JP2000237560A - High permeability composite reverse osmosis membrane and its production - Google Patents

High permeability composite reverse osmosis membrane and its production

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JP2000237560A
JP2000237560A JP11351219A JP35121999A JP2000237560A JP 2000237560 A JP2000237560 A JP 2000237560A JP 11351219 A JP11351219 A JP 11351219A JP 35121999 A JP35121999 A JP 35121999A JP 2000237560 A JP2000237560 A JP 2000237560A
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JP
Japan
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reverse osmosis
osmosis membrane
composite reverse
amine
highly permeable
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JP11351219A
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Masahiko Hirose
雅彦 廣瀬
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Nitto Denko Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit the deposition of insoluble components as well as to reliably remove organic substances even in operation under the low pressure of tap water by forming a thin film supported on a microporous substrate from a specified amine compound and a monomeric compound having groups reactive with amino groups. SOLUTION: In a composite reverse osmosis membrane comprising a thin film and a microporous substrate which supports the thin film, the thin film is formed from an amino compound including one kind selected from polyvinyl alcohol type amine compounds having two primary and secondary side chain amino groups and a component including one kind selected from essentially monomeric compounds having two or more groups reactive with amino groups. The amine compound is preferably represented by the formula, wherein a>0, b>=0, c>2, 1<=x<=5, 0<=y<=4, R1 is at least one group selected from ether or the like and R2 is at least one group selected from alkyl or the like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、液体混合物中の成
分を選択的に透過分離するための複合逆浸透膜及びその
製造方法に関する。特に浄水におけるトリハロメタン前
駆体や農薬などの有害物質の除去や、食品分野などにお
ける有効物質の除去回収などに好適に用いられる複合逆
浸透膜及びその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composite reverse osmosis membrane for selectively permeating and separating components in a liquid mixture, and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a composite reverse osmosis membrane suitably used for removing harmful substances such as trihalomethane precursors and pesticides in water purification, and for removing and recovering effective substances in the food field and the like, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、非対称逆浸透膜とは構造の異
なる逆浸透膜として、徴多孔性支持体上に実質的に選択
分離性を有する活性な薄膜を形成してなる複合逆浸透膜
が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a reverse osmosis membrane having a structure different from that of an asymmetric reverse osmosis membrane, a composite reverse osmosis membrane formed by forming an active thin film having substantially selective separation on a porous support is known. Are known.

【0003】例えば、多官能芳香族アミンと多官能芳香
族酸ハロゲン化物との界面重合によって得られるポリア
ミドからなる薄膜が、支持体上に形成されたものが多く
提案されている(例えば、特開昭55-147106号公報、特開
昭62-121603号公報、特開昭63-218208号公報、特開平2-
187135号公報等)。
[0003] For example, there are many proposals in which a thin film made of polyamide obtained by interfacial polymerization of a polyfunctional aromatic amine and a polyfunctional aromatic acid halide is formed on a support (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163,878). JP-A-55-147106, JP-A-62-121603, JP-A-63-218208, JP-A-2-
No. 187135).

【0004】また、水透過性を大きくするため、親水基
を膜中に取り込むことも知られている(例えば、特開昭5
7-119928号公報、特開昭59-179103号公報、特開昭62-53
703号公報等)。更に親水基を膜中に取り込んだ後アルカ
リ水溶液で後処理し、水透過性を大きくすることも提案
されている(例えば、特開昭63-7807号公報等)。
It is also known to incorporate a hydrophilic group into a membrane in order to increase water permeability (see, for example,
7-119928, JP-A-59-179103, JP-A-62-53
No. 703, etc.). Furthermore, it has been proposed to increase the water permeability by incorporating a hydrophilic group into the membrane and then performing a post-treatment with an aqueous alkali solution (for example, JP-A-63-7807).

【0005】また、親水性の強いポリビニルアルコール
系のポリアミド系逆浸透膜も、特公昭59-27202号公報、
特公昭61-17521号公報、特公平2-32009号公報、特開昭6
1-17521号公報等で提案されている。
Further, a polyvinyl alcohol-based polyamide reverse osmosis membrane having strong hydrophilicity is also disclosed in JP-B-59-27202,
JP-B-61-17521, JP-B 2-32009, JP-A-6
It is proposed in Japanese Patent Publication No. 1-17521.

