JP2003117360A - Method for manufacturing semipermeable membrane - Google Patents

Method for manufacturing semipermeable membrane

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JP2003117360A
JP2003117360A JP2001319050A JP2001319050A JP2003117360A JP 2003117360 A JP2003117360 A JP 2003117360A JP 2001319050 A JP2001319050 A JP 2001319050A JP 2001319050 A JP2001319050 A JP 2001319050A JP 2003117360 A JP2003117360 A JP 2003117360A
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JP
Japan
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semipermeable membrane
acid
aqueous solution
membrane
water
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Pending
Application number
JP2001319050A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Sasaki
崇夫 佐々木
Masahiro Henmi
昌弘 辺見
Gakuji Inoue
岳治 井上
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semipermeable membrane having high desalting property and high water permeability and effective to desalt brine or sea water. SOLUTION: The method for manufacturing the semipermeable membrane features that a semipermeable membrane is brought into contact with an aqueous solution containing an organic acid.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水溶液の選択分
離、特に高脱塩性と高透水性とを合わせ持ちかん水や海
水の脱塩に有用な半透性膜の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a semipermeable membrane which is useful for the selective separation of an aqueous solution, and particularly for the desalination of brackish water or seawater which has both high desalination property and high water permeability.

【0002】[0002]

【従来の技術】半透性膜は、液状混合物の成分を選択的
に分離するものであり、超純水の製造、海水またはかん
水の脱塩、染色や電着塗料廃水の除去・分離回収による
工業用水のクローズドシステム構築、食品工業での有効
成分の濃縮等に用いられている。
2. Description of the Related Art Semipermeable membranes selectively separate the components of a liquid mixture, and are produced by the production of ultrapure water, desalination of seawater or brackish water, dyeing and removal / separation recovery of electrodeposition paint wastewater. It is used to build a closed system of industrial water and to concentrate active ingredients in the food industry.

【0003】具体的には、多官能芳香族アミンと多官能
酸誘導体(例えば塩化物)との界面重縮合反応によって
得られる架橋ポリアミドからなる薄膜層を多孔性支持膜
上に接触させた半透性膜は、透過性や選択分離性の高い
逆浸透膜として注目されている(例えば、特開昭55−
14706号公報、特開平5−76740号公報な
ど)。
Specifically, a semipermeable membrane obtained by bringing a thin film layer made of a crosslinked polyamide obtained by an interfacial polycondensation reaction of a polyfunctional aromatic amine and a polyfunctional acid derivative (eg chloride) into contact with a porous support membrane. The permeable membrane has been attracting attention as a reverse osmosis membrane having high permeability and selective separation (for example, JP-A-55-55).
14706, JP-A-5-76740, etc.).

【0004】また、高透水性を発現するために、界面重
縮合反応で添加剤を用いて製造する逆浸透膜も開発され
ている。該添加剤としては、水酸化カリウムやリン酸三
ナトリウムなど界面反応にて生成する酸性物質を系外に
除去するための化合物や、アシル化触媒、溶解度パラメ
ーターが8〜14(cal/cm20.5の化合物などが
提案されている(例えば、特開昭63−12310号公
報、特開平6−47260号公報、特開平9−8506
8号公報、特開平13−179061号公報など)。
In order to exhibit high water permeability, a reverse osmosis membrane produced by using an additive in an interfacial polycondensation reaction has also been developed. Examples of the additive include compounds such as potassium hydroxide and trisodium phosphate for removing an acidic substance generated by an interfacial reaction to the outside of the system, an acylation catalyst, and a solubility parameter of 8 to 14 (cal / cm 2 ). 0.5 compounds and the like have been proposed (for example, JP-A-63-12310, JP-A-6-47260 and JP-A-9-8506).
No. 8, JP-A No. 13-179061, etc.).

