(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弗化水素を含む溶融物を高温で電解処理する電解槽であって、
金属製の構造保持体と、前記構造保持体の内面に設けられた弗素系樹脂膜と、前記構造保持体の内面と前記弗素系樹脂膜とを接着するエポキシ樹脂膜と、前記弗素系樹脂膜の前記エポキシ樹脂膜との接着面に設けられたガラス繊維層と、を有し、
前記電解槽は、前記弗素系樹脂膜の前記ガラス繊維層の表面に塗布形成したエポキシ樹脂と、前記構造保持体の内面とを接着させて前記エポキシ樹脂膜を形成するステップを経て得られた、電解槽。
【請求項２】
前記電解槽は、前記弗素系樹脂膜の前記ガラス繊維層の表面に塗布形成されたエポキシ樹脂と、前記構造保持体の内面に塗布形成されたエポキシ樹脂とを接着させて前記エポキシ樹脂膜を形成するステップを経て得られた、請求項１に記載の電解槽。
【請求項３】
前記構造保持体が角部を有するものである、請求項１または２に記載の電解槽。
【請求項４】
前記弗素系樹脂膜は、前記構造保持体の内面全体に接着されている、請求項１または２に記載の電解槽。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高温の腐食性物質を処理するのに好適な処理容器に関する。詳しくは、構造保持体内面に弗素系樹脂を特定の接着剤で接着してなる処理容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
腐食性物質を扱う容器としては、耐蝕性のハステロイなどの金属、金属酸化物などの無機物、弗素系樹脂などの有機化合物が用いられているが、これらの材料は比較的高価であり、しかもハステロイ以外は機械強度が劣るので、構造保持体としては安価で強度に優れた鉄、ステンレス鋼などの安価な金属を構造保持体として用い腐食性物質が接触する内面に上記耐蝕性の物質をライニングして容器とするのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ライニングの方法は種々の方法があるが比較的容器の製造が容易である有機化合物を耐蝕性の物質として用いる場合には構造保持体に有機化合物の溶液、スラリー、粉体などを塗布し乾燥するか、さらに焼付ける方法が一般的である。この方法は、簡便に構造保持体に強固に有機化合物膜をつけることができる優れた方法であるが、こうして得られた有機化合物膜にはピンホールが存在することが多く、比較的厚い膜を得ることが困難であるなどの問題がある。厚い膜を設ける必要がある高温の腐食性物質を扱う容器では予めシート状に成形した有機化合物、特に弗素系樹脂のシートを構造保持体内面に密着させた構造とするのが一般的である。このような容器を反応に用いるには、温度制御ができることが必要であり、厚めのシートを構造保持体内面にきっちりと接触させておかないと容器外部との熱交換が有効に行なわれないとか、容器の洗浄、整備などのために温度を下げ、さらに反応のため温度を上げるなどの操作を繰り返すと熱膨張係数の差のためシートが変形してしまい容器としての機能が果たせないという問題がある。このような変形は特に角のある容器では問題になることが多い。密着性を高めるためには構造保持体とシートの間を真空にすることが行なわれる比較的低温で使用する内面が曲面で構成される容器では一定の効果があるが、角がある容器では角の部分でシートの破れが生じるとか、高温で使用する場合には温度の昇降によってシートの変形が見られるという問題がある。構造保持体とシートを接着するという方法も一定の効果があり、比較的弾力のある接着剤を用いることで温度の変化にも追随できるが長時間にわたって高温にさらすとシートが構造保持体から剥がれるという問題がある。このような問題は弗素系樹脂を使用した場合特に顕著である。特に、溶融塩を電気分解する場合に用いるような容器では、上述の問題が顕著であり、長時間、繰返し溶融電解に使用できるライニング容器は知られていないのが現状であり、優れた容器の開発が望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題を解決した容器について鋭意検討し本発明を完成した。即ち本発明は、構造保持体の内面に弗素系樹脂膜を設けた高温の腐食性物質の処理容器において、構造保持体と弗素系樹脂をエポキシ樹脂で接着してなる処理容器である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において構造保持体としては特に制限はないが、安価で強度、耐熱性に優れた金属とくに鉄、ステンレスなどの鉄の合金を用いるのが一般的である。
本発明において弗素系樹脂としては、耐熱、耐蝕性が使用する状態で十分であれば良く特に制限はない。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、弗化エチレンプロピレンコポリマー、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルコキシビニリエーテルコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリ弗化ビニリデンなどが例示できる。構造保持体に対する密着性の観点からは、耐熱、耐蝕性が十分である限り比較的柔らかいもの例えば、弗化エチレンプロピレンコポリマーなどの戸も重合体が特に好ましく例示できる。