【0006】しかし、いずれの膜も塩阻止率が90%よ
り高く、また透過水量も0.2m2/m2・d・kg/c
2)以下と、水道水の圧力レベルの2kg/cm2では
透過水量は0.4m3/m2・dと低いため、実用化には
膜面積を大きくするか、適正な透過水量を得る為に昇圧
のポンプを必要とする。また、塩阻止率も高い為高回収
率で運転した場合濃縮水中の塩濃度が上昇し、CaCO
3やSi等の不溶性物質が膜面に析出し、透過水量の大
幅な低下などのトラブルを生じる。
However, all membranes have a salt rejection of more than 90% and a permeated water amount of 0.2 m 2 / m 2 · d · kg / c.
m 2 ) or less, and at a pressure level of tap water of 2 kg / cm 2 , the amount of permeated water is as low as 0.4 m 3 / m 2 · d. For practical use, increase the membrane area or obtain an appropriate amount of permeated water. Therefore, a booster pump is required. In addition, since the salt rejection rate is high, the salt concentration in the concentrated water increases when the operation is performed at a high recovery rate, and CaCO 3
Insoluble substances such as 3 and Si precipitate on the membrane surface, causing troubles such as a significant decrease in the amount of permeated water.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記複合逆浸透膜は、
いづれも一般に操作圧力10kg/cm2 以上の低〜中
圧力下で運転した場合に初めて膜性能が発揮されるもの
で、設備及びランニングコストが高いという問題があっ
た。そのため近年更に経済性の面から操作圧力が5kg
/cm2 以下、例えば3kg/cm2 というようなより
低い水道水レベルの操作圧力下で運転した場合にも、有
機物質が除去でき、且つ経済的な透過水量を併せ有する
複合逆浸透膜が求められている。また回収率(=透過水
量/供給水量)を高めることは、ある一定量の透過水量を
得ようとする場合の供給水量及び濃縮水量を低く抑える
ことができるため、装置が小さくできたり、ランニング
コスト、排水処理コストを低くできるなど多くのメリッ
トがある。但し高回収率は濃縮水について考えた場合、
濃縮倍率が増加するため、不溶成分が析出しやすく逆浸
透膜の膜面を汚染し、閉塞し易くする。従って例えば8
0%以上のような高回収率化でも不溶成分が析出しにく
いような複合逆浸透膜が求められている。
The above-mentioned composite reverse osmosis membrane comprises:
In any case, the membrane performance is generally exhibited only when the device is operated under a low to medium pressure of an operation pressure of 10 kg / cm 2 or more, and there is a problem that equipment and running costs are high. For this reason, the operating pressure has recently been increased to 5 kg in terms of economy.
A composite reverse osmosis membrane that can remove organic substances and has an economical amount of permeated water even when operated under a lower operating pressure of tap water such as 3 kg / cm 2 or less, for example, 3 kg / cm 2 is required. Have been. Increasing the recovery rate (= permeated water amount / supplied water amount) can reduce the amount of supplied water and concentrated water when trying to obtain a certain fixed amount of permeated water. There are many advantages, such as lower wastewater treatment costs. However, the high recovery rate when considering concentrated water
Since the concentration ratio is increased, insoluble components are likely to precipitate and contaminate the surface of the reverse osmosis membrane, so that the reverse osmosis membrane is easily clogged. So for example 8
There is a need for a composite reverse osmosis membrane in which insoluble components are unlikely to precipitate even at a high recovery rate of 0% or more.

【0008】本発明は、上記の問題を解決するものであ
って、例えば操作圧力が3kg/cm2というような低い水道
水レベルの操作圧力下で運転した場合にも、有機物質が
除去でき、且つ経済的な透過水量を併せ有し、高回収率
化でも不溶成分が析出しにくい複合逆浸透膜及びその製
造方法を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and can remove organic substances even when operated under a low tap water level operation pressure of, for example, 3 kg / cm 2 , Another object of the present invention is to provide a composite reverse osmosis membrane which has an economical permeated water amount and in which insoluble components are hardly precipitated even at a high recovery rate, and a method for producing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の複合逆浸透膜は、薄膜とこれを支持する微
多孔性支持体とからなる複合逆浸透膜において、前記薄
膜が、(a) 少なくとも2個の1級および2級の側鎖アミ
ノ基を有するポリビニルアルコール系アミン化合物から
選ばれる少なくとも1種を含むアミン化合物と、(b) 前
記のアミノ基と反応しうる基を少なくとも2個以上有す
る本質的に単量体の化合物の群から選ばれる少なくとも
1種を含む成分とから形成されていることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a composite reverse osmosis membrane of the present invention comprises a composite reverse osmosis membrane comprising a thin film and a microporous support for supporting the thin film, wherein the thin film comprises a) an amine compound containing at least one selected from polyvinyl alcohol-based amine compounds having at least two primary and secondary side chain amino groups, and (b) at least two groups capable of reacting with the amino group. And a component containing at least one selected from the group of essentially monomeric compounds having at least one compound.

【0010】前記逆浸透膜においては、(a) のアミン化
合物が、下記式(化3)で示されることが好ましい。
In the reverse osmosis membrane, the amine compound (a) is preferably represented by the following formula (Formula 3).

【0011】[0011]

【化3】 Embedded image

【0012】また前記逆浸透膜においては、(a) のアミ
ン化合物と併用して芳香族、脂肪族及び脂環式の多官能
アミンから選ばれる少なくとも一つのアミン化合物を含
むアミン成分をさらに含んでいてもよい。
The reverse osmosis membrane further comprises an amine component containing at least one amine compound selected from aromatic, aliphatic and alicyclic polyfunctional amines in combination with the amine compound (a). May be.

【0013】また前記逆浸透膜においては、(b) の化合
物が、酸ハライドであることが好ましい。
In the reverse osmosis membrane, the compound (b) is preferably an acid halide.

