CN100569351C - 复合半透膜及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于，提供一种水通透性能和盐截留率出色、膜中的未反应多官能胺成分极少的复合半透膜及其制造方法，所述复合半透膜在多孔性支撑体的表面形成有含有使多官能胺成分与多官能酸卤化物成分发生界面聚合而成的聚酰胺系树脂的表层，其特征在于，表层形成后，膜清洗处理前的未反应多官能胺成分的含量为200mg/m²以下，且膜清洗处理后的未反应多官能胺成分的含量为20mg/m²以下。

Description

复合半透膜及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种由含有聚酰胺系树脂的表层和支撑该表层的多孔性支撑体构成的复合半透膜、及其制造方法。该复合半透膜适合用于超纯水的制造、盐水或海水的脱盐等，另外还可以从染色排水或电沉积涂料排水等作为公害发生原因的污染等除去·回收其中含有的污染源或有效物质，有助于排水的封闭(close)化。另外，还可以在食品用途等中用于有效成分的浓缩、在净化水或污水用途等中用于有害成分的除去等高度处理。

背景技术

目前，作为复合半透膜，提出了很多在多孔性支撑体上形成由利用多官能芳香族胺与多官能芳香族酸卤化物的界面聚合得到的聚酰胺构成的表层的复合半透膜(专利文献1～4)。另外，还提出了在多孔性支撑体上形成由利用多官能芳香族胺与多官能脂环式酸卤化物的界面聚合得到的聚酰胺构成的表层的复合半透膜(专利文献5)。

但是，使用以往的半透膜，实际上如果想要得到作为通透液或非通透液被浓缩或精制后得到的目标物质，从构成膜或膜组件的构件洗脱·流出的未反应成分会引起目标物质的纯度降低。所以，这些半透膜和膜组件在使用前要进行充分清洗，但这种清洗操作通常需要很长时间或很高能量，或者发生引起膜的通透通量的降低等膜性能降低。

迄今为止，以从半透膜除去未反应成分为目的，提议有如下所述的方法，即利用0.01～5重量％的亚硫酸氢钠溶液，在约20～100℃的温度下，对膜处理约1～60分钟的方法(专利文献6)；使复合半透膜与有机物水溶液接触，除去未反应的残存物的方法(专利文献7)；及用柠檬酸、漂白剂等后续浴提取基材中残留的过剩成分的方法(专利文献8)。

另一方面，还公开有为了剥离除去附着于膜元的膜面的难以脱落的固体物质或细孔内的污物，或者为了抑制固体物质附着于膜面，一边用超声波清洗膜元一边过滤被处理水的膜分离方法(专利文献9)。

另外，还公开有用温度50℃以上的清洗液清洗除去未反应的芳香族系单体的流体分离膜的制造方法(专利文献10)。

但是，即使是上述方法，也不能充分地除去未反应成分，不能得到需要的高纯度的通透液等。另外，如果需要充分除去未反应成分，需要长时间的处理，会引起膜性能的降低。进而，专利文献9中记载的方法是在膜分离运转中除去附着于膜元的膜面的污物的方法，不是除去膜元内的未反应残留物的方法。

专利文献1：特开昭55-147106号公报

专利文献2：特开昭62-121603号公报

专利文献3：特开昭63-218208号公报

专利文献4：特开平2-187135号公报

专利文献5：特开昭61-42308号公报

专利文献6：专利第2947291号说明书

专利文献7：特开2000-24470号公报

专利文献8：特表2002-516743号公报

专利文献9：特开平11-319517号公报

专利文献10：专利第3525759号说明书

发明内容

本发明的目的在于，提供一种水通透性能和盐截留率出色、膜中的未反应多官能胺成分极少的复合半透膜、及其制造方法。

本发明人等为了达到上述目的进行了潜心研究，结果发现，通过使膜清洗处理前的未反应多官能胺成分的含量为特定量以下，可以用简单且短时间的膜清洗处理将复合半透膜中的未反应多官能胺成分的含量减至极低，以至完成本发明。

本发明涉及一种复合半透膜，是一种在多孔性支撑体的表面形成有包含聚酰胺系树脂的表层的复合半透膜，所述聚酰胺系树脂是由多官能胺成分与多官能酸卤化物成分发生界面聚合而成，该复合半透膜的特征在于，在形成表层后，膜清洗处理前的未反应多官能胺成分的含量为200mg/m²以下，且膜清洗处理后的未反应多官能胺成分的含量为20mg/m²以下。膜清洗处理后的未反应多官能胺成分的含量优选为15mg/m²以下，进而优选为10mg/m²以下。

另外，本发明还涉及一种复合半透膜的制造方法，所述复合半透膜是在多孔性支撑体的表面上形成含有聚酰胺系树脂的表层而成的复合半透膜的制造方法，所述聚酰胺系树脂是由多官能胺成分与多官能酸卤化物成分发生界面聚合而成，所述的制造方法的特征在于，包括：在将由含有多官能胺成分的胺水溶液构成的水溶液覆盖层形成于多孔性支撑体上之前，对多孔性支撑体实施胺不渗透处理的工序，以及在形成表层后使未反应多官能胺成分的含量为20mg/m²以下的膜清洗处理工序。

如果利用上述复合半透膜的制造方法，通过对多孔性支撑体实施胺不渗透处理，可以有效地防止多官能胺成分向多孔性支撑体中渗透。这样，可以降低形成表层后的多孔性支撑体中未反应多官能胺成分的含量。接着，通过其后的简单且短时间的膜清洗处理，可以几乎不引起膜性能的降低而使复合半透膜中的未反应多官能胺成分的含量减至20mg/m²以下、进而15mg/m²以下、特别是10mg/m²以下。

在本发明中，形成表层后，膜清洗处理前的未反应多官能胺成分的含量优选为200mg/m²以下。通过使膜清洗处理前的未反应多官能胺成分的含量为200mg/m²以下，可以以极短时间进行膜清洗处理，可以更有效地抑制膜清洗引起的膜性能的降低。

