JP2013223861A - Composite diaphragm - Google Patents

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Shunsuke Tabayashi
俊介 田林
Takao Sasaki
崇夫 佐々木
Takashi Ogawa
貴史 小川
Kiyohiko Takaya
清彦 高谷
Tomoko Mitsuhata
智子 光畑
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite diaphragm with high boron filter performance and high chemical resistance.SOLUTION: A composite diaphragm includes a polyamide separation functional layer formed on a microporous supporting film comprising a base material and a porous support. The irreversible endotherm of the polyamide separation functional layer within the range of -20 to 150°C in the process of an initial heat-up measured by a temperature modulation DSC method, is not less than 275 J/g. The yellowness of the polyamide separation functional layer is not less than 10 and not more than 40.

Description

本発明は、液状混合物の選択的分離に有用な複合半透膜に関し、特に高いホウ素阻止性能と高い耐薬品性を有する複合半透膜に関する。   The present invention relates to a composite semipermeable membrane useful for selective separation of a liquid mixture, and more particularly to a composite semipermeable membrane having high boron blocking performance and high chemical resistance.

混合物の分離に関して、溶媒(例えば水)に溶解した物質(例えば塩類)を除くための技術には様々なものがあるが、近年、省エネルギーおよび省資源のためのプロセスとして膜分離法の利用が拡大している。膜分離法に使用される膜には、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜などがあり、これらの膜は、例えば海水、かん水、有害物を含んだ水などから飲料水を得る場合や、工業用超純水の製造、排水処理、有価物の回収などに用いられている。   Regarding the separation of mixtures, there are various techniques for removing substances (eg, salts) dissolved in a solvent (eg, water), but in recent years, the use of membrane separation methods has expanded as a process for saving energy and resources. doing. Membranes used in membrane separation methods include microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, nanofiltration membranes, and reverse osmosis membranes. These membranes can be used for beverages such as seawater, brine, and water containing harmful substances. It is used to obtain water, to manufacture industrial ultrapure water, to treat wastewater, to recover valuable materials.

現在市販されている逆浸透膜およびナノろ過膜の大部分は複合半透膜であり、微多孔性支持膜上にゲル層とポリマーを架橋した活性層を有するものと、微多孔性支持膜上でモノマーを重縮合した活性層を有するものとの2種類がある。なかでも、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合反応によって得られる架橋ポリアミドからなる分離機能層を微多孔性支持膜上に被覆して得られる複合半透膜は、透過性や選択分離性の高い分離膜として広く用いられている。   The majority of currently marketed reverse osmosis membranes and nanofiltration membranes are composite semipermeable membranes, which have an active layer in which a gel layer and a polymer are cross-linked on a microporous support membrane, and on a microporous support membrane. And having an active layer in which monomers are polycondensed. Among them, the composite semipermeable membrane obtained by coating a separation function layer made of a crosslinked polyamide obtained by polycondensation reaction of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide on a microporous support membrane is permeable and selective. It is widely used as a separation membrane with high separability.

しかし、複合半透膜を使用し続けると、使用経過時間とともに膜表面に汚れが付着し、膜の膜透過流束が低下する。そのため、ある期間運転後にアルカリや酸などによる薬液洗浄が必要となる。したがって、長期間にわたって安定な運転を継続するために、アルカリや酸などの薬液洗浄前後での膜性能変化の少ない複合半透膜の開発が望まれている。   However, if the composite semipermeable membrane continues to be used, dirt adheres to the membrane surface with the elapsed time of use, and the membrane permeation flux of the membrane decreases. For this reason, chemical cleaning with alkali or acid is required after a certain period of operation. Therefore, in order to continue stable operation over a long period of time, development of a composite semipermeable membrane with little change in membrane performance before and after cleaning with chemicals such as alkali and acid is desired.

複合半透膜の耐アルカリ性を向上させるために、複合半透膜にpH9〜13の水素イオン濃度水溶液を接触させる方法(特許文献1)が開示されている。また、複合半透膜の耐酸性を向上させるために、複合半透膜に環状硫酸エステルを接触させる方法(特許文献2)が開示されている。   In order to improve the alkali resistance of the composite semipermeable membrane, a method (Patent Document 1) is disclosed in which a hydrogen ion concentration aqueous solution having a pH of 9 to 13 is brought into contact with the composite semipermeable membrane. Moreover, in order to improve the acid resistance of a composite semipermeable membrane, a method (Patent Document 2) in which a cyclic sulfate is brought into contact with the composite semipermeable membrane is disclosed.

