35. The laminated product was secured using a polyethylene cable tie so that the laminated product could not separate from the PVC pipe or loosen. The laminated article was held in this state for 6 hours. After that, the cable tie was removed and the laminated product was unwound from the PVC pipe. Only the electrode was placed on the surface plate and the heights L 1 and L 2 of the portion raised from the surface plate were measured to determine the average. This value was used as an indicator of electrode deformation. That is, a lower value means that the laminate is less likely to deform.

Когда использовали просечно–вытяжной металллический лист, были два направления намотки: SW–направление и LW–направление. В этом испытании слоистое изделие наматывали по SW–направлению.When expanded metal sheet was used, there were two winding directions: SW-direction and LW-direction. In this test, the laminate was wound in the SW direction.

Деформированные электроды (электроды, которые не возвратились в свое исходное состояние) оценивали по мягкости после пластической деформации в соответствии с методом, как показано на Фигуре 36. То есть деформированные электроды помещали на мембрану, полностью погруженную в чистую воду. Один конец электрода закрепляли, а другой приподнятый конец прижимали к мембране для ослабления силы, и оценку проводили по тому, прилегал ли деформированный электрод к мембране.Deformed electrodes (electrodes that did not return to their original state) were evaluated for softness after plastic deformation according to the method as shown in Figure 36. That is, the deformed electrodes were placed on a membrane completely immersed in pure water. One end of the electrode was fixed and the other raised end was pressed against the membrane to relieve the force, and it was judged whether the deformed electrode was in contact with the membrane.

[1372] (13) Оценка повреждения мембраны[1372] (13) Assessment of membrane damage

В качестве мембраны использовали указанную ниже ионообменную мембрану В.The following ion exchange membrane B was used as a membrane.

В качестве армирующих материалов сердцевины были применены материалы, полученные скручиванием 900 раз/метр филаментов из политетрафторэтилена (PTFE) с размером 100 денье в форме нитей (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей основы использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр восьми филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). В качестве уточных расходуемых пряжей применяли пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр восьми филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET). Сначала выполняли полотняное плетение PTFE–нитей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, получая тканое полотно, имеющее толщину 100 мкм.As the reinforcing materials of the core, materials obtained by twisting 900 times / meter of 100 denier polytetrafluoroethylene (PTFE) filaments in the form of filaments (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used. As the warp yarns consumable, yarns obtained by twisting 200 times / meter of eight 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns) were used. As the weft consumable yarns, yarns obtained by twisting 200 times / meter of eight 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments were used. First, plain weaving of PTFE yarns and consumable yarns was performed with 24 PTFE yarns / inch so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE yarns, resulting in a woven fabric having a thickness of 100 µm.

Затем получали полимер (A1) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имел ионообменную емкость 0,92 мг⋅экв/г, и полимер (B1) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,10 мг⋅экв/г. С использованием этих полимеров (A1) и (B1) способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку X, в которой толщина слоя полимера (А1) составляла 25 мкм, а толщина слоя полимера (В1) составляла 89 мкм. В качестве ионообменной емкости каждого полимера была показана ионообменная емкость в случае гидролиза прекурсоров ионообменных групп каждого полимера для преобразования в ионообменные группы.Then, polymer (A1) was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.92 mg⋅eq / g, and polymer (B1) in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.10 mg⋅eq / g. Using these polymers (A1) and (B1), a two-layer film X in which the thickness of the polymer layer (A1) was 25 µm and the thickness of the polymer layer (B1) was 89 µm was obtained by a flat die coextrusion method. As the ion exchange capacity of each polymer, the ion exchange capacity was shown in the case of hydrolysis of the precursors of the ion exchange groups of each polymer for conversion to ion exchange groups.

Отдельно получали полимер (B2) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,10 мг⋅экв/г. Этот полимер получали однослойной экструзией с получением пленки Y, имеющей толщину 20 мкм.Separately, polymer (B2) was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.10 mg-eq / g ... This polymer was obtained by single layer extrusion to obtain a Y film having a thickness of 20 μm.

Затем прокладочную бумагу, пленку Y, армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 225°С и величины пониженного давления 0,022 МПа в течение двух минут, а затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану. Полученную композитную мембрану погружали в водный раствор, содержащий диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), в течение часа для омыления. После этого мембрану погружали в водный 0,5 н. раствор NaOH в течение часа для замещения присоединенных к ионообменным группам ионов на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при 60°С.Then release paper, film Y, reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under conditions of a hot plate surface temperature of 225 ° C and a value of reduced pressure of 0.022 MPa for two minutes, and then the release paper was removed to obtain a composite membrane. The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH) for one hour to saponify. After that, the membrane was immersed in aqueous 0.5N hydrochloric acid. NaOH solution for one hour to replace the ions attached to the ion-exchange groups with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, гидролизовывали полимер (B3) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,05 мг⋅экв/г, и затем преобразовывали в полимер кислотного типа соляной кислотой. Частицы оксида циркония, имеющие средний размер первичных частиц 0,02 мкм, добавляли к смешанному 50/50 (массовое соотношение) раствору воды и этанола, в котором растворяли полимер (B3’) этого кислотного типа в пропорции 5% по массе так, что массовое отношение полимера (B3’) к частицам оксида циркония составляло 20/80. После этого полимер (B3’) диспергировали в суспензии частиц оксида циркония с помощью шаровой мельницы для получения суспензии.In addition, polymer (B3) was hydrolyzed in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.05 mg-eq. / g, and then converted into an acid-type polymer with hydrochloric acid. Zirconium oxide particles having an average primary particle size of 0.02 μm were added to a mixed 50/50 (mass ratio) solution of water and ethanol in which polymer (B3 ') of this acidic type was dissolved in a proportion of 5% by mass so that the mass the ratio of polymer (B3 ') to zirconium oxide particles was 20/80. Thereafter, the polymer (B3 ') was dispersed in a slurry of zirconium oxide particles with a ball mill to obtain a slurry.

Эту суспензию наносили способом распыления на обе поверхности ионообменной мембраны и высушивали с получением ионообменной мембраны B, имеющей слой покрытия, содержащий полимер (B3’) и частицы оксида циркония. Плотность покрытия оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,35 мг/см2.This suspension was sprayed onto both surfaces of an ion exchange membrane and dried to obtain an ion exchange membrane B having a coating layer containing polymer (B3 ') and zirconium oxide particles. The density of the zirconium oxide coating, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.35 mg / cm 2 .

[1373] Использованный анод был таким же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза.[1373] The anode used was the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance.

Использованный катод был катодом, описанным в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров. Применяемые токоотвод, мат и питающий проводник катодной камеры были такими же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. То есть была обеспечна конструкция с нулевым зазором, использующая Ni–сетку в качестве питающего проводника и силу отталкивания, которую создает мат как металлическое упругое тело. Использованные уплотнения были такими же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В качестве мембраны использовали ионообменную мембрану В, полученную вышеуказанным способом. То есть был сформирован электролизер, эквивалентный показанному в разделе (9), за исключением того, что слоистое изделие из ионообменной мембраны В и электрода для электролиза прокладывали между парой уплотнений.The cathode used was the cathode described in each of the Examples and Comparative Examples. The down conductor, mat and supply conductor of the cathode chamber used were the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance. That is, a zero-gap design was provided, using the Ni-grid as the supply conductor and the repulsive force that the mat creates as a metallic elastic body. The seals used were the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance. As the membrane, the ion-exchange membrane B obtained by the above method was used. That is, an electrolyzer equivalent to that shown in section (9) was formed, except that the laminated article of the ion exchange membrane B and the electrolysis electrode was interposed between the pair of seals.

[1374] Вышеуказанную электролитическую ячейку использовали для выполнения электролиза обычной соли. Концентрация рассола (концентрация хлорида натрия) в анодной камере была отрегулирована на 205 г/л. Концентрация гидроксида натрия в катодной камере была выставлена на 32% по массе. Температура каждой из анодной камеры и катодной камеры была отрегулирована так, чтобы температура в каждой камере могла достигать 70°С. Электролиз обычной соли проводили при плотности тока 8 кА/м2. Электролиз прекращали через 12 часов после начала электролиза, и ионообменную мембрану В извлекали и обследовали для оценки состояния ее повреждения.[1374] The above electrolytic cell was used to perform ordinary salt electrolysis. The brine concentration (sodium chloride concentration) in the anode chamber was adjusted to 205 g / L. The concentration of sodium hydroxide in the cathode compartment was set to 32% by weight. The temperature of each of the anode chamber and the cathode chamber was adjusted so that the temperature in each chamber could reach 70 ° C. The electrolysis of common salt was carried out at a current density of 8 kA / m 2 . The electrolysis was stopped 12 hours after the start of the electrolysis, and the ion exchange membrane B was removed and examined to assess the state of its damage.

«0» означает отсутствие повреждений. Оценка от «1» до «3» означает, что имеется повреждение, а большее число означает высокую степень повреждения."0" means no damage. A score of "1" to "3" means there is damage, and a higher number means a high degree of damage.

[1375] (14) Вентиляционное сопротивление электрода[1375] (14) Ventilation resistance of the electrode

Вентиляционное сопротивление электрода измеряли с использованием тестера воздухопроницаемости KES–F8 (торговое наименование, фирма KATO TECH CO., LTD.). Единицей вентиляционного сопротивления является кПа·с/м. Измерение повторяли 5 раз, и среднее значение приведено в Таблице 4. Измерение проводили в следующих условиях. Температура измерительной камеры составляла 24°С и относительная влажность 32%.The ventilation resistance of the electrode was measured using a KES-F8 air permeability tester (trade name, KATO TECH CO., LTD.). The unit for ventilation resistance is kPa s / m. The measurement was repeated 5 times, and the average value is shown in Table 4. The measurement was carried out under the following conditions. The temperature of the measuring chamber was 24 ° C and the relative humidity was 32%.

Условие измерения 1 (вентиляционное сопротивление 1)Measurement condition 1 (ventilation resistance 1)

Скорость поршня: 0,2 см/сPiston speed: 0.2 cm / s

Объем продувки: 0,4 см3/см2Purge volume: 0.4 cm 3 / cm 2 / s

Диапазон измерения: SENSE L (низкий)Measuring range: SENSE L (low)

Размер образца: 50 мм×50 ммSample size: 50mm × 50mm

Условие измерения 2 (вентиляционное сопротивление 2)Measurement condition 2 (ventilation resistance 2)

Скорость поршня: 2 см/сPiston speed: 2 cm / s

Объем продувки: 4 см3/см2Purge volume: 4 cm 3 / cm 2 / s

Диапазон измерения: SENSE M (средний) или H (высокий)Measuring range: SENSE M (medium) or H (high)

Размер образца: 50 мм×50 ммSample size: 50mm × 50mm

[1376][1376]

[Пример 2–1][Example 2-1]

В качестве подложки электрода для катода в электролизе получали электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 16 мкм. Одна поверхность этой никелевой фольги была подвергнута обработке для обеспечения шероховатости посредством нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как в случае измерения поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for a cathode in electrolysis, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 16 µm was obtained. One surface of this nickel foil was roughened by electrolytic nickel plating. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as in the case of the surface roughness measurement of the blasted nickel plate.

Пористую фольгу формировали перфорированием этой никелевой фольги с образованием круглых отверстий путем штампования. Коэффициент открытой пористости составлял 49%.A porous foil was formed by punching this nickel foil into circular holes by punching. The open porosity ratio was 49%.

[1377] Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Растворы нитрата рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.[1377] A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium nitrate having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and cerium nitrate (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1: 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина электрода, изготовленного в Примере 2–1, составляла 24 мкм. Толщина каталитического слоя, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм. Покрытие было сформировано также на поверхности, которая не была сделана шероховатой. Толщина представляла собой совокупную толщину оксида рутения и оксида церия.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the electrode made in Example 2-1 was 24 µm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm. A coating was also formed on a surface that was not roughened. The thickness was the combined thickness of ruthenium oxide and cerium oxide.

Результаты измерения силы сцепления электрода, изготовленного вышеуказанным способом, показаны в Таблице 4. Наблюдалась достаточная сила сцепления.The results of measuring the adhesion force of the electrode made by the above method are shown in Table 4. Sufficient adhesion force was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1378] Электрод, полученный вышеуказанным способом, разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны А (размер: 160 мм×160 мм), полученной в разделе [Метод (i)] и приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH, и обеспечили сцепление с ней под действием поверхностного натяжения водного раствора.[1378] The electrode obtained by the above method was cut into pieces of 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The roughened electrode surface was placed opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane A (size: 160 mm × 160 mm) obtained in [Method (i)] and equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution, and ensured adhesion to it under the action of the surface tension of the aqueous solution.

Даже когда четыре угла участка мембраны с объединенным с мембраной электродом, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отделялся и не смещался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся и не смещался.Even when the four corners of the membrane-integrated electrode portion, which was obtained by combining the membrane with the electrode, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not detach or move. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach or move.

Вышеуказанный объединенный с мембраной электрод прокладывали между анодной ячейкой и катодной ячейкой так, что поверхность, к которой электрод был присоединен, была обращена к стороне катодной камеры. В секционной конструкции токоотвод, мат, никелевую сетку в качестве питающего проводника, электрод, мембрану и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.The above membrane-integrated electrode was interposed between the anode cell and the cathode cell so that the surface to which the electrode was attached was facing the cathode chamber side. In a sectional structure, a down conductor, a mat, a nickel mesh as a supply conductor, an electrode, a membrane, and an anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap.

Полученный электрод подвергали испытанию на характеристики электролиза. Результаты показаны в Таблице 4.The resulting electrode was tested for electrolysis performance. The results are shown in Table 4.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».The electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом рентгенофлуоресцентного анализа (XRF), по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by X-ray fluorescence analysis (XRF), substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1379] [Пример 2–2][1379] [Example 2-2]

В Примере 2–2 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 22 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,96 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 44%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-2, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 22 μm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic average Ra of the roughness of the rough surface was 0.96 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 44%. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 29 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм. Покрытие формировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 29 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0033 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0033 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измерили методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1380] [Пример 2–3][1380] [Example 2-3]

В Примере 2–3 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 30 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 1,38 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 44%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-3, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 30 μm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 1.38 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 44%. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 38 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм. Покрытие формировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 38 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измерили методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1381] [Пример 2–4][1381] [Example 2-4]

В Примере 2–4 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 16 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 75%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-4, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 16 μm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 75%. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 24 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 24 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0023 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0023 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измерили методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), о другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1382] [Пример 2–5][1382] [Example 2-5]

В Примере 2–5 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Обе поверхности этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,96 мкм. Обе поверхности имели одинаковую шероховатость. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 49%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-5, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 20 μm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. Both surfaces of this nickel foil were roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic average Ra of the roughness of the rough surface was 0.96 μm. Both surfaces had the same roughness. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 49%. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 30 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм. Покрытие формировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 30 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0023 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0023 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Кроме того, когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на обеих поверхностях. В порядке сравнения с Примерами от 2–1 до 2–4, это показывает, что другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.In addition, when the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on both surfaces. By comparison with Examples 2-1 to 2-4, this shows that other surfaces not opposed to the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1383] [Пример 2–6][1383] [Example 2-6]

В Примере 2–6 оценку проводили таким же образом, как в Примере 2–1, за исключением того, что покрытие подложки электрода для электролиза на катоде наносили ионным осаждением, и результаты показаны в Таблице 4. При ионном осаждении формирование пленки выполняли с использованием мишени из металлического Ru при температуре нагревания 200°С и в аргон/кислородной атмосфере, при давлении для формирования пленки 7×10–2 Па. Сформированное покрытие представляло собой оксид рутения.In Example 2-6, evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, except that the coating of the electrode substrate for electrolysis on the cathode was deposited by ion deposition, and the results are shown in Table 4. In ion deposition, film formation was performed using a target from metallic Ru at a heating temperature of 200 ° C and in an argon / oxygen atmosphere, at a pressure for film formation of 7 × 10 –2 Pa. The formed coating was ruthenium oxide.

Толщина электрода составляла 26 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 26 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1384] [Пример 2–7][1384] [Example 2-7]

В Примере 2–7 подложку электрода для электролиза на катоде получали способом электроформования. Фотомаска имела форму, образованную размещением по вертикали и горизонтали квадратов величиной 0,485 мм×0,485 мм с интервалом 0,15 мм. Экспонирование, проявление и электроосаждение последовательно проводили для получения никелевой пористой фольги, имеющей измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-7, an electrode substrate for electrolysis at the cathode was prepared by an electrospinning method. The photomask had a shape formed by placing vertically and horizontally squares measuring 0.485 mm × 0.485 mm with an interval of 0.15 mm. Exposure, development, and electrodeposition were sequentially carried out to obtain a porous nickel foil having a measured thickness of 20 μm and an open porosity ratio of 56%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 37 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 17 мкм.The electrode thickness was 37 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 17 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0032 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0032 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1385] [Пример 2–8][1385] [Example 2-8]

В Примере 2–8 подложку электрода для электролиза на катоде получили способом электроформования. Подложка имела измеренную толщину 50 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,73 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-8, an electrode substrate for electrolysis at the cathode was obtained by an electrospinning method. The substrate had a measured thickness of 50 μm and an open porosity ratio of 56%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.73 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 60 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 60 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0032 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0032 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1386] [Пример 2–9][1386] [Example 2-9]

В Примере 2–9 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 150 мкм и коэффициент пустотности 76% (производства фирмы NIKKO TECHNO, Ltd.). Нетканое полотно имело диаметр никелевых волокон 40 мкм и базовый вес 300 г/м2. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-9, a nickel nonwoven fabric having a measured thickness of 150 µm and a void ratio of 76% (manufactured by NIKKO TECHNO, Ltd.) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. The nonwoven fabric had a nickel fiber diameter of 40 μm and a basis weight of 300 g / m 2 . Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 165 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 15 мкм.The electrode thickness was 165 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 15 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 29 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 29 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0612 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0612 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1387] [Пример 2–10][1387] [Example 2-10]

В Примере 2–10 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 200 мкм и коэффициент пустотности 72% (производства фирмы NIKKO TECHNO, Ltd.). Нетканое полотно имело диаметр никелевых волокон 40 мкм и базовый вес 500 г/м2. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-10, a nickel nonwoven fabric having a measured thickness of 200 µm and a void ratio of 72% (manufactured by NIKKO TECHNO, Ltd.) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. The nonwoven fabric had a nickel fiber diameter of 40 µm and a basis weight of 500 g / m 2 . Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 215 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 15 мкм.The electrode thickness was 215 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 15 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 40 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 40 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0164 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0164 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1388] [Пример 2–11][1388] [Example 2-11]

В Примере 2–11 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали пористый никель, имеющий измеренную толщину 200 мкм и коэффициент пустотности 72% (производства фирмы Mitsubishi Materials Corporation). За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-11, a porous nickel having a measured thickness of 200 µm and a void ratio of 72% (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 210 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 210 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 17 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 17 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0402 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0402 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1389] [Пример 2–12][1389] [Example 2-12]

В Примере 2–12 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 200 меш, имеющую диаметр проволок 50 мкм, измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 37%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Струйная обработка не изменила коэффициент открытой пористости. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 2–12 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-12, a 200 mesh nickel grid having a wire diameter of 50 µm, a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 37% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was performed using 320 grit alumina. Blasting did not change the open porosity ratio. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 2-12, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 110 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 110 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0154 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0154 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей, как «1». Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good, like "1". Membrane damage was rated as good: "0".

[1390] [Пример 2–13][1390] [Example 2-13]

В примере 2–13 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 150 меш, имеющую диаметр проволок 65 мкм, измеренную толщину 130 мкм и коэффициент открытой пористости 38%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Струйная обработка не изменила коэффициент открытой пористости. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 2–13 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,66 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-13, a 150 mesh nickel grid with a wire diameter of 65 µm, a measured thickness of 130 µm and an open porosity ratio of 38% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was performed using 320 grit alumina. Blasting did not change the open porosity ratio. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 2-13, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.66 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 133 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 3 мкм.The electrode thickness was 133 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 3 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 6,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 6.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0124 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0124 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный в качестве крупноразмерного слоистого изделия. Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be useful as a large laminated article. Membrane damage was also rated as good: "0".

[1391] [Пример 2–14][1391] [Example 2-14]

В Примере 2–14 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали подложку, идентичную подложке в Примере 2–3 (измеренная толщина 30 мкм и коэффициент открытой пористости 44%). Оценку характеристик электролиза проводили на конструкции, идентичной конструкции в Примере 2–1, за исключением того, что не применяли никелевую сетку в качестве питающего проводника. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, объединенный с мембраной электрод, и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и в качестве питающего проводника служил мат. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-14, as an electrode substrate for electrolysis at the cathode, a substrate identical to that in Example 2-3 (measured thickness 30 µm and open porosity ratio 44%) was used. The electrolysis performance was evaluated on a structure identical to that in Example 2-1, except that a nickel mesh was not used as the supply conductor. That is, in the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the electrode combined with the membrane, and the anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap, and the mat served as a supply conductor. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1392] [Пример 2–15][1392] [Example 2-15]

В Примере 2–15 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали подложку, идентичную подложке в Примере 2–3 (измеренная толщина 30 мкм и коэффициент открытой пористости 44%). Катод, использованный в Контрольном Примере 1, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали вместо никелевой сетки в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку характеристик электролиза проводили на конструкции, идентичной конструкции в Примере 2–1. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза (служивший в качестве питающего проводника), электрод для электролиза (катод), мембрану и анод, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и катод, который изношен и имеет повышенное напряжение электролиза, служил в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-15, as the electrode substrate for electrolysis at the cathode, a substrate identical to that in Example 2-3 (measured thickness 30 µm and open porosity ratio 44%) was used. The cathode used in Test Example 1, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, was placed in place of the nickel grid as a supply conductor. Except as described above, the electrolysis performance was evaluated on a structure identical to that in Example 2-1. That is, in a sectional structure, a cell, a down conductor, a mat, a cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage (serving as a supply conductor), an electrolysis electrode (cathode), a membrane and an anode, were placed in this order from the side of the cathode chamber to form zero-gap designs, and the cathode, which is worn out and has an increased electrolysis voltage, served as the supply conductor. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1393] [Пример 2–16][1393] [Example 2-16]

В качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм. Обе поверхности титановой фольги подвергали обработке для придания шероховатости. Пористую фольгу формировали перфорированием этой титановой фольги с образованием круглых отверстий путем штамповки. Диаметр отверстий составлял 1 мм, и коэффициент открытой пористости составлял 14%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,37 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for electrolysis at the anode, a titanium foil having a measured thickness of 20 µm was used. Both surfaces of the titanium foil were roughened. A porous foil was formed by punching this titanium foil to form circular holes by punching. The hole diameter was 1 mm and the open porosity ratio was 14%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.37 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate.

Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода получали согласно следующей процедуре. Растворы хлорида рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), хлорида иридия, имеющего концентрацию иридия 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и тетрахлорида титана (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) смешивали так, что молярное соотношение элемента рутения, элемента иридия и элемента титана составляло 0,25:0,25:0,5. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для анода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium chloride having a ruthenium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), iridium chloride having an iridium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), and titanium tetrachloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mixed so that the molar ratio of ruthenium element, iridium element and titanium element was 0.25: 0.25: 0.5. This mixed solution was thoroughly mixed and used as an anode coating liquid.

[1394] Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). После того, как вышеуказанная покровная жидкость была нанесена на титановую пористую фольгу, проводили высушивание при 60°С в течение 10 минут и обжиг при 475°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига многократно выполняли, и затем проводили обжиг при 520°С в течение одного часа.[1394] A bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). After the above coating liquid was applied to the titanium porous foil, drying was carried out at 60 ° C for 10 minutes and firing at 475 ° C for 10 minutes. A series of these operations of coating, drying, pre-calcining, and calcining were performed several times, and then calcination was carried out at 520 ° C. for one hour.

Полученный вышеуказанным способом электрод разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Вырезанный образец электрода прилепляли с использованием поверхностного натяжения водного раствора по существу в центральном положении стороны слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны А (размер: 160 мм×160 мм), полученной в разделе [Метод (i)] и приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH.The electrode obtained by the above method was cut into pieces measuring 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The cut electrode sample was adhered using the surface tension of an aqueous solution at substantially the central position of the sulfonic acid layer side of the ion exchange membrane A (size: 160 mm × 160 mm) obtained in [Method (i)] and equilibrated with aqueous 0, 1 n. NaOH solution.

[1395] Катод получали согласно следующей процедуре. Сначала получали сетку с размером ячеек 40 меш из никелевой проволоки, имеющую диаметр проволок 150 мкм, в качестве подложки. После струйной обработки оксидом алюминия в качестве предварительной обработки проволочную сетку погружали в 6–нормальную соляную кислоту на 5 минут, тщательно промывали чистой водой и высушивали.[1395] The cathode was obtained according to the following procedure. First, a 40 mesh nickel wire mesh having a wire diameter of 150 µm was prepared as a substrate. After blasting with aluminum oxide as a pretreatment, the wire mesh was immersed in 6-normal hydrochloric acid for 5 minutes, thoroughly washed with clean water and dried.

Затем раствор хлорида рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и раствор хлорида церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.Then, a ruthenium chloride solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from Tanaka Kikinzoku Kogyo KK) and a cerium chloride solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium element and cerium element was 1: 0 , 25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем после этого проводили высушивание при 50°С в течение 10 минут, предварительный обжиг при 300°С в течение 3 минут и обжиг при 550°С в течение 10 минут. После этого выполняли обжиг при 550°С в течение часа. Повторяли серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then thereafter, drying was carried out at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 300 ° C for 3 minutes, and firing at 550 ° C for 10 minutes. Thereafter, firing was carried out at 550 ° C. for an hour. A series of these operations of coating, drying, pre-firing and firing was repeated.

[1396] В качестве токоотвода катодной камеры использовали никелевый просечно–вытяжной металлический лист. Токоотвод имел размер 95 мм в дину×110 мм в ширину. В качестве металлического упругого тела использовали мат, образованный вязанием тонкой никелевой проволоки. Мат в качестве металлического упругого тела размещали на токоотводе. Поверх него размещали полученный вышеуказанным способом катод, и для закрепления четырех углов сетки на токоотводе применяли выполненный из Teflon(R) шнур.[1396] A nickel expanded metal sheet was used as a current collector of the cathode chamber. The down conductor was 95 mm long × 110 mm wide. As the metal elastic body, a mat formed by knitting a thin nickel wire was used. The mat as a metal elastic body was placed on the down conductor. A cathode obtained by the above method was placed on top of it, and a cord made of Teflon (R) was used to fix the four corners of the grid to the down conductor.

Даже когда четыре угла участка мембраны объединенного с мембраной электрода, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отделялся и не смещался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся и не смещался.Even when the four corners of the membrane portion of the membrane-combined electrode, which was obtained by combining the membrane with the electrode, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not detach or move. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach or move.

[1397] Анод, использованный в Контрольном Примере 3, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, закрепляли в анодной ячейке сваркой, и вышеуказанный объединенный с мембраной электрод прокладывали между анодной ячейкой и катодной ячейкой так, что поверхность, которой был прикреплен электрод, была обращена к стороне анодной камеры. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, мембрану, электрод для электролиза (титановую пористую фольгу в качестве анода) и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором. Анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, служил в качестве питающего проводника. Анод из титановой пористой фольги и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, были только в физическом контакте между собой, и не были скреплены друг с другом сваркой.[1397] The anode used in Test Example 3, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, was fixed in the anode cell by welding, and the above membrane-combined electrode was inserted between the anode cell and the cathode cell so that the surface to which the electrode was attached was facing the side of the anode chamber. That is, in the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the cathode, the membrane, the electrode for electrolysis (titanium porous foil as the anode) and the anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, were placed in the indicated order from the side of the cathode chamber to form a structure with zero clearance. The anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, served as a supply conductor. The anode made of titanium porous foil and the anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, were only in physical contact with each other, and were not bonded to each other by welding.

[1398] Оценку этой конструкции проводили таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.[1398] The evaluation of this construct was carried out in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 26 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 6 мкм.The electrode thickness was 26 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 6 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 4 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 4 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0060 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0060 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей, как «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good, like "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1399] [Пример 2–17][1399] [Example 2-17]

В Примере 2–17 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 30%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,37 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-17, a titanium foil having a measured thickness of 20 μm and an open porosity ratio of 30% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.37 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 30 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 30 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0030 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0030 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1400] [Пример 2–18][1400] [Example 2-18]

В Примере 2–18 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 42%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,38 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-18, a titanium foil having a measured thickness of 20 μm and an open porosity ratio of 42% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.38 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 32 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 12 мкм.The electrode thickness was 32 µm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 12 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 2.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0022 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0022 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1401] [Пример 2–19][1401] [Example 2-19]

В Примере 2–19 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 50 мкм и коэффициент открытой пористости 47%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,40 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-19, a titanium foil having a measured thickness of 50 μm and an open porosity ratio of 47% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.40 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 69 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 19 мкм.The electrode thickness was 69 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 19 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 8 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 8 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0024 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0024 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1402] [Пример 2–20][1402] [Example 2-20]

В Примере 2–20 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 100 мкм, диаметр титанового волокна около 20 мкм, базовый вес 100 г/м2 и коэффициент открытой пористости 78%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-20, a titanium nonwoven fabric having a measured thickness of 100 µm, a titanium fiber diameter of about 20 µm, a basis weight of 100 g / m 2 and an open porosity ratio of 78% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 2 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0228 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0228 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1403] [Пример 2–21][1403] [Example 2-21]

В Примере 2–21 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую проволочную сетку с размером ячеек 150 меш, имеющую измеренную толщину 120 мкм и диаметр титанового волокна 60 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 42%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 2–21 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,60 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-21, a 150 mesh titanium wire mesh having a measured thickness of 120 µm and a titanium fiber diameter of 60 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The open porosity ratio was 42%. Blasting was carried out using 320 grit alumina. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 2-21, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.60 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 140 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 20 мкм.The electrode thickness was 140 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 20 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 10 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 10 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0132 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0132 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1404] [Пример 2–22][1404] [Example 2-22]

[1405] В Примере 2–22 анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, использовали таким же путем, как в Примере 2–16, в качестве питающего проводника анода, и титановое нетканое полотно, идентичное материалу в Примере 2–20, использовали в качестве анода. Катод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, использовали таким же путем, как в Примере 2–15, в качестве питающего проводника катода, и электрод из никелевой фольги, идентичный электроду в Примере 2–3, использовали в качестве катода. В секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, никелевую пористую фольгу в качестве катода, мембрану, титановое нетканое полотно в качестве анода, и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и катод и анод, которые были изношены и имели повышенное напряжение электролиза, служили в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.[1405] In Example 2-22, an anode that was worn out and had an increased electrolysis voltage was used in the same way as in Example 2-16 as the anode supply conductor, and a titanium nonwoven fabric identical to the material in Example 2-20, used as an anode. A cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage was used in the same way as in Example 2-15 as the cathode supply conductor, and a nickel foil electrode identical to that in Example 2-3 was used as the cathode. In a sectional structure, a cell, a down conductor, a mat, a cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage, a nickel porous foil as a cathode, a membrane, a titanium nonwoven fabric as an anode, and an anode that was worn out and had an increased electrolysis voltage were placed in in this order from the side of the cathode chamber to form a zero-gap structure, and the cathode and anode, which were worn out and had an increased electrolysis voltage, served as a supply conductor. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода (анода) составляла 114 мкм, и толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода (анода), составляла 14 мкм. Толщина электрода (катода) составляла 38 мкм, и толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода (катода), составляла 8 мкм.The thickness of the electrode (anode) was 114 µm, and the thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode (anode), was 14 µm. The thickness of the electrode (cathode) was 38 µm, and the thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode (cathode), was 8 µm.

Как в аноде, так и в катоде наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient adhesion force was observed at both the anode and cathode.

Когда проводили испытание электрода (анода) на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2 мм. Когда проводили испытание электрода (катода) на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм.When the deformation test of the electrode (anode) was carried out, the average of L 1 and L 2 was 2 mm. When the deformation test of the electrode (cathode) was carried out, the average of L 1 and L 2 was 0 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода (анода), вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0228 (кПа·с/м) в условиях измерения 2. Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода (катода), вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode (anode) was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa s / m) or less under measurement conditions 1 and 0.0228 (kPa s / m) under measurement conditions 2. When the ventilation resistance of the electrode ( cathode), the ventilation resistance was 0.07 (kPa s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0», как для анода, так и для катода. В Примере 2–22 катод и аноды были объединены присоединением катода к одной поверхности мембраны и анода к другой поверхности мембраны и подвергнуты оценке повреждения мембраны.In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0" for both the anode and cathode. In Example 2-22, the cathode and anodes were combined by attaching the cathode to one surface of the membrane and the anode to the other surface of the membrane, and evaluated for membrane damage.

[1406] [Пример 2–23][1406] [Example 2-23]

В Примере 2–23 использовали микропористую мембрану «Zirfon Perl UTP 500» производства фирмы Agfa.In Example 2-23, a Zirfon Perl UTP 500 microporous membrane from Agfa was used.

Мембрану Zirfon погружали в чистую воду на 12 часов или более и использовали для испытания. За исключением вышеописанного, вышеуказанную оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–3, и результаты показаны в Таблице 4.The Zirfon membrane was immersed in clean water for 12 hours or more and used for testing. Except for the above, the above evaluation was performed in the same way as in Example 2-3, and the results are shown in Table 4.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Подобно ситуации, где в качестве мембраны использовали ионообменную мембрану, наблюдали достаточную силу сцепления. Микропористая мембрана была приведена в плотный контакт с электродом под действием поверхностного натяжения, и технологичность была хорошей: «1».Similar to the situation where an ion exchange membrane was used as the membrane, sufficient adhesion force was observed. The microporous membrane was brought into tight contact with the electrode by surface tension, and the workability was good: "1".

[1407] [Пример 2–24][1407] [Example 2-24]

В качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали углеродную ткань, полученную тканием углеродного волокна, имеющую измеренную толщину 566 мкм. Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода на этой углеродной ткани получали согласно следующей процедуре. Раствор нитрата рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и раствор нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.As an electrode substrate for electrolysis at the cathode, a carbon cloth made by weaving carbon fiber having a measured thickness of 566 µm was used. A cover fluid for use in forming an electrode catalyst on this carbon fabric was prepared according to the following procedure. A ruthenium nitrate solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and a cerium nitrate solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1 : 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088 (торговое наименование), толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 570 мкм. Толщина каталитического слоя, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 4 мкм. Толщина каталитического слоя представляла собой совокупную толщину оксида рутения и оксида церия.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088 (trade name), 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) ) of the cylinder, was always in contact with the cover fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 570 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 4 µm. The thickness of the catalytic layer was the combined thickness of ruthenium oxide and cerium oxide.

[1408] Полученный электрод был подвергнут оценке характеристик электролиза. Результаты показаны в Таблице 4.[1408] The resulting electrode was subjected to electrolysis performance evaluation. The results are shown in Table 4.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,19 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,176 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.19 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.176 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Электрод имел технологичность «2», и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия.The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article.

Напряжение было высоким, повреждение мембраны оценивалось как «1» и наблюдалось повреждение мембраны. Как предполагается, это обусловлено действием NaOH, который образовывался в электроде, накапливаясь на поверхности раздела между электродом и мембраной с повышением его концентрации, вследствие высокого вентиляционного сопротивления электрода в Примере 2–24.The voltage was high, membrane damage was rated as "1" and membrane damage was observed. It is assumed that this is due to the action of NaOH, which was formed in the electrode, accumulating at the interface between the electrode and the membrane with an increase in its concentration, due to the high ventilation resistance of the electrode in Example 2-24.

[1409] [Контрольный Пример 1][1409] [Test Case 1]

В Контрольном Примере 1 применяли катод, использовавшийся в качестве катода в крупном электролизере в течение восьми лет, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза. Вышеуказанный катод размещали вместо питающего проводника из никелевой сетки на мате катодной камеры и между ними прокладывали ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)]. Затем проводили оценку характеристик электролиза. В Контрольном Примере 1 не использовали объединенный с мембраной электрод. В секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза, ионообменную мембрану А и аноды размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.In Control Example 1, a cathode was used that had been used as a cathode in a large cell for eight years, which was worn out and showed an increased electrolysis voltage. The above cathode was placed instead of a nickel mesh feed conductor on the cathode chamber mat, and an ion exchange membrane A obtained in [Method (i)] was placed between them. The electrolysis performance was then evaluated. In Control Example 1, the membrane-integrated electrode was not used. In the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the cathode, which was worn out and showed an increased electrolysis voltage, the ion-exchange membrane A and the anodes were placed in the indicated order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,04 В, выход по току составлял 97,0%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 20 млн–1. Таким образом, вследствие износа электрода электрическое напряжение было высоким.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.04 V, was 97.0% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 20 million -1. Thus, due to electrode wear, the voltage was high.

[1410] [Контрольный Пример 2][1410] [Test Case 2]

В Контрольном Примере 2 в качестве катода применяли питающий проводник из никелевой сетки. То есть электролиз проводили на никелевой сетке, не имеющей каталитического покрытия.In Control Example 2, a nickel mesh feed conductor was used as the cathode. That is, the electrolysis was carried out on a nickel grid that does not have a catalytic coating.

Катод из никелевой сетки размещали на мате катодной камеры и между ними прокладывали ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)]. Затем проводили оценку характеристик электролиза. В секционной конструкции электрической ячейки Контрольного Примера 2 токоотвод, мат, никелевую сетку, ионообменную мембрану А и аноды размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.A nickel mesh cathode was placed on the cathode chamber mat and an ion exchange membrane A obtained in [Method (i)] was placed between them. The electrolysis performance was then evaluated. In the sectional structure of the electrical cell of Test Example 2, a down conductor, mat, nickel mesh, ion exchange membrane A, and anodes were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a zero-gap structure.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,38 В, выход по току составлял 97,7%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 24 млн–1. Таким образом, электрическое напряжение было высоким вследствие того, что катализатор катода не имел покрытия.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.38 V, was 97.7% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 24 million -1. Thus, the voltage was high due to the uncoated cathode catalyst.

[1411] [Контрольный Пример 3][1411] [Test Case 3]

В Контрольном Примере 3 в качестве анода применяли анод, который использовался в крупном электролизере в течение около восьми лет, был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза.In Control Example 3, an anode was used as the anode, which had been used in a large cell for about eight years, was worn out, and showed an increased electrolysis voltage.

В секционной конструкции электрической ячейки Контрольного Примера 3 токоотвод, мат, катод и ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)], и анод, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.In the sectional design of the electrical cell of Test Example 3, a down conductor, mat, cathode, and ion exchange membrane A obtained in [Method (i)], and an anode that was worn out and showed an increased electrolysis voltage were placed in that order from the side of the cathode chamber to form zero clearance designs.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,18 В, выход по току составлял 97,0%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 22 млн–1. Таким образом, электрическое напряжение было высоким вследствие износа анода.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.18 V, was 97.0% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 22 million -1. Thus, the electrical voltage was high due to the wear of the anode.

[1412] [Пример 2–25][1412] [Example 2-25]

В Примере 2–25 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 33%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 2–25 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,68 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-25, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 33% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 2-25, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.68 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 67,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,05 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 64%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 22%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 67.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.05 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 64%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 22%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 13 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 13 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0168 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0168 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1413] [Пример 2–26][1413] [Example 2-26]

В Примере 2–26 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 16%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 2–26 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-26, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 16% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 2-26, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 107 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм.The electrode thickness was 107 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 78,1 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,04 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 37%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 25%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 78.1 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.04 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 37%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 25%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 18,5 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 18.5 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0176 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0176 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1414] [Пример 2–27][1414] [Example 2-27]

В Примере 2–27 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 40%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 2–27 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,70 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Нанесение покрытия на подложку электрода для электролиза выполняли ионным осаждением таким же способом, как в Примере 2–6. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-27, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 40% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 2-27, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic mean Ra of the surface roughness was 0.70 µm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Coating on the electrolysis electrode substrate was performed by ion deposition in the same manner as in Example 2-6. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 110 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 110 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,07 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 80%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 32%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «3», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.07 N / (mg · cm 2 ). Thus, the evaluation result of the coiling around a 280 mm diameter string (2) was 80%, and the evaluation result of the coiling around a 145 mm diameter string (3) was 32%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "3", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 11 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 11 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0030 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0030 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1415] [Пример 2–28][1415] [Example 2-28]

В Примере 2–28 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 58%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 2–28 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-28, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 58% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 2-28, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 109 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 9 мкм.The electrode thickness was 109 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 9 µm.

Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,06 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 69%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 39%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «3», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.06 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 69%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 39%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "3", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 11,5 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 11.5 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1416] [Пример 2–29][1416] [Example 2-29]

В Примере 2–29 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли сетку из никелевой проволоки, имеющую измеренную толщину 300 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 2–29 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–1, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-29, a nickel wire mesh having a measured thickness of 300 μm and an open porosity ratio of 56% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 2-29, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 2-1, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 308 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 308 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 49,2 (мг/см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 88%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 42%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Возникала проблема в отношении технологичности, которая оценивалась как «3». Когда фактически эксплуатировался крупноразмерный электрод, технологичность могла быть оценена как «3». Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 49.2 (mg / cm 2 ). Thus, the evaluation result of the coiling around a 280 mm diameter string (2) was 88%, and the evaluation result of the coiling around a 145 mm diameter string (3) was 42%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode was most likely detached when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading. A problem arose regarding manufacturability, which was rated as "3". When a large electrode was actually operated, the manufacturability could be rated as "3". Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 23 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 23 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0034 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0034 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1417] [Пример 2–30][1417] [Example 2-30]

В Примере 2–30 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли сетку из никелевой проволоки, имеющую измеренную толщину 200 мкм и коэффициент открытой пористости 37%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 2–30 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,65 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку электролиза на электроде, результатов измерения силы сцепления и сцепляемости проводили таким же образом, как в Примере 2–1. Результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-30, a nickel wire mesh having a measured thickness of 200 μm and an open porosity ratio of 37% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 2-30, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.65 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation of the electrolysis on the electrode, the results of the measurement of the adhesion force and adhesion were carried out in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 210 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 210 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 56,4 мг/см2. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (2) составлял 63%, и сцепляемость между электродом и мембраной была плохой. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Возникала проблема в отношении технологичности, которая оценивалась как «3». Повреждение мембраны было оценено как «0».The weight per unit area was 56.4 mg / cm 2 . Thus, the result of evaluating the wrap around the 145 mm diameter string (2) was 63%, and the adhesion between the electrode and the membrane was poor. This was due to the fact that the electrode was most likely detached when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading. A problem arose regarding manufacturability, which was rated as "3". Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 19 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 19 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0096 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0096 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1418] [Пример 2–31][1418] [Example 2-31]

В Примере 2–31 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 500 мкм и коэффициент открытой пористости 17%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 2–31 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,60 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-31, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 500 μm and an open porosity ratio of 17% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 2-31, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.60 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same way as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 508 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 508 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 152,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The weight per unit area was 152.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0072 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0072 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1419] [Пример 2–32][1419] [Example 2-32]

В Примере 2–32 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 800 мкм и коэффициент открытой пористости 8%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 2–32 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,61 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-32, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 800 μm and an open porosity ratio of 8% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 2-32, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.61 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same way as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 808 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 808 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 251,3 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 251.3 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0172 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0172 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1420] [Пример 2–33][1420] [Example 2-33]

В Примере 2–33 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 1000 мкм и коэффициент открытой пористости 46%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 2–33 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,59 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 2–16, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-33, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 1000 μm and an open porosity ratio of 46% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 2-33, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.59 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation was performed in the same way as in Example 2-16, and the results are shown in Table 4.

Толщина электрода составляла 1011 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 11 мкм.The electrode thickness was 1011 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 11 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 245,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 245.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1421] [Пример 2–34][1421] [Example 2-34]

Никелевую проволоку, имеющую измеренную толщину 150 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Проводили обработку для придания шероховатости этой никелевой проволоке. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности никелевой проволоки. Тогда в Примере 2–34 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности никелевой проволоки. Струйную обработку выполняли с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм.Nickel wire having a measured thickness of 150 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. A roughening treatment was carried out on this nickel wire. It was difficult to measure the surface roughness of the nickel wire. Then, in Example 2-34, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the nickel wire. Blasting was carried out using alumina with a grain number of 320. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm.

Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Раствор нитрата рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и раствор нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. A ruthenium nitrate solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and a cerium nitrate solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1 : 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088 (торговое наименование), толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 570 мкм. Толщина никелевой проволоки, полученной в Примере 2–34, составляла 158 мкм.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088 (trade name), 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) ) of the cylinder, was always in contact with the cover fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 570 μm. The thickness of the nickel wire obtained in Example 2-34 was 158 µm.

[1422] Никелевую проволоку, полученную вышеуказанным способом, разрезали на фрагменты длиной 110 мм и длиной 95 мм. Как показано на Фигуре 37, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством цианакрилатного суперадгезива (Aron Alpha(R), фирмы TOAGOSEI CO., LTD.) с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 4.[1422] The nickel wire obtained by the above method was cut into pieces of 110 mm in length and 95 mm in length. As shown in Figure 37, a 110 mm nickel wire and a 95 mm nickel wire were placed so that the nickel wires were vertically overlapped at the center of each of the nickel wires and connected to each other at the intersection with a cyanoacrylate superadhesive (Aron Alpha (R), from TOAGOSEI CO., LTD.) To form an electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 4.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 99,7%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 99.7%.

[1423] Масса в расчете на единицу площади электрода составляла 0,5 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».[1423] The mass per unit area of the electrode was 0.5 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 15 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 15 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0002 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0002 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 38, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,16 В.In addition, the structure shown in FIG. 38 was used to position the electrode (cathode) on the Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.16 V.

[1424] [Пример 2–35][1424] [Example 2-35]

В Примере 2–35 использовали электрод, полученный в Сравнительном Примере 2–34. Как показано на Фигуре 39, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством цианакрилатного суперадгезива (Aron Alpha(R), фирмы TOAGOSEI CO., LTD.) с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-35, the electrode obtained in Comparative Example 2-34 was used. As shown in Figure 39, a 110 mm nickel wire and a 95 mm nickel wire were placed so that the nickel wires were vertically overlapped at the center of each of the nickel wires and connected to each other at the intersection with a cyanoacrylate superadhesive (Aron Alpha (R), from TOAGOSEI CO., LTD.) To form an electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 4.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 99,4%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 99.4%.

Масса в расчете на единицу площади электрода составляла 0,9 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area of the electrode was 0.9 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 16 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 16 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0004 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0004 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 40, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,18 В.In addition, the structure shown in FIG. 40 was used to position an electrode (cathode) on a Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.18 V.

[1425] [Пример 2–36][1425] [Example 2-36]

В Примере 2–36 использовали электрод, полученный в Сравнительном Примере 2–34. Как показано на Фигуре 41, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством цианакрилатного суперадгезива (Aron Alpha(R), фирмы TOAGOSEI CO., LTD.) с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 4.In Example 2-36, the electrode obtained in Comparative Example 2-34 was used. As shown in Figure 41, a 110 mm nickel wire and a 95 mm nickel wire were positioned so that the nickel wires were vertically overlapped at the center of each of the nickel wires and connected to each other at the intersection with cyanoacrylate superadhesive (Aron Alpha (R), from TOAGOSEI CO., LTD.) To form an electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 4.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 98,8%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 98.8%.

Масса на единицу площади электрода составляла 1,9 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area of the electrode was 1.9 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 14 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 14 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0005 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0005 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 42, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,18 В.In addition, the structure shown in FIG. 42 was used to position an electrode (cathode) on the Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.18 V.

[1426] [Сравнительный Пример 2–1][1426] [Comparative Example 2-1]

В Сравнительном Примере 2–1 образованный термическим прессованием узел получали термокомпрессией электрода с мембраной со ссылкой на документ уровня техники (Примеры в Японском выложенном патенте № 58–48686).In Comparative Example 2-1, a heat-pressing assembly was obtained by thermocompressing a membrane electrode with reference to a prior art document (Examples in Japanese Patent Laid-Open No. 58-48686).

Никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 33%, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде для выполнения нанесения электродного покрытия таким же способом, как в Примере 2–1. После этого одну поверхность электрода подвергали инактивирующей обработке согласно следующей процедуре. К одной поверхности электрода присоединяли полиимидную липкую ленту (фирмы Chukoh Chemical Industries, Ltd.). На другую поверхность наносили PTFE–дисперсию (фирмы Dupont–Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31–JR (торговое наименование)) и высушивали в муфельной печи при 120°С в течение 10 минут. Полиимидную ленту отделяли и проводили обжиговую обработку в муфельной печи, отрегулированной на температуру 380°С, в течение 10 минут. Эту операцию повторяли дважды для инактивации одной поверхности электрода.A nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 33% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis to perform electrode plating in the same manner as in Example 2-1. Thereafter, one surface of the electrode was subjected to inactivation treatment according to the following procedure. A polyimide adhesive tape (from Chukoh Chemical Industries, Ltd.) was attached to one surface of the electrode. The other surface was coated with a PTFE dispersion (Dupont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31-JR (trade name)) and dried in a muffle oven at 120 ° C for 10 minutes. The polyimide tape was separated and fired in a muffle furnace adjusted to a temperature of 380 ° C for 10 minutes. This operation was repeated twice to inactivate one surface of the electrode.

[1427] Получали мембрану, сформированную из двух слоев перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–COOCH3» (C–полимер), и перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–SO2F» (S–полимер). Толщина слоя С–полимера составляла 3 мил (0,003 дюйма, 0,0762 мм), а толщина слоя S–полимера составляла 4 мил (0,004 дюйма, 0,01 мм). Эту двухслойную мембрану подвергали обработке омылением, вводя тем самым ионообменные группы на концы полимера гидролизом. Концевые группы С–полимера гидролизовывались с образованием карбоксильных групп, а концевые группы S–полимера гидролизовывались с образованием сульфогрупп. Ионообменная емкость с группами сульфоновой кислоты составляла 1,0 мг⋅экв/г, а ионообменная емкость с группами карбоновой кислоты составляла 0,9 мг⋅экв/г.[1427] Received a membrane formed of two layers of perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-COOCH 3 " (C-polymer), and a perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-SO 2 F" (S-polymer). The C-resin layer was 3 mils (0.003 in., 0.0762 mm) thick and the S-resin layer was 4 mils (0.004 in., 0.01 mm) thick. This bilayer membrane was subjected to a saponification treatment, thereby introducing ion exchange groups at the ends of the polymer by hydrolysis. The end groups of the C – polymer were hydrolyzed to form carboxyl groups, and the end groups of the S – polymer were hydrolyzed to form sulfo groups. The ion-exchange capacity with sulfonic acid groups was 1.0 mg-eq / g, and the ion-exchange capacity with carboxylic acid groups was 0.9 mg-eq / g.

Электрод его инактивированной поверхностью размещали напротив поверхности, имеющей карбоксильные группы как ионообменные группы, и проводили термокомпрессию с нею, объединяя ионообменную мембрану и электрод. Одна поверхность электрода была открытой даже после термокомпрессии, и электрод не распространялся на часть мембраны.The electrode with its inactivated surface was placed opposite the surface having carboxyl groups as ion-exchange groups, and thermocompression was performed with it, combining the ion-exchange membrane and the electrode. One surface of the electrode was open even after thermocompression, and the electrode did not spread over part of the membrane.

После этого, чтобы предотвратить налипание на мембране образующихся во время электролиза пузырьков, на обе поверхности наносили смесь оксида циркония и перфторуглеродного полимера, в который были введены сульфогруппы. Тем самым получали узел мембраны и электрода Сравнительного Примера 2–1.After that, in order to prevent the bubbles formed during electrolysis from sticking to the membrane, a mixture of zirconium oxide and a perfluorocarbon polymer into which sulfo groups were introduced was applied to both surfaces. Thereby, a membrane and electrode assembly of Comparative Example 2-1 was obtained.

[1428] Когда измеряли силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), с использованием этого образованного термокомпрессией узла, электрод не перемещался вверх, поскольку электрод и мембрана были плотно соединены между собой в результате термокомпрессии. Затем ионообменную мембрану и никелевую пластину закрепляли так, чтобы они были неподвижны, и электрод вытягивали вверх с более высоким усилием. Когда было достигнуто усилие 1,50 Н/(мг·см2), часть мембраны разорвалась. Образованный термокомпрессией узел Сравнительного Примера 2–1 имел силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), по меньшей мере 1,50 Н/(мг·см2), и они были прочно соединены.[1428] When the force applied per unit mass · unit area (1) was measured using this thermocompression assembly, the electrode did not move upward because the electrode and the membrane were tightly connected by thermocompression. Then, the ion exchange membrane and the nickel plate were fixed so that they were stationary and the electrode was pulled upward with a higher force. When a force of 1.50 N / (mg · cm 2 ) was reached, part of the membrane ruptured. The thermocompression knot of Comparative Example 2-1 had a force applied per unit mass · unit area (1) of at least 1.50 N / (mg · cm 2 ), and they were firmly connected.

[1429] Когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1), площадь контакта с пластиковой трубой составляла менее 5%. Между тем, когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2), электрод и мембрана были на 100% соединены друг с другом, но мембрана вообще не наматывалась вокруг колонны. Результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) был таким же. Результат показал, что интегрированный электрод ухудшал технологичность мембраны, затрудняя сматывание мембраны в рулон и создание складок мембраны. Технологичность была «3», что было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0». Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, электрическое напряжение было высоким, выход по току был низким, и общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) было повышенным, и характеристика электролиза была ухудшенной.[1429] When the evaluation of the winding around the string with a diameter of 280 mm (1), the contact area with the plastic pipe was less than 5%. Meanwhile, when the evaluation of the wrapping around the 280 mm diameter column (2) was carried out, the electrode and the membrane were 100% connected to each other, but the membrane was not wrapped around the column at all. The result of evaluating the coiling around a 145 mm diameter string (3) was the same. The result showed that the integrated electrode impaired the processability of the membrane, making it difficult to wind the membrane into a roll and create folds of the membrane. Manufacturability was "3", which was problematic. Membrane damage was scored "0". In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the electric voltage was high, the current efficiency was low, and the total concentration of salt in the caustic soda (the value converted to 50%) was increased and the electrolysis performance was deteriorated.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 13 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 13 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0168 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0168 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1430] [Сравнительный Пример 2–2][1430] [Comparative Example 2-2]

В Сравнительном Примере 2–2 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 40 меш, имеющую диаметр проволок 150 мкм, измеренную толщину 300 мкм и коэффициент открытой пористости 58%. За исключением вышеописанного, получали узел мембраны и электрода таким же способом, как в Сравнительном Примере 2–1.In Comparative Example 2-2, a 40 mesh nickel grid having a wire diameter of 150 µm, a measured thickness of 300 µm and an open porosity ratio of 58% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Except as described above, a membrane and electrode assembly was prepared in the same manner as in Comparative Example 2-1.

Когда измеряли силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), с использованием этого образованного термокомпрессией узла, электрод не перемещался вверх, поскольку электрод и мембрана были плотно соединены между собой в результате термокомпрессии. Затем ионообменную мембрану и никелевую пластину закрепляли так, чтобы они были неподвижны, и электрод вытягивали вверх с более высоким усилием. Когда было достигнуто усилие 1,60 Н/(мг·см2), часть мембраны разорвалась. Узел мембраны и электрода Сравнительного Примера 2–2 имел силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), по меньшей мере 1,60 Н/(мг·см2), и они были прочно соединены.When the force applied per unit mass · unit area (1) was measured using this thermocompression assembly, the electrode did not move upward because the electrode and the membrane were tightly connected by thermocompression. Then, the ion exchange membrane and the nickel plate were fixed so that they were stationary and the electrode was pulled upward with a higher force. When a force of 1.60 N / (mg · cm 2 ) was reached, part of the membrane ruptured. The membrane and electrode assembly of Comparative Example 2-2 had a force applied per unit mass · unit area (1) of at least 1.60 N / (mg · cm 2 ), and they were firmly connected.

[1431] Когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1) с использованием этого узла мембраны и электрода, площадь контакта с пластиковой трубой составляла менее 5%. Между тем, когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2), электрод и мембрана были на 100% соединены друг с другом, но мембрана вообще не наматывалась вокруг колонны. Результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) был таким же. Результат показал, что интегрированный электрод ухудшал технологичность мембраны, затрудняя сматывание мембраны в рулон и создание складок мембраны. Технологичность была «3», что было проблематичным. Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, электрическое напряжение было высоким, выход по току был низким, и общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) было повышенным, и характеристика электролиза была ухудшенной.[1431] When evaluating the wrapping around a 280 mm diameter column (1) using this membrane and electrode assembly, the contact area with the plastic pipe was less than 5%. Meanwhile, when the evaluation of the wrapping around the 280 mm diameter column (2) was carried out, the electrode and the membrane were 100% connected to each other, but the membrane was not wrapped around the column at all. The result of evaluating the coiling around a 145 mm diameter string (3) was the same. The result showed that the integrated electrode impaired the processability of the membrane, making it difficult to wind the membrane into a roll and create folds of the membrane. Manufacturability was "3", which was problematic. In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the electric voltage was high, the current efficiency was low, and the total concentration of salt in the caustic soda (the value converted to 50%) was increased and the electrolysis performance was deteriorated.

Толщина электрода составляла 308 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 308 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 23 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 23 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0034 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0034 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1432][1432]

[Таблица 3][Table 3]

Подложка электродаElectrode support Форма подложки электродаElectrode support shape Способ нанесения покрытияCoating method Питающий проводникSupply conductor Пример 2–1Example 2-1 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–2Example 2-2 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–3Example 2-3 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–4Example 2-4 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–5Example 2-5 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–6Example 2-6 NiNi ПерфорацияPerforation Ионное осаждениеIonic deposition Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–7Example 2-7 NiNi ЭлектроформованиеElectroforming ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–8Example 2-8 NiNi ЭлектроформованиеElectroforming ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–9Example 2-9 NiNi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–10Example 2-10 NiNi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–11Example 2-11 NiNi Пористый NiPorous Ni ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–12Example 2-12 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–13Example 2-13 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–14Example 2-14 NiNi Перфорация (такая же, как в Примере 2–3)Perforation (same as Example 2-3) ПиролизPyrolysis МатMat Пример 2–15Example 2-15 NiNi Перфорация (такая же, как в Примере 2–3)Perforation (same as Example 2-3) ПиролизPyrolysis Катод с повышенным напряжениемOvervoltage cathode Пример 2–16Example 2-16 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–17Example 2-17 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–18Example 2-18 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–19Example 2-19 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–20Example 2-20 TiTi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–21Example 2-21 TiTi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–22Example 2-22 Ni/TiNi / Ti Комбинация Примера 2–3 и Примера 2–20Combination of Example 2-3 and Example 2-20 ПиролизPyrolysis Катод и анод с повышенным напряжениемOvervoltage cathode and anode Пример 2–23Example 2-23 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis - Пример 2–24Example 2-24 УглеродCarbon Тканое полотноWoven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–25Example 2-25 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–26Example 2-26 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–27Example 2-27 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal Ионное осаждениеIonic deposition Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–28Example 2-28 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–29Example 2-29 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–30Example 2-30 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–31Example 2-31 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–32Example 2-32 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–33Example 2-33 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 2–34Example 2-34 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–35Example 2-35 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 2–36Example 2-36 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 2–1Comparative Example 2-1 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 2–2Comparative Example 2-2 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh

[1433][1433]

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

[1434] В Таблице 4 все образцы были способны держаться самостоятельно благодаря поверхностному натяжению перед измерением «силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1)» и «силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (2)» (то есть не соскальзывать вниз).[1434] In Table 4, all specimens were able to hold on their own due to surface tension before measuring "force applied per unit mass · unit area (1)" and "force applied per unit mass · unit area (2)" (that is, not slide down).

[1435] <Проверка третьего варианта осуществления>[1435] <Checking the third embodiment>

Как будет описано ниже, представлены Экспериментальные Примеры согласно третьему варианту осуществления (в разделе <Проверка третьего варианта осуществления> ниже просто называемые «Примерами») и Экспериментальные Примеры, не соответствующие третьему варианту осуществления (в разделе <Проверка третьего варианта осуществления>, ниже просто называемые «Сравнительными Примерами»), и оценены следующим методом. Подробности будут описаны со ссылкой на Фигуры 57–62, насколько это уместно.As will be described below, Experimental Examples according to the third embodiment are presented (in the <Verification of the third embodiment> section below, simply referred to as “Examples”) and Experimental Examples not corresponding to the third embodiment (in the <Verification of the third embodiment> section, hereinafter simply referred to as "Comparative Examples"), and evaluated by the following method. Details will be described with reference to Figures 57-62 as appropriate.

[1436] (1) Оценка характеристик электролиза (напряжения (V), выхода по току (%))[1436] (1) Evaluation of electrolysis characteristics (voltage (V), current efficiency (%))

Характеристики электролиза оценивали в рамках следующего электролизного эксперимента.The electrolysis performance was evaluated in the following electrolysis experiment.

Размещали напротив друг друга ячейку с титановым анодом, имеющую анодную камеру, в которой был сформирован анод (ячейку анодного вывода), и катодную ячейку, имеющую камеру с никелевым катодом, в которой был сформирован катод (ячейку катодного вывода). Между ячейками размещали пару уплотнений, и между уплотнениеми прокладывали ионообменную мембрану. Затем анодную ячейку, уплотнение, ионообменную мембрану, уплотнение и катод приводили в плотный контакт друг с другом с образованием электролитической ячейки.A titanium anode cell was placed opposite each other, having an anode chamber in which the anode (anode outlet cell) was formed, and a cathode cell having a nickel cathode chamber, in which a cathode (cathode outlet cell) was formed. A pair of seals was placed between the cells, and an ion exchange membrane was inserted between the seal and. Then, the anode cell, seal, ion exchange membrane, seal and cathode were brought into intimate contact with each other to form an electrolytic cell.

Анод получали нанесением смешанного раствора хлорида рутения, хлорида иридия и тетрахлорида титана на титановую подложку, подвергнутую струйной обработке и кислотному травлению в качестве предварительной обработки, с последующим высушиванием и обжигом. Анод закрепляли в анодной камере сваркой. В качестве катода использовали катод, описанный в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров. В качестве токоотвода катодной камеры применяли никелевый просечно–вытяжной металлический лист. Токоотвод имел размер 95 мм в длину×110 мм в ширину. В качестве металлического упругого тела использовали мат, образованный вязанием тонкой никелевой проволоки. Мат в качестве металлического упругого тела размещали на токоотводе. Поверх него размещали никелевую сетку, образованную полотняным плетением никелевой проволоки, имеющей диаметр 150 мкм и размер ячеек сита 40 меш, и для закрепления четырех углов Ni–сетки к токоотводу применяли выполненный из Teflon(R) шнур. Эту Ni–сетку использовали в качестве питающего проводника. В этой электролитической ячейке сила отталкивания, создаваемая матом в качестве металлического упругого тела, была использована для создания конструкции с нулевым зазором. В качестве уплотнений использовали уплотнения из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM). В качестве мембраны применяли описанную ниже ионообменную мембрану.The anode was obtained by applying a mixed solution of ruthenium chloride, iridium chloride and titanium tetrachloride on a titanium substrate, subjected to blasting and acid etching as a pretreatment, followed by drying and firing. The anode was fixed in the anode chamber by welding. As the cathode, the cathode described in each of Examples and Comparative Examples was used. A nickel expanded metal sheet was used as a current collector of the cathode chamber. The down conductor was 95 mm long × 110 mm wide. As the metal elastic body, a mat formed by knitting a thin nickel wire was used. The mat as a metal elastic body was placed on the down conductor. A nickel mesh was placed on top of it, formed by a plain weave of nickel wire having a diameter of 150 μm and a mesh size of 40 mesh, and a Teflon (R) cord made of Teflon (R) was used to fix the four corners of the Ni – mesh to the down conductor. This Ni-grid was used as a supply conductor. In this electrolytic cell, the repulsive force generated by the mat as a metal resilient body was used to create a zero-gap structure. Seals made of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) were used as seals. As the membrane, the ion exchange membrane described below was used.

В качестве армирующих материалов сердцевины применяли монофиламенты, выполненные из политетрафторэтилена (PTFE) с размером 90 денье (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей основы использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр шести филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET). Сначала выполнили полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, с получением тканого полотна. Полученное тканое полотно уплотняли под давлением с получением тканого полотна, имеющего толщину 70 мкм.Monofilaments made of polytetrafluoroethylene (PTFE) with a size of 90 denier (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used as reinforcing materials of the core. The warp yarns used were yarns obtained by twisting 200 times / meter of six 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments. First, a plain weaving of PTFE yarns and consumable yarns was performed with 24 PTFE yarns / inch so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE yarns to form a woven fabric. The resulting woven fabric was compressed under pressure to obtain a woven fabric having a thickness of 70 µm.

[1437] Затем получали полимер А в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имел ионообменную емкость 0,85 мг⋅экв/г, и полимер B в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г.[1437] Then there was obtained polymer A in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.85 mg гeq / g and polymer B as a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.03 mg 1,0eq / g.

[1438] С использованием этих полимеров А и В, способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку X, в которой толщина слоя полимера А составляла 15 мкм, а толщина слоя полимера В составляла 104 мкм.[1438] Using these polymers A and B, a two-layer film X in which the thickness of the polymer A layer was 15 µm and the thickness of the polymer B layer was 104 µm was obtained by a flat die coextrusion method.

[1439] Затем прокладочную бумагу (имеющую тиснения с конической формой высотой 50 мкм), армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума, и имеющей микропоры на ее поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 223°С и величины пониженного давления 0,067 МПа в течение 2 минут, и затем удаляли прокладочную бумагу с получением композитной мембраны.[1439] Then release paper (having embossing with a tapered shape of 50 μm height), reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under conditions of a hot plate surface temperature of 223 ° C. and a reduced pressure value of 0.067 MPa for 2 minutes, and then removing the release paper to obtain a composite membrane.

[1440] Полученную композитную мембрану погружали в нагретый до 80°С водный раствор, содержащий 30% по массе диметилсульфоксида (DMSO) и 15% по массе гидроксида калия (KOH), в течение 20 минут для омыления. Затем композитную мембрану погружали в нагретый до 50°С водный 0,5 н. раствор гидроксида натрия (NaOH) в течение одного часа для замещения противоиона ионообменной группы на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при температуре 60°С.[1440] The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution heated to 80 ° C. containing 30% by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 20 minutes for saponification. Then the composite membrane was immersed in an aqueous 0.5N hydrochloric acid heated to 50 ° C. sodium hydroxide solution (NaOH) for one hour to replace the counterion of the ion exchange group with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

[1441] Кроме того, 20% по массе оксида циркония, имеющего средний размер частиц (размер первичных частиц) 1 мкм, добавляли к этанольному раствору с концентрацией 5% по массе смолы В в качестве смолы кислотного типа и диспергировали для получения суспензии, и суспензию наносили набрызгиванием на обе поверхности вышеуказанной композитной мембраны способом набрызгивания суспензии с образованием покрытий из оксида циркония на поверхностях композитной мембраны для получения ионообменной мембраны. Плотность покрытия из оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,5 мг/см2. Средний размер частиц измеряли анализатором размера частиц (производства фирмы SHIMADZU CORPORATION, «SALD(R) 2200»).[1441] In addition, 20% by mass of zirconium oxide having an average particle size (primary particle size) of 1 μm was added to an ethanol solution with a concentration of 5% by mass of resin B as an acid-type resin and dispersed to obtain a slurry, and the slurry was applied by spraying to both surfaces of the above composite membrane by a slurry spraying method to form zirconium oxide coatings on the surfaces of the composite membrane to obtain an ion exchange membrane. The density of the zirconium oxide coating, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.5 mg / cm 2 . The average particle size was measured with a particle size analyzer (manufactured by SHIMADZU CORPORATION, "SALD (R) 2200").

[1442] Вышеуказанную электролитическую ячейку использовали для выполнения электролиза обычной соли. Концентрация рассола (концентрация хлорида натрия) в анодной камере была отрегулирована на 205 г/л. Концентрация гидроксида натрия в катодной камере была отрегулирована на 32% по массе. Температура каждой из анодной камеры и катодной камеры была отрегулирована так, чтобы температура в каждой камере могла достигать 90°С. Обычный электролиз соли проводили при плотности тока 6 кА/м2, измеряя напряжение и плотность тока. Выход по току здесь представляет собой отношение количества образованной каустической соды к пропущенному току, и когда скорее примесные ионы и гидроксид–ионы, нежели ионы натрия, проходят через ионообменную мембрану под действием пропускаемого тока, выход по току снижается. Выход по току получали делением числа молей каустической соды, образованной в течение определенного времени, на число молей электронов тока, пропущенного на протяжении этого времени. Число молей каустической соды получали выделением образованной при электролизе каустической соды в пластиковый контейнер и измерением ее массы.[1442] The above electrolytic cell was used to perform ordinary salt electrolysis. The brine concentration (sodium chloride concentration) in the anode chamber was adjusted to 205 g / L. The concentration of sodium hydroxide in the cathode compartment was adjusted to 32% by weight. The temperature of each of the anode chamber and the cathode chamber was adjusted so that the temperature in each chamber could reach 90 ° C. Conventional salt electrolysis was carried out at a current density of 6 kA / m 2 by measuring the voltage and current density. The current efficiency here is the ratio of the amount of caustic soda formed to the passed current, and when impurity ions and hydroxide ions, rather than sodium ions, pass through the ion exchange membrane under the influence of the passed current, the current efficiency decreases. The current efficiency was obtained by dividing the number of moles of caustic soda formed during a given time by the number of moles of electrons of current passed during that time. The number of moles of caustic soda was obtained by separating the caustic soda formed during electrolysis into a plastic container and measuring its weight.

[1443] (2) Технологичность (оценка реакции)[1443] (2) Manufacturability (reaction evaluation)

(A) Вышеуказанную ионообменную мембрану A (мембрану) разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, и электрод, полученный в каждом из упомянутых ниже Примерах и Сравнительных Примерах, разрезали на фрагменты размером 95×110 мм. Ионообменную мембрану и электрод наслаивали и размещали неподвижно на тефлоновой пластине. Интервал между анодной ячейкой и катодной ячейкой, используемых в оценке электролиза, отрегулировали на величину около 3 см. Неподвижно размещенное слоистое изделие приподнимали и проводили операцию вставления и удерживания слоистого изделия между ними. Эту операцию проводили, проверяя электрод на смещение и падение.(A) The above ion exchange membrane A (membrane) was cut to form a 170 mm square piece, and the electrode obtained in each of the following Examples and Comparative Examples was cut into pieces of 95 × 110 mm. The ion exchange membrane and electrode were layered and placed stationary on a Teflon plate. The spacing between the anode cell and the cathode cell used in the electrolysis evaluation was adjusted to about 3 cm. The stationary layered article was lifted and the operation of inserting and holding the layered article between them was carried out. This operation was performed by checking the electrode for displacement and drop.

[1444] (B) Слоистое изделие размещали неподвижно на тефлоновой пластине таким же образом, как в вышеуказанном пункте (А). Два соседних угла участка мембраны в слоистом изделии удерживали руками, поднимая слоистое изделие так, чтобы оно было вертикальным. Удерживаемую руками за два соседних угла мембрану перемещали из этого состояния, сводя их близко друг к другу так, что мембрана высовывалась или утапливалась. Эту операцию повторяли опять для проверки прилегаемости электрода к мембране. Результаты оценивали по четырехбалльной шкале от 1 до 4 на основе следующих показателей:[1444] (B) The laminated article was placed stationary on the Teflon plate in the same manner as in the above item (A). Two adjacent corners of a portion of the membrane in the laminate were held by hands while lifting the laminate so that it was vertical. The membrane, held by hands at two adjacent corners, was moved from this state, bringing them close to each other so that the membrane protruded or recessed. This operation was repeated again to check the adherence of the electrode to the membrane. The results were evaluated on a four-point scale from 1 to 4 based on the following indicators:

1: хорошая технологичность1: good workability

2: пригодна к эксплуатации2: usable

3: эксплуатация затруднительна3: operation is difficult

4: по существу не пригодна к эксплуатации4: essentially unserviceable

Здесь, в отношении образцов Примеров 3–4 и 3–6, образцы имеющие такой же размер, как размер крупной электролитической ячейки, также подвергали оценке технологичности, как упомянуто ниже. Результаты оценки Примеров 3–4 и 3–6 использовали как показатели для оценки разницы между оценкой вышеуказанных пунктов (А) и (В) и оценкой крупноразмерного образца. То есть в случае, где результат оценки малоразмерного слоистого изделия составлял «1» или «2», было высказано суждение, что не возникает никаких проблем с технологичностью, даже если слоистое изделие было сформировано с большим размером.Here, with respect to the samples of Examples 3-4 and 3-6, the samples having the same size as the size of the large electrolytic cell were also subjected to processability evaluation as mentioned below. The results of the evaluation of Examples 3-4 and 3-6 were used as indicators to evaluate the difference between the score of the above items (A) and (B) and the score of the large sample. That is, in the case where the evaluation result of the small-sized laminate was "1" or "2", it was judged that no workability problems arise even if the laminate was formed at a large size.

[1445] (3) Доля области закрепления[1445] (3) Proportion of anchorage area

Площадь поверхности электрода для электролиза, находящейся напротив ионообменной мембраны (всей области, соответствующей проводящей поверхности, и области, соответствующей непроводящей поверхности), рассчитали как площадь S1. Затем площадь электрода для электролиза рассчитали как площадь S2. Площади S1 и S2 были идентифицированы с площадью слоистого изделия из ионообменной мембраны и электрода для электролиза, когда их рассматривали со стороны электрода для электролиза (смотри Фигуру 57). В отношении формы электрода для электролиза, даже электрод, имеющий отверстия (просветы), имел коэффициент открытой пористости менее 90%. Таким образом, электрод для электролиза рассматривался как плоская пластина (область отверстий должна была быть включена в упомянутую площадь).The surface area of the electrolysis electrode opposite the ion exchange membrane (the entire area corresponding to the conductive surface and the area corresponding to the non-conductive surface) was calculated as the area S1. Then, the area of the electrode for electrolysis was calculated as the area S2. The areas S1 and S2 were identified with the area of the ion exchange membrane and electrolysis electrode laminate when viewed from the side of the electrolysis electrode (see Figure 57). With regard to the shape of the electrolysis electrode, even the electrode having holes (lumens) had an open porosity ratio of less than 90%. Thus, the electrode for electrolysis was considered as a flat plate (the area of the holes had to be included in the mentioned area).

Площадь S3 области закрепления также была идентифицирована как площадь, когда слоистое изделие рассматривали сверху, как на фигуре 57 (то же применимо к площади участка, соответствующего только проводящей поверхности S’). В случае, где упоминаемая ниже PTFE–лента была закреплена в качестве крепежного элемента, область перекрывания с лентой не должна быть включена в упомянутую площадь. В альтернативном варианте в случае, где в качестве крепежных элементов были закреплены упомянутые ниже PTFE–пряжи и адгезив, область, находящаяся на задних сторонах электрода и мембраны, была включена в упомянутую площадь.The area S3 of the fixing region was also identified as an area when the laminate was viewed from above, as in FIG. 57 (the same applies to the area of the area corresponding only to the conductive surface S '). In the case where the PTFE tape mentioned below has been fixed as a fastener, the overlapping area with the tape should not be included in the mentioned area. Alternatively, in the case where the below mentioned PTFE yarns and adhesive were fixed as fasteners, the area on the back sides of the electrode and membrane was included in said area.

Как было описано выше, значение 100×(S3/S1) рассчитывали как долю α площади области закрепления (%) относительно площади поверхности, находящейся напротив электрода для электролиза в ионообменной мембране. Кроме того, значение 100×S3’/S2 рассчитывали как долю β области, соответствующей только проводящей поверхности области закрепления, относительно площади проводящей поверхности.As described above, the value 100 × (S3 / S1) was calculated as the fraction α of the attachment area (%) relative to the surface area opposite the electrolysis electrode in the ion exchange membrane. In addition, the value 100 × S3 '/ S2 was calculated as the proportion of the β region corresponding only to the conductive surface of the attachment region relative to the conductive surface area.

[1446] [Пример 3–1][1446] [Example 3-1]

В качестве подложки электрода для катода в электролизе получали электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 22 мкм. Одна поверхность этой никелевой фольги была подвергнута обработке для обеспечения шероховатости посредством нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,96 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как в случае измерения поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for a cathode in electrolysis, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 22 µm was obtained. One surface of this nickel foil was roughened by electrolytic nickel plating. The arithmetic average Ra of the roughness of the rough surface was 0.96 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as in the case of the surface roughness measurement of the blasted nickel plate.

Пористую фольгу формировали перфорированием этой никелевой фольги с образованием круглых отверстий путем штампования. Коэффициент открытой пористости составлял 44%.A porous foil was formed by punching this nickel foil into circular holes by punching. The open porosity ratio was 44%.

[1447] Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Растворы нитрата рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.[1447] A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium nitrate having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and cerium nitrate (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1: 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина электрода, изготовленного в Примере 3–1, составляла 24 мкм. Толщина каталитического слоя, содержащего оксид рутения и оксид церия, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм. Покрытие было сформировано также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the electrode made in Example 3-1 was 24 µm. The thickness of the catalytic layer containing ruthenium oxide and cerium oxide, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm. A coating was also formed on a surface that was not roughened.

Электрод, полученный вышеуказанным способом, разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны (размер: 160 мм×160 мм), приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH.The electrode obtained by the above method was cut into pieces of 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The roughened electrode surface was positioned opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane (size: 160 mm × 160 mm) equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution.

PTFE–ленту (производства фирмы NITTO DENKO CORPORATION) использовали для закрепления четырех сторон так, что ионообменная мембрана и электрод были проложены, как показано на Фигуре 57 (следует отметить, что Фигура 57 иллюстрирует схематический вид только в целях иллюстрации, и размеры не обязательно являются точными. То же действительно для следующих фигур). В Примере 3–1 PTFE–лента была крепежным элементом, доля α составляла 60%, а доля β составляла 1,0%.PTFE tape (manufactured by NITTO DENKO CORPORATION) was used to secure the four sides so that the ion exchange membrane and electrode were routed as shown in Figure 57 (note that Figure 57 is a schematic view for illustration purposes only, and dimensions are not necessarily The same is true for the following figures). In Example 3-1, the PTFE tape was the fastener, the α fraction was 60% and the β fraction was 1.0%.

Даже когда четыре угла участка мембраны объединенного с мембраной электрода, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отделялся и не смещался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся и не смещался.Even when the four corners of the membrane portion of the membrane-combined electrode, which was obtained by combining the membrane with the electrode, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not detach or move. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach or move.

Вышеуказанный объединенный с мембраной электрод прокладывали между анодной ячейкой и катодной ячейкой так, что поверхность, к которой электрод был присоединен, была обращена к стороне катодной камеры. В секционной конструкции токоотвод, мат, никелевую сетку в качестве питающего проводника, электрод, мембрану и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.The above membrane-integrated electrode was interposed between the anode cell and the cathode cell so that the surface to which the electrode was attached was facing the cathode chamber side. In a sectional structure, a down conductor, a mat, a nickel mesh as a supply conductor, an electrode, a membrane, and an anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap.

Полученный электрод подвергали испытанию на характеристики электролиза. Результаты показаны в Таблице 5.The resulting electrode was tested for electrolysis performance. The results are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «2».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "2".

[1448] [Пример 3–2][1448] [Example 3-2]

Оценку проводили таким же образом, как в Примере 3–1, за исключением увеличения площади, которую перекрывала PTFE–лента на электролитической поверхности, как показано на Фигуре 58. То есть в Примере 3–2 площадь PTFE–ленты была увеличена по направлению плоскости электрода для электролиза, и тем самым площадь электролитической поверхности в электроде для электролиза была меньшей, чем в Примере 3–1. В Примере 3–2 доля α составляла 69%, а доля β составляла 23%. Результаты оценки показаны в Таблице 5.Evaluation was performed in the same manner as in Example 3-1, except for the increase in the area covered by the PTFE tape on the electrolytic surface, as shown in Figure 58. That is, in Example 3-2, the area of the PTFE tape was increased in the direction of the electrode plane for electrolysis, and thus the electrolytic surface area in the electrode for electrolysis was less than in Example 3-1. In Example 3-2, the α fraction was 69% and the β fraction was 23%. The results of the assessment are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «1».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "1".

[1449] [Пример 3–3][1449] [Example 3-3]

Оценку проводили таким же образом, как в Примере 3–1, за исключением увеличения площади, на которую PTFE–лента перекрывала электролитическую поверхность, как показано на Фигуре 59. То есть в Примере 3–3 площадь PTFE–ленты была увеличена по направлению плоскости электрода для электролиза, и тем самым площадь электролитической поверхности в электроде для электролиза была меньшей, чем в Примере 3–1. В Примере 3–3 доля α составляла 87%, а доля β составляла 67%. Результаты оценки показаны в Таблице 5.Evaluation was performed in the same manner as in Example 3-1, except for increasing the area over which the PTFE tape overlapped the electrolytic surface, as shown in Figure 59. That is, in Example 3-3, the area of the PTFE tape was increased in the direction of the electrode plane for electrolysis, and thus the electrolytic surface area in the electrode for electrolysis was less than in Example 3-1. In Example 3–3, the α fraction was 87% and the β fraction was 67%. The results of the assessment are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «1».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "1".