在本发明中，上述胺不渗透处理优选为将多孔性支撑体中的含水量减至20g/m²以下的处理。更优选多孔性支撑体中的含水量为10g/m²以下，特别优选为1g/m²以下。使多官能胺成分溶解于水并涂布于多孔性支撑体上，因此通过将多孔性支撑体中的含水量减至20g/m²以下，可以有效地抑制多官能胺成分向多孔性支撑体中的渗透、扩散。

另外，上述胺水溶液的粘度优选为7mPa·s以上，更优选为10mPa·s以上。

另外，就上述胺水溶液而言，优选在使其以常压接触多孔性支撑体时，多官能胺成分在多孔性支撑体中的移动速度为0.3mg/m²·sec以下，更优选为0.1mg/m²·sec以下。

如上所述，通过调整胺水溶液的粘度或在多孔性支撑体中的移动速度，可以有效地抑制多官能胺成分向多孔性支撑体中的渗透。

本发明的复合半透膜的制造方法，优选包括向多孔性支撑体上涂布胺水溶液，以使得向多孔性支撑体上供给的多官能胺成分的量成为200～600mg/m²的工序。多官能胺成分的量更优选为400～600mg/m²。在多官能胺成分的量不到200mg/m²的情况下，表层容易产生气泡等缺陷，存在难以均一形成高性能的表层的趋势。另一方面，在超过600mg/m²的情况下，存在多孔性支撑体上的多官能胺成分的量变得过多、多官能胺成分变得容易向多孔性支撑体中渗透或者成膜的水通透性变低或盐截留性变差的趋势。

另外，本发明的复合半透膜的制造方法，优选在膜清洗处理工序后，包括向已实施清洗处理的膜实施保湿处理的保湿工序、和对已实施保湿处理的膜实施干燥的干燥工序。从其后的可加工性或保存性等观点出发，优选使复合半透膜为干燥型。

如果从在多孔性支撑体的表面形成有表层的复合膜进行除去未反应多官能胺成分的膜清洗处理、然后对实施过清洗处理的膜实施干燥，则与干燥前的复合半透膜相比，得到的干燥复合半透膜在盐截留性能和通透通量方面存在极大降低的趋势。尤其存在通透通量显著降低的趋势。如同本发明所示，在制作膜之后从膜清洗除去未反应多官能胺成分，然后在对实施过清洗处理的膜实施干燥之前对该膜实施保湿处理，由此，即便在干燥处理之后，也可以得到水通透性能和盐截留性能出色的复合半透膜。

另外，在本发明的复合半透膜的制造方法中，上述膜清洗处理工序是与清洗处理工序同时进行保湿处理的工序，进而包括对已实施清洗保湿处理的膜实施干燥的干燥工序。通过同时进行清洗处理和保湿处理，可以提高生产效率。

在本发明中，在保湿处理使用的保湿剂优选为有机酸金属盐和/或无机酸金属盐。

上述有机酸金属盐优选为从醋酸碱金属盐、乳酸碱金属盐、以及谷氨酸碱金属盐构成的组选择的至少一种有机酸碱金属盐。碱金属优选为钠或钾。

另外，上述无机酸金属盐优选为从碳酸氢碱金属盐、磷酸一氢二碱金属盐、磷酸二氢一碱金属盐构成的组选择的至少一种无机酸金属盐。碱金属优选为钠或钾。

在使用界面活性剂或糖类作为保湿剂的情况下，为了得到需要的效果，必须进行长时间的保湿处理，但由于可以通过使用上述有机酸金属盐和/或无机酸金属盐，以极短时间的保湿处理就可以得到充分的效果，所以在生产过程中有极大优势。另外，在使用界面活性剂或糖类作为保湿剂的情况下，干燥条件(温度、时间等)会有损效果，但在使用上述有机酸金属盐和/或无机酸金属盐的情况下，不管干燥条件如何，均可得到充分的效果，在生产过程上有极大优势。

另外，本发明还涉及利用上述制造方法得到的复合半透膜。

就本发明的复合半透膜而言，在膜中的未反应多官能胺成分极少，另外由于不进行过度的膜清洗，故而膜性能不会降低，水通透性能和盐截留率出色。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。本发明的复合半透膜，是在多孔性支撑体的表面形成有包含使多官能胺成分与多官能酸卤化物成分发生界面聚合而成的聚酰胺系树脂的表层的复合半透膜，在形成表层后，膜清洗处理前的未反应多官能胺成分的含量为200mg/m²以下，且膜清洗处理后的未反应多官能胺成分的含量为20mg/m²以下。就上述复合半透膜而言，例如可以在将由含有多官能胺成分的胺水溶液构成的水溶液覆盖层形成于多孔性支撑体上之前，对多孔性支撑体实施胺不渗透处理，而且在形成表层之后进行膜清洗处理，由此来制造。

多官能胺成分是具有2个以上的反应性氨基的多官能胺，可以举出芳香族、脂肪族及脂环式的多官能胺。

作为芳香族多官能胺，例如可以举出间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、1，3，5-三氨基苯、1，2，4-三氨基苯、3，5-二氨基安息香酸、2，4-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、N，N’-二甲基-间苯二胺、2，4-二氨基苯甲醚、阿米酚、苯二甲基二胺等。

作为脂肪族多官能胺，例如可以举出乙二胺、丙二胺、三(2-氨基乙基)胺、正苯基-乙二胺等。

作为脂环式多官能胺，例如可以举出1，3-二氨基环己烷、1，2-二氨基环己烷、1，4-二氨基环己烷、哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、4-氨基甲基哌嗪等。