ホウ素は、人体及び動植物に対して神経障害の発症や成長阻害を引き起こすなどの毒性を持つが、海水に多く含まれていることから、海水淡水化においてホウ素除去は重要である。そこで、複合半透膜のホウ素除去性能を向上させる手段が種々提案されてきている(特許文献3,4)。特許文献3では、界面重合により製膜された複合半透膜を熱処理して性能向上させる方法が開示されている。特許文献4では、界面重合により製膜された複合半透膜を臭素含有遊離塩素水溶液に接触させる方法が開示されている。   Boron has toxicity such as causing onset of neuropathy and growth inhibition to human bodies and animals and plants, but since it is contained in seawater, boron removal is important in seawater desalination. Thus, various means for improving the boron removal performance of the composite semipermeable membrane have been proposed (Patent Documents 3 and 4). Patent Document 3 discloses a method of improving the performance by heat-treating a composite semipermeable membrane formed by interfacial polymerization. Patent Document 4 discloses a method of bringing a composite semipermeable membrane formed by interfacial polymerization into contact with a bromine-containing free chlorine aqueous solution.

特開2006−102624号公報JP 2006-102624 A 特開2010−234284号公報JP 2010-234284 A 特開平11−19493号公報JP-A-11-19493 特開2001−259388号公報JP 2001-259388 A

しかしこれらの複合半透膜でも、25℃、pH6.5、ホウ素濃度5ppm、TDS濃度3.5重量%の海水を5.5MPaの操作圧力で透過させたときに、膜透過流束が0.5m3/m2・日以下、ホウ素除去率はせいぜい91〜92%程度であり、さらに高いホウ素阻止性能を有する複合半透膜の開発が望まれていた。 However, even in these composite semipermeable membranes, when the seawater having a temperature of 25 ° C., a pH of 6.5, a boron concentration of 5 ppm, and a TDS concentration of 3.5% by weight is permeated at an operating pressure of 5.5 MPa, the membrane permeation flux is 0.00. The boron removal rate is at most about 91 to 92% at 5 m 3 / m 2 · day or less, and the development of a composite semipermeable membrane having higher boron blocking performance has been desired.

本発明は、高いホウ素阻止性能を有し、薬液洗浄前後での膜性能変化の少ない高性能な複合半透膜を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a high-performance composite semipermeable membrane having high boron blocking performance and little change in membrane performance before and after chemical cleaning.

上記目的を達成するための本発明の複合半透膜は、以下のいずれかの構成をとる。
(1)基材と多孔性支持体からなる微多孔性支持膜上にポリアミド分離機能層を形成してなる複合半透膜であって、温度変調DSC法を用いて測定した初期昇温過程における−20〜150℃の範囲での前記ポリアミド分離機能層の不可逆的吸熱量が275J/g以上であり、前記ポリアミド分離機能層の黄色度が10以上40以下であることを特徴とする複合半透膜。
(2)前記基材が長繊維不織布であることを特徴とする(1)記載の複合半透膜。
(3)前記基材は、不織布が2層〜5層積層された積層不織布であり、目付が30〜150g/m2であることを特徴とする(1)または(2)記載の複合半透膜。
In order to achieve the above object, the composite semipermeable membrane of the present invention has one of the following configurations.
(1) A composite semipermeable membrane in which a polyamide separation functional layer is formed on a microporous support membrane comprising a base material and a porous support, and in an initial heating process measured using a temperature modulation DSC method An irreversible endothermic amount of the polyamide separation functional layer in the range of −20 to 150 ° C. is 275 J / g or more, and the yellowness of the polyamide separation functional layer is 10 or more and 40 or less. film.
(2) The composite semipermeable membrane according to (1), wherein the substrate is a long-fiber nonwoven fabric.
(3) The base material is a laminated nonwoven fabric in which 2 to 5 layers of nonwoven fabric are laminated, and has a basis weight of 30 to 150 g / m 2. The composite semipermeable material according to (1) or (2) film.

