JPS5827352B2 - 電極層付着イオン交換膜の製造法 - Google Patents
電極層付着イオン交換膜の製造法Info
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- JPS5827352B2 JPS5827352B2 JP54110234A JP11023479A JPS5827352B2 JP S5827352 B2 JPS5827352 B2 JP S5827352B2 JP 54110234 A JP54110234 A JP 54110234A JP 11023479 A JP11023479 A JP 11023479A JP S5827352 B2 JPS5827352 B2 JP S5827352B2
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- ion exchange
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
- C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
- C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
- C25B9/23—Cells 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
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- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電極層付着イオン交換膜の製造法、特にはガ
ス透過性の多孔質の電極層がイオン交換膜面に密着する
ように設けられた、特に塩化アルカリ水溶液の電解に適
した電極層付着イオン交換膜の製造法に関する。
ス透過性の多孔質の電極層がイオン交換膜面に密着する
ように設けられた、特に塩化アルカリ水溶液の電解に適
した電極層付着イオン交換膜の製造法に関する。
塩化アルカリ水溶液を電解して苛性アルカリと塩素を得
る方法は近年公害防止の見地から、水銀法に代り隔膜法
が、そして更に高純度、高濃度の苛性アルカリを得る目
的でイオン交換膜を用いる方法が実用化されている。
る方法は近年公害防止の見地から、水銀法に代り隔膜法
が、そして更に高純度、高濃度の苛性アルカリを得る目
的でイオン交換膜を用いる方法が実用化されている。
一方、省エネルギーの観点からこの種の電解においては
、電解室モを極力低くすることが至上命令ともいえるこ
とであるが、近年、含フツ素陽イオン交換膜の一方の面
にガス透過性の多孔質の陽極及び陰極をそれぞれ密接せ
しめて電解する所謂S P E (Sol id Po
1yner Electrolyte )型塩化アルカ
リ電解(例えば特開昭53−52297号公報、特開昭
52−78788号公報)が知られている。
、電解室モを極力低くすることが至上命令ともいえるこ
とであるが、近年、含フツ素陽イオン交換膜の一方の面
にガス透過性の多孔質の陽極及び陰極をそれぞれ密接せ
しめて電解する所謂S P E (Sol id Po
1yner Electrolyte )型塩化アルカ
リ電解(例えば特開昭53−52297号公報、特開昭
52−78788号公報)が知られている。
これは、従来この種技術において避は難いとされていた
電解液の電気抵抗や発生する水素が塩素ガスに基づく泡
による電気抵抗を減らせる為、従来より一段と低電圧で
電解を実施しうる手段として優れた方法である。
電解液の電気抵抗や発生する水素が塩素ガスに基づく泡
による電気抵抗を減らせる為、従来より一段と低電圧で
電解を実施しうる手段として優れた方法である。
ところで、かSるSPE型イオン交換膜電解装置におい
て、ガス透過性の多孔質の電極層とイオン交換膜面との
接触は該装置の性能を左右する重要な点であり、電極層
の厚みが不均一であったり、或いは、電極層とイオン交
換膜との接触が充分でない場合には、電極層の一部が離
脱し易くなることにより、摺電圧が上昇し、或いは、接
触界面にガスや余分の液が滞留することにより、摺電正
が上昇するなどして該装置の所期の利点が小さくなった
り、また得られないことになる。
て、ガス透過性の多孔質の電極層とイオン交換膜面との
接触は該装置の性能を左右する重要な点であり、電極層
の厚みが不均一であったり、或いは、電極層とイオン交
