JPH0149175B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0149175B2 JPH0149175B2 JP14832782A JP14832782A JPH0149175B2 JP H0149175 B2 JPH0149175 B2 JP H0149175B2 JP 14832782 A JP14832782 A JP 14832782A JP 14832782 A JP14832782 A JP 14832782A JP H0149175 B2 JPH0149175 B2 JP H0149175B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cation exchange
- decomposition
- membrane
- reinforcing fibers
- joining method
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は陽イオン交換膜の接合方法に関する。
更に詳しくは、電解中に一部または全部の補強繊
維が分解または溶出により消失し得る陽イオン交
換膜を、接合前に該補強繊維を予め分解または溶
出処理してから接合し、補強繊維の分解または溶
出した孔を完全に閉し接合する方法に関する。
更に詳しくは、電解中に一部または全部の補強繊
維が分解または溶出により消失し得る陽イオン交
換膜を、接合前に該補強繊維を予め分解または溶
出処理してから接合し、補強繊維の分解または溶
出した孔を完全に閉し接合する方法に関する。
陽イオン交換膜の接合は工業的に有用性の高い
技術である。膜の接合は陽イオン交換膜の工業的
使用に際し、陽イオン交換膜を所望の形状に成形
する場合とか、工業的使用に十分な大きさの膜を
製造することが困難な場合に極めて有用である。
陽イオン交換膜に望ましくない孔や亀裂が生じた
場合に、それを補修する手段としても有用であ
る。本発明はこのように工業的に極めて有用性の
高い陽イオン交換膜の接合方法を提供するもので
ある。
技術である。膜の接合は陽イオン交換膜の工業的
使用に際し、陽イオン交換膜を所望の形状に成形
する場合とか、工業的使用に十分な大きさの膜を
製造することが困難な場合に極めて有用である。
陽イオン交換膜に望ましくない孔や亀裂が生じた
場合に、それを補修する手段としても有用であ
る。本発明はこのように工業的に極めて有用性の
高い陽イオン交換膜の接合方法を提供するもので
ある。
ハロゲン化アルカリ水溶液の電解用として、各
種のパーフルオロ系陽イオン交換膜が実用化され
ている。陽イオン交換膜の交換基はスルホン酸あ
るいはカルボン酸のいずれか一種もしくはその混
成よりなるものが一般である。これら陽イオン交
換膜は100μｍ〜1000μｍの厚みでうすいフイルム
状で用いられるため、特殊な工夫をしない限り補
強繊維なしで用いることは困難である。陽イオン
交換膜にかかる圧力、伸び、縮み等による破損を
防止するため各種の補強繊維が実用化されてい
る。その材質としてはテトラフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、三
弗化エチレン−エチレン共重合体等が知られてお
り、これらを網状にして陽イオン交換膜内に入
れ、強度の増大を図つている。これら補強繊維は
耐酸化性、耐アルカリ性を有しており、長期間電
解に使用しても溶解したり、切断したりすること
がない。しかし補強繊維の存在は膜面の電解分布
を乱し、膜の実質電流密度を上昇させ、電解電圧
を高める一因となつている。一方、製膜時および
膜を電解槽に取り付ける機械的強度をある一定値
以上に保つ必要性から、補強繊維を極端に減らす
ことができず、電圧面からの要求と強度面からの
要求との相反する二面のバランスの上に立つて設
計された補強繊維が使用されている。
種のパーフルオロ系陽イオン交換膜が実用化され
ている。陽イオン交換膜の交換基はスルホン酸あ
るいはカルボン酸のいずれか一種もしくはその混
成よりなるものが一般である。これら陽イオン交
換膜は100μｍ〜1000μｍの厚みでうすいフイルム
状で用いられるため、特殊な工夫をしない限り補
強繊維なしで用いることは困難である。陽イオン
交換膜にかかる圧力、伸び、縮み等による破損を
防止するため各種の補強繊維が実用化されてい
る。その材質としてはテトラフルオロエチレン、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、三
弗化エチレン−エチレン共重合体等が知られてお
り、これらを網状にして陽イオン交換膜内に入
れ、強度の増大を図つている。これら補強繊維は
耐酸化性、耐アルカリ性を有しており、長期間電