本発明の複合半透膜は、高いホウ素除去率を有し、薬液洗浄前後での膜性能変化の少ない高性能な複合半透膜である。この膜を用いることで、かん水や海水を淡水化するにあたり長期間にわたって安定な運転の継続が期待される。   The composite semipermeable membrane of the present invention is a high performance composite semipermeable membrane having a high boron removal rate and little change in membrane performance before and after chemical cleaning. By using this membrane, stable operation is expected over a long period of time when desalination of brine or seawater.

1.複合半透膜
本発明の複合半透膜は、微多孔性支持膜上にポリアミド分離機能層を形成してなり、温度変調DSC法を用いて測定した初期昇温過程における−20〜150℃の範囲でのポリアミド分離機能層の不可逆的吸熱量が275J/g以上であり、またポリアミド分離機能層の黄色度が10以上40以下であることを特徴とする。この複合半透膜は、基材と多孔性支持体とからなる微多孔性支持膜上に多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを重縮合させてなるポリアミド分離機能層を形成し、このポリアミド分離機能層を60℃以下の水溶液で洗浄すること、およびポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を保持させ、さらに第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬を接触させることにより製造することができる。
1. Composite Semipermeable Membrane The composite semipermeable membrane of the present invention comprises a polyamide separation functional layer formed on a microporous support membrane, and has a temperature of -20 to 150 ° C. in an initial temperature rising process measured using a temperature modulation DSC method. The irreversible endothermic amount of the polyamide separation functional layer in the range is 275 J / g or more, and the yellowness of the polyamide separation functional layer is 10 or more and 40 or less. This composite semipermeable membrane forms a polyamide separation functional layer formed by polycondensation of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide on a microporous support membrane comprising a base material and a porous support. The separation functional layer is washed with an aqueous solution of 60 ° C. or less, and the polyamide separation functional layer is held with a compound having a primary amino group, and further reacted with the primary amino group to produce a diazonium salt or a derivative thereof. It can be produced by bringing a reagent into contact.

(1−1)微多孔性支持膜
本発明において微多孔性支持膜は、実質的にイオン等の分離性能を有さず、実質的に分離性能を有する分離機能層に強度を与えるためのものである。
(1-1) Microporous support membrane In the present invention, the microporous support membrane has substantially no separation performance for ions or the like, and gives strength to the separation functional layer having separation performance substantially. It is.

上記の微多孔性支持膜の厚みは、複合半透膜の強度およびそれを膜エレメントにしたときの充填密度に影響を与える。十分な機械的強度および充填密度を得るためには、微多孔性支持膜の厚さが30〜300μmの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは50〜250μmの範囲内である。微多孔性支持膜の孔のサイズや分布は特に限定されないが、例えば、均一で微細な孔、あるいは分離機能層が形成される側の表面からもう一方の面まで徐々に大きな微細孔をもち、かつ、分離機能層が形成される側の表面で微細孔の大きさが0.1nm以上100nm以下であるような微多孔性支持膜が好ましい。   The thickness of the microporous support membrane described above affects the strength of the composite semipermeable membrane and the packing density when it is used as a membrane element. In order to obtain sufficient mechanical strength and packing density, the thickness of the microporous support membrane is preferably in the range of 30 to 300 μm, more preferably in the range of 50 to 250 μm. The size and distribution of pores of the microporous support membrane are not particularly limited.For example, uniform and fine pores, or gradually having large pores from the surface on the side where the separation functional layer is formed to the other surface, In addition, a microporous support membrane having a micropore size of 0.1 nm to 100 nm on the surface on the side where the separation functional layer is formed is preferable.

(1−1−1)基材
微多孔性支持膜に使用する材料やその形状は特に限定されない。微多孔性支持膜の基材としては、ポリエステルまたは芳香族ポリアミドから選ばれる少なくとも一種を主成分とする布帛が例示される。中でも、機械的、熱的に安定性の高いポリエステルの布帛が特に好ましい。布帛の形態としては、長繊維不織布や短繊維不織布、さらには織編物を好ましく用いることができる。布帛を形成するポリエステルとは、酸成分およびアルコール成分からなるポリエステル系重合体である。
(1-1-1) Substrate The material used for the microporous support membrane and its shape are not particularly limited. Examples of the substrate of the microporous support membrane include a fabric mainly composed of at least one selected from polyester or aromatic polyamide. Among them, a polyester fabric having high mechanical and thermal stability is particularly preferable. As the form of the fabric, a long fiber nonwoven fabric, a short fiber nonwoven fabric, or a woven or knitted fabric can be preferably used. The polyester forming the fabric is a polyester polymer comprising an acid component and an alcohol component.

酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸若しくはフタル酸などの芳香族カルボン酸、アジピン酸やセバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、またはシクロヘキサンカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸などを用いることができる。   As the acid component, an aromatic carboxylic acid such as terephthalic acid, isophthalic acid or phthalic acid, an aliphatic dicarboxylic acid such as adipic acid or sebacic acid, or an alicyclic dicarboxylic acid such as cyclohexanecarboxylic acid can be used.

アルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコールなどを用いることができる。   As the alcohol component, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, or the like can be used.

ポリエステル系重合体の例としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリ乳酸樹脂およびポリブチレンサクシネート樹脂等が挙げられ、またこれらの樹脂の共重合体も挙げられる。   Examples of the polyester polymer include polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin, polylactic acid resin, and polybutylene succinate resin. Examples include coalescence.

前記基材に用いられる布帛には、繊維状基材を用いることが好ましい。繊維状基材としては、長繊維不織布、短繊維不織布などの不織布が例示される。特に、基材が熱可塑性連続フィラメントより構成される長繊維不織布からなることにより、短繊維不織布を用いたときに起こる、毛羽立ちによって生じる高分子溶液流延時の不均一化や、膜欠点を抑制することができる。ここで、長繊維不織布とは単繊維の平均繊維長30cm以上、平均繊維径1〜100μmの不織布である。   It is preferable to use a fibrous base material for the fabric used for the base material. Examples of the fibrous base material include nonwoven fabrics such as long fiber nonwoven fabrics and short fiber nonwoven fabrics. In particular, since the base material is made of a long-fiber non-woven fabric composed of thermoplastic continuous filaments, it suppresses non-uniformity and membrane defects when casting a polymer solution caused by fuzz, which occurs when a short-fiber non-woven fabric is used. be able to. Here, the long fiber nonwoven fabric is a nonwoven fabric having an average fiber length of 30 cm or more and an average fiber diameter of 1 to 100 μm.

連続製膜する場合では、製膜方向に対し張力がかけられることからも、基材にはより寸法安定性に優れる長繊維不織布を用いることが好ましい。また、強度を保つことで膜破れ等を防ぐ高い効果が実現されるだけでなく、分離膜に凹凸を付与する際の、多孔性支持体と基材とを含む積層体としての成形性も向上し、分離膜表面の凹凸形状が安定するので好ましい。   In the case of continuous film formation, since a tension is applied in the film forming direction, it is preferable to use a long-fiber nonwoven fabric that is more excellent in dimensional stability for the substrate. In addition to maintaining high strength, it not only achieves a high effect of preventing membrane breakage, but also improves formability as a laminate including a porous support and a substrate when imparting irregularities to the separation membrane. In addition, the uneven shape on the surface of the separation membrane is stable, which is preferable.

また、基材中に、多孔性支持体となるポリスルホン等を含む高分子溶液を十分に含浸させることができることからも、長繊維不織布が好ましい。高分子溶液を基材中に十分に含浸させることにより、多孔性支持体と基材との接着性が向上し、微多孔性支持膜の物理的安定性を高めることができる。また、高分子溶液が基材に含浸することで、高分子溶液が基材に含浸しないときと比べて多孔性支持体を形成する相分離時において、溶媒の非溶媒との置換速度が大きくなる。その結果、マクロボイドの発生を抑制することができる。   In addition, a long fiber nonwoven fabric is preferable because the base material can be sufficiently impregnated with a polymer solution containing polysulfone or the like serving as a porous support. By sufficiently impregnating the base material with the polymer solution, the adhesion between the porous support and the base material is improved, and the physical stability of the microporous support film can be enhanced. In addition, when the base material is impregnated with the polymer solution, the rate of substitution of the solvent with the non-solvent is increased during the phase separation for forming the porous support, compared to when the base material is not impregnated with the base material . As a result, generation of macro voids can be suppressed.