这些多官能胺可以使用1种，也可以并用2种以上。为了得到高盐截留性能的表层，优选使用芳香族多官能胺。

多官能酸卤化物成分是指具有2个以上反应性羰基的多官能酸卤化物。

作为多官能酸卤化物，可以举出芳香族、脂肪族、以及脂环式的多官能酸卤化物。

作为芳香族多官能酸卤化物，例如可以举出苯均三酸三氯化物、对苯二酸二氯化物、异酞酸二氯化物、联苯二羧酸二氯化物、萘二羧酸二氯化物、苯三磺酸三氯化物、苯二磺酸二氯化物、氯磺酰基苯二羧酸二氯化物等。

作为脂肪族多官能酸卤化物，例如可以举出丙烷二羧酸二氯化物、丁烷二羧酸二氯化物、戊烷二羧酸二氯化物、丙烷三羧酸三氯化物、丁烷三羧酸三氯化物、戊烷三羧酸三氯化物、戊二酸二氯化物、己二酸二氯化物等。

作为脂环式多官能酸卤化物，例如可以举出环丙烷三羧酸三氯化物、环丁烷四羧酸四氯化物、环戊烷三羧酸三氯化物、环戊烷四羧酸四氯化物、环己烷三羧酸三氯化物、四氢呋喃四羧酸四氯化物、环戊烷二羧酸二氯化物、环丁烷二羧酸二氯化物、环己烷二羧酸二氯化物、四氢呋喃二羧酸二氯化物等。

这些多官能酸卤化物可以使用1种，也可以并用2种以上。为了得到高盐截留性能的表层，优选使用芳香族多官能酸卤化物。另外，多官能酸卤化物成分的至少一部分还优选使用3价以上的多官能酸卤化物而形成交联结构。

另外，为了提高含有聚酰胺系树脂的表层的性能，也可以使聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸等聚合物，山梨醇、甘油等多元醇等进行共聚。

支撑表层的多孔性支撑体只要可以支撑表层即可，没有特别限制，通常优选使用具有平均孔径为

左右的微孔的超滤膜。作为多孔性支撑体的形成材料，例如可以举出以聚砜、聚醚砜之类的聚芳基醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯等各种材料，特别是从化学、机械、热的稳定性的角度出发，优选使用聚砜、聚芳基醚砜。该多孔性支撑体的厚度通常约为25～125μm，优选为约40～75μm，但不一定限于这些。此外，多孔性支撑体也可以用利用纺布、无纺布等的贴里来加强。

对在上述多孔性支撑体的表面上形成含有聚酰胺系树脂的表层的方法没有特别限制，可以使用所有公知的手法。例如可以举出界面缩合法、相分离法、薄膜涂布法等。作为界面缩合法，具体而言有如下所述的方法，即，使含有多官能胺成分的胺水溶液与含有多官能酸卤化物成分的有机溶液接触而使其发生界面聚合，由此形成表层，在该多孔性支撑体上载置该表层的方法；或利用在多孔性支撑体上的上述界面聚合，在多孔性支撑体上直接形成聚酰胺系树脂的表层的方法。该界面缩合法的条件等的具体情况在特开昭58～24303号公报、特开平1-180208号公报等中有记载，可以适当采用这些公知技术。

在本发明中，特别优选如下所述的方法，即，在胺水溶液的涂布前对多孔性支撑体实施胺不渗透处理，然后在多孔性支撑体上形成由含有多官能胺成分的胺水溶液构成的水溶液覆盖层，接着使含有多官能酸卤化物成分的有机溶液与水溶液覆盖层接触，使其发生界面聚合，由此形成表层。

作为胺不渗透处理，例如可以举出：1)通过干燥将多孔性支撑体中的含水量减至20g/m²以下的处理；2)使用实际上不溶解多官能胺成分且实际上不与胺水溶液混合的烃系溶剂或环烷系溶剂等溶剂，覆盖多孔性支撑体上，或者使其浸渗于多孔性支撑体中的处理；3)使用无机酸或有机酸水溶液(优选pH为4以下)覆盖多孔性支撑体上，或者使其浸渗于多孔性支撑体中的处理；4)用含有甘油、乙二醇、聚乙二醇、或聚乙烯醇等的粘度为10mPa·s以上的水溶液覆盖多孔性支撑体上，或者使其浸渗于多孔性支撑体中的处理等。其中，特别优选实施将多孔性支撑体中的含水量减至20g/m²以下的处理。

另外，通过将上述胺水溶液的粘度调整到7mPa·s以上，或者调整上述胺水溶液，从而使常压下使其接触所使用的多孔性支撑体时的多官能胺成分在多孔性支撑体中的移动速度成为0.3mg/m²·sec以下，可以进一步抑制多官能胺成分向多孔性支撑体中渗透、扩散。作为将胺水溶液的粘度调整到7mPa·s以上的方法，例如可以举出向水溶液中添加甘油、乙二醇、丙二醇等多元醇类的方法。另外，作为调整胺水溶液使多官能胺成分在多孔性支撑体中的移动速度成为0.3mg/m²·sec以下的方法，可以举出降低胺水溶液的表面张力的方法，例如不添加界面活性剂等成分、根据胺水溶液的组成将pH值调整至中性附近等，但不被这些限制。

在上述界面聚合法中，对胺水溶液中的多官能胺成分的浓度没有特别限制，优选为0.1～5重量％，进而优选为0.5～2重量％。在多官能胺成分的浓度不到0.1重量％的情况下，表层容易产生气泡等缺陷，另外还存在盐截留性能降低的趋势。另一方面，在多官能胺成分的浓度超过5重量％的情况下，存在多官能胺成分容易向多孔性支撑体中渗透、或者膜厚变得过厚通透阻力变大通透通量降低的趋势。

对上述有机溶液中的多官能酸卤化物成分的浓度没有特别限制，优选为0.01～5重量％，进而优选为0.05～3重量％。在多官能酸卤化物成分的浓度不到0.01重量％的情况下，存在未反应多官能胺成分容易残留、或者表层中容易产生气泡等缺陷、盐截留性能降低的趋势。另一方面，在多官能酸卤化物成分的浓度超过5重量％的情况下，存在未反应多官能酸卤化物成分容易残留、或者膜厚变得过厚通透阻力变大通透通量降低的趋势。

