JP2001276588A - Semipermeable membrane and its production method - Google Patents
Semipermeable membrane and its production methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高脱塩性と高透水
性とをあわせ有する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 a semipermeable membrane having both high desalination and high water permeability, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリアミドを用いた複合半透膜は、従来
から知られている酢酸セルロースを用いた非対称膜に比
べて高い脱塩性能や透過水性を得やすいため、さまざま
な分野で用いられている。しかしながら、上記した従来
の複合半透膜は、主鎖にアミド結合を有しているため、
耐久性が不十分であり、膜の殺菌などに用いられる塩素
や過酸化水素などとの接触により膜が劣化し、脱塩性な
どの分離性能が低下する問題があった。したがって、こ
れら複合半透膜を用いた膜分離装置を運転する際には、
殺菌の手法等について種々の制約を受けていた。そこ
で、このような問題を解決するために、たとえば、特公
平5−27447号公報においては、主鎖にアミド結合
が導入されていない膜が開示されているが、依然とし
て、膜が擦過などによる傷を受けやすく、脱塩性などの
分離性能が低下しやすいという問題点があった。2. Description of the Related Art Composite semipermeable membranes made of polyamide are used in various fields because they have higher desalination performance and water permeability than conventionally known asymmetric membranes made of cellulose acetate. I have. However, since the above-mentioned conventional composite semipermeable membrane has an amide bond in the main chain,
There was a problem that the durability was insufficient, the membrane was deteriorated by contact with chlorine or hydrogen peroxide used for sterilization of the membrane, and the separation performance such as desalination was reduced. Therefore, when operating a membrane separation device using these composite semipermeable membranes,
There were various restrictions on the sterilization method and the like. In order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Publication No. 5-27447 discloses a film in which an amide bond is not introduced into the main chain, but the film is still damaged by abrasion. And there is a problem that the separation performance such as desalination tends to decrease.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の問題点を解決し、高脱塩性と高透水性とをあわせ
有する半透膜およびその製造方法を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a semipermeable membrane having both high desalination and high water permeability, and a method for producing the same. .
【0004】[0004]
【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、多孔性支持体上に、化学式(1)で表され
る構造単位を含むポリマを有する分離機能層を設けてな
る半透膜を特徴とする。Means for Solving the Problems The present invention for achieving the above object provides a half-finished structure in which a separation functional layer having a polymer containing a structural unit represented by the chemical formula (1) is provided on a porous support. Characterized by a permeable membrane.
【0005】[0005]
【化5】 Embedded image
【0006】(R1:炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基 R2〜R4:水素または炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基) ここで、分離機能層の膜厚が10nm〜100μmの範
囲内にあることも好ましい。(R 1 : alkyl group having 1 to 5 carbon atoms R 2 to R 4 : hydrogen or alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) Here, the membrane of the separation function layer It is also preferred that the thickness is in the range from 10 nm to 100 μm.
【0007】また、原液流路材と、透過液流路材と、上
記の半透膜とを含む膜ユニットを集水管の周囲に巻回し
てなるスパイラル型半透膜エレメントも好ましく、上記
の半透膜やスパイラル型半透膜エレメントを用いて原水
を処理する造水方法も好ましい。[0007] A spiral type semipermeable membrane element formed by winding a membrane unit including a stock solution channel material, a permeate solution channel material, and the above semipermeable membrane around a water collecting pipe is also preferable. A desalination method of treating raw water using a permeable membrane or a spiral type semipermeable membrane element is also preferable.
【0008】さらに、本発明は、化学式(2)で表され
るスルホン誘導体を特徴とする。Further, the present invention is characterized by a sulfone derivative represented by the chemical formula (2).
【0009】[0009]
【化6】 Embedded image
【0010】(R1:炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基 R2〜R4:水素または炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基) ここで、上記のスルホン誘導体を含む溶液を多孔性支持
体上に配した後、このスルホン誘導体を重合させて多孔
性支持体上に分離機能層を形成する半透膜の製造方法も
好ましい。(R 1 : alkyl group having 1 to 5 carbon atoms R 2 to R 4 : hydrogen or alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) A method for producing a semipermeable membrane, in which a solution containing the compound is placed on a porous support and then the sulfone derivative is polymerized to form a separation functional layer on the porous support, is also preferable.
【0011】また、化学式(3)で表される化合物と化
学式(4)で表される化合物とを反応させる上記のスル
ホン誘導体の製造方法も好ましい。Further, a method for producing the above-mentioned sulfone derivative in which the compound represented by the chemical formula (3) is reacted with the compound represented by the chemical formula (4) is also preferable.
【0012】[0012]
【化7】 Embedded image
【0013】(R:水素または炭素数が1〜5の範囲内
にあるアルキル基)(R: hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms)
【0014】[0014]
【化8】 Embedded image
【0015】(R1〜R3:水素または炭素数が1〜5の
範囲内にあるアルキル基 X:F、Cl、BrまたはI)(R 1 to R 3 : hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms X: F, Cl, Br or I)
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明における半透膜は、多孔性
支持体上に、以下の化学式(1)で表される構成単位を
含むポリマを有する分離機能層が設けられている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The semipermeable membrane according to the present invention is provided with a separation functional layer having a polymer containing a structural unit represented by the following chemical formula (1) on a porous support.
【0017】[0017]
【化9】 Embedded image
【0018】(R1:炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基 R2〜R4:水素または炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基) 本発明の半透膜は、分離機能層中に上記の構成単位を含
んでいるため、ベンゼン環に比して剛直な化学的骨格で
あるスルホン骨格を有することに基づく剛直な架橋構造
を発現させ、高強度で擦過による傷などを受けにくい分
離機能層とすることができる。したがって、分離性能を
高く維持することができる。さらに、同時にエステル基
を含むことから、分離機能層に親水性を付与することが
でき、半透膜の透水性を向上させることができる。(R 1 : an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms R 2 to R 4 : hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) Since the above-mentioned constituent units are contained in the separation functional layer, a rigid cross-linking structure based on having a sulfone skeleton which is a rigid chemical skeleton as compared with the benzene ring is developed, and high-strength scratches and the like are caused. It is possible to form a separation function layer that is hardly affected by the separation. Therefore, high separation performance can be maintained. Furthermore, since the separation functional layer is simultaneously provided with an ester group, hydrophilicity can be imparted to the separation function layer, and the water permeability of the semipermeable membrane can be improved.
【0019】本発明における半透膜は、上記のように、
多孔性支持体のうえに分離機能層を設けた構造を有して
いるが、この分離機能層の形成は、単に多孔性支持体の
うえに別途作成した分離機能層を積層して行ってもよい
し、分離機能層を多孔性支持体の多孔内に浸潤させて行
ってもよい。後者の場合は、多孔性支持体と分離機能層
とが強固に接合されるため、半透膜の強度が増し好まし
い。The semipermeable membrane in the present invention is, as described above,
Although it has a structure in which a separation function layer is provided on a porous support, the formation of this separation function layer can be performed by simply laminating a separation function layer separately created on the porous support. Alternatively, the separation may be performed by infiltrating the separation function layer into the pores of the porous support. In the latter case, since the porous support and the separation function layer are firmly joined, the strength of the semipermeable membrane is increased, which is preferable.
