JPS581191B2 - デンカイヨウアスベストカクマクノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、強度があり、透水性にも優れた電解用アスベ
スト隔膜の製造方法に関する。

更に詳しくは、アルカリにより強固に結合された高分子
パルプを含むアスベスト隔膜の製造方法に関するもので
ある。

従来電解隔膜としては、アスベスト隔膜が唯一のものと
され用いられているが、公知の如く、アスベスト隔膜は
アスベスト繊維同志の結合が弱く、またその主力をなす
クリソタイルアスベストは、耐酸性に欠けるため、耐久
性に欠けるという問題がある。

そのため、高分子をアスベスト繊維間の結合材として用
いたり、高分子繊維のネットワークにより、高分子単独
の電解隔膜とする等種々の開発がなされている。

しかしながら、通常の高分子を用いた場合、高分子が疎
水性であるため、高分子面にガスが吸着しやすく、その
ため透水量の著しい低下、電圧の上昇等があり、未だ満
足される隔膜はできていない。

そのため、親水性でしかも高分子を用いた場合と同様の
強度を持った膜ができれば、優れた隔膜となることは充
分考えられる。

そのため良く行なわれる方法としては、無機物、例えば
苛性アルカリ等を含む水溶液で処理し、乾燥することに
より、アスベスト繊維を苛性アルカリで固結する方法等
がある。

この無機物を結合材とする方法による膜は、親水性面だ
けでできており、ガスの吸着等の悪影響がなく、強度が
あるので良いが、処理の際、アスベスト繊維全体が、無
機物を含む溶液と接触し、その後、乾燥により固結する
際にアスベスト繊維間を強固に固めてしまい、水を透過
する孔を詰めてしまったり、また詰めないまでも、アス
ベスト繊維が形成する孔を非常に小さくするため、透水
量の少ない膜ができ易く、実際に電解を行なった場合、
陽極室のヘッドの非常に高いものとなり、問題となる場
合がある。

本発明者等はアスベスト繊維と高分子パルプを水中に分
散したものより成膜後、高分子パルプの隔点以上の温度
で熱処理し、更に苛性ソーダを含む水溶液で処理後乾燥
すると非常に優れた電解隔膜が得られることを見出し、
特許出願した。

〔特開昭５１−１０７２８４号公報＝特願昭（５０−３
２１５２）〕。

この方法によれば、成膜されたアスベスト繊維は混合さ
れている高分子バルプが、一旦融解して固化することに
より、結合され、更に苛性ソーダ処理によりアスベスト
が強化されることにより、強度の強く且つ透水量の大き
な膜が得られる。

しかしこの方法では、水中より成膜したものを乾燥熱処
理する工程に長時間を要し、また工程が複雑である。

またアスベスト繊維と高分子パルプとの混合体を熱処理
する場合、高分子パルプは温度上昇により収縮し、この
ときアスベスト繊維とからみあった状態でパルプが収縮
するので、パルプの周囲に比較的大きな空隙が作られる
が、パルプの量を増加すると、この空隙のため不均一な
透水性を示すような膜となり易い。

本発明者等はこのような問題点の解決につき鋭意研究を
重ねた結果、アスベスト繊維とポリオレフインパルプを
水中に分散したものより成膜した膜を、乾燥または熱処
理を行なうことなく苛性アルカリで処理し、乾燥して得
られた膜でも良好な透水性が得られ、特にこの場合は乾
燥前の膜中のアスベストは、苛性アルカリにより強固に
結合しかなり目がつまった状態になっているので、パル
プが熱収縮する際にも大きな空隙とはならないため、パ
ルプ量が多少増えても不均一な透水性を示すことはない
ことを見出した。

またこの場合の乾燥は必ずしもパルプの融点以上である
必要はなく、融点以下で乾燥した場合でも透水性は大き
く改善されることも見出した。

更にアスベストとポリオレフインパルプを水中に分散さ
せ、成膜後苛性アルカリで処理する代りに、アスベスト
とポリオレフインパルプを最初から苛性アルカリ中に分
散させて成膜した場合でも、同様な結果を得本発明に達
した。

本発明は、アスベスト繊維とポリオレフインパルプを水
中に分散したものよりアスベスト膜を成膜後、苛性アル
カリ溶液で処理するか、若しくは、苛性アルカリ含有水
溶液中にアスベスト繊維とポリオレフインパルプを分散
したものより成膜することにより、アルカリにより強固
に結合されたアスベスト隔膜を製造する方法において、
フリーネス５０ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ以上を有するポリオレフ
インバルプを、膜中のアスベスト１００重量部に対し５
乃至６０重量部混合することを特徴とする、電解用アス
ベスト隔膜の製造方法に関するものである。