本発明の基材を構成する不織布は、単層でも良いが、2層以上の不織布を積層一体化されてなる積層不織布であることが好ましい。不織布を積層して使用することにより、微小領域の目付が均一となることや、積層界面を形成することにより、高分子溶液流延時の過浸透を抑制することで裏抜けがより少なくなり、基材として好適に使用できるものとなる。積層不織布の積層数としては、2〜5層であることが好ましい形態であり、2層以上であれば、単層時に比べて微小領域の目付均一性が向上し十分な均一性が得られる。また、積層数が5層以下であれば、積層時にシワが入ること、また、層間の剥離を抑制することができる。   The nonwoven fabric constituting the base material of the present invention may be a single layer, but is preferably a laminated nonwoven fabric obtained by laminating and integrating two or more layers of nonwoven fabric. By using laminated non-woven fabrics, the basis weight of the micro area becomes uniform, and by forming a laminated interface, over-penetration is suppressed by suppressing polymer solution casting. It can be suitably used as a material. The number of laminated nonwoven fabrics is preferably 2 to 5 layers. If the number of laminated nonwoven fabrics is 2 or more, the basis weight uniformity of the micro area is improved and sufficient uniformity is obtained as compared with the case of a single layer. Moreover, if the number of laminated layers is 5 or less, wrinkles can be formed during lamination, and peeling between layers can be suppressed.

特に、多孔性支持体と反対側の表面(下表面)に配置される繊維が、製膜方向に対して縦配向であることにより、強度を保ち、膜破れ等を防ぐことができる。   In particular, the fibers disposed on the surface opposite to the porous support (lower surface) are vertically oriented with respect to the film forming direction, so that the strength can be maintained and film breakage and the like can be prevented.

本発明の基材を構成する積層不織布の目付は、好ましくは30〜150g/m2であることが重要であり、より好ましくは40〜120g/m2であり、さらに好ましくは50〜90g/m2である。積層不織布の目付が、30g/m2以上であれば、高分子重合体溶液の流延時の過浸透等が少なく良好な製膜性を得ることができ、均一な厚みを持つ微多孔性支持膜を得ることができる。一方、積層不織布の目付が150g/m2を超えると、高分子溶液の基材への含浸量が低下するため、マクロボイドが発生しうる。不織布は、2層以上に積層させることで、微小領域の目付が均一となり、上記範囲に制御することができる。 The basis weight of the laminated nonwoven fabric constituting the substrate of the present invention is preferably 30 to 150 g / m 2 , more preferably 40 to 120 g / m 2 , and still more preferably 50 to 90 g / m 2. 2 . If the basis weight of the laminated non-woven fabric is 30 g / m 2 or more, a microporous support membrane having a uniform thickness can be obtained with a good film forming property with little over-penetration during casting of the polymer solution. Can be obtained. On the other hand, when the basis weight of the laminated nonwoven fabric exceeds 150 g / m 2 , the amount of the polymer solution impregnated into the base material is decreased, so that macro voids may be generated. When the nonwoven fabric is laminated in two or more layers, the basis weight of the minute region becomes uniform and can be controlled within the above range.

とくに長繊維不織布が2層以上に積層された基材の目付均一性が向上することで、複合半透膜が酸やアルカリなどの薬品と接触した際に、基材の部分的劣化による機械物性の低下が原因の膜性能低下を抑制できる。複合半透膜がアルカリと接触した際に、基材はカルボン酸末端基の触媒作用によって加水分解される。基材の目付けが不均一であると、複合半透膜が酸やアルカリなどの薬品と接触した際に、基材の部分的劣化により機械物性の低下が生じ、膜性能が低下する。   In particular, by improving the basis weight uniformity of the base material in which the long-fiber nonwoven fabric is laminated in two or more layers, the mechanical properties due to partial deterioration of the base material when the composite semipermeable membrane comes into contact with chemicals such as acid and alkali. It is possible to suppress a decrease in membrane performance caused by a decrease in the thickness. When the composite semipermeable membrane comes into contact with alkali, the substrate is hydrolyzed by the catalytic action of carboxylic acid end groups. If the basis weight of the base material is non-uniform, when the composite semipermeable membrane comes into contact with a chemical such as acid or alkali, the mechanical properties are lowered due to partial deterioration of the base material, and the membrane performance is lowered.

