碱性水电解隔膜用基材以及碱性水电解隔膜制造技术

本发明专利技术提供一种由机械强度等高的材质所构成的碱性水电解隔膜用基材，并且通过使用该碱性水电解隔膜用基材，而提供一种兼具低导电电阻、气体阻隔性等的碱性水电解隔膜。本发明专利技术为一种碱性水电解隔膜用基材、以及含有该碱性水电解隔膜用基材及高分子树脂的多孔膜的碱性水电解隔膜，所述碱性水电解隔膜用基材的特征在于，由含有具有异型剖面的聚苯硫醚纤维的非织造布所构成，所述碱性水电解隔膜用基材的密度为0.30g/cm3以上且0.80g/cm3以下，纵向及横向的拉伸伸长率均为10％以上且35％以下。横向的拉伸伸长率均为10％以上且35％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱性水电解隔膜用基材以及碱性水电解隔膜


[0001]本专利技术关于一种碱性水电解隔膜用基材(以下，有时将“碱性水电解隔膜用基材”简称为“基材”)以及碱性水电解隔膜(以下，有时将“碱性水电解隔膜”简称为“隔膜”)。

技术介绍

[0002]作为氢的工业上的制造方法之一，有碱性水电解法。一般而言，碱性水电解装置具备1个以上的电解槽，电解槽借由碱性水电解隔膜被分隔为阳极室与阴极室，当对两极间施加直流电流时，阳极室中生成氧，阴极室中生成氢。将水进行电解的情况下，一般而言，为了提高电解液的导电性，而将氢氧化钠或氢氧化钾等作为电解质而添加至水中。
[0003]对于碱性水电解隔膜，要求阻隔氧气与氢气而使其不混合的阻气性(气体阻隔性)，另外，由于在碱性水电解的电解液中运送电子的是离子，故而为了提升电解效率，而对隔膜也要求高的离子透过性。
[0004]此外，要求对碱性电解液的耐碱性；为了表现离子电导性而以60℃至150℃左右进行电解，因此要求电解时的耐热性；在将碱性水电解隔膜设置于电解槽时要求不会产生隔膜的破损等的机械强度等。
[0005]以往，已知碱性水电解隔膜中使用“利用湿式抄纸法由聚苯硫醚(PPS)纤维所制造的碱性水电解隔膜用基材”。
[0006]例如，专利文献1中公开有一种碱性水电解隔膜，其具备由聚苯硫醚纤维所构成的多孔性支撑体(碱性水电解隔膜用基材)及高分子树脂的多孔膜。
[0007]另外，专利文献2中公开有一种碱性水电解隔膜用基材，其利用等离子处理将由包含卷缩数为2山/25mm至10山/25mm的聚苯硫醚纤维的热塑性纤维所构成的湿式非织造布进行亲水化处理而成。
[0008]另外，专利文献3中，作为氢产生装置用分隔件(碱性水电解隔膜)中所使用的非织造布，公开有一种分隔件，其由非织造布所构成，前述非织造布以由选自聚四氟乙烯、聚丙烯及聚对苯硫醚的任一者中的1种以上的树脂所构成的纤维而构成，且具有下述(1)至(5)的特征，另外，公开有该分隔件由非织造布所构成，前述非织造布实质上由聚芳硫醚树脂单独的纤维所构成。
[0009](1)构成非织造布的纤维的单丝纤度为2dtex以上且20dtex以下；(2)非织造布的刚软度为50mN
·
cm以上且150mN
·
cm以下；(3)非织造布的体积密度为0.2g/cm3以上且0.8g/cm3以下；(4)非织造布的单位面积重量为50g/m2以上且200g/m2以下；(5)非织造布的厚度为0.1mm以上且0.5mm以下。
[0010]然而，专利文献2及专利文献3中所记载的非织造布的机械强度不充分，在将碱性水电解隔膜设置于电解槽时，存在产生隔膜的破损等的情况。
[0011]另一方面，专利文献1中，通过使机织布存在于非织造布中来提高强度。另外，专利文献4中，提出有不使用非织造布而使用水电解槽用聚苯硫醚机织物。专利文献5中，公开有一种使用由聚苯硫醚纤维所构成的湿式非织造布的电绝缘纸及电绝缘纸的制造方法。前述
电绝缘纸使用大量未拉伸纤维作为粘结剂成分而尽可能消除空隙，成为致密结构，从而表现优异的介质击穿性能。
[0012]然而，由于为致密结构，故而离子透过性及伸长率变得不充分。其结果，就低导电电阻及抑制膜破损的方面而言不充分。
[0013]因此，要求均匀性高、加工性也优异、强度高的碱性水电解隔膜用基材以及碱性水电解隔膜。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献1：日本特开2014
‑
129563号公报。
[0017]专利文献2：日本特开2016
‑
089197号公报。
[0018]专利文献3：日本特开2018
‑
100434号公报。
[0019]专利文献4：日本特表2019
‑
513902号公报。
[0020]专利文献5：日本特开2010
‑
024574号公报。