作为用于上述有机溶液的有机溶剂，只要是对水的溶解度低、不使多孔性支撑体劣化、溶解多官能酸卤化物成分的有机溶剂即可，没有特别限定，例如可以举出环己烷、庚烷、辛烷及壬烷等饱和烃，1，1，2-三氯三氟乙烷等卤素取代烃等。优选沸点300℃以下、进而优选沸点200℃以下的饱和烃。

为了容易制膜或提高得到的复合半透膜的性能，可以向上述胺水溶液或有机溶液中加入各种添加剂。作为上述添加剂，例如可以举出十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、以及月桂基硫酸钠等界面活性剂，除去聚合产生的卤化氢的氢氧化钠、磷酸三钠及三乙胺等碱性化合物，酰化催化剂，特开平8-224452号公报记载的溶解度参数为8～14(cal/cm³)^1/2的化合物等。

从在多孔性支撑体上涂布上述胺水溶液到涂布上述有机溶液的时间，根据胺水溶液的组成、粘度和多孔性支撑体的表面层的孔径的不同而不同，但优选为15秒以下，进而优选为5秒以下。在上述溶液的涂布间隔超过15秒的情况下，胺水溶液会渗透·扩散深至多孔性支撑体的内部，未反应多官能胺成分会在多孔性支撑体中大量残留。另外，渗透至多孔性支撑体的内部很深处的未反应多官能胺成分，即使在之后的膜清洗处理中也存在难以除去的趋势。此外，也可以在上述多孔性支撑体上覆盖上述胺水溶液，然后除去多余的胺水溶液。

在本发明中，优选在由胺水溶液构成的水溶液覆盖层与有机溶液接触之后，除去多孔性支撑体上的过剩有机溶液，以70℃以上的温度加热干燥多孔性支撑体上的形成膜，形成表层。通过加热处理形成膜，可以提高其机械强度或耐热性等。加热温度更优选为70～200℃，特别优选为100～150℃。加热时间优选为30秒～10分钟左右，进而优选为40秒～7分钟左右。

对多孔性支撑体上形成的表层的厚度没有特别限制，通常为0.05～2μm左右，优选为0.1～1μm。

这样制作的膜清洗处理前的复合半透膜，其未反应多官能胺成分的含量被调整为200mg/m²以下，优选为150mg/m²以下，进而优选为100mg/m²以下。

在本发明中，然后对制作的未清洗复合半透膜实施膜清洗处理。对膜清洗处理方法没有特别限制，可以采用以往公知的方法。特别优选下述的膜清洗处理方法。

1)使纯水或离子交换水接触未清洗复合半透膜，进行膜清洗的方法。

2)使含有酸性物质和/或无机盐、水溶液有机物质的水溶液与未清洗复合半透膜接触，进行膜清洗的方法。

酸性物质只要是水溶性的即可，没有特别限制，例如可以举出盐酸、硫酸、磷酸等无机酸，甲酸、醋酸、柠檬酸等有机酸。

无机盐只要是与酰胺基形成配位化合物的物质即可，没有特别限制，例如可以举出氯化锂(LiCl)、氯化钙(CaCl₂)、硫氰酸钙[Ca(SCN)₂]、硫氰酸钾(KSCN)等。

水溶液中的酸性物质和/或无机盐的浓度优选为10ppm～50重量％，进而优选为50ppm～20重量％，特别优选为1～10重量％。在酸性物质和/或无机盐的浓度不到10ppm的情况下，存在难以有效地从半透膜除去未反应多官能胺成分的趋势。另一方面，在超过50重量％的情况下，存在给半透膜的性能带来的影响增大、通透通量降低的趋势。

水溶性有机物质只要是不给膜性能带来不良影响的物质即可，没有特别限制，例如可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等一元醇，乙二醇、三乙二醇、甘油等多元醇，乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一丁醚等醚，二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、正甲基吡咯烷酮等极性溶剂。

考虑到未反应多官能胺成分的除去性能或膜性能降低抑制效果，水溶液中的水溶性有机物质的浓度可以根据每次使用的材料适当调整，但通常为1～90重量％左右，更优选为10～80重量％，特别优选为20～50重量％。在水溶性有机物质的浓度不到1重量％的情况下，存在难以有效地从半透膜除去未反应多官能胺成分的趋势。另一方面，在超过90重量％的情况下，存在给分离膜的性能带来的影响变大，通透通量降低的趋势。

3)首先使未清洗复合半透膜与含有上述水溶性有机物质的溶液接触，然后使上述半透膜与含有上述酸性物质的水溶液接触，进行膜清洗的方法。

在接触的溶液的顺序相反的情况下，不能充分地除去未反应多官能胺成分。通过首先使未清洗复合半透膜与含有水溶性有机物质的溶液接触，可以促进膜的亲水化和溶胀化。所以，在之后的接触处理中，含有酸性物质的水溶液迅速渗透到膜的内部，清洗效果变高。

另外，从向膜内的渗透性的观点出发，上述水溶性有机物质的表面张力优选为0.04N/m以下，进而优选为0.02～0.035N/m。在表面张力超过0.04N/m的情况下，存在由于向膜内的渗透性变低而不能充分获得未反应多官能胺成分的除去效果的趋势。不过，即使是表面张力超过0.04N/m的水溶性有机物质，在相对于表面张力为0.04N/m以下的水溶性有机物质使用少量的情况下，有时会促进膜的溶胀化，提高清洗效果。例如，在含有乙醇(表面张力：0.022N/m)50重量％的水溶液、和含有乙醇40重量％及二乙二醇(表面张力：0.045N/m)10重量％的水溶液中，使用后者时可以更有效地除去未反应多官能胺成分。在上述中，使用甘油(表面张力：0.063N/m)代替二乙二醇的情况也相同。表面张力超过0.04N/m的水溶性有机物质的添加量，根据使用的水溶性有机物质的表面张力发生变化，但通常相对于表面张力为0.04N/m以下的水溶性有机物质100重量份，优选为50重量份以下，更优选为30重量份以下。