本発明を更に詳しく述べると、本発明電解隔膜の製造は
、アスベスト繊維とポリオレフィンパルプを水中で分散
混合する。

その際用いる水は、苛性ソーダを含む例えば陰極液等で
も良く、分散混合後、加圧減圧等により成膜し、８０℃
以上の温度で乾燥し隔膜を作る。

また、水で分散混合し、成膜後、苛性アルカリを含む水
溶液を接触させ同様に乾燥して製造しても良い。

成膜の際は、濾布の上で脱水成膜し、膜状物を単独で作
っても良いが、多孔鉄板、金網等陰極板の上で成膜する
と、そのまま電解装置に組込めるので良い。

また脱水成膜は、加圧、減圧どちらの方法でも良く、例
えば陰極板上に直接成膜する際には、一般に行なわれて
いるデポジット膜と同様の方法で成膜しても良い。

ここで用いるポリオレフインパルプは、ポリオレフイン
成形物を叩解して作ったパルプ状の枝分れ構造をもつ物
が用いられる。

ポリオレフインパルプは枝分れ構造をもつためアスベス
ト繊維と良く混合し、絡み合い、疎水性面をもちながら
も均一な膜を形成する。

このような混合は、粉状、糸状等のポリオレフインがア
スベスト繊維との絡み合いが少ないため、水中で分散し
た際アスベストと均一に混り難く、均一な混合膜ができ
難いのに較べ、枝分れ構造を持つパルプ状成形物の特徴
と考える。

更にポリオレフインパルプは、苛性アルカリと接触した
場合に、疎水性面を持つため、若干なじみ難く、乾燥時
の苛性アルカリでの目詰め、膜の収縮を制御する効果を
持ち、適当な孔を開ける助けとなる他、熱によりポリオ
レフインパルプ自体が収縮し、アスベスト繊維間が作る
孔を大きくする役目を持つ。

又、ポリオレフインパルプは陽極室側では塩素ガスにさ
らされ劣化するため、実質的に石綿単独の場合と同様親
水性を有し、内部にガスを滞留させることなく速やかに
ガスが逃げるような構造をとるため、ガスの滞留による
透水量の低下、電圧の上昇をもたらすこともないという
利点を有する。

ここで用いるポリオレフインパルプは、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン等から出来るパルプを示し、その
形状は、枝分れ構造を持つ単繊維の太さが１００μ以下
、特に望ましくは５０μ以下のものがよく、長さは３０
ｍｍ以下、望ましくは５ｍｍ以下、１ｍｍ以上のものが
よい。

特に、水中に分散したアスベストと混合抄紙できるよう
な、ＪＩＳＰ８１２１に規定されている濾水試験器によ
り測定したカナダ標準形濾水度により規定された、フリ
ーネス５０ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．以上のものがよい。

またポリオレフィンパルプの膜中の含有量は、アスベス
ト繊維１００重量部に対し、５乃至６０重量部の範囲が
良い。

ここでいう苛性アルカリ水溶液とは、苛性アルカリを５
乃至３０重量％含む水溶液をいい、苛性アルカリ以外に
各種塩化物、各種水酸化物、硅酸塩等の各種無機物、界
面活性剤、溶媒のような有機物、水溶性高分子等を含ん
でも良い。

ここでいう苛性アルカリというのは、苛性ソーダ、苛性
カリ、水酸化カルシウム等のアルカリ金属またはアルカ
リ士類金属の水酸化物をさす。

乾燥温度は、苛性アルカリが乾燥する温度であればよい
が、温度が高くなる程膜の強度が上がるので好ましい。

しかし、苛性アルカリで処理後、急激に１００℃以上の
温度に上げて乾燥すると、表面だけが急速に乾燥してし
まい、内部の水の蒸発の妨げとなり、膜に膨れが生じ易
くなるので、予め１００℃以下の温度で乾燥後、１００
℃以上で熱処理するか、徐々に昇温を行なって、表面部
が乾燥後、更に１００℃以上の温度で乾燥すると良い。

本発明に用いるアスベスト繊維は、クリソタイル、アモ
サイト、クロシドライト、トレモライト等のアスベスト
の一種或いは二種以上の混合物が用いられる。

以上述べたように、本発明による電解用隔膜は、アスベ
スト膜の特徴を生かし、更に強度のある、耐久性に優れ
た、親水性であるためガスの滞留もなく、膜の膨れ、透
水量の低下、電圧の上昇を起すことなく、特にアルカリ
金属塩の電解用に優れた性質を持つものである。

実施例 １ クリソタイルアスベスト（ジョンズマンビル製、４Ｔ−
０４）４３ｐと、ポリエチレンパルプ（三井ゼラバツク
社製、ゼラバツクＥ９９０、フリーネス６００ｍｌＣ．
Ｓ．Ｆ）５ｇを、１５００ｃｃの水の中で分散混合後、
１５ｃｍ×２０ｃｍの濾過装置にて吸引濾過し、膜状成
形物を作った。

