JPS6044332B2 - イオン交換膜の接合方法 - Google Patents
イオン交換膜の接合方法Info
- Publication number
- JPS6044332B2 JPS6044332B2 JP10884081A JP10884081A JPS6044332B2 JP S6044332 B2 JPS6044332 B2 JP S6044332B2 JP 10884081 A JP10884081 A JP 10884081A JP 10884081 A JP10884081 A JP 10884081A JP S6044332 B2 JPS6044332 B2 JP S6044332B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion exchange
- exchange membrane
- film
- gap
- width
- 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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Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はイオン交換膜の接合方法、特には、クロルアル
カリ電解用隔膜として有用な陽イオン交換膜の接合方法
に関する。
カリ電解用隔膜として有用な陽イオン交換膜の接合方法
に関する。
イオン交換膜シートを接合して複雑な形状物にすること
が要求される場合が工業上よくある。
が要求される場合が工業上よくある。
この場合に、予め複雑な形状物をフィルムで作りあげる
ことは技術的にも難しく、また、各々の場合に合つた金
型を製作することが必要でコスト的にも合理的でない場
合が多い。その１例として、食塩を電解して塩素と苛性
ソーダを製造するアスベゝレ日ヨ血ｎｌ止゛一±−ｈｌ
する場合がある。
ことは技術的にも難しく、また、各々の場合に合つた金
型を製作することが必要でコスト的にも合理的でない場
合が多い。その１例として、食塩を電解して塩素と苛性
ソーダを製造するアスベゝレ日ヨ血ｎｌ止゛一±−ｈｌ
する場合がある。
即ち、アスベスト隔膜法電解槽はダイヤモンド・ジャム
ロック社のいわゆるダイヤモンド槽とか、ＰＰＧ社のい
わゆるグラノール槽とが称されるものが現在利用されて
いるが、これらは多孔板電極を組合せた薄型の電極、あ
るいは先端を折り曲げて、テーパー状に一対の電極板間
隔が大きくなるような指型の電極（これらの電極を総称
してフィンガー電極と通常称されている）にアスベスト
隔膜をかぶせて構成された電解槽である。
ロック社のいわゆるダイヤモンド槽とか、ＰＰＧ社のい
わゆるグラノール槽とが称されるものが現在利用されて
いるが、これらは多孔板電極を組合せた薄型の電極、あ
るいは先端を折り曲げて、テーパー状に一対の電極板間
隔が大きくなるような指型の電極（これらの電極を総称
してフィンガー電極と通常称されている）にアスベスト
隔膜をかぶせて構成された電解槽である。
一方、隔膜として陽イオン交換膜を用いる、いわゆるイ
オン交換膜電解法が種々の優れた長所を有するが故に現
在工業的に採用されつつあるため、現有の上記アスベス
ト隔膜槽をイオン交換膜槽に転用することが要求されつ
つある。
オン交換膜電解法が種々の優れた長所を有するが故に現
在工業的に採用されつつあるため、現有の上記アスベス
ト隔膜槽をイオン交換膜槽に転用することが要求されつ
つある。
しかるに、現用のこれら電解槽は複雑な電極構造を有し
ており、これらの電極にぴつたり密着する形状に陽イオ
ン交換膜を予め成形することは、成形膜のサイズが大き
いだけに非常に困難かつコスト高になるものであつて、
シート状陽イオン交換膜を接合により複雑な形状にしう
る方法は産業界に褐望されているものである。膜を接合
する通常の方法は、膜の被接合部分を重ね合せ、その間
に接着剤を配し加熱圧着する方法であるが、この方法に
よる場合は接合部分が少し厚くなり、接合部分が傷みや
すい。本発明者等は、このように接合部が厚くなること