解に使用しても溶解したり、切断したりすること
がない。しかし補強繊維の存在は膜面の電解分布
を乱し、膜の実質電流密度を上昇させ、電解電圧
を高める一因となつている。一方、製膜時および
膜を電解槽に取り付ける機械的強度をある一定値
以上に保つ必要性から、補強繊維を極端に減らす
ことができず、電圧面からの要求と強度面からの
要求との相反する二面のバランスの上に立つて設
計された補強繊維が使用されている。
ところが近年、電解中に一部の補強繊維が分解
または溶出により消失する陽イオン交換膜が出現
してきた。例えば、特公昭57−20328号公報に開
示されている陽イオン交換膜である。そのねらい
とするところは、製膜時の強度をある一定値以上
維持しつつ、電解中での電流遮蔽を極力少なく
し、電圧を下げることにある。この膜の犠牲繊維
とよばれる補強繊維はアクリル繊維、天然繊維等
であり、電解中は陽極室より浸透してくる次亜塩
素酸イオンや陰極室より浸透してくる苛性ソーダ
と常時接しており、それらの化学的作用により分
解・消失してしまう性質を有している。電解中に
補強繊維が溶出・消失しても、フイルタープレス
型電解槽で使用する場合は余り問題となることは
ない。しかるに陽イオン交換膜を接合して所望の
形に成形してから用いる電解法、例えば公知とな
つている隔膜法電解槽をイオン交換膜法電解槽に
転換する場合には次のような問題が生じる。
または溶出により消失する陽イオン交換膜が出現
してきた。例えば、特公昭57−20328号公報に開
示されている陽イオン交換膜である。そのねらい
とするところは、製膜時の強度をある一定値以上
維持しつつ、電解中での電流遮蔽を極力少なく
し、電圧を下げることにある。この膜の犠牲繊維
とよばれる補強繊維はアクリル繊維、天然繊維等
であり、電解中は陽極室より浸透してくる次亜塩
素酸イオンや陰極室より浸透してくる苛性ソーダ
と常時接しており、それらの化学的作用により分
解・消失してしまう性質を有している。電解中に
補強繊維が溶出・消失しても、フイルタープレス
型電解槽で使用する場合は余り問題となることは
ない。しかるに陽イオン交換膜を接合して所望の
形に成形してから用いる電解法、例えば公知とな
つている隔膜法電解槽をイオン交換膜法電解槽に
転換する場合には次のような問題が生じる。
即ち、犠牲繊維を有する陽イオン交換膜を、予
め犠牲繊維をとり除くことなく、従来通りの方法
で接合し通電すると、接合部の犠牲繊維が溶解し
て小さな孔があき、製品中の食塩含量の増加と電
流効率の低下が起き、全く実用に併せられない。
め犠牲繊維をとり除くことなく、従来通りの方法
で接合し通電すると、接合部の犠牲繊維が溶解し
て小さな孔があき、製品中の食塩含量の増加と電
流効率の低下が起き、全く実用に併せられない。
かかる実情に鑑み、本発明者等はこれらの問題
を解決すべく鋭意研究した結果、犠牲繊維を予め
溶解してから接着し、孔を閉塞する本発明に到達
したものである。
を解決すべく鋭意研究した結果、犠牲繊維を予め
溶解してから接着し、孔を閉塞する本発明に到達
したものである。
即ち本発明は、補強繊維の一部または全部が食
塩水の電解中に分解または溶出により消失し得る
陽イオン交換膜を、予め前記補強繊維を分解また
は溶出処理により消失させた後、熱溶着させるこ
とを特徴とする膜の接合方法を内容とする。
塩水の電解中に分解または溶出により消失し得る
陽イオン交換膜を、予め前記補強繊維を分解また
は溶出処理により消失させた後、熱溶着させるこ
とを特徴とする膜の接合方法を内容とする。
犠牲繊維の分解または溶出処理としては、塩素
ガスに接触させる方法、または塩素を含む水溶液
中に浸漬させる方法が良い。また、次亜塩素酸塩
水溶液（例えば次亜鉛素酸ナトリウム、次亜鉛素
酸カリウム、次亜塩素酸カルシウムなど）に浸漬
しても良い。さらに苛性アルカリ水溶液に浸漬す
るのも有効である。溶液浸漬の場合温度は室温で
もよいし加温しても良いが、早く処理したい場合
は加温するのが望ましい。処理時間は処理液組
成、濃度、温度により異なるが、１時間〜120時
間、好ましくは２〜24時間である。また処理する
部位は接合する場所のみでも良いし、全面でも良
いが、全面に渡り犠牲繊維を溶出させてしまうと
膜の腰がなくなり、接合時や電解槽への取り付け
時の操作がし難くなるので、接合する場所だけ溶
出処理する方が好ましい。溶解処理した膜は純水
に４〜５回浸漬し、完全に処理剤を除き、次いで
塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸でＨ型に変換し、水
洗、乾燥工程を経て、従来より知られている方法
で接合する。即ち、ホツトプレス、ヒートインパ
ルス等により、200〜300℃、好ましくは230〜260