【0014】また前記逆浸透膜においては、(b) の化合
物が、芳香族、脂肪族及び脂環式から選ばれる少なくと
も一つの多官能性酸ハライド化合物であることが好まし
い。
In the reverse osmosis membrane, the compound (b) is preferably at least one polyfunctional acid halide compound selected from aromatic, aliphatic and alicyclic compounds.

【0015】また前記逆浸透膜においては、徴多孔性支
持体が、表面に孔径10〜500オングストローム(1
〜50nm)の孔を有する限外濾過膜であることが好ま
しい。
In the reverse osmosis membrane, the porous support has a pore size of 10 to 500 Å (1 Å) on the surface.
It is preferably an ultrafiltration membrane having pores of 5050 nm).

【0016】また前記逆浸透膜においては、複合逆浸透
膜に操作圧力5kg/cm2,温度25℃にて塩化ナト
リウム500mg/リットルを含有するpH6.5の水
溶液で評価したときに、透過流束が1.0m3/m2・d
以上であることが好ましい。
In the reverse osmosis membrane, when the composite reverse osmosis membrane is evaluated at an operating pressure of 5 kg / cm 2 , a temperature of 25 ° C. and a pH 6.5 aqueous solution containing 500 mg / liter of sodium chloride, the permeation flux is evaluated. Is 1.0 m 3 / m 2 · d
It is preferable that it is above.

【0017】また前記逆浸透膜においては、複合逆浸透
膜に操作圧力5kg/cm2,温度25℃にて塩化ナト
リウム500mg/リットルを含有するpH6.5の水
溶液で評価したときに、塩阻止率が80%以下であるこ
とが好ましい。
In the reverse osmosis membrane, when the composite reverse osmosis membrane was evaluated with an aqueous solution containing 500 mg / liter of sodium chloride at a temperature of 25 ° C. and an operating pressure of 5 kg / cm 2 at a pH of 6.5, the salt rejection rate was reduced. Is preferably 80% or less.

【0018】次に本発明の高透過性複合逆浸透膜の製造
方法は、微多孔性支持体の表面で、(a) 少なくとも2個
の1級および2級の側鎖アミノ基を有するポリビニルア
ルコール系アミン化合物から選ばれる少なくとも1種の
アミン化合物と極性溶媒を含む溶液と、(b) 前記のアミ
ノ基と反応しうる基を少なくとも2個以上有する本質的
に単量体の化合物の群から選ばれる少なくとも1種と有
機溶媒を含む溶液とを接触させて界面重合反応させ、逆
浸透膜を形成することを特徴とする。
Next, the method for producing a highly permeable composite reverse osmosis membrane according to the present invention comprises the steps of: (a) forming a polyvinyl alcohol having at least two primary and secondary side chain amino groups on the surface of a microporous support; (B) a solution containing at least one amine compound selected from a group of amine compounds and a polar solvent, and (b) a group of essentially monomeric compounds having at least two groups capable of reacting with the amino group. And contacting at least one of them with a solution containing an organic solvent to cause an interfacial polymerization reaction to form a reverse osmosis membrane.

【0019】前記方法においては、(a) のアミン化合物
成分が、下記式(化4)で示されることが好ましい。
In the above method, the amine compound component (a) is preferably represented by the following formula (Formula 4).

【0020】[0020]

【化4】 Embedded image

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明においては、少なくとも2
個の1級および2級の側鎖アミノ基を有するポリビニル
アルコール系アミン化合物から選ばれる少なくとも1種
のアミン化合物を薄膜の原料として用いる。前記アミン
化合物と反応する基が、酸ハライド基の場合は、界面重
縮合することによりポリアミド膜が得られる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, at least two
At least one amine compound selected from polyvinyl alcohol-based amine compounds having one or more primary and secondary side chain amino groups is used as a raw material for the thin film. When the group that reacts with the amine compound is an acid halide group, a polyamide film is obtained by interfacial polycondensation.

【0022】またこれらのアミン化合物と併用して芳香
族、脂肪族、または脂環式の多官能アミン等を用いるこ
とができる。
Aromatic, aliphatic or alicyclic polyfunctional amines and the like can be used in combination with these amine compounds.

【0023】かかる芳香族多官能アミン化合物として
は、例えば、m−フェニレンジアミン、p−フェニレン
ジアミン、1,3,5−トリアミノベンゼン、1,2,4−トリア
ミノベンゼン、3,5−ジアミノ安息香酸、2,6−ジアミノ
トルエン、2,4−ジアミノアニソール、キシリレンジア
ミン等が挙げられる。
Examples of such aromatic polyfunctional amine compounds include m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,4-triaminobenzene, 3,5-diamino Examples include benzoic acid, 2,6-diaminotoluene, 2,4-diaminoanisole, xylylenediamine and the like.

【0024】また脂肪族多官能アミン化合物としては、
例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリ
ス(2−アミノエチル)アミン等が挙げられる。
As the aliphatic polyfunctional amine compound,
For example, ethylenediamine, propylenediamine, tris (2-aminoethyl) amine and the like can be mentioned.