【0005】また、脱塩性能を向上させる手段としては
半透性膜を熱水処理する方法が提案されている(特公平
7−114941号公報)。また、多価アルコールとト
リアルキルアミンおよび有機酸の混合物を含有する水溶
液に浸漬して熱水処理し、透過水量の低下を抑える方法
が提案されている(特開平10−165790号公報な
ど)。
As a means for improving the desalination performance, a method of treating a semipermeable membrane with hot water has been proposed (Japanese Patent Publication No. 7-114941). Further, there has been proposed a method of suppressing a decrease in the amount of permeated water by immersing in an aqueous solution containing a mixture of a polyhydric alcohol, a trialkylamine and an organic acid and performing hot water treatment (JP-A-10-165790, etc.).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術を用いて作製した膜では塩除去性能が十分でなく、さ
らに高い脱塩性能が求められている。本発明は、かかる
従来技術の欠点を解消しようとするもので、高い脱塩性
能と高透水性を有する半透性膜の製造方法の提供を目的
とする。
However, the membrane prepared by the conventional technique is not sufficient in salt removal performance, and higher desalination performance is required. The present invention is intended to solve the drawbacks of the prior art, and an object thereof is to provide a method for producing a semipermeable membrane having high desalination performance and high water permeability.

【0007】[0007]

【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、半透性膜を有機酸を含む水溶液と接触処理
することを特徴とする半透性膜の製造方法である。
The present invention for achieving the above object is a method of producing a semipermeable membrane, which comprises subjecting the semipermeable membrane to contact treatment with an aqueous solution containing an organic acid.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の半透性膜は、多孔性支持
膜の少なくとも片面に分離機能層が設けられたものが好
ましい。分離機能層は、多孔性支持膜の両面に設けられ
ても良く、複数の分離機能層を設けても良いが、通常、
片面に1層の分離機能層があれば十分である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The semipermeable membrane of the present invention is preferably one in which a separation functional layer is provided on at least one surface of a porous support membrane. The separation functional layer may be provided on both sides of the porous support membrane, or a plurality of separation functional layers may be provided, but usually,
It is sufficient to have one separating functional layer on one side.

【0009】ここで多孔性支持膜とは、分離機能層の支
持膜として本発明の半透性膜に強度を与えるために用い
られるものである。したがって、複数の孔を有する膜で
あれば特に限定されないが、好ましくは、略均一な孔あ
るいは片面からもう一方の面まで徐々に孔径が大きくな
る孔をもっていて、その孔の大きさはその片面の表面が
100nm以下であるような構造の膜が好ましい。さら
に、孔径としては、1〜100nmの範囲内であるとよ
り好ましい。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
強度が低下しやすい。また、多孔性支持膜の厚みは、1
μm〜5mmの範囲内にあると好ましく、10〜100
μm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。
Here, the porous support membrane is used to give strength to the semipermeable membrane of the present invention as a support membrane for the separation functional layer. Therefore, it is not particularly limited as long as it is a film having a plurality of pores, but preferably, it has a substantially uniform pore or a pore in which the pore diameter gradually increases from one surface to the other surface, and the size of the pore is equal to that of the one surface. A film having a structure whose surface is 100 nm or less is preferable. Further, the pore size is more preferably within the range of 1 to 100 nm. If the pore size is less than 1 nm, the permeation flux tends to decrease, and if it exceeds 100 nm, the strength of the porous support membrane tends to decrease. The thickness of the porous support membrane is 1
It is preferably in the range of μm to 5 mm, and is 10 to 100.
More preferably, it is in the range of μm. If the thickness is less than 1 μm, the strength of the porous support membrane is likely to decrease, and if it exceeds 5 mm, it becomes difficult to handle.

【0010】多孔性支持膜に用いる素材としては特に限
定されないが、たとえばポリスルホン、ポリアミド、ポ
リエステル、セルロース系ポリマー、ビニル系ポリマ
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、ビニル系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。
The material used for the porous support membrane is not particularly limited, but examples thereof include homopolymers or copolymers of polysulfone, polyamide, polyester, cellulosic polymer, vinyl polymer, polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene oxide and the like. Can be used alone or as a blend. Among the above, it is preferable to use cellulose acetate, cellulose nitrate or the like as the cellulose-based polymer, and polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile or the like as the vinyl-based polymer. Of these, homopolymers and copolymers such as polysulfone, polyamide, polyester, cellulose acetate, cellulose nitrate, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyphenylene sulfide, and polyphenylene sulfide sulfone are preferable. Furthermore, among these materials, it is particularly preferable to use polysulfone, which has high chemical, mechanical and thermal stability and is easy to mold.