℃、プレス圧２〜150Kg／cm2、好ましくは10〜100
Kg／cm2で１〜30分、好ましくは１〜10分熱溶着す
る。
ガスに接触させる方法、または塩素を含む水溶液
中に浸漬させる方法が良い。また、次亜塩素酸塩
水溶液（例えば次亜鉛素酸ナトリウム、次亜鉛素
酸カリウム、次亜塩素酸カルシウムなど）に浸漬
しても良い。さらに苛性アルカリ水溶液に浸漬す
るのも有効である。溶液浸漬の場合温度は室温で
もよいし加温しても良いが、早く処理したい場合
は加温するのが望ましい。処理時間は処理液組
成、濃度、温度により異なるが、１時間〜120時
間、好ましくは２〜24時間である。また処理する
部位は接合する場所のみでも良いし、全面でも良
いが、全面に渡り犠牲繊維を溶出させてしまうと
膜の腰がなくなり、接合時や電解槽への取り付け
時の操作がし難くなるので、接合する場所だけ溶
出処理する方が好ましい。溶解処理した膜は純水
に４〜５回浸漬し、完全に処理剤を除き、次いで
塩酸、硫酸、硝酸などの鉱酸でＨ型に変換し、水
洗、乾燥工程を経て、従来より知られている方法
で接合する。即ち、ホツトプレス、ヒートインパ
ルス等により、200〜300℃、好ましくは230〜260
℃、プレス圧２〜150Kg／cm2、好ましくは10〜100
Kg／cm2で１〜30分、好ましくは１〜10分熱溶着す
る。
本発明により接合した膜は、長時間通電しても
接合部に孔があき性能が低下するという現象は全
く起こらず、安定的に長時間運転を可能とする。
更に、接合部のみを本発明により処理し接合する
場合は膜全体としては十分な機械的強度を有する
から、電解槽に取り付ける際にも何ら支障を来さ
ない。
接合部に孔があき性能が低下するという現象は全
く起こらず、安定的に長時間運転を可能とする。
更に、接合部のみを本発明により処理し接合する
場合は膜全体としては十分な機械的強度を有する
から、電解槽に取り付ける際にも何ら支障を来さ
ない。
以下、実施例を以て本発明を説明するが、本発
明はこれら実施例に限定されないことはもちろん
である。また、本発明の思想は食塩水のみなら
ず、ハロゲン化アルカリ水溶液の電解等にも直に
適用されることは云うまでもない。
明はこれら実施例に限定されないことはもちろん
である。また、本発明の思想は食塩水のみなら
ず、ハロゲン化アルカリ水溶液の電解等にも直に
適用されることは云うまでもない。
実施例 １
犠牲繊維を有する陽イオン交換膜76cm×140cm
の両端幅５cmを70℃の次亜塩素酸ソーダ溶液（有
効塩素12％）に16時間浸漬し、犠牲繊維を溶解し
た。顕微鏡による断面観察により完全に溶解して
いることを確認した後、処理部を５回純水で洗浄
して完全に次亜塩素酸ソーダを除去し、さらに
2Nの塩酸に常温で16時間浸漬してＨ型に変換し
た。水洗、風乾を行ない陽イオン交換膜のスルホ
ン酸層同志をインパルスヒーターで230℃、6.5
Kg／cm2で60秒プレスして接合し円筒状の膜を作
り、これを実開昭54−100952号公報に示された方
法でボツクス型の電解槽に装着し、通電量2KA
（電流密度23.5A／ｄm2）、温度90℃で食塩水の電
解を行ない次の結果を得た。
の両端幅５cmを70℃の次亜塩素酸ソーダ溶液（有
効塩素12％）に16時間浸漬し、犠牲繊維を溶解し
た。顕微鏡による断面観察により完全に溶解して
いることを確認した後、処理部を５回純水で洗浄
して完全に次亜塩素酸ソーダを除去し、さらに
2Nの塩酸に常温で16時間浸漬してＨ型に変換し
た。水洗、風乾を行ない陽イオン交換膜のスルホ
ン酸層同志をインパルスヒーターで230℃、6.5
Kg／cm2で60秒プレスして接合し円筒状の膜を作
り、これを実開昭54−100952号公報に示された方
法でボツクス型の電解槽に装着し、通電量2KA
（電流密度23.5A／ｄm2）、温度90℃で食塩水の電
解を行ない次の結果を得た。
電流効率 97〜98％
NaOH濃度 32〜33％
NaOH中のNaCl 40〜60ppm／50％NaOH
この運転を４ケ月続けた後、電解槽から該陽イ
オン交換膜を取り出し接合部の断面を顕微鏡で観
察したところ、孔の発生は全く認められなかつ
た。
オン交換膜を取り出し接合部の断面を顕微鏡で観
察したところ、孔の発生は全く認められなかつ
た。
実施例 ２
犠牲繊維を有する陽イオン交換膜の処理を塩素
水（有効塩素3000ppm、50℃、48時間）とした以
外は実施例１と同様にテストを行ない、同等の電
解性能が得られた。また通電テスト後の接合部の
断面観察においても、小さな孔は全く認められな
かつた。
水（有効塩素3000ppm、50℃、48時間）とした以
外は実施例１と同様にテストを行ない、同等の電
解性能が得られた。また通電テスト後の接合部の
断面観察においても、小さな孔は全く認められな
かつた。
実施例 ３