【0025】また脂環式多官能アミン化合物としては、
例えば、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノ
シクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ピペ
ラジン、2,5−ジメチルピペラジン、4−アミノメチルピ
ペラジン等が挙げられる。
The alicyclic polyfunctional amine compounds include:
Examples include 1,3-diaminocyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, 4-aminomethylpiperazine and the like.

【0026】また本発明において用いられる、アミノ基
と反応しうる基を少なくとも2個以上有する本質的に単
量体の化合物の群から選ばれる少なくとも1種を含む成
分のアミノ基と反応しうる基としては、酸ハライド基、
イソシアネート基、カルボン酸基等が挙げられる。この
中でも反応性の面から酸ハライド基が好ましい。特に酸
クロライド基が好ましい。
Further, a group capable of reacting with an amino group of a component containing at least one selected from the group of essentially monomeric compounds having at least two groups capable of reacting with an amino group used in the present invention. As an acid halide group,
Examples include isocyanate groups and carboxylic acid groups. Among these, an acid halide group is preferred from the viewpoint of reactivity. Particularly, an acid chloride group is preferable.

【0027】また本発明で用いられる多官能性酸ハライ
ド物は、特に限定されず、芳香族、脂肪族、脂環式等の
多官能性酸ハライド物が挙げられる。
The polyfunctional acid halide used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include aromatic, aliphatic and alicyclic polyfunctional acid halides.

【0028】かかる芳香族多官能性酸ハライド物として
は、例えば、トリメシン酸クロライド、テレフタル酸ク
ロライド、イソフタル酸クロライド、ビフェニルジカル
ボン酸クロライド、ナフタレンジカルボン酸クロライ
ド、ベンゼントリスルホン酸クロライド、ベンゼンジス
ルホン酸クロライド、クロロスルホニルベンゼンジカル
ボン酸クロライド等が挙げられる。
Examples of such aromatic polyfunctional acid halides include trimesic acid chloride, terephthalic acid chloride, isophthalic acid chloride, biphenyldicarboxylic acid chloride, naphthalenedicarboxylic acid chloride, benzenetrisulfonic acid chloride, benzenedisulfonic acid chloride, and the like. Chlorosulfonylbenzenedicarboxylic acid chloride and the like can be mentioned.

【0029】また脂肪族多官能性酸ハライド物として
は、例えば、プロパントリカルボン酸クロライド、ブタ
ントリカルボン酸クロライド、ペンタントリカルボン酸
クロライド、グルタリルハライド、アジポイルハライド
等が挙げられる。
Examples of the aliphatic polyfunctional acid halides include, for example, propanetricarboxylic acid chloride, butanetricarboxylic acid chloride, pentanetricarboxylic acid chloride, glutaryl halide, and adipoyl halide.

【0030】また脂環式多官能性酸ハライド物として
は、例えば、シクロプロパントリカルボン酸クロライ
ド、シクロブタンテトラカルボン酸クロライド、シクロ
ペンタントリカルボン酸クロライド、シクロペンタンテ
トラカルボン酸クロライド、シクロヘキサントリカルボ
ン酸クロライド、テトラハイドロフランテトラカルボン
酸クロライド、シクロペンタンジカルボン酸クロライ
ド、シクロブタンジカルボン酸クロライド、シクロヘキ
サンジカルボン酸クロライド、テトラハイドロフランジ
カルボン酸クロライド等が挙げられる。
Examples of the alicyclic polyfunctional acid halide include, for example, cyclopropanetricarboxylic acid chloride, cyclobutanetetracarboxylic acid chloride, cyclopentanetricarboxylic acid chloride, cyclopentanetetracarboxylic acid chloride, cyclohexanetricarboxylic acid chloride and tetrahydrochloride. Furantetracarboxylic acid chloride, cyclopentanedicarboxylic acid chloride, cyclobutanedicarboxylic acid chloride, cyclohexanedicarboxylic acid chloride, tetrahydrofurandicarboxylic acid chloride and the like can be mentioned.

【0031】本発明においては、前記アミン成分と、上
記アミン成分と反応しうる成分とを、界面重合反応させ
ることにより、微多孔性支持体上に架橋ポリマーを主成
分とする薄膜が形成された複合逆浸透膜が得られる。
In the present invention, a thin film containing a crosslinked polymer as a main component is formed on a microporous support by subjecting the amine component and a component capable of reacting with the amine component to an interfacial polymerization reaction. A composite reverse osmosis membrane is obtained.

【0032】一般に、界面重合反応は、アミン成分と極
性溶媒を含む溶液と、アミン成分と反応しうる基を有す
る化合物と有機溶媒を含む溶液との界面で反応を行わせ
る。
In general, the interfacial polymerization reaction is carried out at an interface between a solution containing an amine component and a polar solvent and a solution containing a compound having a group capable of reacting with the amine component and an organic solvent.