[1450] [Пример 3–4][1450] [Example 3-4]

Для оценки характеристик электролиза получали электрод, идентичный электроду примера 3–1, и разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны (размер: 160 мм×160 мм), приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH. PTFE–пряжу использовали для сшивания электрода с его левой стороны в вертикальном направлении с ионообменной мембраной, как показано на Фигуре 60. PTFE–пряжу пропускали через участок на расстоянии 10 мм в вертикальном направлении и расстоянии 10 мм по горизонтальному направлению от угла электрода, с задней стороны листа на фигуре 60 к его передней стороне, так, что она пролегала через участок на расстоянии 35 мм в вертикальном направлении и на расстоянии 10 мм по горизонтальному направлению от передней стороны листа к задней стороне, проходила через участок на расстоянии 60 мм в вертикальном направлении и на расстоянии 10 мм по горизонтальному направлению опять от задней стороны листа к передней стороне, и проходила через участок на расстоянии 85 мм в вертикальном направлении и на расстоянии 10 мм по горизонтальному направлению от передней стороны листа к его задней стороне. На участки, на которых пряжа проходила через ионообменную мембрану, наносили раствор, полученный диспергированием смолы S кислотного типа, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF2)OCF2CF2SO2F и имела ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г, при содержании 5% по массе в этаноле.To evaluate the characteristics of electrolysis, an electrode identical to the electrode of Example 3-1 was obtained and cut into fragments measuring 95 mm in length and 110 mm in width. The roughened electrode surface was positioned opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane (size: 160 mm × 160 mm) equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution. The PTFE yarn was used to stitch the electrode from its left side in the vertical direction to the ion exchange membrane, as shown in Figure 60. The PTFE yarn was passed through a section at a distance of 10 mm in the vertical direction and a distance of 10 mm in the horizontal direction from the corner of the electrode, from the back side of the sheet in figure 60 to its front side, so that it runs through the section at a distance of 35 mm in the vertical direction and at a distance of 10 mm in the horizontal direction from the front side of the sheet to the back side, passes through the section at a distance of 60 mm in the vertical direction and at a distance of 10 mm in the horizontal direction again from the back side of the sheet to the front side, and passed through the section at a distance of 85 mm in the vertical direction and at a distance of 10 mm in the horizontal direction from the front side of the sheet to its back side. On the areas where the yarn passed through the ion-exchange membrane, a solution obtained by dispersing an acid-type resin S was applied, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 2 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had ion-exchange capacity 1.03 mg-eq / g, with a content of 5% by weight in ethanol.

Как описано выше, в Примере 3–4 доля α составляла 0,35%, а доля β составляла 0,86%.As described above, in Example 3-4, the α proportion was 0.35% and the β proportion was 0.86%.

Даже когда четыре угла участка мембраны с объединенным с мембраной электродом, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отваливался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся.Even when the four corners of the membrane-combined electrode portion, which was obtained by the membrane-electrode combination, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not fall off. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach.

Проводили оценку полученного электрода. Результаты показаны в Таблице 5.The resulting electrode was evaluated. The results are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «2».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "2".

[1451] Кроме того, в Примере 3–4 получали каждый элемент из ионообменной мембраны и электрода, сформированные с большим размером. Получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину, и четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину. Катоды размещали без какого-либо зазора на стороне слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны, и катоды присоединяли к ионообменной мембране PTFE–пряжей с образованием слоистого изделия. В этом Примере доля α составляла 0,013%, а доля β составляла 0,017%.[1451] In addition, in Example 3-4, each element of an ion exchange membrane and an electrode was formed with a large size. An ion exchange membrane was obtained having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width, and four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width. The cathodes were placed without any gap on the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane, and the cathodes were attached to the ion exchange membrane with PTFE yarn to form a layered article. In this Example, the α proportion was 0.013% and the β proportion was 0.017%.

Когда выполняли операцию оснащения крупного электролизера объединенным с мембраной электродом, который был сформирован объединением мембраны с электродом, было возможным достижение беспроблемного монтажа.When the operation of equipping a large electrolyzer with a membrane-integrated electrode, which was formed by connecting a membrane with an electrode, was performed, it was possible to achieve a problem-free installation.

[1452] [Пример 3–5][1452] [Example 3-5]

Получали электрод, идентичный электроду в Примере 3–1, и разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны (размер: 160 мм×160 мм), приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH. Для закрепления ионообменной мембраны с электродом использовали фиксирующую смолу, выполненную из полипропилена, как показано на Фигуре 61. То есть смолу размещали в целом в двух положениях: на участке на расстоянии 20 мм в вертикальном направлении и на расстоянии 20 мм по горизонтальному направлению от угла электрода и дополнительно на участке на расстоянии 20 мм в вертикальном направлении и на расстоянии 20 мм по горизонтальному направлению от угла, находящегося под ним. На участки, на которых фиксирующая смола проходила через ионообменную мембрану, наносили раствор, подобный раствору в Примере 3–4.Received an electrode identical to the electrode in Example 3-1, and cut into pieces measuring 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The roughened electrode surface was positioned opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane (size: 160 mm × 160 mm) equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution. To secure the ion exchange membrane to the electrode, a fixing resin made of polypropylene was used as shown in Figure 61. That is, the resin was placed in a total of two positions: at a site 20 mm in the vertical direction and at a distance of 20 mm in the horizontal direction from the corner of the electrode. and additionally on an area at a distance of 20 mm in the vertical direction and at a distance of 20 mm in the horizontal direction from the corner below it. A solution similar to the solution in Example 3-4 was applied to the areas where the fixing resin passed through the ion exchange membrane.

Как описано выше, в Примере 3–5 фиксирующая смола и смола S служили в качестве крепежных элементов, доля α составляла 0,47%, а доля β составляла 1,1%.As described above, in Example 3-5, the fixing resin and the S resin served as fasteners, the α ratio was 0.47% and the β ratio was 1.1%.

Даже когда четыре угла участка мембраны с объединенным с мембраной электродом, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отваливался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся.Even when the four corners of the membrane-combined electrode portion, which was obtained by the membrane-electrode combination, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not fall off. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach.

Проводили оценку полученного электрода. Результаты показаны в Таблице 5.The resulting electrode was evaluated. The results are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «2».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "2".

[1453] [Пример 3–6][1453] [Example 3-6]

Получали электрод, идентичный электроду в Примере 3–1, и разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны (размер: 160 мм×160 мм), приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH. Как показано на Фигуре 62, для закрепления ионообменной мембраны и электрода использовали цианакрилатный клей (торговое наименование: Aron Alpha, фирмы TOAGOSEI CO., LTD.). То есть мембрану и электрод скрепляли клеем в пяти точках на вертикальной стороне электрода (точки в каждом случае были на равном расстоянии друг от друга) и восьми точках на горизонтальной стороне электрода (точки в каждом случае были на равном расстоянии друг от друга).Received an electrode identical to the electrode in Example 3-1, and cut into pieces measuring 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The roughened electrode surface was positioned opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane (size: 160 mm × 160 mm) equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution. As shown in Figure 62, cyanoacrylate adhesive (trade name: Aron Alpha, TOAGOSEI CO., LTD.) Was used to secure the ion exchange membrane and electrode. That is, the membrane and the electrode were glued together at five points on the vertical side of the electrode (the points in each case were equidistant from each other) and eight points on the horizontal side of the electrode (the points in each case were equidistant from each other).

Как описано выше, в Примере 3–6 клей служил в качестве крепежных элементов, доля α составляла 0,78%, а доля β составляла 1,9%.As described above, in Example 3-6, the adhesive served as fasteners, the α proportion was 0.78% and the β proportion was 1.9%.

Даже когда четыре угла участка мембраны с объединенным с мембраной электродом, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отваливался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся.Even when the four corners of the membrane-combined electrode portion, which was obtained by the membrane-electrode combination, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not fall off. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach.

Проводили оценку полученного электрода. Результаты показаны в Таблице 5.The resulting electrode was evaluated. The results are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «1».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "1".

[1454] Кроме того, в Примере 3–6 получали каждый элемент из ионообменной мембраны и электрода, сформированные с большим размером. Получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину, и четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину. Кромки одной горизонтальной стороны каждого из четырех катодов соединяли между собой вышеуказанным клеем с образованием крупноразмерного катода (1,2 м в длину и 2,4 м в ширину). Этот крупный катод соединяли с центральным участком на стороне слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны с помощью Aron Alpha с образованием слоистого изделия. То есть мембрану и электрод скрепляли клеем в пяти точках на вертикальной стороне электрода (точки в каждом случае были на равном расстоянии друг от друга) и восьми точках на горизонтальной стороне электрода (точки в каждом случае были на равном расстоянии друг от друга), таким же образом, как на фигуре 62. В этом Примере доля α составляла 0,019%, а доля β составляла 0,024%.[1454] In addition, in Example 3-6, each element of the ion exchange membrane and electrode was formed with a large size. An ion exchange membrane was obtained having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width, and four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width. The edges of one horizontal side of each of the four cathodes were joined together with the aforementioned glue to form a large cathode (1.2 m long and 2.4 m wide). This large cathode was connected to the central region on the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane using Aron Alpha to form a laminated body. That is, the membrane and the electrode were bonded with glue at five points on the vertical side of the electrode (the points in each case were at an equal distance from each other) and eight points on the horizontal side of the electrode (the points in each case were at an equal distance from each other), the same in a manner similar to FIG. 62. In this Example, the α proportion was 0.019% and the β proportion was 0.024%.

Когда выполняли операцию оснащения крупного электролизера объединенным с мембраной электродом, который был сформирован объединением мембраны с электродом, было возможным достижение беспроблемного монтажа.When the operation of equipping a large electrolyzer with a membrane-integrated electrode, which was formed by connecting a membrane with an electrode, was performed, it was possible to achieve a problem-free installation.

[1455] [Пример 3–7][1455] [Example 3-7]

Получали электрод, идентичный электроду в Примере 3–1, и разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны (размер: 160 мм×160 мм), приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH. Для закрепления ионообменной мембраны и электрода наносили раствор, подобный раствору в Примере 3–4. То есть смолу размещали в целом в двух положениях: на участке на расстоянии 20 мм в вертикальном направлении и на расстоянии 20 мм по горизонтальному направлению от угла электрода, и, дополнительно, на участке на расстоянии 20 мм в вертикальном направлении и на расстоянии 20 мм по горизонтальному направлению от угла, находящегося под ним (смотри Фигуру 61).Received an electrode identical to the electrode in Example 3-1, and cut into pieces measuring 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The roughened electrode surface was positioned opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane (size: 160 mm × 160 mm) equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution. To fix the ion exchange membrane and electrode, a solution similar to the solution in Example 3-4 was applied. That is, the resin was placed as a whole in two positions: at a site at a distance of 20 mm in the vertical direction and at a distance of 20 mm in a horizontal direction from the corner of the electrode, and, additionally, at a site at a distance of 20 mm in the vertical direction and at a distance of 20 mm along the horizontal direction from the corner below it (see Figure 61).

Как описано выше, в Примере 3–7 смола S служила в качестве крепежных элементов, доля α составляла 2,0%, а доля β составляла 4,8%.As described above, in Example 3-7, resin S served as fasteners, the α proportion was 2.0% and the β proportion was 4.8%.

Даже когда четыре угла участка мембраны с объединенным с мембраной электродом, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отваливался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся.Even when the four corners of the membrane-combined electrode portion, which was obtained by the membrane-electrode combination, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not fall off. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach.

Проводили оценку полученного электрода. Результаты показаны в Таблице 5.The resulting electrode was evaluated. The results are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «2».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "2".

[1456] [Сравнительный Пример 3–1][1456] [Comparative Example 3-1]

Оценку проводили таким же образом, как в Примере 3–1, за исключением увеличения площади, на которую PTFE–лента перекрывала электролитическую поверхность, как показано на Фигуре 59. То есть в Сравнительном Примере 3–1 площадь PTFE–ленты была увеличена по направлению плоскости электрода для электролиза, и тем самым площадь электролитической поверхности в электроде для электролиза была меньшей, чем в Примере 3–1. В Сравнительном Примере 3–1 доля α составляла 93%, а доля β составляла 83%. Результаты оценки показаны в Таблице 5.Evaluation was performed in the same manner as in Example 3-1, except for increasing the area over which the PTFE tape overlapped the electrolytic surface, as shown in Figure 59. That is, in Comparative Example 3-1, the area of the PTFE tape was increased in the plane direction electrode for electrolysis, and thus the electrolytic surface area in the electrode for electrolysis was smaller than in Example 3-1. In Comparative Example 3-1, the α proportion was 93% and the β proportion was 83%. The results of the assessment are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Технологичность также была хорошей: «1».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Manufacturability was also good: "1".

[1457] [Сравнительный Пример 3–2][1457] [Comparative Example 3-2]

Оценку проводили таким же образом, как в Примере 3–1, за исключением увеличения площади, на которую PTFE–лента перекрывала электролитическую поверхность. Результаты оценки показаны в Таблице 5. То есть, в Сравнительном Примере 3–2 площадь PTFE–ленты была увеличена по направлению плоскости электрода для электролиза.Evaluation was performed in the same manner as in Example 3-1, except for an increase in the area over which the PTFE tape overlapped the electrolytic surface. The evaluation results are shown in Table 5. That is, in Comparative Example 3-2, the area of the PTFE tape was increased in the direction of the plane of the electrolysis electrode.

В Сравнительном Примере 3–2 доля α и доля β составляла 100%, и вся электролитическая поверхность была областью закрепления, покрытой PTFE. Соответственно этому, было невозможно подводить раствор электролита, и тем самым невозможно выполнять электролиз. Технологичность была хорошей: «1».In Comparative Example 3-2, the α proportion and β proportion were 100%, and the entire electrolytic surface was a PTFE-coated attachment area. Accordingly, it was impossible to supply an electrolyte solution, and thus it was impossible to perform electrolysis. Manufacturability was good: "1".

[1458] [Сравнительный Пример 3–3][1458] [Comparative Example 3-3]

Оценку проводили таким же образом, как в Примере 3–1, за исключением того, что не применяли PTFE–ленту, то есть доля α и доля β составляла 0%. Результаты оценки показаны в Таблице 5.The evaluation was carried out in the same manner as in Example 3-1, except that no PTFE tape was used, that is, the proportion of α and the proportion of β was 0%. The results of the assessment are shown in Table 5.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение и высокий выход по току. Между тем, поскольку отсутствовала область закрепления мембраны и электрода, было невозможно манипулировать (обращаться с) мембраной и электродом в качестве слоистого изделия (объединенным фрагментом), и тем самым технологичность была «4».The electrode exhibited low voltage and high current efficiency. Meanwhile, since there was no anchorage area for the membrane and the electrode, it was impossible to manipulate (handle) the membrane and the electrode as a laminated article (combined piece), and thus the workability was "4".

[1459] Результаты оценки Примеров от 3–1 до 7 и Сравнительных Примеров от 3–1 до 3 также показаны ниже в Таблице 5.[1459] The evaluation results of Examples 3-1 to 7 and Comparative Examples 3-1 to 3 are also shown below in Table 5.

[1460][1460]

[Таблица 5][Table 5]

Площадь мембраныMembrane area Площадь подложки электрода для электролизаElectrode support area for electrolysis Площадь области закрепленияDocking area area Площадь области закрепления, соответствующая только проводящей поверхностиThe area of the fixing area corresponding to the conductive surface only Доля αFraction α Доля βFraction β Технологичность (сенсорная оценка)Manufacturability (sensory assessment) Оценка характеристик электролизаEvaluation of electrolysis performance S1S1 S2S2 S3S3 S3’S3 ' 100*S3/S1 (%)100 * S3 / S1 (%) 100*S3’/S2 (%)100 * S3 '/ S2 (%) Напряжение (В)Voltage (V) Выход по току (%)Current output (%) Пример 3–1Example 3-1 256256 104,5104.5 153153 1,01.0 6060 1,01.0 22 2,982.98 97,897.8 Пример 3–2Example 3-2 256256 104,5104.5 176176 2424 6969 2323 1one 3,113.11 97,797.7 Пример 3–3Example 3-3 256256 104,5104.5 222222 7070 8787 6767 1one 3,853.85 96,196.1 Пример 3–4Example 3-4 256256 104,5104.5 0,900.90 0,900.90 0,350.35 0,860.86 22 2,992.99 92,292.2 Пример 3–5Example 3-5 256256 104,5104.5 1,21,2 1,21,2 0,470.47 1,11.1 22 3,003.00 92,592.5 Пример 3–6Example 3-6 256256 104,5104.5 2,02.0 2,02.0 0,780.78 1,91.9 22 2,972.97 97,597.5 Пример 3–7Example 3-7 256256 104,5104.5 5,05.0 5,05.0 2,02.0 4,84.8 22 2,992.99 97,097.0 Сравнительный Пример 3–1Comparative Example 3-1 256256 104,5104.5 239239 8787 9393 8383 1one 5,505.50 86,886.8 Сравнительный Пример 3–2Comparative Example 3-2 256256 104,5104.5 256256 104,5104.5 100one hundred 100one hundred 1one Невозможно провести электролизImpossible to carry out electrolysis Сравнительный Пример 3–3Comparative Example 3-3 256256 104,5104.5 00 00 00 00 4four 2,972.97 97,597.5

[1461] <Проверка четвертого варианта осуществления>[1461] <Checking the fourth embodiment>

Как будет описано ниже, представлены Экспериментальные Примеры согласно четвертому варианту осуществления (в разделе <Проверка четвертого варианта осуществления> ниже просто называемые «Примерами») и Экспериментальные Примеры, не соответствующие четвертому варианту осуществления (в разделе <Проверка четвертого варианта осуществления>, ниже просто называемые «Сравнительными Примерами»), и оценены следующим методом. Подробности будут описаны со ссылкой на Фигуры 79–90, насколько это уместно.As will be described below, Experimental Examples according to the fourth embodiment are presented (in the section <Verification of the fourth embodiment>, below, simply referred to as “Examples”) and Experimental Examples not corresponding to the fourth embodiment (in the section <Verification of the fourth embodiment>, hereinafter simply referred to as "Comparative Examples"), and evaluated by the following method. Details will be described with reference to Figures 79-90 as appropriate.

[1462] [Метод оценки][1462] [Evaluation Method]

(1) Коэффициент открытой пористости(1) Coefficient of open porosity

Электрод разрезали на фрагменты размером 130 мм×100 мм. Для расчета среднего значения в 10 точках, полученных измерением равномерно по плоскости, применяли цифровой толщиномер (фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм). Значение использовали в качестве толщины электрода (измеренной толщины) для расчета объема. После этого использовали электронные весы для измерения массы. По удельному весу каждого металла (удельный вес никеля=8,908 г/см3, удельный вес титана=4,506 г/см3) рассчитывали коэффициент открытой пористости или коэффициент пустотности.The electrode was cut into fragments of 130 mm × 100 mm. A digital thickness gauge (Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm) was used to calculate the average of 10 points measured uniformly over the plane. The value was used as the thickness of the electrode (measured thickness) to calculate the volume. Thereafter, an electronic balance was used to measure the mass. From the specific gravity of each metal (specific gravity of nickel = 8.908 g / cm 3 , specific gravity of titanium = 4.506 g / cm 3 ), the coefficient of open porosity or the coefficient of voidness was calculated.

Коэффициент открытой пористости (коэффициент пустотности) (%)=(1–(масса электрода)/(объем электрода×удельный вес металла))×100Open porosity ratio (void ratio) (%) = (1– (electrode mass) / (electrode volume × specific gravity of metal)) × 100

[1463] (2) Масса на единицу площади (мг/см2)[1463] (2) Mass per unit area (mg / cm 2 )

Электрод разрезали на фрагменты размером 130 мм×100 мм и измеряли его массу на электронных весах. Значение делили на площадь (130 мм×100 мм) для расчета массы на единицу площади.The electrode was cut into pieces of 130 mm × 100 mm and its mass was measured on an electronic balance. The value was divided by the area (130 mm x 100 mm) to calculate the mass per unit area.

[1464] (3) Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1) (сила сцепления) (Н/(мг·см2))[1464] (3) Force applied per unit mass · unit area (1) (adhesion force) (N / (mg · cm 2 ))

[Метод (i)][Method (i)]

Для измерения использовали машину для испытания на растяжение и сжатие (фирмы Imada–SS Corporation, основная машина для испытания: машина для испытания на растяжение и сжатие типа SDT–52NA, динамометрический датчик: датчик нагрузки типа SL–6001).For measurement, a tensile and compression machine (manufactured by Imada-SS Corporation, main testing machine: tensile and compression testing machine SDT-52NA type, load cell: load cell type SL-6001) was used.

[1465] Никелевую пластину в виде квадрата со стороной 200 мм, имеющую толщину 1,2 мм, подвергали струйной обработке оксидом алюминия с номером зернистости 320. Среднее арифметическое (Ra) поверхностной шероховатости никелевой пластины после струйной обработки составляло 0,7 мкм. Здесь для измерения поверхностной шероховатости использовали прибор для измерения поверхностной шероховатости зондового типа (профилометр) SJ–310 (фирмы Mitutoyo Corporation). Измеряемый образец помещали на поверхность пластины параллельно поверхности земли для измерения среднего арифметического величины Ra шероховатости в описываемых ниже условиях. Измерение повторяли 6 раз и выводили среднее значение.[1465] A 200 mm square nickel plate having a thickness of 1.2 mm was blasted with 320 grit alumina. The arithmetic average (Ra) of the surface roughness of the nickel plate after blasting was 0.7 µm. Here, to measure the surface roughness, an SJ-310 probe-type surface roughness meter (profilometer) (Mitutoyo Corporation) was used. The sample to be measured was placed on the plate surface parallel to the ground surface to measure the arithmetic mean of the roughness Ra under the conditions described below. The measurement was repeated 6 times and the average was taken.

[1466] <Форма зонда> угол конуса вершины=60°, радиус наконечника=2 мкм, статическое измерительное усилие=0,75 мН.[1466] <Probe shape> apex taper angle = 60 °, tip radius = 2 µm, static measuring force = 0.75 mN.

<Стандарт шероховатости> JIS2001<Roughness Standard> JIS2001

<Оценочная кривая> R<Evaluation curve> R

<Фильтр> GAUSS<Filter> GAUSS

<Предельное значение λc> 0,8 мм<Limit value λc> 0.8 mm

<Предельное значение λs> 2,5 µm<Limit value λs> 2.5 µm

<Число сечений> 5<Number of sections> 5

<Предварительный проход, дополнительный проход> доступны<Pre-pass, additional pass> available

Эту никелевую пластину закрепляли вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие.This nickel plate was mounted vertically on the bottom grip of a tensile and compression machine.

[1467] В качестве мембраны использовали описанную ниже ионообменную мембрану А.[1467] The ion-exchange membrane A described below was used as a membrane.

В качестве армирующих материалов сердцевины использовали монофиламенты с размером 90 денье, выполненные из политетрафторэтилена (PTFE) (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр шести филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). Сначала по каждому из TD– и MD–направлений выполнили полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, с получением тканого полотна. Полученное тканое полотно подвергали уплотнению под давлением валиком с получением тканого полотна, имеющего толщину 70 мкм.Monofilaments with a size of 90 denier made of polytetrafluoroethylene (PTFE) (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used as reinforcing materials of the core. The consumable yarns were yarns obtained by twisting 200 times / meter of six 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns). First, in each of the TD- and MD-directions, a plain weaving of PTFE yarns and consumable yarns with 24 PTFE yarns / inch was performed so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE yarns to obtain a woven fabric. The resulting woven fabric was subjected to roller compaction to obtain a woven fabric having a thickness of 70 µm.

Затем получали смолу А в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имела ионообменную емкость 0,85 мг⋅экв/г, и смолу В в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имела ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г.Then resin A was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.85 mg-eq / g, and the resin B in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.03 mg⋅eq / g.

С использованием этих смол А и В, способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку Х, в которой толщина слоя смолы А составляла 15 мкм и толщина слоя смолы В составляла 104 мкм.Using these resins A and B, a two-layer film X in which the thickness of the resin layer A was 15 µm and the thickness of the resin layer B was 104 µm was obtained by a flat die coextrusion method.

Затем прокладочную бумагу (имеющую тиснения с конической формой высотой 50 мкм), армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 223°С и величины пониженного давления 0,067 МПа в течение 2 минут, и затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану.Then release paper (having embossing with a conical shape with a height of 50 μm), reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under surface temperature conditions hot plate 223 ° C and a reduced pressure value of 0.067 MPa for 2 minutes, and then remove the release paper to obtain a composite membrane.

Полученную композитную мембрану погружали в нагретый до 80°С водный раствор, содержащий 30% по массе диметилсульфоксида (DMSO) и 15% по массе гидроксида калия (KOH), в течение 20 минут для омыления. Затем композитную мембрану погружали в нагретый до 50°С водный 0,5 н. раствор гидроксида натрия (NaOH) в течение одного часа для замещения противоиона ионообменной группы на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при температуре 60°С.The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution heated to 80 ° C. containing 30% by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 20 minutes for saponification. Then the composite membrane was immersed in an aqueous 0.5N hydrochloric acid heated to 50 ° C. sodium hydroxide solution (NaOH) for one hour to replace the counterion of the ion exchange group with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, 20% по массе оксида циркония, имеющего размер первичных частиц 1 мкм, добавляли к этанольному раствору с концентрацией 5% по массе смолы В в качестве смолы кислотного типа и диспергировали для получения суспензии, и суспензию наносили набрызгиванием на обе поверхности вышеуказанной композитной мембраны способом набрызгивания суспензии с образованием покрытий из оксида циркония на поверхностях композитной мембраны для получения ионообменной мембраны А. Плотность покрытия из оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,5 мг/см2. Средний размер частиц измеряли анализатором размера частиц (производства фирмы SHIMADZU CORPORATION, «SALD(R) 2200»).In addition, 20% by mass of zirconium oxide having a primary particle size of 1 μm was added to an ethanol solution with a concentration of 5% by mass of resin B as an acidic resin and dispersed to obtain a slurry, and the slurry was sprayed onto both surfaces of the above composite membrane. the method of spraying a suspension with the formation of coatings of zirconium oxide on the surfaces of the composite membrane to obtain an ion-exchange membrane A. The density of the coating of zirconium oxide, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.5 mg / cm 2 . The average particle size was measured with a particle size analyzer (manufactured by SHIMADZU CORPORATION, "SALD (R) 2200").

Полученную вышеуказанную ионообменную мембрану (мембрану) погружали в чистую воду в течение 12 часов или более и затем использовали для испытания. Мембрану приводили в контакт с вышеуказанной никелевой пластиной, полностью увлажненной чистой водой, и обеспечивали сцепление под действием поверхностного натяжения воды. В это время никелевую пластину и ионообменную мембрану размещали так, чтобы их верхние концы совпадали.The obtained above ion exchange membrane (membrane) was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The membrane was brought into contact with the aforementioned nickel plate completely moistened with pure water and adhered by the surface tension of the water. At this time, the nickel plate and the ion exchange membrane were positioned so that their upper ends coincided.

[1468] Образец электрода для электролиза (электрода), используемого для измерения, разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану А разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Одну сторону электрода прокладывали между двумя пластинами из нержавеющей стали (толщина: 1 мм, длина: 9 мм, ширина: 170 мм). После размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, использовали четыре зажима, равномерного закрепляя электрод и пластины. Пластины из нержавеющей стали по центру зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод. Нагрузка, прилагаемая испытательной машиной, в это время была настроена на 0 Н. Объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекали из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружали в ванну, содержащую чистую воду, чтобы в достаточной степени увлажнить электрод чистой водой. После этого пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод.[1468] A sample of an electrolysis electrode (electrode) used for measurement was cut to form a piece in the form of a square with a side of 130 mm. Ion exchange membrane A was cut to form a 170 mm square fragment. One side of the electrode was sandwiched between two stainless steel plates (thickness: 1 mm, length: 9 mm, width: 170 mm). After positioning so that the center of the stainless steel plates was aligned with the center of the electrode, four clamps were used to secure the electrode and plates evenly. The stainless steel plates in the center were clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended. The load applied by the testing machine at this time was set to 0 N. The combined assembly of stainless steel plates, electrode, and clamps was temporarily removed from the tensile and compressive testing machine and immersed in a bath containing clean water to sufficiently moisten electrode with clean water. Thereafter, the stainless steel plates in the center were again clamped with the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended.

Опускали верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие и обеспечивали сцепление образца электрода для электролиза с поверхностью ионообменной мембраны под действием поверхностного натяжения чистой воды. Размер поверхности сцепления в это время составлял 130 мм в длину и 110 мм в ширину. На электрод и ионообменную мембрану целиком набрызгивали чистую воду из промывалки, чтобы опять в достаточной мере смочить мембрану и электрод. После этого валик, образованный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток чистой воды. Прокатку валиком проводили только однократно.The upper clamp of the tensile and compressive testing machine was lowered and the sample of the electrolysis electrode was adhered to the surface of the ion exchange membrane by the surface tension of pure water. The size of the engagement surface at this time was 130 mm long and 110 mm wide. The entire electrode and the ion-exchange membrane were sprayed with clean water from a wash bottle in order to sufficiently moisten the membrane and electrode again. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm) was rolled from top to bottom while lightly pressing against the electrode to remove excess pure water. Rolling was carried out only once.

[1469] Электрод поднимали со скоростью 10 мм/минуту для начала измерения нагрузки и регистрировали нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и мембраны достигал величины 130 мм в ширину и 100 мм в длину. Это измерение повторяли три раза и рассчитывали среднее значение.[1469] The electrode was lifted at a speed of 10 mm / minute to start measuring the load, and the load was recorded when the size of the overlapping area of the electrode and membrane reached 130 mm wide and 100 mm long. This measurement was repeated three times and the average was calculated.

Это среднее значение делили на площадь участка перекрывания электрода и ионообменной мембраны и на массу электрода на участке перекрывания с ионообменной мембраной для расчета силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1). Массу электрода на участке перекрывания с ионообменной мембраной определяли пропорциональным делением из значения, полученного в вышеописанном разделе (2) Масса на единицу площади (мг/см2).This average value was divided by the area of the overlapping area of the electrode and ion-exchange membrane and by the mass of the electrode in the overlap area with the ion-exchange membrane to calculate the force applied per unit mass · unit area (1). The mass of the electrode in the overlapping portion with the ion exchange membrane was determined by proportional division from the value obtained in the above section (2) Mass per unit area (mg / cm 2 ).

Что касается среды в измерительной камере, температура составляла 23±2°C и относительная влажность составляла 30±5%.With regard to the environment in the measurement chamber, the temperature was 23 ± 2 ° C and the relative humidity was 30 ± 5%.

Электрод, используемый в Примерах и Сравнительных Примерах, был способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая вниз или не отслаиваясь, когда ему было обеспечено сцепление с ионообменной мембраной, которая была сцеплена с закрепленной вертикально никелевой пластиной, под действием поверхностного натяжения.The electrode used in the Examples and Comparative Examples was able to hold on its own and adhere without sliding down or peeling when it was adhered to an ion exchange membrane that was adhered to a vertically fixed nickel plate under surface tension.

Схематический вид способа оценки прилагаемой силы (1) показан на фигуре 79.A schematic view of the method for evaluating the applied force (1) is shown in FIG. 79.

Нижний предел измерения машины для испытания на растяжение составлял 0,01 (Н).The lower limit of the tensile testing machine was 0.01 (N).

[1470] (4) Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (2) Н/(мг·см2) (сила сцепления)[1470] (4) Force applied per unit mass · unit area (2) N / (mg · cm 2 ) (adhesion force)

[Метод (ii)][Method (ii)]

Для измерения использовали машину для испытания на растяжение и сжатие (фирмы Imada–SS Corporation, основная машина для испытания: машина для испытания на растяжение и сжатие типа SDT–52NA, динамометрический датчик: датчик нагрузки типа SL–6001).For measurement, a tensile and compression machine (manufactured by Imada-SS Corporation, main testing machine: tensile and compression testing machine SDT-52NA type, load cell: load cell type SL-6001) was used.

Никелевую пластину, идентичную пластине в Методе (i), закрепляли вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие.A nickel plate, identical to the one in Method (i), was mounted vertically on the bottom clamp of a tensile and compression machine.

Образец электрода для электролиза (электрода), используемого для измерения, разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану А разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Одну сторону электрода прокладывали между двумя пластинами из нержавеющей стали (толщина: 1 мм, длина: 9 мм, ширина: 170 мм). После размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, использовали четыре зажима для равномерного закрепления электрода и пластин. Пластины из нержавеющей стали по центру зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод. Нагрузка, прилагаемая испытательной машиной, в это время была настроена на 0 Н. Объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекали из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружали в ванну, содержащую чистую воду, чтобы в достаточной степени увлажнить электрод чистой водой. После этого пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимали верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод.A sample of the electrolysis electrode (electrode) used for measurement was cut to form a piece in the form of a square with a side of 130 mm. Ion exchange membrane A was cut to form a 170 mm square fragment. One side of the electrode was sandwiched between two stainless steel plates (thickness: 1 mm, length: 9 mm, width: 170 mm). After positioning so that the center of the stainless steel plates was aligned with the center of the electrode, four clamps were used to evenly secure the electrode and the plates. The stainless steel plates in the center were clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended. The load applied by the testing machine at this time was set to 0 N. The combined assembly of stainless steel plates, electrode, and clamps was temporarily removed from the tensile and compressive testing machine and immersed in a bath containing clean water to sufficiently moisten electrode with clean water. Thereafter, the stainless steel plates in the center were again clamped with the upper clamp of the tensile and compression machine while the electrode was suspended.

[1471] Опускали верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие и обеспечивали сцепление (прилипание) образца электрода для электролиза с поверхностью никелевой пластины под действием поверхностного натяжения раствора. Размер поверхности сцепления в это время составлял 130 мм в длину и 110 мм в ширину. На электрод и никелевую пластину целиком набрызгивали чистую воду из промывалки, чтобы опять в достаточной мере смочить никелевую пластину и электрод. После этого валик, образованный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток раствора. Прокатку валиком проводили только однократно.[1471] The upper clamp of the tensile and compression machine was lowered and the electrolysis electrode sample adhered to the surface of the nickel plate by the surface tension of the solution. The size of the engagement surface at this time was 130 mm long and 110 mm wide. The entire electrode and the nickel plate were sprayed with clean water from a wash bottle to sufficiently wet the nickel plate and electrode again. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM spongy rubber around a vinyl chloride tube (outer diameter: 38 mm) was rolled from top to bottom while lightly pressing against the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once.

Электрод поднимали со скоростью 10 мм/минуту для начала измерения нагрузки и регистрировали нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и никелевой пластины в продольном направлении достигал 100 мм. Это измерение повторяли три раза и рассчитывали среднее значение.The electrode was lifted at a speed of 10 mm / minute to start measuring the load, and the load was recorded when the size of the overlapping area of the electrode and the nickel plate in the longitudinal direction reached 100 mm. This measurement was repeated three times and the average was calculated.

Это среднее значение делили на площадь участка перекрывания электрода и никелевой пластины и на массу электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной для расчета силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (2). Массу электрода на участке перекрывания с мембраной определяли пропорциональным делением из значения, полученного в вышеописанном разделе (2) Масса на единицу площади (мг/см2).This average value was divided by the area of the overlapping area of the electrode and the nickel plate and by the mass of the electrode in the overlapping area with the nickel plate to calculate the force applied per unit mass · unit area (2). The mass of the electrode in the membrane overlap portion was determined by proportional division from the value obtained in the above section (2) Mass per unit area (mg / cm 2 ).

Что касается среды в измерительной камере, температура составляла 23±2°C и относительная влажность составляла 30±5%.With regard to the environment in the measurement chamber, the temperature was 23 ± 2 ° C and the relative humidity was 30 ± 5%.

Электрод, используемый в Примерах и Сравнительных Примерах, был способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая вниз или не отслаиваясь, когда был сцеплен с закрепленной вертикально никелевой пластиной под действием поверхностного натяжения.The electrode used in the Examples and Comparative Examples was capable of self-adhesion and adhesion without sliding down or peeling when adhered to the vertically supported nickel plate under surface tension.

Нижний предел измерения машины для испытания на растяжение составлял 0,01 (Н).The lower limit of the tensile testing machine was 0.01 (N).

[1472] (5) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1) (%)[1472] (5) Method for evaluating winding around a string with a diameter of 280 mm (1) (%)

(Мембрана и колонна)(Membrane and Column)

Метод оценки (1) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (1) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В Сравнительных Примерах 33 и 34 электрод объединяли с ионообменной мембраной горячим прессованием, и тем самым получали объединенный блок ионообменной мембраны и электрода (электрода в виде квадрата со стороной 130 мм). После того, как ионообменная мембрана была полностью погружена в чистую воду, мембрану размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 280 мм. После этого избыток раствора удаляли с помощью валика, сформированного наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм). Валик прокатывали по ионообменной мембране слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 80. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана пришла в плотный контакт с пластиковой трубой электрода, имеющей внешний диаметр 280 мм.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In Comparative Examples 33 and 34, the electrode was hot-pressed with the ion exchange membrane, and thereby a combined ion exchange membrane and electrode unit (130 mm square electrode) was obtained. After the ion exchange membrane was completely immersed in pure water, the membrane was placed on the curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 280 mm. Thereafter, the excess solution was removed with a roller formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride pipe (outer diameter: 38 mm). The roll was rolled over the ion exchange membrane from left to right in the schematic view shown in FIG. 80. The roll was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the portion where the ion exchange membrane came into intimate contact with the plastic electrode tube having an outer diameter of 280 mm was measured.

[1473] (6) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) (%)[1473] (6) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 280 mm (2) (%)

(Мембрана и электрод)(Membrane and electrode)

Метод оценки (2) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (2) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. Ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в чистую воду и затем наслаивали. Этот слоистое изделие размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 280 мм, так, чтобы электрод находился снаружи. После этого валик, сформированный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали по ионообменной мембране слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 81, слегка нажимая на электрод для удаления избытка раствора. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана была приведена в плотный контакт с электродом.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square fragment, and the electrode was cut to form a 130 mm square fragment. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The ion exchange membrane and electrode were completely immersed in pure water and then layered. This layered product was placed on a curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 280 mm with the electrode on the outside. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride tube (outer diameter: 38 mm) was rolled over the ion exchange membrane from left to right in the schematic view shown in FIG. 81, pressing lightly on the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the area where the ion exchange membrane was brought into close contact with the electrode was measured.

[1474] (7) Метод оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) (%)[1474] (7) Method for evaluating the winding around a string with a diameter of 145 mm (3) (%)

(Мембрана и электрод)(Membrane and electrode)

Метод оценки (3) проводили согласно следующей процедуре.Evaluation method (3) was carried out according to the following procedure.

Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 130 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. Ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в чистую воду и затем наслаивали. Это слоистое изделие размещали на изогнутой поверхности пластиковой (полиэтиленовой) трубы, имеющей внешний диаметр 145 мм, так, чтобы электрод находился снаружи. После этого валик, сформированный наматыванием губчатой EPDM–резины закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг винилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), прокатывали слева направо по схематическому виду, показанному на фигуре 82, слегка нажимая на электрод для удаления избытка раствора. Прокатку валиком проводили только однократно. Через одну минуту после этого измеряли долю участка, на котором ионообменная мембрана была приведена в плотный контакт с электродом.The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square fragment, and the electrode was cut to form a 130 mm square fragment. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. The ion exchange membrane and electrode were completely immersed in pure water and then layered. This layered product was placed on a curved surface of a plastic (polyethylene) pipe having an outer diameter of 145 mm with the electrode on the outside. Thereafter, a roll formed by winding a 5 mm thick EPDM sponge rubber around a vinyl chloride tube (outer diameter: 38 mm) was rolled from left to right in the schematic view shown in FIG. 82 while lightly pressing the electrode to remove excess solution. Rolling was carried out only once. One minute thereafter, the proportion of the area where the ion exchange membrane was brought into close contact with the electrode was measured.