を避け、接合部もシートの他の部分と同じ厚みを有する
接合方法を検討した結果、本発明に至つたもので、本発
明は、第３級アミン、第４級アンモニウム塩基又はそれ
らの塩て処理しない２枚のイオン交換膜の辺同志をわず
かな隙間をあけて対値せしめ、該隙間を覆うように上記
処理をしない薄い樹脂製フィルムを載置し、この部分を
加圧加熱することを特徴とするイオン交換膜の接合方法
を要旨とするものである。
ており、これらの電極にぴつたり密着する形状に陽イオ
ン交換膜を予め成形することは、成形膜のサイズが大き
いだけに非常に困難かつコスト高になるものであつて、
シート状陽イオン交換膜を接合により複雑な形状にしう
る方法は産業界に褐望されているものである。膜を接合
する通常の方法は、膜の被接合部分を重ね合せ、その間
に接着剤を配し加熱圧着する方法であるが、この方法に
よる場合は接合部分が少し厚くなり、接合部分が傷みや
すい。本発明者等は、このように接合部が厚くなること
を避け、接合部もシートの他の部分と同じ厚みを有する
接合方法を検討した結果、本発明に至つたもので、本発
明は、第３級アミン、第４級アンモニウム塩基又はそれ
らの塩て処理しない２枚のイオン交換膜の辺同志をわず
かな隙間をあけて対値せしめ、該隙間を覆うように上記
処理をしない薄い樹脂製フィルムを載置し、この部分を
加圧加熱することを特徴とするイオン交換膜の接合方法
を要旨とするものである。
イオン交換膜としては、各種の陽イオン交換膜、陰イオ
ン交換膜槽が用いられるが、就中、クロルアルカリ電解
用として、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸をイオ
ン交換基とするパーフルオロ炭化水素系の陽イオン交換
膜が好ましく用いられる。
ン交換膜槽が用いられるが、就中、クロルアルカリ電解
用として、カルボン酸、スルホン酸、ホスホン酸をイオ
ン交換基とするパーフルオロ炭化水素系の陽イオン交換
膜が好ましく用いられる。
本発明に用いられるイオン交換膜としては、上述のイオ
ン交換膜を下記の如く加工した加工膜も含むものである
。
ン交換膜を下記の如く加工した加工膜も含むものである
。
即ち、イオン交換膜の少くとも一方の面に電極として作
用しないガス及び液透過性の多孔質層を有するものとし
て、特願昭５５−１１１８１５号に開示されるものも含
むものてある。
用しないガス及び液透過性の多孔質層を有するものとし
て、特願昭５５−１１１８１５号に開示されるものも含
むものてある。
上記の如きイオン交換膜の対向辺の上に載置される薄い
樹脂製フィルムの材質は特に限定されるものではないが
、好ましくは、接合されるイオン交換膜と同質のものが
よい。
樹脂製フィルムの材質は特に限定されるものではないが
、好ましくは、接合されるイオン交換膜と同質のものが
よい。
さらには、接合されるイオン交換膜とほぼ同じ物性を有
しながら、融点は若干低い、即ち、５〜１０′Ｃ程度融
点の低いも．のがよい。以上をクロルアルカリ電解に好
適なりルボン酸基をイオン交換膜とするパーフルオロ炭
化水素系陽イオン交換膜について説明すると、繊維補強
膜が種々の点から好ましくクロルアルカリ電解用隔，膜
として用いられており、この隔膜を接合する際の薄い樹
脂製フィルムとしては、繊維補強する前の上記陽イオン
交換膜が、電気化学的特性は全く同じで、融点が若干低
い（即ち溶融流動特性がやや流動性がよい）ことから好
ましい組合せとして・用いられる。
しながら、融点は若干低い、即ち、５〜１０′Ｃ程度融
点の低いも．のがよい。以上をクロルアルカリ電解に好
適なりルボン酸基をイオン交換膜とするパーフルオロ炭
化水素系陽イオン交換膜について説明すると、繊維補強
膜が種々の点から好ましくクロルアルカリ電解用隔，膜
として用いられており、この隔膜を接合する際の薄い樹
脂製フィルムとしては、繊維補強する前の上記陽イオン
交換膜が、電気化学的特性は全く同じで、融点が若干低
い（即ち溶融流動特性がやや流動性がよい）ことから好
ましい組合せとして・用いられる。
次に、加圧、加熱する方法について説明する。
接合すべきイオン交換膜の接合辺はほぼ等間隔、およそ