【０００６】
本発明においてエポキシ樹脂としては、発明の目的から考えて当然のことながら耐熱性が良好なもので構造保持体として用いる金属との接着性に優れたものが好ましい。弗素系樹脂との接着強度の優れたものは知られていないが、後述するガラス繊維との接着強度に優れたものを選択することができる。当然のことながら、接着性を向上させるため種々のプライマーを用いることも可能であるが耐熱性に優れたものを用いるのが肝要である。エポキシ樹脂としては、具体的にはアミン系エポキシ樹脂、フェノール系エポキシ樹脂、アルコール系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、ウレタン系エポキシ樹脂、不飽和結合含有エポキシ樹脂などが例示され市場で入手可能である。
【０００７】
本発明においては弗素系樹脂との接着強度を改善するため、弗素系樹脂の表面にガラス繊維を植え付けてものを使用することができる。このようなものは既に市場で入手することが可能であるが、加熱したガラス繊維を、使用する弗素系樹脂に吹き付けることによって製造することが可能である。本発明の容器は、特に角を有する容器で効果的であり、立方体、長方体など角がある構造のもので効果的である。また、比較的高温に常時さらされる容器において効果的であり、特に溶融電解槽用の容器なかでも三弗化窒素製造用の電気分解槽に使用する容器において効果的である。
【０００８】
【実施例】
以下に実施例を示し本発明をさらに説明する。
実施例１
長方体（３０ｃｍ×３０ｃｍ×３０ｃｍ、厚さ１６ｍｍ）の鉄容器の内面に厚さ２ｍｍのシート（ダイキン工業株式会社製ガラス繊維処理弗素樹脂（弗化エチレンプロピレン共重合体のシートにガラス繊維で処理した、もの）を長方体の内面に合うようにかつガラス繊維が外がわになるように成形した。鉄容器内面と成形した弗素樹脂シートの外側にエポキシ樹脂接着剤（特公平５−５８５３の実施例１に従い、エピコート１５２（昭和シェル（株）製）にアクリル酸の存在下にトリエチルアミンを反応し、さらにブチルアクリレートをグラフトして得たエポキシ樹脂３３部とエポトートＹＨ４３４を４３部、アミノベンジルアミン１６部、ビニルシクロヘキシルジエポキシド５からなるエポキシ樹脂接着剤）を塗布した後、鉄容器内に成形した弗素系樹脂シートを入れ容器内を加圧して密着性よく接着した。この容器に弗化アンモニウムと弗化水素の１：２錯体を入れさらに容器をオイルバスに入れて１２０℃で６ヶ月保持した。この間、オイルバスの温度は一定であり伝熱係数が変化していなかった。６ヶ月後に内容物を取りだし内部を観察したところ全く変形は見られず腐食していなかった。また、５０℃−１２０℃のヒートサイクル実験を１００回行ったが同様に全く問題はなかった。
【０００９】
実施例２
エポキシ樹脂として特公平５−５８５３の実施例２に従い製造したエポキシ系接着剤（ビスフェノールＦのグリシジルエ−テルとアクリル酸、トリエチルアミンの反応物にさらに、ヒドロキシエチルアクリレートをグラフトしさらにシリコーン化合物で変成したエポキシ樹脂と、エポトートＹＨ４３４と、ビニルシクロヘキセンジエポキシドと、アミノベンジルアミンとからなるエポキシ樹脂）を用いた他は実施例１と同様にしたところ同様にまったく問題はなかった。
【００１０】
実施例３
弗素系樹脂としてガラス繊維で処理していない弗化エチレンプロピレン共重合体のシートを用いた他は実施例１と同様にしたところ同様に全く問題がなかった。次いで５０℃‐１２０℃のヒートサイクルを１００回繰返した後、１２０℃の保持したところバスの温度がヒートサイクル実験前より５℃高くなり剥離が起こっている可能性が疑われたが内部の観察では異常なかった。
【００１１】
比較例１
ウレタン系接着剤（電気化学工業（株）製ハードロックＷＸ−２０００Ｒ）を用いた他は実施例３と同様に実験をした。６ヶ月後に内容物を取り出し観察したところ全体に膨れがあった。なお実験開始時にくらべバスの温度は２０℃高くなっており大きく剥離していると考えられる。エネルギー効率が大きく低下している。
【００１２】
比較例２
接着剤を使用しなかったところバス温は、実施例３にくらべ３０℃高く設定する必要があり密着していないと考えられる。エネルギー効率の悪いものである。
【００１３】
比較例３
酢酸ビニル系接着剤（昭和高分子（株）製ビニロール）を用いた他は実施例３と同様に実験をした。６ヶ月後に内容物を取り出し観察したところ前面に膨れがあった。なお実験開始時に比べバスの温度は２５℃高くなっており大きく剥離していると考えられる。エネルギー効率が大きく低下している。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の容器は、高温の腐食性物質を扱う容器として好ましく、特に長方体の構造の容器で高温の溶融塩をエネルギー効率良く扱う容器として極めて優れたものであり工業的に価値がある。