JP2001179061A - Composite semipermeable membrane and manufacturing method thereof - Google Patents
Composite semipermeable membrane and manufacturing method thereofInfo
- Publication number
- JP2001179061A JP2001179061A JP36402099A JP36402099A JP2001179061A JP 2001179061 A JP2001179061 A JP 2001179061A JP 36402099 A JP36402099 A JP 36402099A JP 36402099 A JP36402099 A JP 36402099A JP 2001179061 A JP2001179061 A JP 2001179061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- composite semipermeable
- porous support
- semipermeable membrane
- function layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、海水や灌水の淡水
化、半導体洗浄などに利用される超純水の製造、上水の
浄化、ボイラー用水の製造、排水や下水を再利用するた
めの処理、自動車の下塗り塗装などに用いる電着塗料の
回収、果汁の濃縮やワイン製造などの食品工業用途など
に好適に使用できる、複合半透膜およびその製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to desalination of seawater and irrigation water, production of ultrapure water used for cleaning semiconductors, purification of clean water, production of boiler water, and reuse of wastewater and sewage. The present invention relates to a composite semipermeable membrane and a method for producing the same, which can be suitably used for processing, recovery of an electrodeposition paint used for undercoating of an automobile, concentration of fruit juice, and food industry applications such as wine production.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、省エネルギー化や低コスト化に有
利であることから、逆浸透膜などの膜を利用した液体の
分離技術が発展し、特に、機械的強度に優れた支持層の
上に分離機能層を設けた複合膜の開発が進められてい
る。これら複合膜は、たとえば、脂肪族ポリアミドや芳
香族ポリアミドなどを用いた膜が主体であるが、より高
い透水性や溶質の排除性を達成するためには、素材面か
らの研究だけでは限界があった。2. Description of the Related Art In recent years, since it is advantageous for energy saving and cost reduction, liquid separation technology using a membrane such as a reverse osmosis membrane has been developed. The development of a composite membrane provided with a separation function layer has been advanced. These composite membranes are mainly made of, for example, aliphatic polyamides or aromatic polyamides.However, in order to achieve higher water permeability and solute rejection, there is a limit only in research from the material side. there were.
【0003】そこで、たとえば、特開平9−85068
号公報や特開平9−141071号公報では、分離機能
層表面の形態を最適化することが開示されているが、表
面形態を規定しただけでは、透水性および溶質の排除性
に未だ不足があった。Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-85068
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-141071 discloses that the form of the surface of the separation function layer is optimized, but there is still a shortage of water permeability and solute rejection simply by specifying the form of the surface. Was.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来の問題点を解決し、透水性に優れ高排除率を有
する複合半透膜およびその製造方法を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a composite semipermeable membrane having excellent water permeability and high rejection, and a method for producing the same.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、多孔性支持膜上に設けた分離機能層を有
し、かつ、分離機能層の膜厚をT(μm)とし、多孔性
支持膜1μm長さあたりの分離機能層表面の実長さをL
(μm)としたとき、TとLとが下記式を満足している
複合半透膜を特徴とする。Means for Solving the Problems According to the present invention, there is provided a separation function layer provided on a porous support membrane, wherein the thickness of the separation function layer is T (μm). The actual length of the surface of the separation function layer per 1 μm length of the porous support membrane is represented by L
(Μm) is characterized by a composite semipermeable membrane in which T and L satisfy the following expression.
【0006】L/T≧50 ここで、分離機能層が架橋ポリアミドを含んでいること
も好ましい。L / T ≧ 50 Here, it is also preferable that the separation functional layer contains a crosslinked polyamide.
【0007】また、多孔性支持膜上で多官能アミンの水
溶液と多官能酸塩化物の有機溶媒溶液とを接触させ、界
面重縮合により多孔性支持膜上に分離機能層を形成する
にあたり、上記水溶液および上記有機溶媒溶液として、
外接円相当径が10μm以上である懸濁物質が100μ
lあたり5,000個以下である溶液を用いる上記の複
合半透膜の製造方法も好ましい。Further, in contacting an aqueous solution of a polyfunctional amine with a solution of a polyfunctional acid chloride in an organic solvent on a porous support membrane to form a separation functional layer on the porous support membrane by interfacial polycondensation, As the aqueous solution and the organic solvent solution,
100μm of suspended substance with a circumscribed circle equivalent diameter of 10μm or more
The above method for producing a composite semipermeable membrane using a solution having 5,000 or less per liter is also preferable.
【0008】さらに、界面重縮合を、エステル基、エー
テル基、スルホン酸基、水酸基およびカルボキシル基か
らなる群から選ばれる少なくとも一つの官能基を含む化
合物の存在下で行うことも好ましく、界面重縮合をアシ
ル化触媒の存在下で行うことも好ましい。Further, it is preferable that the interfacial polycondensation is carried out in the presence of a compound containing at least one functional group selected from the group consisting of an ester group, an ether group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group and a carboxyl group. Is preferably performed in the presence of an acylation catalyst.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の複合半透膜は、多孔性支
持膜上に設けた分離機能層を有し、かつ、分離機能層の
膜厚をT(μm)とし、多孔性支持膜1μm長さあたり
の分離機能層表面の実長さをL(μm)としたとき、T
とLとがL/T≧50なる関係を満足している。L/T
が50未満であれば、分離機能層の表面積に対して膜厚
が厚くなりすぎて、透過流束や排除率が低下する傾向が
ある。透過流束や排除率をより高めるためには、L/T
を100以上とすると好ましく、150以上とすればよ
り好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The composite semipermeable membrane of the present invention has a separation functional layer provided on a porous support membrane, and the thickness of the separation functional layer is T (μm). When the actual length of the surface of the separation function layer per 1 μm length is L (μm), T
And L satisfy the relationship of L / T ≧ 50. L / T
Is less than 50, the film thickness becomes too large with respect to the surface area of the separation functional layer, and the permeation flux and the rejection ratio tend to decrease. To further increase the permeation flux and rejection, L / T
Is preferably 100 or more, and more preferably 150 or more.
【0010】ここで、分離機能層の膜厚T、および、多
孔性支持膜1μm長さあたりの分離機能層表面の実長さ
Lとは、以下に述べる方法により測定される値をいう。Here, the thickness T of the separation function layer and the actual length L of the surface of the separation function layer per 1 μm of the porous support film are values measured by the method described below.
【0011】まず、TEM用の超薄切片作成のため、サ
ンプルを水溶性高分子で包埋する。水溶性高分子として
は、サンプルの形状を保持できるものであれば用いるこ
とができる。次に、断面観察を容易にするためOsO4
で染色し、これをウルトラミクロトームで切断して超薄
切片を作成する。得られた超薄切片を、透過型電子顕微
鏡(TEM)を用いて断面写真を撮影する。観察倍率
は、分離機能層の膜厚により適宜決定すればよいが、分
離機能層の断面形状が観察でき、かつ、測定が局所的に
ならないようにするため、たとえば、膜厚が10〜10
0nm程度であれば、観察倍率を5〜10万倍とすると
よい。First, a sample is embedded with a water-soluble polymer to prepare an ultrathin section for TEM. Any water-soluble polymer can be used as long as it can maintain the shape of the sample. Next, in order to facilitate cross-sectional observation, OsO 4
And cut with an ultramicrotome to make ultrathin sections. A cross-sectional photograph of the obtained ultrathin section is taken using a transmission electron microscope (TEM). The observation magnification may be appropriately determined depending on the film thickness of the separation function layer. However, in order to observe the cross-sectional shape of the separation function layer and prevent the measurement from being localized, the observation magnification is, for example, 10 to 10 μm.
If it is about 0 nm, the observation magnification should be 50 to 100,000 times.
【0012】上記のようにして得られた断面写真につい
て、分離機能層の膜厚と多孔性支持膜1μm長さあたり
の分離機能層表面の実長さを測定する。測定の方法につ
いて、図1を用いて説明する。図1は、本発明の一実施
態様に係る複合半透膜の断面を表す概略模式図であり、
多孔性支持膜1の上に分離機能層2が配されている。ま
ず、多孔性支持膜を等間隔に10点に分けた点a、b、
・・・に対応する分離機能層表面の点A、B、・・・を
定める。ついで、点A、B、・・・の接線と垂直な方向
における分離機能層の厚みTA、TB、・・・を測定す
る。このとき、たとえば、点bに対応する点が点B1、
B2、B3と複数ある場合は、それぞれについて測定を
行い、その平均値(TB1+TB2+TB3)/3をTBとす
る。得られた厚みTA、TB、・・・についての平均値
(TA+・・・+TJ)/10を分離機能層の膜厚Tとす
る。With respect to the cross-sectional photograph obtained as described above, the thickness of the separation function layer and the actual length of the surface of the separation function layer per 1 μm length of the porous support film are measured. The method of measurement will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section of a composite semipermeable membrane according to one embodiment of the present invention,
A separation function layer 2 is provided on a porous support membrane 1. First, the points a, b, and 10 at which the porous support membrane is divided into 10 points at equal intervals.
