[发明专利]阴离子交换膜及其制造方法

说明书

本发明的阴离子交换膜是包括由聚烯烃类织布构成的基材、和阴离子交换树脂的阴离子交换膜，在25℃下使用0.5M的食盐水测量出的电阻为1.0Ω·cm²以上2.5Ω·cm²以下，破裂强度为0.7MPa以上1.2MPa以下，使用0.1MPa的加压水测量出的渗水量为300ml/(m²·hr)以下，上述基材的厚度为90μm以上160μm以下，上述基材的开口率为35％以上55％以下。

技术领域

本发明涉及一种阴离子交换膜及其制造方法。

背景技术

离子交换膜具有使离子交换树脂保持在特定的基材上的结构。在仅由离子交换树脂形成膜的情况下，强度较低，此外，在浸渍于液体中使用时产生的溶胀所引起的形态变化较大，因此不适合于实际使用。所以，将使离子交换树脂保持在具有规定的强度、没有由溶胀引起的形态变化、而且不对离子交换树脂所特有的离子交换能力造成损害的基材上的部件用作离子交换膜。

在上述那样的离子交换膜中，以往广泛地使用聚氯乙烯制的织布作为基材，但以聚氯乙烯为基材的离子交换膜存在耐热性、耐药性低的缺点。因此，最近，广泛地研究以聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃为基材的离子交换膜。

然而，虽然与以聚氯乙烯为基材的离子交换膜相比，以聚烯烃为基材的离子交换膜的耐热性、耐药性极高，但该聚烯烃基材与离子交换树脂的粘接性差。伴随于此，在反复溶胀或干燥(收缩)时，离子交换树脂容易从基材上剥离下来，其结果是，存在：产生作为隔膜的功能降低、渗水性变高、电流效率降低的问题。进而，聚烯烃基材与离子交换树脂的低粘接性就自然导致了低耐久性。

作为用于提高聚烯烃基材与离子交换树脂的粘接性的方法，通常考虑对聚烯烃基材表面进行电子束辐照或电晕处理的方法，但上述方法不仅装置庞大，而且存在损害聚烯烃基材的强度的问题，因此难以实用化。在聚烯烃基材上涂布离子交换树脂的前体即单体并使其聚合时，还通过使聚合温度比聚烯烃的熔点稍高而使聚烯烃的一部分熔融来提高与离子交换树脂的紧贴性，但由于熔融会导致聚烯烃基材的强度降低，因此为了提高基材强度，需要增大基材厚度。在该情况下，离子交换膜的电阻因膜厚变厚而相应地变大，随着时间的经过，紧贴性也会降低。因此，提出了各种提高粘接性的方法。

例如，在专利文献1中提出了一种以由复丝构成的织布为基材的离子交换膜，上述复丝由重均分子量为10⁵以上的聚乙烯(所谓超高分子量聚乙烯)构成。在该离子交换膜中，不仅利用超高分子量聚乙烯的复丝提高了强度等，而且离子交换树脂与基材的接触面积增大，因此提高了两者的粘接性。

在专利文献2中提出了如下的离子交换膜的制造方法：将含有粒径为10μm以下的聚乙烯微粒的离子交换前体树脂形成用的单体糊涂布在聚乙烯制的布状基材上，在比该聚乙烯微粒的熔点高的温度下进行聚合，向由此形成的离子交换体树脂前体中导入离子交换基。根据该方法，由于聚乙烯微粒作为增粘剂发挥作用，因此可以赋予单体糊适度的粘度和拉丝性，从而使其均匀地附着在聚乙烯制的布状基材上。在得到的离子交换膜中，形成有由以海状分布的聚乙烯和以岛状分布的离子交换树脂构成的海岛结构，以海状连续地连接的聚乙烯与聚乙烯制的布状基材热熔接，因此，即使基材是由单丝形成的织布，也可以提高与离子交换树脂的粘接性。

专利文献1：日本公开专利公报特开平6－322156号公报

专利文献2：日本公开专利公报特开平3－153740号公报

发明内容

－发明要解决的技术问题－

但是，在专利文献1中，超高分子量聚乙烯是通常成型困难的特殊聚合物，因此价格极高，而且其复丝织布极难获得。因此，需要一种即使是容易获得且廉价的单丝织布也能提高粘接性的方法。