【0020】上記の分離機能層の厚みは、10nm〜1
00μmの範囲内にあると好ましく、20nm〜10μ
mの範囲内にあるとより好ましい。分離機能層の厚みが
10nmを下回ると欠陥が生じやすくなり、また、10
0μmを超えると半透膜を透過する物質に対する抵抗が
大きくなる傾向にある。The thickness of the separation function layer is 10 nm to 1 nm.
It is preferably within the range of 00 μm, and 20 nm to 10 μm
More preferably, it is within the range of m. If the thickness of the separation function layer is less than 10 nm, defects are likely to occur.
If it exceeds 0 μm, the resistance to a substance that permeates the semipermeable membrane tends to increase.
【0021】また、半透膜全体の厚みは、1μm〜1c
mの範囲内にあると好ましく、10μm〜2mmの範囲
内にあるとより好ましい。半透膜の厚みが1μmを下回
ると耐圧性が低下する傾向にあり、1cmを超えると半
透膜の単位体積あたりの物質の透過量が低下しやすく膜
性能が低くなりやすい。The thickness of the entire semipermeable membrane is 1 μm to 1 c.
m, more preferably in the range of 10 μm to 2 mm. When the thickness of the semipermeable membrane is less than 1 μm, the pressure resistance tends to decrease, and when it exceeds 1 cm, the amount of the substance per unit volume of the semipermeable membrane tends to decrease, and the membrane performance tends to decrease.
【0022】上記の多孔性支持体としては、たとえば、
多数の微細な孔を有する膜体を用いることができ、平膜
や中空糸膜の形態を有するものが好ましい。また、多孔
性支持体の素材としては、ポリスルホンやポリフェニレ
ンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリ
エーテルスルホン、セルロースエステル、ポリアクリロ
ニトリル、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリハロゲ
ン化ビニル、ポリハロゲン化ビニリデン、ポリイミド、
ポリアミドイミドなどのホモポリマーやこれらのコポリ
マーなどを用いることができる。なかでも、化学的、機
械的、熱的な安定性が高く、成型が容易であるなどの理
由でポリスルホンや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を用いることが好ましい。
また、特に化学的、熱的安定性が求められる場合には、
ポリフェニレンスルフィドスルホンやポリフェニレンス
ルフォンを用いるとよい。As the above porous support, for example,
A membrane having a large number of fine pores can be used, and a membrane having a flat membrane or a hollow fiber membrane is preferable. Further, as the material of the porous support, polysulfone, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfone, polyether sulfone, cellulose ester, polyacrylonitrile, polyolefin, polyester, polyvinyl halide, polyvinylidene halide, polyimide,
A homopolymer such as polyamideimide or a copolymer thereof can be used. Among them, it is preferable to use polysulfone, polyphenylene sulfide sulfone, and polyphenylene sulfone because they have high chemical, mechanical, and thermal stability and are easy to mold.
Also, especially when chemical and thermal stability is required,
Polyphenylene sulfide sulfone or polyphenylene sulfone may be used.
【0023】この多孔性支持体は、強度を増すために、
布や不織布、紙などで裏打ちされていると好ましい。
多孔性支持体の製造方法としては、たとえば、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さに
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方法を用いることができ
る。This porous support is used to increase the strength.
It is preferably lined with cloth, nonwoven fabric, paper or the like.
As a method for producing the porous support, for example, a solution of polysulfone in dimethylformamide (DMF) is cast to a predetermined thickness on a densely woven polyester cloth or nonwoven fabric, and the solvent on the surface is exposed in air for a predetermined time. After the removal, a method of coagulating in a coagulating liquid such as water can be used.
【0024】本発明の半透膜の製造は、多孔性支持体上
で以下の化学式(2)で表される化合物を重合させて分
離機能層を形成することにより行うことができる。The production of the semipermeable membrane of the present invention can be carried out by polymerizing a compound represented by the following chemical formula (2) on a porous support to form a separation functional layer.
【0025】[0025]
【化10】 Embedded image
【0026】(R1:炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基 R2〜R4:水素または炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基) 上記の、化学式(2)で表される化合物は、半透膜の構
成材料として好適に用いることができるばかりでなく、
医薬やエンジニアリングプラスチックに用いる原料モノ
マーとしても好適に用いることができる。(R 1 : alkyl group having 1 to 5 carbon atoms R 2 to R 4 : hydrogen or alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) In the above chemical formula (2) The compound represented can be suitably used as a constituent material of the semipermeable membrane,
It can also be suitably used as a raw material monomer used in medicines and engineering plastics.
【0027】化学式(2)で表される化合物は、たとえ
ば、次に示すように、化学式(3)で表される化合物と
化学式(4)で表される化合物とを反応させて得ること
ができる。The compound represented by the chemical formula (2) can be obtained, for example, by reacting a compound represented by the chemical formula (3) with a compound represented by the chemical formula (4) as shown below. .
【0028】[0028]
【化11】 Embedded image
【0029】(R:水素または炭素数が1〜5の範囲内
にあるアルキル基)(R: hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms)
【0030】[0030]
【化12】 Embedded image
【0031】(R1〜R3:水素または炭素数が1〜5の
範囲内にあるアルキル基 X:F、Cl、BrまたはI) この反応は、溶媒の存在下で行うとよい。用いる溶媒と
しては、出発原料である化学式(3)、(4)で表され
る化合物を十分に溶解し、かつ、それぞれの化合物と容
易には反応しないものを用いればよい。具体的には、ジ
クロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲ
ン化炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロ
ヘキサンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、
キシレンなどの芳香族炭化水素、アセトン、テトラヒド
ロフラン、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリジ
ンなどの極性溶媒を用いることができる。上記のなかで
は、ハロゲンを含まない溶媒が好ましく、特に、アセト
ン、テトラヒドロフランが好ましい。(R 1 to R 3 : hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms X: F, Cl, Br or I) This reaction may be carried out in the presence of a solvent. As the solvent to be used, a solvent that sufficiently dissolves the compounds represented by the chemical formulas (3) and (4) as the starting materials and does not easily react with the respective compounds may be used. Specifically, dichloromethane, chloroform, halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, pentane, hexane, heptane, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, benzene, toluene,
A polar solvent such as an aromatic hydrocarbon such as xylene, acetone, tetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, or N-methylpyrrolidine can be used. Among the above, a solvent containing no halogen is preferable, and acetone and tetrahydrofuran are particularly preferable.
