ТКАНАЯ ДИАФРАГМА Российский патент 2008 года по МПК C25B13/08 C25C7/04 

Изобретение относится к производству тканых диафрагм, которые могут найти применение для разделения электродных пространств в электролизерах, в частности в гальваностегии при электролитическом нанесении никелевых покрытий, используемых в машиностроении, приборостроении, радиоэлектронике, вычислительной технике, технике средств связи и др.

К основным требованиям при оценке пригодности диафрагм к применению для проведения электрохимических процессов относятся низкое электросопротивление, механическая и химическая стойкость, пористость. От этого зависят эксплуатационные показатели, такие как расход электролита, протекаемость, качество получаемого продукта, срок службы диафрагмы. В зависимости от области применения и предназначения диафрагмы предпочтение отдается тому или другому показателю. Так, например, известна диафрагма, обеспечивающая хорошую катализатороемкость и маслоемкость (а.с. СССР 1333377), или диафрагма, предназначенная для разделения электродных пространств в щелочных электролизерах при разложении воды (патент РФ 2075545).

Известен также ряд диафрагм, применяемых для получения различных веществ электрохимическим способом. Например, полимерно-асбестовая диафрагма для получения хлора, едких щелочей и водорода (патенты РФ 2027798, 2064978, 1835870), или на основе полимеров виниловых мономеров, в частности поливинилхлорида (патенты Франции 1510265, 877468, патент Швейцарии 217474), или на основе термопластических волокон (патенты США 4210515, Голландии 7601341, Японии 51104483, Великобритании 1533428, Франции 2300144).

Известны пористые диафрагмы, выполненные в виде пленок, композиционных или волокнистых нетканых материалов, получаемых из химических волокон (патенты США 4921587, 4302303). Технологический процесс их получения сложен и предполагает необходимость использования специального оборудования.

Известна пористая диафрагма из синтетической ткани для электрохимических производств, которая может быть использована в электрохимических процессах рафинирования металлов и разделения растворов в электролизерах (а.с. СССР 983152, 1982 г.). Средняя величина пор диафрагмы составляет 0,006-0,01 мм, толщина 6-7 мм. Эксплуатация в течение 1835 ч в кислых электролитах показала, что жесткость и механическая прочность не теряется и составляет 98,7%, при прочности на разрыв 605 кг/см².

Известна пористая диафрагма из хлориновой ткани, которая может найти применение в машиностроении, где используются агрессивные растворы (патент РФ 2157428, 2000 г.). Размер пор составляет 1·10^-5 мм, гидравлическая проницаемость - 1·10^-5 см·с·н^-1, ресурс диафрагмы - 2780 часов. Исключает смешивание раствора.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является тканая диафрагма, основные и уточные нити которой выполнены кислотостойкими из смеси синтетических и натуральных волокон, имеющие коэффициент крутки 20-25 (а.с. СССР 1618434 - 1991 г.). Общая пористость диафрагмы составляет 75-80% при количестве пор 180-210 на 1 см². Срок службы диафрагмы находится в пределах от 80 до 90 суток, расход электролита - 21,9-25,6 кг/м, скорость никелирования 0,68-1 мк/мин.

Недостатками перечисленных выше диафрагм являются высокое электросопротивление и высокая водопроницаемость, что оказывает влияние на их потребительские свойства. Кроме того, они не имеют достаточно универсальную устойчивость при работе в агрессивных средах, что приводит к низкому сроку службы.

Задачей изобретения является создание ткани, применимой в качестве диафрагмы, которая позволила бы достигнуть новый технический результат, заключающийся в том, чтобы улучшить потребительские показатели за счет уменьшения электросопротивления и водопроницаемости, увеличить срок службы, скорость никелирования. Кроме того, задачей изобретения являлось расширение ассортимента диафрагм, которые с успехом могут быть использованы при работе в различных агрессивных средах, в частности в гальваностегии для получения покрытий никелем.

Задача решается тем, что создана тканая диафрагма, характеризующаяся тем, что она выполнена полотняным переплетением основных и уточных нитей крученой пряжи из поливинилового спирта, линейной плотности от 55×4 текс до 200×4 текс с круткой от 100 до 130 кручений/метр при плотности нитей в ткани на 10 см по основе от 110 до 135 и по утку от 95 до 110.

Разрывная нагрузка ткани составляет по основе 368-375 кгс, а по утку - 474-483 кгс, удлинение при разрыве по основе - 40,6%, а по утку - 13,1%.

Поверхностная плотность диафрагмы в частности составляет 600-650 г/м².

В отличие от известной диафрагмы, диафрагма согласно изобретению выполнена из пряжи поливинилового спирта. Кроме того, структура ткани другая. В совокупности эти признаки - новый тип волокон и структура ткани - позволяют достичь новый технический результат, заключающийся в том, что ткань обладает уменьшенным электросопротивлением (10-17 Ом·см²) и водопроницаемостью (20-50 дм³/м²·ч) по сравнению с известными, устойчива в агрессивных средах, имеет более высокий срок службы.

Ткань предназначена, в частности, для применения при электролизе никеля. Испытания показали, что скорость никелирования выше, чем у известной ткани.

Изобретение относится к производству тканых диафрагм, которые могут найти применение для разделения электродных пространств в электролизерах, в частности она предназначена для электролиза никеля. Диафрагма выполнена полотняным переплетением основных и уточных нитей крученой пряжи из поливинилового спирта линейной плотности от 55×4 текс до 200×4 текс с круткой от 100 до 130 кручений/метр при плотности нитей в ткани на 10 см по основе от 110 до 135 и по утку от 95 до 110. Разрывная нагрузка ткани составляет по основе 368-375 кгс, а по утку - 474-483 кгс, а удлинение при разрыве по основе - 40,6%, а по утку - 13,1%. Поверхностная плотность составляет 600-650 г/м². Преимущества диафрагмы - универсальная устойчивость при работе в агрессивных средах, небольшие значения показателей электросопротивления и водопроницаемости, увеличенные сроки службы и скорости никелирования. 2 з.п. ф-лы.

1. Тканая диафрагма, характеризующаяся тем, что она выполнена полотняным переплетением основных и уточных нитей крученой пряжи из поливинилового спирта линейной плотности от 55×4 до 200×4 текс с круткой от 100 до 130 кручений/метр при плотности нитей в ткани на 10 см по основе от 110 до 135 и по утку от 95 до 110, при этом разрывная нагрузка ткани составляет по основе 368-375 кгс, а по утку - 474-483 кгс, а удлинение при разрыве по основе - 40,6, а по утку - 13,1.2. Тканая диафрагма по п.1, отличающаяся тем, что ее поверхностная плотность составляет 600-650 г/м².3. Тканая диафрагма по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она предназначена для электролиза никеля.