[1475] (8) Технологичность (оценка реакции)[1475] (8) Manufacturability (reaction evaluation)

(A) Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали на фрагменты размером 95×110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В каждом Примере ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в три раствора: водный раствор бикарбоната натрия, водный 0,1 н. раствор NaOH и чистую воду, затем наслаивали и размещали неподвижно на тефлоновой пластине. Интервал между анодной ячейкой и катодной ячейкой, используемых в оценке электролиза, регулировали на величину около 3 см. Неподвижно размещенное слоистое изделие приподнимали и проводили операцию вставления и удерживания слоистого изделия между ними. Эту операцию проводили, проверяя электрод на смещение и падение.(A) The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece, and the electrode was cut into pieces of 95 × 110 mm. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In each Example, the ion-exchange membrane and the electrode were completely immersed in three solutions: aqueous sodium bicarbonate solution, aqueous 0.1 N. NaOH solution and pure water, then layered and placed stationary on a Teflon plate. The spacing between the anode cell and the cathode cell used in the electrolysis evaluation was adjusted to about 3 cm. The stationary layered article was lifted and the operation of inserting and holding the layered article between them was carried out. This operation was performed by checking the electrode for displacement and drop.

[1476] (B) Ионообменную мембрану A (мембрану), полученную в [Методе (i)], разрезали с образованием фрагмента в виде квадрата со стороной 170 мм, а электрод разрезали на фрагменты размером 95×110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. В каждом Примере ионообменную мембрану и электрод полностью погружали в три раствора: водный раствор бикарбоната натрия, водный 0,1 н. раствор NaOH и чистую воду, затем наслаивали и размещали неподвижно на тефлоновой пластине. Два соседних угла участка мембраны в слоистом изделии удерживали руками, поднимая слоистое изделие так, чтобы оно было вертикальным. Удерживаемую руками за два соседних угла мембрану перемещали из этого состояния, сводя их близко друг к другу так, что мембрана высовывалась или утапливалась. Это перемещение повторяли опять для проверки прилегаемости электрода к мембране. Результаты оценивали по четырехбалльной шкале от 1 до 4 на основе следующих показателей:[1476] (B) The ion exchange membrane A (membrane) obtained in [Method (i)] was cut to form a 170 mm square piece, and the electrode was cut into pieces of 95 × 110 mm. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. In each Example, the ion-exchange membrane and the electrode were completely immersed in three solutions: aqueous sodium bicarbonate solution, aqueous 0.1 N. NaOH solution and pure water, then layered and placed stationary on a Teflon plate. Two adjacent corners of a portion of the membrane in the laminate were held by hands while lifting the laminate so that it was vertical. The membrane, held by hands at two adjacent corners, was moved from this state, bringing them close to each other so that the membrane protruded or recessed. This movement was repeated again to check the adherence of the electrode to the membrane. The results were evaluated on a four-point scale from 1 to 4 based on the following indicators:

1: хорошая технологичность1: good workability

2: пригодна к эксплуатации2: usable

3: эксплуатация затруднительна3: operation is difficult

4: по существу не пригодна к эксплуатации.4: Essentially unusable.

Здесь образец Примера 4–28, образованный с размером, эквивалентным размеру крупной электролитической ячейки, включающей электрод с величиной 1,3 м×2,5 м и ионообменную мембрану с размером 1,5 м×2,8 м, подвергали погрузке-разгрузке. Результат оценки Примера 28 («3», как описано ниже) использовали как показатель для оценки разницы между оценкой вышеуказанных (А) и (В) и оценкой крупноразмерного образца. То есть в случае, где результат оценки малоразмерного слоистого изделия составлял «1» или «2», было высказано суждение, что не возникает никаких проблем с технологичностью, даже если слоистое изделие было сформировано с большим размером.Here, the sample of Example 4-28, formed with a size equivalent to that of a large electrolytic cell including an electrode with a size of 1.3 mx 2.5 m and an ion exchange membrane with a size of 1.5 mx 2.8 m, was loaded and unloaded. The score of Example 28 ("3" as described below) was used as an indicator to evaluate the difference between the score of the above (A) and (B) and the score of the large sample. That is, in the case where the evaluation result of the small-sized laminate was "1" or "2", it was judged that no workability problems arise even if the laminate was formed at a large size.

[1477] (9) Оценка характеристик электролиза (напряжения (V), выхода по току (%), общей концентрации соли в каустической соде (млн–1, в расчете на 50%))[1477] (9) Evaluation of electrolysis characteristics (voltage (V), current efficiency (%), the total salt concentration of the caustic soda (mn -1, 50% based))

Характеристики электролиза оценивали в рамках следующего электролизного эксперимента.The electrolysis performance was evaluated in the following electrolysis experiment.

Размещали напротив друг друга ячейку с титановым анодом, имеющую анодную камеру, в которой был сформирован анод (ячейку анодного вывода), и катодную ячейку, имеющую камеру с никелевым катодом, в которой был сформирован катод (ячейку катодного вывода). Между ячейками размещали пару уплотнений, и между уплотнениями прокладывали слоистое изделие (слоистое изделие из ионообменной мембраны А и электрода для электролиза). Здесь как ионообменную мембрану А, так и электрод для электролиза прокладывали между уплотнениями. Затем анодную ячейку, уплотнение, слоистое изделие, уплотнение и катод приводили в плотный контакт друг с другом с образованием электролитической ячейки и формировали электролизер, содержащий ячейку.A titanium anode cell was placed opposite each other, having an anode chamber in which the anode (anode outlet cell) was formed, and a cathode cell having a nickel cathode chamber, in which a cathode (cathode outlet cell) was formed. A pair of seals was placed between the cells, and a layered article (a layered article of ion exchange membrane A and an electrolysis electrode) was inserted between the seals. Here, both the ion exchange membrane A and the electrolysis electrode were inserted between the seals. Then, the anode cell, seal, laminate, seal, and cathode were brought into intimate contact with each other to form an electrolytic cell, and an electrolyzer containing the cell was formed.

[1478] Анод получали нанесением смешанного раствора хлорида рутения, хлорида иридия и тетрахлорида титана на титановую подложку, подвергнутую струйной обработке и кислотному травлению в качестве предварительной обработки, с последующим высушиванием и обжигом. Анод закрепляли в анодной камере сваркой. В качестве катода использовали катод, описанный в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров. В качестве токоотвода катодной камеры применяли никелевый просечно–вытяжной металлический лист. Токоотвод имел размер 95 мм в длину×110 мм в ширину. В качестве металлического упругого тела использовали мат, образованный вязанием тонкой никелевой проволоки. Мат в качестве металлического упругого тела размещали на токоотводе. Поверх него размещали никелевую сетку, образованную полотняным плетением никелевой проволоки, имеющей диаметр 150 мкм и размер ячеек сита 40 меш, и для закрепления четырех углов Ni–сетки к токоотводу применяли выполненный из Teflon(R) шнур. Эту Ni–сетку использовали в качестве питающего проводника. Эта электролитическая ячейка имеет конструкцию с нулевым зазором, использующую силу отталкивания, которую создает мат как металлическое упругое тело. В качестве уплотнений использовали уплотнения из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM). В качестве мембраны применяли ионообменную мембрану А (квадрат со стороной 160 мм), полученную в разделе [Метод (i)].[1478] The anode was obtained by applying a mixed solution of ruthenium chloride, iridium chloride and titanium tetrachloride on a titanium substrate, subjected to blasting and acid etching as a pretreatment, followed by drying and firing. The anode was fixed in the anode chamber by welding. As the cathode, the cathode described in each of Examples and Comparative Examples was used. A nickel expanded metal sheet was used as a current collector of the cathode chamber. The down conductor was 95 mm long × 110 mm wide. As the metal elastic body, a mat formed by knitting a thin nickel wire was used. The mat as a metal elastic body was placed on the down conductor. A nickel mesh was placed on top of it, formed by a plain weave of nickel wire having a diameter of 150 μm and a mesh size of 40 mesh, and a Teflon (R) cord made of Teflon (R) was used to fix the four corners of the Ni – mesh to the down conductor. This Ni-grid was used as a supply conductor. This electrolytic cell has a zero-gap design utilizing the repulsive force generated by the mat like a metal resilient body. Seals made of ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) were used as seals. The membrane used was an ion exchange membrane A (square with a side of 160 mm) obtained in [Method (i)].

[1479] Вышеуказанную электролитическую ячейку использовали для выполнения обычного электролиза соли. Концентрация рассола (концентрация хлорида натрия) в анодной камере была отрегулирована на 205 г/л. Концентрация гидроксида натрия в катодной камере была выставлена на 32% по массе. Температура каждой из анодной камеры и катодной камеры была отрегулирована так, чтобы температура в каждой камере могла достигать 90°С. Обычный электролиз соли проводили при плотности тока 6 кА/м2, измеряя напряжение, выход по току и общую концентрацию соли в каустической соде. Выход по току здесь представляет собой отношение количества образованной каустической соды к пропущенному току, и когда скорее примесные ионы и гидроксид–ионы, нежели ионы натрия, проходят через ионообменную мембрану под действием пропускаемого тока, выход по току снижается. Выход по току получали делением числа молей каустической соды, образованной в течение определенного времени, на число молей электронов тока, пропущенного на протяжении этого времени. Число молей каустической соды получали выделением образованной при электролизе каустической соды в пластиковый контейнер и измерением ее массы. В качестве общей концентрации соли в каустической соде показано значение, полученное преобразованием концентрации каустической соды в расчете на 50%.[1479] The above electrolytic cell was used to perform conventional salt electrolysis. The brine concentration (sodium chloride concentration) in the anode chamber was adjusted to 205 g / L. The concentration of sodium hydroxide in the cathode compartment was set to 32% by weight. The temperature of each of the anode chamber and the cathode chamber was adjusted so that the temperature in each chamber could reach 90 ° C. Conventional salt electrolysis was carried out at a current density of 6 kA / m 2 , measuring voltage, current efficiency and total salt concentration in caustic soda. The current efficiency here is the ratio of the amount of caustic soda formed to the passed current, and when impurity ions and hydroxide ions, rather than sodium ions, pass through the ion exchange membrane under the influence of the passed current, the current efficiency decreases. The current efficiency was obtained by dividing the number of moles of caustic soda formed during a given time by the number of moles of electrons of current passed during that time. The number of moles of caustic soda was obtained by separating the caustic soda formed during electrolysis into a plastic container and measuring its weight. Shown as the total salt concentration in caustic soda is the value obtained by converting the caustic soda concentration by 50%.

Технические характеристики электрода и питающего проводника, использованных в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров, показаны в Таблице 6.The technical characteristics of the electrode and supply conductor used in each of the Examples and Comparative Examples are shown in Table 6.

[1480] (11) Измерение толщины каталитического слоя, подложки электрода для электролиза и толщины электрода[1480] (11) Measurement of the thickness of the catalytic layer, the electrode substrate for electrolysis and the thickness of the electrode

Для измерения толщины подложки электрода для электролиза применяли цифровой толщиномер (производства фирмы Mitutoyo Corporation, минимальный масштаб 0,001 мм), рассчитывая среднее значение по 10 точкам, полученным измерением равномерно по плоскости. Это значение использовали в качестве толщины подложки электрода для электролиза (измеренной толщины). Для измерения толщины электрода применяли цифровой толщиномер, рассчитывая среднее значение по 10 точкам, полученным измерением равномерно по плоскости, таким же образом, как для подложки электрода. Это значение использовали как толщину электрода (измеренную толщину). Толщину каталитического слоя определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода.A digital thickness gauge (manufactured by Mitutoyo Corporation, minimum scale 0.001 mm) was used to measure the thickness of the electrolysis electrode substrate by calculating an average of 10 points measured uniformly over the plane. This value was used as the thickness of the electrode substrate for electrolysis (measured thickness). A digital thickness gauge was used to measure the electrode thickness, calculating the average of 10 points, obtained by measuring uniformly over the plane, in the same way as for the electrode substrate. This value was used as the thickness of the electrode (measured thickness). The thickness of the catalytic layer was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode.

[1481] (12) Испытание упругой деформации электрода[1481] (12) Test of elastic deformation of an electrode

Каждый элемент из ионообменной мембраны А (мембраны) и электрода, полученных в разделе [Метод (i)], разрезали с получением образца в виде квадрата со стороной 110 мм. Ионообменную мембрану погружали в чистую воду на 12 часов или более и затем использовали для испытания. После этого ионообменную мембрану и электрод наслаивали для получения слоистого изделия в условиях температуры: 23±2°C и относительной влажности: 30±5%, слоистое изделие наматывали вокруг ПВХ–трубы, имеющей внешний диаметр φ32 мм и длину 20 см, без какого-либо зазора, как показано на Фигуре 83. Слоистое изделие закрепляли с использованием полиэтиленовой кабельной стяжки так, чтобы слоистое изделие не могло бы отделиться от ПВХ–трубы или ослабиться. Слоистое изделие удерживали в этом состоянии в течение 6 часов. После этого кабельную стяжку удаляли и слоистое изделие разматывали с ПВХ–трубы. Только электрод размещали на поверочной плите и измеряли высоты L1 и L2 участка, приподнятого от поверочной плиты, для определения среднего значения. Это значение использовали как показатель деформации электрода. То есть меньшее значение означает, что слоистое изделие деформируется с меньшей вероятностью.Each of the ion exchange membrane A (membrane) and the electrode obtained in [Method (i)] was cut to obtain a 110 mm square sample. The ion exchange membrane was immersed in pure water for 12 hours or more and then used for testing. Thereafter, the ion-exchange membrane and electrode were layered to obtain a laminated product under conditions of temperature: 23 ± 2 ° C and relative humidity: 30 ± 5%, the laminated product was wound around a PVC pipe having an outer diameter of φ32 mm and a length of 20 cm, without any or a gap as shown in Figure 83. The laminated product was secured using a polyethylene cable tie so that the laminated product could not separate from the PVC pipe or loosen. The laminated article was held in this state for 6 hours. After that, the cable tie was removed and the laminated product was unwound from the PVC pipe. Only the electrode was placed on the surface plate and the heights L 1 and L 2 of the portion raised from the surface plate were measured to determine the average. This value was used as an indicator of electrode deformation. That is, a lower value means that the laminate is less likely to deform.

Когда использовали просечно–вытяжной металлический лист, были два направления намотки: SW–направление и LW–направление. В этом испытании слоистое изделие наматывали по SW–направлению.When expanded metal sheet was used, there were two winding directions: SW-direction and LW-direction. In this test, the laminate was wound in the SW direction.

Деформированные электроды (электроды, которые не возвратились в свое исходное состояние) оценивали по мягкости после пластической деформации в соответствии с методом, как показано на Фигуре 84. То есть деформированные электроды помещали на мембрану, полностью погруженную в чистую воду. Один конец электрода закрепляли, а другой приподнятый конец прижимали к мембране для ослабления силы, и оценку проводили по тому, прилегал ли деформированный электрод к мембране.Deformed electrodes (electrodes that did not return to their original state) were evaluated for softness after plastic deformation according to the method as shown in Figure 84. That is, the deformed electrodes were placed on a membrane completely immersed in pure water. One end of the electrode was fixed and the other raised end was pressed against the membrane to relieve the force, and it was judged whether the deformed electrode was in contact with the membrane.

[1482] (13) Оценка повреждения мембраны[1482] (13) Assessment of membrane damage

В качестве мембраны использовали указанную ниже ионообменную мембрану В.The following ion exchange membrane B was used as a membrane.

В качестве армирующих материалов сердцевины были применены материалы, полученные скручиванием 900 раз/метр филаментов из политетрафторэтилена (PTFE) с размером 100 денье в форме нитей (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей основы использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр восьми филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). В качестве уточных расходуемых пряжей применяли пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр восьми филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET). Сначала выполняли полотняное плетение PTFE–нитей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, получая тканое полотно, имеющее толщину 100 мкм.As the reinforcing materials of the core, materials obtained by twisting 900 times / meter of 100 denier polytetrafluoroethylene (PTFE) filaments in the form of filaments (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used. As the warp yarns consumable, yarns obtained by twisting 200 times / meter of eight 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns) were used. As the weft consumable yarns, yarns obtained by twisting 200 times / meter of eight 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments were used. First, plain weaving of PTFE yarns and consumable yarns was performed with 24 PTFE yarns / inch so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE yarns, resulting in a woven fabric having a thickness of 100 µm.

Затем получали полимер (A1) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имел ионообменную емкость 0,92 мг⋅экв/г, и полимер (B1) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,10 мг⋅экв/г. С использованием этих полимеров (A1) и (B1) способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку X, в которой толщина слоя полимера (А1) составляла 25 мкм, а толщина слоя полимера (В1) составляла 89 мкм. В качестве ионообменной емкости каждого полимера была показана ионообменная емкость в случае гидролиза прекурсоров ионообменных групп каждого полимера для преобразования в ионообменные группы.Then, polymer (A1) was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.92 mg⋅eq / g, and polymer (B1) in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.10 mg⋅eq / g. Using these polymers (A1) and (B1), a two-layer film X in which the thickness of the polymer layer (A1) was 25 µm and the thickness of the polymer layer (B1) was 89 µm was obtained by a flat die coextrusion method. As the ion exchange capacity of each polymer, the ion exchange capacity was shown in the case of hydrolysis of the precursors of the ion exchange groups of each polymer for conversion to ion exchange groups.

Отдельно получали полимер (B2) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,10 мг⋅экв/г. Этот полимер получали однослойной экструзией с получением пленки Y, имеющей толщину 20 мкм.Separately, polymer (B2) was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.10 mg-eq / g ... This polymer was obtained by single layer extrusion to obtain a Y film having a thickness of 20 μm.

Затем прокладочную бумагу, пленку Y, армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 225°С и величины пониженного давления 0,022 МПа в течение двух минут, а затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану. Полученную композитную мембрану погружали в водный раствор, содержащий диметилсульфоксид (DMSO) и гидроксид калия (KOH), в течение часа для омыления. После этого мембрану погружали в водный 0,5 н. раствор NaOH в течение часа для замещения присоединенных к ионообменным группам ионов на Na и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при 60°С.Then release paper, film Y, reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under conditions of a hot plate surface temperature of 225 ° C and a value of reduced pressure of 0.022 MPa for two minutes, and then the release paper was removed to obtain a composite membrane. The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and potassium hydroxide (KOH) for one hour to saponify. After that, the membrane was immersed in aqueous 0.5N hydrochloric acid. the NaOH solution for one hour to replace the ions attached to the ion-exchange groups with Na and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, гидролизовывали полимер (B3) в виде сухой смолы, который представлял собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имел ионообменную емкость 1,05 мг⋅экв/г, а затем преобразовывали в полимер кислотного типа соляной кислотой. Частицы оксида циркония, имеющие средний размер первичных частиц 0,02 мкм, добавляли к смешанному 50/50 (массовое соотношение) раствору воды и этанола, в котором растворяли полимер (B3’) этого кислотного типа в пропорции 5% по массе так, что массовое отношение полимера (B3’) к частицам оксида циркония составляло 20/80. После этого полимер (B3’) диспергировали в суспензии частиц оксида циркония с помощью шаровой мельницы, получая суспензию.In addition, polymer (B3) was hydrolyzed in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.05 mg-eq. / g, and then converted into an acid-type polymer with hydrochloric acid. Zirconium oxide particles having an average primary particle size of 0.02 μm were added to a mixed 50/50 (mass ratio) solution of water and ethanol in which polymer (B3 ') of this acidic type was dissolved in a proportion of 5% by mass so that the mass the ratio of polymer (B3 ') to zirconium oxide particles was 20/80. Thereafter, the polymer (B3 ') was dispersed in a slurry of zirconium oxide particles with a ball mill to obtain a slurry.

Эту суспензию наносили способом распыления на обе поверхности ионообменной мембраны и высушивали, получая ионообменную мембрану B, имеющую слой покрытия, содержащий полимер (B3’) и частицы оксида циркония. Плотность покрытия оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,35 мг/см2.This suspension was sprayed onto both surfaces of an ion exchange membrane and dried to obtain an ion exchange membrane B having a coating layer containing polymer (B3 ') and zirconium oxide particles. The density of the zirconium oxide coating, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.35 mg / cm 2 .

[1483] Использованный анод был таким же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза.[1483] The anode used was the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance.

Использованный катод был катодом, описанным в каждом из Примеров и Сравнительных Примеров. Применяемые токоотвод, мат и питающий проводник катодной камеры были такими же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. То есть, была обеспечена конструкция с нулевым зазором, использующая Ni–сетку в качестве питающего проводника и силу отталкивания, которую создает мат как металлическое упругое тело. Использованные уплотнения были такими же, как в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В качестве мембраны использовали ионообменную мембрану В, полученную вышеуказанным способом. То есть был сформирован электролизер, эквивалентный показанному в разделе (9), за исключением того, что слоистое изделие из ионообменной мембраны В и электрода для электролиза прокладывали между парой уплотнений.The cathode used was the cathode described in each of the Examples and Comparative Examples. The down conductor, mat and supply conductor of the cathode chamber used were the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance. That is, a zero-gap design was provided, using a Ni-grid as the supply conductor and the repulsive force that the mat creates as a metallic elastic body. The seals used were the same as in section (9) Evaluation of electrolysis performance. As the membrane, the ion-exchange membrane B obtained by the above method was used. That is, an electrolyzer equivalent to that shown in section (9) was formed, except that the laminated article of the ion exchange membrane B and the electrolysis electrode was interposed between the pair of seals.

[1484] Вышеуказанную электролитическую ячейку использовали для выполнения электролиза обычной соли. Концентрация рассола (концентрация хлорида натрия) в анодной камере была отрегулирована на 205 г/л. Концентрация гидроксида натрия в катодной камере была выставлена на 32% по массе. Температура каждой из анодной камеры и катодной камеры была отрегулирована так, чтобы температура в каждой камере могла достигать 70°С. Электролиз обычной соли проводили при плотности тока 8 кА/м2. Электролиз прекращали через 12 часов после начала электролиза, и ионообменную мембрану В извлекали и обследовали для оценки состояния ее повреждения.[1484] The above electrolytic cell was used to perform ordinary salt electrolysis. The brine concentration (sodium chloride concentration) in the anode chamber was adjusted to 205 g / L. The concentration of sodium hydroxide in the cathode compartment was set to 32% by weight. The temperature of each of the anode chamber and the cathode chamber was adjusted so that the temperature in each chamber could reach 70 ° C. The electrolysis of common salt was carried out at a current density of 8 kA / m 2 . The electrolysis was stopped 12 hours after the start of the electrolysis, and the ion exchange membrane B was removed and examined to assess the state of its damage.

«0» означает отсутствие повреждений, «×» означает, что имеется повреждение по существу на всей поверхности ионообменной мембраны."0" means no damage, "x" means that there is damage over substantially the entire surface of the ion exchange membrane.

[1485] (14) Вентиляционное сопротивление электрода[1485] (14) Ventilation resistance of the electrode

Вентиляционное сопротивление электрода измеряли с использованием тестера воздухопроницаемости KES–F8 (торговое наименование, фирма KATO TECH CO., LTD.). Единицей вентиляционного сопротивления является кПа·с/м. Измерение повторяли 5 раз, и среднее значение приведено в Таблице 7. Измерение проводили в следующих условиях. Температура измерительной камеры составляла 24°С и относительная влажность 32%.The ventilation resistance of the electrode was measured using a KES-F8 air permeability tester (trade name, KATO TECH CO., LTD.). The unit for ventilation resistance is kPa s / m. The measurement was repeated 5 times, and the average value is shown in Table 7. The measurement was carried out under the following conditions. The temperature of the measuring chamber was 24 ° C and the relative humidity was 32%.

Условие измерения 1 (вентиляционное сопротивление 1)Measurement condition 1 (ventilation resistance 1)

Скорость поршня: 0,2 см/сPiston speed: 0.2 cm / s

Объем продувки: 0,4 см3/см2Purge volume: 0.4 cm 3 / cm 2 / s

Диапазон измерения: SENSE L (низкий)Measuring range: SENSE L (low)

Размер образца: 50 мм×50 ммSample size: 50mm × 50mm

Условие измерения 2 (вентиляционное сопротивление 2)Measurement condition 2 (ventilation resistance 2)

Скорость поршня: 2 см/сPiston speed: 2 cm / s

Объем продувки: 4 см3/см2Purge volume: 4 cm 3 / cm 2 / s

Диапазон измерения: SENSE M (средний) или H (высокий)Measuring range: SENSE M (medium) or H (high)

Размер образца: 50 мм×50 ммSample size: 50mm × 50mm

[1486] [Пример 4–1][1486] [Example 4-1]

В качестве подложки электрода для катода в электролизе получили электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 16 мкм. Одна поверхность этой никелевой фольги была подвергнута обработке для обеспечения шероховатости посредством нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как в случае измерения поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for a cathode in electrolysis, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 16 µm was obtained. One surface of this nickel foil was roughened by electrolytic nickel plating. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as in the case of the surface roughness measurement of the blasted nickel plate.

Пористую фольгу формировали перфорированием этой никелевой фольги с образованием круглых отверстий путем штампования. Коэффициент открытой пористости составлял 49%.A porous foil was formed by punching this nickel foil into circular holes by punching. The open porosity ratio was 49%.

[1487] Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Растворы нитрата рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.[1487] A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium nitrate having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and cerium nitrate (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1: 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина электрода, изготовленного в Примере 4–1, составляла 24 мкм. Толщина каталитического слоя, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм. Покрытие было сформировано также на поверхности, которая не была сделана шероховатой. Толщина представляла собой совокупную толщину оксида рутения и оксида церия.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the electrode made in Example 4-1 was 24 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm. A coating was also formed on a surface that was not roughened. The thickness was the combined thickness of ruthenium oxide and cerium oxide.

Результаты измерения силы сцепления электрода, изготовленного вышеуказанным способом, показаны в Таблице 7. Наблюдалась достаточная сила сцепления.The results of measuring the adhesion force of the electrode made by the above method are shown in Table 7. Sufficient adhesion force was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1488] Электрод, полученный вышеуказанным способом, разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Сделанную шероховатой поверхность электрода размещали напротив по существу центрального положения стороны слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны А (размер: 160 мм×160 мм), полученной в разделе [Метод (i)] и приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH, и обеспечивали сцепление с ней под действием поверхностного натяжения водного раствора.[1488] The electrode obtained by the above method was cut into pieces of 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The roughened electrode surface was placed opposite the substantially central position of the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane A (size: 160 mm × 160 mm) obtained in [Method (i)] and equilibrated with aqueous 0.1N. NaOH solution, and ensured adhesion to it under the action of the surface tension of the aqueous solution.

Даже когда четыре угла участка мембраны объединенного с мембраной электрода, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отделялся и не смещался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся и не смещался.Even when the four corners of the membrane portion of the membrane-combined electrode, which was obtained by combining the membrane with the electrode, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not detach or move. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach or move.

Вышеуказанный объединенный с мембраной электрод прокладывали между анодной ячейкой и катодной ячейкой так, что поверхность, к которой электрод был присоединен, была обращена к стороне катодной камеры. В секционной конструкции токоотвод, мат, никелевую сетку в качестве питающего проводника, электрод, мембрану и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.The above membrane-integrated electrode was interposed between the anode cell and the cathode cell so that the surface to which the electrode was attached was facing the cathode chamber side. In a sectional structure, a down conductor, a mat, a nickel mesh as a supply conductor, an electrode, a membrane, and an anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap.

Полученный электрод подвергали испытанию на характеристики электролиза. Результаты показаны в Таблице 7.The resulting electrode was tested for electrolysis performance. The results are shown in Table 7.

Электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».The electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом рентгенофлуоресцентного анализа (XRF), по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by X-ray fluorescence analysis (XRF), substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1489] [Пример 4–2][1489] [Example 4-2]

В Примере 4–2 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 22 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,96 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 44%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-2, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 22 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic average Ra of the roughness of the rough surface was 0.96 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 44%. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 29 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм. Покрытие формировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 29 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0033 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0033 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1490] [Пример 4–3][1490] [Example 4-3]

В Примере 4–3 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 30 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 1,38 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 44%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-3, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 30 μm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 1.38 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 44%. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 38 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм. Покрытие формировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 38 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1491] [Пример 4–4][1491] [Example 4-4]

В Примере 4–4 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 16 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Одну поверхность этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 75%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-4, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 16 μm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. One surface of this nickel foil was roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 75%. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 24 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 24 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0023 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0023 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на поверхности, которая была сделана шероховатой, а покрытие на поверхности, которая не была сделана шероховатой, сократилось. Это показывает, что в электролизе участвует поверхность, противолежащая мембране (сделанная шероховатой поверхность), а другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.When the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on the surface that had been roughened, and the coating on the surface that had not been roughened was reduced. This shows that the surface opposite to the membrane (roughened surface) is involved in electrolysis, and other surfaces not opposite the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1492] [Пример 4–5][1492] [Example 4-5]

В Примере 4–5 электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Обе поверхности этой никелевой фольги подвергали обработке для придания шероховатости способом нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,96 мкм. Обе поверхности имели одинаковую шероховатость. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Коэффициент открытой пористости составлял 49%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-5, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 20 μm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. Both surfaces of this nickel foil were roughened by an electrolytic nickel plating process. The arithmetic average Ra of the roughness of the rough surface was 0.96 μm. Both surfaces had the same roughness. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. The open porosity ratio was 49%. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 30 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм. Покрытие сформировали также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The electrode thickness was 30 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm. The coating was also formed on a surface that was not roughened.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0023 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0023 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

Кроме того, когда величину покрытия после электролиза измеряли методом XRF, по существу 100% покрытия оставалось на обеих поверхностях. В порядке сравнения с Примерами от 4–1 до 4–4, это показывает, что другие поверхности, не противолежащие мембране, могут достигать удовлетворительных характеристик электролиза, когда величина покрытия является небольшой или покрытие отсутствует.In addition, when the amount of coating after electrolysis was measured by XRF, substantially 100% of the coating remained on both surfaces. By comparison with Examples 4-1 to 4-4, this shows that other surfaces not opposed to the membrane can achieve satisfactory electrolysis performance when the amount of coverage is small or no coating.

[1493] [Пример 4–6][1493] [Example 4-6]

В Примере 4–6 оценку проводили таким же образом, как в Примере 4–1, за исключением того, что покрытие подложки электрода для электролиза на катоде наносили ионным осаждением, и результаты показаны в Таблице 7. При ионном осаждении формирование пленки выполняли с использованием мишени из металлического Ru при температуре нагревания 200°С и в аргон/кислородной атмосфере, при давлении для формирования пленки 7×10–2 Па. Сформированное покрытие представляло собой оксид рутения.In Example 4-6, the evaluation was performed in the same manner as in Example 4-1, except that the coating of the electrode substrate for electrolysis on the cathode was deposited by ion deposition, and the results are shown in Table 7. In ionic deposition, film formation was performed using a target from metallic Ru at a heating temperature of 200 ° C and in an argon / oxygen atmosphere, at a pressure for film formation of 7 × 10 –2 Pa. The formed coating was ruthenium oxide.

Толщина электрода составляла 26 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 26 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1494] [Пример 4–7][1494] [Example 4-7]

В Примере 4–7 подложку электрода для электролиза на катоде получали способом электроформования. Фотомаска имела форму, образованную размещением по вертикали и горизонтали квадратов величиной 0,485 мм×0,485 мм с интервалом 0,15 мм. Экспонирование, проявление и электроосаждение последовательно проводили для получения никелевой пористой фольги, имеющей измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,71 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-7, an electrode substrate for electrolysis at the cathode was prepared by an electrospinning method. The photomask had a shape formed by placing vertically and horizontally squares measuring 0.485 mm × 0.485 mm with an interval of 0.15 mm. Exposure, development, and electrodeposition were sequentially carried out to obtain a porous nickel foil having a measured thickness of 20 μm and an open porosity ratio of 56%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.71 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 37 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 17 мкм.The electrode thickness was 37 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 17 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0032 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0032 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1495] [Пример 4–8][1495] [Example 4-8]

В Примере 4–8 подложку электрода для электролиза на катоде получали способом электроформования. Подложка имела измеренную толщину 50 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,73 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-8, an electrode substrate for electrolysis at the cathode was prepared by an electrospinning method. The substrate had a measured thickness of 50 μm and an open porosity ratio of 56%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.73 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 60 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 60 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0032 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0032 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1496] [Пример 4–9][1496] [Example 4-9]

В Примере 4–9 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 150 мкм и коэффициент пустотности 76% (производства фирмы NIKKO TECHNO, Ltd.). Нетканое полотно имело диаметр никелевых волокон 40 мкм и базовый вес 300 г/м2. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-9, a nickel nonwoven fabric having a measured thickness of 150 µm and a void ratio of 76% (manufactured by NIKKO TECHNO, Ltd.) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. The nonwoven fabric had a nickel fiber diameter of 40 μm and a basis weight of 300 g / m 2 . Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 165 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 15 мкм.The electrode thickness was 165 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 15 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 29 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 29 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0612 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0612 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1497] [Пример 4–10][1497] [Example 4-10]

В Примере 4–10 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 200 мкм и коэффициент пустотности 72% (производства фирмы NIKKO TECHNO, Ltd.). Нетканое полотно имело диаметр никелевых волокон 40 мкм и базовый вес 500 г/м2. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-10, a nickel nonwoven fabric having a measured thickness of 200 µm and a void ratio of 72% (manufactured by NIKKO TECHNO, Ltd.) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. The nonwoven fabric had a nickel fiber diameter of 40 µm and a basis weight of 500 g / m 2 . Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 215 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 15 мкм.The electrode thickness was 215 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 15 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 40 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 40 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0164 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0164 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1498] [Пример 4–11][1498] [Example 4-11]

В Примере 4–11 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали пористый никель, имеющий измеренную толщину 200 мкм и коэффициент пустотности 72% (производства фирмы Mitsubishi Materials Corporation). За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-11, a porous nickel having a measured thickness of 200 µm and a void ratio of 72% (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 210 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 210 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 17 мм и электрод не возвращался к своему исходному плоскому состоянию. Затем, когда оценивали мягкость после пластической деформации, электрод прилегал к мембране под действием поверхностного натяжения. Таким образом, было обнаружено, что электрод был способен приходить в контакт с мембраной при небольшом усилии, даже если электрод имел пластическую деформацию, и этот электрод имел удовлетворительную технологичность.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 17 mm and the electrode did not return to its original flat state. Then, when evaluating the softness after plastic deformation, the electrode was adhered to the membrane under surface tension. Thus, it was found that the electrode was able to come into contact with the membrane with little force, even if the electrode had plastic deformation, and the electrode had satisfactory workability.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0402 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0402 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный для применения в виде крупного слоистого изделия. Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be suitable for use as a large laminated article. Membrane damage was rated as good: "0".

[1499] [Пример 4–12][1499] [Example 4-12]

В Примере 4–12 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 200 меш, имеющую диаметр проволок 50 мкм, измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 37%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Струйная обработка не изменила коэффициент открытой пористости. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 4–12 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-12, a 200 mesh nickel grid having a wire diameter of 50 μm, a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 37% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was performed using 320 grit alumina. Blasting did not change the open porosity ratio. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 4-12, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 110 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 110 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0154 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0154 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей, как «1». Повреждение мембраны было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good, like "1". Membrane damage was rated as good: "0".

[1500] [Пример 4–13][1500] [Example 4-13]

В примере 4–13 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 150 меш, имеющую диаметр проволок 65 мкм, измеренную толщину 130 мкм и коэффициент открытой пористости 38%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Струйная обработка не изменила коэффициент открытой пористости. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 4–13 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,66 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-13, a 150 mesh nickel grid with a wire diameter of 65 µm, a measured thickness of 130 µm and an open porosity ratio of 38% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was performed using 320 grit alumina. Blasting did not change the open porosity ratio. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 4-13, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.66 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 4-1 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 133 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 3 мкм.The electrode thickness was 133 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 3 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 6,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 6.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0124 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0124 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Электрод имел технологичность «2» и был определен как пригодный в качестве крупноразмерного слоистого изделия. Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. The electrode had a workability of "2" and was determined to be useful as a large laminated article. Membrane damage was also rated as good: "0".

[1501] [Пример 4–14][1501] [Example 4-14]

В Примере 4–14 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали подложку, идентичную подложке в Примере 4–3 (измеренная толщина 30 мкм и коэффициент открытой пористости 44%). Оценку характеристик электролиза проводили на конструкции, идентичной конструкции в Примере 4–1, за исключением того, что не применяли никелевую сетку в качестве питающего проводника. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, объединенный с мембраной электрод, и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и в качестве питающего проводника служил мат. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-14, as the electrode substrate for electrolysis at the cathode, a substrate identical to that in Example 4-3 was used (measured thickness 30 µm and open porosity ratio 44%). The electrolysis performance was evaluated on a structure identical to that in Example 4-1, except that a nickel mesh was not used as the supply conductor. That is, in the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the electrode combined with the membrane, and the anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap, and the mat served as a supply conductor. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 4-1 and the results are shown in Table 7.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1502] [Пример 4–15][1502] [Example 4-15]

В Примере 4–15 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали подложку, идентичную подложке в Примере 4–3 (измеренная толщина 30 мкм и коэффициент открытой пористости 44%). Катод, использованный в Контрольном Примере 1, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали вместо никелевой сетки в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку характеристик электролиза проводили на конструкции, идентичной конструкции в Примере 4–1. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза (служивший в качестве питающего проводника), катод, мембрану и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и катод, который изношен и имеет повышенное напряжение электролиза, служил в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-15, as the electrode substrate for electrolysis at the cathode, a substrate identical to that in Example 4-3 (measured thickness 30 μm and open porosity ratio 44%) was used. The cathode used in Test Example 1, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, was placed in place of the nickel grid as a supply conductor. Except as described above, the electrolysis performance was evaluated on a structure identical to that in Example 4-1. That is, in a sectional structure, a cell, a down conductor, a mat, a cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage (serving as a supply conductor), the cathode, membrane and anode were placed in that order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap, and the cathode, which is worn out and has an increased electrolysis voltage, served as a supply conductor. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 4-1 and the results are shown in Table 7.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1503] [Пример 4–16][1503] [Example 4-16]

В качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм. Обе поверхности титановой фольги подвергали обработке для придания шероховатости. Пористую фольгу формировали перфорированием этой титановой фольги с образованием круглых отверстий путем штамповки. Диаметр отверстий составлял 1 мм, и коэффициент открытой пористости составлял 14%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,37 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for electrolysis at the anode, a titanium foil having a measured thickness of 20 µm was used. Both surfaces of the titanium foil were roughened. A porous foil was formed by punching this titanium foil to form circular holes by punching. The hole diameter was 1 mm and the open porosity ratio was 14%. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.37 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate.

Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода получали согласно следующей процедуре. Растворы хлорида рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), хлорида иридия, имеющего концентрацию иридия 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и тетрахлорида титана (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) смешивали так, что молярное соотношение элемента рутения, элемента иридия и элемента титана составляло 0,25:0,25:0,5. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для анода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium chloride having a ruthenium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), iridium chloride having an iridium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), and titanium tetrachloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mixed so that the molar ratio of ruthenium element, iridium element and titanium element was 0.25: 0.25: 0.5. This mixed solution was thoroughly mixed and used as an anode coating liquid.

[1504] Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). После того, как вышеуказанная покровная жидкость была нанесена на титановую пористую фольгу, проводили высушивание при 60°С в течение 10 минут и обжиг при 475°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига многократно выполняли, и затем проводили обжиг при 520°С в течение одного часа.[1504] A bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). After the above coating liquid was applied to the titanium porous foil, drying was carried out at 60 ° C for 10 minutes and firing at 475 ° C for 10 minutes. A series of these operations of coating, drying, pre-calcining, and calcining were performed several times, and then calcination was carried out at 520 ° C. for one hour.

Полученный вышеуказанным способом электрод разрезали на фрагменты размером 95 мм в длину и 110 мм в ширину для оценки характеристик электролиза. Вырезанный образец электрода прилепляли с использованием поверхностного натяжения водного раствора по существу в центральном положении стороны слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны А (размер: 160 мм×160 мм), полученной в разделе [Метод (i)] и приведенной в состояние равновесия с водным 0,1 н. раствором NaOH.The electrode obtained by the above method was cut into pieces measuring 95 mm in length and 110 mm in width to evaluate the performance of electrolysis. The cut electrode sample was adhered using the surface tension of an aqueous solution at substantially the central position of the sulfonic acid layer side of the ion exchange membrane A (size: 160 mm × 160 mm) obtained in [Method (i)] and equilibrated with aqueous 0, 1 n. NaOH solution.