２ＴＩＵｎ以下の間隔を保つて平らな板の上に配置され
る。次に、その間隔部分を覆うようにして薄い樹脂製フ
ィルムがかぶせられる。このフィルムの巾は、該間隔の
距離、イオン交換膜の厚み、該フィルムの厚みにもよる
が、１０〜１５Ｔｎｍ巾がよい。また、該フィルムが加
熱時に溶融して該隙間に流れ込むものであるが、完全に
フィルム全量が溶融して該隙間を充填するわけではない
ため、イオン交換膜上に残存する該フィルムがイオン交
換膜・の厚みを実質的に接合部分で厚くしないような程
度のフィルムの厚み、即ち、イオン交換膜厚みの３１５
〜１ハ咽度の厚みをもつフィルムを用いるのがよい。
２ＴＩＵｎ以下の間隔を保つて平らな板の上に配置され
る。次に、その間隔部分を覆うようにして薄い樹脂製フ
ィルムがかぶせられる。このフィルムの巾は、該間隔の
距離、イオン交換膜の厚み、該フィルムの厚みにもよる
が、１０〜１５Ｔｎｍ巾がよい。また、該フィルムが加
熱時に溶融して該隙間に流れ込むものであるが、完全に
フィルム全量が溶融して該隙間を充填するわけではない
ため、イオン交換膜上に残存する該フィルムがイオン交
換膜・の厚みを実質的に接合部分で厚くしないような程
度のフィルムの厚み、即ち、イオン交換膜厚みの３１５
〜１ハ咽度の厚みをもつフィルムを用いるのがよい。
上記範囲内の厚みであれば、加熱加圧時にフィルムがた
とえイオン交換膜上に残存しても、熱変形して薄くなる
ため、実質的に接合部分の厚みを厚くすることはない。
また、該フィルムの体積は、イオン交換膜の対向辺て形
成される間隔の体積より大きなことは勿論必要であるが
、あまり大きすぎると、イオン交換膜上に残存するフィ
ルム量が多くなりすぎてよくなく、結局、該間隔の１．
０〜１皓程度の体積を有することが好ましい。
とえイオン交換膜上に残存しても、熱変形して薄くなる
ため、実質的に接合部分の厚みを厚くすることはない。
また、該フィルムの体積は、イオン交換膜の対向辺て形
成される間隔の体積より大きなことは勿論必要であるが
、あまり大きすぎると、イオン交換膜上に残存するフィ
ルム量が多くなりすぎてよくなく、結局、該間隔の１．
０〜１皓程度の体積を有することが好ましい。
フィルムを載置された上からは加熱器付きの加圧板で加
圧する。
圧する。
この加圧板は、例えばニクロム線ヒーターを内蔵したベ
ークライト板がよい。ニクロム線ヒーターの巾は、イオ
ン交換膜の対向辺で形成される間隔の２倍以上を有し、
また、該フィルム巾の２／３倍以上であることが好まし
い。この理由は、ヒーターの巾が該間隔の２倍以下であ
ると、イオン交換膜の接合辺の溶融が不充分となり、溶
融したフィルムとの接着が充分に行なわれないことにな
ることによる。また、ヒーターの巾が、該フィルム巾の
２／３倍に満たないと、加圧しても、フィルムの端辺は
軟化変形せずに、局部的にフィルムが厚くなる。実際の
加熱加圧条件は、イオン交換膜、樹脂製フィルムの物性
、厚みによつて適宜選択できる。
ークライト板がよい。ニクロム線ヒーターの巾は、イオ
ン交換膜の対向辺で形成される間隔の２倍以上を有し、
また、該フィルム巾の２／３倍以上であることが好まし
い。この理由は、ヒーターの巾が該間隔の２倍以下であ
ると、イオン交換膜の接合辺の溶融が不充分となり、溶
融したフィルムとの接着が充分に行なわれないことにな
ることによる。また、ヒーターの巾が、該フィルム巾の
２／３倍に満たないと、加圧しても、フィルムの端辺は
軟化変形せずに、局部的にフィルムが厚くなる。実際の
加熱加圧条件は、イオン交換膜、樹脂製フィルムの物性
、厚みによつて適宜選択できる。
例えばイオン交換膜、樹脂製フィルムともに四弗化エチ
レンとＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｃ００ＣＨ３との共
重合体であるパーフルオロ炭化水素系のものの場合、圧
力は約１ｋ９／ｄ１温度は２４０〜２６０゜Ｃ１時間は
５分程度である。次に実施例により更に詳しく本発明を
説明する。
レンとＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｃ００ＣＨ３との共
重合体であるパーフルオロ炭化水素系のものの場合、圧
