[发明专利]离子交换膜

说明书

本发明提供离子交换膜，其电解性能和针对羧酸层损伤的耐性优异。本发明的离子交换膜具有：包含具有磺酸基的含氟聚合物的层A；以及包含具有羧酸基的含氟聚合物的层B；在截面视图中，上述层A在至少一个表面具有高度为20μm以上的凸部；在上述层A的上述表面形成有复数个开孔部；上述开孔部的总面积相对于上述层A的上述表面的面积的比例(开孔面积率)为0.4％～15％；上述层A的离子交换容量为1.18毫当量/g～0.98毫当量/g，上述层B的离子交换容量为0.98毫当量/g～0.87毫当量/g。

技术领域

本发明涉及离子交换膜。特别是涉及在碱金属氯化物食盐电解中使用的离子交换膜。

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，作为碱金属氯化物电解用、臭氧产生电解用、燃料电池用、水电解用、盐酸电解用等的电解用隔膜被广泛用于各种用途中，并且正被扩展到新用途中。

它们之中，在制造氯和碱金属氢氧化物的碱金属氯化物的电解中，近年来离子交换膜法成为主流。对于碱金属氯化物的电解中使用的离子交换膜要求各种性能。例如要求下述性能：以高电流效率和低电解电压进行电解；所制造的碱金属氢氧化物中含有的杂质(特别是碱金属氯化物等)的浓度低；或者膜强度高、膜的处理时或电解时不会损伤羧酸层；等等。

针对上述要求，进行了通过在含氟阳离子交换膜表面形成凸形而改善碱金属氯化物水溶液的供给性的操作。例如，在专利文献1～2等中进行了下述操作：通过在阳离子交换膜的阳极表面形成凸部形状来改善碱金属氯化物水溶液的供给性，降低所生成的碱金属氢氧化物的杂质，并且降低阴极面的损伤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4573715号说明书

专利文献2：日本专利第4708133号说明书

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1～2所述的技术中，尽管通过在膜的表面形成凸部形状而在碱金属氯化物水溶液的供给性方面看到了改善，但从电解性能、针对阴极面损伤的耐性的方面出发，还有进一步改善的余地。

本发明是鉴于上述现有技术所具有的课题而进行的，其目的在于提供一种离子交换膜，其电解性能以及针对羧酸层损伤的耐性优异。

解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题反复进行了深入研究，结果发现，通过使离子交换膜为规定的构成、将离子交换容量调整在特定的范围内，电解性能和电解时针对羧酸层损伤的耐性得到飞跃性的提高，从而完成了本发明。

即，本发明如下所述。

[1]一种离子交换膜，其中，

该离子交换膜具有：

层A，其包含具有磺酸基的含氟聚合物，以及

层B，其包含具有羧酸基的含氟聚合物，

在截面视图中，上述层A在至少一个表面具有高度为20μm以上的凸部，

在上述层A的上述表面形成有复数个开孔部，

上述开孔部的总面积相对于上述层A的上述表面的面积的比例(开孔面积率)为0.4％～15％，

上述层A的离子交换容量为1.18毫当量/g～0.98毫当量/g，

上述层B的离子交换容量为0.98毫当量/g～0.87毫当量/g。

[2]如[1]中所述的离子交换膜，其中，上述凸部在上述层A的上述表面的配置密度为20个/cm²～1500个/cm²。