考虑到未反应多官能胺成分的除去性能或膜性能降低抑制效果，溶液中的水溶性有机物质的浓度可以根据每次使用的材料进行适当调整，但通常为1～100重量％，优选为10～80重量％，进而优选为20～50重量％。特别优选成为上述浓度的水溶液而使用。在水溶性有机物质的浓度不到1重量％的情况下，存在难以有效地从半透膜除去未反应多官能胺成分的趋势。

水溶液中的酸性物质的浓度优选为10ppm～50重量％，进而优选为50ppm～20重量％，特别优选为1～10重量％。在酸性物质的浓度不到10ppm的情况下，存在难以有效地从半透膜除去未反应多官能胺成分的趋势。另一方面，在超过50重量％的情况下，给半透膜的性能带来的影响变大。

在上述1)～3)的膜清洗处理方法中，作为使上述溶液与半透膜接触的方法，例示有浸渍、加压通水、喷雾、涂布、喷淋等所有方法，但为了充分地赋予接触的效果，优选浸渍或加压通水。

就接触时间而言，只要是在膜清洗处理后复合半透膜中的未反应多官能胺成分的含量成为20mg/m²以下，而且在制造上的限制所允许的范围即可，不受任何限制，可以设定任意时间。在本发明中，由于在膜清洗处理前的复合半透膜中的未反应多官能胺成分的含量较少为200mg/m²以下，所以膜清洗处理中的接触时间可以为短时间。不能一概而论规定接触时间，但通常为数秒～数十分钟，进而优选为10秒～3分钟。即使延长接触时间，由于未反应多官能胺成分的除去量达到平衡，所以不应该进一步提高除去效果，如果接触时间过长，存在膜性能或制造效率降低的趋势。接触温度只要是上述溶液作为液体存在的温度范围即可，没有特别限制，但从未反应多官能胺成分的除去效果、膜的防劣化的观点、以及操作的容易程度等出发，优选为10～90℃，进而优选为10～60℃，特别优选为10～45℃。

当用加压通水法接触上述溶液时，对于向半透膜提供该溶液的压力，只要在半透膜和用于赋予压力的构件或设备的物理强度的允许范围内，没有任何限制，但优选在0.1～10MPa下进行，更优选为1.5～7.5MPa。在不到0.1MPa的情况下，为了得到需要的效果，存在接触时间变长的趋势，在超过10MPa的情况下，存在由固结化引起通透水量降低的趋势。

4)将未清洗复合半透膜浸渍于液体中，用超声波进行膜清洗的方法。

浸渍半透膜的液体只要是不使半透膜的性能降低的液体即可，没有特别限制，例如可以举出有机溶剂、蒸馏水、离子交换水、含有有机物或无机物的水溶液等。特别优选使用含有醇、酸或碱的水溶液。

作为醇，例如可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等一元醇，乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、甘油等多元醇。它们可以使用1种，也可以使用2种以上。

考虑到未反应多官能胺成分的除去性能或膜性能降低抑制效果，水溶液中的醇浓度可以根据每次使用的材料适当调整，但通常为1～90重量％左右，更优选为10～80重量％，特别优选为20～50重量％。在醇的浓度不到1重量％的情况下，由于半透膜没有充分溶胀，所以存在不能充分获得与超声波清洗的协同效果的趋势。另一方面，在超过90重量％的情况下，存在给半透膜的性能带来的影响变大、盐截留率和通透通量降低的趋势。

作为酸，只要是水溶性的即可，没有特别限制，例如可以举出盐酸、硫酸、磷酸等无机酸，甲酸、醋酸、柠檬酸等有机酸。

作为碱，只要是水溶性的即可，没有特别限制，例如可以举出氢氧化钠、氢氧化钾等氢氧化碱金属，氢氧化钙等氢氧化碱土金属，氨、胺类等。

考虑到未反应多官能胺成分的除去性能或膜性能降低抑制效果，水溶液中的酸或碱的浓度可以根据每次使用的材料适当调整，优选为10ppm～50重量％，进而优选为50ppm～20重量％，特别优选为1～10重量％。在酸或碱的浓度不到10ppm的情况下，半透膜不能充分溶胀，所以存在不能充分获得与超声波清洗的协同效果的趋势。另一方面，在超过50重量％的情况下，存在给半透膜的性能带来的影响变大、盐截留率和通透通量降低的趋势。

对浸渍半透膜的液体的温度没有特别限制，但从未反应多官能胺成分的除去性能、膜性能降低抑制效果、以及操作的容易程度等出发，优选为10～90℃，进而优选为10～60℃，特别优选为10～45℃。

考虑到未反应多官能胺成分的除去性能或膜性能降低抑制效果，用超声波清洗的时间可以根据每次使用的材料适当调整，通常为数秒～数分钟，进而优选为10秒～3分钟。即使清洗时间过长，由于未反应多官能胺成分的除去量达到平衡，所以除去效果未进一步提高，如果清洗时间过长，存在膜性能或制造效率降低的趋势。

在进行膜清洗处理时，半透膜不会受到任何其形状的限制。即，可以对平膜状或螺旋管(spiral element)状等可以考虑到的所有膜形状实施处理。

利用这样的制造方法制作的复合半透膜，未反应多官能胺成分的含量极少，为20mg/m²以下，使用该复合半透膜分离精制的通透液或被浓缩的目标物质，其杂质极少，为高纯度。