Are defined as points A, B,... On the surface of the separation function layer corresponding to. Then, the thicknesses T A , T B ,... Of the separation function layer in the direction perpendicular to the tangents of the points A, B,. At this time, for example, the point corresponding to the point b is the point B1,
When there are a plurality of B2 and B3, measurement is performed for each of them, and the average value (T B1 + T B2 + T B3 ) / 3 is defined as T B. The average value (T A +... + T J ) / 10 of the obtained thicknesses T A , T B ,.
【0013】また、分離機能層表面の実長さLは、多孔
性支持膜の長さ1μmに対応する部分の分離機能層表面
の実長さをいい、図1中で実線Mで表される部分の長さ
をいう。The actual length L of the surface of the separation function layer refers to the actual length of the surface of the separation function layer at a portion corresponding to the length of the porous support membrane of 1 μm, and is represented by a solid line M in FIG. Refers to the length of the part.
【0014】上記のようにして得られた値によってL/
Tを算出する。According to the value obtained as described above, L /
Calculate T.
【0015】分離機能層の素材としては、透過流束など
の透水性が高く、排除率に代表される選択的な分離性能
を高くすることができる素材であることが好ましく、た
とえば、ポリアミド、ポリエステル、セルロース、ポリ
アクリル、ポリメタクリルなどを用いることができる。
特に、ポリアミドは透過流束、排除率ともに高くするこ
とができ、さらに、架橋ポリアミドであればさらにそれ
らの性能を高めることができ、かつ、機械的強度や耐薬
品性なども向上させることができ好ましい。The material of the separation functional layer is preferably a material having high water permeability such as permeation flux and capable of enhancing selective separation performance represented by an exclusion rate, for example, polyamide and polyester. , Cellulose, polyacryl, polymethacryl and the like can be used.
In particular, polyamide can increase both the permeation flux and the rejection, and if it is a crosslinked polyamide, its performance can be further improved, and its mechanical strength and chemical resistance can be improved. preferable.
【0016】多孔性支持膜としては、均一で微細な孔、
あるいは片面からもう一方の面まで徐々に大きな孔径を
持つ微細な孔を有する形態のものが好ましい。孔径とし
ては、1〜100nmの範囲内であると好ましい。孔径
が1nmを下回ると、透過流束が低下する傾向にあり、
100nmを超えると多孔性支持膜の強度が低下したり
しやすい。また、多孔性支持膜の厚みは、1μm〜5m
mの範囲内にあると好ましく、10〜100μmの範囲
内にあるとより好ましい。厚みが1μmを下回ると多孔
性支持膜の強度が低下しやすく、5mmを超えると取り
扱いにくくなる。As the porous support membrane, uniform and fine pores,
Alternatively, it is preferable to have a form having fine pores having a gradually larger pore diameter from one surface to the other surface. The pore size is preferably in the range of 1 to 100 nm. If the pore size is less than 1 nm, the permeation flux tends to decrease,
If it exceeds 100 nm, the strength of the porous support membrane tends to decrease. The thickness of the porous support membrane is 1 μm to 5 m.
m, more preferably in the range of 10 to 100 μm. If the thickness is less than 1 μm, the strength of the porous support membrane tends to decrease, and if it exceeds 5 mm, it becomes difficult to handle.
【0017】上記の孔径は、走査型電子顕微鏡を用いて
測定することができる。The above pore size can be measured using a scanning electron microscope.
【0018】多孔性支持膜に用いる素材としては、ポリ
スルホン、ポリアミド、ポリエステル、セルロース系ポ
リマー、ビニルポリマー、ポリフェニレンスルフィド、
ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンス
ルホン、ポリフェニレンオキシドなどのホモポリマーあ
るいはコポリマーを単独であるいはブレンドして用いる
ことができる。上記のうち、セルロース系ポリマーとし
ては、酢酸セルロース、硝酸セルロースなど、ビニルポ
リマーとしてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリアクリロニトリルなどを用いると好まし
い。中でも、ポリスルホン、ポリアミド、ポリエステ
ル、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリフェニレンスルフィドスルホンなどのホモポリ
マーやコポリマーが好ましい。さらに、これらの素材の
中でも、化学的、機械的、熱的に安定性が高く、成型が
容易であるポリスルホンを用いることが特に好ましい。Materials used for the porous support membrane include polysulfone, polyamide, polyester, cellulosic polymer, vinyl polymer, polyphenylene sulfide,
A homopolymer or copolymer such as polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfone, and polyphenylene oxide can be used alone or as a blend. Among the above, it is preferable to use cellulose acetate and cellulose nitrate as the cellulosic polymer, and polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile and the like as the vinyl polymer. Among them, homopolymers and copolymers such as polysulfone, polyamide, polyester, cellulose acetate, cellulose nitrate, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyphenylene sulfide, and polyphenylene sulfide sulfone are preferred. Further, among these materials, it is particularly preferable to use polysulfone which has high chemical, mechanical and thermal stability and is easy to mold.
【0019】また、多孔性支持膜は、布や不織布、紙な
どで裏打ちし、機械的な強度を増しておくと好ましい。The porous support membrane is preferably backed with cloth, nonwoven fabric, paper or the like to increase the mechanical strength.
【0020】多孔性支持膜としては、たとえば、「オフ
ィス・オブ・セイリーン・ウォーター・リサーチ・アン
ド・ディベロップメント・プログレス・レポート」,N
o.359(1968)に記載されているように、ポリ
スルホンのジメチルホルムアミド(DMF)溶液を、密
に織ったポリエステル布あるいは不織布の上に一定の厚
みになるように注型し、一定時間空気中で表面の溶媒を
除去した後、水などの凝固液中で凝固させることによっ
て得たものを用いることができる。As the porous support membrane, for example, “Office of Saline Water Research and Development Progress Report”, N
o. As described in US Pat. No. 359 (1968), a solution of polysulfone in dimethylformamide (DMF) is cast to a constant thickness on a densely woven polyester or nonwoven fabric, and the surface is exposed to air for a certain period of time. After the solvent is removed, one obtained by coagulation in a coagulation liquid such as water can be used.
【0021】次に、複合半透膜の製造方法について述べ
る。Next, a method for producing a composite semipermeable membrane will be described.
【0022】本発明の複合半透膜は、多孔性支持膜の上
に分離機能層を設けることにより製造することができる
が、その方法として、たとえば、分離機能層を構成する
ポリマなどを多孔性支持膜上に塗布したり、塗布後にポ
リマをさらに架橋反応させて分離機能層とすることもで
きる。架橋反応を行うことにより、耐薬品性や耐擦過性
などの耐久性、排除率などを向上させることができる。
また、多官能アミンと多官能酸塩化物とを多孔性支持膜
上で接触させ、界面重縮合させて分離機能層を形成する
こともできる。界面重縮合反応を用いる場合は、分離機
能層の膜厚を制御しやすく、また、非常に薄い膜を形成
することができるため好ましい。The composite semipermeable membrane of the present invention can be manufactured by providing a separation function layer on a porous support membrane. It can be coated on a support film, or can be further subjected to a crosslinking reaction of a polymer after coating to form a separation functional layer. By performing a cross-linking reaction, durability such as chemical resistance and abrasion resistance, an exclusion rate, and the like can be improved.
In addition, a polyfunctional amine and a polyfunctional acid chloride can be brought into contact on a porous support membrane and interfacial polycondensation to form a separation functional layer. The use of the interfacial polycondensation reaction is preferable because the thickness of the separation function layer can be easily controlled and a very thin film can be formed.
【0023】以下、界面重縮合反応を利用した場合につ
いて説明する。The case where the interfacial polycondensation reaction is used will be described below.
【0024】まず、多孔性支持膜に多官能アミンを接触
させる。接触の方法としては、多官能アミンが多孔性支
持膜上に均一にかつ連続的に配されればよく、たとえ
ば、多官能アミンを多孔性支持膜上にコーティングする
方法、多孔性支持膜を多官能アミンに浸漬する方法を用
いることができる。First, a polyfunctional amine is brought into contact with the porous support membrane. The contact may be carried out by uniformly and continuously distributing the polyfunctional amine on the porous support membrane. For example, a method of coating the polyfunctional amine on the porous support membrane, or a method of applying the porous support membrane to the porous support membrane. A method of dipping in a functional amine can be used.