【0032】また、反応の際の化学式(3)と化学式
(4)で表される化合物の仕込み比は、化学式(3)で
表される化合物に対して化学式(4)で表される化合物
がモル比で1〜10当量の範囲内にあると好ましく、
2.5〜3.5当量の範囲内にあるとより好ましい。こ
れは、反応が理想的に進むとすると上記のモル比が2当
量であると過不足がないため、モル比が上記の範囲内に
あれば、反応が十分に進みかつ、反応終了後の精製工程
を効率よく行うことができるからである。In addition, the charge ratio of the compound represented by the chemical formula (3) and the compound represented by the chemical formula (4) in the reaction is such that the compound represented by the chemical formula (4) is added to the compound represented by the chemical formula (3). It is preferable that the molar ratio is in the range of 1 to 10 equivalents,
More preferably, it is in the range of 2.5 to 3.5 equivalents. This is because if the reaction proceeds ideally, the molar ratio is 2 equivalents and there is no excess or deficiency. If the molar ratio is within the above range, the reaction proceeds sufficiently and the purification after the reaction is completed. This is because the process can be performed efficiently.
【0033】さらに、反応温度については、用いる溶媒
の融点よりも5℃高い温度から溶媒の沸点の範囲内にあ
ることが好ましく、溶媒の融点よりも5℃高い温度から
溶媒の沸点よりも10℃低い温度の範囲内であるとより
好ましい。反応温度が上記の範囲以上の温度になると、
反応速度が大きくなり制御が困難となりやすい。Further, the reaction temperature is preferably in the range of 5 ° C. higher than the melting point of the solvent used to the boiling point of the solvent, and 5 ° C. higher than the melting point of the solvent to 10 ° C. higher than the boiling point of the solvent. More preferably, it is within a low temperature range. When the reaction temperature is higher than the above range,
The reaction rate tends to increase and control tends to be difficult.
【0034】また、反応時間は、反応中に適宜化学式
(3)で表される化合物の存在を薄層クロマトグラフな
どによりモニタしておき、消失が確認できた時点で終了
するように決定すればよい。反応時間が長すぎると、反
応生成物が分解しやすい傾向にある。The reaction time may be determined by monitoring the presence of the compound represented by the chemical formula (3) during the reaction by a thin-layer chromatograph or the like as appropriate, and ending the reaction when disappearance is confirmed. Good. If the reaction time is too long, the reaction product tends to decompose.
【0035】本発明の半透膜を、上記の化合物を用いて
得ることにより、一般的に用いられるビニル重合法によ
り、簡易に、分離性能と透水性能とが高いレベルで両立
した半透膜とすることができる。By obtaining the semipermeable membrane of the present invention using the above-mentioned compound, a semipermeable membrane having a high level of both separation performance and water permeability can be easily obtained by a commonly used vinyl polymerization method. can do.
【0036】化学式(2)で表されるスルホン誘導体を
重合させる方法としては、一般的なビニル重合法に従え
ばよく、ラジカル重合やアニオン重合、カチオン重合な
どの付加重合により行うことができる。具体的には、加
熱や、赤外線、紫外線、X線、放射線(電子線、γ線)
などのエネルギー線の照射、光重合、イオン重合、プラ
ズマ重合などにより行うことができる。重合方法の選択
は、化学式(2)で表されるスルホン誘導体の構造によ
ったり、各方法の生産性やコストなどにより適宜おこな
えばよいが、簡便な装置で重合が可能な加熱による重合
が好ましい。また、ランニングコストなどの点からは、
赤外線や紫外線による重合も好ましい。The method of polymerizing the sulfone derivative represented by the chemical formula (2) may be a general vinyl polymerization method, and can be performed by addition polymerization such as radical polymerization, anionic polymerization, or cationic polymerization. Specifically, heating, infrared, ultraviolet, X-ray, radiation (electron beam, γ-ray)
Irradiation of energy rays, photopolymerization, ion polymerization, plasma polymerization, etc. The selection of the polymerization method may be appropriately performed depending on the structure of the sulfone derivative represented by the chemical formula (2) or the productivity and cost of each method. However, polymerization by heating that can be performed by a simple apparatus is preferable. . In terms of running costs,
Polymerization by infrared rays or ultraviolet rays is also preferable.
【0037】上記の方法のうち、加熱による重合の場合
には、生産性やコストなどの観点から20〜300℃の
範囲内で行うことが好ましく、30〜200℃の範囲内
で行うとより好ましい。また、処理時間は、生産性や重
合の効率、コストなどの観点から、1秒〜1日の範囲内
にあると好ましく、10秒〜8時間の範囲内にあるとよ
り好ましい。加熱方法としては、伝熱、放射、対流によ
る方法を用いることができる。もちろん、これらの方法
を単独で、または、複合して用いても構わない。Of the above methods, in the case of polymerization by heating, the polymerization is preferably carried out at a temperature in the range of 20 to 300 ° C., more preferably 30 to 200 ° C., from the viewpoint of productivity and cost. . Further, the treatment time is preferably in the range of 1 second to 1 day, and more preferably in the range of 10 seconds to 8 hours, from the viewpoint of productivity, polymerization efficiency, cost and the like. As a heating method, a method using heat transfer, radiation, or convection can be used. Of course, these methods may be used alone or in combination.
【0038】化学式(2)で表されるスルホン誘導体を
重合させた場合、架橋反応により緻密な構造をもつもの
となるが、この架橋の程度、すなわち架橋密度をコント
ロールするために、化学式(2)で表されるスルホン誘
導体以外の付加重合性を有するモノマーを上記の重合の
際に存在させてもよい。この場合、全体のモノマー量に
対する上記の付加重合性を有するモノマーの含有割合を
10〜90重量%とすると好ましい。10重量%を下回
ると、架橋密度のコントロールが不十分となりやすく、
また、90重量%を超えると、脱塩性能と透水性能の両
立を図りにくくなる。When the sulfone derivative represented by the chemical formula (2) is polymerized, it has a dense structure due to a crosslinking reaction. In order to control the degree of the crosslinking, that is, the crosslinking density, the chemical formula (2) A monomer having addition polymerizability other than the sulfone derivative represented by formula (1) may be present during the above polymerization. In this case, it is preferable that the content ratio of the monomer having addition polymerizability is 10 to 90% by weight based on the total amount of the monomers. If it is less than 10% by weight, the control of the crosslinking density tends to be insufficient,
On the other hand, if it exceeds 90% by weight, it is difficult to achieve both desalination performance and water permeability performance.
【0039】上記の含有割合とすることにより、化学式
(1)で表される構成単位の含有量が、ポリマー全体に
対して10〜90重量%の範囲内にある分離機能層を得
ることができる。With the above content ratio, it is possible to obtain a separation functional layer in which the content of the structural unit represented by the chemical formula (1) is in the range of 10 to 90% by weight based on the whole polymer. .