換膜との接触が充分でない場合には、電極層の一部が離
脱し易くなることにより、摺電圧が上昇し、或いは、接
触界面にガスや余分の液が滞留することにより、摺電正
が上昇するなどして該装置の所期の利点が小さくなった
り、また得られないことになる。
本発明は、この種イオン交換膜電解装置におけるガス透
過性の多孔質の電極層とイオン交換膜との接触において
、新規な構成手段を採用することにより、イオン交換膜
面に、均一な厚みの電極層を十分に密着するように設け
たイオン交換膜を組み込んだ電極層付着イオン交換膜の
新規な製造法を提供する。
過性の多孔質の電極層とイオン交換膜との接触において
、新規な構成手段を採用することにより、イオン交換膜
面に、均一な厚みの電極層を十分に密着するように設け
たイオン交換膜を組み込んだ電極層付着イオン交換膜の
新規な製造法を提供する。
即ち、本発明は、イオン交換膜の表面に、電極粉末及び
疎水性重合体を含むペースト状物を、スクリーン印刷法
により印刷し、熱圧着することにより、ガス及び液透過
性の多孔質の電極層がその表面に密着して設けられた電
極層付着イオン交換膜の製造法にある。
疎水性重合体を含むペースト状物を、スクリーン印刷法
により印刷し、熱圧着することにより、ガス及び液透過
性の多孔質の電極層がその表面に密着して設けられた電
極層付着イオン交換膜の製造法にある。
本発明の電極層のイオン交換膜面への密着に使用される
スクリーン印刷では電極粉末及び疎水性重合体を含むペ
ースト状物が使用される。
スクリーン印刷では電極粉末及び疎水性重合体を含むペ
ースト状物が使用される。
電極としては、陽極又は陰極として使用するものならば
いずれの物質も使用されるが、陽極としては例えば白金
、ルテニウム、ロジウム、イリジウム等の白金族金属お
よびそれらの酸化物の一種又は二種以上である。
いずれの物質も使用されるが、陽極としては例えば白金
、ルテニウム、ロジウム、イリジウム等の白金族金属お
よびそれらの酸化物の一種又は二種以上である。
陰極としては、例えば鉄、ニッケル、ステンレス更には
、脂肪酸ニッケルの熱分解物、ラネーニッケル、安定化
ラネーニッケル、カルボニルニッケル及び白金族金属を
担持させた炭素粉末などが使用される。
、脂肪酸ニッケルの熱分解物、ラネーニッケル、安定化
ラネーニッケル、カルボニルニッケル及び白金族金属を
担持させた炭素粉末などが使用される。
該電極は好ましくは、粒径0.01〜300μ、特には
0.0〜100μの粉末としてペーストに添加される。
0.0〜100μの粉末としてペーストに添加される。
疎水性重合体は、電極相互、電極とイオン交換膜との結
合剤の役割をするもので好ましくは含フツ素重合体、特
にはポリテトラフルオロエチレン、ポリへキフルオロエ
チレンなど過フッ素化炭化水素重合体が使用される。
合剤の役割をするもので好ましくは含フツ素重合体、特
にはポリテトラフルオロエチレン、ポリへキフルオロエ
チレンなど過フッ素化炭化水素重合体が使用される。
疎水性重合体は、好ましくは粒径0.1〜500μ特に
は0.1〜100μのものが使用され、ペースト状物に
十分分散させるようにするのが好ましい。
は0.1〜100μのものが使用され、ペースト状物に
十分分散させるようにするのが好ましい。
分散を良好にするため好ましくは長鎖炭化水素、フッ素
化炭化水素系の界面活性剤を必要量添加できる。
化炭化水素系の界面活性剤を必要量添加できる。
ペースト状物中の電極粉末及び疎水性重合体の含有量は
、電極性能とも関係するが、前者は好ましくは20〜9
5φ、特には40〜90%であり、後者は好ましくは0
.1〜80饅、特には1〜60俤である。
、電極性能とも関係するが、前者は好ましくは20〜9
5φ、特には40〜90%であり、後者は好ましくは0
.1〜80饅、特には1〜60俤である。
電極粉末及び疎水性重合体を含むペースト状物の粘度は
、スクリーン印刷にあたり、好ましくは1〜105ポイ
ズ、特には10〜10’ポイズに制御するのが適切であ
る。
、スクリーン印刷にあたり、好ましくは1〜105ポイ
ズ、特には10〜10’ポイズに制御するのが適切であ
る。
このため、電極粉末及び疎水性重合体の粒度及び量、更
には媒体である水の量を制御することができるが、好ま
しくは、上記粘度範囲に制御するための粘度調節物質を
添加することができる。
には媒体である水の量を制御することができるが、好ま
しくは、上記粘度範囲に制御するための粘度調節物質を
添加することができる。
粘度調節物質としては、経時的に水に溶解しうる水可溶