【0025】多官能アミンとしては、一分子中に少なく
とも2個の1級および/または2級アミノ基を有するア
ミン化合物を用いることができ、たとえば、2個のアミ
ノ基がオルト、メタ、パラ、いずれかの位置関係でベン
ゼンに結合した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、キシリレンジアミンなどの
芳香族多官能アミン、エチレンジアミン、プロピレンジ
アミンなどの脂肪族アミン、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、4−アミノメチルピペラジンなどの脂環式多官能ア
ミンを用いるとよい。これらのアミンは単独で用いて
も、混合して用いてもよい。また、単官能アミンを加え
ると、膜の透過流束を向上させることができ好ましい。
多官能アミンはそのまま用いても良いが、分離機能層の
膜厚を適度に制御するため溶液の状態で用いることが好
ましい。用いる溶媒としては、多官能アミンの溶解性
や、毒性、引火性、コストなどを考慮すると水が好まし
い。As the polyfunctional amine, an amine compound having at least two primary and / or secondary amino groups in one molecule can be used. For example, two amino groups have ortho, meta, para, Phenylenediamine, 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,4-triaminobenzene bonded to benzene in any positional relationship,
Aromatic polyfunctional amines such as 3,5-diaminobenzoic acid and xylylenediamine; aliphatic amines such as ethylenediamine and propylenediamine; 1,2-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, piperazine and 4-aminomethylpiperazine It is preferable to use an alicyclic polyfunctional amine such as. These amines may be used alone or as a mixture. Further, it is preferable to add a monofunctional amine because the permeation flux of the membrane can be improved.
The polyfunctional amine may be used as it is, but is preferably used in a solution state in order to appropriately control the thickness of the separation function layer. As the solvent to be used, water is preferable in consideration of the solubility of the polyfunctional amine, toxicity, flammability, cost, and the like.
【0026】水を用いる場合、水溶液中の多官能アミン
の濃度を、0.1〜20重量%、より好ましくは0.5
〜10重量%の範囲内とすれば、分離機能層の膜厚を精
度よく制御することができる。When water is used, the concentration of the polyfunctional amine in the aqueous solution is adjusted to 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.5 to 20% by weight.
When the content is within the range of 10 to 10% by weight, the thickness of the separation function layer can be accurately controlled.
【0027】ここで、多官能アミンの水溶液中に、ほこ
りや鉄錆、モノマーの不溶分、ポリマーくず、藻などの
懸濁物質が存在すると、形成される分離機能層の形態が
損なわれやすく、たとえば、ピンホールが発生して、溶
質分離性能が著しく低下する可能性がある。そこで、本
発明においては、この多官能アミンの水溶液として、外
接円相当径が10μm以上である懸濁物質が100μl
あたり5,000個以下、より好ましくは1,000個
以下、さらに好ましくは500個以下である水溶液を用
いる。これは、後述する多官能酸塩化物の有機溶媒溶液
を用いる場合も同様である。Here, if suspended substances such as dust, iron rust, monomer insolubles, polymer debris, and algae are present in the aqueous solution of the polyfunctional amine, the form of the formed separation function layer is easily damaged, For example, pinholes may be generated and solute separation performance may be significantly reduced. Therefore, in the present invention, as an aqueous solution of the polyfunctional amine, 100 μl of a suspended substance having a circumscribed circle equivalent diameter of 10 μm or more is used.
An aqueous solution having 5,000 or less, more preferably 1,000 or less, and still more preferably 500 or less is used. The same applies to the case where an organic solvent solution of a polyfunctional acid chloride described later is used.
【0028】ここで、懸濁物質の外接円相当径や含有量
の測定は、懸濁物質に光線を照射して生ずる陰を測定し
て外接円相当径を導き出す方式のパーティクルカウンタ
ーを用いて行う。Here, the diameter of the circumscribed circle and the content of the suspended substance are measured by using a particle counter of a system that derives the diameter of the circumscribed circle by measuring the shadow generated by irradiating the suspended substance with light. .
【0029】溶液中の懸濁物質を除去する方法として
は、たとえば、膜ろ過や蒸留により行うことができる。
膜ろ過についていえば、精密ろ過膜や限外ろ過膜、逆浸
透膜などを用いることができ、中でも、限外ろ過膜や精
密ろ過膜を用いると、より細かな懸濁物質を除去するこ
とができ好ましい。また、逆浸透膜によるろ過により細
かな懸濁物質を除去したのち、容器などから混入する大
きな粒子を除去するためにさらに精密ろ過膜を用いてろ
過を行ったり、また、逆浸透膜によるろ過を効率よく行
うために予め精密ろ過膜や限外ろ過膜を用いてろ過を行
ったりするなど、組み合わせてろ過を行うことも効果的
である。As a method for removing suspended substances in the solution, for example, membrane filtration or distillation can be used.
Speaking of membrane filtration, microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, reverse osmosis membranes, etc. can be used, among which ultrafiltration membranes and microfiltration membranes can remove finer suspended substances. It is preferable. In addition, after removing fine suspended matter by filtration with a reverse osmosis membrane, filtration is further performed using a microfiltration membrane to remove large particles mixed in from a container, etc. It is also effective to perform filtration in combination, for example, by using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane in advance to perform the filtration efficiently.
【0030】上記のようにして調製した水溶液と多孔性
支持膜との接触時間は、分離機能層の膜厚を適度に制御
する観点から、5秒〜10分間の範囲内であると好まし
く、1〜3分間の範囲内であるとさらに好ましい。The contact time between the aqueous solution prepared as described above and the porous support membrane is preferably within a range of 5 seconds to 10 minutes from the viewpoint of appropriately controlling the thickness of the separation function layer. More preferably, it is within the range of 3 minutes.
【0031】次に、多官能アミンやその水溶液の液滴が
膜上に残らないように、十分に液切りする。液滴が残る
と、膜形成後に液滴残存部分が膜欠点となって膜性能の
低下を招く傾向がある。液切り方法は、たとえば、特開
平2−78428号公報に記載されているように、多孔
性支持膜を垂直方向にして過剰の液を自然流下させる方
法や、エアーノズルから窒素などの風を吹き付けて強制
的に液切りする方法などを用いるとよい。Next, the polyfunctional amine or an aqueous solution thereof is sufficiently drained so as not to remain on the film. If a droplet remains, the remaining portion of the droplet tends to become a film defect after film formation, resulting in a decrease in film performance. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-78428, a liquid draining method is a method in which a porous support membrane is vertically oriented to allow excess liquid to flow down naturally, or blowing air such as nitrogen from an air nozzle. For example, a method of forcibly draining the liquid may be used.
【0032】こうして得られた多官能アミンが多孔性支
持膜上に配された膜に、多官能酸塩化物を接触させる。
接触の方法は特に問わないが、膜厚を適度にコントロー
ルすることが容易であることから、多官能酸塩化物を溶
媒に溶解し、この溶液を、たとえば、塗布や噴霧や浸漬
などにより接触させ、界面重縮合反応により架橋ポリア
ミドを含む分離機能層を形成させると好ましい。The thus obtained polyfunctional amine is contacted with a polyfunctional acid chloride on a membrane provided on a porous support membrane.
The method of contact is not particularly limited, but since it is easy to appropriately control the film thickness, the polyfunctional acid chloride is dissolved in a solvent, and the solution is contacted by, for example, coating, spraying, or dipping. It is preferable to form a separation functional layer containing a crosslinked polyamide by an interfacial polycondensation reaction.