[1505] Катод получали согласно следующей процедуре. Сначала получали сетку с размером ячеек 40 меш из никелевой проволоки, имеющую диаметр проволок 150 мкм, в качестве подложки. После струйной обработки оксидом алюминия в качестве предварительной обработки проволочную сетку погружали в 6–нормальную соляную кислоту на 5 минут, тщательно промывали чистой водой и высушивали.[1505] The cathode was obtained according to the following procedure. First, a 40 mesh nickel wire mesh having a wire diameter of 150 µm was prepared as a substrate. After blasting with aluminum oxide as a pretreatment, the wire mesh was immersed in 6-normal hydrochloric acid for 5 minutes, thoroughly washed with clean water and dried.

Затем раствор хлорида рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и раствор хлорида церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.Then, a ruthenium chloride solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from Tanaka Kikinzoku Kogyo KK) and a cerium chloride solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium element and cerium element was 1: 0 , 25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем после этого проводили высушивание при 50°С в течение 10 минут, предварительный обжиг при 300°С в течение 3 минут и обжиг при 550°С в течение 10 минут. После этого выполняли обжиг при 550°С в течение часа. Повторяли серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then thereafter, drying was carried out at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 300 ° C for 3 minutes, and firing at 550 ° C for 10 minutes. Thereafter, firing was carried out at 550 ° C. for an hour. A series of these operations of coating, drying, pre-firing and firing was repeated.

[1506] В качестве токоотвода катодной камеры использовали никелевый просечно–вытяжной металлический лист. Токоотвод имел размер 95 мм в дину×110 мм в ширину. В качестве металлического упругого тела использовали мат, образованный вязанием тонкой никелевой проволоки. Мат в качестве металлического упругого тела размещали на токоотводе. Поверх него размещали полученный вышеуказанным способом катод, и для закрепления четырех углов сетки на токоотводе применяли выполненный из Teflon(R) шнур.[1506] A nickel expanded metal sheet was used as a current collector of the cathode chamber. The down conductor was 95 mm long × 110 mm wide. As the metal elastic body, a mat formed by knitting a thin nickel wire was used. The mat as a metal elastic body was placed on the down conductor. A cathode obtained by the above method was placed on top of it, and a cord made of Teflon (R) was used to fix the four corners of the grid to the down conductor.

Даже когда четыре угла участка мембраны объединенного с мембраной электрода, который был получен объединением мембраны с электродом, зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод был параллельным основанию, чтобы электрод был обращен в сторону основания, электрод не отделялся и не смещался. Кроме того, когда оба конца одной стороны зажимали и подвешивали так, что объединенный с мембраной электрод располагался перпендикулярно основанию, электрод не отделялся и не смещался.Even when the four corners of the membrane portion of the membrane-combined electrode, which was obtained by combining the membrane with the electrode, were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was parallel to the base so that the electrode was facing toward the base, the electrode did not detach or move. In addition, when both ends of one side were clamped and suspended so that the membrane-integrated electrode was perpendicular to the base, the electrode did not detach or move.

[1507] Анод, использованный в Контрольном Примере 3, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, закрепляли в анодной ячейке сваркой, и вышеуказанный объединенный с мембраной электрод прокладывали между анодной ячейкой и катодной ячейкой так, что поверхность, которой был прикреплен электрод, была обращена к стороне анодной камеры. То есть в секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, мембрану, титановую пористую фольгу в качестве анода и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором. Анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, служил в качестве питающего проводника. Анод из титановой пористой фольги и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, были только в физическом контакте между собой и не были скреплены друг с другом сваркой.[1507] The anode used in Test Example 3, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, was fixed in the anode cell by welding, and the above membrane-combined electrode was inserted between the anode cell and the cathode cell so that the surface to which the electrode was attached was facing the side of the anode chamber. That is, in the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the cathode, the membrane, the titanium porous foil as the anode, and the anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap. The anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, served as a supply conductor. The anode made of titanium porous foil and the anode, which was worn out and had an increased electrolysis voltage, were only in physical contact with each other and were not bonded to each other by welding.

[1508] Оценку этой конструкции проводили таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.[1508] The evaluation of this construct was carried out in the same manner as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 26 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определили вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 6 мкм.The electrode thickness was 26 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 6 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 4 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 4 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0060 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0060 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей, как «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good, like "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1509] [Пример 4–17][1509] [Example 4-17]

В Примере 4–17 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 30%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,37 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-17, a titanium foil having a measured thickness of 20 μm and an open porosity ratio of 30% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.37 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-16 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 30 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определили вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 30 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0030 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0030 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1510] [Пример 4–18][1510] [Example 4-18]

В Примере 4–18 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 20 мкм и коэффициент открытой пористости 42%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,38 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-18, a titanium foil having a measured thickness of 20 μm and an open porosity ratio of 42% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.38 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-16 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 32 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определили вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 12 мкм.The electrode thickness was 32 µm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 12 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2,5 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 2.5 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0022 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0022 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее (отсутствие повреждений): «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good (no damage): "0".

[1511] [Пример 4–19][1511] [Example 4-19]

В Примере 4–19 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую фольгу, имеющую измеренную толщину 50 мкм и коэффициент открытой пористости 47%. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,40 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-19, a titanium foil having a measured thickness of 50 μm and an open porosity ratio of 47% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.40 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-16 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 69 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определили вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 19 мкм.The electrode thickness was 69 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 19 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 8 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 8 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0024 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0024 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1512] [Пример 4–20][1512] [Example 4-20]

В Примере 4–20 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 100 мкм, диаметр титанового волокна около 20 мкм, базовый вес 100 г/м2 и коэффициент открытой пористости 78%. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-20, a titanium nonwoven fabric having a measured thickness of 100 µm, a titanium fiber diameter of about 20 µm, a basis weight of 100 g / m 2 and an open porosity ratio of 78% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-16 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 2 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0228 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0228 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1513] [Пример 4–21][1513] [Example 4-21]

В Примере 4–21 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановую проволочную сетку с размером ячеек 150 меш, имеющую измеренную толщину 120 мкм и диаметр титанового волокна 60 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 42%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 4–21 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,60 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-21, a 150 mesh titanium wire mesh having a measured thickness of 120 µm and a titanium fiber diameter of 60 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. The open porosity ratio was 42%. Blasting was carried out using 320 grit alumina. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 4-21, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.60 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the assessment was performed in the same manner as in Example 4-16 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 140 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определили вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 20 мкм.The electrode thickness was 140 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 20 µm.

Наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient traction was observed.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 10 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 10 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0132 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0132 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0».In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0".

[1514] [Пример 4–22][1514] [Example 4-22]

[1515] В Примере 4–22 анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, использовали таким же путем, как в Примере 4–16, в качестве питающего проводника анода, и титановое нетканое полотно, идентичное материалу в Примере 4–20, использовали в качестве анода. Катод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, использовали таким же путем, как в Примере 4–15, в качестве питающего проводника катода, и электрод из никелевой фольги, идентичный электроду в Примере 4–3, использовали в качестве катода. В секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, никелевую пористую фольгу в качестве катода, мембрану, титановое нетканое полотно в качестве анода и анод, который был изношен и имел повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором, и катод и анод, которые были изношены и имели повышенное напряжение электролиза, служили в качестве питающего проводника. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.[1515] In Example 4-22, an anode that was worn out and had an increased electrolysis voltage was used in the same way as in Example 4-16 as the anode supply conductor, and a titanium nonwoven fabric identical to the material in Example 4-20, used as an anode. A cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage was used in the same way as in Example 4-15 as the cathode supply conductor, and a nickel foil electrode identical to that in Example 4-3 was used as the cathode. In a sectional structure, a cell, a down conductor, a mat, a cathode that was worn out and had an increased electrolysis voltage, a nickel porous foil as a cathode, a membrane, a titanium nonwoven fabric as an anode, and an anode that was worn out and had an increased electrolysis voltage were placed in the specified from the side of the cathode chamber to form a zero-gap structure, and the cathode and anode, which were worn out and had an increased electrolysis voltage, served as a supply conductor. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода (анода) составляла 114 мкм, и толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода (анода), составляла 14 мкм. Толщина электрода (катода) составляла 38 мкм, и толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода (катода), составляла 8 мкм.The thickness of the electrode (anode) was 114 µm, and the thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode (anode), was 14 µm. The thickness of the electrode (cathode) was 38 µm, and the thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrolysis electrode substrate from the thickness of the electrode (cathode), was 8 µm.

Как в аноде, так и в катоде наблюдали достаточную силу сцепления.Sufficient adhesion force was observed at both the anode and cathode.

Когда проводили испытание электрода (анода) на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 2 мм. Когда проводили испытание электрода (катода) на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм.When the deformation test of the electrode (anode) was carried out, the average of L 1 and L 2 was 2 mm. When the deformation test of the electrode (cathode) was carried out, the average of L 1 and L 2 was 0 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода (анода), вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0228 (кПа·с/м) в условиях измерения 2. Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода (катода), вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode (anode) was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa s / m) or less under measurement conditions 1 and 0.0228 (kPa s / m) under measurement conditions 2. When the ventilation resistance of the electrode ( cathode), the ventilation resistance was 0.07 (kPa s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa s / m) under measurement condition 2.

Кроме того, электрод проявлял низкое электрическое напряжение, высокий выход по току и низкую общую концентрацию соли в каустической соде. Технологичность также была хорошей: «1». Повреждение мембраны также было оценено как хорошее: «0», как для анода, так и для катода. В Примере 4–22 катод и аноды были объединены присоединением катода к одной поверхности мембраны и анода к другой поверхности мембраны, и подвергнуты оценке повреждения мембраны.In addition, the electrode exhibited low electrical voltage, high current efficiency, and low total caustic salt concentration. Manufacturability was also good: "1". Membrane damage was also rated as good: "0" for both the anode and cathode. In Example 4-22, the cathode and anodes were combined by connecting the cathode to one surface of the membrane and the anode to the other surface of the membrane, and evaluated for membrane damage.

[1516] [Пример 4–23][1516] [Example 4-23]

В Примере 4–23 использовали микропористую мембрану «Zirfon Perl UTP 500» производства фирмы Agfa.In Example 4-23, a Zirfon Perl UTP 500 microporous membrane from Agfa was used.

Мембрану Zirfon погружали в чистую воду на 12 часов или более и использовали для испытания. За исключением вышеописанного, вышеуказанную оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–3, и результаты показаны в Таблице 7.The Zirfon membrane was immersed in clean water for 12 hours or more and used for testing. Except for the above, the above evaluation was performed in the same way as in Example 4-3, and the results are shown in Table 7.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 0 мм. Было обнаружено, что электрод имел широкий диапазон упругой деформации.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 0 mm. It was found that the electrode had a wide range of elastic deformation.

Подобно ситуации, где в качестве мембраны использовали ионообменную мембрану, наблюдали достаточную силу сцепления. Микропористая мембрана была приведена в плотный контакт с электродом под действием поверхностного натяжения, и технологичность была хорошей: «1».Similar to the situation where an ion exchange membrane was used as the membrane, sufficient adhesion force was observed. The microporous membrane was brought into tight contact with the electrode by surface tension, and the workability was good: "1".

[1517] [Контрольный Пример 1][1517] [Test Case 1]

В Контрольном Примере 1 применяли катод, использовавшийся в качестве катода в крупном электролизере в течение восьми лет, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза. Вышеуказанный катод размещали вместо питающего проводника из никелевой сетки на мате катодной камеры и между ними прокладывали ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)]. Затем проводили оценку характеристик электролиза. В Контрольном Примере 1 не использовали объединенный с мембраной электрод. В секционной конструкции ячейку, токоотвод, мат, катод, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза, ионообменную мембрану А и аноды размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.In Control Example 1, a cathode was used that had been used as a cathode in a large cell for eight years, which was worn out and showed an increased electrolysis voltage. The above cathode was placed instead of a nickel mesh feed conductor on the cathode chamber mat, and an ion exchange membrane A obtained in [Method (i)] was placed between them. The electrolysis performance was then evaluated. In Control Example 1, the membrane-integrated electrode was not used. In the sectional structure, the cell, the current collector, the mat, the cathode, which was worn out and showed an increased electrolysis voltage, the ion-exchange membrane A and the anodes were placed in the indicated order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,04 В, выход по току составлял 97,0%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 20 млн–1. Таким образом, вследствие износа электрода электрическое напряжение было высоким.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.04 V, was 97.0% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 20 million -1. Thus, due to electrode wear, the voltage was high.

[1518] [Контрольный Пример 2][1518] [Test Case 2]

В Контрольном Примере 2 в качестве катода применяли питающий проводник из никелевой сетки. То есть электролиз проводили на никелевой сетке, не имеющей каталитического покрытия.In Control Example 2, a nickel mesh feed conductor was used as the cathode. That is, the electrolysis was carried out on a nickel grid that does not have a catalytic coating.

Катод из никелевой сетки размещали на мате катодной камеры и между ними прокладывали ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)]. Затем проводили оценку характеристик электролиза. В секционной конструкции электрической ячейки Контрольного Примера 2 токоотвод, мат, никелевую сетку, ионообменную мембрану А и аноды размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.A nickel mesh cathode was placed on the cathode chamber mat and an ion exchange membrane A obtained in [Method (i)] was placed between them. The electrolysis performance was then evaluated. In the sectional structure of the electrical cell of Test Example 2, a down conductor, mat, nickel mesh, ion exchange membrane A, and anodes were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a zero-gap structure.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,38 В, выход по току составлял 97,7%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 24 млн–1. Таким образом, электрическое напряжение было высоким вследствие того, что катализатор катода не имел покрытия.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.38 V, was 97.7% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 24 million -1. Thus, the voltage was high due to the uncoated cathode catalyst.

[1519] [Контрольный Пример 3][1519] [Test Case 3]

В Контрольном Примере 3 в качестве анода применяли анод, который использовался в крупном электролизере в течение около восьми лет, был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза.In Control Example 3, an anode was used as the anode, which had been used in a large cell for about eight years, was worn out, and showed an increased electrolysis voltage.

В секционной конструкции электрической ячейки Контрольного Примера 3 токоотвод, мат, катод и ионообменную мембрану А, полученную в разделе [Метод (i)], и анод, который был изношен и проявлял повышенное напряжение электролиза, размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором.In the sectional design of the electrical cell of Test Example 3, a down conductor, mat, cathode, and ion exchange membrane A obtained in [Method (i)], and an anode that was worn out and showed an increased electrolysis voltage were placed in that order from the side of the cathode chamber to form zero clearance designs.

Как результат оценки характеристик электролиза с этой конструкцией, напряжение составляло 3,18 В, выход по току составлял 97,0%, общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) составляла 22 млн–1. Таким образом, электрическое напряжение было высоким вследствие износа анода.As a result of evaluating the characteristics of electrolysis to this structure, the voltage was 3.18 V, was 97.0% current efficiency, the total concentration of salt in caustic soda (a value converted based on 50%) was 22 million -1. Thus, the electrical voltage was high due to the wear of the anode.

[1520] [Пример 4–24][1520] [Example 4-24]

В Примере 4–24 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 33%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 4–24 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,68 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-24, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 33% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 4-24, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.68 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 4-1 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 67,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,05 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 64%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 22%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 67.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.05 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 64%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 22%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 13 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 13 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0168 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0168 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1521] [Пример 4–25][1521] [Example 4-25]

В Примере 4–25 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 16%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 4–25 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку выполняли таким же образом, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-25, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 16% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 4-25, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same manner as in Example 4-1 and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 107 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм.The electrode thickness was 107 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 78,1 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,04 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 37%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 25%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 78.1 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.04 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 37%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 25%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 18,5 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 18.5 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0176 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0176 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1522] [Пример 4–26][1522] [Example 4-26]

В Примере 4–26 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 40%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 4–26 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,70 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. Нанесение покрытия на подложку электрода для электролиза выполняли ионным осаждением таким же способом, как в Примере 4–6. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-26, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 40% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 4-26, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic mean Ra of the surface roughness was 0.70 µm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Coating of the electrolysis electrode substrate was performed by ion deposition in the same manner as in Example 4-6. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 110 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 110 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,07 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 80%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 32%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «3», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.07 N / (mg · cm 2 ). Thus, the evaluation result of the coiling around a 280 mm diameter string (2) was 80%, and the evaluation result of the coiling around a 145 mm diameter string (3) was 32%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "3", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 11 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 11 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0030 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0030 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1523] [Пример 4–27][1523] [Example 4-27]

В Примере 4–27 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли полностью прокатанный никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 58%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 4–27 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-27, a fully rolled nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 58% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 4-27, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 109 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 9 мкм.The electrode thickness was 109 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 9 µm.

Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,06 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 69%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 39%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось возникновением проблем в том, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и в том, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Технологичность составляла «3», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.06 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 69%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 39%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was caused by problems in that the electrode would most likely detach when the combined electrode was used and that the electrode would separate and fall off the diaphragm during loading and unloading. Manufacturability was "3", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 11,5 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 11.5 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0028 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0028 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1524] [Пример 4–28][1524] [Example 4-28]

В Примере 4–28 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли сетку из никелевой проволоки, имеющую измеренную толщину 300 мкм и коэффициент открытой пористости 56%. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 4–28 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–1, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-28, a nickel wire mesh having a measured thickness of 300 μm and an open porosity ratio of 56% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 4-28, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 4-1, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 308 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 308 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 49,2 (мг/см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 88%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 42%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Возникала проблема в отношении технологичности, которая оценивалась как «3». Когда фактически эксплуатировался крупноразмерный электрод, технологичность могла быть оценена как «3». Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 49.2 (mg / cm 2 ). Thus, the evaluation result of the coiling around a 280 mm diameter string (2) was 88%, and the evaluation result of the coiling around a 145 mm diameter string (3) was 42%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode was most likely detached when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading. A problem arose regarding manufacturability, which was rated as "3". When a large electrode was actually operated, the manufacturability could be rated as "3". Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 23 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 23 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0034 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0034 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1525] [Пример 4–29][1525] [Example 4-29]

В Примере 4–29 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде применяли сетку из никелевой проволоки, имеющую измеренную толщину 200 мкм и коэффициент открытой пористости 37%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности проволочной сетки. Тогда в Примере 4–29 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,65 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку электролиза на электроде, результатов измерения силы сцепления и сцепляемости проводили таким же образом, как в Примере 4–1. Результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-29, a nickel wire mesh having a measured thickness of 200 μm and an open porosity ratio of 37% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of the wire mesh. Then, in Example 4-29, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.65 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except for the above, the evaluation of the electrolysis on the electrode, the results of measuring the adhesion force and adhesion were carried out in the same manner as in Example 4-1. The results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 210 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 10 мкм.The electrode thickness was 210 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 10 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 56,4 мг/см2. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (2) составлял 63%, и сцепляемость между электродом и мембраной была плохой. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки. Возникала проблема в отношении технологичности, которая оценивалась как «3». Повреждение мембраны было оценено как «0».The weight per unit area was 56.4 mg / cm 2 . Thus, the result of evaluating the wrap around the 145 mm diameter string (2) was 63%, and the adhesion between the electrode and the membrane was poor. This was due to the fact that the electrode was most likely detached when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading. A problem arose regarding manufacturability, which was rated as "3". Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 19 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 19 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0096 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0096 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1526] [Пример 4–30][1526] [Example 4-30]

В Примере 4–30 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 500 мкм и коэффициент открытой пористости 17%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 4–30 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,60 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-30, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 500 μm and an open porosity ratio of 17% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 4-30, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.60 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 4-16, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 508 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 508 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 152,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The weight per unit area was 152.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0072 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0072 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1527] [Пример 4–31][1527] [Example 4-31]

В Примере 4–31 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 800 мкм и коэффициент открытой пористости 8%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 4–31 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,61 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-31, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 800 μm and an open porosity ratio of 8% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 4-31, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.61 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 4-16, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 808 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 808 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 251,3 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 251.3 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0172 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0172 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1528] [Пример 4–32][1528] [Example 4-32]

В Примере 4–32 в качестве подложки электрода для электролиза на аноде применяли полностью прокатанный титановый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 1000 мкм и коэффициент открытой пористости 46%. Струйную обработку проводили с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Коэффициент открытой пористости не изменился после струйной обработки. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности просечно–вытяжного металлического листа. Тогда в Примере 4–32 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке титановую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость титановой пластины приняли за шероховатость поверхности проволочной сетки. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,59 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как при измерении поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке. За исключением вышеописанного, оценку проводили таким же путем, как в Примере 4–16, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-32, a fully rolled titanium expanded metal sheet having a measured thickness of 1000 μm and an open porosity ratio of 46% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode. Blasting was carried out using alumina with a grit number of 320. The open porosity ratio did not change after blasting. It was difficult to measure the surface roughness of expanded metal sheet. Then, in Example 4-32, a titanium plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the titanium plate was taken as the surface roughness of the wire mesh. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.59 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as the surface roughness measurement of a blasted nickel plate. Except as described above, the evaluation was performed in the same way as in Example 4-16, and the results are shown in Table 7.

Толщина электрода составляла 1011 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 11 мкм.The electrode thickness was 1011 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 11 µm.

Масса в расчете на единицу площади составляла 245,5 (мг/см2). Сила, прилагаемая на единицу массы·единицу площади (1), имела такое небольшое значение, как 0,01 Н/(мг·см2). Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял 5%, а результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) составлял 5%. Участки, на которых электрод отделялся от мембраны, были увеличенными. Это обуславливалось тем, что электрод скорее всего отделялся, когда применялся объединенный с мембраной электрод, и тем, что электрод отделялся и отпадал от мембраны во время проведения погрузки-разгрузки и так далее. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area was 245.5 (mg / cm 2 ). The force applied per unit mass · unit area (1) was as small as 0.01 N / (mg · cm 2 ). Thus, the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 280 mm (2) was 5%, and the result of evaluating the coiling around a string with a diameter of 145 mm (3) was 5%. The areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. This was due to the fact that the electrode most likely separated when an electrode combined with the membrane was used, and that the electrode separated and fell off the membrane during loading and unloading, and so on. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, электрод не восстанавливался и оставался намотанным в форме ПВХ–трубы. Таким образом, измерить значения L1 и L2 было невозможно.When the electrode was deformed, the electrode did not recover and remained coiled in the shape of a PVC pipe. Thus, it was impossible to measure the values of L 1 and L 2.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0027 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less under measurement condition 1 and 0.0027 (kPa · s / m) under measurement condition 2.

[1529] [Пример 4–33][1529] [Example 4-33]

В Примере 4–33 образованный термическим прессованием узел получали термокомпрессией электрода с мембраной со ссылкой на документ уровня техники (Примеры в Японском выложенном патенте № 58–48686).In Example 4-33, a thermally pressed assembly was obtained by thermocompressing a membrane electrode with reference to a prior art document (Examples in Japanese Patent Laid-Open No. 58-48686).

Никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 33%, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде для выполнения нанесения электродного покрытия таким же способом, как в Примере 4–1. После этого одну поверхность электрода подвергали инактивирующей обработке согласно следующей процедуре. К одной поверхности электрода присоединяли полиимидную липкую ленту (фирмы Chukoh Chemical Industries, Ltd.). На другую поверхность наносили PTFE–дисперсию (фирмы Dupont–Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31–JR (торговое наименование)) и высушивали в муфельной печи при 120°С в течение 10 минут. Полиимидную ленту отделяли и проводили обжиговую обработку в муфельной печи, отрегулированной на температуру 380°С, в течение 10 минут. Эту операцию повторяли дважды для инактивации одной поверхности электрода.A nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 μm and an open porosity ratio of 33% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis to perform electrode plating in the same manner as in Example 4-1. Thereafter, one surface of the electrode was subjected to inactivation treatment according to the following procedure. A polyimide adhesive tape (from Chukoh Chemical Industries, Ltd.) was attached to one surface of the electrode. The other surface was coated with a PTFE dispersion (Dupont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31-JR (trade name)) and dried in a muffle oven at 120 ° C for 10 minutes. The polyimide tape was separated and fired in a muffle furnace adjusted to a temperature of 380 ° C for 10 minutes. This operation was repeated twice to inactivate one surface of the electrode.

[1530] Получали мембрану, сформированную из двух слоев перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–COOCH3» (C–полимер), и перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–SO2F» (S–полимер). Толщина слоя С–полимера составляла 3 мил (0,003 дюйма, 0,0762 мм), а толщина слоя S–полимера составляла 4 мил (0,004 дюйма, 0,01 мм). Эту двухслойную мембрану подвергали обработке омылением, вводя тем самым ионообменные группы на концы полимера гидролизом. Концевые группы С–полимера гидролизовывались с образованием карбоксильных групп, и концевые группы S–полимера гидролизовывались с образованием сульфогрупп. Ионообменная емкость с группами сульфоновой кислоты составляла 1,0 мг⋅экв/г, а ионообменная емкость с группами карбоновой кислоты составляла 0,9 мг⋅экв/г.[1530] Received a membrane formed of two layers of perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-COOCH 3 " (C-polymer), and a perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-SO 2 F" (S-polymer). The C-resin layer was 3 mils (0.003 in., 0.0762 mm) thick and the S-resin layer was 4 mils (0.004 in., 0.01 mm) thick. This bilayer membrane was subjected to a saponification treatment, thereby introducing ion exchange groups at the ends of the polymer by hydrolysis. The end groups of the C – polymer were hydrolyzed to form carboxyl groups, and the end groups of the S – polymer were hydrolyzed to form sulfo groups. The ion-exchange capacity with sulfonic acid groups was 1.0 mg-eq / g, and the ion-exchange capacity with carboxylic acid groups was 0.9 mg-eq / g.

Электрод его инактивированной поверхностью размещали напротив поверхности, имеющей карбоксильные группы как ионообменные группы, и проводили термокомпрессию с нею, объединяя ионообменную мембрану и электрод. Одна поверхность электрода была открытой даже после термокомпрессии, и электрод не распространялся на часть мембраны.The electrode with its inactivated surface was placed opposite the surface having carboxyl groups as ion-exchange groups, and thermocompression was performed with it, combining the ion-exchange membrane and the electrode. One surface of the electrode was open even after thermocompression, and the electrode did not spread over part of the membrane.

После этого, чтобы предотвратить налипание на мембране образующихся во время электролиза пузырьков, на обе поверхности наносили смесь оксида циркония и перфторуглеродного полимера, в который были введены сульфогруппы. Тем самым получали узел мембраны и электрода Примера 4–33.After that, in order to prevent the bubbles formed during electrolysis from sticking to the membrane, a mixture of zirconium oxide and a perfluorocarbon polymer into which sulfo groups were introduced was applied to both surfaces. Thereby, the membrane and electrode assembly of Example 4-33 was obtained.

[1531] Когда измеряли силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), с использованием этого образованного термокомпрессией узла, электрод не перемещался вверх, поскольку электрод и мембрана были плотно соединены между собой в результате термокомпрессии. Затем ионообменную мембрану и никелевую пластину закрепляли так, чтобы они были неподвижны, и электрод вытягивали вверх с более высоким усилием. Когда было достигнуто усилие 1,50 Н/(мг·см2), часть мембраны разорвалась. Образованный термокомпрессией узел Примера 4–33 имел силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), по меньшей мере 1,50 Н/(мг·см2), и они были прочно соединены.[1531] When the force applied per unit mass · unit area (1) was measured using this thermocompression assembly, the electrode did not move upward because the electrode and the membrane were tightly connected by thermocompression. Then, the ion exchange membrane and the nickel plate were fixed so that they were stationary and the electrode was pulled upward with a higher force. When a force of 1.50 N / (mg · cm 2 ) was reached, part of the membrane ruptured. The thermocompression knot of Example 4-33 had a force applied per unit mass · unit area (1) of at least 1.50 N / (mg · cm 2 ), and they were firmly connected.

[1532] Когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1), площадь контакта с пластиковой трубой составляла менее 5%. Между тем, когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2), электрод и мембрана были на 100% соединены друг с другом, но мембрана вообще не наматывалась вокруг колонны. Результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) был таким же. Результат показал, что интегрированный электрод ухудшал технологичность мембраны, затрудняя сматывание мембраны в рулон и создание складок мембраны. Технологичность была «3», что было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0». Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, электрическое напряжение было высоким, выход по току был низким, и общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) было повышенным, и характеристика электролиза была ухудшенной.[1532] When the evaluation of the winding around the string with a diameter of 280 mm (1), the contact area with the plastic pipe was less than 5%. Meanwhile, when the evaluation of the wrapping around the 280 mm diameter column (2) was carried out, the electrode and the membrane were 100% connected to each other, but the membrane was not wrapped around the column at all. The result of evaluating the coiling around a 145 mm diameter string (3) was the same. The result showed that the integrated electrode impaired the processability of the membrane, making it difficult to wind the membrane into a roll and create folds of the membrane. Manufacturability was "3", which was problematic. Membrane damage was scored "0". In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the electric voltage was high, the current efficiency was low, and the total concentration of salt in the caustic soda (the value converted to 50%) was increased and the electrolysis performance was deteriorated.

Толщина электрода составляла 114 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 14 мкм.The electrode thickness was 114 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 14 µm.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 13 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 13 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0168 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0168 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1533] [Пример 4–34][1533] [Example 4-34]

В Примере 4–34 в качестве подложки электрода для электролиза на катоде использовали никелевую сетку с размером ячеек 40 меш, имеющую диаметр проволок 150 мкм, измеренную толщину 300 мкм и коэффициент открытой пористости 58%. За исключением вышеописанного, получали узел мембраны и электрода таким же способом, как в Примере 4–33.In Example 4-34, a 40 mesh nickel grid having a wire diameter of 150 µm, a measured thickness of 300 µm and an open porosity ratio of 58% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis. Except as described above, a membrane and electrode assembly was prepared in the same manner as in Example 4-33.

Когда измеряли силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), с использованием этого образованного термокомпрессией узла, электрод не перемещался вверх, поскольку электрод и мембрана были плотно соединены между собой в результате термокомпрессии. Затем ионообменную мембрану и никелевую пластину закрепляли так, чтобы они были неподвижны, и электрод вытягивали вверх с более высоким усилием. Когда было достигнуто усилие 1,60 Н/(мг·см2), часть мембраны разорвалась. Узел мембраны и электрода Примера 4,34 имел силу, прилагаемую на единицу массы·единицу площади (1), по меньшей мере 1,60 Н/(мг·см2), и они были прочно соединены.When the force applied per unit mass · unit area (1) was measured using this thermocompression assembly, the electrode did not move upward because the electrode and the membrane were tightly connected by thermocompression. Then, the ion exchange membrane and the nickel plate were fixed so that they were stationary and the electrode was pulled upward with a higher force. When a force of 1.60 N / (mg · cm 2 ) was reached, part of the membrane ruptured. The membrane and electrode assembly of Example 4.34 had a force applied per unit mass · unit area (1) of at least 1.60 N / (mg · cm 2 ), and they were firmly connected.

[1534] Когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (1) с использованием этого узла мембраны и электрода, площадь контакта с пластиковой трубой составляла менее 5%. Между тем, когда проводили оценку наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2), электрод и мембрана были на 100% соединены друг с другом, но мембрана вообще не наматывалась вокруг колонны. Результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 145 мм (3) был таким же. Результат показал, что интегрированный электрод ухудшал технологичность мембраны, затрудняя сматывание мембраны в рулон и создание складок мембраны. Технологичность была «3», что было проблематичным. Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, электрическое напряжение было высоким, выход по току был низким, и общая концентрация соли в каустической соде (значение, преобразованное в расчете на 50%) было повышенным, и характеристика электролиза была ухудшенной.[1534] When evaluating the wrapping around a 280 mm diameter column (1) using this membrane and electrode assembly, the contact area with the plastic pipe was less than 5%. Meanwhile, when the evaluation of the wrapping around the 280 mm diameter column (2) was carried out, the electrode and the membrane were 100% connected to each other, but the membrane was not wrapped around the column at all. The result of evaluating the coiling around a 145 mm diameter string (3) was the same. The result showed that the integrated electrode impaired the processability of the membrane, making it difficult to wind the membrane into a roll and create folds of the membrane. Manufacturability was "3", which was problematic. In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the electric voltage was high, the current efficiency was low, and the total concentration of salt in the caustic soda (the value converted to 50%) was increased and the electrolysis performance was deteriorated.

Толщина электрода составляла 308 мкм. Толщина каталитического слоя, которую определяли вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 8 мкм.The electrode thickness was 308 μm. The thickness of the catalytic layer, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 8 µm.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 23 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 23 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,07 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 1 и 0,0034 (кПа·с/м) в условиях измерения 2.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.07 (kPa · s / m) or less at measurement condition 1 and 0.0034 (kPa · s / m) at measurement condition 2.

[1535] [Пример 4–35][1535] [Example 4-35]

Никелевую проволоку, имеющую измеренную толщину 150 мкм, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде. Проводили обработку для придания шероховатости этой никелевой проволоке. Было затруднительно измерить шероховатость поверхности никелевой проволоки. Тогда в Примере 4,35 во время струйной обработки одновременно подвергали струйной обработке никелевую пластину, имеющую толщину 1 мм, и поверхностную шероховатость никелевой пластины приняли за шероховатость поверхности никелевой проволоки. Струйную обработку выполняли с использованием оксида алюминия с номером зернистости 320. Среднее арифметическое Ra шероховатости поверхности составляло 0,64 мкм.Nickel wire having a measured thickness of 150 µm was used as an electrode substrate for electrolysis at the cathode. A roughening treatment was carried out on this nickel wire. It was difficult to measure the surface roughness of the nickel wire. Then, in Example 4.35, a nickel plate having a thickness of 1 mm was simultaneously blasted during blasting, and the surface roughness of the nickel plate was taken as the surface roughness of the nickel wire. Blasting was carried out using alumina with a grain number of 320. The arithmetic average Ra of the surface roughness was 0.64 μm.

Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Раствор нитрата рутения, имеющий концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и раствор нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. A ruthenium nitrate solution having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and a cerium nitrate solution (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1 : 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088 (торговое наименование), толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 570 мкм. Толщина никелевой проволоки, полученной в Примере 2–34, составляла 158 мкм.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088 (trade name), 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) ) of the cylinder, was always in contact with the cover fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 570 μm. The thickness of the nickel wire obtained in Example 2-34 was 158 µm.

[1536] Никелевую проволоку, полученную вышеуказанным способом, разрезали на фрагменты длиной 110 мм и длиной 95 мм. Как показано на Фигуре 85, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством адгезива Aron Alpha с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 7.[1536] The nickel wire obtained by the above method was cut into pieces of 110 mm in length and 95 mm in length. As shown in Figure 85, a 110mm nickel wire and a 95mm nickel wire were positioned so that the nickel wires were vertically overlapped at the center of each of the nickel wires and joined together at the intersection with Aron Alpha adhesive to form electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 7.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 99,7%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 99.7%.

[1537] Масса в расчете на единицу площади электрода составляла 0,5 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».[1537] The mass per unit area of the electrode was 0.5 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 15 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 15 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0002 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0002 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 86, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,16 В.In addition, the structure shown in FIG. 86 was used to position an electrode (cathode) on the Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.16 V.

[1538] [Пример 4–36][1538] [Example 4-36]

В Примере 4–36 использовали электрод, полученный в Примере 4–35. Как показано на Фигуре 87, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством адгезива Aron Alpha с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-36, the electrode obtained in Example 4-35 was used. As shown in Figure 87, a 110 mm nickel wire and a 95 mm nickel wire were placed so that the nickel wires were vertically overlapped at the center of each of the nickel wires and joined together at the intersection with Aron Alpha adhesive to form electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 7.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 99,4%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 99.4%.

Масса в расчете на единицу площади электрода составляла 0,9 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area of the electrode was 0.9 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 16 мм.When a strain test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 16 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0004 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0004 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 88, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,18 В.In addition, the structure shown in FIG. 88 was used to position an electrode (cathode) on a Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.18 V.

[1539] [Пример 4–37][1539] [Example 4-37]

В Примере 4–37 использовали электрод, полученный в Сравнительном Примере 2,34. Как показано на Фигуре 89, никелевую проволоку с длиной 110 мм и никелевую проволоку с длиной 95 мм размещали так, что никелевые проволоки по вертикали перекрывались между собой в центре каждой из никелевых проволок и были соединены друг с другом на пересечении посредством адгезива Aron Alpha с образованием электрода. Проводили оценку электрода, и результаты показаны в Таблице 7.In Example 4-37, the electrode obtained in Comparative Example 2.34 was used. As shown in Figure 89, a 110 mm nickel wire and a 95 mm nickel wire were placed so that the nickel wires were vertically overlapped at the center of each of the nickel wires and joined together at the intersection with Aron Alpha adhesive to form electrode. The electrode was evaluated and the results are shown in Table 7.

Часть электрода, в которой перекрывались никелевые проволоки, имела наибольшую толщину, и толщина электрода составляла 306 мкм. Толщина каталитического слоя составляла 6 мкм. Коэффициент открытой пористости составлял 98,8%.The portion of the electrode in which the nickel wires were overlapped had the largest thickness, and the thickness of the electrode was 306 µm. The thickness of the catalytic layer was 6 μm. The open porosity ratio was 98.8%.

Масса на единицу площади электрода составляла 1,9 (мг/см2). Силы, прилагаемые на единицу массы·единицу площади (1) и (2), были в обоих случаях равными или меньшими, чем нижний предел измерения машины для испытания на растяжение. Так результат оценки наматывания вокруг колонны диаметром 280 мм (2) составлял менее 5%, и были увеличенными участки, на которых электрод отделялся от мембраны. Технологичность составляла «4», что также было проблематичным. Повреждение мембраны было оценено как «0».The mass per unit area of the electrode was 1.9 (mg / cm 2 ). The forces applied per unit mass · unit area (1) and (2) were in both cases equal to or less than the lower limit of the tensile test machine. Thus, the result of evaluating the winding around a 280 mm diameter column (2) was less than 5%, and the areas where the electrode separated from the membrane were enlarged. Manufacturability was "4", which was also problematic. Membrane damage was scored "0".

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 14 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 14 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 0,001 (кПа·с/м) или менее в условиях измерения 2. Когда измерение проводили в условиях измерения 2 в режиме SENSE (диапазон измерения) устройства для измерения вентиляционного сопротивления, настроенном на Н (высокий), вентиляционное сопротивление составляло 0,0005 (кПа·с/м).When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 0.001 (kPa s / m) or less under the measurement condition 2. When the measurement was carried out under the measurement condition 2 in the SENSE mode (measuring range) of the ventilation resistance measuring device set to H (high) , the ventilation resistance was 0.0005 (kPa · s / m).

Кроме того, конструкцию, показанную на фигуре 90, использовали для размещения электрода (катода) на питающем проводнике из Ni–сетки, и проводили оценку характеристик электролиза электрода методом, описанным в разделе (9) Оценка характеристик электролиза. В результате электрическое напряжение было высоким и составляло 3,18 В.In addition, the structure shown in FIG. 90 was used to position an electrode (cathode) on the Ni-grid supply conductor, and the electrolysis performance of the electrode was evaluated by the method described in Evaluation of Electrolysis Performance (9). As a result, the voltage was high at 3.18 V.

[1540] [Сравнительный Пример 4–1][1540] [Comparative Example 4-1]

(Получение катализатора)(Getting a catalyst)

Водный раствор солей металлов получали добавлением 0,728 г нитрата серебра (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) и 1,86 г гексагидрата нитрата церия (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) к 150 мл чистой воды. Раствор щелочи получали добавлением 240 г чистой воды к 100 г 15%–ного водного раствора гидроксида тетраметиламмония (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). В то время как раствор щелочи перемешивали с использованием магнитной мешалки, к нему по каплям добавляли водный раствор солей металлов со скоростью 5 мл/минуту с использованием бюретки. Суспензию, содержащую образованные дисперсные частицы гидроксидов металлов, профильтровывали с отсасыванием и затем промывали водой для удаления содержащейся щелочи. После этого остаток переносили в 200 мл 2–пропанола (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) и повторно диспергировали в ультразвуковом диспергаторе (US–600T, фирмы NISSEI Corporation) в течение 10 минут для получения однородной суспензии.An aqueous solution of metal salts was prepared by adding 0.728 g of silver nitrate (from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1.86 g of cerium nitrate hexahydrate (from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to 150 ml of pure water. An alkali solution was prepared by adding 240 g of pure water to 100 g of a 15% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). While the alkali solution was stirred using a magnetic stirrer, an aqueous solution of metal salts was added dropwise thereto at a rate of 5 ml / minute using a burette. The suspension containing the formed dispersed particles of metal hydroxides was filtered with suction and then washed with water to remove the contained alkali. Then the residue was transferred into 200 ml of 2-propanol (KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) and redispersed in an ultrasonic disperser (US-600T, NISSEI Corporation) for 10 minutes to obtain a homogeneous suspension.