【0011】本発明において、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。
In the present invention, the porous support membrane is preferably lined with cloth, non-woven fabric, paper or the like to increase its mechanical strength.

【0012】本発明に使用する多孔性支持膜を得る方法
は特に限定されないが、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」,No.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。
The method for obtaining the porous support membrane used in the present invention is not particularly limited, but for example, "Office of
Saylene Water Research and Development Progress Report, "No. 359
As described in (1968), a solution of polysulfone in dimethylformamide (DMF) is cast on a densely woven polyester cloth or non-woven cloth so as to have a constant thickness, and the surface of the surface is kept in air for a predetermined time. After removing the solvent, a product obtained by coagulating in a coagulating liquid such as water can be used.

【0013】本発明における分離機能層の素材としては
特に限定されないが、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しやすい素材
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、ポリアクリル酸、ポリメタクリル
酸メチ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、芳香族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、より好ましい。
The material of the separation functional layer in the present invention is not particularly limited, but it is preferably a material having high water permeability such as permeation flux and easily enhancing the selective separation performance represented by the rejection rate, For example, polyamide, polyester, cellulose, polyacrylic acid, polymethylmethacrylate, etc. can be used. In particular, polyamide can increase both the permeation flux and the rejection, and aromatic polyamide can further improve the performance thereof, and can also improve the mechanical strength and chemical resistance. It is possible and more preferable.

【0014】中でも、分離機能層が、少なくとも芳香環
に2個以上のアミノ基を有する芳香族アミンと芳香環に
アミンのアシル化が可能な官能基が2個以上の芳香族カ
ルボン酸誘導体との反応によって得られる芳香族ポリア
ミドからなるのが特に好ましい。ここで、芳香族アミン
は芳香環に平均として2個以上のアミノ基を有していれ
ば良く、一部にアミノ基が1個以下の芳香環を有してい
てもかまわない。同様に、芳香族カルボン酸誘導体は芳
香環に平均として2個以上のアミンのアシル化が可能な
官能基を有していれば良い。
Among them, the separation functional layer comprises an aromatic amine having at least two amino groups in the aromatic ring and an aromatic carboxylic acid derivative having two or more functional groups capable of acylating the amine in the aromatic ring. It is particularly preferred that it consists of an aromatic polyamide obtained by the reaction. Here, the aromatic amine only needs to have an average of two or more amino groups in the aromatic ring, and a part of the aromatic amine may have an aromatic ring of one or less amino groups. Similarly, the aromatic carboxylic acid derivative may have a functional group capable of acylating two or more amines on average in the aromatic ring.

【0015】該芳香族ポリアミドの原料として好ましく
使用される芳香族アミンとは、化学式1として下記した
式[I]または[II]で示されるもので、式[I]のR
1〜R6、式[II]のR1〜R10のうち2つ以上はアミノ
基である。
The aromatic amine preferably used as a raw material of the aromatic polyamide is represented by the formula [I] or [II] shown below as the chemical formula 1, and R of the formula [I] is used.
Two or more of 1 to R 6 and R 1 to R 10 of the formula [II] are amino groups.

【0016】[0016]

【化1】 [Chemical 1]

【0017】上記した式[I]のR1〜R6、式[II]の
1〜R10のうち、アミノ基以外の置換基としては、化
学式2として下記した化学式など、芳香族ポリアミドの
形成を阻害しないものであればいずれであってもよく、
好ましくは水の透過性を増すために、−H、−OC
3、−OHなど、親水性を有する置換基が用いられ
る。
Among the R 1 to R 6 of the above formula [I] and the R 1 to R 10 of the above formula [II], the substituent other than the amino group is an aromatic polyamide such as the following chemical formula. It may be any as long as it does not inhibit the formation,
Preferably, in order to increase the permeability of water, -H, -OC
H 3, etc. -OH, substituents having a hydrophilic employed.