【0040】上記の、付加重合性を有するモノマーとし
ては、ビニル基、ハロゲン化ビニル基、ビニルエステル
基などの基を有するビニル誘導体や、アクリル基、メタ
アクリル基などの基を有するアクリル誘導体などを用い
ることができる。なかでも、各種溶媒との相溶性や、反
応生成物の化学的安定性などの観点からアクリル誘導体
が好ましい。上記化合物の具体例としては、ビニル基を
有する化合物として、エチレン、プロピレン、ブテン、
ペンテン、スチレン、ビニルスルホン、p−クロロスチ
レン、p−シアノスチレン、p−フルオロスチレン、p
−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、o−スチレ
ンスルホン酸ナトリウム、p−スチレンスルホン酸ナト
リウム、m−スチレンスルホン酸ナトリウム、o−アミ
ノスチレン、m−アミノスチレン、p−アミノスチレ
ン、2−メチル−5−ビニルピリジン、2−ビニルピリ
ジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、N−
ビニルカルバゾール、ビニルアミン、2−ビニル安息香
酸、3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸、N−ビ
ニル−2−ピロリドン、1−ビニルイミダゾール、ブタ
ジエン、4−ビニルスチレン、N−メチルマレイミド、
ジプロピレンエーテル、ジビニルエチレングリコールな
どを用いることができる。また、ハロゲン化ビニル基を
有する化合物として、フッ化ビニル、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、四フッ化エチレンなどを、ビニルエステル
基を有する化合物として、安息香酸ビニル、酢酸ビニル
などを用いることができる。さらに、アクリル基やメタ
アクリル基などを有する化合物として、アクリル酸、ア
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピ
ル、アクリル酸ヒドロキシメチル、アクリル酸ヒドロキ
シエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリロイ
ルモルホリン、メトキシエチルアクリレート、エトキシ
エチルアクリレート、メトキシジエチレングリコールア
クリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレー
ト、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、メ
トキシトリエチレングリコールアクリレート、メトキシ
ポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピ
レングリコールアクリレート、メトキシジプロピレング
リコールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリ
レート、2−アクリロイロキシエチルコハク酸、メタア
クリル酸、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチ
ル、メタアクリル酸プロピル、メタアクリル酸ヒドロキ
シメチル、メタアクリル酸ヒドロキシエチル、メタアク
リル酸ヒドロキシプロピル、メタアクリロイルモルホリ
ン、メトキシエチルメタアクリレート、エトキシエチル
メタアクリレート、メトキシジエチレングリコールメタ
アクリレート、エトキシジエチレングリコールメタアク
リレート、メトキシトリエチレングリコールメタアクリ
レート、メトキシトリエチレングリコールメタアクリレ
ート、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレー
ト、メトキシプロピレングリコールメタアクリレート、
メトキシジプロピレングリコールメタアクリレート、テ
トラヒドロフルフリルメタアクリレート、2−メタアク
リロイロキシエチルコハク酸、トリエチレングリコール
ジアクリレート、ヘキサエチレングリコールジアクリレ
ート、ノナエチレングリコールジアクリレート、トリエ
チレングリコールジメタアクリレート、ヘキサエチレン
グリコールジメタアクリレート、ノナエチレングリコー
ルジメタアクリレート、ペンタエリスリトールトリアク
リレートなどを用いることができる。上記の中では、溶
媒との相溶性に優れ、重合反応生成物の安定性も高いア
クリル酸やその誘導体を用いると好ましい。Examples of the monomer having addition polymerizability include a vinyl derivative having a group such as a vinyl group, a vinyl halide group and a vinyl ester group, and an acrylic derivative having a group such as an acryl group and a methacryl group. Can be used. Among them, acrylic derivatives are preferred from the viewpoints of compatibility with various solvents and chemical stability of reaction products. Specific examples of the above compound, as a compound having a vinyl group, ethylene, propylene, butene,
Pentene, styrene, vinyl sulfone, p-chlorostyrene, p-cyanostyrene, p-fluorostyrene, p
-Methylstyrene, p-methoxystyrene, sodium o-styrenesulfonate, sodium p-styrenesulfonate, sodium m-styrenesulfonate, o-aminostyrene, m-aminostyrene, p-aminostyrene, 2-methyl-5 -Vinylpyridine, 2-vinylpyridine, 3-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, N-
Vinylcarbazole, vinylamine, 2-vinylbenzoic acid, 3-vinylbenzoic acid, 4-vinylbenzoic acid, N-vinyl-2-pyrrolidone, 1-vinylimidazole, butadiene, 4-vinylstyrene, N-methylmaleimide,
Dipropylene ether, divinylethylene glycol and the like can be used. Further, as the compound having a vinyl halide group, vinyl fluoride, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene tetrafluoride and the like can be used, and as the compound having a vinyl ester group, vinyl benzoate, vinyl acetate and the like can be used. Further, as a compound having an acrylic group or a methacrylic group, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, hydroxymethyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, acryloylmorpholine, methoxyethyl acrylate , Ethoxyethyl acrylate, methoxydiethylene glycol acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, methoxypropylene glycol acrylate, methoxydipropylene glycol acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, 2-acryloyl Roxyethyl succinic acid Methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, hydroxymethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, methacryloylmorpholine, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethyl methacrylate , Methoxydiethylene glycol methacrylate, ethoxydiethylene glycol methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate, methoxypolyethylene glycol methacrylate, methoxypropylene glycol methacrylate,
Methoxy dipropylene glycol methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, 2-methacryloyloxyethyl succinic acid, triethylene glycol diacrylate, hexaethylene glycol diacrylate, nonaethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, hexaethylene Glycol dimethacrylate, nonaethylene glycol dimethacrylate, pentaerythritol triacrylate, and the like can be used. Among the above, it is preferable to use acrylic acid or a derivative thereof having excellent compatibility with a solvent and high stability of a polymerization reaction product.
【0041】多孔性支持体上でモノマーを重合させるに
は、たとえば、化学式(2)で表される化合物など、重
合させるモノマーの溶液を多孔性支持体上に塗布したり
含浸させたりしたのち、それらを重合させて行うことが
できる。重合自体は、上記したように、加熱したり、加
熱に加えて、または、単独で紫外線や放射線などのエネ
ルギー線を照射して行えばよい。In order to polymerize the monomer on the porous support, for example, a solution of the monomer to be polymerized, such as the compound represented by the chemical formula (2), is applied or impregnated on the porous support, They can be carried out by polymerizing them. As described above, the polymerization itself may be carried out by heating, in addition to heating, or by independently irradiating energy rays such as ultraviolet rays and radiation.
