JPH033633B2 - - Google Patents

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JPH033633B2
JPH033633B2 JP61177870A JP17787086A JPH033633B2 JP H033633 B2 JPH033633 B2 JP H033633B2 JP 61177870 A JP61177870 A JP 61177870A JP 17787086 A JP17787086 A JP 17787086A JP H033633 B2 JPH033633 B2 JP H033633B2
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Basho Jan
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Rhone Poulenc Chimie SA
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Description

【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］ 本発明は、特に有孔の剛性構造体に付着させた
繊維の積層体よりなる微孔質の団結
（consolidated）材料に関するものである。 さらに本発明は、この種の材料の製造方法、並
びに特に塩化ナトリウムを電気分解するためのそ
の使用に関するものである。 本発明による微孔質材料は、特に「グローブフ
インガ」型のスラブ電極を製造する際及びたとえ
は電気分解に使用されるダイヤフラムなどの微孔
質隔離板を製造する際に使用することができる。 ［従来の技術］ これらの微孔質材料は一般に幾つかの要件を満
たさねばならないことが知られている； これらは孔寸法及び孔寸法分布につき調整しう
る微孔性を持たねばならず； これらをたとえば塩化ナトリウムなどの電気分
解槽の陰極部材を製造するのに使用する場合その
厚さは0.1mm〜５mm程度に小さくせねばならず、
他方これらは数m2を越えるような大きい表面積を
持たねばならない。 さらに、これらの微孔質材料は、多数の穴部と
大きい穴直径とを有する剛性構造体に付着させて
作成できねばならない。 これらの微孔質材料は一般に、繊維と結合剤と
の懸濁物を減圧濾過して得られる。 この種の材料の性質は幾つかのパラメータ、 特に懸濁物中の繊維材料、 表面活性剤及び各種の添加物、並びに 気孔形成剤 の種類及び濃度に依存する。 従来技術によれば、多分散分布の繊維長さ、す
なわち広範囲の寸法を有する繊維材料が使用され
る。したがつて、繊維材料の付着を開始する際、
長繊維が一種の第１層を形成し、次いでこれがよ
り短い繊維を阻止（停止）する。繊維材料の高い
阻止レベルがかくして得られるが、残念ながらし
ばしば微孔質材料の品質を犠牲にする。特に、電
気分解の場合、これは薄い厚さとせねばならず、
さらに規則的でなければならない。 さらに、繊維材料の濃度は、懸濁物の均質性及
び安定性が妨げられない限り、付着の時点で所定
の最小値を下回つてはならないことが知られてい
る。 これは、良好な付着を得るには単位容積当りの
繊維材料の含有量が濾過工程に際し変化してはな
らないことを意味する。これは重要な点である。 この理由で、上記のパラメータ、すなわち繊維
材料、表面活性剤及び添加物並びに気孔形成剤の
種類及び濃度を変化させることにより、懸濁物の
品質を向上させるため種々の試みが永年にわたり
行なわれている。 しかしながら、この方面における可能性は、電
気分解で使用する際に課せられる微孔質材料の特
性についての制約によつて制限されることが知ら
れている。 ［発明が解決しようとする問題点］ より向上した性能を有しかつ経済的観点から一
層有利である微孔質材料を製造する目的で、本発
明はたとえば炭素繊維のような導電性繊維を含有
する微孔質材料を提案する。 本発明の主題を構成するものであるが、これら
の炭素繊維は特定条件下で使用すると全く新規な
予想外の機能を発揮し、この機能はその導電性と
は無関係に微孔質材料の構造上の特性に関係する
ことが今回突き止められた。 ［問題点を解決するための手段］ したがつて、本発明による微孔質材料は、単分
散分布の長さを有する炭素繊維を含有することを
特徴とする。 単分散分布は繊維の少なくとも80％、有利には
90％の長さが繊維の平均長さの±20％、有利には
±10％以内に相当するような長さ分布を意味す
る。 本発明による炭素繊維は一般にフイラメントの
形態であり、その直径は１mm未満、好ましくは
10-5〜0.1mmの範囲でありかつその長さは0.1mmよ
り大きく、好ましくは１〜20mmの範囲であり、こ
れらの繊維は0.4Ω.cmに等しい又はそれ以下の抵