【0018】[0018]

【化2】 [Chemical 2]

【0019】また、式[II]においてXは、化学式3と
して下記した化学式など、2つの芳香環を結合させうる
ものであればいずれであってもよいが、
Further, in the formula [II], X may be any as long as it can bond two aromatic rings, such as the chemical formula shown below as the chemical formula 3.

【0020】[0020]

【化3】 [Chemical 3]

【0021】好ましくは、Xは、化学式4として下記し
た化学式など、酸素を有する基が水との相互作用の点で
好ましく、更に好ましくは、−O−、−NHCO−のい
ずれかである。
X is preferably a group having oxygen, such as the chemical formula shown below as Chemical Formula 4, from the viewpoint of interaction with water, and more preferably either -O- or -NHCO-.

【0022】[0022]

【化4】 [Chemical 4]

【0023】本発明において分離特性、耐久性などを考
慮すると、特に好適な芳香族アミンは、メタフェニレン
ジアミンである。
Considering the separation characteristics and durability in the present invention, a particularly preferred aromatic amine is metaphenylenediamine.

【0024】芳香族ポリアミドの原料として好適に使用
される芳香族カルボン酸誘導体とは、化学式5として下
記した式[III]または式[IV]で示されるものであ
る。
The aromatic carboxylic acid derivative preferably used as a raw material for the aromatic polyamide is one represented by the following formula [III] or formula [IV] as the chemical formula 5.

【0025】[0025]

【化5】 [Chemical 5]

【0026】式[III]においてR1〜R6のうち2つ以
上はアミンのアシル化が可能な官能基である。好ましく
はクロロホルミル基であるが、その数は、2〜6が好ま
しく、化合物の取り扱い易さから更に好ましくは、2〜
3である。式[III]のR1〜R6のうちアミンのアシル
化が可能な官能基以外の置換基としては、化学式6とし
て下記した化学式など、芳香族ポリアミドの形成を阻害
しないものであればいずれであってもよく、より好まし
くは−H、−OCH3、など、水の透過性を増すために
親水性を有する置換基が用いられる。
In the formula [III], two or more of R 1 to R 6 are functional groups capable of acylating an amine. It is preferably a chloroformyl group, but the number thereof is preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 6 from the viewpoint of easy handling of the compound.
It is 3. As the substituent other than the functional group capable of acylating an amine among R 1 to R 6 in the formula [III], any substituent can be used as long as it does not inhibit the formation of an aromatic polyamide, such as the following chemical formula. It may be present, and more preferably, a substituent having hydrophilicity such as —H or —OCH 3 is used in order to increase water permeability.

【0027】[0027]

【化6】 [Chemical 6]

【0028】また、前記式[IV]において、R1〜R10
のうち2つ以上はアミンのアシル化が可能な官能基であ
り、好ましくはクロロホルミル基であるが、官能基の数
は塩濃度依存性を有する膜を得るということで好ましく
は、2〜7であり、原料の入手し易さ、取り扱い易さか
ら更に好ましくは、2〜4である。
In the above formula [IV], R 1 to R 10
Of these, two or more are functional groups capable of acylating amines, preferably chloroformyl groups, but the number of functional groups is preferably 2 to 7 because a film having salt concentration dependence is obtained. And more preferably 2 to 4 from the viewpoint of easy availability of raw materials and easy handling.

【0029】また、上記式[IV]において、R1〜R10
のうち、アミンのアシル化が可能な官能基以外の置換基
としては、−H、−OCH3、−CH3、−C25、−C
37、−COCH3、−F、−Cl、−Br、−Iな
ど、芳香族ポリアミドの形成を阻害しないものであれば
いずれであってもよい。水の透過性を考えると好ましく
は、−H、−OCH3など、親水性を有する置換基が用
いられる。
In the above formula [IV], R 1 to R 10
Among Examples of the substituent group other than acylation functional groups of amine, -H, -OCH 3, -CH 3 , -C 2 H 5, -C
Any of 3 H 7 , —COCH 3 , —F, —Cl, —Br, and —I may be used as long as it does not inhibit the formation of the aromatic polyamide. Considering the water permeability, a hydrophilic substituent such as —H or —OCH 3 is preferably used.