【0042】上記モノマーの溶液に用いる溶媒として
は、モノマーが可溶であり、かつ、モノマーや多孔性支
持体と容易に反応しないものがよい。具体的には、メタ
ノールやエタノール、イソプロピルアルコールなどのア
ルコール、ジクロロメタンやジブロモメタン、クロロホ
ルム、ブロモホルム、四塩化炭素などのハロゲン化炭化
水素、ベンゼンやヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化
水素、水などを用いることができる。安全性や、入手の
容易性などの観点からは水が好ましい。The solvent used for the above-mentioned monomer solution is preferably a solvent in which the monomer is soluble and which does not easily react with the monomer or the porous support. Specifically, alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, dichloromethane, dibromomethane, chloroform, bromoform, halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, hydrocarbons such as benzene, hexane, and cyclohexane, and water can be used. it can. Water is preferred from the viewpoints of safety, availability, and the like.
【0043】また、溶液中のモノマー全体の濃度は、
0.01〜50重量%の範囲内にあると好ましく、0.
1〜20重量%の範囲内にあるとより好ましい。この濃
度が0.01重量%を下回ると、分離機能層に欠陥が発
生しやすくなり、また、50重量%を超えると膜を透過
する物質に対する抵抗が大きくなり膜性能が低下しやす
くなる。The concentration of the whole monomer in the solution is
It is preferably in the range of 0.01 to 50% by weight, and 0.1 to 50% by weight.
More preferably, it is in the range of 1 to 20% by weight. When the concentration is less than 0.01% by weight, defects are likely to be generated in the separation function layer, and when the concentration is more than 50% by weight, resistance to a substance permeating the membrane is increased and membrane performance is apt to be reduced.
【0044】上記の、モノマー溶液を多孔性支持体へ塗
布したり含浸させたりする方法としては、多孔性支持体
を上記溶液に含浸したり、ディップコーティングやロー
ルコーティング、噴霧、口金からの溶液吐出などの塗布
方法を用いたりして行うことができる。多孔性支持体へ
の塗布や含浸を行った後に、余剰の溶液を、多孔性支持
体を傾けたり、多孔性支持体上に気体を吹き付けたりし
て除去することも好ましい。The method of applying or impregnating the monomer solution onto the porous support includes impregnating the porous support with the solution, dip coating, roll coating, spraying, and discharging the solution from a die. And the like. After coating or impregnating the porous support, it is also preferable to remove excess solution by tilting the porous support or spraying a gas onto the porous support.
【0045】また、分離機能層を薄く、かつ、均一に、
ピンホールなどの欠陥を生じさせることなく形成する方
法として、重合に用いるモノマーやその溶液に対して相
溶性や溶解性のない、または、混合しない液体や固体
と、上記の溶液とを接触させ、その界面にて重合を行う
ことも好ましい。たとえば、多孔性支持体のうえにポリ
エステルフィルムなどを配置し、両者の隙間に上記の溶
液を注入する方法を用いることができる。このとき、界
面は、多孔性支持体内または多孔性支持体上になるよう
にする。Further, the separation function layer is made thin and uniform.
As a method of forming without causing defects such as pinholes, the monomer or the solution used in the polymerization is not compatible or soluble in the solution, or a liquid or solid that does not mix with the above solution, It is also preferable to carry out polymerization at the interface. For example, a method of arranging a polyester film or the like on a porous support and injecting the above solution into a gap between the two can be used. At this time, the interface is set in the porous support or on the porous support.
【0046】上記の重合の際には、種々の重合開始剤や
重合促進剤、重合助剤、重合禁止剤、その他の添加剤を
存在させてもよく、特に、重合反応性を高めるために重
合開始剤や重合促進剤を存在させることが好ましい。重
合開始剤の例としては、アゾビスイソブチロニトリルな
どのアゾ化合物、過酸化ベンゾイルなどの過酸化物、ベ
ンゾフェノンや日本化薬(株)社製の“カヤキュア(K
ayacure)(登録商標)BP−100”、“カヤ
キュア(Kayacure)(登録商標)BMS”など
のベンゾフェノン誘導体、1−(4−(2−ヒドロキシ
エトキシ)−フェニル)−2−ヒドロキシジ−2−メチ
ル−1−プロパン−1−オンやチバガイギー社製の“イ
ルガキュア(登録商標)2959”、“イルガキュア
(登録商標)184”、“イルガキュア(登録商標)9
07”、“イルガキュア(登録商標)651”、“イル
ガキュア(登録商標)369”、“イルガキュア(登録
商標)1173”などのアセトフェノン誘導体、2、4
−ジエチルチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキ
シチオキサントンなどのチオキサントン誘導体、ビー・
エー・エス・エフ(BASF)社製“ルシリン(LUC
IRIN)(登録商標)TPO”などのアシルフォスフ
ィンオキサイド誘導体、ベンゾインイソブチルエーテル
などのベンゾインエーテル誘導体、レドックス開始剤、
芳香族ジアゾニウム塩、ビススルホニウム塩、芳香族ヨ
ードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウム、アルキルリチウム、クミルカ
リウム、ナトリウムナフタレン、ジスチリルジアニオン
などを用いることができる。なかでも、取り扱いが容易
であるアゾ化合物、ベンゾフェノン誘導体、アセトフェ
ノン誘導体、アシルフォスフィンオキサイド誘導体を用
いると好ましい。In the above-mentioned polymerization, various polymerization initiators, polymerization accelerators, polymerization aids, polymerization inhibitors and other additives may be present. Preferably, an initiator or a polymerization accelerator is present. Examples of the polymerization initiator include azo compounds such as azobisisobutyronitrile, peroxides such as benzoyl peroxide, benzophenone, and Nippon Kayaku Co., Ltd.
benzophenone derivatives such as Ayacure (registered trademark) BP-100 "," Kayacure (registered trademark) BMS ", 1- (4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl) -2-hydroxydi-2-methyl -1-propan-1-one and "Irgacure (registered trademark) 2959", "Irgacure (registered trademark) 184", and "Irgacure (registered trademark) 9" manufactured by Ciba Geigy.
07, Irgacure (registered trademark) 651, Irgacure (registered trademark) 369, and Irgacure (registered trademark) 1173.
Thioxanthone derivatives such as -diethylthioxanthone and 1-chloro-4-propoxythioxanthone;
LUSCILLIN (LUC) manufactured by AS F (BASF)
Acylphosphine oxide derivatives such as IRIN) ® TPO ", benzoin ether derivatives such as benzoin isobutyl ether, redox initiators,
Aromatic diazonium salts, bissulfonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts, potassium persulfate, ammonium persulfate, alkyl lithium, cumyl potassium, sodium naphthalene, distyryl dianion, and the like can be used. Among them, it is preferable to use an azo compound, a benzophenone derivative, an acetophenone derivative, or an acylphosphine oxide derivative which is easy to handle.