Суспензию газовой сажи получали диспергированием 0,36 г гидрофобной сажи (DENKA BLACK(R) AB–7 (торговое наименование), фирмы Denka Company Limited) и 0,84 г гидрофобной сажи (Ketjenblack(R) EC–600JD (торговое наименование), фирмы Mitsubishi Chemical Corporation) в 100 мл 2–пропанола, и диспергировали смесь в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. Суспензию прекурсора гидроксидов металлов и суспензию сажи смешивали и диспергировали в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. Эту суспензию профильтровывали с отсасыванием и высушивали при комнатной температуре в течение половины суток для получения сажи, содержащей диспергированный и закрепленный прекурсор гидроксидов металлов. Затем обжиговую печь с атмосферой инертного газа (типа VMF165, фирмы YAMADA DENKI CO., LTD.) использовали для проведения обжига в атмосфере азота при 400°С в течение часа для получения сажи А, содержащей диспергированный и закрепленный электродный катализатор.A carbon black suspension was prepared by dispersing 0.36 g of hydrophobic carbon black (DENKA BLACK (R) AB-7 (trade name), Denka Company Limited) and 0.84 g of hydrophobic carbon black (Ketjenblack (R) EC-600JD (trade name), from Mitsubishi Chemical Corporation) in 100 ml of 2-propanol, and the mixture was dispersed in an ultrasonic disperser for 10 minutes. The metal hydroxide precursor slurry and the carbon black slurry were mixed and dispersed in an ultrasonic disperser for 10 minutes. This suspension was filtered with suction and dried at room temperature for half a day to obtain a soot containing a dispersed and fixed precursor of metal hydroxides. Then, an inert gas kiln (type VMF165, manufactured by YAMADA DENKI CO., LTD.) Was used to conduct firing under nitrogen at 400 ° C. for an hour to obtain carbon black A containing a dispersed and fixed electrode catalyst.

[1541] (Получение порошка для реакционного слоя)[1541] (Getting the powder for the reaction layer)

К 1,6 г сажи А, содержащей диспергированный и закрепленный электродный катализатор, добавляли 0,84 мл поверхностно–активного вещества Triton(R) X–100 (торговое наименование, фирмы ICN Biomedicals), разбавленного до 20% по весу чистой водой, и 15 мл чистой воды, и смесь диспергировали в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. К этой дисперсии добавляли 0,664 г дисперсии политетрафторэтилена (PTFE) (PTFE30J (торговое наименование), фирмы Dupont–Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). После перемешивания смеси в течение пяти минут выполняли фильтрование с отсасыванием. Кроме того, остаток высушивали в сушилке при 80°С в течение часа и выполняли измельчение в порошок с использованием мельницы для получения порошка для реакционного слоя А.To 1.6 g of carbon black A containing the dispersed and fixed electrode catalyst, 0.84 ml of the surfactant Triton (R) X-100 (trade name, ICN Biomedicals) diluted to 20% by weight with pure water was added, and 15 ml of pure water, and the mixture was dispersed in an ultrasonic disperser for 10 minutes. To this dispersion was added 0.664 g of a polytetrafluoroethylene (PTFE) dispersion (PTFE30J (trade name), Dupont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd.). After stirring the mixture for five minutes, suction filtration was performed. In addition, the residue was dried in a dryer at 80 ° C for one hour, and pulverized using a mill to obtain a powder for the reaction layer A.

(Получение порошка для газодиффузионного слоя)(Obtaining a powder for a gas diffusion layer)

Диспергировали 20 г гидрофобной сажи (DENKA BLACK(R) AB–7 (торговое наименование)), 50 мл поверхностно–активного вещества Triton(R) X–100 (торговое наименование), разбавленного до 20% по весу чистой водой, и 360 мл чистой воды в ультразвуковом диспергаторе в течение 10 минут. К полученной дисперсии добавляли 22,32 г дисперсии PTFE. Смесь перемешивали в течение 5 минут и затем проводили фильтрование. Кроме того, остаток высушивали в сушилке при 80°С в течение часа и выполняли измельчение в порошок с использованием мельницы для получения порошка для газодиффузионного слоя А.Dispersed 20 g of hydrophobic carbon black (DENKA BLACK (R) AB-7 (trade name)), 50 ml of the surfactant Triton (R) X-100 (trade name), diluted to 20% by weight with pure water, and 360 ml clean water in an ultrasonic disperser for 10 minutes. To the resulting dispersion was added 22.32 g of PTFE dispersion. The mixture was stirred for 5 minutes and then filtered. In addition, the residue was dried in a dryer at 80 ° C. for an hour, and pulverized using a mill to obtain powder for gas diffusion layer A.

(Получение газодиффузионного электрода)(Obtaining a gas diffusion electrode)

К 4 г порошка для газодиффузионного слоя A добавляли 8,7 мл этанола и смесь вымешивали с образованием пастообразной формы. Этот порошок для газодиффузионного слоя A в пастообразной форме формовали в листовидную форму с использованием валкового формовочного устройства. В лист утапливали серебряную сетку (SW=1, LW=2, и толщина=0,3 мм) в качестве токоотвода и наконец формовали с образованием листа, имеющего толщину 1,8 мм. К 1 г порошка для реакционного слоя A добавляли 2,2 мл этанола, и смесь компаундировали с образованием пастообразной формы. Этот порошок для реакционного слоя в пастообразной форме формовали валковым формовочным устройством в листовидную форму, имеющую толщину 0,2 мм. Кроме того, два листа, то есть лист, полученный с использованием порошка для газодиффузионного слоя A, и лист, полученный с использованием порошка для реакционного слоя A, наслаивали и формовали в лист, имеющий толщину 1,8 мм с использованием валкового формовочного устройства. Этот наслоенный лист высушивали при комнатной температуре в течение целого дня и ночи для удаления этанола. Кроме того, чтобы удалить остаточное поверхностно–активное вещество, лист подвергали обработке в условиях пиролиза на воздухе при 300°С в течение часа. Лист обертывали алюминиевой фольгой и подвергали горячему прессованию в машине для горячего прессования (SA303 (торговое наименование) фирмы TESTER SANGYO CO,. LTD.) при 360°C и 50 кгс/см2 в течение 1 минуты для получения газодиффузионного электрода. Толщина газодиффузионного электрода составляла 412 мкм.To 4 g of powder for gas diffusion layer A was added 8.7 ml of ethanol and the mixture was kneaded to form a paste. This powder for the gas diffusion layer A in a paste form was formed into a sheet-like shape using a roll forming apparatus. A silver mesh (SW = 1, LW = 2, and thickness = 0.3 mm) was embedded in the sheet as a current collector, and finally molded to form a sheet having a thickness of 1.8 mm. To 1 g of powder for reaction layer A was added 2.2 ml of ethanol, and the mixture was compounded to form a paste. This reaction layer powder in pasty form was roll formed into a sheet-like shape having a thickness of 0.2 mm. In addition, two sheets, that is, a sheet obtained using the powder for the gas diffusion layer A and a sheet obtained using the powder for the reaction layer A, were laminated and formed into a sheet having a thickness of 1.8 mm using a roll former. This layered sheet was dried at room temperature overnight to remove ethanol. In addition, to remove the residual surfactant, the sheet was subjected to pyrolysis in air at 300 ° C for an hour. The sheet was wrapped with aluminum foil and hot pressed in a hot pressing machine (SA303 (trade name) from TESTER SANGYO CO,. LTD.) At 360 ° C and 50 kgf / cm 2 for 1 minute to obtain a gas diffusion electrode. The thickness of the gas diffusion electrode was 412 μm.

[1542] Полученный электрод использовали для выполнения оценки характеристик электролиза. В секционной конструкции электролитическую ячейку, токоотвод, мат, никелевую сетку в качестве питающего проводника, электрод, мембрану и анод размещали в указанном порядке от стороны катодной камеры с образованием конструкции с нулевым зазором. Результаты показаны в Таблице 7.[1542] The resulting electrode was used to perform electrolysis performance evaluation. In a sectional structure, an electrolytic cell, a down conductor, a mat, a nickel grid as a supply conductor, an electrode, a membrane, and an anode were placed in this order from the side of the cathode chamber to form a structure with a zero gap. The results are shown in Table 7.

Когда проводили испытание электрода на деформацию, среднее значение из L1 и L2 составляло 19 мм.When the deformation test was performed on the electrode, the average of L 1 and L 2 was 19 mm.

Когда измеряли вентиляционное сопротивление электрода, вентиляционное сопротивление составляло 25,88 (кПа·с/м) в условиях измерения 1.When the ventilation resistance of the electrode was measured, the ventilation resistance was 25.88 (kPa · s / m) under measurement condition 1.

Технологичность составляла «3», что является проблематичным. Кроме того, когда проводили оценку характеристик электролиза, выход по току был низким, общая концентрация соли в каустической соде была повышенной, и характеристики электролиза были заметно ухудшенными. Повреждение мембраны, которое было оценено как «3», также было проблематичным.Manufacturability was "3", which is problematic. In addition, when the electrolysis performance was evaluated, the current efficiency was low, the total salt concentration in the caustic soda was increased, and the electrolysis performance was markedly deteriorated. Membrane damage, which was rated 3, was also problematic.

[1543] Эти результаты показали, что газодиффузионный электрод, полученный в Сравнительном Примере 4–1, имел заметно ухудшенные характеристики электролиза. Кроме того, наблюдалось повреждение по существу на всей поверхности ионообменной мембраны. Как предполагалось, это обусловлено действием NaOH, который образовывался в электроде, накапливаясь на поверхности раздела между электродом и мембраной с повышением его концентрации, вследствие заметно более высокого вентиляционного сопротивления газодиффузионного электрода в Сравнительном Примере 4–1.[1543] These results showed that the gas diffusion electrode obtained in Comparative Example 4-1 had markedly deteriorated electrolysis performance. In addition, damage was observed over substantially the entire surface of the ion exchange membrane. This was hypothesized to be due to the action of NaOH, which was formed in the electrode, accumulating at the interface between the electrode and the membrane with an increase in its concentration, due to the markedly higher ventilation resistance of the gas diffusion electrode in Comparative Example 4-1.

[1544][1544]

[Таблица 6][Table 6]

Подложка электродаElectrode support Форма подложки электродаElectrode support shape Способ нанесения покрытияCoating method Питающий проводникSupply conductor Пример 4–1Example 4-1 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–2Example 4-2 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–3Example 4-3 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–4Example 4-4 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–5Example 4-5 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–6Example 4-6 NiNi ПерфорацияPerforation Ионное осаждениеIonic deposition Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–7Example 4-7 NiNi ЭлектроформованиеElectroforming ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–8Example 4-8 NiNi ЭлектроформованиеElectroforming ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–9Example 4-9 NiNi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–10Example 4-10 NiNi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–11Example 4-11 NiNi Пористый NiPorous Ni ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–12Example 4-12 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–13Example 4-13 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–14Example 4-14 NiNi Перфорация (такая же, как в Примере 4–3)Perforation (same as Example 4-3) ПиролизPyrolysis МатMat Пример 4–15Example 4-15 NiNi Перфорация (такая же, как в Примере 4–3)Perforation (same as Example 4-3) ПиролизPyrolysis Катод с повышенным напряжениемOvervoltage cathode Пример 4–16Example 4-16 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–17Example 4-17 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–18Example 4-18 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–19Example 4-19 TiTi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–20Example 4-20 TiTi Нетканое полотноNon-woven fabric ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–21Example 4-21 TiTi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–22Example 4-22 Ni/TiNi / Ti Комбинация Примера 4–3 и Примера 4–20Combination of Example 4-3 and Example 4-20 ПиролизPyrolysis Катод и анод с повышенным напряжениемOvervoltage cathode and anode Пример 4–23Example 4-23 NiNi ПерфорацияPerforation ПиролизPyrolysis - Пример 4–24Example 4-24 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–25Example 4-25 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–26Example 4-26 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal Ионное осаждениеIonic deposition Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–27Example 4-27 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–28Example 4-28 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–29Example 4-29 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–30Example 4-30 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–31Example 4-31 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–32Example 4-32 TiTi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Анод с повышенным напряжениемOvervoltage anode Пример 4–33Example 4-33 NiNi Просечно–вытяжной металлExpanded metal ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–34Example 4-34 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–35Example 4-35 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–36Example 4-36 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Пример 4–37Example 4-37 NiNi СеткаGrid ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh Сравнительный Пример 4–1Comparative Example 4-1 УглеродCarbon ПорошокPowder ПиролизPyrolysis Ni–сеткаNi-mesh

[1545][1545]

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

[1546] В Таблице 7 все образцы были способны держаться самостоятельно благодаря поверхностному натяжению перед измерением «силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (1)» и «силы, прилагаемой на единицу массы·единицу площади (2)» (то есть не соскальзывать вниз).[1546] In Table 7, all specimens were able to self-support due to surface tension before measuring “force applied per unit mass · unit area (1)” and “force applied per unit mass · unit area (2)” (that is, not slide down).

[1547] <Проверка пятого варианта осуществления>[1547] <Checking the fifth embodiment>

Как будет описано ниже, представлены Экспериментальные Примеры согласно пятому варианту осуществления (в разделе <Проверка пятого варианта осуществления> ниже просто называемые «Примерами») и Экспериментальные Примеры, не соответствующие пятому варианту осуществления (в разделе <Проверка пятого варианта осуществления>, ниже просто называемые «Сравнительными Примерами»), и оценивали следующим методом. Подробности будут описаны со ссылкой на Фигуры 93–94 и 100–102, насколько это уместно.As will be described below, Experimental Examples according to the fifth embodiment are presented (in the section <Verification of the fifth embodiment>, below, simply referred to as “Examples”) and Experimental Examples not corresponding to the fifth embodiment (in the section <Verification of the fifth embodiment>, hereinafter simply referred to as "Comparative Examples"), and evaluated by the following method. Details will be described with reference to Figures 93-94 and 100-102 as appropriate.

[1548] В качестве мембраны использовали описанную ниже ионообменную мембрану А.[1548] The following ion-exchange membrane A was used as a membrane.

В качестве армирующих материалов сердцевины использовали монофиламенты с размером 90 денье, выполненные из политетрафторэтилена (PTFE) (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр шести филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). Сначала по каждому из TD– и MD–направлений выполняли полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, с получением тканого полотна. Полученное тканое полотно подвергали уплотнению под давлением валиком с получением тканого полотна, имеющего толщину 70 мкм.Monofilaments with a size of 90 denier made of polytetrafluoroethylene (PTFE) (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used as reinforcing materials of the core. The consumable yarns were yarns obtained by twisting 200 times / meter of six 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns). First, in each of the TD- and MD-directions, plain weaving of PTFE-yarns and consumable yarns with 24 PTFE-yarns / inch was performed so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE-yarns to obtain a woven fabric. The resulting woven fabric was subjected to roller compaction to obtain a woven fabric having a thickness of 70 µm.

Затем получали смолу А в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имела ионообменную емкость 0,85 мг⋅экв/г, и смолу В в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имела ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г.Then resin A was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.85 mg-eq / g, and the resin B in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.03 mg⋅eq / g.

С использованием этих смол А и В, способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку Х, в которой толщина слоя смолы А составляла 15 мкм и толщина слоя смолы В составляла 104 мкм.Using these resins A and B, a two-layer film X in which the thickness of the resin layer A was 15 µm and the thickness of the resin layer B was 104 µm was obtained by a flat die coextrusion method.

Затем прокладочную бумагу (имеющую тиснения с конической формой высотой 50 мкм), армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 223°С и величины пониженного давления 0,067 МПа в течение 2 минут, и затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану.Then release paper (having embossing with a conical shape with a height of 50 μm), reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under surface temperature conditions hot plate 223 ° C and a reduced pressure value of 0.067 MPa for 2 minutes, and then remove the release paper to obtain a composite membrane.

Полученную композитную мембрану погружали в нагретый до 80°С водный раствор, содержащий 30% по массе диметилсульфоксида (DMSO) и 15% по массе гидроксида калия (KOH), в течение 20 минут для омыления. Затем композитную мембрану погружали в нагретый до 50°С водный 0,5 н. раствор гидроксида натрия (NaOH) в течение одного часа для замещения противоиона ионообменной группы на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при температуре 60°С.The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution heated to 80 ° C. containing 30% by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 20 minutes for saponification. Then the composite membrane was immersed in an aqueous 0.5N hydrochloric acid heated to 50 ° C. sodium hydroxide solution (NaOH) for one hour to replace the counterion of the ion exchange group with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, 20% по массе оксида циркония, имеющего размер первичных частиц 1 мкм, добавляли к этанольному раствору с концентрацией 5% по массе смолы В в качестве смолы кислотного типа и диспергировали для получения суспензии, и суспензию наносили набрызгиванием на обе поверхности вышеуказанной композитной мембраны способом набрызгивания суспензии с образованием покрытий из оксида циркония на поверхностях композитной мембраны для получения ионообменной мембраны А. Плотность покрытия из оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,5 мг/см2. Средний размер частиц измеряли анализатором размера частиц (производства фирмы SHIMADZU CORPORATION, «SALD(R) 2200»).In addition, 20% by mass of zirconium oxide having a primary particle size of 1 μm was added to an ethanol solution with a concentration of 5% by mass of resin B as an acidic resin and dispersed to obtain a slurry, and the slurry was sprayed onto both surfaces of the above composite membrane. the method of spraying a suspension with the formation of coatings of zirconium oxide on the surfaces of the composite membrane to obtain an ion-exchange membrane A. The density of the coating of zirconium oxide, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.5 mg / cm 2 . The average particle size was measured with a particle size analyzer (manufactured by SHIMADZU CORPORATION, "SALD (R) 2200").

[1549] В качестве электрода использовали описанные ниже катод и анод.[1549] The cathode and anode described below were used as an electrode.

В качестве подложки электрода для катода в электролизе получали электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 22 мкм. Одна поверхность этой никелевой фольги была подвергнута обработке для обеспечения шероховатости посредством нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,95 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как в случае измерения поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for a cathode in electrolysis, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 22 µm was obtained. One surface of this nickel foil was roughened by electrolytic nickel plating. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.95 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as in the case of the surface roughness measurement of the blasted nickel plate.

Пористую фольгу формировали перфорированием этой никелевой фольги с образованием круглых отверстий путем штампования. Коэффициент открытой пористости составлял 44%.A porous foil was formed by punching this nickel foil into circular holes by punching. The open porosity ratio was 44%.

Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Растворы нитрата рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium nitrate having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and cerium nitrate (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1: 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 29 мкм. Толщина каталитического слоя, содержащего оксид рутения и оксид церия, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм. Покрытие было сформировано также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 29 μm. The thickness of the catalytic layer containing ruthenium oxide and cerium oxide, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm. A coating was also formed on a surface that was not roughened.

[1550] В качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 100 мкм, диаметр титанового волокна около 20 мкм, базовый вес 100 г/м2 и коэффициент открытой пористости 78%.[1550] As an electrode substrate for electrolysis at the anode, a titanium nonwoven fabric having a measured thickness of 100 μm, a titanium fiber diameter of about 20 μm, a basis weight of 100 g / m 2 and an open porosity ratio of 78% was used.

Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода получали согласно следующей процедуре. Растворы хлорида рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), хлорида иридия, имеющего концентрацию иридия 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и тетрахлорида титана (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) смешивали так, что молярное соотношение элемента рутения, элемента иридия и элемента титана составляло 0,25:0,25:0,5. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для анода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium chloride having a ruthenium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), iridium chloride having an iridium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), and titanium tetrachloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mixed so that the molar ratio of ruthenium element, iridium element and titanium element was 0.25: 0.25: 0.5. This mixed solution was thoroughly mixed and used as an anode coating liquid.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). После того, как вышеуказанная покровная жидкость была нанесена на титановую пористую фольгу, проводили высушивание при 60°С в течение 10 минут и обжиг при 475°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига многократно выполняли, и затем проводили обжиг при 520°С в течение одного часа.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). After the above coating liquid was applied to the titanium porous foil, drying was carried out at 60 ° C for 10 minutes and firing at 475 ° C for 10 minutes. A series of these operations of coating, drying, pre-calcining, and calcining were performed several times, and then calcination was carried out at 520 ° C. for one hour.

[1551] [Пример 5–1][1551] [Example 5-1]

(Пример применения слоистого изделия из катода и мембраны)(Example of application of a laminated product from a cathode and a membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was obtained according to the above method. In addition, according to the above method, four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width were obtained.

После того, как ионообменную мембрану погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, катоды без какого-либо зазора размещали на стороне слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны с образованием слоистого изделия из катодов и ионообменной мембраны (смотри Фигуру 100). Когда катоды размещали на мембране, в контакте с водным раствором бикарбоната натрия, обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и катоды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Полученное слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, как показано на Фигуре 101, с образованием обмотки. Обмотка была в цилиндрической форме, имеющей внешний диаметр 84 мм и длину 1,7 м, и это позволяло сократить размер слоистого изделия.After the ion exchange membrane was immersed in 2% sodium bicarbonate solution for a full day and night, the cathodes were placed without any gap on the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane to form a layered article of cathodes and ion exchange membrane (see Figure 100) ... When the cathodes were placed on the membrane, in contact with an aqueous sodium bicarbonate solution, surface tension was applied and the cathodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. The resulting laminate was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m as shown in Figure 101 to form a winding. The winding was in a cylindrical shape having an outer diameter of 84 mm and a length of 1.7 m, and this allowed the size of the laminated product to be reduced.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, имеющем конструкцию, подобную показанной на Фигурах 93 и 94), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но катод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell having a construction similar to that shown in Figures 93 and 94), the adjacent electrolytic cells and the ion exchange membrane were released from the secured state using the pressing device, and the existing membrane was removed to form a gap between the electrolytic cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminated article was supported substantially vertically with respect to the base, but the cathode did not detach. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку, когда слоистое изделие в виде обмотки заранее получают при эксплуатации электролизера.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell, when the laminated article in the form of a winding is prepared in advance during the operation of the electrolyzer.

[1552] [Пример 5–2][1552] [Example 5-2]

(Пример применения слоистого изделия из анода и мембраны)(Example of application of a laminated product from anode and membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was obtained according to the above method. In addition, according to the above method, four anodes were prepared having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width.

После того, как ионообменную мембрану погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, аноды без какого-либо зазора размещали на стороне слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны таким же образом, как в Примере 5–1, с образованием слоистого изделия из анодов и ионообменной мембраны. Когда аноды размещали на мембране в контакте с водным раствором бикарбоната натрия, обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и аноды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Полученное слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки таким же образом, как в Примере 5–1. Обмотка была в цилиндрической форме, имеющей внешний диаметр 86 мм и длину 1,7 м, и это позволяло сократить размер слоистого изделия.After the ion exchange membrane was immersed in a 2% sodium bicarbonate solution for a whole day and night, the anodes were placed without any gap on the side of the sulfonic acid layer of the ion exchange membrane in the same manner as in Example 5-1 to form a layered products from anodes and ion-exchange membrane. When the anodes were placed on the membrane in contact with an aqueous sodium bicarbonate solution, surface tension was created and the anodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. The resulting laminated article was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding in the same manner as in Example 5-1. The winding was in a cylindrical shape having an outer diameter of 86 mm and a length of 1.7 m, and this allowed the size of the laminated product to be reduced.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 5–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но анод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 5-1), the adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminate was supported substantially vertical with respect to the base, but the anode was not detached. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку, когда слоистое изделие в виде обмотки заранее получают при эксплуатации электролизера.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell, when the laminated article in the form of a winding is prepared in advance during the operation of the electrolyzer.

[1553] [Пример 5–3][1553] [Example 5-3]

(Пример применения слоистого изделия из анода/катода и мембраны)(Application example of anode / cathode laminated product and membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода и четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was obtained according to the above method. In addition, according to the above method, four anodes and four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width were obtained.

После того, как ионообменную мембрану погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, катоды размещали на стороне слоя карбоновой кислоты, а аноды размещали на стороне слоя сульфоновой кислоты без какого-либо зазора таким же образом, как в Примере 5–1, с образованием слоистого изделия из катодов, анодов и ионообменной мембраны. Когда катоды и аноды размещали на мембране в контакте с водным раствором бикарбоната натрия, обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и катоды и аноды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Полученное слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки таким же образом, как в Примере 5–1. Обмотка была в цилиндрической форме, имеющей внешний диаметр 88 мм и длину 1,7 м, и это позволяло сократить размер слоистого изделия.After the ion exchange membrane was immersed in a 2% sodium bicarbonate solution for a whole day and night, the cathodes were placed on the side of the carboxylic acid layer, and the anodes were placed on the side of the sulfonic acid layer without any gap in the same way as in Example 5–1, with the formation of a layered product from cathodes, anodes and an ion-exchange membrane. When the cathodes and anodes were placed on the membrane in contact with an aqueous sodium bicarbonate solution, surface tension was created and the cathodes and anodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. The resulting laminated article was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding in the same manner as in Example 5-1. The winding was in a cylindrical shape having an outer diameter of 88 mm and a length of 1.7 m, and this allowed the size of the laminated product to be reduced.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 5–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но анод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 5-1), the adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminate was supported substantially vertical with respect to the base, but the anode was not detached. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку, когда слоистое изделие в виде обмотки заранее получают при эксплуатации электролизера.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell, when the laminated article in the form of a winding is prepared in advance during the operation of the electrolyzer.

[1554] [Пример 5–4][1554] [Example 5-4]

(Пример применения катодов)(Example of application of cathodes)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину. Четыре катода без какого-либо зазора размещали так, чтобы достигался размер 1,2 м в длину и 2,4 м в ширину. Соседние катоды соединяли друг с другом и закрепляли так, что катоды не разделялись, сшиванием PTFE–пряжей через отверстия в каждом катоде (не показаны), как показано на Фигуре 102. При этой операции давление не прилагалось, и температура составляла 23°С. Эти катоды наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки таким же образом, как в Примере 5–1. Обмотка была в цилиндрической форме, имеющей внешний диаметр 78 мм и длину 1,7 м, и это позволяло сократить размер слоистого изделия.Received the winding in advance as follows. First, according to the above method, four cathodes were prepared having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width. The four cathodes, without any gap, were positioned to achieve a size of 1.2 m in length and 2.4 m in width. Adjacent cathodes were connected to each other and secured so that the cathodes were not separated by stitching with PTFE yarn through holes in each cathode (not shown) as shown in Figure 102. No pressure was applied during this operation and the temperature was 23 ° C. These cathodes were wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding in the same manner as in Example 5-1. The winding was in a cylindrical shape having an outer diameter of 78 mm and a length of 1.7 m, and this allowed the size of the laminated product to be reduced.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 5–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанные катоды. В это время катоды поддерживали по существу вертикально относительно основания, но катоды не отделялись. Затем, после того, как катоды были вставлены между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 5-1), the adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was set vertically, unwinding was started from the coiled state in order to pull out the coiled cathodes. At this time, the cathodes were maintained substantially vertical to the base, but the cathodes were not detached. Then, after the cathodes were inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated article between them.

Катоды можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление катодов может быть выполнено за несколько десятков минут на одну ячейку, когда обмотку из катодов заранее получают при эксплуатации электролизера.The cathodes could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the cathodes can be performed in a few tens of minutes per cell, when the cathode winding is obtained in advance during the operation of the electrolyzer.

[1555] [Пример 5–5][1555] [Example 5-5]

(Пример применения анодов)(Anode application example)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину. Четыре анода без какого-либо зазора размещали так, чтобы достигался размер 1,2 м в длину и 2,4 м в ширину. Соседние аноды соединяли друг с другом PTFE–пряжей и закрепляли так, что аноды не разделялись, таким же образом, как в Примере 5–1. При этой операции давление не прилагалось, и температура составляла 23°С. Эти аноды наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки таким же образом, как в Примере 5–1. Обмотка была в цилиндрической форме, имеющей внешний диаметр 81 мм и длину 1,7 м, и это позволяло сократить размер слоистого изделия.Received the winding in advance as follows. First, according to the above method, four anodes were prepared having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width. The four anodes, without any gap, were positioned to achieve a size of 1.2 m in length and 2.4 m in width. Adjacent anodes were connected to each other with PTFE yarn and secured so that the anodes did not separate, in the same way as in Example 5-1. In this operation, no pressure was applied and the temperature was 23 ° C. These anodes were wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding in the same manner as in Example 5-1. The winding was in a cylindrical shape having an outer diameter of 81 mm and a length of 1.7 m, and this allowed the size of the laminated product to be reduced.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 5–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанные аноды. В это время катоды поддерживали по существу вертикально относительно основания, но аноды не отделялись. Затем, после того, как аноды были вставлены между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 5-1), the adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. In a large cell, while the PVC pipe was set vertically, unwinding was started from the coiled state to pull out the coiled anodes. At this time, the cathodes were kept substantially vertical to the base, but the anodes were not detached. Then, after the anodes were inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminate between them.

Аноды можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление анодов может быть выполнено за несколько десятков минут на одну ячейку, когда обмотку из анодов заранее получают при эксплуатации электролизера.The anodes could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the anodes can be performed in a few tens of minutes per cell, when the winding from the anodes is obtained in advance during the operation of the electrolyzer.

[1556] [Сравнительный Пример 5–1][1556] [Comparative Example 5-1]

(Стандартное обновление электрода)(Standard electrode renewal)

В существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 5–1) смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого электролитические ячейки поднимали наружу из крупного электролизера с помощью подъемника. Удаленные электролитические ячейки перевозили на установку, где имелись условия для сварки.In an existing large cell (cell similar to the cell in Example 5-1), adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. Thereafter, the electrolytic cells were lifted out of the large electrolytic cell using a hoist. The removed electrolytic cells were transported to a facility where conditions for welding were available.

После того, как закрепленный сваркой на ребре электролитической ячейки анод был отрезан, шлифовальным устройством и тому подобным удаляли заусенцы или тому подобное на участке, с которого был вырезан анод, чтобы сгладить участок. Катод извлекали удалением участка, закрепленного складыванием участка в токоотвод.After the anode fixed by welding on the edge of the electrolytic cell was cut off, a grinder and the like removed burrs or the like from the portion from which the anode was cut to smooth the portion. The cathode was removed by removing the section, secured by folding the section into a down conductor.

После этого новый анод размещали на ребре анодной камеры, и новый анод закрепляли в электролитической ячейке точечной сваркой. Подобным образом в случае катода, новый катод размещали на катодной стороне и закрепляли складыванием катода в токоотвод.Thereafter, a new anode was placed on the edge of the anode chamber, and the new anode was spot-welded in the electrolytic cell. Similarly in the case of the cathode, a new cathode was placed on the cathode side and secured by folding the cathode into a down conductor.

Обновленную электролитическую ячейку переносили на местоположение крупного электролизера, и электролитическую ячейку возвращали в электролизер с помощью подъемника.The refurbished electrolytic cell was transferred to a large cell location and the cell was returned to the cell using a hoist.

Период времени, необходимый для высвобождения электролитической ячейки и ионообменной мембраны из закрепленного состояния до повторного закрепления электролитической ячейки, составлял один день или более.The period of time required for the release of the electrolytic cell and the ion exchange membrane from the fixed state before re-fastening the electrolytic cell was one day or more.

[1557] <Проверка шестого варианта осуществления>[1557] <Checking the sixth embodiment>

Как будет описано ниже, представлены Экспериментальные Примеры согласно шестому варианту осуществления (в разделе <Проверка шестого варианта осуществления> ниже просто называемые «Примерами») и Экспериментальные Примеры, не соответствующие шестому варианту осуществления (в разделе <Проверка шестого варианта осуществления>, ниже просто называемые «Сравнительными Примерами»), и оценены следующим методом. Подробности будут описаны со ссылкой на Фигуры 105 и 106, насколько это уместно.As will be described below, Experimental Examples according to the sixth embodiment are presented (in the section <Verification of the sixth embodiment>, below, simply referred to as “Examples”) and Experimental Examples not corresponding to the sixth embodiment (in the section <Verification of the sixth embodiment>, hereinafter simply referred to as "Comparative Examples"), and evaluated by the following method. Details will be described with reference to Figures 105 and 106 as appropriate.

[1558] В качестве мембраны использовали описанную ниже ионообменную мембрану b.[1558] The ion exchange membrane b described below was used as the membrane.

В качестве армирующих материалов сердцевины использовали монофиламенты с размером 90 денье, выполненные из политетрафторэтилена (PTFE) (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр шести филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). Сначала по каждому из TD– и MD–направлений выполняли полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, с получением тканого полотна. Полученное тканое полотно подвергали уплотнению под давлением валиком с получением тканого полотна, имеющего толщину 70 мкм.Monofilaments with a size of 90 denier made of polytetrafluoroethylene (PTFE) (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used as reinforcing materials of the core. The consumable yarns were yarns obtained by twisting 200 times / meter of six 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns). First, in each of the TD- and MD-directions, plain weaving of PTFE-yarns and consumable yarns with 24 PTFE-yarns / inch was performed so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE-yarns to obtain a woven fabric. The resulting woven fabric was subjected to roller compaction to obtain a woven fabric having a thickness of 70 µm.

Затем получали смолу А в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имела ионообменную емкость 0,85 мг⋅экв/г, и смолу В в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имела ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г.Then resin A was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.85 mg-eq / g, and the resin B in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.03 mg⋅eq / g.

С использованием этих смол А и В, способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку Х, в которой толщина слоя смолы А составляла 15 мкм и толщина слоя смолы В составляла 104 мкм.Using these resins A and B, a two-layer film X in which the thickness of the resin layer A was 15 µm and the thickness of the resin layer B was 104 µm was obtained by a flat die coextrusion method.

Затем прокладочную бумагу (имеющую тиснения с конической формой высотой 50 мкм), армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 223°С и величины пониженного давления 0,067 МПа в течение 2 минут, и затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану.Then release paper (having embossing with a conical shape with a height of 50 μm), reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under surface temperature conditions hot plate 223 ° C and a reduced pressure value of 0.067 MPa for 2 minutes, and then remove the release paper to obtain a composite membrane.

Полученную композитную мембрану погружали в нагретый до 80°С водный раствор, содержащий 30% по массе диметилсульфоксида (DMSO) и 15% по массе гидроксида калия (KOH), в течение 20 минут для омыления. Затем композитную мембрану погружали в нагретый до 50°С водный 0,5 н. раствор гидроксида натрия (NaOH) в течение одного часа для замещения противоиона ионообменной группы на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при температуре 60°С.The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution heated to 80 ° C. containing 30% by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 20 minutes for saponification. Then the composite membrane was immersed in an aqueous 0.5N hydrochloric acid heated to 50 ° C. sodium hydroxide solution (NaOH) for one hour to replace the counterion of the ion exchange group with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, 20% по массе оксида циркония, имеющего размер первичных частиц 1 мкм, добавляли к этанольному раствору с концентрацией 5% по массе смолы В в качестве смолы кислотного типа и диспергировали для получения суспензии, и суспензию наносили набрызгиванием на обе поверхности вышеуказанной композитной мембраны способом набрызгивания суспензии с образованием покрытий из оксида циркония на поверхностях композитной мембраны для получения ионообменной мембраны А. Плотность покрытия из оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,5 мг/см2. Средний размер частиц измеряли анализатором размера частиц (производства фирмы SHIMADZU CORPORATION, «SALD(R) 2200»).In addition, 20% by mass of zirconium oxide having a primary particle size of 1 μm was added to an ethanol solution with a concentration of 5% by mass of resin B as an acidic resin and dispersed to obtain a slurry, and the slurry was sprayed onto both surfaces of the above composite membrane. the method of spraying a suspension with the formation of coatings of zirconium oxide on the surfaces of the composite membrane to obtain an ion-exchange membrane A. The density of the coating of zirconium oxide, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.5 mg / cm 2 . The average particle size was measured with a particle size analyzer (manufactured by SHIMADZU CORPORATION, "SALD (R) 2200").

[1559] В качестве электрода использовали описанные ниже катод и анод.[1559] The cathode and anode described below were used as an electrode.

В качестве подложки электрода для катода в электролизе получали электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 22 мкм. Одна поверхность этой никелевой фольги была подвергнута обработке для обеспечения шероховатости посредством нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,95 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как в случае измерения поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for a cathode in electrolysis, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 22 µm was obtained. One surface of this nickel foil was roughened by electrolytic nickel plating. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.95 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as in the case of the surface roughness measurement of the blasted nickel plate.

Пористую фольгу формировали перфорированием этой никелевой фольги с образованием круглых отверстий путем штампования. Коэффициент открытой пористости составлял 44%.A porous foil was formed by punching this nickel foil into circular holes by punching. The open porosity ratio was 44%.

Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Растворы нитрата рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium nitrate having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and cerium nitrate (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1: 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 29 мкм. Толщина каталитического слоя, содержащего оксид рутения и оксид церия, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм. Покрытие было сформировано также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 29 μm. The thickness of the catalytic layer containing ruthenium oxide and cerium oxide, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm. A coating was also formed on a surface that was not roughened.

[1560] В качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 100 мкм, диаметр титанового волокна около 20 мкм, базовый вес 100 г/м2 и коэффициент открытой пористости 78%.[1560] A titanium nonwoven fabric having a measured thickness of 100 µm, a titanium fiber diameter of about 20 µm, a basis weight of 100 g / m 2 and an open porosity ratio of 78% was used as an electrode substrate for electrolysis at the anode.

Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода получали согласно следующей процедуре. Растворы хлорида рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), хлорида иридия, имеющего концентрацию иридия 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и тетрахлорида титана (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) смешивали так, что молярное соотношение элемента рутения, элемента иридия и элемента титана составляло 0,25:0,25:0,5. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для анода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium chloride having a ruthenium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), iridium chloride having an iridium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), and titanium tetrachloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mixed so that the molar ratio of ruthenium element, iridium element and titanium element was 0.25: 0.25: 0.5. This mixed solution was thoroughly mixed and used as an anode coating liquid.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). После того, как вышеуказанная покровная жидкость была нанесена на титановую пористую фольгу, проводили высушивание при 60°С в течение 10 минут и обжиг при 475°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига многократно выполняли, и затем проводили обжиг при 520°С в течение одного часа.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). After the above coating liquid was applied to the titanium porous foil, drying was carried out at 60 ° C for 10 minutes and firing at 475 ° C for 10 minutes. A series of these operations of coating, drying, pre-calcining, and calcining were performed several times, and then calcination was carried out at 520 ° C. for one hour.

[1561] [Пример 6–1][1561] [Example 6-1]

(Пример применения слоистого изделия из катода и мембраны)(Example of application of a laminated product from a cathode and a membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану b, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane b having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was prepared according to the above method. In addition, according to the above method, four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width were obtained.

После того, как ионообменную мембрану b погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, катоды без какого-либо зазора размещали на стороне слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны с образованием слоистого изделия из катодов и ионообменной мембраны b. Когда катоды размещали на мембране, в контакте с водным раствором бикарбоната натрия обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и катоды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Полученное слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м с образованием обмотки. Для расплавления ионообменной мембраны b требуется температура 200°С или более. В данном примере ионообменную мембрану не расплавляли во время объединения.After the ion exchange membrane b was immersed in 2% sodium bicarbonate solution for a whole day and night, the cathodes were placed without any gap on the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane to form a layered article of cathodes and ion exchange membrane b. When the cathodes were placed on the membrane, surface tension was exerted in contact with the aqueous sodium bicarbonate solution, and the cathodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. The resulting laminated article was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding. A temperature of 200 ° C or more is required to melt the ion exchange membrane b. In this example, the ion exchange membrane was not melted during combining.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, имеющем конструкцию, подобную показанной на Фигурах 105 и 106), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но катоды не отделялись. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell having a structure similar to that shown in Figures 105 and 106), the adjacent electrolytic cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using the pressing device, and the existing membrane was removed to form a gap between the electrolytic cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminated article was supported substantially vertically with respect to the base, but the cathodes were not detached. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell.

[1562] [Пример 6–2][1562] [Example 6-2]

(Пример применения слоистого изделия из анода и мембраны)(Example of application of a laminated product from anode and membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану b, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane b having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was prepared according to the above method. In addition, according to the above method, four anodes were prepared having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width.

После того, как ионообменную мембрану b погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, аноды без какого-либо зазора размещали на стороне слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны с образованием слоистого изделия из анодов и ионообменной мембраны. Когда аноды размещали на мембране, в контакте с водным раствором бикарбоната натрия обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и аноды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Это слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки.After ion exchange membrane b was immersed in 2% sodium bicarbonate solution for a full day and night, the anodes were placed without any gap on the sulfonic acid side of the ion exchange membrane to form a layered article of anodes and an ion exchange membrane. When the anodes were placed on the membrane, surface tension was exerted in contact with the aqueous sodium bicarbonate solution, and the anodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. This laminate was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 6–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но анод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 6-1), adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminate was supported substantially vertical with respect to the base, but the anode was not detached. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell.