性の粘稠物であるカルボキシメチルセルロース、メチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース
などのセルロース類、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル
酸ソーダ、ポリメチルビニルエーテルなどが使用される
。
性の粘稠物であるカルボキシメチルセルロース、メチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース
などのセルロース類、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル
酸ソーダ、ポリメチルビニルエーテルなどが使用される
。
これらは、水可溶性物質なので、電極としての性能を阻
害することはない。
害することはない。
粘度調節物質としては、この他、電極層の形成過程及び
電極層としての使用中に変質乃至腐食を受は電解性能を
阻害しない物質である限り、例えばカゼイン、ポリアク
リルアミドなどを使用することができる。
電極層としての使用中に変質乃至腐食を受は電解性能を
阻害しない物質である限り、例えばカゼイン、ポリアク
リルアミドなどを使用することができる。
ペースト状物は、イオン交換膜面にスクリーン印刷によ
り印刷、正着される。
り印刷、正着される。
スクリーン印刷は、既知の方式が採用されるが、本発明
で使用されるスクリーンは、好ましくは10〜2400
メツシユ、特には150〜1oooメツシユのものが適
切で、厚みが好ましくは2朋〜4μ、特には300μ〜
8μが適切である。
で使用されるスクリーンは、好ましくは10〜2400
メツシユ、特には150〜1oooメツシユのものが適
切で、厚みが好ましくは2朋〜4μ、特には300μ〜
8μが適切である。
メツシュ数が過度に太きいと、スクリーンに目づまりが
生じ、印刷が不均一になり、過度に小さいときは、ペー
ストが過度に付着されることになる。
生じ、印刷が不均一になり、過度に小さいときは、ペー
ストが過度に付着されることになる。
一方厚みが過度に太きいと、印刷が不均一になり、過度
に小さいと所定量の印刷ができなくなる。
に小さいと所定量の印刷ができなくなる。
イオン交換膜の面に適宜宜の大きさと形状の電極層を設
けるためにスクリーンマスクが使用されるが、その形状
は、膜面に形成される電極層の形状を切り欠いた形状に
形成され、通常その厚みは好ましくは3〜500μから
使用される。
けるためにスクリーンマスクが使用されるが、その形状
は、膜面に形成される電極層の形状を切り欠いた形状に
形成され、通常その厚みは好ましくは3〜500μから
使用される。
スクリーン及びスクリーンマスクの材質は、十分な強度
を有すればよく、例えばそれぞれ、ステンレス、テトロ
ン、ナイロン又はエポキシ樹脂が使用される。
を有すればよく、例えばそれぞれ、ステンレス、テトロ
ン、ナイロン又はエポキシ樹脂が使用される。
電極層が形成されるイオン交換膜上に、スクリーンマス
クを付着したスクリーンが設置され、スクリーン上に上
記ペースト状物を供給し、これをスキージにて、圧力を
かけながら印刷することにより、スクリーンマスクを除
いた形状を有する電極層がイオン交換膜面に形成される
。
クを付着したスクリーンが設置され、スクリーン上に上
記ペースト状物を供給し、これをスキージにて、圧力を
かけながら印刷することにより、スクリーンマスクを除
いた形状を有する電極層がイオン交換膜面に形成される
。
イオン交換膜面上の電極層の厚みは、スクリーンの厚さ
、ペースト粘度、およびスクリーンのメツシュ数等によ
って左右されるので、電極層の厚みが好ましくは1〜5
00μ、特には1〜300μになるようにスクリーンの
厚さ、ペースト粘度およびスクリーンのメツシュ数等を
調節するのが好ましい。
、ペースト粘度、およびスクリーンのメツシュ数等によ
って左右されるので、電極層の厚みが好ましくは1〜5
00μ、特には1〜300μになるようにスクリーンの
厚さ、ペースト粘度およびスクリーンのメツシュ数等を
調節するのが好ましい。
更に、スクリーン印刷の際のスクリーン版とイオン交換
膜との間隔及びスキージの材質及びスキージ○印加圧も
、イオン交換膜面に形成される電極層の物性、厚みおよ
び均一性と関係するので、それぞれ所定の数値が得られ
るように、例えばスクリーン版とイオン交換膜との間隔
は、ペーストの種類および粘度によって所定の間隔に設
定し、スキージは、かどが直線的で、ペースト粘度に合
致した硬度と材質を選択し、またスキージの印加圧を一