【0047】また、重合開始剤の濃度としては、モノマ
ーの種類や温度、反応時間、重合条件などにより適宜決
定すればよいが、モノマー全体に対して0.001〜1
0重量%の範囲内にあると好ましく、0.01〜5重量
%の範囲内にあるとより好ましい。濃度が0.001重
量%を下回ると重合反応が進みにくくなり、また、10
重量%を超えると反応生成物である重合体中に重合開始
剤が多く含まれるようになり、半透膜の性能が低下する
傾向がある。The concentration of the polymerization initiator may be appropriately determined depending on the type of the monomer, the temperature, the reaction time, the polymerization conditions and the like.
It is preferably in the range of 0% by weight, more preferably in the range of 0.01 to 5% by weight. When the concentration is less than 0.001% by weight, the polymerization reaction becomes difficult to proceed,
If the content exceeds% by weight, a polymer as a reaction product contains a large amount of a polymerization initiator, and the performance of the semipermeable membrane tends to decrease.
【0048】重合促進剤としては、光増感剤や、光重合
促進剤などを用いることができる。光増感剤としては、
エオシンやカンファキノンなどを用いることができる。
また、光重合促進剤としては、N−メチルジエタノール
アミン、N,N−ジメチルアミノメタクリレート、N,
N−ジメチル−p−トルイジン、2,4,6−トリス
(トリクロロメチル)−s−トリアジン、イソアミル−
p−ジメチルアミノベンゾエート、日本化薬(株)社製
の“カヤキュア(Kayacure)(登録商標)DM
BI”や“カヤキュア(Kayacure)(登録商
標)EPA”などの芳香族第3級アミン誘導体などを用
いることができる。As the polymerization accelerator, a photosensitizer or a photopolymerization accelerator can be used. As a photosensitizer,
Eosin or camphorquinone can be used.
As the photopolymerization accelerator, N-methyldiethanolamine, N, N-dimethylaminomethacrylate, N,
N-dimethyl-p-toluidine, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, isoamyl-
p-Dimethylaminobenzoate, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., "Kayacure (registered trademark) DM"
For example, aromatic tertiary amine derivatives such as "BI" and "Kayacure (registered trademark) EPA" can be used.
【0049】また、重合促進剤の濃度としては、モノマ
ーの種類や温度、反応時間、重合条件などにより適宜決
定すればよいが、モノマー全体に対して0.001〜1
0重量%の範囲内にあると好ましく、0.01〜5重量
%の範囲内にあるとより好ましい。濃度が0.001重
量%を下回ると重合反応の促進が不十分となりやすく、
また、10重量%を超えると反応生成物である重合体中
に重合促進剤が多く含まれるようになり、半透膜の性能
が低下する傾向がある。The concentration of the polymerization accelerator may be appropriately determined depending on the type of the monomer, the temperature, the reaction time, the polymerization conditions and the like.
It is preferably in the range of 0% by weight, more preferably in the range of 0.01 to 5% by weight. When the concentration is less than 0.001% by weight, the promotion of the polymerization reaction tends to be insufficient,
On the other hand, when the content exceeds 10% by weight, a polymer as a reaction product contains a large amount of a polymerization accelerator, and the performance of the semipermeable membrane tends to decrease.
【0050】上記の重合開始剤や重合促進剤は、モノマ
ー溶液にはじめから添加して混合させておく方法、あら
かじめ支持体に塗布や含浸させておく方法、モノマーを
塗布した後に塗布する方法などを用いることができる。The above polymerization initiators and polymerization accelerators may be added to the monomer solution from the beginning and mixed, a method of preliminarily coating or impregnating the support, a method of coating after the monomer is coated, and the like. Can be used.
【0051】本発明の半透膜は、平膜形状に形成したも
のであれば、スパイラル型やチューブラー型、プレート
・アンド・フレーム型の半透膜エレメントに組み込んで
用いることができる。また、中空糸形状に形成したもの
であれば、それらを束ねてエレメントに組み込み用いる
ことができる。たとえば、スパイラル型半透膜エレメン
トであれば、菱目構造を有する網体を原液流路材として
用い、不織布などを透過水流路材として用いて、本発明
の半透膜とともに膜ユニットを形成し、集水管の周囲に
この膜ユニットを巻回した構造とすることができる。こ
の場合、膜ユニットは、一端が開口端となった袋状の半
透膜の内部に透過液流路材を、外部に原液流路材を配し
た構造を有しており、この開口端の開口部を、集水管に
穿たれた孔を覆うように接合することにより、外部から
流入する原水を半透膜でろ過して集水管に集め外部へ取
り出すようになっている。As long as the semipermeable membrane of the present invention is formed in a flat membrane shape, it can be used by incorporating it into a spiral, tubular, or plate-and-frame semipermeable membrane element. In addition, as long as they are formed in a hollow fiber shape, they can be bundled and incorporated into an element. For example, in the case of a spiral type semipermeable membrane element, a membrane having a rhombic structure is used as a stock solution channel material, and a nonwoven fabric or the like is used as a permeated water channel material to form a membrane unit together with the semipermeable membrane of the present invention. Alternatively, a structure in which the membrane unit is wound around the water collecting pipe can be employed. In this case, the membrane unit has a structure in which a permeated liquid flow path material is disposed inside a bag-shaped semipermeable membrane having one open end, and a raw liquid flow path material is disposed outside. By joining the opening so as to cover the hole formed in the water collecting pipe, the raw water flowing from the outside is filtered through a semipermeable membrane, collected in the water collecting pipe, and taken out to the outside.
【0052】さらに、これらのエレメントの複数個を直
列または並列に接続して圧力容器内に組み込み、半透膜
モジュールとして用いることも可能である。Further, it is also possible to connect a plurality of these elements in series or in parallel and incorporate them in a pressure vessel to use as a semipermeable membrane module.
【0053】上記のエレメントやモジュールを使用して
液体を分離する際、半透膜の両面の圧力差は、0.01
〜20MPaの範囲内にあると好ましく、0.1〜10
MPaの範囲内にあるとより好ましい。0.01MPa
を下回ると、分離性能を十分に発揮しにくくなり、20
MPaを超えると半透膜が変形を起こして、分離性能が
低下する可能性がある。When a liquid is separated using the above-described elements and modules, the pressure difference between both surfaces of the semipermeable membrane is 0.01
Preferably in the range of 20 to 20 MPa, and 0.1 to 10 MPa.
More preferably, it is within the range of MPa. 0.01MPa
If it is less than, it becomes difficult to sufficiently exert the separation performance, and 20
If it exceeds MPa, the semipermeable membrane may be deformed and the separation performance may be reduced.
【0054】また、本発明の分離膜は、水溶液や有機物
を含有する溶液などを選択分離の対象(被処理液)とす
ることができる。特に、水溶液に対して好適に用いるこ
とができ、高濃度かん水や海水から淡水を取り出す用途
に有効である。In the separation membrane of the present invention, an aqueous solution or a solution containing an organic substance can be used as a target (liquid to be treated) for selective separation. In particular, it can be suitably used for aqueous solutions, and is effective for use in extracting fresh water from highly concentrated brackish water or seawater.