抗値を有する。 本発明の有利な実施例によれば、繊維の長さは
繊維層が付着される有孔の剛性支持体の孔部直径
を越えない。 本発明による微孔質材料は次ぎのものから構成
される： 「グローブフインガ」と呼ばれる形態の１つも
しくはそれ以上の平面を有し開放表面を与える基
本陰極で構成しうる有孔の剛性支持体と、 本発明による炭素繊維を所要に応じたとえばア
スベスト繊維のような繊維と組合せて含有し、有
利にはたとえば重合体、特に弗素化重合体のよう
な結合剤で団結させた繊維構造体。 支持体はそれ自体剛性である必要はなく、例え
ばクロスをフレーム内に保つようにして、剛性に
してもよい。 本明細書において、「弗素化重合体」という用
語は、弗素原子により置換され或いは単量体１個
当り弗素原子と少なくとも１個の塩素、臭素若し
くは沃素原子との組合せにより置換されたオレフ
イン性単量体から少なくとも部分的に誘導される
単独重合体若しくは共重合体を意味する。 弗素化単独重合体若しくは共重合体の例は、テ
トラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレ
ン、クロルトリフルオロエチレン又はブロモトリ
フルオロエチレンから誘導された重合体および共
重合体で構成することができる。 この種の弗素化重合体はさらに75％（モル）ま
での他の不飽和エチレン単量体から誘導される単
位を含有することができ、前記エチレン単量体は
たとえば二弗素化ビニリデン、ビニル及びペルフ
ルオロアルキルエステル、たとえばペルフルオロ
アルコキシエチレンのように炭素原子と少なくと
も同数の弗素原子を含有する。 勿論、上記した数種の弗素化単独重合体若しく
は共重合体を本発明に使用することもできる。言
うまでもないが、分子中に弗素原子を含有しない
重合体、たとえばポリプロピレンを10〜15重量％
までの少量で本発明の範囲を逸脱することなくこ
れら弗素化重合体と組合せることもできる。 弗素化重合体は層の全重量の60％までを占める
ことができ、この含有量はより一般的には５〜50
％の範囲である。本発明によれば、弗素化重合体
は有利には一般に30〜70％の乾燥重合体を含有す
る水性分散物（ラテツクス）の形態であり、その
粒子寸法は0.1〜5μｍ、好ましくは0.1〜1μｍの範
囲である。 弗素化共重合体は、本発明の範囲を逸脱するこ
となく乾燥粉末の形態又は繊維の形態で使用する
ことができる。 さらに、本発明は微孔質材料の製造方法をも提
供し、この方法においては結合剤と繊維と所要に
応じ気孔形成剤とを含有する懸濁物を有孔の剛性
支持体に付着させ、次いで必要に応じ気孔形成剤
を除去し、さらに繊維が単分散長さ分布の炭素繊
維を含有することを特徴とする。 予想外に、一方では優秀な阻止レベルが達成さ
れ、かつ他方では短い長さの繊維に近づく際この
阻止レベルが徐々に低下し急速には低下しないこ
とが認められた。 この観察は極めて実用的な価値を有する。 事実、小さい厚さにつき高性能を有する微孔質
材料を作成しうるだけでなく、循環懸濁物中の繊
維の平均長さにおける変動をもはや生ぜずに懸濁
物をそのまま循環することができる。 ［発明の効果］ 本発明によれば、性能が改善されかつ経済的観
点から極めて有利な、特に陰極部材として電気分
解に使用しうる微孔質材料が得られる。 ［実施例］ 以下、本発明をよりよく理解するため実施例に
より説明するが、本発明はこれらのみに限定され
ない。 例 １〜５ 長さ分布が多分散であるグラフアイト繊維の付
着 (A) 懸濁物の作成：
【表】 (B) 「グローブフインガ」型格子に対する付着： 48時間の静置後、懸濁物を再び攪拌し、次い
でこれを編組されかつ積層された直径２mmの鉄
線かつ孔寸法２mmを有する「グローブフイン
ガ」型の鉄格子よりなる基本陰極を通して濾過
した。 懸濁物を濾過するに際し次の減圧サイクルを
用いた：１分間の浸漬に続き連続的に減圧を１
分間増大させる工程（2000paの工程）を行な
う。 次いで、この濾過から得られた複合材料を、
100℃にて乾燥した後に350℃にて７〜10分間融
合させることにより団結させた。 (C) グラフアイト繊維の長さの効果： 濾過の際の陰極に対する懸濁物（繊維−重合
体）中の固形物の阻止レベルは、主として繊維
の平均長さ及びその長さ分布に依存する。 下記表から判るように、阻止レベルは80〜90
％の範囲であり、次いで平均長さが顕著に減少
する際穴部及び未被覆領域の形成により急速に
低下する。
【表】 阻止レベルは長さ２mmにおいて良好である。
しかしながら、平均長さが顕著に増大すると、懸
濁物及び付着物の品質が急速に劣化する。全ての
場合、阻止レベルの低下は平均長さが＜２mmにな
ると急激に生ずる。 例 ６〜11 長さ分布が単分散型であるグラフアイト繊維の
付着 例１〜５におけると正確に同じ条件下で懸濁物
及び付着を行なつたが、ただしグラフアイト繊維