定にすることが好ましい。
膜との間隔及びスキージの材質及びスキージ○印加圧も
、イオン交換膜面に形成される電極層の物性、厚みおよ
び均一性と関係するので、それぞれ所定の数値が得られ
るように、例えばスクリーン版とイオン交換膜との間隔
は、ペーストの種類および粘度によって所定の間隔に設
定し、スキージは、かどが直線的で、ペースト粘度に合
致した硬度と材質を選択し、またスキージの印加圧を一
定にすることが好ましい。
かくしてイオン交換膜一方又は双方の面には均一な厚み
で且つ密着性の大きい電極層が形成されるが好ましくは
、必要に応じて電極層を膜面に圧力下に押しつけるのが
好ましい。
で且つ密着性の大きい電極層が形成されるが好ましくは
、必要に応じて電極層を膜面に圧力下に押しつけるのが
好ましい。
該抑圧は、好ましくは100〜300℃、特には110
〜250℃の加熱下に好ましくは5〜1000 kg/
cyyt、特には20〜500 kg/iのもとにプレ
スするものが好ましい。
〜250℃の加熱下に好ましくは5〜1000 kg/
cyyt、特には20〜500 kg/iのもとにプレ
スするものが好ましい。
かくすることによりイオン交換膜と電極層とは一層密着
した構造を有することができる。
した構造を有することができる。
このようにして、ゞイオン交換膜面に形成される電極層
は、ガス透過性の多孔質のあることが必要であるが、好
ましくは平均細孔径0.01〜50μ、特には0.1〜
30μ、多孔率30〜99φ、特には40〜98係、空
気透過係数lXl0−’〜1モル/cyrY 、 mi
n、c+ytH,9,特には1×10−4〜1×10−
1モル/cyyt 、 mi n 、 CrfLH,@
であるのが好まし0)。
は、ガス透過性の多孔質のあることが必要であるが、好
ましくは平均細孔径0.01〜50μ、特には0.1〜
30μ、多孔率30〜99φ、特には40〜98係、空
気透過係数lXl0−’〜1モル/cyrY 、 mi
n、c+ytH,9,特には1×10−4〜1×10−
1モル/cyyt 、 mi n 、 CrfLH,@
であるのが好まし0)。
これらの電極層の物性である平均細孔径、多孔率及び空
気透過係数は、上記ペーストの形成に使用される電極粉
末の形状、大きさ及び量、更には疎水性重合体の量によ
って主に左右され、逆にこれを選ぶことによって、上記
電極層の物性を制御することができる。
気透過係数は、上記ペーストの形成に使用される電極粉
末の形状、大きさ及び量、更には疎水性重合体の量によ
って主に左右され、逆にこれを選ぶことによって、上記
電極層の物性を制御することができる。
本発明の上記電極層が形成されるイオン交換膜としては
、例えばカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、フェ
ノール性水酸基等の陽イオン交換基を含有する重合体か
ら成り、かかる重合体としては、例えばテトラフルオロ
エチレン、クロロトリフルオロエチレン等のビニルモノ
マーとスルホン酸、カルボン酸、燐酸基等の陽イオン交
換基、或は陽イオン交換基に転換し得る反応性基を有す
るパーフルオロのビニルモノマーとの共重合体カ好まし
い。
、例えばカルボキシル基、スルホン酸基、燐酸基、フェ
ノール性水酸基等の陽イオン交換基を含有する重合体か
ら成り、かかる重合体としては、例えばテトラフルオロ
エチレン、クロロトリフルオロエチレン等のビニルモノ
マーとスルホン酸、カルボン酸、燐酸基等の陽イオン交
換基、或は陽イオン交換基に転換し得る反応性基を有す
るパーフルオロのビニルモノマーとの共重合体カ好まし
い。
又、トリフルオロエチレンの膜状重合体にスルホン酸基
等のイオン交換基を導入したものや、スチレンジビニル
ベンゼンにスルホン酸基を導入したもの等も使用出来る
。
等のイオン交換基を導入したものや、スチレンジビニル
ベンゼンにスルホン酸基を導入したもの等も使用出来る
。
そしてこれらのうち、夫々以下の(イ)、(D)の重合
単位を形成し得る単量体の使用が好ましい。
単位を形成し得る単量体の使用が好ましい。
ここでXはF、CA、H又は−CF3であり X/はX
又はCF3(CF2)mであり、mは1〜5であり、Y
は次のものから選ばれる。
又はCF3(CF2)mであり、mは1〜5であり、Y
は次のものから選ばれる。
x、y、zは共に1〜10であり、Z、Rfは−F又は
C1〜、。
C1〜、。
のパーフルオロアルキル基から選ばれる。
Aは−COOH又は−CN、−COF。COOR1,−
