[发明专利]离子传导膜的制造方法及制造装置

说明书

本发明的目的在于提供以短时间制造杂质减少了的离子传导膜的制造方法。并且，提供能够减少处理溶液的使用量的、小型化的离子传导膜的制造装置。为了实现上述目的，本发明的制造方法具有以下结构。即，离子传导膜的制造方法，其是包含具有离子性基团的聚合物的离子传导膜的制造方法，所述离子传导膜的制造方法包括多次使前体膜与酸处理溶液或碱处理溶液接触的液体处理工序，所述前体膜包含所述离子性基团与杂质离子形成盐的状态的聚合物，并且所述多次的液体处理工序中，第二次以后的液体处理工序中的液体处理时间比初次的液体处理工序中的液体处理时间短。

技术领域

本发明涉及离子传导膜的制造方法及制造装置。

背景技术

以离子交换膜、高分子电解质膜等为代表的离子传导膜是具有离子传导性和电绝缘性的功能膜。离子交换膜包括具有阳离子(正离子，Cation)传导性的阳离子交换膜和具有阴离子(负离子，Anion)传导性的阴离子交换膜。阳离子交换膜、阴离子交换膜组合各自的特征而被广泛地用于电解工业领域，并且，也开始在药品制造等要求高品质的用途中应用。

另外，最近也期待扩大具有氢离子传导性、氢氧化物离子传导性的高分子电解质膜的利用。高分子电解质膜以涂布或转印有催化剂的带有催化剂的电解质膜以及安装有电极的膜电极复合体的形式，用于将氢、烃转化为电能的固体高分子型燃料电池、由水制造氢的氢制造装置、电化学式氢压缩装置等。为了促进燃料电池的普及、有效利用氢能，要求不仅高品质化、而且低成本的量产制造法、制造装置。

作为离子传导膜的离子交换膜、高分子电解质膜，通常包含具有离子性基团的聚合物。对于向聚合物中导入离子性基团的方法，大致分类，存在如下方法：使用具有离子性基团的单体来聚合成聚合物的方法；通过高分子反应向聚合物中导入离子性基团的方法；将聚合物制膜后同样地采用高分子反应向膜形状的聚合物中导入离子性基团的方法。所有方法中，离子性基团在合成反应的过程中与金属离子、卤素离子等抗衡离子(Counter ion)形成盐(离子对(Ion pair))，因此需要最终通过酸处理将金属离子交换为氢离子、或通过碱处理将卤素离子交换成氢氧化物离子来制成能够呈现功能的离子传导膜。以下，在本说明书中，将包含这样的聚合物(即，离子性基团与杂质离子和对离子形成盐的聚合物)、通过酸溶液、碱溶液等液体处理成为离子传导膜之前的状态的膜，称为“前体膜”。

通过上述方法制造离子传导膜时，如果离子传导膜中金属离子、卤素离子等以杂质的形式残留，则成为离子传导性、电绝缘性特性降低、耐久性劣化的主要原因。但是，为了降低离子传导膜中的金属离子、卤素离子等杂质离子浓度，需要在液体处理中使用大量处理溶液，这成为削减制造成本的障碍。作为用于削减上述处理溶液的使用量的技术，专利文献1中，作为在酸处理中将前体膜分数次浸渍在酸性溶液中的高分子电解质膜的制造方法，公开了烃系高分子电解质膜的液体处理方法，其中，将膜级联(cascade)搬送至充满了酸性溶液的多个浸渍槽中，一边使酸性溶液在与膜的搬送方向相反的方向上以级联方式溢出一边进行连续供给。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－56993号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，如专利文献1所述，分多次浸渍到酸性溶液中时，存在如下课题，即，浸渍时间与浸渍次数成比例地延长，并且液体处理槽也同样地与浸渍次数成比例地大型化。

本发明的目的在于提供以短时间制造杂质减少了的离子传导膜的制造方法。并且，提供能够减少处理溶液的使用量的、小型化的离子传导膜的制造装置。

用于解决课题的手段

用于解决上述课题的本发明如下所示。即，