【0033】多官能酸塩化物としては、一分子中に少な
くとも2個の酸塩化物基を有する酸塩化物化合物を用い
ることができ、たとえば、3官能酸塩化物であるトリメ
シン酸クロライド、1,3,5−シクロヘキサントリカ
ルボン酸トリクロライド、1,2,4−シクロブタント
リカルボン酸トリクロライドを用いることができる。ま
た、2官能酸塩化物としては、たとえば、ビフェニルジ
カルボン酸ジクロライド、ビフェニレンジカルボン酸ジ
クロライド、アゾベンゼンジカルボン酸ジクロライド、
テレフタル酸クロライド、イソフタル酸クロライド、ナ
フタレンジカルボン酸クロライドなどの芳香族2官能酸
塩化物や、アジポイルクロライド、セバコイルクロライ
ドなどの脂肪族2官能酸塩化物、シクロペンタンジカル
ボン酸ジクロライド、シクロヘキサンジカルボン酸ジク
ロライド、テトラヒドロフランジカルボン酸ジクロライ
ドなどの脂環式2官能酸塩化物を用いることができる。
これらの酸塩化物は単独で用いてもよく、混合物で用い
てもよい。また、透過流束を向上させるために単官能酸
塩化物を混合することも好ましい。As the polyfunctional acid chloride, an acid chloride compound having at least two acid chloride groups in one molecule can be used. For example, trimesic acid chloride, which is a trifunctional acid chloride, 1, 3,5-cyclohexanetricarboxylic acid trichloride and 1,2,4-cyclobutanetricarboxylic acid trichloride can be used. Examples of the bifunctional acid chloride include biphenyl dicarboxylic acid dichloride, biphenylene dicarboxylic acid dichloride, azobenzene dicarboxylic acid dichloride,
Aromatic difunctional acid chlorides such as terephthalic acid chloride, isophthalic acid chloride, and naphthalenedicarboxylic acid chloride, and aliphatic bifunctional acid chlorides such as adipoyl chloride and sebacoyl chloride, cyclopentanedicarboxylic acid dichloride, and cyclohexanedicarboxylic acid Alicyclic bifunctional acid chlorides such as dichloride and tetrahydrofurandicarboxylic acid dichloride can be used.
These acid chlorides may be used alone or in a mixture. It is also preferable to mix a monofunctional acid chloride to improve the permeation flux.
【0034】上記溶液の多官能酸塩化物濃度は、膜厚を
制御しやすい範囲内にすることが好ましく、具体的に
は、0.01〜5重量%の範囲内、より好ましくは0.
02〜2.0重量%の範囲内にあるとよい。The concentration of the polyfunctional acid chloride in the above solution is preferably in the range where the film thickness can be easily controlled, specifically, in the range of 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight.
It may be in the range of 02 to 2.0% by weight.
【0035】上記溶液に用いる溶媒は、多官能アミン水
溶液を用いた場合は、その水溶液と非混和性であり、か
つ多官能酸塩化物を溶解し、また多官能酸塩化物と有為
な速度では反応せず、多孔性支持膜を溶解などにより破
壊しないものが好ましい。また、毒性や引火性、コスト
などが低いものがよい。これらの条件を満たす溶媒の例
としては、たとえば、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n
−オクタン、n−ノナンn−デカンなどの炭化水素、ク
ロロホルム、四塩化炭素、トクロロエタン、ジクロロメ
タン、トリクロロトリフルオロエタンなどのハロゲン化
炭化水素がある。中でも、オゾン層保護の観点から、オ
ゾン層を破壊しにくいものであることや、入手のしやす
さ、取り扱いの容易さを考慮すると、炭化水素を用いる
ことが好ましい。さらに、常温、常圧で揮発しにくいも
のであれば取り扱いやすいため、炭素数が6以上である
炭化水素を用いると好ましく、炭素数が8以上、または
引火点が10℃以上の炭化水素を用いるとより好まし
く、さらに好ましくは引火点が10〜300℃の範囲内
の炭化水素を用いることが望ましい。引火点が10℃未
満では揮発しやすく取り扱いが不便であり、また、引火
点が300℃を超えると、粘性が増大してやはり取り扱
いにくくなる。上記の条件を満たす溶媒としては、たと
えば、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、n−ウ
ンデカン、n−ドデカン、n−トリデカンなどの直鎖状
炭化水素があり、同炭素数の分岐鎖状炭化水素も同様に
好適に用いることができる。これらは、単独で用いて
も、混合して用いてもよい。When a polyfunctional amine aqueous solution is used, the solvent used in the above solution is immiscible with the aqueous solution and dissolves the polyfunctional acid chloride. It is preferable that the resin does not react and does not break the porous support membrane by dissolution or the like. Further, those having low toxicity, flammability, cost and the like are preferable. Examples of solvents satisfying these conditions include, for example, n-hexane, n-heptane, n-heptane,
-Hydrocarbons such as octane and n-nonane n-decane; and halogenated hydrocarbons such as chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethane, dichloromethane and trichlorotrifluoroethane. Above all, from the viewpoint of protection of the ozone layer, it is preferable to use a hydrocarbon in consideration of the fact that the ozone layer is not easily destroyed, the availability, and the ease of handling. Furthermore, since it is easy to handle if it is hard to volatilize at normal temperature and normal pressure, it is preferable to use a hydrocarbon having 6 or more carbon atoms, and a hydrocarbon having 8 or more carbon atoms or a flash point of 10 ° C. or more is used. It is more preferable to use a hydrocarbon having a flash point in the range of 10 to 300 ° C. If the flash point is less than 10 ° C., it tends to volatilize and handling is inconvenient. If the flash point exceeds 300 ° C., the viscosity increases and the handling becomes difficult. Examples of the solvent satisfying the above conditions include linear hydrocarbons such as n-octane, n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane and n-tridecane, and branched chains having the same carbon number. Hydrocarbons can also be suitably used. These may be used alone or as a mixture.
【0036】この多官能酸塩化物を含む有機溶媒溶液
は、多官能アミンの水溶液の場合と同様に、溶液中の懸
濁物質をできるだけ除去しておくことが好ましく、具体
的には、外接円相当径が10μm以上である懸濁物質が
100μlあたり5,000個以下、より好ましくは
1,000個以下、さらに好ましくは500個以下であ
る溶液を用いる。懸濁物質を除去する方法としては、多
官能アミンの水溶液の場合と同様に膜ろ過や蒸留により
行うことができる。In the organic solvent solution containing the polyfunctional acid chloride, as in the case of the aqueous solution of the polyfunctional amine, it is preferable to remove suspended substances in the solution as much as possible. A solution is used in which the number of suspended substances having an equivalent diameter of 10 μm or more is 5,000 or less, more preferably 1,000 or less, and still more preferably 500 or less per 100 μl. The method for removing the suspended substance can be carried out by membrane filtration or distillation as in the case of the aqueous solution of the polyfunctional amine.
【0037】多官能酸塩化物を含む溶液の接触時間は、
多官能アミンが多官能酸塩化物と反応し、多孔性支持膜
上に薄膜を形成しうるだけの十分な接触時間があればよ
い。具体的には、1秒〜10分間の範囲内であると好ま
しく、20秒〜2分の範囲内であるとより好ましい。接
触時間が1秒を下回ると、膜に欠点が発生しやすくな
り、10分を超えると、膜が厚くなりすぎ透過流束が低
下する傾向にある。The contact time of the solution containing the polyfunctional acid chloride is:
It is sufficient that the contact time is sufficient for the polyfunctional amine to react with the polyfunctional acid chloride and form a thin film on the porous support membrane. Specifically, it is preferably in the range of 1 second to 10 minutes, and more preferably in the range of 20 seconds to 2 minutes. If the contact time is less than 1 second, defects tend to occur in the film, and if it exceeds 10 minutes, the film becomes too thick and the permeation flux tends to decrease.
【0038】分離機能層は、上記のように、多官能アミ
ンと多官能酸塩化物を多孔性支持膜上で接触させて、界
面重縮合により形成させることができるが、この重縮合
反応を種々の添加剤の存在下で行うことにより、反応速
度や膜形態を制御し、複合半透膜の性能を向上させるこ
とができる。As described above, the separation functional layer can be formed by interfacial polycondensation by bringing the polyfunctional amine and the polyfunctional acid chloride into contact on the porous support membrane. By performing the reaction in the presence of the above additive, the reaction rate and the membrane morphology can be controlled, and the performance of the composite semipermeable membrane can be improved.
【0039】添加剤としては、たとえば、アシル化触媒
のような界面重縮合反応を促進させるものや、反応には
直接関与しないものの反応の場を変化させる界面活性剤
や極性化合物を用いることができる。As the additive, for example, those which promote an interfacial polycondensation reaction, such as an acylation catalyst, and those which do not directly participate in the reaction but change the reaction field, and polar compounds can be used. .
【0040】アシル化触媒としては、たとえば、ε−カ
プロラクタム、N−メチル−ε−カプロラクタム、N−
メチルピロリドン、2−ピロリドン、2−ピペリドン、
テトラメチルウレア、ビス(ペンタメチレン)ウレア、
1,1’−カルボニルジピロリジン、N,N’−ジメチ
ルプロピレンウレア、ジメチルスルホキシド、ヘキサメ
チルホスホアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジブチルホル
ムアミドのようなアミド化合物を用いることができる。As the acylation catalyst, for example, ε-caprolactam, N-methyl-ε-caprolactam, N-
Methylpyrrolidone, 2-pyrrolidone, 2-piperidone,
Tetramethylurea, bis (pentamethylene) urea,
1,1′-carbonyldipyrrolidine, N, N′-dimethylpropyleneurea, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphamide, N, N-dimethylformamide,
Amide compounds such as N, N-diethylformamide and N, N-dibutylformamide can be used.