【0030】また、式[IV]において、Xは、化学式7
として下記した化学式など、2つの芳香環を結合させう
るものであればいずれであってもよいが、
In the formula [IV], X is the chemical formula 7
As long as two aromatic rings can be bonded to each other, such as the following chemical formula,

【0031】[0031]

【化7】 [Chemical 7]

【0032】好ましくは、Xは、化学式8として下記し
た化学式などの酸素を有する結合が水との相互作用の点
で好ましく、更に好ましくは、−O−、−NHCO−で
ある。
X is preferably an oxygen-containing bond represented by the following chemical formula as Chemical Formula 8 from the viewpoint of interaction with water, and more preferably —O— or —NHCO—.

【0033】[0033]

【化8】 [Chemical 8]

【0034】本発明において特に好適な芳香族カルボン
酸誘導体は、化学式9として下記した化学式の化合物か
ら選ぶことができる。
The aromatic carboxylic acid derivative particularly suitable in the present invention can be selected from the compounds represented by the following chemical formulas.

【0035】[0035]

【化9】 [Chemical 9]

【0036】本発明の半透性膜において、多孔性支持膜
の片面に分離機能層を設ける方法は特に限定されない
が、たとえば、分離機能層を構成するポリマーなどを多
孔性支持膜上に塗布する方法、または塗布後にポリマー
をさらに架橋反応させて分離機能層とする方法などを使
用することができる。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、芳香族アミンと芳香族カルボン酸
誘導体とを多孔性支持膜上で界面重縮合させて分離機能
層を形成させることもできる。界面重縮合を用いる方法
は、分離機能層の膜厚を制御しやすく、また、所望によ
り薄い膜を形成することができるため好ましい。
In the semipermeable membrane of the present invention, the method of providing the separation functional layer on one surface of the porous support membrane is not particularly limited, but for example, a polymer constituting the separation functional layer is applied onto the porous support membrane. It is possible to use a method, or a method in which the polymer is further subjected to a crosslinking reaction after coating to form a separation functional layer. By carrying out the crosslinking reaction, durability such as chemical resistance and scratch resistance, exclusion rate, etc. can be improved. Further, an aromatic amine and an aromatic carboxylic acid derivative may be subjected to interfacial polycondensation on the porous support membrane to form a separation functional layer. The method using interfacial polycondensation is preferable because the film thickness of the separation functional layer can be easily controlled and a thin film can be formed if desired.

【0037】本発明では、半透性膜を、有機酸を含む水
溶液と接触処理することが必要である。接触処理の方法
は特に限定されず、たとえば、複合膜全体を水溶液中に
漬ける方法でも良いし、水溶液をスプレーする方法でも
良く、半透性膜と水溶液が接触するならば、その方法は
限定されない。
In the present invention, it is necessary to subject the semipermeable membrane to contact treatment with an aqueous solution containing an organic acid. The method of contact treatment is not particularly limited, and for example, a method of immersing the whole composite membrane in an aqueous solution or a method of spraying an aqueous solution may be used, and the method is not limited as long as the semipermeable membrane and the aqueous solution come into contact with each other. .

【0038】ここでいう有機酸とは、水素結合形成時に
プロトン供与体であり、水溶液中で酸性(pH7未満)
を示す有機物を含む酸であればよく、たとえば、カルボ
ン酸、スルホン酸、フェノール類の少なくとも一つ、あ
るいはこれらを含む混合物などが挙げられる。具体的な
例としては、ギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、p−ト
ルエンスルホン酸、カンファースルホン酸、4−アミノ
安息香酸塩酸塩、ポリアクリル酸、4−ニトロフェノー
ル、ピロガロール、没食子酸とそのデプシドなどであ
る。好ましくは、クエン酸、シュウ酸、アスコルビン酸
およびタンニン酸から選ばれる少なくとも1種である。
The organic acid referred to here is a proton donor at the time of hydrogen bond formation and is acidic (pH less than 7) in an aqueous solution.
Any acid containing an organic substance having the formula (1) may be used, and examples thereof include at least one of carboxylic acid, sulfonic acid, and phenols, or a mixture containing these. Specific examples include formic acid, acetic acid, oxalic acid, citric acid, p-toluenesulfonic acid, camphorsulfonic acid, 4-aminobenzoic acid hydrochloride, polyacrylic acid, 4-nitrophenol, pyrogallol, gallic acid and the like. Such as Depside. Preferably, at least one selected from citric acid, oxalic acid, ascorbic acid and tannic acid.