另外，为了提高复合半透膜的盐截留性、透水性及耐氧化剂性等，也可以实施以往公知的各种处理。

在本发明中，也可以干燥用上述方法进行了清洗处理的半透膜，作为干燥型的复合半透膜。在这种情况下，在对清洗处理后的半透膜进行干燥之前，需要对该半透膜实施保湿处理。

保湿处理通过向清洗处理后的半透膜供给保湿剂而进行。具体而言，可以举出向含有保湿剂的溶液中的浸渍，含有保湿剂的溶液的涂布、喷雾或加压通水、以及与保湿剂蒸气的接触等，但不被这些所限制，可以采用公知的方法。

保湿剂只要是能够向清洗处理后的半透膜赋予保湿性的化合物即可，没有特别限制，例如可以举出醋酸钠、醋酸钾、乳酸钠、乳酸钾、谷氨酸钠、以及谷氨酸钾等有机酸碱金属盐；醋酸镁、醋酸钙、乳酸镁、乳酸钙、谷氨酸镁、以及谷氨酸钙等有机酸碱土金属盐；碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸钾、磷酸一氢二钠、磷酸一氢二钾、磷酸二氢一钠、磷酸二氢一钾、磷酸钠、以及磷酸钾等无机酸碱金属盐；碳酸氢镁、碳酸氢钙、碳酸镁、碳酸钙、磷酸二氢镁、磷酸二氢钙、磷酸氢镁、磷酸氢钙、磷酸镁、以及磷酸钙等无机酸碱土金属盐；氯化钠等卤化碱金属；氯化镁等卤化碱土金属；月桂基硫酸钠、月桂基硫酸钾、烷基苯磺酸钠、以及烷基苯磺酸钾等界面活性剂；葡萄糖以及蔗糖等糖类；甘氨酸和亮氨酸等氨基酸等。

对溶液中的保湿剂的浓度没有特别限制，优选为100ppm～30重量％，进而优选为500ppm～10重量％。在保湿剂的浓度不到100ppm的情况下，存在不能充分获得干燥处理后的水通透性能和盐截留率的降低抑制效果、或者保湿处理时间很长的趋势。另一方面，在保湿剂的浓度超过30重量％的情况下，存在成本变高或者给膜性能带来不良影响的趋势。

在将清洗处理后的半透膜浸渍于含有保湿剂的溶液中的情况下，对浸渍时间没有特别限制，优选为0.1秒～30分钟，更优选为1秒～10分钟。在浸渍时间不到0.1秒的情况下，存在不能充分得到干燥处理后的水通透性能和盐截留率的降低抑制效果的趋势。另一方面，即使浸渍时间超过30分钟，干燥处理后的水通透性能和盐截留率的降低抑制效果也基本不变，制造效率降低，所以不优选。

在向清洗处理后的半透膜涂布含有保湿剂的溶液的情况下，涂布面可以是单面或双面，但为了有效地发挥效果，优选在双面涂布。

溶液的温度只要是该溶液作为液体存在的温度范围即可，没有特别限制，但从保湿性赋予效果、膜的防劣化的观点、以及操作的容易程度等出发，优选为10～90℃，进而优选为10～60℃，特别优选为10～45℃。

在用加压通水法接触上述溶液时，对于向清洗处理后的半透膜提供该溶液的压力，只要在半透膜和用于赋予压力的构件或设备的物理强度的允许范围内，没有任何限制，但优选为0.1～10MPa，更优选为1.5～7.5MPa。在不到0.1MPa的情况下，为了得到需要的效果，存在接触时间变长的趋势，在超过10MPa的情况下，存在由固结化引起通透水量降低的趋势。

在本发明中，也可以对制作的未清洗半透膜同时实施上述清洗处理和上述保湿处理。作为该处理方法，例如可以举出向用于清洗处理的上述清洗液中添加上述保湿剂而配制清洗保湿液，使用该清洗保湿剂进行处理的方法。

在进行干燥处理时，半透膜不会受到任何其形状的限制。即，可以对平膜状或螺旋状等可以考虑到的所有膜形状实施干燥处理。例如，可以将半透膜加工成螺旋状制作膜单位，干燥该膜单位，制作干螺旋管。

对进行干燥处理时的温度没有特别限制，优选为20～150℃，更优选为40～130℃。在不到20℃的情况下，干燥处理需要的时间过长，干燥变得不充分，在超过150℃的情况下，存在由于热引起膜的结构变化而导致膜性能降低的趋势。

对进行干燥处理时的时间没有特别限制，但优选干燥至半透膜中的溶剂量成为5重量％以下。

本发明的已干燥的复合半透膜，由于是干燥型，所以可加工性或保存性出色。另外，本发明的已干燥的复合半透膜是干燥型，同时发挥与湿型的复合半透膜相等的水通透性能和盐截留性能。

实施例

以下举出实施例，对本发明进行说明，但这些实施例不对本发明有任何限定。

[评价和测定方法]

(通透通量和盐截留率的测定)

将制作的平膜状复合半透膜切断为规定的形状、尺寸，放置于平膜评价用单元(cell)中。对于含有NaCl约1500mg/L并使用NaOH调整至pH6.5～7.5的水溶液，在25℃下，向膜的供给侧与通透侧施加1.5MPa的差压，使其与膜接触。测定利用该操作得到的通透水的通透速度和电导率，算出通透通量(m³/m²·d)和盐截留率(％)。就盐截留率而言，事先制作NaCl浓度与水溶液电导率的相关(检量线)，使用这些利用下式算出。

盐截留率(％)＝{1-(通透液中的NaCl浓度[mg/L])/(供给液中的NaCl浓度[mg/L])}×100

(多官能胺成分在多孔性支撑体中的移动速度测定)

使胺水溶液以常压接触使用的多孔性支撑体的一面，使纯水以常压接触其另一面。通过该操作，纯水侧在接触一定时间之后开始检测出胺，然后随着时间的经过其浓度增加。将浓度相对于时间的斜率稳定时的斜率定义为胺成分的移动速度(mg/m²·sec)。纯水侧的胺成分的浓度测定使用紫外可见分光光度计“UV-2450”(岛津制作所制)进行。