【0041】またその他の触媒として、相関移動触媒を
用いることができる。相間移動触媒は、水相と有機相の
間の反応を促進する効果が有し、多官能アミンの水溶液
と多官能酸塩化物の溶液を用いて界面重縮合を行う場合
に効果がある。具体的には、たとえば、n−ヘプチルト
リエチルアンモニウムクロライド、トリオクチルメチル
アンモニウムクロライド、ベンジルトリエチルアンモニ
ウムクロライド(Makoszaの触媒)、ヘキサデシ
ルトリブチルホスホニウムクロライドのような4級のア
ンモニウム塩や、ホスホニウム塩を用いることができ
る。As another catalyst, a phase transfer catalyst can be used. The phase transfer catalyst has the effect of promoting the reaction between the aqueous phase and the organic phase, and is effective when performing interfacial polycondensation using an aqueous solution of a polyfunctional amine and a solution of a polyfunctional acid chloride. Specifically, for example, a quaternary ammonium salt such as n-heptyltriethylammonium chloride, trioctylmethylammonium chloride, benzyltriethylammonium chloride (Makosza's catalyst), hexadecyltributylphosphonium chloride, or a phosphonium salt is used. Can be.
【0042】界面活性剤としては、たとえば、ドデシル
硫酸ナトリウム(DSS)やドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウムを用いることができる。As the surfactant, for example, sodium dodecyl sulfate (DSS) or sodium dodecyl benzene sulfonate can be used.
【0043】また、極性化合物としては、分子中にエー
テル基やエステル基、水酸基、カルボキシル基、スルホ
ン酸基などの官能基や分極している結合を含む化合物が
好ましい。中でも、エステル基やエーテル基、カルボキ
シル基を含む化合物は透過流束を高める効果が高く好ま
しい。As the polar compound, a compound containing a functional group such as an ether group, an ester group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a polarized bond in the molecule is preferable. Among them, compounds containing an ester group, an ether group or a carboxyl group are preferred because they have a high effect of increasing the permeation flux.
【0044】上記のような添加剤の添加量は、得られる
添加剤の効果や用いる多官能化合物の種類、溶媒などに
合わせて適宜決定すればよいが、上記のアシル化触媒や
層間移動触媒を用いる場合には、溶液量に対して5重量
%以下であれば効果的に作用するため好ましく、また、
界面活性剤や極性化合物を用いる場合には、溶液量に対
して30重量%以下であれば効果的に作用するため好ま
しい。The amount of the additive as described above may be appropriately determined according to the effect of the additive to be obtained, the type of the polyfunctional compound to be used, the solvent, and the like. When it is used, it is preferable that the content is 5% by weight or less based on the amount of the solution, because it works effectively.
When a surfactant or a polar compound is used, it is preferable that the content be 30% by weight or less based on the amount of the solution, since it works effectively.
【0045】多官能酸塩化物溶液を塗布して分離機能層
を多孔性支持膜上に形成したあとは余分な溶媒や多官能
酸塩化物を除去する工程を行うとよく、たとえば、膜を
垂直方向に維持して過剰の溶媒を自然流下させたり、風
を送って強制的に液切りしたり、液体を使用して抽出し
たり、洗浄したりすることにより行うことができる。After the application of the polyfunctional acid chloride solution to form the separation functional layer on the porous support membrane, a step of removing excess solvent and polyfunctional acid chloride may be performed. It can be carried out by maintaining the direction, allowing the excess solvent to flow naturally, blowing air to forcibly drain the liquid, extracting with a liquid, or washing.
【0046】次に、膜の乾燥を行う。これは、たとえ
ば、自然乾燥したり、送風したり、揮発性の高い溶媒に
置換したりする方法を用いることができる。上記のう
ち、たとえば、送風により乾燥を行う場合は、特開平5
−76740号公報に記載されているように、膜面での
風速が2〜20m/secの範囲内、好ましくは3〜1
0m/secの範囲内で、温度が10〜80℃の範囲
内、好ましくは20〜40℃の範囲内にある気体を膜に
吹き付けて行うとよい。上記の範囲内にある気体を用い
ることにより、水分の過度な蒸発や、多孔性支持膜の収
縮などを発生しにくくし、透水速度をより向上させた膜
を得ることができる。Next, the film is dried. For this, for example, a method of naturally drying, blowing, or replacing with a highly volatile solvent can be used. Of the above, for example, when drying by blowing,
As described in JP-B-76740, the wind speed on the film surface is in the range of 2 to 20 m / sec, preferably 3 to 1 m / sec.
A gas having a temperature in the range of 0 m / sec and a temperature in the range of 10 to 80 ° C., preferably in the range of 20 to 40 ° C. may be blown to the film. By using a gas within the above range, excessive evaporation of water and shrinkage of the porous support film are less likely to occur, and a film with a higher water permeation rate can be obtained.
【0047】上記ようにして得られる複合半透膜は、そ
れだけでも十分良好な分離性能を有するが、さらに、炭
酸ナトリウムなどのアルカリ水溶液に接触させて、残存
する酸塩化物を加水分解する工程や、50〜150℃の
範囲内、好ましくは70〜130℃の範囲内で、1〜1
0分間、好ましくは2〜8分間熱処理する工程や、特開
昭63−54905号公報に記載されているように塩素
含有水溶液などの酸化性液体に浸漬する工程などを付加
することで、膜の排除率向上や透水速度向上を図ること
ができる。The composite semipermeable membrane obtained as described above has a sufficiently good separation performance by itself, but is further subjected to a step of contacting with an aqueous alkali solution such as sodium carbonate to hydrolyze the remaining acid chloride. , In the range of 50 to 150 ° C, preferably in the range of 70 to 130 ° C.
By adding a step of heat treatment for 0 minute, preferably 2 to 8 minutes, or a step of immersion in an oxidizing liquid such as a chlorine-containing aqueous solution as described in JP-A-63-54905, It is possible to improve the rejection rate and the water permeation rate.
【0048】また、分離機能層のうえにさらにコーティ
ング層を設けて、擦過などによる複合半透膜の物理的損
傷を抑えたり、表面荷電の制御を行うことも好ましく、
分離機能層の表面を改質して、透過水量や排除率などを
コントロールすることも好ましい。コーティング層を構
成する材質としては、たとえばポリビニルアルコールを
用いると好ましい。また、表面改質を行うには、前記コ
ーティングのような方法もあるが、薬液処理やプラズマ
処理、UV処理など、表面の化学構造を変化させ、水酸
基やカルボキシル基などの親水性基を増大させて、膜の
透過流束を向上させることができる。It is also preferable to further provide a coating layer on the separation function layer to suppress physical damage to the composite semipermeable membrane due to abrasion or the like, and to control surface charge.
It is also preferable to modify the surface of the separation function layer to control the amount of permeated water, the rejection, and the like. As a material constituting the coating layer, for example, polyvinyl alcohol is preferably used. In order to perform surface modification, there are methods such as the above-mentioned coating. However, chemical treatment, plasma treatment, UV treatment, etc., change the surface chemical structure and increase hydrophilic groups such as hydroxyl groups and carboxyl groups. As a result, the permeation flux of the membrane can be improved.
【0049】複合半透膜の形態としては、平膜状や中空
糸膜状などとすることが好ましい。また、たとえば、布
や不織布、紙などの基材のうえに複合半透膜を配して、
複合半透膜の機械的強度の向上をはかることもできる。The form of the composite semipermeable membrane is preferably a flat membrane or a hollow fiber membrane. Also, for example, by disposing a composite semi-permeable membrane on a substrate such as cloth, non-woven fabric, and paper,
The mechanical strength of the composite semipermeable membrane can be improved.
【0050】本発明で得られる複合半透膜は、たとえ
ば、スパイラル、チューブラー、プレート・アンド・フ
レームのモジュールに組み込んだり、中空糸状とした膜
を束ねてモジュールに組み込んだりして用いることがで
きる。The composite semipermeable membrane obtained by the present invention can be used, for example, by incorporating it into a spiral, tubular, plate and frame module, or by bundling hollow fiber membranes and incorporating it into a module. .