【0039】種々の要因を検討した結果、半透性膜を構
成する分子の熱相変化、半透膜性能の発現に寄与しない
未反応化合物の除去、分子間/内水素結合ネットワーク
の最適化が極めて重要であることが明らかとなり、本発
明に到達したものである。とりわけ、半透性膜を構成す
るポリマーと水溶液中の有機酸との水素結合性相互作用
に注目すると、半透膜の排除率向上に高い相関があった
のである。
As a result of studying various factors, it was found that the thermal phase change of the molecules constituting the semipermeable membrane, the removal of unreacted compounds that do not contribute to the development of the semipermeable membrane performance, and the optimization of the intermolecular / internal hydrogen bonding network. It has become clear that it is extremely important and has reached the present invention. In particular, focusing on the hydrogen-bonding interaction between the polymer constituting the semipermeable membrane and the organic acid in the aqueous solution, there was a high correlation with the improvement of the exclusion rate of the semipermeable membrane.

【0040】有機酸と半透性膜の水素結合性相互作用に
ついては、水素結合エネルギーを評価する種々の分光学
的手法の他、簡便にはアラミド繊維とベンズアニリド
(付着物モデル物質)を用いた相対的な錯形成評価(洗
浄力評価)等を用いて定量化が可能である。つまり水素
結合性相互作用を持つとは、例えば、水素結合エネルギ
ーが8〜30kJ/molの範囲であること、「新実験
化学講座」(16巻、丸善)に記載の方法によって計算
される、4−(4−アミノベンゾイル)アミノ安息香酸
と有機酸により形成する錯体の安定度定数が0より大で
あること、アラミド繊維に付着したベンズアニリドが有
機酸水溶液を用いた接触処理によって5%以上除去でき
ることの何れかである。
Regarding the hydrogen-bonding interaction between the organic acid and the semipermeable membrane, in addition to various spectroscopic methods for evaluating the hydrogen-bonding energy, aramid fiber and benzanilide (adhesion model substance) were simply used. It can be quantified using a relative complexation evaluation (detergency evaluation) and the like. That is, having a hydrogen-bonding interaction means, for example, that the hydrogen-bonding energy is in the range of 8 to 30 kJ / mol, and is calculated by the method described in “New Experimental Chemistry Course” (Vol. 16, Maruzen). The stability constant of the complex formed by-(4-aminobenzoyl) aminobenzoic acid and the organic acid is greater than 0, and benzanilide adhering to the aramid fiber can be removed by 5% or more by the contact treatment using the aqueous organic acid solution. Is either.

【0041】ここで、水素結合性相互作用が見られる官
能基としては、アミノ基、カルボキシル基、アミド基の
他、ポリマー側鎖の置換基、例えばヒドロキシル基、ア
ルコキシル基、アルキルアミノ基、ピリジル基、イミダ
ゾリル基などを挙げることができる。
Here, as the functional group exhibiting hydrogen-bonding interaction, in addition to an amino group, a carboxyl group, an amide group, a substituent on the polymer side chain, for example, a hydroxyl group, an alkoxyl group, an alkylamino group, a pyridyl group. , Imidazolyl group and the like.