COOM、−CONR2R3等の加水分解若しくは中和
により、−COOHに転換し得る官能基を示す。
COOM、−CONR2R3等の加水分解若しくは中和
により、−COOHに転換し得る官能基を示す。
R1は01〜1oのアルキル基、Mはアルカリ金属又は
第4級アンモニウム基であり、R2,R3はH又はC1
〜1oのアルキル基を示す。
第4級アンモニウム基であり、R2,R3はH又はC1
〜1oのアルキル基を示す。
そして、本発明において、これら共重合体から成る乾燥
樹脂1g当りの膜内カルボン酸基濃度が0.5〜2.5
ミリ当量、特には1.0〜2.0ミリ当量である含弗素
陽イオン交換膜を用いる場合には、本発明の目的を十分
且安定して、特に持続性、耐久性が犬となし得るので好
ましい。
樹脂1g当りの膜内カルボン酸基濃度が0.5〜2.5
ミリ当量、特には1.0〜2.0ミリ当量である含弗素
陽イオン交換膜を用いる場合には、本発明の目的を十分
且安定して、特に持続性、耐久性が犬となし得るので好
ましい。
上記含フッ素の共重合体を製造するには、前記各単量体
の一種以上を用い、更に第三の単量体をも共重合するこ
とにより、得られる膜を改質することも出来る。
の一種以上を用い、更に第三の単量体をも共重合するこ
とにより、得られる膜を改質することも出来る。
使用される陽イオン交換膜は、厚さが20〜500μ、
好ましくは50〜400μにせしめることが適当である
。
好ましくは50〜400μにせしめることが適当である
。
陽イオン交換膜の有するイオン交換基がカルボン酸基そ
のものではなく、該基に転換しうる官能基の場合には、
使用にあたり、それに応じた適宜な処理により、これら
の官能基がカルボン酸基に転換される。
のものではなく、該基に転換しうる官能基の場合には、
使用にあたり、それに応じた適宜な処理により、これら
の官能基がカルボン酸基に転換される。
例えば−CN 、 −COF、−COOR,。−COO
M、−CONR2R3(M、R,〜R3は上記と同じ)
の場合には、酸又はアルカリのアルコール溶液により、
加水分解又は中和せしめてカルボン酸基に転換し、又官
能基が二重結合の場合には、COF2と反応せしめてカ
ルボン酸基に転換される。
M、−CONR2R3(M、R,〜R3は上記と同じ)
の場合には、酸又はアルカリのアルコール溶液により、
加水分解又は中和せしめてカルボン酸基に転換し、又官
能基が二重結合の場合には、COF2と反応せしめてカ
ルボン酸基に転換される。
なお、か\るカルボン酸基を有する陽イオン交換膜を用
いる場合、上記したスクリーン印刷によるイオン交換膜
面への電極層の印刷、圧着は、交換基が式−COOL(
Lは水素又は低級アルキル基である)の状態にて行ない
且つ上記した加熱、圧着する場合は、電極層とイオン交
換膜との密着は一層良好に行なわれ、優れた性能の電極
層付着イオン交換膜が得られる。
いる場合、上記したスクリーン印刷によるイオン交換膜
面への電極層の印刷、圧着は、交換基が式−COOL(
Lは水素又は低級アルキル基である)の状態にて行ない
且つ上記した加熱、圧着する場合は、電極層とイオン交
換膜との密着は一層良好に行なわれ、優れた性能の電極
層付着イオン交換膜が得られる。
更に、上記陽イオン交換樹脂膜は、必要に応じ、製膜時
にポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィンの重合
体、好ましくはポリテトラフルオロエチレン、エチレン
とテトラフルオロエチレンとの共重合体等の含弗素重合
体を混合して成形することも出来、或はこれらの重合体
から威る布、網等の織物、不繊布又は多孔性フィルム或
は金属性の線や網、多孔板等を支持体として用い、膜を
補強することも可能である。
にポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィンの重合
体、好ましくはポリテトラフルオロエチレン、エチレン
とテトラフルオロエチレンとの共重合体等の含弗素重合
体を混合して成形することも出来、或はこれらの重合体
から威る布、網等の織物、不繊布又は多孔性フィルム或
は金属性の線や網、多孔板等を支持体として用い、膜を
補強することも可能である。
尚、かかる混合或は支持体を用いた場合には、これら混
合物や支持体を構成する樹脂の重量は、前記乾燥樹脂当
りの交換基濃度を算出するに当っての樹脂重量には算入
されない。
合物や支持体を構成する樹脂の重量は、前記乾燥樹脂当
りの交換基濃度を算出するに当っての樹脂重量には算入
されない。
本発明により得られる電極層付着イオン交換膜を使用し