犠牲繊維を有する陽イオン交換膜の処理を苛性
ソーダ（32％、90℃、120時間）とした以外は実
施例１と同様のテストを行ない、同等の電解性能
が得られた。また通電テスト後の接合部の断面を
観察したが、孔は全く存在しなかつた。
ソーダ（32％、90℃、120時間）とした以外は実
施例１と同様のテストを行ない、同等の電解性能
が得られた。また通電テスト後の接合部の断面を
観察したが、孔は全く存在しなかつた。
比較例 １
実施例１で用いた犠牲繊維を有する陽イオン交
換膜を溶解処理せずに、2NのHClに室温で16時
間浸漬し、Ｈ型に変換した。水洗、風乾を行な
い。熱溶着により接合して円筒状の膜を作り、こ
れをボツクス型の電解槽に装着して実施例１と同
じ条件でテストを実施した。得られた結果は次の
通りである。
換膜を溶解処理せずに、2NのHClに室温で16時
間浸漬し、Ｈ型に変換した。水洗、風乾を行な
い。熱溶着により接合して円筒状の膜を作り、こ
れをボツクス型の電解槽に装着して実施例１と同
じ条件でテストを実施した。得られた結果は次の
通りである。
電流効率 93〜94％
NaOH濃度 32〜33％
NaOH中のNaCl 100〜150ppm／50％NaOH
このテストを１ケ月続けた後セルを解体し、接
合部の断面を観察したところ、犠牲繊維は完全に
消失し、約100μの内径を有する多数の孔が認め
られた。
合部の断面を観察したところ、犠牲繊維は完全に
消失し、約100μの内径を有する多数の孔が認め
られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 補強繊維の一部または全部が食塩水の電解中
に分解または溶出により消失し得る陽イオン交換
膜を、予め前記補強繊維を分解または溶出処理に
より消失させた後、熱溶着させることを特徴とす
る膜の接合方法。 ２ 分解または溶出処理が、塩素ガスに接触させ
る方法である特許請求の範囲第１項記載の接合方
法。 ３ 分解または溶出処理が、塩素を含む水溶液中
に浸漬させる方法である特許請求の範囲第１項記
載の接合方法。 ４ 分解または溶出処理が、次亜塩素酸水溶液中
に浸漬させる方法である特許請求の範囲第１項記
載の接合方法。 ５ 分解または溶出処理が、苛性アルカリ水溶液
中に浸漬させる方法である特許請求の範囲第１項
記載の接合方法。 ６ 陽イオン交換膜の交換基がスルホン酸、カル
ボン酸のいずれか１種もしくはそれらの混成より
なる特許請求の範囲第１項記載の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14832782A JPS5938020A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 膜の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14832782A JPS5938020A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 膜の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5938020A JPS5938020A (ja) | 1984-03-01 |
| JPH0149175B2 true JPH0149175B2 (ja) | 1989-10-23 |
Family
ID=15450293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14832782A Granted JPS5938020A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | 膜の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5938020A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08198B2 (ja) * | 1987-01-10 | 1996-01-10 | 株式会社佐竹製作所 | 麦の製粉方法 |
| JPH0617019B2 (ja) * | 1988-12-08 | 1994-03-09 | 住友ゴム工業株式会社 | エラストマー物品加硫方法及びその加硫装置 |
-
1982
- 1982-08-25 JP JP14832782A patent/JPS5938020A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5938020A (ja) | 1984-03-01 |
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