【0033】かかる複合逆浸透膜に操作圧力5kg/c
2、25℃にて塩化ナトリウム500mg/lを含有
するpH6.5の水溶液で評価したときに透過流束が
1.5m3/m2・d以上であることが好ましい。透過流
束が1.0m3/m2・d未満であると、例えば3kg/
cm2というようなより低い水道水レベルの操作圧力下
で運転した場合、十分な透過流束が得られない。この目
的から、さらに好ましい透過流束は、1.5m3/m2
d以上である。
An operation pressure of 5 kg / c is applied to the composite reverse osmosis membrane.
m 2, permeation flux as assessed with an aqueous solution of pH6.5 containing sodium chloride 500 mg / l it is preferably 1.5m 3 / m 2 · d or more at 25 ° C.. When the permeation flux is less than 1.0 m 3 / m 2 · d, for example, 3 kg / m
When operated under lower tap water operating pressures such as cm 2 , sufficient permeate flux is not obtained. For this purpose, a more preferred flux is 1.5 m 3 / m 2 ·
d or more.

【0034】かかる複合逆浸透膜に操作圧力5kg/c
2,25℃にて塩化ナトリウム500mg/1を含有
するpH6.5の水溶液で評価したときに、塩阻止率が
80%以下であることが好ましい。塩阻止率が80%を
越えると、高回収率条件下で、不溶成分が析出しやすく
逆浸透膜の膜面を汚染、閉塞し易くなる。さらに好まし
くは塩阻止率が70%以下である。
An operating pressure of 5 kg / c is applied to the composite reverse osmosis membrane.
The salt rejection is preferably 80% or less when evaluated with an aqueous solution containing 500 mg / 1 of sodium chloride and having a pH of 6.5 at 25 ° C. and m 2 . When the salt rejection exceeds 80%, insoluble components are likely to precipitate under high recovery conditions, and the surface of the reverse osmosis membrane is easily contaminated and clogged. More preferably, the salt rejection is 70% or less.

【0035】本発明において用いる徴多孔性支持体は、
薄膜を支持し得る物であれば特に限定されず、通常、表
面に孔径10〜500オングストローム(1〜50n
m)の孔を有する限外濾過膜が用いられる。例えば、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリ
アミド、ポリフッ化ビニリデン、エチレンービニルアル
コール共重合体、酢酸セルロースなど種々の素材を挙げ
ることができるが、特に、化学的、機械的、熱的に安定
である点から、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等
からなる限外濾過膜が好ましく用いられる。かかる限外
濾過膜は、織布や不織布等で補強されていてもよい。
The porous support used in the present invention comprises:
The material is not particularly limited as long as it can support the thin film, and usually has a pore diameter of 10 to 500 Å (1 to 50 n) on the surface.
An ultrafiltration membrane having pores of m) is used. For example, various materials such as polysulfone, polyethersulfone, polyimide, polyamide, polyvinylidene fluoride, ethylene-vinyl alcohol copolymer, and cellulose acetate can be used.In particular, the material is chemically, mechanically, and thermally stable. From a certain point, an ultrafiltration membrane made of polysulfone, polyethersulfone, or the like is preferably used. Such an ultrafiltration membrane may be reinforced with a woven fabric, a nonwoven fabric, or the like.

【0036】また、特開平2−187135号公報に記
載のアミン塩、例えばテトラアルキルアンモニウムハラ
イドやトリアルキルアミンと有機酸とによる塩等も、製
膜を容易にすること、アミン溶液の支持膜への吸収性を
良くすること、縮合反応を促進すること等の点で、好適
に用いられる。
Also, amine salts described in JP-A-2-187135, for example, salts of tetraalkylammonium halides and trialkylamines with organic acids can be easily formed into a film, and the amine solution can be applied to a support film of an amine solution. It is preferably used in terms of improving the absorbability of the compound and accelerating the condensation reaction.

【0037】また、特開平8−224452公報に記載
の溶解度パラメータは8から14(cal/cm31/2
の物質を架橋反応の場に存在させることも、透過水量を
上げるのに効果がある。
The solubility parameter described in JP-A-8-224452 is from 8 to 14 (cal / cm 3 ) 1/2.
The presence of the above substance in the cross-linking reaction field is also effective in increasing the amount of permeated water.

【0038】また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウ
ム等の界面活性剤を合有させることもできる。これらの
界面活性剤は、アミン成分を合有する極性溶媒を含む溶
液の微多孔性支持体への濡れ性を改善するのに効果があ
る。さらに、上記界面での重縮合反応を促進するため
に、界面反応にて生成するハロゲン化水素を除去し得る
水酸化ナトリウムやリン酸三ナトリウムを用い、あるい
は触媒として、アシル化触媒等を用いることも望まし
い。
Further, a surfactant such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecyl sulfate and sodium lauryl sulfate can be added. These surfactants are effective in improving the wettability of a solution containing a polar solvent having an amine component on a microporous support. Further, in order to promote the polycondensation reaction at the interface, use of sodium hydroxide or trisodium phosphate capable of removing hydrogen halide generated by the interface reaction, or use of an acylation catalyst or the like as a catalyst Is also desirable.

【0039】前記アミン成分を合有する極性溶媒を含む
溶液において、アミン化合物の濃度は特に限定されるも
のではないが、通常0.01〜20重量%、好ましくは
0.1〜10重量%である。
The concentration of the amine compound in the solution containing the polar solvent having the amine component is not particularly limited, but is usually 0.01 to 20% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight. .