【0051】本発明の複合半透膜をモジュール内に組み
込んで使用する場合は、0.1〜10MPaの範囲内の
圧力で、好ましくは0.2〜8MPaの範囲内の圧力で
用いるととよい。圧力が0.1MPaを下回ると排除率
などの分離性能が低下する傾向にあり、また、10MP
aを超えると、膜が変形し透過流束などの特性が変化す
ることがある。When the composite semipermeable membrane of the present invention is used by being incorporated in a module, it is preferably used at a pressure within the range of 0.1 to 10 MPa, preferably at a pressure within the range of 0.2 to 8 MPa. . When the pressure is lower than 0.1 MPa, the separation performance such as the rejection ratio tends to decrease.
If it exceeds a, the film may be deformed and characteristics such as permeation flux may change.
【0052】また、処理対象としては、たとえば、水溶
液や有機物などを含有する溶液などを挙げることができ
るが、特に、水溶液に対して用いると好ましい。さら
に、高濃度かん水や海水から淡水を製造したり、超純水
の製造に用いたりすることができる。Examples of the object to be treated include an aqueous solution and a solution containing an organic substance, etc., but it is particularly preferable to use an aqueous solution. Further, it can be used for producing fresh water from highly concentrated brine or seawater, or for producing ultrapure water.
【0053】[0053]
【実施例】実施例および比較例においては、複合半透膜
の排除率(Rej)、透過流束(Flux)はそれぞれ
下記(1)、(2)式を用いて算出した。EXAMPLES In Examples and Comparative Examples, the rejection rate (Rej) and permeation flux (Flux) of the composite semipermeable membrane were calculated using the following equations (1) and (2), respectively.
【0054】 Rej(%)=((供給液中の溶質濃度−透過液中の溶質濃度)/供給液中の 溶質濃度)×100 ・・・(1) Flux(m3・m-2・日-1)=一日あたりの透過液量/膜面積 ・・・(2 ) また、実施例および比較例において使用した繊維で補強
した多孔質支持体(以下、繊維補強多孔質支持体とい
う)は、以下の手法により作成した。Rej (%) = ((Solute concentration in feed solution−Solute concentration in permeate solution) / Solute concentration in feed solution) × 100 (1) Flux (m 3 · m −2 · day) -1 ) = permeated liquid amount per day / membrane area (2) Further, the porous support reinforced with fibers used in Examples and Comparative Examples (hereinafter referred to as fiber-reinforced porous support) is: Was created by the following method.
【0055】縦30cm、横20cmの大きさのポリエ
ステル繊維からなるタフタ(縦糸、横糸とも150デニ
−ルのマルチフィラメント糸、織密度縦90本/イン
チ、横67本/インチ、厚さ160μm)をガラス板上
に固定し、その上にポリスルホン(アモコ社製のUde
l P−3500)の15重量%ジメチルホルムアミド
(DMF)溶液を200μの厚みで室温(20℃)でキ
ャストし、ただちに純水中に浸漬して5分間放置するこ
とによって繊維補強多孔質支持体を得た。この繊維補強
多孔質支持体の純水透過係数は、圧力0.1MPa、温
度25℃で測定したとき0.005〜0.01kg/c
m2・sec・atmであった。また、表面孔径は20
〜50nmの範囲内であった。 (実施例1)m−フェニレンジアミンを2.0重量%、
添加剤としてN−メチルピロリドンを1.5重量%含む
水溶液を限外ろ過膜によりろ過処理し、溶液中の懸濁物
質を除去した。ろ過後の溶液について、RION製PA
RTICLE COUNTER KL−11を用いて測
定したところ、外接円相当径が10μm以上である懸濁
物質が100μlあたり500個であった。この溶液を
繊維補強多孔質支持体上に2分間接触させた後、膜面に
水滴が残らないように液切りを行った。こうして得られ
たm−フェニレンジアミンで被覆された膜に、上記と同
様にして懸濁物質を除去した(上記と同じ方法で測定し
た、外接円相当径が10μm以上である懸濁物質は、1
00μlあたり100個)、トリメシン酸クロライドを
0.05重量%と、添加剤としてカプリル酸エチルを1
重量%とを含むヘキサン溶液を1分間接触させた。その
後、液切りを1分間行って、送風器を使い20℃の気体
を吹き付けて乾燥させた。次に得られた膜を、Na2C
O3を1重量%、DSSを0.3重量%含む水溶液に2
分間浸漬して反応を停止させた。こうして得られた膜を
90℃、2分間熱水洗浄し、その後、500ppm、p
H7の塩素濃度の水溶液に2分間浸漬して複合半透膜を
得た。得られた複合半透膜は、0.1重量%の亜硫酸水
素ナトリウム(SBS)を含む水溶液中に保存した。Taffeta made of polyester fiber having a size of 30 cm in length and 20 cm in width (both warp and weft are 150 denier multifilament yarn, weaving density: 90 / inch, width: 67 / inch, thickness: 160 μm) It is fixed on a glass plate, and polysulfone (Ude by Amoco)
1 P-3500) in a dimethylformamide (DMF) solution at a thickness of 200 μm was cast at room temperature (20 ° C.), immediately immersed in pure water and allowed to stand for 5 minutes to obtain a fiber-reinforced porous support. Obtained. The pure water permeability coefficient of this fiber-reinforced porous support is 0.005 to 0.01 kg / c when measured at a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 25 ° C.
m 2 · sec · atm. The surface pore size is 20
〜50 nm. (Example 1) 2.0% by weight of m-phenylenediamine,
An aqueous solution containing 1.5% by weight of N-methylpyrrolidone as an additive was filtered through an ultrafiltration membrane to remove suspended substances in the solution. About the solution after filtration, Rion PA
When measured using RTICLE COUNTER KL-11, there were 500 suspended substances per 100 μl having a circumscribed circle equivalent diameter of 10 μm or more. After the solution was brought into contact with the fiber-reinforced porous support for 2 minutes, the solution was drained so that no water droplets remained on the membrane surface. The suspended substance was removed from the thus obtained m-phenylenediamine-coated membrane in the same manner as described above (the suspended substance having a circumscribed circle equivalent diameter of 10 μm or more, which was measured by the same method as described above, was 1%).
100 per 100 μl), 0.05% by weight of trimesic acid chloride and 1% of ethyl caprylate as an additive.
Hexane solution containing 1% by weight was contacted for 1 minute. Thereafter, the liquid was drained for one minute, and dried by blowing a gas at 20 ° C. using a blower. Next, the obtained membrane was washed with Na 2 C
An aqueous solution containing 1% by weight of O 3 and 0.3% by weight of DSS
The reaction was stopped by soaking for a minute. The membrane thus obtained was washed with hot water at 90 ° C. for 2 minutes, and then 500 ppm, p
The composite semipermeable membrane was obtained by immersing in an aqueous solution having a chlorine concentration of H7 for 2 minutes. The obtained composite semipermeable membrane was stored in an aqueous solution containing 0.1% by weight of sodium bisulfite (SBS).
【0056】上記のようにして得られた複合半透膜を、
pH6.5に調整した1,500ppm食塩水を原水と
し、0.5MPa、25℃の条件下で逆浸透テストを行
った結果を表1に示す。 (実施例2)ヘキサン溶液に、さらに、N,N−ジ−n
−ブチルホルムアミドを0.5重量%添加したほかは実
施例1と同様にして複合半透膜を得た。評価結果を表1
に示す。 (実施例3)N−メチルピロリドンに代えてε−カプロ
ラクタムを5.0重量%添加したほかは実施例2と同様
にして複合半透膜を得た。評価結果を表1に示す。 (実施例4)カプリル酸エチル、N,N−ジ−n−ブチ
ルホルムアミドを添加しなかったほかは実施例3と同様
にして複合半透膜を得た。評価結果を表1に示す。 (実施例5)カプリル酸エチルに代えてカプリル酸1重
量%を添加したほかは実施例1と同様にして複合半透膜
を得た。評価結果を表1に示す。 (実施例6)ヘキサン溶液に、さらに、N,N−ジ−n
−ブチルホルムアミドを0.5重量%添加したほかは実
施例4と同様にして複合半透膜を得た。評価結果を表1
に示す。 (実施例7)ヘキサン溶液に、さらに、N−メチルピロ
リドンを0.5重量%添加したほかは実施例4と同様に
して複合半透膜を得た。評価結果を表1に示す。 (実施例8)ヘキサン溶液に代えてデカン溶液にしたほ
かは実施例2と同様にして複合半透膜を得た。評価結果
を表1に示す。 (実施例9)ε−カプロラクタムを添加しなかったほか
は実施例4と同様にして複合半透膜を得た。評価結果を
表1に示す。 (比較例1)ε−カプロラクタムを使用せず、反応時間
を10分とし、限外ろ過膜によるろ過処理を行わなかっ
たほかは実施例4と同様にして複合半透膜を得た。評価
結果を表1に示す。The composite semipermeable membrane obtained as described above is
Table 1 shows the results of a reverse osmosis test conducted under the conditions of 0.5 MPa and 25 ° C. using 1,500 ppm saline solution adjusted to pH 6.5 as raw water. (Example 2) N, N-di-n was further added to a hexane solution.