[1563] [Пример 6–3][1563] [Example 6-3]

(Пример применения слоистого изделия из анода/катода и мембраны)(Application example of anode / cathode laminated product and membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану b, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода и четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane b having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was prepared according to the above method. In addition, according to the above method, four anodes and four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width were obtained.

После того, как ионообменную мембрану b погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, катоды размещали на стороне слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны, и аноды размещали на стороне слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны, без какого-либо зазора с образованием слоистого изделия из катодов, анодов и ионообменной мембраны b. Когда катоды и аноды размещали на мембране, в контакте с водным раствором бикарбоната натрия обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и катоды и аноды, и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Это слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки.After the ion exchange membrane b was immersed in a 2% sodium bicarbonate solution for a whole day and night, the cathodes were placed on the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane, and the anodes were placed on the side of the sulfonic acid layer of the ion exchange membrane, without any gap. the formation of a layered product from cathodes, anodes and an ion exchange membrane b. When the cathodes and anodes were placed on the membrane, surface tension was exerted in contact with the aqueous sodium bicarbonate solution, and the cathodes and anodes and the membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. This laminate was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 6–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но анод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 6-1), adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminate was supported substantially vertical with respect to the base, but the anode was not detached. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell.

[1564] [Сравнительный Пример 6–1][1564] [Comparative Example 6-1]

Слоистое изделие из мембраны и электрода получали термокомпрессией электрода на мембране, со ссылкой на Примеры в Японском выложенном патенте № 58–48686.A membrane-electrode laminate was obtained by thermocompression of the electrode on the membrane, with reference to Examples in Japanese Patent Laid-Open No. 58-48686.

Никелевый просечно–вытяжной металлический лист, имеющий измеренную толщину 100 мкм и коэффициент открытой пористости 33%, использовали в качестве подложки электрода для электролиза на катоде для выполнения нанесения электродного покрытия таким же способом, как в Примере 6–1. Электрод имел размер 200 мм×200 мм, и число электродов составляло 72. После этого одну поверхность каждого электрода подвергали инактивирующей обработке согласно следующей процедуре. К одной поверхности электрода присоединяли полиимидную липкую ленту (фирмы Chukoh Chemical Industries, Ltd.). На другую поверхность наносили PTFE–дисперсию (фирмы Dupont–Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31–JR (торговое наименование)) и высушивали в муфельной печи при 120°С в течение 10 минут. Полиимидную ленту отделяли и проводили обжиговую обработку в муфельной печи, отрегулированной на температуру 380°С, в течение 10 минут. Эту операцию повторяли дважды для инактивации одной поверхности электрода.A nickel expanded metal sheet having a measured thickness of 100 µm and an open porosity ratio of 33% was used as an electrode substrate for cathode electrolysis to perform electrode plating in the same manner as in Example 6-1. The electrode had a size of 200 mm × 200 mm, and the number of electrodes was 72. Thereafter, one surface of each electrode was subjected to inactivation treatment according to the following procedure. A polyimide adhesive tape (from Chukoh Chemical Industries, Ltd.) was attached to one surface of the electrode. The other surface was coated with a PTFE dispersion (Dupont-Mitsui Fluorochemicals Co., Ltd., 31-JR (trade name)) and dried in a muffle oven at 120 ° C for 10 minutes. The polyimide tape was separated and fired in a muffle furnace adjusted to a temperature of 380 ° C for 10 minutes. This operation was repeated twice to inactivate one surface of the electrode.

Получали мембрану, сформированную из двух слоев перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–COOCH3» (C–полимер), и перфторуглеродного полимера, концевой группой которого является «–SO2F» (S–полимер). Толщина слоя С–полимера составляла 3 мил (0,003 дюйма, 0,0762 мм), а толщина слоя S–полимера составляла 4 мил (0,004 дюйма, 0,01 мм). Эту двухслойную мембрану подвергали обработке омылением, вводя тем самым ионообменные группы на концы полимера гидролизом. Концевые группы С–полимера гидролизовывались с образованием карбоксильных групп, и концевые группы S–полимера гидролизовывались с образованием сульфогрупп. Ионообменная емкость с группами сульфоновой кислоты составляла 1,0 мг⋅экв/г, а ионообменная емкость с группами карбоновой кислоты составляла 0,9 мг⋅экв/г. Размер полученной ионообменной мембраны был подобен размеру в Примере 6–1.Received a membrane formed of two layers of perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-COOCH 3 " (C-polymer), and perfluorocarbon polymer, the end group of which is "-SO 2 F" (S-polymer). The C-resin layer was 3 mils (0.003 in., 0.0762 mm) thick and the S-resin layer was 4 mils (0.004 in., 0.01 mm) thick. This bilayer membrane was subjected to a saponification treatment, thereby introducing ion exchange groups at the ends of the polymer by hydrolysis. The end groups of the C – polymer were hydrolyzed to form carboxyl groups, and the end groups of the S – polymer were hydrolyzed to form sulfo groups. The ion-exchange capacity with sulfonic acid groups was 1.0 mg-eq / g, and the ion-exchange capacity with carboxylic acid groups was 0.9 mg-eq / g. The size of the resulting ion exchange membrane was similar to that of Example 6-1.

Вышеуказанный электрод его инактивированной поверхностью размещали напротив поверхности, имеющей карбоксильные группы как ионообменные группы, и термически спрессовали (термокомпрессией) с нею, объединяя ионообменную мембрану и электроды. То есть при температуре, при которой ионообменная мембрана расплавляется, 72 электрода с площадью 200 м2 объединяли с одной ионообменной мембраной, имеющей размер 1500 мм в длину и и 2500 мм в ширину. Одна поверхность каждого электрода была открытой даже после термокомпрессии, и электроды не распространялись на часть мембраны.The above electrode with its inactivated surface was placed opposite the surface having carboxyl groups as ion-exchange groups, and thermally pressed (by thermocompression) with it, combining the ion-exchange membrane and electrodes. That is, at the temperature at which the ion exchange membrane is melted, 72 electrodes with an area of 200 m 2 were combined with one ion exchange membrane having a size of 1500 mm in length and 2500 mm in width. One surface of each electrode was exposed even after thermocompression, and the electrodes did not extend over a portion of the membrane.

Для крупного размера 1500 мм×2500 мм потребовался период времени в течение одного дня или более для процесса объединения ионообменной мембраны и электродов путем термокомпрессии. То есть был сделан вывод, что в Сравнительном Примере 6–1 был необходимым более длительный период времени для обновления электрода и замены мембраны, чем в Примерах.For the large size 1500 mm × 2500 mm, it took a period of one day or more for the process of combining the ion exchange membrane and electrodes by thermocompression. That is, it was concluded that Comparative Example 6-1 required a longer period of time for electrode renewal and membrane replacement than in Examples.

[1565] <Проверка седьмого варианта осуществления>[1565] <Checking the seventh embodiment>

Как будет описано ниже, представлены Экспериментальные Примеры согласно седьмому варианту осуществления (в разделе <Проверка седьмого варианта осуществления> ниже просто называемые «Примерами») и Экспериментальные Примеры, не соответствующие седьмому варианту осуществления (в разделе <Проверка седьмого варианта осуществления>, ниже просто называемые «Сравнительными Примерами»), и оценены следующим методом. Подробности будут описаны со ссылкой на Фигуры 114 и 115, насколько это уместно.As will be described below, Experimental Examples according to the seventh embodiment are presented (in the section <Verification of the seventh embodiment>, below, simply referred to as “Examples”) and Experimental Examples not corresponding to the seventh embodiment (in the section <Verification of the seventh embodiment>, hereinafter simply referred to as "Comparative Examples"), and evaluated by the following method. Details will be described with reference to Figures 114 and 115 as appropriate.

[1566] В качестве мембраны использовали описанную ниже ионообменную мембрану.[1566] The ion exchange membrane described below was used as the membrane.

В качестве армирующих материалов сердцевины использовали монофиламенты с размером 90 денье, выполненные из политетрафторэтилена (PTFE) (далее называемые PTFE–пряжами). В качестве расходуемых пряжей использовали пряжи, полученные скручиванием 200 раз/метр шести филаментов с размером 35 денье из полиэтилентерефталата (PET) (далее называемые PET–пряжами). Сначала по каждому из TD– и MD–направлений выполняли полотняное плетение PTFE–пряжей и расходуемых пряжей с 24 PTFE–пряжами/дюйм так, что между соседними PTFE–пряжами размещались по две расходуемых пряжи, с получением тканого полотна. Полученное тканое полотно подвергали уплотнению под давлением валиком с получением тканого полотна, имеющего толщину 70 мкм.Monofilaments with a size of 90 denier made of polytetrafluoroethylene (PTFE) (hereinafter referred to as PTFE yarns) were used as reinforcing materials of the core. The consumable yarns were yarns obtained by twisting 200 times / meter of six 35 denier polyethylene terephthalate (PET) filaments (hereinafter referred to as PET yarns). First, in each of the TD- and MD-directions, plain weaving of PTFE-yarns and consumable yarns with 24 PTFE-yarns / inch was performed so that two consumable yarns were placed between adjacent PTFE-yarns to obtain a woven fabric. The resulting woven fabric was subjected to roller compaction to obtain a woven fabric having a thickness of 70 µm.

Затем получали смолу А в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2COOCH3 и имела ионообменную емкость 0,85 мг⋅экв/г, и смолу В в виде сухой смолы, которая представляла собой сополимер CF2=CF2 и CF2=CFOCF2CF(CF3)OCF2CF2SO2F и имела ионообменную емкость 1,03 мг⋅экв/г.Then resin A was obtained in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 COOCH 3 and had an ion exchange capacity of 0.85 mg-eq / g, and the resin B in the form of a dry resin, which was a copolymer of CF 2 = CF 2 and CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 SO 2 F and had an ion exchange capacity of 1.03 mg⋅eq / g.

С использованием этих смол А и В, способом соэкструзии с плоскощелевой фильерой получали двухслойную пленку Х, в которой толщина слоя смолы А составляла 15 мкм и толщина слоя смолы В составляла 104 мкм.Using these resins A and B, a two-layer film X in which the thickness of the resin layer A was 15 µm and the thickness of the resin layer B was 104 µm was obtained by a flat die coextrusion method.

Затем прокладочную бумагу (имеющую тиснения с конической формой высотой 50 мкм), армирующий материал и пленку Х наслаивали в этом порядке на горячей плите, имеющей внутри источник тепла и источник вакуума и имеющей микропоры на своей поверхности, нагревали и создавали пониженное давление в условиях температуры поверхности горячей плиты 223°С и величины пониженного давления 0,067 МПа в течение 2 минут, и затем удаляли прокладочную бумагу, получая композитную мембрану.Then release paper (having embossing with a conical shape with a height of 50 μm), reinforcing material and film X were laminated in this order on a hot plate having a heat source and a vacuum source inside and having micropores on its surface, heated and depressurized under surface temperature conditions hot plate 223 ° C and a reduced pressure value of 0.067 MPa for 2 minutes, and then remove the release paper to obtain a composite membrane.

Полученную композитную мембрану погружали в нагретый до 80°С водный раствор, содержащий 30% по массе диметилсульфоксида (DMSO) и 15% по массе гидроксида калия (KOH), в течение 20 минут для омыления. Затем композитную мембрану погружали в нагретый до 50°С водный 0,5 н. раствор гидроксида натрия (NaOH) в течение одного часа для замещения противоиона ионообменной группы на Na, и затем промывали водой. Затем мембрану высушивали при температуре 60°С.The resulting composite membrane was immersed in an aqueous solution heated to 80 ° C. containing 30% by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO) and 15% by weight of potassium hydroxide (KOH) for 20 minutes for saponification. Then the composite membrane was immersed in an aqueous 0.5N hydrochloric acid heated to 50 ° C. sodium hydroxide solution (NaOH) for one hour to replace the counterion of the ion exchange group with Na, and then washed with water. Then the membrane was dried at 60 ° C.

Кроме того, 20% по массе оксида циркония, имеющего размер первичных частиц 1 мкм, добавляли к этанольному раствору с концентрацией 5% по массе смолы В в качестве смолы кислотного типа и диспергировали для получения суспензии, и суспензию наносили набрызгиванием на обе поверхности вышеуказанной композитной мембраны способом набрызгивания суспензии с образованием покрытий из оксида циркония на поверхностях композитной мембраны для получения ионообменной мембраны А. Плотность покрытия из оксида циркония, измеренная методом рентгенофлуоресцентного анализа, составляла 0,5 мг/см2. Средний размер частиц измеряли анализатором размера частиц (производства фирмы SHIMADZU CORPORATION, «SALD(R) 2200»).In addition, 20% by mass of zirconium oxide having a primary particle size of 1 μm was added to an ethanol solution with a concentration of 5% by mass of resin B as an acidic resin and dispersed to obtain a slurry, and the slurry was sprayed onto both surfaces of the above composite membrane. the method of spraying a suspension with the formation of coatings of zirconium oxide on the surfaces of the composite membrane to obtain an ion-exchange membrane A. The density of the coating of zirconium oxide, measured by X-ray fluorescence analysis, was 0.5 mg / cm 2 . The average particle size was measured with a particle size analyzer (manufactured by SHIMADZU CORPORATION, "SALD (R) 2200").

[1567] В качестве электрода использовали описанные ниже катод и анод.[1567] The cathode and anode described below were used as an electrode.

В качестве подложки электрода для катода в электролизе получали электролитическую никелевую фольгу, имеющую измеренную толщину 22 мкм. Одна поверхность этой никелевой фольги была подвергнута обработке для обеспечения шероховатости посредством нанесения электролитического покрытия из никеля. Среднее арифметическое Ra шероховатости шероховатой поверхности составляло 0,95 мкм. Измерение поверхностной шероховатости выполняли в таких же условиях, как в случае измерения поверхностной шероховатости никелевой пластины, подвергнутой струйной обработке.As an electrode substrate for a cathode in electrolysis, an electrolytic nickel foil having a measured thickness of 22 µm was obtained. One surface of this nickel foil was roughened by electrolytic nickel plating. The arithmetic mean Ra of the roughness of the rough surface was 0.95 μm. The surface roughness measurement was performed under the same conditions as in the case of the surface roughness measurement of the blasted nickel plate.

Пористую фольгу формировали перфорированием этой никелевой фольги с образованием круглых отверстий путем штампования. Коэффициент открытой пористости составлял 44%.A porous foil was formed by punching this nickel foil into circular holes by punching. The open porosity ratio was 44%.

Покровную жидкость для применения в формировании электродного катализатора получали согласно следующей процедуре. Растворы нитрата рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы FURUYA METAL Co., Ltd.), и нитрата церия (фирмы KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) смешивали так, что молярное отношение между элементом рутением и элементом церием составляло 1:0,25. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для катода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium nitrate having a ruthenium concentration of 100 g / L (from FURUYA METAL Co., Ltd.) and cerium nitrate (from KISHIDA CHEMICAL Co., Ltd.) were mixed so that the molar ratio between ruthenium and cerium was 1: 0.25. This mixed solution was thoroughly mixed and used as a covering liquid for the cathode.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). Затем, после высушивания при 50°С в течение 10 минут, проводили предварительный обжиг при 150°С в течение 3 минут и обжиг при 350°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига повторяли, пока не была достигнута предварительно заданная величина покрытия. Толщина полученного электрода составляла 29 мкм. Толщина каталитического слоя, содержащего оксид рутения и оксид церия, которая была определена вычитанием толщины подложки электрода для электролиза из толщины электрода, составляла 7 мкм. Покрытие было сформировано также на поверхности, которая не была сделана шероховатой.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). Then, after drying at 50 ° C for 10 minutes, pre-firing at 150 ° C for 3 minutes and firing at 350 ° C for 10 minutes were carried out. A series of these operations of coating, drying, pre-baking and baking were repeated until a predetermined coating value was reached. The thickness of the resulting electrode was 29 μm. The thickness of the catalytic layer containing ruthenium oxide and cerium oxide, which was determined by subtracting the thickness of the electrode substrate for electrolysis from the thickness of the electrode, was 7 µm. A coating was also formed on a surface that was not roughened.

[1568] В качестве подложки электрода для электролиза на аноде использовали титановое нетканое полотно, имеющее измеренную толщину 100 мкм, диаметр титанового волокна около 20 мкм, базовый вес 100 г/м2 и коэффициент открытой пористости 78%.[1568] As an electrode substrate for electrolysis at the anode, a titanium nonwoven fabric having a measured thickness of 100 μm, a titanium fiber diameter of about 20 μm, a basis weight of 100 g / m 2 and an open porosity ratio of 78% was used.

Покровную жидкость для применения в формировании катализатора электрода получали согласно следующей процедуре. Растворы хлорида рутения, имеющего концентрацию рутения 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), хлорида иридия, имеющего концентрацию иридия 100 г/л (фирмы Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.), и тетрахлорида титана (фирмы Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) смешивали так, что молярное соотношение элемента рутения, элемента иридия и элемента титана составляло 0,25:0,25:0,5. Этот смешанный раствор тщательно перемешивали и использовали в качестве покровной жидкости для анода.A cover fluid for use in forming an electrode catalyst was prepared according to the following procedure. Solutions of ruthenium chloride having a ruthenium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), iridium chloride having an iridium concentration of 100 g / L (Tanaka Kikinzoku Kogyo KK), and titanium tetrachloride (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) mixed so that the molar ratio of ruthenium element, iridium element and titanium element was 0.25: 0.25: 0.5. This mixed solution was thoroughly mixed and used as an anode coating liquid.

Ванну, содержащую вышеуказанную покровную жидкость, размещали в самом нижнем положении устройства для нанесения покрытия валиком. Ванну размещали так, что валик для нанесения покрытия, полученный наматыванием губчатой резины, образованной из этилен–пропилен–диенового каучука (EPDM) закрытоячеистого типа (фирмы INOAC CORPORATION, E–4088, толщина 10 мм), вокруг поливинилхлоридного (ПВХ) цилиндра, был всегда в контакте с покровной жидкостью. Валик для нанесения покрытия, вокруг которого был намотан такой же EPDM, размещали на её верхней части и над ним дополнительно размещали ПВХ–валик. Покровную жидкость наносили таким образом, что подложку электрода пропускали между вторым валиком для нанесения покрытия и ПВХ–валиком в самом верхнем положении (способ нанесения покрытия валиком). После того, как вышеуказанная покровная жидкость была нанесена на титановую пористую фольгу, проводили высушивание при 60°С в течение 10 минут и обжиг при 475°С в течение 10 минут. Серию этих операций нанесения покрытия, высушивания, предварительного обжига и обжига многократно выполняли, и затем проводили обжиг при 520°С в течение одного часа.The bath containing the above coating liquid was placed in the lowest position of the roller coater. The vat was positioned such that a coating roll obtained by winding a closed cell type EPDM sponge rubber (INOAC CORPORATION, E-4088, 10 mm thick) around a polyvinyl chloride (PVC) cylinder was always in contact with the casing fluid. A roller for coating, around which the same EPDM was wound, was placed on its upper part, and a PVC roller was additionally placed above it. The coating liquid was applied in such a way that the electrode substrate was passed between the second coating roller and the PVC roller in the uppermost position (roller coating method). After the above coating liquid was applied to the titanium porous foil, drying was carried out at 60 ° C for 10 minutes and firing at 475 ° C for 10 minutes. A series of these operations of coating, drying, pre-calcining, and calcining were performed several times, and then calcination was carried out at 520 ° C. for one hour.

[1569] [Пример 7–1][1569] [Example 7-1]

(Пример применения слоистого изделия из катода и мембраны)(Example of application of a laminated product from a cathode and a membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was obtained according to the above method. In addition, according to the above method, four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width were obtained.

После того, как ионообменную мембрану погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, катоды без какого-либо зазора размещали на стороне слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны с образованием слоистого изделия из катодов и ионообменной мембраны. Когда катоды размещали на мембране в контакте с водным раствором бикарбоната натрия, обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и катоды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Этот слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м с образованием обмотки.After the ion exchange membrane was immersed in a 2% sodium bicarbonate solution for a whole day and night, the cathodes were placed without any gap on the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane to form a layered article of cathodes and an ion exchange membrane. When the cathodes were placed on the membrane in contact with an aqueous sodium bicarbonate solution, surface tension was created and the cathodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. This laminate was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, имеющем конструкцию, подобную показанной на Фигурах 114 и 115), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но катод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell having a construction similar to that shown in Figures 114 and 115), the adjacent electrolytic cells and the ion exchange membrane were released from the secured state using the pressing device, and the existing membrane was removed to form a gap between the electrolytic cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminated article was supported substantially vertically with respect to the base, but the cathode did not detach. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку, когда заранее сформирована обмотка из слоистого изделия, во время эксплуатации электролизера.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell, when the winding of the laminated article is preformed during the operation of the electrolyzer.

[1570] [Пример 7–2][1570] [Example 7-2]

(Пример применения слоистого изделия из анода и мембраны)(Example of application of a laminated product from anode and membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was obtained according to the above method. In addition, according to the above method, four anodes were prepared having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width.

После того, как ионообменную мембрану погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, аноды без какого-либо зазора размещали на стороне слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны с образованием слоистого изделия из анодов и ионообменной мембраны. Когда аноды размещали на мембране в контакте с водным раствором бикарбоната натрия, обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и аноды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Это слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки.After the ion exchange membrane was immersed in 2% sodium bicarbonate solution for a full day and night, the anodes were placed without any gap on the sulfonic acid side of the ion exchange membrane to form a layered article of anodes and an ion exchange membrane. When the anodes were placed on the membrane in contact with an aqueous sodium bicarbonate solution, surface tension was created and the anodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. This laminate was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 7–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но анод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 7-1), adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminate was supported substantially vertical with respect to the base, but the anode was not detached. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку, когда заранее сформирована обмотка из слоистого изделия, во время эксплуатации электролизера.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell, when the winding of the laminated article is preformed during the operation of the electrolyzer.

[1571] [Пример 7–3][1571] [Example 7-3]

(Пример применения слоистого изделия из анода/катода и мембраны)(Application example of anode / cathode laminated product and membrane)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала получали ионообменную мембрану, имеющую размер 1,5 м в длину и 2,5 м в ширину в соответствии с упомянутым выше способом. Кроме того, в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода и четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину.Received the winding in advance as follows. First, an ion exchange membrane having a size of 1.5 m in length and 2.5 m in width was obtained according to the above method. In addition, according to the above method, four anodes and four cathodes having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width were obtained.

После того, как ионообменную мембрану погружали в 2%–ный раствор бикарбоната натрия в течение целого дня и ночи, катоды размещали на стороне слоя карбоновой кислоты ионообменной мембраны, а аноды размещали на стороне слоя сульфоновой кислоты ионообменной мембраны, без какого-либо зазора с образованием слоистого изделия из катодов, анодов и ионообменной мембраны. Когда катоды и аноды размещали на мембране в контакте с водным раствором бикарбоната натрия, обеспечивалось действие поверхностного натяжения, и катоды и аноды и мембрана объединялись, как если бы они были склеены друг с другом. Для этого объединения не прилагалось никакого давления. Температура при объединении составляла 23°С. Это слоистое изделие наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки.After the ion exchange membrane was immersed in 2% sodium bicarbonate solution for a whole day and night, the cathodes were placed on the side of the carboxylic acid layer of the ion exchange membrane, and the anodes were placed on the side of the sulfonic acid layer of the ion exchange membrane, without any gap to form a layered product made of cathodes, anodes and an ion-exchange membrane. When the cathodes and anodes were placed on the membrane in contact with an aqueous sodium bicarbonate solution, surface tension was created and the cathodes and anodes and membrane were combined as if they were glued together. No pressure was applied for this unification. The combining temperature was 23 ° C. This laminate was wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 7–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанное слоистое изделие. В это время слоистое изделие поддерживали по существу вертикально относительно основания, но анод не отделялся. Затем, после того, как слоистое изделие было вставлено между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 7-1), adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was installed vertically, unwinding was started from the coiled state in order to draw out the coiled laminated product. At this time, the laminate was supported substantially vertical with respect to the base, but the anode was not detached. Then, after the laminated product was inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated product between them.

Электрод и мембрану можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление электрода и замена мембраны могут быть выполнены за несколько десятков минут на одну ячейку, когда заранее сформирована обмотка из слоистого изделия, во время эксплуатации электролизера.The electrode and membrane could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the electrode and the replacement of the membrane can be performed in a few tens of minutes per cell, when the winding of the laminated article is preformed during the operation of the electrolyzer.

[1572] [Пример 7–4][1572] [Example 7-4]

(Пример применения катодов)(Example of application of cathodes)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре катода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину. Четыре катода без какого-либо зазора размещали так, чтобы достигался размер 1,2 м в длину и 2,4 м в ширину. Соседние катоды соединяли друг с другом PTFE–пряжей и закрепляли так, что катоды не разделялись. При этой операции давление не прилагалось, и температура составляла 23°С. Эти катоды наматывали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки.Received the winding in advance as follows. First, according to the above method, four cathodes were prepared having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width. The four cathodes, without any gap, were positioned to achieve a size of 1.2 m in length and 2.4 m in width. Adjacent cathodes were connected to each other with PTFE yarn and fixed so that the cathodes did not separate. In this operation, no pressure was applied and the temperature was 23 ° C. These cathodes were wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 7–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанные катоды. В это время катоды поддерживали по существу вертикально относительно основания, но катоды не отделялись. Затем, после того, как катоды были вставлены между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 7-1), the adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. On a large electrolytic cell, while the PVC pipe was set vertically, unwinding was started from the coiled state in order to pull out the coiled cathodes. At this time, the cathodes were maintained substantially vertical to the base, but the cathodes were not detached. Then, after the cathodes were inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminated article between them.

Катоды можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление катодов может быть выполнено за несколько десятков минут на одну ячейку, когда обмотку из катодов заранее получают при эксплуатации электролизера.The cathodes could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the cathodes can be performed in a few tens of minutes per cell, when the cathode winding is obtained in advance during the operation of the electrolyzer.

[1573] [Пример 7–5][1573] [Example 7-5]

(Пример применения анодов)(Anode application example)

Заранее получали обмотку следующим образом. Сначала в соответствии с упомянутым выше способом получали четыре анода, имеющих размер 0,3 м в длину и 2,4 м в ширину. Четыре анода без какого-либо зазора размещали так, чтобы достигался размер 1,2 м в длину и 2,4 м в ширину. Соседние аноды соединяли друг с другом PTFE–нитью и закрепляли так, что аноды не разделялись. При этой операции давление не прилагалось, и температура составляла 23°С. Эти аноды намотали вокруг поливинилхлоридной (ПВХ) трубы, имеющей внешний диаметр 76 мм и длину 1,7 м, с образованием обмотки.Received the winding in advance as follows. First, according to the above method, four anodes were prepared having a size of 0.3 m in length and 2.4 m in width. The four anodes, without any gap, were positioned to achieve a size of 1.2 m in length and 2.4 m in width. Adjacent anodes were connected to each other with a PTFE thread and fixed in such a way that the anodes were not separated. In this operation, no pressure was applied and the temperature was 23 ° C. These anodes were wound around a polyvinyl chloride (PVC) pipe having an outer diameter of 76 mm and a length of 1.7 m to form a winding.

Затем в существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 7–1), смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого обмотку переносили на крупный электролизер. На крупном электролизере, в то время как ПВХ–трубу устанавливали вертикально, начинали размотку из намотанного состояния, чтобы вытянуть намотанные аноды. В это время катоды поддерживали по существу вертикально относительно основания, но аноды не отделялись. Затем, после того, как аноды были вставлены между электролитическими ячейками, электролитические ячейки сдвигали для прокладки слоистого изделия между ними.Then, in an existing large cell (cell similar to the cell in Example 7-1), the adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. After that, the winding was transferred to a large electrolyzer. In a large cell, while the PVC pipe was set vertically, unwinding was started from the coiled state to pull out the coiled anodes. At this time, the cathodes were maintained substantially vertical to the base, but the anodes were not detached. Then, after the anodes were inserted between the electrolytic cells, the electrolytic cells were shifted to interpose the laminate between them.

Аноды можно было заменить более простым путем, чем в стандартных условиях. Был сделан вывод, что обновление анодов может быть выполнено за несколько десятков минут на одну ячейку, когда обмотку из анодов заранее получают при эксплуатации электролизера.The anodes could be replaced in a simpler way than under standard conditions. It was concluded that the renewal of the anodes can be performed in a few tens of minutes per cell, when the winding from the anodes is obtained in advance during the operation of the electrolyzer.

[1574] [Сравнительный Пример 7–1][1574] [Comparative Example 7-1]

(Стандартное обновление электрода)(Standard electrode renewal)

В существующем крупном электролизере (электролизере, подобном электролизеру в Примере 7–1) смежные электролитические ячейки и ионообменную мембрану высвобождали из закрепленного состояния с помощью прижимающего устройства, и существующую мембрану удаляли с образованием зазора между электролитическими ячейками. После этого электролитические ячейки поднимали наружу из крупного электролизера с помощью подъемника. Удаленные электролитические ячейки перевозили на установку, где имелись условия для сварки.In an existing large cell (cell similar to the cell in Example 7-1), adjacent cell cells and the ion exchange membrane were released from the fixed state using a clamping device, and the existing membrane was removed to form a gap between the cells. Thereafter, the electrolytic cells were lifted out of the large electrolytic cell using a hoist. The removed electrolytic cells were transported to a facility where conditions for welding were available.

После того, как закрепленный сваркой на ребре электролитической ячейки анод был отрезан, шлифовальным устройством и тому подобным удаляли заусенцы или тому подобное на участке, с которого был вырезан анод, чтобы сгладить участок. Катод извлекали удалением участка, закрепленного складыванием участка в токоотвод.After the anode fixed by welding on the edge of the electrolytic cell was cut off, a grinder and the like removed burrs or the like from the portion from which the anode was cut to smooth the portion. The cathode was removed by removing the section, secured by folding the section into a down conductor.

После этого новый анод размещали на ребре анодной камеры, и новый анод закрепляли в электролитической ячейке точечной сваркой. Подобным образом в случае катода, новый катод размещали на катодной стороне и закрепляли складыванием катода в токоотвод.Thereafter, a new anode was placed on the edge of the anode chamber, and the new anode was spot-welded in the electrolytic cell. Similarly in the case of the cathode, a new cathode was placed on the cathode side and secured by folding the cathode into a down conductor.

Обновленную электролитическую ячейку переносили на местоположение крупного электролизера, и электролитическую ячейку возвращали в электролизер с помощью подъемника.The refurbished electrolytic cell was transferred to a large cell location and the cell was returned to the cell using a hoist.

Период времени, необходимый для высвобождения электролитической ячейки и ионообменной мембраны из закрепленного состояния до повторного закрепления электролитической ячейки, составлял один день или более.The period of time required for the release of the electrolytic cell and the ion exchange membrane from the fixed state before re-fastening the electrolytic cell was one day or more.

[1575] Настоящая заявка основывается на японских патентных заявках, поданных 22 марта 2017 года (японские патентные заявки № 2017–056524 и № 2017–056525), и японских патентных заявках, поданных 20 марта 2018 года (японские патентные заявки № 2018–053217, № 2018–053146, № 2018–053144, № 2018–053231, № 2018–053145, № 2018–053149, и № 2018–053139), содержание которых включено сюда посредством ссылки.[1575] This application is based on Japanese patent applications filed on March 22, 2017 (Japanese Patent Applications Nos. 2017-056524 and 2017-056525) and Japanese patent applications filed on March 20, 2018 (Japanese Patent Applications Nos. 2018-053217, No. 2018–053146, No. 2018–053144, No. 2018–053231, No. 2018–053145, No. 2018–053149, and No. 2018–053139), the contents of which are incorporated herein by reference.

Список ссылочных обозначенийList of reference designations

[1576][1576]

<Фигуры для первого варианта осуществления><Figures for First Embodiment>

Список ссылочных обозначений для Фигуры 1List of reference symbols for Figure 1

10 подложка электрода для электролиза10 electrode support for electrolysis

20 первый слой20 first layer

30 второй слой30 second layer

100 электрод для электролиза100 electrode for electrolysis

Список ссылочных обозначений для Фигур 2–4List of reference symbols for Figures 2-4

1 ионообменная мембрана1 ion exchange membrane

2 слой карбоновой кислоты2 layer of carboxylic acid

3 слой сульфоновой кислоты3 layer of sulfonic acid

4 армирующий материал сердцевины4 core reinforcement material

10 тело мембраны10 membrane body

11a, 11b слой покрытия11a, 11b coating layer

21, 22 армирующий материал сердцевины21, 22 core reinforcement material

100 электролизер100 electrolyzer

200 анод200 anode

300 катод300 cathode

52 армирующая пряжа52 reinforcing yarn

504a расходуемая пряжа504a consumable yarn

504 сквозное отверстие504 through hole

Список ссылочных обозначений для Фигур 5–9List of reference symbols for Figures 5-9

1 электролитическая ячейка1 electrolytic cell

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

4 электролизер4 electrolyser

5 прижимающее устройство5 holding device

6 катодный вывод6 cathode terminal

7 анодный вывод7 anode terminal

10 анодная камера10 anode chamber

11 анод11 anode

12 анодное уплотнение12 anode seal

13 катодное уплотнение13 cathode seal

18 поглотитель обратного тока18 reverse current absorber

18a подложка18a substrate

18b поглощающий обратный ток слой 18b reverse current absorbing layer

19 днище анодной камеры19 the bottom of the anode chamber

20 катодная камера20 cathode chamber

21 катод21 cathode

22 металлическое упругое тело22 metal elastic body

23 токоотвод23 down conductor

24 держатель24 holder

30 разделительная перегородка30 dividing wall

40 катодная конструкция для электролиза40 cathode construction for electrolysis

Список ссылочных обозначений для Фигуры 10List of reference symbols for Figure 10

1 зажимное приспособление (SUS)1 clamping device (SUS)

2 электрод2 electrode

3 мембрана3 membrane

4 никелевая пластина (подвергнутая струйной обработке оксидом алюминия с номером зернистости (размером зерна) 320)4 nickel plate (blasted with alumina 320 grit)

100 передняя поверхность100 front surface

200 боковая поверхность200 lateral surface

Список ссылочных обозначений для Фигур 11–13List of reference symbols for Figures 11-13

1 мембрана1 membrane

2a полиэтиленовая труба, имеющая внешний диаметр 280 мм2a polyethylene pipe having an outer diameter of 280 mm

2b полиэтиленовая труба, имеющая внешний диаметр 145 мм2b polyethylene pipe having an outer diameter of 145 mm

3 участок отслоения3 section of exfoliation

4 участок плотного контакта4 area of tight contact

5 электрод5 electrode

Список ссылочных обозначений для Фигуры 14List of Reference Designations for Figure 14

1 поливинилхлоридная (ПВХ) труба1 polyvinyl chloride (PVC) pipe

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

3 электрод3 electrode

4 поверочная плита4 surface plate

Список ссылочных обозначений для Фигуры 15List of Reference Designations for Figure 15

1 поверочная плита1 surface plate

2 деформированный электрод2 deformed electrode

10 зажим для крепления электрода10 clip for fixing the electrode

20 направление, в котором прилагается сила20 direction in which force is applied

Список ссылочных обозначений для Фигур 16–21List of reference symbols for Figures 16-21

1 никелевая проволока длиной 110 мм 1 nickel wire 110 mm long

2 никелевая проволока длиной 950 мм2 nickel wire 950 mm long

3 рама.3 frame.

[1577][1577]

<Фигуры для второго варианта осуществления><Figures for Second Embodiment>

Список ссылочных обозначений для Фигуры 22List of Reference Designations for Figure 22

10 подложка электрода для электролиза10 electrode support for electrolysis

20 первый слой20 first layer

30 второй слой30 second layer

100 электрод для электролиза.100 electrode for electrolysis.

[1578][1578]

Список ссылочных обозначений для Фигур 23–25List of reference symbols for Figures 23-25

1 ионообменная мембрана1 ion exchange membrane

2 слой карбоновой кислоты2 layer of carboxylic acid

3 слой сульфоновой кислоты3 layer of sulfonic acid

4 армирующий материал сердцевины4 core reinforcement material

10 тело мембраны10 membrane body

11a, 11b слой покрытия11a, 11b coating layer

21, 22 армирующий материал сердцевины21, 22 core reinforcement material

100 электролизер100 electrolyzer

200 анод200 anode

300 катод300 cathode

52 армирующая пряжа52 reinforcing yarn

504a расходуемая пряжа504a consumable yarn

504 сквозное отверстие.504 through hole.

[1579][1579]

Список ссылочных обозначений для Фигур 26–30List of reference symbols for Figures 26-30

1 электролитическая ячейка1 electrolytic cell

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

4 электролизер4 electrolyser

5 прижимающее устройство5 holding device

6 катодный вывод6 cathode terminal

7 анодный вывод7 anode terminal

10 анодная камера10 anode chamber

11 анод11 anode

12 анодное уплотнение12 anode seal

13 катодное уплотнение13 cathode seal

18 поглотитель обратного тока18 reverse current absorber

18a подложка18a substrate

18b поглощающий обратный ток слой 18b reverse current absorbing layer

19 днище анодной камеры19 the bottom of the anode chamber

20 катодная камера20 cathode chamber

21 катод21 cathode

22 металлическое упругое тело22 metal elastic body

23 токоотвод23 down conductor

24 держатель24 holder

30 разделительная перегородка30 dividing wall

40 катодная конструкция для электролиза.40 cathode construction for electrolysis.

[1580][1580]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 31List of Reference Designations for Figure 31

1 зажимное приспособление (SUS)1 clamping device (SUS)

2 электрод2 electrode

3 мембрана3 membrane

4 никелевая пластина (подвергнутая струйной обработке оксидом алюминия с номером зернистости 320)4 nickel plate (blasted with 320 grit alumina)

100 передняя поверхность100 front surface

200 боковая поверхность.200 lateral surface.

[1581][1581]

Список ссылочных обозначений для Фигур 32–34List of reference symbols for Figures 32-34

1 мембрана1 membrane

2a полиэтиленовая труба, имеющая внешний диаметр 280 мм2a polyethylene pipe having an outer diameter of 280 mm

2b полиэтиленовая труба, имеющая внешний диаметр 145 мм2b polyethylene pipe having an outer diameter of 145 mm

3 участок отслоения3 section of exfoliation

4 участок плотного контакта4 area of tight contact

5 электрод.5 electrode.

[1582][1582]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 35List of Reference Designations for Figure 35

1 поливинилхлоридная (ПВХ) труба1 polyvinyl chloride (PVC) pipe

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

3 электрод3 electrode

4 поверочная плита.4 surface plate.

[1583][1583]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 36List of Reference Designations for Figure 36

1 поверочная плита1 surface plate

2 деформированный электрод2 deformed electrode

10 зажим для крепления электрода10 clip for fixing the electrode

20 направление, в котором прилагается сила.20 the direction in which the force is applied.

[1584][1584]

Список ссылочных обозначений для Фигур 37–42List of Reference Designations for Figures 37-42

1 никелевая проволока длиной 110 мм 1 nickel wire 110 mm long

2 никелевая проволока длиной 950 мм2 nickel wire 950 mm long

3 рама.3 frame.

[1585][1585]

<Фигуры для третьего варианта осуществления><Figures for Third Embodiment>

Список ссылочных обозначений для Фигуры 43List of Reference Designations for Figure 43

10 подложка электрода для электролиза10 electrode support for electrolysis

20 первый слой20 first layer

30 второй слой30 second layer

100 электрод для электролиза.100 electrode for electrolysis.

[1586][1586]

Список ссылочных обозначений для Фигур 44–46List of reference symbols for Figures 44-46

1 ионообменная мембрана1 ion exchange membrane

2 слой карбоновой кислоты2 layer of carboxylic acid

3 слой сульфоновой кислоты3 layer of sulfonic acid

4 армирующий материал сердцевины4 core reinforcement material

10 тело мембраны10 membrane body

11a, 11b слой покрытия11a, 11b coating layer

21, 22 армирующий материал сердцевины21, 22 core reinforcement material

100 электролизер100 electrolyzer

200 анод200 anode

300 катод300 cathode

52 армирующая пряжа52 reinforcing yarn

504a расходуемая пряжа504a consumable yarn

504 сквозное отверстие 504.504 through hole 504.

[1587][1587]

Список ссылочных обозначений для Фигур 47–51List of Reference Designations for Figures 47-51

1 слоистое изделие1 layered product

2 электрод для электролиза2 electrode for electrolysis

2a внутренняя поверхность электрода для электролиза2a inner surface of the electrolysis electrode

2b наружная поверхность электрода для электролиза2b outer surface of the electrolysis electrode

3 мембрана3 membrane

3a внутренняя поверхность мембраны3a inner surface of the membrane

3b наружная поверхность мембраны3b outer surface of the membrane

7 крепежный элемент.7 fastening element.