力は約１ｋ９／ｄ１温度は２４０〜２６０゜Ｃ１時間は
５分程度である。次に実施例により更に詳しく本発明を
説明する。
実施例１
四弗化エチレンとＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｃ００Ｃ
Ｈ３との共重合体をポリテトラフルオロエチレン繊維を
分散せしめて補強した公知の陽イオン交換膜（１０ｃｍ
Ｘ１０ｃｍ×２８０μ）を２枚用意し、これを１０ｃｒ
ｒｔの辺が１噸の間隔で対向するようにフローグラス、
シリコンゴムを介して下金型の上に配置した。
Ｈ３との共重合体をポリテトラフルオロエチレン繊維を
分散せしめて補強した公知の陽イオン交換膜（１０ｃｍ
Ｘ１０ｃｍ×２８０μ）を２枚用意し、これを１０ｃｒ
ｒｔの辺が１噸の間隔で対向するようにフローグラス、
シリコンゴムを介して下金型の上に配置した。
次に、四弗化エチレンとＣＦ２＝ＣＦＯ
（ＣＦ２）３Ｃ００ＣＨ３との共重合体からなる陽イオ
ン交換膜（１Ｃ７１×１０ｃｍ×１５０μ）を上記陽イ
オン交換膜の間隔の真上に載置した。
ン交換膜（１Ｃ７１×１０ｃｍ×１５０μ）を上記陽イ
オン交換膜の間隔の真上に載置した。
次に、ニクロム線巾が１０ＴＩ＄Ｌのヒーターを内蔵し
たベークライト製加熱板を、ヒーター中心線と該間隔の
中心線を一致するようにし、加熱板下面（即ち、陽イオ
ン交換膜と接する面）を２４０′Ｃにヒーターで加熱し
、１ｋ９／ｄで５分間加圧圧着した。
たベークライト製加熱板を、ヒーター中心線と該間隔の
中心線を一致するようにし、加熱板下面（即ち、陽イオ
ン交換膜と接する面）を２４０′Ｃにヒーターで加熱し
、１ｋ９／ｄで５分間加圧圧着した。
接合部分は、完全に平滑で、また、強度的にも充分なも
のであつた。実施例２ 実施例１の陽イオン交換膜の代りに、以下のように加工
製作された多孔質層のある陽イオン交換膜を用い、あと
は実施例１と同様にして接合を行なつた。
のであつた。実施例２ 実施例１の陽イオン交換膜の代りに、以下のように加工
製作された多孔質層のある陽イオン交換膜を用い、あと
は実施例１と同様にして接合を行なつた。
即ち、２重量％のメチルセルロース水溶液ｗ部の増粘剤
に対して、粒径１μ以下のポリテトラフルオロエチレン
（以下ＰＴＦＥと記す）を７Ｊ重量％含む水分散液２．
５部および粒径２．５μ以下の酸化チタン粉末を５部混
合し、予め充分混合した後、イソプロピルアルコール２
部およびシクロヘキサノール１部を添加し、再混練して
ペーストを得た。
に対して、粒径１μ以下のポリテトラフルオロエチレン
（以下ＰＴＦＥと記す）を７Ｊ重量％含む水分散液２．
５部および粒径２．５μ以下の酸化チタン粉末を５部混
合し、予め充分混合した後、イソプロピルアルコール２
部およびシクロヘキサノール１部を添加し、再混練して
ペーストを得た。
該ペーストをメッシュ数２００１厚さ６０μのステンレ
ス製スクリーンでその下に厚さ８μのスクリーンマスク
を施した印刷板およびポリウレタン製のスキ−ジーを用
いて、被印刷基材であるイオン交換容量が１．４３ｎ１
ｅｑ／ｙ乾燥樹脂、厚さ２１０μを有するポリテトラフ
ルオロエチレンとＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｃ００Ｃ
Ｈ３の共重合体からなるイオン交換膜の一面に１０ｃｍ
Ｘ１０？の大きさにスクリーン印刷した。
ス製スクリーンでその下に厚さ８μのスクリーンマスク
を施した印刷板およびポリウレタン製のスキ−ジーを用
いて、被印刷基材であるイオン交換容量が１．４３ｎ１
ｅｑ／ｙ乾燥樹脂、厚さ２１０μを有するポリテトラフ
ルオロエチレンとＣＦ２＝ＣＦＯ（ＣＦ２）３Ｃ００Ｃ
Ｈ３の共重合体からなるイオン交換膜の一面に１０ｃｍ
Ｘ１０？の大きさにスクリーン印刷した。
イオン交換膜の一面に得られた印刷層を空気中で乾燥し
、ペーストを固化させた。
、ペーストを固化させた。
一方、イオン交換膜のもう一方の面を全く同様にして２
５μ以下の粒径を有する酸化チタンをスクリーン印刷し
た。しかる後、温度１４０℃、成型圧力３０ｋｇ／Ｃｌ
ｌの条件で印刷層をイオン膜に圧着後、９０゜Ｃ１２５