【0042】また、接触処理に用いる有機酸を含む水溶
液は、膜性能への影響が小さいpH4以上、10以下の
水溶液が好ましい。また、水溶液の水温は、50℃未満
であると単独での処理効果は小さいことから、50℃以
上100℃以下であることが好ましい。更には、接触処
理の効果が短時間に最も大きく得られる80℃以上、9
5℃以下であることが好ましい。ただし、50℃未満の
有機酸を含む水溶液と接触処理した場合であっても、引
き続いて50℃以上の熱水にさらに浸漬することによっ
て本発明の目的を達成することができる。ここで、熱水
は80℃以上、95℃以下であることが好ましい。ま
た、熱水には、精製水を用いるのが好ましい。
The aqueous solution containing an organic acid used for the contact treatment is preferably an aqueous solution having a pH of 4 or more and 10 or less, which has a small effect on the membrane performance. Further, the water temperature of the aqueous solution is preferably 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower because the treatment effect by itself is small when the temperature is lower than 50 ° C. Furthermore, the effect of the contact treatment is maximized in a short period of time at 80 ° C or higher, 9
It is preferably 5 ° C or lower. However, even when it is subjected to contact treatment with an aqueous solution containing an organic acid at a temperature lower than 50 ° C., the object of the present invention can be achieved by subsequent further immersion in hot water at a temperature of 50 ° C. or higher. Here, the hot water is preferably 80 ° C. or higher and 95 ° C. or lower. Moreover, it is preferable to use purified water as the hot water.

【0043】処理時間は、1秒間以上2時間以下である
ことが好ましい。2時間を越えると、その効果が平衡に
達するため、生産性が低下する。
The processing time is preferably 1 second or more and 2 hours or less. When it exceeds 2 hours, the effect reaches the equilibrium, and the productivity is reduced.

【0044】また、接触処理を施す前に、塩素処理を加
えると透過性能としての有機物除去性能が向上すること
があり、適宜使用することができる。
If chlorine treatment is added before the contact treatment, the organic substance removal performance as the permeation performance may be improved, so that it can be appropriately used.

【0045】[0045]

【実施例】以下、実施例を記載する。EXAMPLES Examples will be described below.

【0046】(実施例1)m−フェニレンジアミン2.
5重量%を含有する水溶液中に、多孔性ポリスルホン支
持膜を2分間浸漬した。支持膜の表面から余分な該水溶
液を取り除いた後、トリメシン酸クロリド0.06重量
%、テレフタル酸クロリド0.08重量%を含有する飽
和炭化水素溶液を、表面が完全に濡れるようにコーティ
ングして1分間静置した。膜を垂直にして余分な該溶液
を液切りして除去した後、0.2重量%の炭酸ナトリウ
ムを含む水溶液に5分間浸漬してから水洗を行った。得
られた半透性膜をpH6.5,90〜95℃のタンニン
酸100ppmを含む水溶液に1時間浸漬処理し、該膜
をNaCl 1500ppm、pH6.5、15kg/
cm2、25℃で24時間テストしたところ、NaCl
除去率は99.7%、造水量は0.95m3/m2・dで
あった。
(Example 1) m-phenylenediamine 2.
The porous polysulfone support membrane was immersed in an aqueous solution containing 5% by weight for 2 minutes. After removing the excess aqueous solution from the surface of the support membrane, a saturated hydrocarbon solution containing 0.06% by weight of trimesic acid chloride and 0.08% by weight of terephthalic acid chloride was coated so that the surface was completely wetted. Let stand for 1 minute. After the membrane was made vertical and the excess solution was drained and removed, the membrane was immersed in an aqueous solution containing 0.2% by weight of sodium carbonate for 5 minutes and then washed with water. The obtained semipermeable membrane was immersed in an aqueous solution containing 100 ppm of tannic acid at pH 6.5, 90 to 95 ° C. for 1 hour, and the membrane was treated with NaCl 1500 ppm, pH 6.5, 15 kg /
cm 2, 25 ℃ in was tested 24 hours, NaCl
The removal rate was 99.7%, and the amount of water produced was 0.95 m 3 / m 2 · d.

【0047】(比較例1)浸漬を施さない以外は、実施
例1と同様の条件で半透性膜を製造し、膜性能評価を行
ったところ、NaCl除去率は99.5%、造水量は
0.96m3/m2・dであった。
Comparative Example 1 A semipermeable membrane was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that the dipping was not performed, and the membrane performance was evaluated. The NaCl removal rate was 99.5%, and the amount of water produced. Was 0.96 m 3 / m 2 · d.