の長さ分布のみを変化させた。これらの例６〜11
において、繊維の少なくとも95％は平均値±10％
に等しい長さを有した。これらの付着を行なうの
に一般的に使用される分布とは異なり、この分布
はグラフアイト繊維の場合下記表の結果に示した
ように顕著な改善を達成することができる。
【表】 付着は、繊維長さの全範囲にわたり規則的かつ
均質であつた。阻止レベルは２mmの繊維につき
徐々に低下するが、もはや急速には低下しなかつ
た。さらに、瀘液に回収された固体の部分は初期
懸濁物に極めて近似しているのに対し、試験１〜
５においては平均繊維長さの顕著な短縮が観察さ
れた。これらの条件下において、瀘液は懸濁物及
び付着物の品質を変動させずに実際上そのまま循
環することができる。 最後に、最も重要なことにはこれらの例は従来
技術の方法で達成しえない本発明の顕著な利点を
示している。 困難な点は、小さくすべき導電性付着物の厚さ
を調整することである。 内部容積が大きく（不使用容積）かつ阻止レベ
ルがまだ80％であるような中空陰極に対する付
着の場合、付着される繊維の重量は、使用される
陰極の不使用容積を満たす懸濁物容積に含有され
る繊維重量よりも少ない数値、すなわちこの数値
の80％を越えない数値に制限される。これは、求
める数値よりも大きい最小厚さをもたらす。これ
に対し、本発明は阻止レベルを変化させることに
より繊維層の厚さを調節することが可能となる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維のスタツクを有孔の剛性支持体の上に付
    着させてなり、該スタツクは炭素繊維を含有しか
    つフツ素含有ポリマーによつて団結された団結微
    孔質材料であつて、炭素繊維は繊維の少なくとも
    80％の長さがこれら繊維の平均長さのプラスマイ
    ナス20％以内に相当するような長さ分布を有する
    ことを特徴とする団結微孔質材料。 ２ 炭素繊維は繊維の少なくとも80％の長さが繊
    維の平均長さのプラスマイナス10％以内に相当す
    るような長さ分布を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の微孔質材料。 ３ 炭素繊維は繊維の少なくとも90％の長さが繊
    維の平均長さのプラスマイナス20％以内に相当す
    るような長さ分布を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の微孔質材料。 ４ 炭素繊維は繊維の少なくとも90％の長さが繊
    維の平均長さのプラスマイナス１％以内に相当す
    るような長さ分布を有することを特徴とする特許
    請求の範囲第２項記載の微孔質材料。 ５ 炭素繊維がフイラメントの形態であつてそれ
    らの直径が１mm未満でありかつそれらの長さが
    0.1mmより大であり、前記繊維が0.4Ω.cmに等しい
    か又はそれより小さい抵抗率を有することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
    か一項記載の微孔質材料。 ６ 繊維の長さが長くて繊維付着物を付着させる
    有孔の剛性支持体の穴部の直径に等しいことを特
    徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいず
    れか一項記載の微孔質材料。 ７ 有孔の剛性支持体が基本陰極であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のいず
    れか一項記載の微孔質材料。 ８ 繊維のスタツクがアスベスト繊維をも含有す
    る特許請求の範囲第１〜７項のいずれか一項記載
    の微孔質材料。 ９ 炭素繊維及びフツ素含有ポリマーをベースに
    した結合剤を含有する懸濁物を過することによ
    つて繊維構造を有孔の剛性支持体上に付着させる
    ことを含み、該炭素繊維は繊維の少なくとも80％
    の長さが繊維の平均長さのプラスマイナス20％以
    内に相当するような長さ分布を有することを特徴
    とする団結微孔質材料の製造方法。
JP61177870A 1985-08-02 1986-07-30 微孔質の団結材料、その製造方法及び特に陰極部材を製造するためのその使用 Granted JPS6252186A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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FR85/11857 1985-08-02
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