【0040】アミン成分を合有する極性溶媒としては、
用いるアミン成分をよく溶解し、かつ用いる徴多孔性支
持体を溶解しない極性溶媒であればよく、例えば水など
を挙げることができる。
Examples of the polar solvent having an amine component include:
Any polar solvent can be used as long as it can dissolve the amine component to be used well and does not dissolve the microporous support to be used, such as water.

【0041】前記アミノ成分と反応しうる基を有する化
合物を含有する有機溶媒を含む溶液において、該化合物
の濃度は、特に限定されるものではないが、通常0.0
01〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%であ
る。
In a solution containing an organic solvent containing a compound having a group capable of reacting with the amino component, the concentration of the compound is not particularly limited, but is usually 0.03.
It is from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.01 to 5% by weight.

【0042】酸ハライド成分を合有する有機溶媒として
は、用いる酸ハライド成分をよく溶解し、かつ用いる極
性溶媒と混和しないものであればよく、例えば、炭素数
5〜10の脂肪族及び脂環式炭化水素が用いられ、具体
的にはペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シク
ロペンタンなどを挙げることができる。
The organic solvent containing the acid halide component may be any organic solvent which dissolves the acid halide component to be used well and is immiscible with the polar solvent to be used. A hydrocarbon is used, and specific examples thereof include pentane, hexane, heptane, octane, and cyclopentane.

【0043】このようにして、徴多孔性支持体上にアミ
ン成分を合有する極性溶媒を含む溶液を被覆し、余分の
溶液を除去した後、その上に酸ハライド成分を合有する
有機溶媒を含む溶液を被覆し、余分の溶液を除去して、
その場で界面重合して薄膜を形成する。
In this way, the solution containing the polar solvent containing the amine component is coated on the microporous support, the excess solution is removed, and then the organic solvent containing the acid halide component is contained thereon. Coat the solution, remove the excess solution,
A thin film is formed by interfacial polymerization in situ.

【0044】また必要に応じて加熱処理を行うことがで
きる。加熱温度は、40〜180℃、好ましくは50〜
150℃であり、加熱時間は10秒〜60分間、好まし
くは1〜30分間である。
Further, a heat treatment can be performed if necessary. The heating temperature is 40 to 180 ° C, preferably 50 to 180 ° C.
150 ° C., and the heating time is 10 seconds to 60 minutes, preferably 1 to 30 minutes.

【0045】[0045]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定される
ものではない。
EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0046】なお、徴多孔性支持体としては、ポリスル
ホン系限外濾過膜を用いた。得られた複合逆浸透膜の性
能は、複合逆浸透膜に、操作圧力5kgf/cm2、温
度25℃にて塩化ナトリウム500mg/リットルを合
有するpH6.5の水溶液を1時間透過させた後、塩化
ナトリウム阻止率、透過流束を測定した。塩化ナトリウ
ム阻止率は、通常の電導度測定によった。
As the porous support, a polysulfone ultrafiltration membrane was used. The performance of the resulting composite reverse osmosis membrane was determined by allowing an aqueous solution of pH 6.5 containing 500 mg / liter of sodium chloride to pass through the composite reverse osmosis membrane at an operating pressure of 5 kgf / cm 2 and a temperature of 25 ° C. for 1 hour. The sodium chloride rejection and the permeation flux were measured. The sodium chloride rejection was determined by ordinary conductivity measurement.

【0047】(実施例1)下記式(化5)で表される側
鎖アミノ基を有するポリビニルアルコール系アミン化合
物を2重量%、ラウリル硫酸ナトリウムを0.5重量
%、水酸化ナトリウムを0.5重量%含有する水溶液
を、微多孔性支持体としてのポリスルホン系限外ろ過膜
に塗布した後、余分の水溶液を除去して上記支持体上に
上記水溶液の層を形成した。
Example 1 2% by weight of a polyvinyl alcohol-based amine compound having a side chain amino group represented by the following formula (Formula 5), 0.5% by weight of sodium lauryl sulfate, and 0.1% by weight of sodium hydroxide. After an aqueous solution containing 5% by weight was applied to a polysulfone ultrafiltration membrane as a microporous support, an excess aqueous solution was removed to form a layer of the aqueous solution on the support.

【0048】[0048]

【化5】 Embedded image

【0049】次にかかる支持体の上に、トリメシン酸ク
ロライドを1重量%含むイソオクタン溶液と接触させ、
界面重縮合させ、その後120℃の乾燥器内で3分問保
持して微多孔性支持体上に重合体薄膜を形成させ、複合
逆浸透膜を得た。
Then, on such a support, an isooctane solution containing 1% by weight of trimesic acid chloride was contacted,
Interfacial polycondensation was carried out, and the mixture was kept in a dryer at 120 ° C. for 3 minutes to form a polymer thin film on the microporous support, thereby obtaining a composite reverse osmosis membrane.