A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.5% by weight of -butylformamide was added. Table 1 shows the evaluation results.
Shown in Example 3 A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 2 except that 5.0% by weight of ε-caprolactam was added instead of N-methylpyrrolidone. Table 1 shows the evaluation results. Example 4 A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 3 except that ethyl caprylate and N, N-di-n-butylformamide were not added. Table 1 shows the evaluation results. Example 5 A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1% by weight of caprylic acid was added instead of ethyl caprylate. Table 1 shows the evaluation results. (Example 6) N, N-di-n was further added to the hexane solution.
A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 4, except that 0.5% by weight of -butylformamide was added. Table 1 shows the evaluation results.
Shown in Example 7 A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 4 except that 0.5% by weight of N-methylpyrrolidone was further added to the hexane solution. Table 1 shows the evaluation results. (Example 8) A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 2 except that a decane solution was used instead of the hexane solution. Table 1 shows the evaluation results. Example 9 A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 4 except that ε-caprolactam was not added. Table 1 shows the evaluation results. (Comparative Example 1) A composite semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 4, except that ε-caprolactam was not used, the reaction time was 10 minutes, and the filtration treatment with an ultrafiltration membrane was not performed. Table 1 shows the evaluation results.
【0057】[0057]
【表1】 [Table 1]
【0058】[0058]
【発明の効果】本発明によれば、分離機能層の膜厚をT
(μm)とし、多孔性支持膜1μm長さあたりの分離機
能層表面の実長さLとしたとき、TとLとがL/T≧5
0なる関係を満足しているので、分離機能層の膜厚に対
して分離機能層の表面積が十分に大きく、複合分離膜の
透過流束や排除率を高めることができる。According to the present invention, the thickness of the separation function layer is set to T.
(Μm) and the actual length L of the surface of the separation function layer per 1 μm length of the porous support membrane, T and L are L / T ≧ 5.
Since the relationship of 0 is satisfied, the surface area of the separation function layer is sufficiently large with respect to the thickness of the separation function layer, and the permeation flux and rejection of the composite separation membrane can be increased.
【0059】また、分離機能層が架橋ポリアミドを含ん
でいる場合には、透過流束や排除率をより高めることが
でき、また、耐久性にも優れた分離膜とすることができ
る。When the separation functional layer contains a crosslinked polyamide, the permeation flux and the rejection can be further increased, and a separation membrane having excellent durability can be obtained.
【0060】さらに、分離機能層の形成を、多孔性支持
膜上での、多官能アミン水溶液と多官能酸塩化物有機溶
媒溶液との接触による界面重縮合によって行うにあた
り、上記水溶液および上記有機溶媒溶液として、外接円
相当径が10μm以上である懸濁物質が100μlあた
り5,000個以下である溶液を用いれば、分離機能層
の膜厚を薄く、かつ、均一に形成することができ、しか
も、ピンホールなどが少なく、透過流束や排除率がさら
に向上した複合半透膜を得ることができる。Further, in forming the separation function layer by interfacial polycondensation by contacting a polyfunctional amine aqueous solution and a polyfunctional acid chloride organic solvent solution on a porous support membrane, the aqueous solution and the organic solvent are used. When a solution having a circumscribed circle equivalent diameter of 10 μm or more and a suspension substance of 5,000 or less per 100 μl is used as the solution, the thickness of the separation function layer can be reduced and formed uniformly, and Thus, a composite semipermeable membrane having few pinholes and further improved permeation flux and rejection can be obtained.
【0061】この場合、界面重縮合をエステル基やエー
テル基、スルホン酸基、水酸基、カルボキシル基、アシ
ル化触媒の存在下で行うことにより、反応を制御するこ
とが容易となり、また、反応速度を高めることができる
ので、複合半透膜の生産性をより向上させることができ
る。In this case, by performing the interfacial polycondensation in the presence of an ester group, an ether group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group, a carboxyl group, and an acylation catalyst, the reaction can be easily controlled and the reaction rate can be reduced. Since it can be increased, the productivity of the composite semipermeable membrane can be further improved.
【図1】本発明の一実施態様に係る複合半透膜の断面の
概略模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a cross section of a composite semipermeable membrane according to an embodiment of the present invention.
1:多孔性支持膜 2:分離機能層 1: porous support membrane 2: separation functional layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA03 HA01 HA21 HA41 HA61 JA02C JA52Z KE05R KE06R MA01 MA03 MA07 MA08 MA09 MA22 MA31 MB02 MB06 MB11 MB16 MC11 MC17 MC18 MC22 MC23 MC27 MC36 MC39 MC46 MC48 MC48X MC54 MC56 MC62 MC62X MC71 MC74 MC75 MC75X MC77 MC78X NA04 NA10 NA41 NA44 NA46 NA62 NA64 PA01 PB02 PB06 PB12 PB13 PC02 PC12 PC17 PC21 PC31 PC54 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 4D006 GA03 HA01 HA21 HA41 HA61 JA02C JA52Z KE05R KE06R MA01 MA03 MA07 MA08 MA09 MA22 MA31 MB02 MB06 MB11 MB16 MC11 MC17 MC18 MC22 MC23 MC27 MC36 MC39 MC46 MC48 MC48X MC54 MC56 MC62 MC62X MC71 MC74 MC75 MC75X MC77 MC78X NA04 NA10 NA41 NA44 NA46 NA62 NA64 PA01 PB02 PB06 PB12 PB13 PC02 PC12 PC17 PC21 PC31 PC54
Claims (5)
し、かつ、分離機能層の膜厚をT(μm)とし、多孔性
支持膜1μm長さあたりの分離機能層表面の実長さをL
(μm)としたとき、TとLとが下記式を満足している
ことを特徴とする複合半透膜。 L/T≧501. A separation function layer provided on a porous support membrane, wherein the thickness of the separation function layer is T (μm), and the actual separation function layer surface per 1 μm length of the porous support membrane is Length is L
A composite semipermeable membrane, characterized in that T and L satisfy the following formula when defined as (μm): L / T ≧ 50
る、請求項1に記載の複合半透膜。2. The composite semipermeable membrane according to claim 1, wherein the separation functional layer contains a crosslinked polyamide.
と多官能酸塩化物の有機溶媒溶液とを接触させ、界面重
縮合により多孔性支持膜上に分離機能層を形成するにあ
たり、上記水溶液および上記有機溶媒溶液として、外接
円相当径が10μm以上である懸濁物質が100μlあ
たり5,000個以下である溶液を用いることを特徴と
する請求項1または2に記載の複合半透膜の製造方法。3. A method for forming a separation functional layer on a porous support membrane by interfacial polycondensation by bringing an aqueous solution of a polyfunctional amine into contact with an organic solvent solution of a polyfunctional acid chloride on the porous support membrane. 3. The composite semipermeable membrane according to claim 1, wherein the aqueous solution and the organic solvent solution are solutions in which the number of suspended substances having a circumscribed circle equivalent diameter of 10 μm or more is 5,000 or less per 100 μl. Manufacturing method.
基、スルホン酸基、水酸基およびカルボキシル基からな
る群から選ばれる少なくとも一つの官能基を含む化合物
の存在下で行う、請求項3に記載の複合半透膜の製造方
法。4. The method according to claim 3, wherein the interfacial polycondensation is performed in the presence of a compound containing at least one functional group selected from the group consisting of an ester group, an ether group, a sulfonic acid group, a hydroxyl group and a carboxyl group. A method for producing a composite semipermeable membrane.