また、高い膜性能を得るためには、後述するようにポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度の制御が重要となる。基材を長繊維不織布とすることで、多孔性支持体のマクロボイドが減少するため、微多孔性支持膜中に存在する第一級アミノ基を有する化合物濃度を精密に制御でき、化合物の分布が均一になる。その結果、反応が均一に生じ、膜性能や耐薬品性を向上させることができる。   In order to obtain high membrane performance, it is important to control the concentration of the compound having a primary amino group in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane as described later. By making the substrate into a long-fiber nonwoven fabric, the macrovoids of the porous support are reduced, so the concentration of compounds having primary amino groups present in the microporous support membrane can be precisely controlled, and the distribution of compounds Becomes uniform. As a result, the reaction occurs uniformly, and the film performance and chemical resistance can be improved.

また、長繊維不織布が2層以上に積層されていることで、基材の目付均一性が向上し、高分子溶液流延時の過浸透を抑制することで裏抜けがより少なくなり、均一な厚みを持つ微多孔性支持膜を得ることができる。その結果、基材と多孔性支持体に存在する第一級アミノ基を有する化合物濃度を精密に制御でき、化合物濃度の分布を均一にできることから、反応が均一に生じ膜性能や耐薬品性を向上させることができる。   In addition, since the long-fiber non-woven fabric is laminated in two or more layers, the basis weight uniformity of the base material is improved, and the over-penetration is suppressed by suppressing excessive permeation during casting of the polymer solution. A microporous support membrane having the following can be obtained. As a result, the concentration of the compound having primary amino groups present in the substrate and the porous support can be precisely controlled, and the distribution of the compound concentration can be made uniform, resulting in uniform reaction and improved membrane performance and chemical resistance. Can be improved.

(1−1−2)多孔性支持体
基材上に形成される多孔性支持体の素材としては、ポリスルホンや酢酸セルロースやポリ塩化ビニル、あるいはそれらを混合したものが好ましく使用され、化学的、機械的、熱的に安定性の高いポリスルホンを使用するのが特に好ましい。
(1-1-2) Porous support As the material of the porous support formed on the substrate, polysulfone, cellulose acetate, polyvinyl chloride, or a mixture thereof is preferably used. It is particularly preferable to use polysulfone having high mechanical and thermal stability.

具体的には、次の化学式に示す繰り返し単位からなるポリスルホンを用いると、多孔性支持体の孔径が制御しやすく、寸法安定性が高いため好ましい。

Figure 2013223861
Specifically, it is preferable to use polysulfone composed of repeating units represented by the following chemical formula because the pore diameter of the porous support can be easily controlled and the dimensional stability is high.
Figure 2013223861

例えば、上記ポリスルホンのN,N−ジメチルホルムアミド(以降、DMFと記載)溶液を、上述した基材の上に一定の厚さに注型し、それを水中で湿式凝固させることによって、表面の大部分が直径数10nm以下の微細な孔を有する微多孔性支持膜を得ることができる。   For example, an N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF) solution of the above polysulfone is cast to a certain thickness on the above-mentioned base material, and is wet-coagulated in water, thereby increasing the size of the surface. It is possible to obtain a microporous support membrane having fine pores having a diameter of several tens of nm or less.

上記の微多孔性支持膜の厚みは、複合半透膜の強度およびそれをエレメントにしたときの充填密度に影響を与える。十分な機械的強度および充填密度を得るためには、微多孔性支持膜の厚みは、30〜300μmの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは50〜250μmの範囲内である。また、多孔性支持体の厚みは、10〜200μmの範囲内にあることが好ましく、より好ましくは20〜100μmの範囲内である。   The thickness of the microporous support membrane affects the strength of the composite semipermeable membrane and the packing density when it is used as an element. In order to obtain sufficient mechanical strength and packing density, the thickness of the microporous support membrane is preferably in the range of 30 to 300 μm, more preferably in the range of 50 to 250 μm. Moreover, it is preferable that the thickness of a porous support body exists in the range of 10-200 micrometers, More preferably, it exists in the range of 20-100 micrometers.