【0050】得られた複合逆浸透膜の性能を評価したと
ころ、塩の阻止率は50%、透過流束は3.2m3/m2
・dであった。本膜をpH12のアルカリ液を3日間通
水した後、同条件で性能を評価したところ、塩の阻止率
は48%、透過流束は3.3m3/m2・dでアルカリに
対する耐性も十分にあった。
When the performance of the obtained composite reverse osmosis membrane was evaluated, the rejection of salt was 50% and the permeation flux was 3.2 m 3 / m 2.
-It was d. After the membrane was passed through an alkaline solution having a pH of 12 for 3 days, the performance was evaluated under the same conditions. The salt rejection was 48%, the permeation flux was 3.3 m 3 / m 2 · d, and the alkali resistance was also high. There was enough.

【0051】(実施例2〜4)実施例1におけるトリメ
シン酸クロライドの濃度を代えた以外は、実施例1と同
様な操作により複合逆浸透膜を作成した。得られた複合
逆浸透膜の性能を表1に示す。
(Examples 2 to 4) A composite reverse osmosis membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the concentration of trimesic acid chloride in Example 1 was changed. Table 1 shows the performance of the obtained composite reverse osmosis membrane.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】表1から明らかなとおり、本発明の実施例
品は5kg/cm2という低圧においても高い透過流束
を示しており、3kg/cm2というような低い水道水
レベルの操作圧力下で運転した場合にも、十分に高い透
過流束を得ることができることが確認できた。
As is evident from Table 1, the products of the present invention show a high permeation flux even at a pressure as low as 5 kg / cm 2 , and at an operating pressure of a tap water level as low as 3 kg / cm 2. It was confirmed that a sufficiently high permeation flux could be obtained even during operation.

【0054】(比較例1)実施例1において、ポリビニ
ルアルコール系アミン化合物の代わりに、m−フェニレ
ンジアミンを用いる以外は同様に実験を行って、複合逆
浸透膜を得た。
Comparative Example 1 A composite reverse osmosis membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that m-phenylenediamine was used instead of the polyvinyl alcohol-based amine compound.

【0055】得られた複合逆浸透膜の性能で評価したと
ころ、塩の阻止率は99%、透過流束は0.05m3
2・dと著しく透過流束が低かった。
When the performance of the obtained composite reverse osmosis membrane was evaluated, the rejection of salt was 99% and the permeation flux was 0.05 m 3 /.
The permeation flux was remarkably low at m 2 · d.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の複合逆浸
透膜は、薄膜とこれを支持する微多孔性支持体とからな
る複合逆浸透膜において、前記薄膜が(a) 少なくとも2
個の1級および2級の側鎖アミノ基を有するポリビニル
アルコール系アミン化合物から選ばれる少なくとも1種
を含むアミン成分と、(b) 前記のアミノ基と反応しうる
基を少なくとも2個以上有する本質的に単量体の化合物
の群から選ばれる少なくとも1種を含む成分とから形成
されていることにより、例えば操作圧力が3kg/cm2とい
うような低い水道水レベルの操作圧力下で運転した場合
にも、有機物質が除去でき、且つ経済的な透過水量を併
せ有し、高回収率化でも不溶成分が析出しにくい複合逆
浸透膜を提供できる。
As described above, the composite reverse osmosis membrane of the present invention is a composite reverse osmosis membrane comprising a thin film and a microporous support for supporting the thin film, wherein the thin film comprises (a) at least 2
An amine component containing at least one selected from polyvinyl alcohol-based amine compounds having one or more primary and secondary side chain amino groups; and (b) an essence having at least two or more groups capable of reacting with the amino group. When operating under a low tap water level operating pressure, for example, an operating pressure of 3 kg / cm 2 , by being formed from components containing at least one selected from the group of monomeric compounds In addition, it is possible to provide a composite reverse osmosis membrane capable of removing organic substances, having an economical amount of permeated water, and hardly depositing insoluble components even at a high recovery rate.

【0057】また本発明の製造方法によれば、前記本発
明の複合逆浸透膜を効率よく合理的に製造できる。
According to the production method of the present invention, the composite reverse osmosis membrane of the present invention can be efficiently and rationally produced.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 8/00 C08F 8/00 C08G 69/00 C08G 69/00 Fターム(参考) 4D006 GA03 GA06 KE03R KE06R KE15R KE16R MA06 MA09 MA22 MA25 MB02 MB20 MC32 MC60 MC62X MC72 MC78 NA41 PB06 PB70 PC11 PC51 4J001 DA01 DA10 DB04 DB09 DC14 DD05 DD08 EB07 EB08 EB14 EB26 EB36 EB37 EB46 EB55 EB67 EC05 EC06 EC14 EC25 EC29 EC44 EC45 EC46 EC77 EC81 FA01 FB03 FC03 FC05 GA16 JA20 JB31 JC03 4J100 AD02R AE09P AG04Q BA29P BA35H BA57H BC02H BC03H BC04H BC43H BC43P BC49H BC53H CA05 HA61 HC28 JA00 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C08F 8/00 C08F 8/00 C08G 69/00 C08G 69/00 F term (reference) 4D006 GA03 GA06 KE03R KE06R KE15R KE16R MA06 MA09 MA22 MA25 MB02 MB20 MC32. AD02R AE09P AG04Q BA29P BA35H BA57H BC02H BC03H BC04H BC43H BC43P BC49H BC53H CA05 HA61 HC28 JA00