【0055】[0055]
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
【0056】なお、以下の実施例において、半透膜の排
除率は数式(A)により、また透過流束は数式(B)に
より算出した。In the following examples, the exclusion rate of the semipermeable membrane was calculated by equation (A), and the permeation flux was calculated by equation (B).
【0057】 排除率(%)=((供給液の溶質濃度−透過液の溶質濃度)/供給液の溶質濃 度)×100 ・・・(A) 透過流束(m3・m-2・d-1)=(1日あたりの透過液量)/(膜面積) ・・・(B) (実施例1)アセトン50ml中にビス(4−ヒドロキ
シフェニル)スルホン(10mmol、2.5g)と炭
酸カリウム(4.0g)を加え、25℃で塩化アクリロ
イル(39mmol、2.0g)を滴下し、同温度で2
4時間攪拌した後、溶媒の留去操作を減圧下で行い、酢
酸エチルに再溶解した。この溶液を水で分液洗浄し、再
乾固の後、真空乾燥することによりビス(4−アクリロ
キシフェニル)スルホン2.9gを得た。この化合物の
分析値を次に示す。Rejection rate (%) = ((solute concentration of feed solution−solute concentration of permeate solution) / solute concentration of feed solution) × 100 (A) Permeate flux (m 3 · m −2. d -1 ) = (permeate per day) / (membrane area) (B) (Example 1) bis (4-hydroxyphenyl) sulfone (10 mmol, 2.5 g) in 50 ml of acetone Potassium carbonate (4.0 g) was added, and acryloyl chloride (39 mmol, 2.0 g) was added dropwise at 25 ° C.
After stirring for 4 hours, the solvent was distilled off under reduced pressure and redissolved in ethyl acetate. This solution was separated and washed with water, dried again, and then dried under vacuum to obtain 2.9 g of bis (4-acryloxyphenyl) sulfone. The analytical values of this compound are shown below.
【0058】1H−NMR(ジメチルスルホキシド−
d6、270MHz)δppm:7.66(s、4
H)、6.69(d、J=16.2Hz、2H)、6.
36(m、J=17.1Hz、2H)、6.08(d、
J=9.9Hz、2H)、2.20(s、12H) IR(KBr):790、888、976、1,05
0、1,233、1,308、1,455、1,57
3、1,600、1,658、1,699、3,088
cm-1。 (実施例2)縦30cm、横20cmの大きさのポリエ
ステル繊維からなるタフタ(経糸、緯糸とも167dt
ex(150デニ−ル)のマルチフィラメント糸、織密
度経糸90本/インチ、緯糸67本/インチ、厚み16
0μm)をガラス板上に固定し、その上にポリスルホン
(アモコ(株)製のUdel P−3500)の15重
量%ジメチルホルムアミド(DMF)溶液を200μm
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
膜(多孔性支持体)を作成した。このようにして得られ
た繊維補強多孔質膜の純水透過係数は、圧力0.1MP
a、温度25℃で測定したところ0.5〜1(g・cm
-2・sec-1・MPa-1)であった。上記のようにして
製造した繊維補強多孔質膜を、ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)スルホン6.5重量%、“9EG−A”(共栄
社化学(株)製多官能アクリルモノマ)3.5重量%、
“イルガキュア2959”(チバガイギー(株)製開始
剤)0.2重量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.1重量
%を含む水溶液中に5分間浸漬した。この多孔質膜を引
き上げ速度20cm/minで引き上げ、波長172n
m、20Wのエキシマランプを用い、ランプと多孔質膜
との最短距離を1cmにして紫外線を30秒間照射し、
重合を行い、重合体からなる層(分離機能層)が多孔性
支持体上に設けられた半透膜を作成した。 1 H-NMR (dimethyl sulfoxide-
d 6 , 270 MHz) δ ppm: 7.66 (s, 4
H), 6.69 (d, J = 16.2 Hz, 2H), 6.
36 (m, J = 17.1 Hz, 2H), 6.08 (d,
J = 9.9 Hz, 2H), 2.20 (s, 12H) IR (KBr): 790, 888, 976, 1,05
0, 1,233, 1,308, 1,455, 1,57
3,1,600,1,658,1,699,3,088
cm -1 . (Example 2) Taffeta made of polyester fiber having a length of 30 cm and a width of 20 cm (167 dt for both warp and weft)
ex (150 denier) multifilament yarn, woven density warp 90 yarns / inch, weft 67 yarns / inch, thickness 16
0 μm) was fixed on a glass plate, and a 15% by weight dimethylformamide (DMF) solution of polysulfone (Udel P-3500 manufactured by Amoco KK) was placed on the glass plate at 200 μm.
At a room temperature (20 ° C.), immediately immersed in pure water and left for 5 minutes to prepare a fiber-reinforced porous membrane (porous support). The pure water permeation coefficient of the thus obtained fiber-reinforced porous membrane was 0.1 MPa
a, when measured at a temperature of 25 ° C., 0.5 to 1 (g · cm
−2 · sec −1 · MPa −1 ). 6.5% by weight of bis (4-hydroxyphenyl) sulfone and 3.5% by weight of "9EG-A" (a polyfunctional acrylic monomer manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) ,
It was immersed in an aqueous solution containing 0.2% by weight of "Irgacure 2959" (initiator manufactured by Ciba Geigy) and 0.1% by weight of sodium lauryl sulfate for 5 minutes. The porous film is pulled up at a pulling rate of 20 cm / min, and the wavelength is 172 n.
m, using an excimer lamp of 20 W, irradiating ultraviolet rays for 30 seconds with the shortest distance between the lamp and the porous film being 1 cm,
Polymerization was performed to prepare a semipermeable membrane in which a layer (separation functional layer) made of a polymer was provided on a porous support.
【0059】このようにして得られた半透膜を、pH
6.5に調整したNaClの1,500ppm水溶液を
原水とし、操作圧1.5MPa、温度25℃の条件下で
逆浸透評価を行った結果、排除率は68%、透過流束は
0.46m3・m-2・d-1であった。 (比較例)3,5−ジアクリルアミド安息香酸6.5重
量%の代わりに、1,3,5−トリアクリルヘキサヒド
ロ−1,3,5−トリアジン6.5重量%を用いた他は
実施例1と同様にして半透膜を得た。The semipermeable membrane thus obtained is subjected to pH
A 1,500 ppm aqueous solution of NaCl adjusted to 6.5 was used as raw water, and reverse osmosis was evaluated under the conditions of an operating pressure of 1.5 MPa and a temperature of 25 ° C. As a result, the exclusion rate was 68%, and the permeation flux was 0.46 m. It was 3 · m -2 · d -1 . (Comparative Example) Except that 6.5% by weight of 1,3,5-triacrylhexahydro-1,3,5-triazine was used instead of 6.5% by weight of 3,5-diacrylamidobenzoic acid, and A semipermeable membrane was obtained in the same manner as in Example 1.