次いで苛性ソーダ２０％水溶液１００ｃｃを膜状成形物
の上からかけ、吸引し通過させた。

できた成形物を８０℃の乾燥機にて、１６時間乾燥後、
更に１４０℃の乾燥機にて、２時間乾燥した。

できた膜（サンプルＮｏ．１）を用いて食塩電解を行な
った。

その結果を第１表に示す。尚、サンプルＡ１の対照例と
して、同様の方法で作ったポリエチレンパルプを含まな
いアスベスト膜（対照例１）も同時に食塩電解により評
価した。

その結果も第１表に示す。電解の条件は、 Ｂｒｉｎｅ組成 ＮａＣｌ濃度 ２６％Ｍｇ＋＋
，Ｃａ＋＋含量 １０ｐｐｍ 通電条件 電流密度 ２０Ａ／ｄｍ２電極間距
離 １０ｍｍ 陽極 黒鉛 陰極 鉄 ＮａＣｌ分解率 ５０〜５５％ 電槽温度 ５５〜６０℃ 以上の結果よりわかるように、合成樹脂パルプを用いた
本発明方法による膜は、電圧が低く、透水量が多いため
、陽極液ヘッドが低いという優れた特徴を持つ。

実施例 ２ クリッタイルアスベスト（ジョンズマンビル製４Ｔ−１
２）１００重量部と、ポリエチレンパルプ（三井ゼラバ
ツク社製、ゼラバツクＥ〜９９０６００ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ
．） １０重量部を、界面活性剤（ペレツクスＲＰ）５
重量部を含む１８％苛性ソーダ水溶液６２００重量部の
中で分散混合し、網状鉄陰極板の上に加圧、成膜した。

次に上記陰極板を１００℃の乾燥機中で１８時間乾燥後
、更に１４０℃の温度で２時間乾燥処理した。

できた膜の付いた陰極板を陰極として、食塩の電解を行
なった。

その結果を第２表に示す。第 ２ 表 Ｂｒｉｎｅ組成 ＮａＣｌ 濃 度 ２６％Ｍｇ＋
＋，Ｃａ＋＋含量 １０ｐｐｍ 通電条件電流密度 ２０Ａ／ｄｍ２ 電極間距離 ８履 陽極 黒鉛 陰極 鉄 ＮａＣｌ分解率 ５０〜５５％ 電槽温度 ８０℃ 結 果 槽 電 圧 ３．４Ｖ電流効率 ９
８％ 陽極液ヘッド １１０ｍｍ 通電時間 ３０日 実施例 ３ クリソタイルアスベスト（ジョンズマンビル製、４Ｔ−
０４）４０ｇを水１５００ｍｌに分散し、その中に予め
メタノール中で解綿分散したポリプロピレン繊維（宇部
日東化成製、ダンパルプフリーネス７００ｍｌＣ．Ｓ．
Ｆ．） ２ｇを加え、更に激しく撹拌し、両者を良く混
合後、１５ｃｍ×２０ｃｍの濾過装置にて吸引濾過し、
膜状成形物を作る。

次に苛性ソーダ１８％水溶液を膜状成形物の上から空気
圧をかけ通過させた。

できた成形物を３時間かけて１２０℃に昇温し、１６時
間乾燥した。

できた膜状成形物を用い、食塩電解を行なった。

結果を第３表に示す。

第 ３ 表 Ｂｒ ｉｎｅ組成 ＮａＣｌ濃 度 ２６％Ｍｇ＋＋
，Ｃａ＋＋含量 １０ｐｐｍ 通電条件電流密度 ２０Ａ／ｄｍ２ 電極間距離 １０ｍｍ 陽極 黒鉛 陰極 鉄 ＮａＣｌ分解率 ５０〜５５％ 電槽温度 ５０〜６０℃ 結 果 槽 電 圧 ３．７■電流効率
９８％ 陽極液ヘッド ２５０ｍｍ 通電時間 １００時間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アスベスト繊維を水中に分散したものよりアスベス
   ト膜を成膜後、苛性アルカリ溶液で処理し、乾燥するか
   若しくは苛性アルカリ含有水溶液中にアスベスト繊維を
   分散したものより成膜後、乾燥することにより、アルカ
   リにより強固に結合されたアスベスト隔膜を製造する方
   法において、フリーネス５０ｍｌＣ．Ｓ．Ｆ．以上のポ
   リオレフインパルプを、膜中のアスベスト１００重量部
   に対し５乃至６０重量部混合することを特徴とする電解
   用アスベスト隔膜の製造方法。