(胺水溶液的粘度测定)

胺水溶液的粘度测定使用BL型粘度计(东京计器制)测定。

(多孔性支撑体中的含水量测定)

就多孔性支撑体的含水量而言，在规定温度下使规定面积的支撑体样品干燥，根据其前后的重量变化而算出。

(未反应多官能胺成分的含量测定)

在含有乙醇50重量％的水溶液(25℃)中，浸渍在实施例和比较例中制作的膜清洗处理前的复合半透膜(Φ25mm)，静置约8小时，提取复合半透膜中的未反应多官能胺成分。测定得到的提取液在210nm下的UV吸光度。另一方面，事先制作50重量％乙醇水溶液中的多官能胺成分的浓度与该水溶液的210nm吸光度之间的相关(检量线)，使用这些，测定膜清洗处理前的复合半透膜中含有的未反应多官能胺成分的量。另外，使用膜清洗处理后的复合半透膜(Φ25mm)，用与上述相同的方法测定各层中含有的未反应多官能胺成分的量。其结果见表1～3。

制造例1

(多孔性支撑体的制作)

在无纺布基材上均一地涂布将聚砜(Solvay公司制，P-3500)18重量％溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中得到的制膜涂料，且湿厚为200μm。然后，立即将其浸渍于40～50℃的水中使其凝固，而且完全地提取清洗作为溶剂的DMF，制作在无纺布基材上具有聚砜微多孔层的多孔性支撑体。

实施例1

以40℃加热干燥制作的多孔性支撑体。加热干燥后的多孔性支撑体中的含水量为1g/m²。

在上述多孔性支撑体上涂布含有间苯二胺1重量％、三乙胺3重量％、以及樟脑磺酸6重量％的胺水溶液(胺成分的移动速度：0.02mg/m²·sec)，然后通过擦拭除去多余的胺水溶液，由此形成水溶液覆盖层。接着，在上述水溶液覆盖层的表面涂布含有苯均三酸氯化物0.2重量％的异辛烷溶液。然后除去多余的溶液，进而在120℃的热风干燥机中保持3分钟，在多孔性支撑体上形成含有聚酰胺系树脂的表层，得到未清洗复合半透膜。使用制作的未清洗复合半透膜进行通透试验。通透试验的结果见表1。

另外，通过在50℃的纯水中浸渍上述未清洗复合半透膜1分钟，进行膜清洗处理，制作复合半透膜。

实施例2～15

如表1所记载，除了改变多孔性支撑体的干燥温度、胺水溶液的组成以外，用与实施例1相同的方法制作复合半透膜，进行通透试验。通透试验的结果见表1。

比较例1

不对多孔性支撑体进行干燥处理，改变胺水溶液的组成，除此之外，用与实施例1相同的方法制作复合半透膜，进行通透试验。通透试验的结果见表1。由于多孔性支撑体中未反应多官能胺成分的含量多，所以不满足实用性。

比较例2

不对多孔性支撑体进行干燥处理，改变胺水溶液的组成，除此之外，用与实施例1相同的方法制作复合半透膜，进行通透试验。通透试验的结果见表1。由于未反应多官能胺成分的含量非常多，所以不满足实用性。

实施例16

室温下风干制作的多孔性支撑体。干燥后的多孔性支撑体中的含水量为1g/m²。

在上述多孔性支撑体上涂布含有间苯二胺1.5重量％、三乙胺3重量％、以及樟脑磺酸6重量％的胺水溶液(胺成分的移动速度：0.02mg/m²·sec)，然后通过擦拭除去多余的胺水溶液，形成水溶液覆盖层。接着，在上述水溶液覆盖层的表面涂布含有苯均三酸氯化物0.25重量％的异辛烷溶液。然后除去多余的溶液，进而在120℃的热风干燥机中保持3分钟，在多孔性支撑体上形成含有聚酰胺系树脂的表层，得到未清洗复合半透膜。使用制作的未清洗复合半透膜进行通透试验。通透试验的结果见表1。

另外，通过在50℃的纯水中浸渍上述未清洗复合半透膜1分钟，进行膜清洗处理，制作复合半透膜。

实施例17

除了使用含有间苯二胺1.5重量％、三乙胺4重量％、以及樟脑磺酸8重量％的胺水溶液(胺成分的移动速度：0.03mg/m²·sec)以外，用与实施例16相同的方法制作复合半透膜，进行通透试验。通透试验的结果见表1。

比较例3

多孔性支撑体的含水量为30g/m²，使用含有间苯二胺3重量％、三乙胺3重量％、樟脑磺酸6重量％、以及月桂基硫酸钠0.15重量％的胺水溶液(胺成分的移动速度：2.7mg/m²·sec)，除此以外，用与实施例16相同的方法制作复合半透膜，进行通透试验。通透试验的结果见表1。由于未反应多官能胺成分的含量非常多，所以不满足实用性。

实施例18

以60℃加热干燥制作的多孔性支撑体。加热干燥后的多孔性支撑体中的含水量为1g/m²。

在上述多孔性支撑体上以60g/m²(间苯二胺：600mg/m²)涂布含有间苯二胺1重量％、三乙胺3重量％、以及樟脑磺酸6重量％的胺水溶液，然后通过擦拭除去多余的胺水溶液，由此形成水溶液覆盖层。接着，在上述水溶液覆盖层的表面涂布含有苯均三酸氯化物0.25重量％的异辛烷溶液。然后除去多余的溶液，进而在120℃的热风干燥机中保持3分钟，在多孔性支撑体上形成含有聚酰胺系树脂的表层，得到未清洗复合半透膜。使用制作的未清洗复合半透膜进行通透试验。通透试验的结果见表2。