重量％の苛性ソーダ水溶液に浸漬して前記イオン膜を加
水分解すると共にメチルセルロースを溶出せしめた。該
イオン交換膜上に得られた酸化チタン層は厚さ２０μ、
多孔率７０％を有し、酸化チタンが１．５ｍｇ／ｄ含ま
れていた。
５μ以下の粒径を有する酸化チタンをスクリーン印刷し
た。しかる後、温度１４０℃、成型圧力３０ｋｇ／Ｃｌ
ｌの条件で印刷層をイオン膜に圧着後、９０゜Ｃ１２５
重量％の苛性ソーダ水溶液に浸漬して前記イオン膜を加
水分解すると共にメチルセルロースを溶出せしめた。該
イオン交換膜上に得られた酸化チタン層は厚さ２０μ、
多孔率７０％を有し、酸化チタンが１．５ｍｇ／ｄ含ま
れていた。
接合部分は完全に平滑で、また、強度的にも充分なもの
であつた。
であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第３級アミン、第４級アンモニウム塩基又はそれら
の塩で処理しない２枚のイオン交換膜の辺同志をわずか
な隙間をあけて対値せしめ、該隙間を覆うように上記処
理をしない薄い樹脂製フィルムを載置し、この部分を加
圧加熱することを特徴とするイオン交換膜の接合方法。 ２ 加熱が隙間の２倍以上の加熱巾を有し、該加熱巾は
薄い樹脂製フィルム巾の２／３倍以上である加熱源によ
りなされるものである特許請求の範囲第１項のイオン交
換膜の接合方法。３ 隙間が２ｍｍ以下である特許請求
の範囲第１項又は２項のイオン交換膜の接合方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10884081A JPS6044332B2 (ja) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | イオン交換膜の接合方法 |
| DE8282105932T DE3276010D1 (en) | 1981-07-14 | 1982-07-02 | Electrolytic cell |
| EP82105932A EP0069940B1 (en) | 1981-07-14 | 1982-07-02 | Electrolytic cell |
| US06/397,177 US4537673A (en) | 1981-07-14 | 1982-07-12 | Electrolytic cell |
| CA000407133A CA1201680A (en) | 1981-07-14 | 1982-07-13 | Electrolytic cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10884081A JPS6044332B2 (ja) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | イオン交換膜の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5811528A JPS5811528A (ja) | 1983-01-22 |
| JPS6044332B2 true JPS6044332B2 (ja) | 1985-10-03 |
Family
ID=14494901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10884081A Expired JPS6044332B2 (ja) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | イオン交換膜の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044332B2 (ja) |
-
1981
- 1981-07-14 JP JP10884081A patent/JPS6044332B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5811528A (ja) | 1983-01-22 |
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