JP2000093771A - 流体分離膜およびその製造方法 - Google Patents
流体分離膜およびその製造方法Info
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Abstract
を提供する。 【解決手段】多孔性支持膜に、カチオン性を有し、か
つ、1分子中に2個以上のアミノ基を含む芳香族系モノ
マーを塗布した後、その上に1分子中に2個以上の多官
能性酸塩化物を有する化合物を塗布して芳香族系モノマ
ーと反応せしめ、次いで未反応の芳香族系モノマーを除
去して、カチオン性を有する芳香族系モノマーの含有量
が多くとも0.2g/m2 の流体分離膜とする。
Description
過膜等として用いるのに好適な流体分離膜に関する。
製造、さらには一般かん水の脱塩化などには、流体分離
膜を備えた流体分離素子が用いられる。このような流体
分離素子には、より低圧でより大きな透過水量を得るこ
とが求められており、その流体分離素子に使用する膜に
も、低圧力下での高透過水量という性能が要求されてい
る。
どによる架橋反応によって製膜されるが、上述の要求を
満足するために、反応性の高いメタフェニレンジアミン
やトリメシン酸クロライドなどを反応化合物モノマーと
して用いたり反応化合物モノマーへアシル化触媒を添加
する等、化合物の改良が試みられていた。しかし、反応
されないまま残るカチオン性を有する芳香族系モノマー
が、膜の親水性を奪い透水性能を低下させるため、市場
の要求を満足するような流体分離膜とすることができて
いなかった。
高い流体分離膜およびその製造方法を提供すること目的
とする。
の本発明は、カチオン性を有し、かつ、1分子中に2個
以上のアミノ基を含む芳香族系モノマーの含有量が、多
くとも0.2g/m2である流体分離膜を特徴とするも
のである。
機能膜を支持する多孔性支持膜と、これら機能膜と多孔
性支持膜とを支持する基材とを含んでいることが好まし
い。
は、多孔性支持膜に、カチオン性を有し、かつ、1分子
中に2個以上のアミノ基を含む芳香族系モノマーを塗布
した後、その上に1分子中に2個以上の多官能性酸塩化
物を有する化合物を塗布して上記芳香族系モノマーと反
応せしめ、次いで未反応の上記芳香族系モノマーを除去
する流体分離膜の製造方法を特徴とするものである。
系モノマーの含有量を多くとも0.2g/m2 にするこ
とが好ましい。そして、未反応の芳香族系モノマーを洗
浄により除去することや、未反応の芳香族系モノマーを
酸化せしめることにより除去することが、より好まし
い。
膜または上記の方法で得られる流体分離膜と、透過液流
路材と、原液流路材とを含む膜ユニットを形成してなる
流体分離素子も好ましく、さらにその流体分離素子を圧
力容器内に収容してなる分離膜モジュールも好ましい。
や透水性能などの流体分離機能を有する機能膜、その機
能膜を支持するための多孔性支持膜と、これら機能膜お
よび多孔性支持膜を支持するための基材などからなり、
メタフェニレンジアミンやトリアミノベンゼンのよう
に、カチオン性を有し、かつ、1分子中に2個以上のア
ミノ基を含む芳香族系モノマーが、流体分離膜中に多く
とも0.2g/m2 含有しているものである。
つ、1分子中に2個以上のアミノ基を含む芳香族系モノ
マーが0.2g/m2 を超えて含まれていると、そのモ
ノマーが疎水性物質であるために、膜が有すべき親水性
特性が失われていく。このため、膜の中に水が含浸しに
くくなり、透水性能が低下する。
めに均一な孔径の得られやすいポリスルホンが好まし
く、基材としては、その多孔性支持膜となる高分子物質
の溶液が保持しやすい織編物や不織布等が好ましい。
フタなどの基材に、まず、溶媒に溶かしたポリスルホン
溶液を塗布して脱溶媒し、多孔性支持膜を形成した後、
その多孔性支持膜の表面に、カチオン性を有し、かつ、
1分子中に2個以上のアミノ基を含む芳香族系モノマー
を塗布し、その上に1分子中に2個以上の多官能性酸塩
化物を有する化合物を塗布して芳香族系モノマーと反応
せしめて機能膜を形成する。そして、反応しなかった芳
香族系モノマーを除去することによって、本発明の流体
分離膜となる。
さやコストなどの観点から、洗浄によって未反応の芳香
族系モノマーを除去する方法や、未反応の芳香族系モノ
マーを酸化せしめることによって除去する方法が好まし
いが、これらを組み合わせた方法でもよい。
芳香族系モノマーの抽出のために、水とアルコールの少
なくとも一方を含むものが好ましいが、非引火性という
観点から水による洗浄が特に好ましい。
ノマーの抽出効果を高めるために、温度を50℃以上に
することが好ましい。より好ましくは60℃以上、さら
に好ましくは70℃以上である。膜の種類にもよるが、
洗浄液の温度を上げず常温(25℃)で膜中のモノマー
を抽出するには、通常約1日かかるので、時間短縮とい
う観点からも洗浄液の温度を上げることが好ましい。
しめるためには、コスト面から、塩素を含む液体や気体
を用いることが好ましい。酸化せしめることによって、
芳香族系モノマーの有するカチオン性を除去する。
反応の芳香族系モノマーを多くとも0.2g/m2 にす
る。より好ましくは0.1g/m2 以下、さらに好まし