另外，通过在50℃的纯水中浸渍上述未清洗复合半透膜1分钟，进行膜清洗处理。使用制作的复合半透膜进行通透试验。通透试验的结果见表2。

实施例19～22和比较例4～6

如表2所记载，除了改变多孔性支撑体的含水量、胺水溶液的组成以外，用与实施例18相同的方法制作复合半透膜，进行通透试验。通透试验的结果见表2。

实施例23

室温下风干制作的多孔性支撑体。干燥后的多孔性支撑体中的含水量为1g/m²。

在上述多孔性支撑体上涂布含有间苯二胺1.5重量％、三乙胺3重量％、樟脑磺酸6重量％、以及乙二醇50重量％的胺水溶液(粘度：7mPa·s)，然后通过擦拭除去多余的胺水溶液，由此形成水溶液覆盖层。接着，在上述水溶液覆盖层的表面涂布含有苯均三酸氯化物0.2重量％的异辛烷溶液。然后除去多余的溶液，进而在120℃的热风干燥机中保持3分钟，在多孔性支撑体上形成含有聚酰胺系树脂的表层，得到未清洗复合半透膜。使用制作的未清洗复合半透膜进行通透试验。通透试验的结果见表3。

另外，通过在50℃的纯水中浸渍上述未清洗复合半透膜1分钟，进行膜清洗处理，制作复合半透膜。

实施例24、25

如表3所记载的那样，除了乙二醇的添加量以外，用与实施例23相同的方法制作复合半透膜，进行通透试验。通透试验的结果见表3。

实施例26

通过在25℃的醋酸钠水溶液(浓度：1重量％)中浸渍在实施例1中制作的清洗结束后的复合半透膜10分钟，制作保湿复合半透膜。然后，通过在120℃下干燥保湿复合半透膜10分钟，制作干燥复合半透膜。通透试验的结果见表4。

实施例27～44

以表4所记载的条件，用与实施例26相同的方法制作干燥复合半透膜。通透试验的结果见表4。

实施例45

在向50℃的纯水中添加醋酸钠而成的醋酸钠水溶液(浓度：1重量％)中，浸渍用与实施例1相同的方法制作的未清洗复合半透膜10分钟，同时实施清洗和保湿处理，制作保湿复合半透膜。然后，通过在120℃下干燥保湿复合半透膜10分钟，制作干燥复合半透膜。通透试验的结果见表4。

实施例46、47

以表4所记载的条件，用与实施例45相同的方法制作干燥复合半透膜。通透试验的结果见表4。

比较例4

用与实施例1相同的方法制作清洗结束后的复合半透膜。然后不实施保湿处理，在120℃下干燥清洗结束后的复合半透膜2分钟，制作干燥复合半透膜。通透试验的结果见表4。

从表1～3可知，通过对多孔性支撑体实施胺不渗透处理，可以有效防止多官能胺成分向多孔性支撑体中的渗透。这样，可以降低在形成表层后多孔性支撑体中未反应多官能胺成分的含量。接着，通过其后的简单且短时间的膜清洗处理，可以几乎不发生膜性能的降低，使多孔性支撑体中的未反应多官能胺成分的含量减至极低。另外，从表4可知，通过对清洗结束后的复合半透膜实施保湿处理，即使在干燥处理后也可以得到水通透性能和盐截留率出色的干燥复合半透膜。

Claims (11)

1.一种复合半透膜的制造方法，其是在多孔性支撑体的表面形成含有由多官能胺成分与多官能酸卤化物成分发生界面聚合而成的聚酰胺系树脂的表层而成的复合半透膜的制造方法，其特征在于，包括：

在将由含有多官能胺成分的胺水溶液构成的水溶液覆盖层形成于多孔性支撑体上之前，对多孔性支撑体实施干燥处理的工序，通过所述干燥处理将多孔性支撑体中的含水量减至20g/m²以下；以及在形成表层后使未反应多官能胺成分的含量为20mg/m²以下的膜清洗处理工序。

2.根据权利要求1所述的复合半透膜的制造方法，其中，

形成表层后，膜清洗处理前的未反应多官能胺成分的含量为200mg/m²以下。

3.根据权利要求1所述的复合半透膜的制造方法，其中，

胺水溶液的粘度为7mPa·s以上。

4.根据权利要求1所述的复合半透膜的制造方法，其中，

胺水溶液是：在使其以常压接触多孔性支撑体时，多官能胺成分在多孔性支撑体中的移动速度为0.3mg/m²·sec以下的溶液。

5.根据权利要求1所述的复合半透膜的制造方法，其中，

包括向多孔性支撑体上涂布胺水溶液，以使得向多孔性支撑体上供给的多官能胺成分的量成为200～600mg/m²的工序。

6.根据权利要求1所述的复合半透膜的制造方法，其中，

在膜清洗处理工序后，包括向已实施清洗处理的膜实施保湿处理的保湿工序、和对已实施保湿处理的膜进行干燥的干燥工序。

7.根据权利要求1所述的复合半透膜的制造方法，其中，

膜清洗处理工序是与清洗处理同时进行保湿处理的工序，进而包括对已实施清洗保湿处理的膜进行干燥的干燥工序。

8.根据权利要求6或7所述的复合半透膜的制造方法，其中，

在保湿处理使用的保湿剂为有机酸金属盐和/或无机酸金属盐。

9.根据权利要求8所述的复合半透膜的制造方法，其中，

有机酸金属盐是从醋酸碱金属盐、乳酸碱金属盐、以及谷氨酸碱金属盐构成的组选择的至少一种有机酸碱金属盐。

10.根据权利要求8所述的复合半透膜的制造方法，其中，

无机酸金属盐是从碳酸氢碱金属盐、磷酸一氢二碱金属盐、磷酸二氢一碱金属盐构成的组选择的至少一种无机酸碱金属盐。

11.根据权利要求9或10所述的复合半透膜的制造方法，其中，

碱金属为钠或钾。