う、請求項3または4に記載の複合半透膜の製造方法。5. The method for producing a composite semipermeable membrane according to claim 3, wherein the interfacial polycondensation is performed in the presence of an acylation catalyst.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36402099A JP2001179061A (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Composite semipermeable membrane and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36402099A JP2001179061A (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Composite semipermeable membrane and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001179061A true JP2001179061A (en) | 2001-07-03 |
Family
ID=18480785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36402099A Pending JP2001179061A (en) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Composite semipermeable membrane and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001179061A (en) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006038503A1 (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Nitto Denko Corporation | Process for producing composite reverse osmosis membrane |
WO2010047360A1 (en) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | 日東電工株式会社 | Sheet-like compound semipermeable membrane amd method for manufacturing same |
WO2011102124A1 (en) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 日東電工株式会社 | Composite separation membrane and separation membrane element using same |
WO2011105278A1 (en) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and process for production thereof |
WO2012105397A1 (en) | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 東レ株式会社 | Separation membrane for water treatment and production method for same |
WO2013108788A1 (en) | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and method for manufacturing same |
US8518310B2 (en) | 2006-10-10 | 2013-08-27 | Nitto Denko Corporation | Process for producing a dried composite semipermeable membrane |
WO2014003141A1 (en) | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane |
JP2014521499A (en) * | 2012-05-23 | 2014-08-28 | エルジー・ケム・リミテッド | Polyamide-based reverse osmosis separation membrane excellent in initial permeate flow rate and method for producing the same |
US8851297B2 (en) | 2006-10-10 | 2014-10-07 | Nitto Denko Corporation | Composite semipermeable membrane and process for producing the same |
WO2014208603A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 東レ株式会社 | Composite separation membrane and separation membrane element |
WO2017022694A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 東レ株式会社 | Separation membrane, separation membrane element, water purifier and method for producing separation membrane |
JP2017532191A (en) * | 2014-09-30 | 2017-11-02 | エルジー・ケム・リミテッド | Manufacturing method of polyamide-based water treatment separation membrane excellent in permeate flow characteristics and water treatment separation membrane produced by the production method |
KR20240063910A (en) | 2021-09-27 | 2024-05-10 | 도레이 카부시키가이샤 | composite semipermeable membrane |
-
1999
- 1999-12-22 JP JP36402099A patent/JP2001179061A/en active Pending
Cited By (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006038503A1 (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Nitto Denko Corporation | Process for producing composite reverse osmosis membrane |
JP2006130497A (en) * | 2004-10-04 | 2006-05-25 | Nitto Denko Corp | Production method of composite reverse osmosis membrane |
KR100885591B1 (en) * | 2004-10-04 | 2009-02-24 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Process for producing composite reverse osmosis membrane |
JP4656511B2 (en) * | 2004-10-04 | 2011-03-23 | 日東電工株式会社 | Method for producing composite reverse osmosis membrane |
US8851297B2 (en) | 2006-10-10 | 2014-10-07 | Nitto Denko Corporation | Composite semipermeable membrane and process for producing the same |
US8518310B2 (en) | 2006-10-10 | 2013-08-27 | Nitto Denko Corporation | Process for producing a dried composite semipermeable membrane |
WO2010047360A1 (en) * | 2008-10-23 | 2010-04-29 | 日東電工株式会社 | Sheet-like compound semipermeable membrane amd method for manufacturing same |
CN102762287A (en) * | 2010-02-16 | 2012-10-31 | 日东电工株式会社 | Composite separation membrane and separation membrane element using same |
KR101479385B1 (en) * | 2010-02-16 | 2015-01-05 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Composite separation membrane and separation membrane element using same |
US10350553B2 (en) | 2010-02-16 | 2019-07-16 | Nitto Denko Corporation | Composite separation membrane and separation membrane element using the same |
WO2011102124A1 (en) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 日東電工株式会社 | Composite separation membrane and separation membrane element using same |
CN104437132A (en) * | 2010-02-16 | 2015-03-25 | 日东电工株式会社 | Composite separation membrane and separation membrane element using the same |
US20120305473A1 (en) * | 2010-02-23 | 2012-12-06 | Toray Industries, Inc. | Composite semipermeable membrane and method of producing the same |
WO2011105278A1 (en) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and process for production thereof |
JP5741431B2 (en) * | 2010-02-23 | 2015-07-01 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and method for producing the same |
EP2540385A4 (en) * | 2010-02-23 | 2015-05-27 | Toray Industries | Composite semipermeable membrane and process for production thereof |
EP2671628A4 (en) * | 2011-01-31 | 2016-11-23 | Toray Industries | Separation membrane for water treatment and production method for same |
KR101909166B1 (en) * | 2011-01-31 | 2018-10-17 | 도레이 카부시키가이샤 | Separation membrane for water treatment and production method for same |
WO2012105397A1 (en) | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 東レ株式会社 | Separation membrane for water treatment and production method for same |
US9527042B2 (en) | 2011-01-31 | 2016-12-27 | Toray Industries, Inc. | Separation membrane for water treatment and production method for same |
JPWO2013108788A1 (en) * | 2012-01-16 | 2015-05-11 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and method for producing the same |
EP2805761A4 (en) * | 2012-01-16 | 2015-08-05 | Toray Industries | Composite semipermeable membrane and method for manufacturing same |
WO2013108788A1 (en) | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane and method for manufacturing same |
KR20140119016A (en) | 2012-01-16 | 2014-10-08 | 도레이 카부시키가이샤 | Composite semipermeable membrane and method for manufacturing same |
JP2014521499A (en) * | 2012-05-23 | 2014-08-28 | エルジー・ケム・リミテッド | Polyamide-based reverse osmosis separation membrane excellent in initial permeate flow rate and method for producing the same |
WO2014003141A1 (en) | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 東レ株式会社 | Composite semipermeable membrane |
KR20150035763A (en) | 2012-06-27 | 2015-04-07 | 도레이 카부시키가이샤 | Composite semipermeable membrane |
US10974205B2 (en) | 2012-06-27 | 2021-04-13 | Toray Industries, Inc. | Composite semipermeable membrane |
WO2014208603A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 東レ株式会社 | Composite separation membrane and separation membrane element |
JP2017532191A (en) * | 2014-09-30 | 2017-11-02 | エルジー・ケム・リミテッド | Manufacturing method of polyamide-based water treatment separation membrane excellent in permeate flow characteristics and water treatment separation membrane produced by the production method |
US10479864B2 (en) | 2014-09-30 | 2019-11-19 | Lg Chem, Ltd. | Method for manufacturing polyamide-based water-treatment separator having excellent permeation flux characteristics and water-treatment separator manufactured by same |
JPWO2017022694A1 (en) * | 2015-07-31 | 2018-05-17 | 東レ株式会社 | Separation membrane, separation membrane element, water purifier, and method for producing separation membrane |
WO2017022694A1 (en) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 東レ株式会社 | Separation membrane, separation membrane element, water purifier and method for producing separation membrane |
US11167249B2 (en) | 2015-07-31 | 2021-11-09 | Toray Industries, Inc. | Separation membrane, separation membrane element, water purifier, and method for producing separation membrane |
KR20240063910A (en) | 2021-09-27 | 2024-05-10 | 도레이 카부시키가이샤 | composite semipermeable membrane |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6521130B1 (en) | Process for producing composite semipermeable membrane | |
JP6197649B2 (en) | Composite semipermeable membrane | |
JP6052172B2 (en) | Manufacturing method of composite semipermeable membrane | |
KR20110089254A (en) | Composite semipermeable membrane and manufacturing method therefor | |
JP2001179061A (en) | Composite semipermeable membrane and manufacturing method thereof | |
KR101975155B1 (en) | Composite semipermeable membrane and method for its production | |
WO2021085600A1 (en) | Composite semipermeable membrane and manufacturing method therefor | |
JP2008080187A (en) | Composite semipermeable membrane and use thereof | |
JP3250644B2 (en) | Composite hollow fiber membrane and method for producing the same | |
JP5030192B2 (en) | Manufacturing method of composite semipermeable membrane | |
JP2006102594A (en) | Method for manufacturing composite semipermeable membrane | |
JP3985387B2 (en) | Method for producing composite semipermeable membrane | |
JP4284767B2 (en) | Composite semipermeable membrane, water production method using the same, and fluid separation element | |
JP2014065003A (en) | Composite semipermeable membrane and water production | |
JP3646362B2 (en) | Semipermeable membrane and method for producing the same | |
JP2000117076A (en) | Composite semipermeable membrane and its production | |
JP3849263B2 (en) | Composite semipermeable membrane and method for producing the same | |
JP2009078218A (en) | Method of manufacturing composite semi-permeable membrane | |
WO2017057378A1 (en) | Composite semipermeable membrane | |
JPH09313905A (en) | Polysulfone porous separating membrane | |
EP0465649B1 (en) | Composite semipermeable membrane and production thereof | |
JP3536501B2 (en) | Method and apparatus for producing composite semipermeable membrane | |
WO2024048695A1 (en) | Composite semipermeable membrane and method for producing composite semipermeable membrane | |
JPH09187631A (en) | Production of composite reverse-osmosis membrane and device therefor | |
JPH04161234A (en) | Manufacture of composite membrane |