た電解層で塩化アルカリ水溶液を電解して苛性アルカリ
を製造するには電極層付着イオン交換膜で仕切られた陽
極室側に塩化アルカリ水溶液を、陰極室側に通常水を夫
々供給して電解を行なう。
た電解層で塩化アルカリ水溶液を電解して苛性アルカリ
を製造するには電極層付着イオン交換膜で仕切られた陽
極室側に塩化アルカリ水溶液を、陰極室側に通常水を夫
々供給して電解を行なう。
使用される塩化アルカリとしては、通常食塩であるが、
その他項化カリウム、塩化リチウム等のアルカリ金属の
塩化物であり、これらの水溶液から対応する苛性アルカ
リを長期にわたり、安定して有利に製造することが可能
となる。
その他項化カリウム、塩化リチウム等のアルカリ金属の
塩化物であり、これらの水溶液から対応する苛性アルカ
リを長期にわたり、安定して有利に製造することが可能
となる。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例−1
カルボキシメチルセルローズ(以下CMCと略す)1部
とポリビニルアルコール(以下PVAと略す)5部とを
水95部中に、温度80°Cで溶解し、このようにして
作成した線材に対して、粒径1μ以下のポリテトラフル
オロエチレン(以下PTFEと略す)を60重量饅含む
水分散液および粒径25μ以下の白金黒粉末200部を
投入し、混練してペースト1を得た。
とポリビニルアルコール(以下PVAと略す)5部とを
水95部中に、温度80°Cで溶解し、このようにして
作成した線材に対して、粒径1μ以下のポリテトラフル
オロエチレン(以下PTFEと略す)を60重量饅含む
水分散液および粒径25μ以下の白金黒粉末200部を
投入し、混練してペースト1を得た。
該ペースト1を、メツシュ数200. 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ゴム製のス
キージを用いて、被印刷基材であるイオン交換容量が1
.45meq/g乾燥樹脂、厚さ250μを有するポリ
テトラフルオロエチレンとCF2=CFO(CF2)3
C00CH3の共重合体から戒るイオン交換膜の一面に
、20cIrL×25のの大きさにスクリーン印刷した
。
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ゴム製のス
キージを用いて、被印刷基材であるイオン交換容量が1
.45meq/g乾燥樹脂、厚さ250μを有するポリ
テトラフルオロエチレンとCF2=CFO(CF2)3
C00CH3の共重合体から戒るイオン交換膜の一面に
、20cIrL×25の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て陽極とした。
し、ペーストを固化させて陽極とした。
得られた陽極は、厚さが約14μで、白金が3■/cv
i含まれていた。
i含まれていた。
他方、上記線材に対して、粒径1μ以下のPTFEを6
0重量φ含む水分散液35部およびラネー合金のアルミ
ニウムをアルカリで溶解除去してのち、水洗してから乾
燥状態にして、一部酸化させた粒径25μ以下の安定化
ラネーニッケル粉末200部を投入し、混練してペース
ト2を得た。
0重量φ含む水分散液35部およびラネー合金のアルミ
ニウムをアルカリで溶解除去してのち、水洗してから乾
燥状態にして、一部酸化させた粒径25μ以下の安定化
ラネーニッケル粉末200部を投入し、混練してペース
ト2を得た。
該ペースト2を、メツシュ数200、厚さ80μのステ
ンレス製スクリーンで、その下に厚さ30μのスクリー
ンマスクを施こした印刷板およびスキージを用いて、イ
オン交換膜の他面に印刷し、空気中で印刷層を乾燥し、
ペーストを固化させて、陰極とした。
ンレス製スクリーンで、その下に厚さ30μのスクリー
ンマスクを施こした印刷板およびスキージを用いて、イ
オン交換膜の他面に印刷し、空気中で印刷層を乾燥し、
ペーストを固化させて、陰極とした。
得られた陰極は厚さが35μで、ニッケルが7my/−
含まれていた。
含まれていた。
しかる後、温度150℃、成型圧力25kg/cril
の条件で印刷層をイオン膜に圧着後、90℃、25重量
φの苛性ソーダ水溶液に16時間浸漬して、前記イオン
膜を加水分解するとともに、CMCおよびPVAを溶出
せしめた。
の条件で印刷層をイオン膜に圧着後、90℃、25重量
φの苛性ソーダ水溶液に16時間浸漬して、前記イオン
膜を加水分解するとともに、CMCおよびPVAを溶出
せしめた。
また、前記陰極、陽極にはそれぞれ集電体として白金金