くは0.07g/m2 以下、特に好ましくは0.05g
/m2 以下である。
つ、1分子中に2個以上のアミノ基を含む芳香族系モノ
マーとしては、メタフェニレンジアミン、パラフェニレ
ンジアミン、1,3,5−トリアミノベンゼン、パラキ
シリレンジアミンなどを用いることができるが、反応効
率の高い架橋反応を行うためにはメタフェニレンジアミ
ンやパラフェニレンジアミンや1,3,5−トリアミノ
ベンゼンが好ましい。また、多官能性酸塩化物を有する
化合物としては、トリメシン酸ハライド、ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸ハライド、トリメリット酸ハライ
ド、ピロメリット酸ハライド、イソフタル酸ハライド、
テレフタル酸ハライド、ナフタレンジカルボン酸ハライ
ド、ジフェニルジカルボン酸ハライド、ピリジンジカル
ボン酸ハライド、ベンゼンスルホン酸ハライド、クロロ
スルホニルイソフタル酸ハライドなどを用いることがで
きる、反応効率の高い架橋反応を行うためにイソフタル
酸クロライド、テレフタル酸クロライド、トリメシン酸
クロライド、またはこれらの混合物が好ましい。
性能の高い膜となるので、透過液流路材や原液流路材と
共に膜ユニットを形成し、集水管の周りに巻回して流体
分離素子としたり、また、その流体分離素子を圧力容器
内に収容して分離膜モジュールとすると、その流体分離
素子や分離膜モジュールとしても透水性能の高いものと
なるので好ましい。
アミド(DMF)溶液を塗布した後脱溶媒して多孔性支
持膜を形成し、その後、常温にてその表面に3重量%の
メタフェニレンジアミン水溶液を塗布し、さらに、n−
デカンに0.1重量%溶かしたトリメシン酸クロライド
を溶液を塗布して1分間静置した。その後タフタを垂直
にして液切りを行い、室温下で乾燥した。そして、70
℃の水を用いて180秒間の洗浄を行い流体分離膜を形
成した。
アミン含有量が0.10g/m2、膜透過水量が1.3
5m3/m2日であった。
と同様に流体分離膜を形成した。
アミン含有量が0.20g/m2、膜透過水量が1.3
0m3/m2日であった。
例1と同様に流体分離膜を形成した。
アミン含有量が0.07g/m2、膜透過水量が1.4
0m3/m2日であった。
成した。
アミン含有量が0.35g/m2、膜透過水量が0.6
0m3/m2日と、実施例1〜3に劣るものであった。
し、かつ、1分子中に2個以上のアミノ基を含む芳香族
系モノマーの含有量が、多くとも0.2g/m2 である
ので、疎水性物質であるカチオン性芳香族系モノマーに
よって膜の親水性特性が失われない。そのため、透水性
能の高い流体分離膜である。
膜に、カチオン性を有し、かつ、1分子中に2個以上の
アミノ基を含む芳香族系モノマーを塗布し、その上に1
分子中に2個以上の多官能性酸塩化物を有する化合物を
塗布して芳香族系モノマーと反応させ、次いで未反応の
芳香族系モノマーを除去することによって得るので、疎
水性物質である芳香族系モノマーの含有量を低減するこ
とができ、透水性能の高い流体分離膜とすることができ
る。
芳香族系モノマーを除去したり、未反応の芳香族系モノ
マーを酸化せしめて除去する場合には、作業が簡便であ
ったり、低コストに抑えることができる。
離膜を、透過液流路材と原液流路材と共に、集水管の周
囲に巻回し流体分離素子としたり、その流体分離素子を
圧力容器内に収容して分離膜モジュールとすると、流体
分離素子や分離膜モジュールとしても大きな透過水量が
得られるものとなる。
Claims (8)
- 【請求項1】カチオン性を有し、かつ、1分子中に2個
以上のアミノ基を含む芳香族系モノマーの含有量が、多
くとも0.2g/m2 であることを特徴とする流体分離
膜。 - 【請求項2】流体分離機能を有する機能膜と、機能膜を
支持する多孔性支持膜と、これら機能膜と多孔性支持膜
とを支持する基材とを含んでいる、請求項1に記載の流
体分離膜。 - 【請求項3】多孔性支持膜に、カチオン性を有し、か
つ、1分子中に2個以上のアミノ基を含む芳香族系モノ
マーを塗布した後、その上に1分子中に2個以上の多官
能性酸塩化物を有する化合物を塗布して上記芳香族系モ
ノマーと反応せしめ、次いで未反応の上記芳香族系モノ
マーを除去することを特徴とする流体分離膜の製造方
法。 - 【請求項4】除去によって、未反応の芳香族系モノマー
の含有量を多くとも0.2g/m2にする、請求項3に
記載の流体分離膜の製造方法。 - 【請求項5】未反応の芳香族系モノマーを洗浄により除
去する、請求項3または4に記載の流体分離膜の製造方
法。 - 【請求項6】未反応の芳香族系モノマーを酸化せしめる
ことにより除去する、請求項3または4に記載の流体分
離膜の製造方法。 - 【請求項7】集水管の周囲に、請求項1〜2の流体分離
膜または請求項3〜6の方法で得られる流体分離膜と、
透過液流路材と、原液流路材とを含む膜ユニットを形成
してなることを特徴とする流体分離素子。 - 【請求項8】請求項7に記載の流体分離素子を圧力容器
内に収容してなることを特徴とする分離膜モジュール。
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