【0048】(比較例2)水溶液として蒸留水を用いる
熱水中に浸漬した以外は、実施例1と同様の条件で半透
性膜を製造し、膜性能評価を行ったところ、NaCl除
去率は99.4%、造水量は0.98m3/m2・dであ
った。
Comparative Example 2 A semipermeable membrane was manufactured under the same conditions as in Example 1 except that it was immersed in hot water using distilled water as an aqueous solution, and the membrane performance was evaluated. Was 99.4% and the amount of water produced was 0.98 m 3 / m 2 · d.

【0049】(実施例2)浸漬に用いる水溶液の組成
を、アスコルビン酸1000ppmとした以外は実施例
1と同様の方法で半透性膜を製造し、膜性能評価を行っ
たところ、NaCl除去率は99.6%、造水量は0.
96m3/m2・dであった。
Example 2 A semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the aqueous solution used for dipping was 1000 ppm ascorbic acid, and the membrane performance was evaluated. Is 99.6% and the amount of water produced is 0.
It was 96 m 3 / m 2 · d.

【0050】(実施例3)浸漬に用いる水溶液の組成は
実施例1と同じで、処理温度を室温(25℃)で5分間
とし、その後さらにpH6.5,90〜95℃の精製水
(蒸留水)中に浸漬した。その他の条件は、実施例1と
同様で半透性膜を製造し、膜性能評価を行ったところ、
NaCl除去率は99.7%、造水量は0.96m3
2・dであった。
(Example 3) The composition of the aqueous solution used for dipping was the same as in Example 1, the treatment temperature was room temperature (25 ° C) for 5 minutes, and then purified water (distilled at pH 6.5, 90 to 95 ° C) was added. Water). Other conditions were the same as in Example 1 except that a semipermeable membrane was produced and the membrane performance was evaluated.
The NaCl removal rate is 99.7%, and the amount of water produced is 0.96 m 3 /
It was m 2 · d.

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明により、高脱塩性と高透過性とを
合わせ持つ半透膜を提供することができ、その実用性は
多大である。
According to the present invention, a semipermeable membrane having both high desalination and high permeability can be provided, and its practicality is great.

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半透性膜を有機酸を含む水溶液と接触処
理することを特徴とする半透性膜の製造方法。
1. A method for producing a semipermeable membrane, which comprises subjecting the semipermeable membrane to contact treatment with an aqueous solution containing an organic acid.
【請求項2】 半透性膜が、少なくとも芳香族ポリアミ
ドからなることを特徴とする請求項1に記載の半透性膜
の製造方法。
2. The method for producing a semipermeable membrane according to claim 1, wherein the semipermeable membrane is made of at least an aromatic polyamide.
【請求項3】 有機酸として、半透性膜と水素結合性の
相互作用を有する酸を使用することを特徴とする請求項
1または2に記載の半透性膜の製造方法。
3. The method for producing a semipermeable membrane according to claim 1, wherein an acid having a hydrogen-bonding interaction with the semipermeable membrane is used as the organic acid.
【請求項4】 有機酸として、クエン酸、シュウ酸、ア
スコルビン酸およびタンニン酸から選ばれる少なくとも
1種を使用することを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の半透性膜の製造方法。
4. The semipermeable membrane according to claim 1, wherein at least one selected from citric acid, oxalic acid, ascorbic acid and tannic acid is used as the organic acid. Production method.
【請求項5】 有機酸を含む水溶液の液温を50℃以上
100℃以下とすることを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の半透性膜の製造方法。
5. The method for producing a semipermeable membrane according to claim 1, wherein the liquid temperature of the aqueous solution containing an organic acid is 50 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
【請求項6】 有機酸を含む水溶液の液温を50℃未満
とし、引き続いて50℃以上の熱水に浸漬することを特
徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半透性膜の製
造方法。
6. The semipermeable membrane according to claim 1, wherein the aqueous solution containing the organic acid has a liquid temperature of less than 50 ° C. and is subsequently immersed in hot water of 50 ° C. or more. Manufacturing method.
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