網を加圧接触させ、陽極室に5NNaCl水溶液を、陰
極室に水を供給しつつ、陽極室の塩化ナトリウム濃度を
4規定に、また陰極液中の苛性ソーダ濃度を35重量φ
に保ちつつ電解を行ない以下の結果を得た。
網を加圧接触させ、陽極室に5NNaCl水溶液を、陰
極室に水を供給しつつ、陽極室の塩化ナトリウム濃度を
4規定に、また陰極液中の苛性ソーダ濃度を35重量φ
に保ちつつ電解を行ない以下の結果を得た。
また、電流密度20人/dm2における苛性ソーダ生成
の電流効率は95咎であった。
の電流効率は95咎であった。
さらに、電流密度20A/dm2で1ケ月電解させたと
ころ摺電圧は、はぼ一定で、イオン膜表面からの電極の
剥離脱落等は観察されなかった。
ころ摺電圧は、はぼ一定で、イオン膜表面からの電極の
剥離脱落等は観察されなかった。
実施例−2
CMC1部をエチレングリコール50部中に温度100
’Cで溶解した線材を用いた以外は、実施例−1と同様
にして、電極をイオン交換膜に密着させ、さらに、実施
例−1におけると同様な条件で電解を実施した。
’Cで溶解した線材を用いた以外は、実施例−1と同様
にして、電極をイオン交換膜に密着させ、さらに、実施
例−1におけると同様な条件で電解を実施した。
結果を以下に示す。また、電流密度20A/dm2にお
ける苛性ソーダ虫取の電流効率は94φであった。
ける苛性ソーダ虫取の電流効率は94φであった。
実施例−3
PVA10部とポリビニルピロリドン20部とを、水1
00部中に、温度80℃で、溶解した線材を用いた以外
は、実施例−1と同様にして電極をイオン交換膜に密着
させ、さらに、実施例−1におけると同様な条件で電解
を実施した結果を以下に示す。
00部中に、温度80℃で、溶解した線材を用いた以外
は、実施例−1と同様にして電極をイオン交換膜に密着
させ、さらに、実施例−1におけると同様な条件で電解
を実施した結果を以下に示す。
また、電流密度20A/dm2における苛性ソーダ生成
の電流効率は94φであった。
の電流効率は94φであった。
実施例−4
実施例−1において、陽極に白金黒の代りに、粒径25
μ以下の白金黒70−イリジウム黒30(原子比)粉末
を用いた以外は、実施例−1と同様にして、電極をイオ
ン交換膜に密着させ、さらに、実施例1におけると同様
な条件で電解を実施した結果を以下に示す。
μ以下の白金黒70−イリジウム黒30(原子比)粉末
を用いた以外は、実施例−1と同様にして、電極をイオ
ン交換膜に密着させ、さらに、実施例1におけると同様
な条件で電解を実施した結果を以下に示す。
また、電流密度20A/dm2における苛性ソーダ生成
の電流効率は94条であった。
の電流効率は94条であった。
実施例−5
実施例−1において、陽極をメツシュ数400゜厚さ5
2μのステンレス製スクリーン印刷板を使用して、イオ
ン交換膜にスクリーン印刷した以外は、実施例−1と同
様にして、電極密着膜を得た。
2μのステンレス製スクリーン印刷板を使用して、イオ
ン交換膜にスクリーン印刷した以外は、実施例−1と同
様にして、電極密着膜を得た。
陽極は厚さが約9μで、白金が2■/−含まれていた。
さらに、実施例1におけると同様な条件で電解を実施し
た結果を以下に示す。
た結果を以下に示す。
また、電流密度20A/dm2における苛性ソーダ生成
の電流効率は94係であった。
の電流効率は94係であった。
実施例−6
実施例−1において、陽極用ペーストおよび陰極用ペー
ストを下記のペーストにして用いた以外は、実施例−1
と同様にして電極をイオン交換膜に密着させた。
ストを下記のペーストにして用いた以外は、実施例−1
と同様にして電極をイオン交換膜に密着させた。
陽極用ペーストは、粒径25μ以下の白金黒粉末70部
に対して、粒径1μ以下のPTFEを20重量φ含む水
分散液30部を投入し、混練して作成した。
に対して、粒径1μ以下のPTFEを20重量φ含む水
分散液30部を投入し、混練して作成した。
陰極用ペーストは、粒径25μ以下の安定化ラネーニッ
ケル粉末75部に対して、粒径1μ以下のPTFEを3
0重量φ含む水分散液25部を投入し、混練して作成上
た。
ケル粉末75部に対して、粒径1μ以下のPTFEを3
0重量φ含む水分散液25部を投入し、混練して作成上
た。
さらに、実施例−1におけると同様な条件で電解を実施
した。
した。
結果を以下に示す。また、電流密度20 A/ dm2
における苛性ソーダ生成の電流効率は95多であった。
