[发明专利]阳离子交换膜和使用了该阳离子交换膜的电解槽有效
| 申请号： | 201210311018.4 | 申请日： | 2012-08-28 |
| 公开（公告）号： | CN103243344A | 公开（公告）日： | 2013-08-14 |
| 发明（设计）人： | 角佳典;冈本浩司 | 申请（专利权）人： | 旭化成化学株式会社 |
| 主分类号： | C25B13/00 | 分类号： | C25B13/00;C25B9/06;C25B9/08 |
| 代理公司： | 北京三友知识产权代理有限公司 11127 | 代理人： | 丁香兰;庞东成 |
| 地址： | 日本*** | 国省代码： | 日本;JP |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 阳离子 交换 使用 电解槽 | ||
技术领域
本发明涉及阳离子交换膜和使用了该阳离子交换膜的电解槽。
背景技术
含氟离子交换膜的耐热性和耐化学药品性等优异，因此，在碱金属氯化物等的电分解(下文中称为电解)中，被用作用于制造氯和碱的电解用阳离子交换膜。除此之外，还被用作臭氧产生用隔膜、燃料电池、水电解和盐酸电解等各种电解用隔膜等。其中，在电解盐水等而制造苛性钠、氯和氢的碱金属氯化物的电解中，通常使用下述的阳离子交换膜，该阳离子交换膜由阴离子排斥性高的以羧酸基作为离子交换基的羧酸层、和低电阻的以磺酸基作为离子交换基的磺酸层的至少两层构成。
在使用了该阳离子交换膜的电解中，要求具有下述电解性能：从生产率的方面出发，要求相对于电流的生产效率(电流效率)高；从经济性的方面出发，要求电解电压低；从制品的品质的方面出发，要求碱(苛性钠等)中的杂质(食盐等)浓度低；等等。
另外，作为离子交换膜的材料，由于在电解运转时会与80℃～90℃的氯和苛性钠直接接触，因此将化学耐久性非常高的含氟类聚合物用作离子交换膜的材料。
但是，仅利用含氟类聚合物时，作为离子交换膜不具有充分的机械强度。因此，将由聚四氟乙烯(PTFE)等构成的织布等作为增强芯材而埋入膜中，以此进行增强等。此外，为了提高机械强度，还进行了各种研究。
例如，专利文献1提出了一种电解用含氟阳离子交换膜，其为包含多孔性基材的电解用含氟阳离子交换膜，其形成了与多孔性基材的表面形状对应的凹凸；该文献中记载了膜针对弯折的强度提高的内容。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平04-308096号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1所公开的含氟阳离子交换膜中，多孔性基材会从阳离子交换膜突出，因此在电解运转等时阳离子交换膜有时会因电解槽内的振动等而与电极等发生摩擦。由此，包覆多孔性基材的树脂被削去，多孔性基材由此处伸出，存在无法作为膜主体的增强部件发挥作用的问题，也无法充分得到针对膜的弯折等的机械强度。
特别是，在将阳离子交换膜安装到电解槽时或搬运阳离子交换膜时等情况中，若阳离子交换膜弯折，则存在膜产生裂缝、或者露孔而产生针孔的问题。
因此，从稳定地进行电解的方面出发，产业界也广泛希望开发出膜针对弯折的强度得以提高的阳离子交换膜。
本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种针对弯折等的机械强度优异的阳离子交换膜。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明人进行了反复深入的研究，结果发现通过制成下述阳离子交换膜(该阳离子交换膜至少含有第一层和第二层，所述第一层包含具有羧酸基的含氟聚合物，所述第二层包含具有磺酸基的含氟聚合物)并控制从阳离子交换膜的中立轴至第二层的膜表面的距离，能够解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明如下所述。
〔1〕
一种阳离子交换膜，其为具有膜主体的阳离子交换膜，所述膜主体包含具有离子交换基的含氟类聚合物，其中，
所述膜主体至少含有第一层和第二层，所述第一层包含具有羧酸基的含氟聚合物，所述第二层包含具有磺酸基的含氟聚合物，
从阳离子交换膜的中立轴至所述第二层的膜表面、即与所述第一层形成面侧相反侧的表面的距离为5μm～70μm。
〔2〕
如上述〔1〕所述的阳离子交换膜，其中，所述第二层具有弹性模量相互不同的A层和B层。
〔3〕
如上述〔2〕所述的阳离子交换膜，其中，该阳离子交换膜以所述第一层、所述第二层的A层、所述第二层的B层的顺序层积，
在将所述第一层的弹性模量设为e1、
将所述第二层的A层的弹性模量设为e2A、
将所述第二层的B层的弹性模量设为e2B时，
e1为1000kgf/mm2～1550kgf/mm2，
e2A为650kgf/mm2～800kgf/mm2，
e2B为600kgf/mm2～750kgf/mm2。
〔4〕
如上述〔2〕或〔3〕所述的阳离子交换膜，其中，该阳离子交换膜以所述第一层、所述第二层的A层、所述第二层的B层的顺序层积，
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