[1588][1588]

Список ссылочных обозначений для Фигур 52–56List of Reference Designations for Figures 52-56

1 электролитическая ячейка1 electrolytic cell

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

4 электролизер4 electrolyser

5 прижимающее устройство5 holding device

6 катодный вывод6 cathode terminal

7 анодный вывод7 anode terminal

10 анодная камера10 anode chamber

11 анод11 anode

12 анодное уплотнение12 anode seal

13 катодное уплотнение13 cathode seal

18 поглотитель обратного тока18 reverse current absorber

18a подложка18a substrate

18b поглощающий обратный ток слой 18b reverse current absorbing layer

19 днище анодной камеры19 the bottom of the anode chamber

20 катодная камера20 cathode chamber

21 катод21 cathode

22 металлическое упругое тело22 metal elastic body

23 токоотвод23 down conductor

24 держатель24 holder

30 разделительная перегородка30 dividing wall

40 катодная конструкция для электролиза.40 cathode construction for electrolysis.

[1589][1589]

<Фигуры для четвертого варианта осуществления><Figures for Fourth Embodiment>

Список ссылочных обозначений для Фигур 63–67List of reference designations for Figures 63-67

1 электролитическая ячейка1 electrolytic cell

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

4 электролизер4 electrolyser

5 прижимающее устройство5 holding device

6 катодный вывод6 cathode terminal

7 анодный вывод7 anode terminal

10 анодная камера10 anode chamber

11 анод11 anode

12 анодное уплотнение12 anode seal

13 катодное уплотнение13 cathode seal

18 поглотитель обратного тока18 reverse current absorber

18a подложка18a substrate

18b поглощающий обратный ток слой 18b reverse current absorbing layer

19 днище анодной камеры19 the bottom of the anode chamber

20 катодная камера20 cathode chamber

21 катод21 cathode

22 металлическое упругое тело22 metal elastic body

23 токоотвод23 down conductor

24 держатель24 holder

30 разделительная перегородка30 dividing wall

40 катодная конструкция для электролиза.40 cathode construction for electrolysis.

[1590][1590]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 68List of Reference Designations for Figure 68

10 подложка электрода для электролиза10 electrode support for electrolysis

20 первый слой20 first layer

30 второй слой30 second layer

100 электрод для электролиза.100 electrode for electrolysis.

[1591][1591]

Список ссылочных обозначений для Фигур 69–71List of reference designations for Figures 69-71

1 ионообменная мембрана1 ion exchange membrane

2 слой карбоновой кислоты2 layer of carboxylic acid

3 слой сульфоновой кислоты3 layer of sulfonic acid

4 армирующий материал сердцевины4 core reinforcement material

10 тело мембраны10 membrane body

11a, 11b слой покрытия11a, 11b coating layer

21, 22 армирующий материал сердцевины21, 22 core reinforcement material

100 электролизер100 electrolyzer

200 анод200 anode

300 катод300 cathode

52 армирующая пряжа52 reinforcing yarn

504a расходуемая пряжа504a consumable yarn

504 сквозное отверстие.504 through hole.

[1592][1592]

Список ссылочных обозначений для Фигур 72–78List of Reference Designations for Figures 72 to 78

1 слоистое изделие1 layered product

2 электрод для электролиза2 electrode for electrolysis

2a внутренняя поверхность электрода для электролиза2a inner surface of the electrolysis electrode

2b наружная поверхность электрода для электролиза2b outer surface of the electrolysis electrode

3 мембрана3 membrane

3a внутренняя поверхность мембраны3a inner surface of the membrane

3b наружная поверхность мембраны3b outer surface of the membrane

7 крепежный элемент7 fastener

A уплотнениеA seal

B мембранаB membrane

C электрод для электролизаC electrode for electrolysis

A1 самый внешний периметр уплотненияA1 outermost perimeter of the seal

B1 самый внешний периметр мембраныB1 outermost perimeter of the membrane

C1 самый внешний периметр электрода для электролиза.C1 is the outermost perimeter of the electrolysis electrode.

[1593][1593]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 79List of Reference Designations for Figure 79

1 зажимное приспособление (SUS)1 clamping device (SUS)

2 электрод2 electrode

3 мембрана3 membrane

4 никелевая пластина (подвергнутая струйной обработке оксидом алюминия с номером зернистости 320)4 nickel plate (blasted with 320 grit alumina)

100 передняя поверхность100 front surface

200 боковая поверхность.200 lateral surface.

[1594][1594]

Список ссылочных обозначений для Фигур 80–82List of Reference Designations for Figures 80–82

1 мембрана1 membrane

2a полиэтиленовая труба, имеющая внешний диаметр 280 мм2a polyethylene pipe having an outer diameter of 280 mm

2b полиэтиленовая труба, имеющая внешний диаметр 145 мм2b polyethylene pipe having an outer diameter of 145 mm

3 участок отслоения3 section of exfoliation

4 участок плотного контакта4 area of tight contact

5 электрод.5 electrode.

[1595][1595]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 84List of Reference Designations for Figure 84

1 поверочная плита1 surface plate

2 деформированный электрод2 deformed electrode

10 зажим для крепления электрода10 clip for fixing the electrode

20 направление, в котором прилагается сила.20 the direction in which the force is applied.

[1596][1596]

Список ссылочных обозначений для Фигур 85–90List of reference designations for Figures 85–90

1 никелевая проволока длиной 110 мм 1 nickel wire 110 mm long

2 никелевая проволока длиной 950 мм2 nickel wire 950 mm long

3 рама.3 frame.

[1597][1597]

<Фигуры для пятого варианта осуществления><Figures for Fifth Embodiment>

Список ссылочных обозначений для Фигур 91–95List of reference designations for Figures 91–95

1 электролитическая ячейка1 electrolytic cell

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

4 электролизер4 electrolyser

5 прижимающее устройство5 holding device

6 катодный вывод6 cathode terminal

7 анодный вывод7 anode terminal

10 анодная камера10 anode chamber

11 анод11 anode

12 анодное уплотнение12 anode seal

13 катодное уплотнение13 cathode seal

18 поглотитель обратного тока18 reverse current absorber

18a подложка18a substrate

18b поглощающий обратный ток слой 18b reverse current absorbing layer

19 днище анодной камеры19 the bottom of the anode chamber

20 катодная камера20 cathode chamber

21 катод21 cathode

22 металлическое упругое тело22 metal elastic body

23 токоотвод23 down conductor

24 держатель24 holder

30 разделительная перегородка30 dividing wall

40 катодная конструкция для электролиза.40 cathode construction for electrolysis.

[1598][1598]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 96List of Reference Designations for Figure 96

10 подложка электрода для электролиза10 electrode support for electrolysis

20 первый слой20 first layer

30 второй слой30 second layer

100 электрод для электролиза.100 electrode for electrolysis.

[1599][1599]

Список ссылочных обозначений для Фигур 97–99List of reference designations for Figures 97–99

1 ионообменная мембрана1 ion exchange membrane

2 слой карбоновой кислоты2 layer of carboxylic acid

3 слой сульфоновой кислоты3 layer of sulfonic acid

4 армирующий материал сердцевины4 core reinforcement material

10 тело мембраны10 membrane body

11a, 11b слой покрытия11a, 11b coating layer

21, 22 армирующий материал сердцевины21, 22 core reinforcement material

100 электролизер100 electrolyzer

200 анод200 anode

300 катод300 cathode

52 армирующая пряжа52 reinforcing yarn

504a расходуемая пряжа504a consumable yarn

504 сквозное отверстие.504 through hole.

[1600][1600]

<Фигуры для шестого варианта осуществления><Figures for Sixth Embodiment>

Список ссылочных обозначений для Фигур 103–107List of reference designations for Figures 103-107

1 электролитическая ячейка1 electrolytic cell

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

4 электролизер4 electrolyser

5 прижимающее устройство5 holding device

6 катодный вывод6 cathode terminal

7 анодный вывод7 anode terminal

10 анодная камера10 anode chamber

11 анод11 anode

12 анодное уплотнение12 anode seal

13 катодное уплотнение13 cathode seal

18 поглотитель обратного тока18 reverse current absorber

18a подложка18a substrate

18b поглощающий обратный ток слой 18b reverse current absorbing layer

19 днище анодной камеры19 the bottom of the anode chamber

20 катодная камера20 cathode chamber

21 катод21 cathode

22 металлическое упругое тело22 metal elastic body

23 токоотвод23 down conductor

24 держатель24 holder

30 разделительная перегородка30 dividing wall

40 катодная конструкция для электролиза.40 cathode construction for electrolysis.

[1601][1601]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 108List of Reference Designations for Figure 108

10 подложка электрода для электролиза10 electrode support for electrolysis

20 первый слой20 first layer

30 второй слой30 second layer

100 электрод для электролиза.100 electrode for electrolysis.

[1602][1602]

Список ссылочных обозначений для Фигур 109–111List of reference symbols for Figures 109-111

1 ионообменная мембрана1 ion exchange membrane

2 слой карбоновой кислоты2 layer of carboxylic acid

3 слой сульфоновой кислоты3 layer of sulfonic acid

4 армирующий материал сердцевины4 core reinforcement material

10 тело мембраны10 membrane body

11a, 11b слой покрытия11a, 11b coating layer

21, 22 армирующий материал сердцевины21, 22 core reinforcement material

100 электролизер100 electrolyzer

200 анод200 anode

300 катод300 cathode

52 армирующая пряжа52 reinforcing yarn

504a расходуемая пряжа504a consumable yarn

504 сквозное отверстие.504 through hole.

[1603][1603]

<Фигуры для седьмого варианта осуществления><Figures for Seventh Embodiment>

Список ссылочных обозначений для Фигур 112–118List of reference symbols for Figures 112-118

1 электролитическая ячейка1 electrolytic cell

2 ионообменная мембрана2 ion exchange membrane

2a новая ионообменная мембрана2a new ion exchange membrane

4 электролизер4 electrolyser

5 прижимающее устройство5 holding device

6 катодный вывод6 cathode terminal

7 анодный вывод7 anode terminal

8 рама электролизера8 electrolyzer frame

9 слоистое изделие9 layered product

10 анодная камера10 anode chamber

11 анод11 anode

12 анодное уплотнение12 anode seal

13 катодное уплотнение13 cathode seal

18 поглотитель обратного тока18 reverse current absorber

18a подложка18a substrate

18b поглощающий обратный ток слой 18b reverse current absorbing layer

19 днище анодной камеры19 the bottom of the anode chamber

20 катодная камера20 cathode chamber

21 катод21 cathode

22 металлическое упругое тело22 metal elastic body

23 токоотвод23 down conductor

24 держатель24 holder

30 разделительная перегородка30 dividing wall

40 катодная конструкция для электролиза40 cathode construction for electrolysis

100 электрод для электролиза.100 electrode for electrolysis.

[1604][1604]

Список ссылочных обозначений для Фигуры 119List of Reference Designations for Figure 119

10 подложка электрода для электролиза10 electrode support for electrolysis

20 первый слой20 first layer

30 второй слой30 second layer

100 электрод для электролиза.100 electrode for electrolysis.

[1605][1605]

Список ссылочных обозначений для Фигур 120–122List of Reference Designations for Figures 120-122

1 ионообменная мембрана1 ion exchange membrane

2 слой карбоновой кислоты2 layer of carboxylic acid

3 слой сульфоновой кислоты3 layer of sulfonic acid

4 армирующий материал сердцевины4 core reinforcement material

10 тело мембраны10 membrane body

11a, 11b слой покрытия11a, 11b coating layer

21, 22 армирующий материал сердцевины21, 22 core reinforcement material

100 электролизер100 electrolyzer

200 анод200 anode

300 катод300 cathode

52 армирующая пряжа52 reinforcing yarn

504a расходуемая пряжа504a consumable yarn

504 сквозное отверстие.504 through hole.

Claims (38)

1. Слоистое изделие для электролиза, содержащее:1. A layered product for electrolysis, containing: электрод для электролиза,electrolysis electrode, мембрану или питающий проводник в контакте с электродом для электролиза, иthe membrane or supply conductor in contact with the electrolysis electrode, and жидкость, заключенную между электродом для электролиза и мембраной или питающим проводником, при этом жидкость обеспечивает возможность электроду для электролиза и мембране или питающему проводнику сцепляться друг с другом за счёт адгезии и имеет поверхностное натяжение от 20 мН/м до 80 мН/м.a liquid enclosed between the electrolysis electrode and the membrane or supply conductor, the liquid allowing the electrolysis electrode and the membrane or supply conductor to adhere to each other by adhesion and has a surface tension of 20 mN / m to 80 mN / m. 2. Слоистое изделие для электролиза по п. 1, в котором жидкость выбрана из следующих жидкостей, имеющих поверхностное натяжение, как указано: гексан (20,44 мН/м), ацетон (23,30 мН/м), метанол (24,00 мН/м), этанол (24,05 мН/м), этиленгликоль (50,21 мН/м) и вода (72,76 мН/м).2. A laminated article for electrolysis according to claim 1, in which the liquid is selected from the following liquids having surface tension as indicated: hexane (20.44 mN / m), acetone (23.30 mN / m), methanol (24, 00 mN / m), ethanol (24.05 mN / m), ethylene glycol (50.21 mN / m) and water (72.76 mN / m). 3. Слоистое изделие для электролиза по п. 1 или 2, в котором жидкость дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, такое как ионное поверхностно-активное вещество или неионное поверхностно-активное вещество.3. The layered electrolysis article of claim 1 or 2, wherein the liquid further comprises a surfactant such as an ionic surfactant or a nonionic surfactant. 4. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 1-3, в котором питающий проводник представляет собой проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно-вытяжной металлический лист или пористый металл.4. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 1-3, in which the supply conductor is a wire mesh, metal nonwoven fabric, perforated metal sheet, expanded metal sheet, or porous metal. 5. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 1-4, содержащее, в качестве по меньшей мере одного поверхностного слоя мембраны, слой, включающий в себя смесь частиц гидрофильного оксида и полимера, в который введены ионообменные группы.5. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 1-4, containing, as at least one surface layer of the membrane, a layer including a mixture of particles of a hydrophilic oxide and a polymer into which ion-exchange groups are introduced. 6. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 1-5, в котором электрод для электролиза содержит подложку для электрода для электролиза и каталитический слой, расположенный на подложке, причем каталитический слой включает в себя по меньшей мере один слой, а общая толщина подложки для электрода для электролиза и каталитического слоя составляет 315 мкм или менее.6. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 1-5, wherein the electrolysis electrode comprises a substrate for an electrolysis electrode and a catalytic layer disposed on the substrate, wherein the catalytic layer includes at least one layer, and the total thickness of the substrate for the electrolysis electrode and the catalytic layer is 315 μm, or less. 7. Слоистое изделие для электролиза по п. 6, в котором подложка содержит никель, никелевый сплав, нержавеющую сталь или вентильный металл и имеет любую форму из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно-вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, и тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей.7. The laminated article for electrolysis according to claim 6, in which the substrate contains nickel, nickel alloy, stainless steel or valve metal and has any shape of a perforated metal sheet, nonwoven fabric, porous metal, expanded metal sheet, formed by electrospinning metal porous foil, and woven metal mesh, obtained by weaving metal threads. 8. Слоистое изделие для электролиза по п. 7, в котором подложка предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля и титана.8. The laminated article for electrolysis according to claim 7, wherein the substrate preferably comprises at least one element selected from nickel and titanium. 9. Слоистое изделие для электролиза по п. 7, в котором подложка предпочтительно имеет форму перфорированного металлического листа или просечно-вытяжного металлического листа.9. The laminated article for electrolysis according to claim 7, wherein the substrate is preferably in the form of a perforated metal sheet or expanded metal sheet. 10. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 6-9, в котором общая толщина подложки для электрода для электролиза и каталитического слоя предпочтительно составляет 220 мкм или менее, более предпочтительно 170 мкм или менее, ещё более предпочтительно 150 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 145 мкм или менее, особенно предпочтительно 140 мкм или менее, ещё более предпочтительно 138 мкм или менее, даже ещё более предпочтительно 135 мкм или менее.10. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 6-9, in which the total thickness of the support for the electrolysis electrode and the catalytic layer is preferably 220 μm or less, more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 μm or less, further more preferably 145 μm or less, particularly preferably 140 μm or less, even more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. 11. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 6-10, в котором среднее арифметическое поверхностной шероховатости (Ra) поверхности подложки составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, предпочтительно 0,1-10 мкм, более предпочтительно 0,1-5 мкм.11. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 6-10, in which the arithmetic mean of the surface roughness (Ra) of the substrate surface is 0.05 µm to 50 µm, preferably 0.1-10 µm, more preferably 0.1-5 µm. 12. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 6-11, в котором подложка для электрода для электролиза имеет толщину 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, ещё более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 135 мкм или менее, даже ещё более предпочтительно 125 мкм или менее, ещё более предпочтительно 120 мкм или менее, даже ещё более предпочтительно 100 мкм или менее и дополнительно ещё более предпочтительно 50 мкм или менее.12. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 6-11, in which the electrode substrate for electrolysis has a thickness of 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further more preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less. 13. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 6-12, в котором толщина подложки предпочтительно составляет 5 мкм или более, более предпочтительно 15 мкм или более.13. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 6-12, in which the thickness of the substrate is preferably 5 µm or more, more preferably 15 µm or more. 14. Слоистое изделие для электролиза по любому из предшествующих пунктов, в котором электрод для электролиза имеет пористую структуру и коэффициент открытой пористости 5-90%.14. The layered electrolysis article according to any one of the preceding claims, wherein the electrolysis electrode has a porous structure and an open porosity ratio of 5-90%. 15. Слоистое изделие для электролиза по п. 14, в котором коэффициент открытой пористости составляет 10-80%.15. The laminated article for electrolysis according to claim 14, wherein the open porosity ratio is 10-80%. 16. Слоистое изделие для электролиза, содержащее:16. Laminated product for electrolysis, containing: электрод для электролиза иelectrolysis electrode and мембрану или питающий проводник в контакте с электродом для электролиза, причем механическая сила, прилагаемая против силы сцепления на единицу массы × единицу площади электрода для электролиза на мембране или питающем проводнике, составляет от 0,005 Н/(мг·см2) до 1,5 Н/(мг·см2), при этом приложенная сила измеряется нижеприведенными методами (i) или (ii), осуществляемыми с использованием машины для испытания на растяжение и сжатие:membrane or supply conductor in contact with the electrolysis electrode, the mechanical force applied against the adhesion force per unit mass × unit area of the electrolysis electrode on the membrane or supply conductor is from 0.005 N / (mg cm 2 ) to 1.5 N / (mg cm 2 ), while the applied force is measured by the following methods (i) or (ii) carried out using a tensile and compression machine: [Метод (i)][Method (i)] приготавливают никелевую пластину в виде квадрата со стороной 200 мм, имеющую толщину 1,2 мм и среднее арифметическое значение (Ra) поверхностной шероховатости 0,7 мкм; никелевую пластину закрепляют вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие; ионообменную мембрану, разрезанную на квадрат со стороной 170 мм, погружают в чистую воду в течение 12 часов или более и затем используют для измерения; мембрану приводят в контакт с никелевой пластиной, увлажненной чистой водой, и обеспечивают сцепление с пластиной за счет поверхностного натяжения воды, при этом никелевую пластину и ионообменную мембрану размещают так, чтобы их верхние концы совпадали; образец электрода для электролиза разрезают на квадрат со стороной 130 мм; одну сторону электрода прокладывают между двумя пластинами из нержавеющей стали; после размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, используют четыре зажима для равномерного закрепления электрода и пластин; пластины из нержавеющей стали по центру зажимают верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод; объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекают из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружают в ванну, содержащую чистую воду, чтобы увлажнить электрод чистой водой; пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимают верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод; верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие опускают и обеспечивают сцепление образца электрода для электролиза с поверхностью ионообменной мембраны под действием поверхностного натяжения чистой воды; размер поверхности сцепления в это время составляет 130 мм в ширину и 110 мм в длину; на электрод и ионообменную мембрану целиком набрызгивают чистую воду из промывалки, чтобы опять смочить мембрану и электрод; валик, образованный наматыванием губчатой EPDM-резины (на основе мономера этилен-пропилен-диена) закрытоячеистого типа, имеющей толщину 5 мм, вокруг поливинилхлоридной трубы (внешним диаметром: 38 мм), однократно прокатывают сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток чистой воды; электрод поднимают со скоростью 10 мм/минуту, начиная измерение нагрузки, и регистрируют нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и мембраны достигает величины 130 мм в ширину и 100 мм в длину; это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение; это среднее значение делят на площадь участка перекрывания электрода и ионообменной мембраны и на массу электрода на участке перекрывания с ионообменной мембраной, рассчитывая силу, прилагаемую на единицу массы × единицу площади (1); условия измерения в измерительной камере следующие: температура 23±2°C и относительная влажность 30±5%, при этом электрод способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая или не отслаиваясь, когда ему было обеспечено сцепление с ионообменной мембраной, которая была сцеплена с закрепленной вертикально никелевой пластиной, под действием поверхностного натяжения,prepare a nickel plate in the form of a square with a side of 200 mm, having a thickness of 1.2 mm and an arithmetic mean (Ra) of the surface roughness of 0.7 μm; the nickel plate is fixed vertically on the lower clamp of the tensile and compression machine; an ion exchange membrane, cut into a square with a side of 170 mm, is immersed in clean water for 12 hours or more, and then used for measurement; the membrane is brought into contact with a nickel plate moistened with clean water, and adhesion to the plate is provided due to the surface tension of the water, while the nickel plate and the ion-exchange membrane are positioned so that their upper ends coincide; a sample of the electrolysis electrode is cut into a square with a side of 130 mm; one side of the electrode is placed between two stainless steel plates; after positioning so that the center of the stainless steel plates is aligned with the center of the electrode, use the four clamps to secure the electrode and the plates evenly; the stainless steel plates in the center are clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine, while the electrode is suspended; the combined block of stainless steel plates, electrode and clamps is temporarily removed from the tensile and compression testing machine and immersed in a bath containing clean water to moisten the electrode with clean water; the stainless steel plates in the center are again clamped by the upper clamp of the tensile and compression machine while hanging the electrode; the upper clamp of the tensile and compression machine is lowered and the sample of the electrolysis electrode is adhered to the surface of the ion exchange membrane by the surface tension of pure water; the size of the adhesion surface at this time is 130 mm in width and 110 mm in length; clean water from a washing bottle is sprayed entirely onto the electrode and ion-exchange membrane in order to wet the membrane and electrode again; a roll formed by winding a spongy EPDM rubber (based on ethylene propylene diene monomer) of a closed cell type having a thickness of 5 mm around a PVC pipe (outer diameter: 38 mm) is rolled once from top to bottom, lightly pressing against the electrode, removing excess clean water; the electrode is lifted at a speed of 10 mm / minute, starting measurement of the load, and the load is recorded when the size of the overlapping area of the electrode and the membrane reaches 130 mm in width and 100 mm in length; this measurement is repeated three times and the average is calculated; this average value is divided by the area of the overlapping area of the electrode and the ion-exchange membrane and by the mass of the electrode in the overlapping area with the ion-exchange membrane, calculating the force applied per unit mass × unit area (1); the measurement conditions in the measuring chamber are as follows: temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, while the electrode is able to hold on its own and adhere without sliding or peeling when it has been adhered to the ion-exchange membrane that has been adhered to the fixed vertically with a nickel plate, under the action of surface tension, [Метод (ii)][Method (ii)] никелевую пластину, идентичную пластине в методе (i), закрепляют вертикально на нижнем зажиме машины для испытания на растяжение и сжатие; образец электрода для электролиза разрезают на квадрат со стороной 130 мм; одну сторону электрода прокладывают между двумя пластинами из нержавеющей стали; после размещения так, чтобы центр пластин из нержавеющей стали совпадал с центром электрода, используют четыре зажима для равномерного закрепления электрода и пластин; пластины из нержавеющей стали по центру зажимают верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод; объединенный блок пластин из нержавеющей стали, электрода и зажимов на время извлекают из машины для испытания на растяжение и сжатие и погружают в ванну, содержащую чистую воду, чтобы увлажнить электрод чистой водой; пластины из нержавеющей стали по центру опять зажимают верхним зажимом машины для испытания на растяжение и сжатие, подвешивая электрод; верхний зажим машины для испытания на растяжение и сжатие опускают и обеспечивают сцепление образца электрода для электролиза с поверхностью никелевой пластины под действием поверхностного натяжения чистой воды; размер поверхности сцепления в это время составляет 130 мм в ширину и 110 мм в длину; на электрод и никелевую пластину целиком набрызгивают чистую воду из промывалки, чтобы опять смочить никелевую пластину и электрод; валик, идентичный валику в методе (i), однократно прокатывают сверху вниз, слегка прижимая к электроду, удаляя избыток чистой воды; электрод поднимают со скоростью 10 мм/минуту, начиная измерение нагрузки, и регистрируют нагрузку, когда размер участка перекрывания электрода и никелевой пластины в продольном направлении достигает 100 мм; это измерение повторяют три раза и рассчитывают среднее значение; это среднее значение делят на площадь участка перекрывания электрода и никелевой пластины и на массу электрода на участке перекрывания с никелевой пластиной, рассчитывая силу, прилагаемую на единицу массы × единицу площади (2); условия измерения в измерительной камере следующие: температура 23±2°C и относительная влажность 30±5%, при этом электрод способен держаться самостоятельно и прилипать, не сползая или не отслаиваясь, когда ему было обеспечено сцепление с закрепленной вертикально никелевой пластиной под действием поверхностного натяжения.a nickel plate identical to that in method (i) is fixed vertically on the lower clamp of the tensile and compression machine; a sample of the electrolysis electrode is cut into a square with a side of 130 mm; one side of the electrode is placed between two stainless steel plates; after positioning so that the center of the stainless steel plates coincides with the center of the electrode, use the four clamps to secure the electrode and the plates evenly; the stainless steel plates in the center are clamped by the upper clamp of the tensile and compression testing machine while hanging the electrode; the combined block of stainless steel plates, electrode, and clamps is temporarily removed from the tensile and compressive testing machine and immersed in a bath containing clean water to moisten the electrode with clean water; the stainless steel plates in the center are again clamped with the upper clamp of the tensile and compression machine while hanging the electrode; the upper clamp of the tensile and compression tester is lowered and the sample of the electrolysis electrode is adhered to the surface of the nickel plate by the surface tension of pure water; the size of the adhesion surface at this time is 130 mm in width and 110 mm in length; clean water from a wash bottle is sprinkled on the electrode and nickel plate entirely to wet the nickel plate and electrode again; the roller, identical to the roller in method (i), is rolled once from top to bottom, lightly pressing against the electrode, removing the excess of pure water; the electrode is lifted at a speed of 10 mm / minute, starting the load measurement, and the load is recorded when the size of the overlapping portion of the electrode and the nickel plate in the longitudinal direction reaches 100 mm; this measurement is repeated three times and the average is calculated; this average value is divided by the area of the overlapping portion of the electrode and the nickel plate and by the weight of the electrode in the overlapping portion with the nickel plate, calculating the force applied per unit mass × unit area (2); the measurement conditions in the measuring chamber are as follows: temperature 23 ± 2 ° C and relative humidity 30 ± 5%, with the electrode being able to hold on its own and adhere without sliding or peeling when it has been adhered to the vertically fixed nickel plate under surface tension ... 17. Слоистое изделие для электролиза по п. 16, в котором питающий проводник представляет собой проволочную сетку, металлическое нетканое полотно, перфорированный металлический лист, просечно-вытяжной металлический лист или пористый металл.17. The electrolysis laminated article of claim 16, wherein the supply conductor is a wire mesh, a metal nonwoven fabric, a perforated metal sheet, expanded metal sheet, or a porous metal. 18. Слоистое изделие для электролиза по п. 16 или 17, содержащее, в качестве по меньшей мере одного поверхностного слоя мембраны, слой, включающий в себя смесь частиц гидрофильного оксида и полимера, в который введены ионообменные группы.18. A laminated article for electrolysis according to claim 16 or 17, comprising, as at least one surface layer of the membrane, a layer including a mixture of particles of a hydrophilic oxide and a polymer into which ion-exchange groups are introduced. 19. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 16-18, в котором между электродом для электролиза и мембраной или питающим проводником размещена жидкость.19. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 16-18, in which a liquid is disposed between the electrolysis electrode and the membrane or supply conductor. 20. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 16-19, в котором электрод для электролиза содержит подложку для электрода для электролиза и каталитический слой, расположенный на подложке, причем каталитический слой включает в себя по меньшей мере один слой, а общая толщина подложки для электрода для электролиза и каталитического слоя составляет 315 мкм или менее.20. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 16-19, in which the electrolysis electrode comprises a substrate for an electrolysis electrode and a catalytic layer disposed on the substrate, wherein the catalytic layer includes at least one layer, and the total thickness of the substrate for the electrolysis electrode and the catalytic layer is 315 μm, or less. 21. Слоистое изделие для электролиза по п. 20, в котором подложка содержит никель, никелевый сплав, нержавеющую сталь или вентильный металл и имеет любую форму из перфорированного металлического листа, нетканого полотна, пористого металла, просечно-вытяжного металлического листа, образованной электроформованием металлической пористой фольги, и тканой металлической сетки, полученной сплетением металлических нитей.21. A laminated article for electrolysis according to claim 20, wherein the substrate comprises nickel, nickel alloy, stainless steel or valve metal and has any shape of a perforated metal sheet, a nonwoven fabric, a porous metal, an expanded metal sheet, formed by electroforming a metal porous foil, and woven metal mesh, obtained by weaving metal threads. 22. Слоистое изделие для электролиза по п. 21, в котором подложка предпочтительно содержит по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля и титана.22. The layered electrolysis article of claim 21, wherein the substrate preferably comprises at least one element selected from nickel and titanium. 23. Слоистое изделие для электролиза по п. 21, в котором подложка предпочтительно имеет форму перфорированного металлического листа или просечно-вытяжного металлического листа.23. The electrolysis laminated article of claim 21, wherein the substrate is preferably in the form of a perforated metal sheet or expanded metal sheet. 24. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 20-23, в котором общая толщина подложки для электрода для электролиза и каталитического слоя предпочтительно составляет 220 мкм или менее, более предпочтительно 170 мкм или менее, ещё более предпочтительно 150 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 145 мкм или менее, особенно предпочтительно 140 мкм или менее, ещё более предпочтительно 138 мкм или менее, даже ещё более предпочтительно 135 мкм или менее.24. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 20-23, in which the total thickness of the support for the electrolysis electrode and the catalytic layer is preferably 220 μm or less, more preferably 170 μm or less, even more preferably 150 μm or less, further more preferably 145 μm or less, particularly preferably 140 μm or less, even more preferably 138 µm or less, even more preferably 135 µm or less. 25. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 20-24, в котором среднее арифметическое поверхностной шероховатости (Ra) поверхности подложки составляет от 0,05 мкм до 50 мкм, предпочтительно 0,1-10 мкм, более предпочтительно 0,1-5 мкм.25. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 20-24, in which the arithmetic mean of the surface roughness (Ra) of the substrate surface is 0.05 µm to 50 µm, preferably 0.1-10 µm, more preferably 0.1-5 µm. 26. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 20-25, в котором подложка для электрода для электролиза имеет толщину 300 мкм или менее, более предпочтительно 205 мкм или менее, ещё более предпочтительно 155 мкм или менее, дополнительно более предпочтительно 135 мкм или менее, даже ещё более предпочтительно 125 мкм или менее, ещё более предпочтительно 120 мкм или менее, даже ещё более предпочтительно 100 мкм или менее и дополнительно ещё более предпочтительно 50 мкм или менее.26. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 20-25, in which the electrode substrate for electrolysis has a thickness of 300 μm or less, more preferably 205 μm or less, even more preferably 155 μm or less, further more preferably 135 μm or less, even more preferably 125 μm or less, even more preferably 120 µm or less, even more preferably 100 µm or less, and further even more preferably 50 µm or less. 27. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 20-26, в котором толщина подложки предпочтительно составляет 5 мкм или более, более предпочтительно 15 мкм или более.27. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 20-26, in which the thickness of the substrate is preferably 5 µm or more, more preferably 15 µm or more. 28. Слоистое изделие для электролиза по любому из пп. 20-27, в котором электрод для электролиза имеет пористую структуру и коэффициент открытой пористости 5-90%.28. Laminated product for electrolysis according to any one of paragraphs. 20-27, in which the electrolysis electrode has a porous structure and an open porosity ratio of 5-90%. 29. Слоистое изделие для электролиза по п. 28, в котором коэффициент открытой пористости составляет 10-80%.29. The laminated article for electrolysis according to claim 28, wherein the open porosity ratio is 10-80%.
RU2020114494A 2017-03-22 2018-03-22 Electrode for electrolysis, layered product, winding, electrolyser, method for manufacturing electrolyser, method for renewing the electrode, method for renewing layered products and method for manufacturing the electrolyser RU2744881C2 (en)

Applications Claiming Priority (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-056525 2017-03-22
JP2017-056524 2017-03-22
JP2017056525 2017-03-22
JP2017056524 2017-03-22
JP2018-053145 2018-03-20
JP2018-053231 2018-03-20
JP2018-053139 2018-03-20
JP2018053146A JP7075792B2 (en) 2017-03-22 2018-03-20 Laminate
JP2018053217A JP7058152B2 (en) 2017-03-22 2018-03-20 Electrode for electrolysis
JP2018053145A JP7109220B2 (en) 2018-03-20 2018-03-20 Method for manufacturing electrolytic cell, method for renewing electrode, and method for manufacturing wound body
JP2018-053149 2018-03-20
JP2018053139A JP7073152B2 (en) 2018-03-20 2018-03-20 How to manufacture an electrolytic cell
JP2018-053146 2018-03-20
JP2018-053144 2018-03-20
JP2018053231A JP7075793B2 (en) 2018-03-20 2018-03-20 Electrolytic cell, method of manufacturing electrolytic cell and method of renewing laminate
JP2018053149A JP7072413B2 (en) 2018-03-20 2018-03-20 How to manufacture an electrolytic cell
JP2018053144A JP7104533B2 (en) 2018-03-20 2018-03-20 Laminate
JP2018-053217 2018-03-20

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129505A Division RU2738206C1 (en) 2017-03-22 2018-03-22 Electrode for electrolysis, layered article, winding, electrolysis cell, method of making electrolysis cell, method for electrode renewal, method of updating laminated article and method of making winding

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020114494A RU2020114494A (en) 2020-06-26
RU2020114494A3 RU2020114494A3 (en) 2020-09-25
RU2744881C2 true RU2744881C2 (en) 2021-03-16

Family

ID=65033958

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129505A RU2738206C1 (en) 2017-03-22 2018-03-22 Electrode for electrolysis, layered article, winding, electrolysis cell, method of making electrolysis cell, method for electrode renewal, method of updating laminated article and method of making winding
RU2020114494A RU2744881C2 (en) 2017-03-22 2018-03-22 Electrode for electrolysis, layered product, winding, electrolyser, method for manufacturing electrolyser, method for renewing the electrode, method for renewing layered products and method for manufacturing the electrolyser

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129505A RU2738206C1 (en) 2017-03-22 2018-03-22 Electrode for electrolysis, layered article, winding, electrolysis cell, method of making electrolysis cell, method for electrode renewal, method of updating laminated article and method of making winding

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200102662A1 (en)
EP (1) EP3604618B1 (en)
KR (1) KR102593913B1 (en)
BR (1) BR112019019618A2 (en)
RU (2) RU2738206C1 (en)
TW (2) TWI721790B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7175322B2 (en) * 2018-09-21 2022-11-18 旭化成株式会社 Laminate manufacturing jig, laminate manufacturing method, package, laminate, electrolytic cell, and electrolytic cell manufacturing method
US11142836B2 (en) 2018-11-29 2021-10-12 Industrial Technology Research Institute Catalyst material and method for manufacturing the same
US10900133B2 (en) 2018-11-30 2021-01-26 Industrial Technology Research Institute Nitride catalyst and method for manufacturing the same
TWI671122B (en) * 2018-11-30 2019-09-11 財團法人工業技術研究院 Catalyst material and method for manufacturing the same
US10914012B2 (en) 2018-11-30 2021-02-09 Industrial Technology Research Institute Membrane electrode assembly and method for hydrogen evolution by electrolysis
US10914011B2 (en) 2018-11-30 2021-02-09 Industrial Technology Research Institute Membrane electrode assembly and method for hydrogen evolution by electrolysis
JP7414018B2 (en) * 2019-02-08 2024-01-16 Agc株式会社 Membrane electrode assembly, water electrolysis device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55148775A (en) * 1979-05-04 1980-11-19 Asahi Glass Co Ltd Manufacture of caustic alkali
WO2013191140A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-27 旭化成株式会社 Bipolar alkaline water electrolysis unit and electrolytic cell
RU2532561C2 (en) * 2012-09-20 2014-11-10 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Method and device of producing hydrogen

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4345986A (en) * 1980-06-02 1982-08-24 Ppg Industries, Inc. Cathode element for solid polymer electrolyte
JPS5848686A (en) 1981-09-17 1983-03-22 Toyo Soda Mfg Co Ltd Cation exchange membrane for electrolyzing aqueous solution of alkali chloride
US4581140A (en) * 1981-11-25 1986-04-08 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Porous regenerated cellulose membrane and process for the preparation thereof
JPS59173281A (en) * 1983-03-23 1984-10-01 Tokuyama Soda Co Ltd Electrolytic cell
CA2021258C (en) * 1989-07-17 1996-01-30 Akio Kashiwada Cation exchange membrane having high stability
WO1995034081A1 (en) * 1994-06-08 1995-12-14 Raychem Corporation Electrical devices containing conductive polymers
DE19548421B4 (en) * 1995-12-22 2004-06-03 Celanese Ventures Gmbh Process for the continuous production of membrane electrode assemblies
TW200304503A (en) * 2002-03-20 2003-10-01 Asahi Chemical Ind Electrode for generation of hydrogen
AU2009260794A1 (en) * 2008-06-18 2009-12-23 Massachusetts Institute Of Technology Catalytic materials, electrodes, and systems for water electrolysis and other electrochemical techniques
JP5632773B2 (en) * 2011-02-28 2014-11-26 株式会社トクヤマ Electrolytic cell manufacturing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55148775A (en) * 1979-05-04 1980-11-19 Asahi Glass Co Ltd Manufacture of caustic alkali
WO2013191140A1 (en) * 2012-06-18 2013-12-27 旭化成株式会社 Bipolar alkaline water electrolysis unit and electrolytic cell
RU2532561C2 (en) * 2012-09-20 2014-11-10 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук Method and device of producing hydrogen

Also Published As

Publication number Publication date
US20200102662A1 (en) 2020-04-02
TWI721790B (en) 2021-03-11
TW201840907A (en) 2018-11-16
KR102593913B1 (en) 2023-10-24
EP3604618A1 (en) 2020-02-05
BR112019019618A2 (en) 2020-06-30
TW202020231A (en) 2020-06-01
TWI694174B (en) 2020-05-21
RU2020114494A3 (en) 2020-09-25
EP3604618A4 (en) 2020-07-15
KR20190119631A (en) 2019-10-22
RU2738206C1 (en) 2020-12-09
RU2020114494A (en) 2020-06-26
EP3604618B1 (en) 2023-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2744881C2 (en) Electrode for electrolysis, layered product, winding, electrolyser, method for manufacturing electrolyser, method for renewing the electrode, method for renewing layered products and method for manufacturing the electrolyser
JP7278444B2 (en) Laminate manufacturing jig, laminate manufacturing method, package, laminate, electrolytic cell, and electrolytic cell manufacturing method
CN110938835B (en) Method for manufacturing electrode
JP2023025201A (en) Electrode for electrolysis, and laminate
JP7058152B2 (en) Electrode for electrolysis
KR102590720B1 (en) Electrolysis electrode, layered body, wound body, electrolytic cell, method for manufacturing electrolytic cell, method for renewing electrode, method for renewing layered body, and method for manufacturing wound body
JP7234252B2 (en) Laminate, method for storing laminate, method for transporting laminate, protective laminate, and roll thereof
JP7075793B2 (en) Electrolytic cell, method of manufacturing electrolytic cell and method of renewing laminate
JP7173806B2 (en) Electrolytic bath manufacturing method
JP7075792B2 (en) Laminate
JP7104533B2 (en) Laminate
JP7109220B2 (en) Method for manufacturing electrolytic cell, method for renewing electrode, and method for manufacturing wound body