における苛性ソーダ生成の電流効率は95多であった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 イオン交換膜の表面に、電極粉末及び疎水性重合体
を含むペースト状物を、スクリーン印刷法により印刷し
、熱モ着することによりガス及び液透過性の多孔質の電
極層がその表面に密着して設けられた電極層付着イオン
交換膜の製造法。 2 ペースト状物は、疎水性重合体として含フツ素重合
体を含み、粘度が1〜105ポイズである特許請求の範
囲1の製造法。 3 スクリーンのメツシュ数及び紗厚が、それぞれ10
〜2400メツシユ及び2mm〜4μである特許請求の
範囲1の製造法。 4 電極層が、平均細孔径0.01〜50μ、多孔率3
0〜99φ、空気透過係数lXl0−5〜1モル歴・關
・α、Hgである特許請求の範囲1の製造法。 5 イオン交換膜が、カルボン酸基又はスルホン酸基を
有する含フツ素陽イオン交換膜である特許請求の範囲1
,2.3又は4の製造法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54110234A JPS5827352B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | 電極層付着イオン交換膜の製造法 |
US06/177,896 US4319969A (en) | 1979-08-31 | 1980-08-14 | Aqueous alkali metal chloride electrolytic cell |
EP80303028A EP0026979B1 (en) | 1979-08-31 | 1980-08-29 | Electrolytic cell and process for producing an alkali metal hydroxide and chlorine |
DE8080303028T DE3066183D1 (en) | 1979-08-31 | 1980-08-29 | Electrolytic cell and process for producing an alkali metal hydroxide and chlorine |
CA000359278A CA1147291A (en) | 1979-08-31 | 1980-08-29 | Ion exchange membrane type electrolytic cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54110234A JPS5827352B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | 電極層付着イオン交換膜の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5635785A JPS5635785A (en) | 1981-04-08 |
JPS5827352B2 true JPS5827352B2 (ja) | 1983-06-08 |
Family
ID=14530489
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54110234A Expired JPS5827352B2 (ja) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | 電極層付着イオン交換膜の製造法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4319969A (ja) |
EP (1) | EP0026979B1 (ja) |
JP (1) | JPS5827352B2 (ja) |
CA (1) | CA1147291A (ja) |
DE (1) | DE3066183D1 (ja) |
Cited By (1)
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JPS61133548U (ja) * | 1985-02-09 | 1986-08-20 |
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- 1980-08-29 DE DE8080303028T patent/DE3066183D1/de not_active Expired
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