技术实现思路

[0021]专利技术要解决的问题
[0022]本专利技术是鉴于上述
技术介绍
而完成，本专利技术的课题在于，提供一种由机械强度等高的材质所构成的碱性水电解隔膜用基材，并且，通过使用该碱性水电解隔膜用基材，而提供一种兼具低导电电阻、气体阻隔性等的碱性水电解隔膜。
[0023]用于解决问题的方案
[0024]本专利技术人为解决上述课题而反复进行了深入研究，结果通过下述专利技术解决了该课题。
[0025]即，本专利技术提供(1)一种碱性水电解隔膜用基材，其特征在于，其由含有具有异型剖面的聚苯硫醚纤维的非织造布所构成，所述碱性水电解隔膜用基材的密度为0.30g/cm3以上且0.80g/cm3以下，纵向及横向的拉伸伸长率均为10％以上且35％以下。
[0026]另外，本专利技术提供(2)一种碱性水电解隔膜，其具有上述(1)所述的碱性水电解隔膜用基材及高分子树脂的多孔膜。
[0027]专利技术的效果
[0028]一般而言，非织造布的均匀性高且加工性也优异，因此认为若充分运用非织造布作为碱性水电解隔膜用基材(若将非织造布特有的物性特殊化提升至碱性水电解隔膜用基材用途)，则能够较高地维持均匀性及机械强度，并且也能够达成其他碱性水电解隔膜用基材的特性。并且，已实际达成而完成了本专利技术。
[0029]本专利技术的碱性水电解隔膜用基材的机械强度特别高，因此在将碱性水电解隔膜设置于电解槽时，能够适宜地抑制隔膜的破损等。
[0030]另外，使用本专利技术的基材的碱性水电解隔膜的导电电阻低(即，离子透过性高)，且气体阻隔性也优异。
[0031]另外，对碱性电解液的耐碱性及电解时的耐热性等也优异。
具体实施方式
[0032][碱性水电解隔膜用基材][0033]本专利技术的碱性水电解隔膜用基材由含有具有异型剖面的聚苯硫醚纤维(以下，有时将“聚苯硫醚”简称为“PPS”)的非织造布所构成。
[0034]该非织造布并无特别限定，优选为利用湿式抄纸法所制造。
[0035]另外，本专利技术的碱性水电解隔膜用基材优选为具有如下形态：含有拉伸PPS纤维作为主体纤维，含有未拉伸PPS纤维作为粘结剂纤维。未拉伸PPS纤维的大部分为非晶结构，通过加热而熔融，能够发挥作为粘结剂纤维的作用。另一方面，拉伸PPS纤维在纤维制造工序中被施加拉伸，纤维的单丝纤维强度强，尺寸稳定性优异。
[0036]本专利技术中，在使用拉伸PPS纤维及未拉伸PPS纤维的情况下，容易提供机械强度优异的碱性水电解隔膜用基材。另外，使用该碱性水电解隔膜用基材的碱性水电解隔膜能够兼具低导电电阻、高气体阻隔性等。
[0037][聚苯硫醚纤维(PPS纤维)][0038]所谓聚苯硫醚(Polyphenylenesulfide，PPS)纤维是指由以作为聚合物构成单元的
“‑
(C6H4‑
S)
‑”
作为主要结构单元的聚合物(PPS聚合物)所构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种碱性水电解隔膜用基材，其特征在于，其由含有具有异型剖面的聚苯硫醚纤维的非织造布所构成，所述碱性水电解隔膜用基材的密度为0.30g/cm3以上且0.80g/cm3以下，纵向及横向的拉伸伸长率均为10％以上且35％以下。2.根据权利要求1所述的碱性水电解隔膜用基材，其中，所述非织造布含有拉伸聚苯硫醚纤维及未拉伸聚苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫城圭辅，江角真一，谷中辉之，德丸俊彦，西光智佳子，
申请(专利权)人：东洋纺MC株式会社，
类型：发明
国别省市：