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 薄膜とこれを支持する微多孔性支持体と
からなる複合逆浸透膜において、前記薄膜が、(a) 少な
くとも2個の1級および2級の側鎖アミノ基を有するポ
リビニルアルコール系アミン化合物から選ばれる少なく
とも1種を含むアミン成分と、(b) 前記のアミノ基と反
応しうる基を少なくとも2個以上有する本質的に単量体
の化合物の群から選ばれる少なくとも1種を含む成分と
から形成されていることを特徴とする高透過性複合逆浸
透膜。
1. A composite reverse osmosis membrane comprising a thin film and a microporous support supporting the thin film, wherein the thin film comprises: (a) polyvinyl alcohol having at least two primary and secondary side chain amino groups An amine component containing at least one selected from the group consisting of amine compounds, and (b) at least one selected from the group of essentially monomeric compounds having at least two groups capable of reacting with the amino group. A highly permeable composite reverse osmosis membrane characterized by comprising:
【請求項2】 (a) のアミン化合物が、下記式(化1)
で示される請求項1に記載の高透過性複合逆浸透膜。 【化1】
2. An amine compound represented by the following formula (1):
The highly permeable composite reverse osmosis membrane according to claim 1, which is represented by: Embedded image
【請求項3】 (a) のアミン化合物と併用して芳香族、
脂肪族及び脂環式の多官能アミンから選ばれる少なくと
も一つのアミン化合物を含むアミン成分をさらに含む請
求項1に記載の高透過性複合逆浸透膜。
3. An aromatic compound which is used in combination with the amine compound (a),
The highly permeable composite reverse osmosis membrane according to claim 1, further comprising an amine component containing at least one amine compound selected from aliphatic and alicyclic polyfunctional amines.
【請求項4】 (b) の化合物が、酸ハライドである請求
項1に記載の高透過性複合逆浸透膜。
4. The highly permeable composite reverse osmosis membrane according to claim 1, wherein the compound (b) is an acid halide.
【請求項5】 (b) の化合物が、芳香族、脂肪族及び脂
環式から選ばれる少なくとも一つの多官能性酸ハライド
化合物である請求項4に記載の高透過性複合逆浸透膜。
5. The highly permeable composite reverse osmosis membrane according to claim 4, wherein the compound (b) is at least one polyfunctional acid halide compound selected from aromatic, aliphatic and alicyclic compounds.
【請求項6】 複合逆浸透膜に操作圧力5kg/cm2,温度
25℃にて塩化ナトリウム500mg/リットルを含有す
るpH6.5の水溶液で評価したときに、透過流束が
1.0m3/m2・d以上である請求項1に記載の高透過性複
合逆浸透膜。
6. A composite reverse osmosis membrane having an operating pressure of 5 kg / cm 2 , a temperature of 25 ° C., and a permeation flux of 1.0 m 3 / cm 2 when evaluated with an aqueous solution of pH 6.5 containing 500 mg / l of sodium chloride. The highly permeable composite reverse osmosis membrane according to claim 1, which has an m 2 · d or more.
【請求項7】 複合逆浸透膜に操作圧力5kg/c
2,温度25℃にて塩化ナトリウム500mg/リットル
を含有するpH6.5の水溶液で評価したときに、塩阻
止率が80%以下である請求項1に記載の高透過性複合
逆浸透膜。
7. An operating pressure of 5 kg / c for the composite reverse osmosis membrane.
The highly permeable composite reverse osmosis membrane according to claim 1, which has a salt rejection of 80% or less when evaluated with an aqueous solution of pH 6.5 containing 500 mg / liter of sodium chloride at m 2 and a temperature of 25 ° C.
【請求項8】 微多孔性支持体の表面で、(a) 少なくと
も2個の1級および2級の側鎖アミノ基を有するポリビ
ニルアルコール系アミン化合物から選ばれる少なくとも
1種のアミン化合物と極性溶媒を含む溶液と、(b) 前記
のアミノ基と反応しうる基を少なくとも2個以上有する
本質的に単量体の化合物の群から選ばれる少なくとも1
種と有機溶媒を含む溶液とを接触させて界面重合反応さ
せ、逆浸透膜を形成することを特徴とする高透過性複合
逆浸透膜の製造方法。
8. A polar solvent comprising: (a) at least one amine compound selected from polyvinyl alcohol-based amine compounds having at least two primary and secondary side chain amino groups on the surface of a microporous support; And (b) at least one compound selected from the group of essentially monomeric compounds having at least two groups capable of reacting with the amino group.
A method for producing a highly permeable composite reverse osmosis membrane, comprising contacting a seed with a solution containing an organic solvent to cause an interfacial polymerization reaction to form a reverse osmosis membrane.
【請求項9】 (a) のアミン化合物成分が、下記式(化
2)で示される請求項8に記載の高透過性複合逆浸透膜
の製造方法。 【化2】
9. The method for producing a highly permeable composite reverse osmosis membrane according to claim 8, wherein the amine compound component (a) is represented by the following formula (Formula 2). Embedded image
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112370976A (en) * 2020-11-23 2021-02-19 天津工业大学 Interface enhanced composite nanofiltration membrane and preparation method thereof

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