微多孔性支持膜の形態は、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡、原子間顕微鏡により観察できる。例えば走査型電子顕微鏡で微多孔性支持膜を構成する多孔性支持体を観察するのであれば、基材から多孔性支持体を剥がした後、この多孔性支持体を凍結割断法で切断して断面観察のサンプルとする。このサンプルに白金または白金−パラジウムまたは四塩化ルテニウム、好ましくは四塩化ルテニウムを薄くコーティングして3〜6kVの加速電圧で、高分解能電界放射型走査電子顕微鏡(UHR−FE−SEM)で観察する。高分解能電界放射型走査電子顕微鏡は、日立製S−900型電子顕微鏡などが使用できる。得られた電子顕微鏡写真から微多孔性支持膜を構成する多孔性支持体の膜厚や表面孔径を決定する。なお、本発明における厚みや孔径は平均値を意味するものである。   The form of the microporous support membrane can be observed with a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, or an atomic microscope. For example, when observing a porous support constituting a microporous support membrane with a scanning electron microscope, the porous support is peeled off from the substrate, and then the porous support is cut by a freeze cleaving method. A sample for cross-sectional observation. The sample is thinly coated with platinum, platinum-palladium, or ruthenium tetrachloride, preferably ruthenium tetrachloride, and observed with a high-resolution field emission scanning electron microscope (UHR-FE-SEM) at an acceleration voltage of 3 to 6 kV. A Hitachi S-900 electron microscope or the like can be used as the high-resolution field emission scanning electron microscope. The film thickness and surface pore diameter of the porous support constituting the microporous support film are determined from the obtained electron micrograph. In addition, the thickness and the hole diameter in this invention mean an average value.

本発明に使用する微多孔性支持膜は、ミリポア社製”ミリポアフィルターVSWP”(商品名)や、東洋濾紙社製”ウルトラフィルターUK10”(商品名)のような各種市販材料から選択することもできるが、”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)に記載された方法に従って製造することができる。   The microporous support membrane used in the present invention may be selected from various commercially available materials such as “Millipore Filter VSWP” (trade name) manufactured by Millipore and “Ultra Filter UK10” (trade name) manufactured by Toyo Roshi Kaisha. Although it is possible, “Office of Saleen Water Research and Development Progress Report” No. 359 (1968).

(1−2)ポリアミド分離機能層
本発明において、分離機能層を構成するポリアミドは、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との界面重縮合により形成することができる。ここで、多官能アミンまたは多官能酸ハロゲン化物の少なくとも一方が3官能以上の化合物を含んでいることが好ましい。
(1-2) Polyamide separation functional layer In the present invention, the polyamide constituting the separation functional layer can be formed by interfacial polycondensation of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide. Here, it is preferable that at least one of the polyfunctional amine or the polyfunctional acid halide contains a trifunctional or higher functional compound.

ポリアミド分離機能層の厚みは、十分な分離性能および透過水量を得るために、通常0.01〜1μmの範囲内、好ましくは0.1〜0.5μmの範囲内である。   The thickness of the polyamide separation functional layer is usually in the range of 0.01 to 1 μm, preferably in the range of 0.1 to 0.5 μm, in order to obtain sufficient separation performance and permeated water amount.