【0060】このようにして得られた半透膜をpH6.
5に調整したNaClの1,500ppm水溶液を原水
とし、操作圧1.5MPa、温度25℃の条件下で逆浸
透評価を行った結果、排除率は20%、透過流束は3m
3・m-2・d-1であり、排除率が実施例1と比較して著
しく劣っていた。The semipermeable membrane thus obtained was treated at pH 6.
Using a 1,500 ppm aqueous solution of NaCl adjusted to 5 as a raw water, reverse osmosis was evaluated under the conditions of an operating pressure of 1.5 MPa and a temperature of 25 ° C. As a result, the exclusion rate was 20%, and the permeation flux was 3 m.
It was 3 · m −2 · d −1 , and the rejection was significantly inferior to Example 1.
【0061】[0061]
【発明の効果】本発明によれば、分離機能層中に剛直な
化学的骨格であるスルホン骨格を有しているので、高強
度で擦過による傷などを受けにくい分離機能層とするこ
とができ、高い分離性能を有する半透膜を得ることがで
きる。また、エステル基を含んでいるので、分離機能層
に高透過性、なかでも高透水性をも付与することがで
き、高分離性と高透過性とをあわせ有する半透膜を得る
ことができる。According to the present invention, since the separation functional layer has a sulfone skeleton, which is a rigid chemical skeleton, the separation functional layer can be formed with high strength and not easily damaged by abrasion. And a semipermeable membrane having high separation performance can be obtained. In addition, since it contains an ester group, high permeability, especially high water permeability, can be imparted to the separation function layer, and a semipermeable membrane having both high separation and high permeability can be obtained. .
【0062】また、本発明のスルホン誘導体は、一分子
中に2個の極性官能基と4個の二重結合を有しているの
で、多官能性モノマーとして利用しやすく、医薬やエン
ジニアリングプラスチックの原料として非常に有用であ
る。また、この多官能性モノマーの重合に非ハロゲン系
の溶媒を用いて行うことにより、ハロゲンの排出を抑
え、有害性の少ない重合方法を提供することができる。Since the sulfone derivative of the present invention has two polar functional groups and four double bonds in one molecule, it can be easily used as a polyfunctional monomer, and can be used for pharmaceuticals and engineering plastics. Very useful as a raw material. In addition, by performing the polymerization of the polyfunctional monomer using a non-halogen solvent, it is possible to suppress the discharge of halogens and provide a polymerization method with less harmfulness.
───────────────────────────────────────────────────── 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) C07C 317/22 C07C 317/22 C08F 2/00 C08F 2/00 C 20/38 20/38 Fターム(参考) 4D006 GA02 GA03 HA01 HA21 HA42 HA61 KE06Q MA01 MA03 MA06 MA07 MA31 MB02 MB06 MC17 MC22 MC25 MC39 MC48X MC54 MC58 MC61 MC62 MC63X NA42 NA46 PA02 PB03 PB04 PB05 4H006 AA01 AA02 AB46 AC48 TA02 TB13 TB42 4J011 CA01 CA03 CA09 CC04 4J100 AJ02Q AL03Q AL09Q AL66P BA58P BC43P CA01 CA04──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07C 317/22 C07C 317/22 C08F 2/00 C08F 2/00 C 20/38 20/38 F term (reference 4D006 GA02 GA03 HA01 HA21 HA42 HA61 KE06Q MA01 MA03 MA06 MA07 MA31 MB02 MB06 MC17 MC22 MC25 MC39 MC48X MC54 MC58 MC61 MC62 MC63X NA42 NA46 PA02 PB03 PB04 PB05 4H006 AA01 AA02 AB46 AC48 TA02 TB13 TB03 4J01Q04 AL03 BA58P BC43P CA01 CA04
Claims (7)
れる構造単位を含むポリマを有する分離機能層を設けて
なることを特徴とする半透膜 【化1】 (R1:炭素数が1〜5の範囲内にあるアルキル基 R2〜R4:水素または炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基)1. A semipermeable membrane comprising a porous support and a separation functional layer having a polymer containing a structural unit represented by the chemical formula (1) provided thereon. (R 1 : alkyl group having 1 to 5 carbon atoms R 2 to R 4 : hydrogen or alkyl group having 1 to 5 carbon atoms)
mの範囲内にある、請求項1に記載の半透膜。2. The separation function layer has a thickness of 10 nm to 100 μm.
2. The semipermeable membrane according to claim 1, which is in the range of m.
1または2に記載の半透膜を含む膜ユニットを集水管の
周囲に巻回してなることを特徴とするスパイラル型半透
膜エレメント。3. A spiral type wherein a raw liquid flow path material, a permeated liquid flow path material, and a membrane unit including the semipermeable membrane according to claim 1 or 2 are wound around a water collecting pipe. Semi-permeable membrane element.
は、請求項3に記載のスパイラル型半透膜エレメントを
用いて原水を処理することを特徴とする造水方法。4. A fresh water producing method comprising treating raw water using the semipermeable membrane according to claim 1 or 2, or the spiral type semipermeable membrane element according to claim 3.
るスルホン誘導体。 【化2】 (R1:炭素数が1〜5の範囲内にあるアルキル基 R2〜R4:水素または炭素数が1〜5の範囲内にあるア
ルキル基)5. A sulfone derivative represented by the formula (2). Embedded image (R 1 : alkyl group having 1 to 5 carbon atoms R 2 to R 4 : hydrogen or alkyl group having 1 to 5 carbon atoms)
溶液を多孔性支持体上に配した後、このスルホン誘導体
を重合させて多孔性支持体上に分離機能層を形成するこ
とを特徴とする半透膜の製造方法。6. A method comprising disposing a solution containing the sulfone derivative according to claim 5 on a porous support, and polymerizing the sulfone derivative to form a separation functional layer on the porous support. Method for producing a semipermeable membrane.
(4)で表される化合物とを反応させることを特徴とす
る請求項5に記載のスルホン誘導体の製造方法。 【化3】 (R:水素または炭素数が1〜5の範囲内にあるアルキ
ル基) 【化4】 (R1〜R3:水素または炭素数が1〜5の範囲内にある
アルキル基 X:F、Cl、BrまたはI)7. The method for producing a sulfone derivative according to claim 5, wherein the compound represented by the chemical formula (3) is reacted with the compound represented by the chemical formula (4). Embedded image (R: hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) (R 1 to R 3 : hydrogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms X: F, Cl, Br or I)
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---|---|---|---|---|
JP2006104360A (en) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Nitto Boseki Co Ltd | Acryloylmorpholine-sulfur dioxide copolymer and process for producing the same |
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- 2000-03-30 JP JP2000093984A patent/JP2001276588A/en active Pending
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