ここで、多官能アミンとは、一分子中に少なくとも2個の第一級アミノ基および/または第二級アミノ基を有し、そのアミノ基のうち少なくとも1つは第一級アミノ基であるアミンをいい、例えば、2個のアミノ基がオルト位やメタ位、パラ位のいずれかの位置関係でベンゼン環に結合したフェニレンジアミン、キシリレンジアミン、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、3−アミノベンジルアミン、4−アミノベンジル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、4−アミノピペリジン、4−アミノエチルピペラジンなどの脂環式多官能アミン等を挙げることができる。中でも、膜の選択分離性や透過性、耐熱性を考慮すると、一分子中に2〜4個の第一級アミノ基および/または第二級アミノ基を有する芳香族多官能アミンであることが好ましく、このような多官能芳香族アミンとしては、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、1,3,5−トリアミノベンゼンが好適に用いられる。中でも、入手の容易性や取り扱いのしやすさから、m−フェニレンジアミンを用いることがより好ましい。これらの多官能アミンは、単独で用いても、2種以上を同時に用いてもよい。2種以上を同時に用いる場合、上記アミン同士を組み合わせてもよく、上記アミンと一分子中に少なくとも2個の第二級アミノ基を有するアミンを組み合わせてもよい。一分子中に少なくとも2個の第二級アミノ基を有するアミンとして、例えば、ピペラジン、1,3−ビスピペリジルプロパン等を挙げることができる。   Here, the polyfunctional amine has at least two primary amino groups and / or secondary amino groups in one molecule, and at least one of the amino groups is a primary amino group. An amine, for example, phenylenediamine, xylylenediamine, 1,3,5-triaminobenzene, in which two amino groups are bonded to a benzene ring in any of the ortho, meta, and para positions. , 2,4-triaminobenzene, 3,5-diaminobenzoic acid, 3-aminobenzylamine, aromatic polyfunctional amines such as 4-aminobenzylamine, aliphatic amines such as ethylenediamine and propylenediamine, 1,2- Examples include alicyclic polyfunctional amines such as diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 4-aminopiperidine, and 4-aminoethylpiperazine. It is possible. Among them, considering the selective separation property, permeability, and heat resistance of the membrane, it may be an aromatic polyfunctional amine having 2 to 4 primary amino groups and / or secondary amino groups in one molecule. Preferably, as such a polyfunctional aromatic amine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, and 1,3,5-triaminobenzene are preferably used. Among these, it is more preferable to use m-phenylenediamine from the standpoint of availability and ease of handling. These polyfunctional amines may be used alone or in combination of two or more. When using 2 or more types simultaneously, the said amines may be combined and the said amine and the amine which has at least 2 secondary amino group in 1 molecule may be combined. Examples of the amine having at least two secondary amino groups in one molecule include piperazine and 1,3-bispiperidylpropane.

多官能酸ハロゲン化物とは、一分子中に少なくとも2個のハロゲン化カルボニル基を有する酸ハロゲン化物をいう。例えば、3官能酸ハロゲン化物では、トリメシン酸クロリド、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸トリクロリド、1,2,4−シクロブタントリカルボン酸トリクロリドなどを挙げることができ、2官能酸ハロゲン化物では、ビフェニルジカルボン酸ジクロリド、アゾベンゼンジカルボン酸ジクロリド、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリド、ナフタレンジカルボン酸クロリドなどの芳香族2官能酸ハロゲン化物、アジポイルクロリド、セバコイルクロリドなどの脂肪族2官能酸ハロゲン化物、シクロペンタンジカルボン酸ジクロリド、シクロヘキサンジカルボン酸ジクロリド、テトラヒドロフランジカルボン酸ジクロリドなどの脂環式2官能酸ハロゲン化物を挙げることができる。多官能アミンとの反応性を考慮すると、多官能酸ハロゲン化物は多官能酸塩化物であることが好ましく、また、膜の選択分離性、耐熱性を考慮すると、一分子中に2〜4個の塩化カルボニル基を有する多官能芳香族酸塩化物であることが好ましい。中でも、入手の容易性や取り扱いのしやすさの観点から、トリメシン酸クロリドを用いるとより好ましい。これらの多官能酸ハロゲン化物は、単独で用いても、2種以上を同時に用いてもよい。   The polyfunctional acid halide refers to an acid halide having at least two carbonyl halide groups in one molecule. Examples of trifunctional acid halides include trimesic acid chloride, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid trichloride, 1,2,4-cyclobutanetricarboxylic acid trichloride, and bifunctional acid halides include biphenyl dicarboxylic acid. Aromatic difunctional acid halides such as acid dichloride, azobenzene dicarboxylic acid dichloride, terephthalic acid chloride, isophthalic acid chloride, naphthalene dicarboxylic acid chloride, aliphatic difunctional acid halides such as adipoyl chloride, sebacoyl chloride, cyclopentane Examples thereof include alicyclic difunctional acid halides such as dicarboxylic acid dichloride, cyclohexane dicarboxylic acid dichloride, and tetrahydrofuran dicarboxylic acid dichloride. Considering the reactivity with the polyfunctional amine, the polyfunctional acid halide is preferably a polyfunctional acid chloride, and considering the selective separation property and heat resistance of the membrane, 2 to 4 per molecule. The polyfunctional aromatic acid chloride having a carbonyl chloride group is preferred. Among them, it is more preferable to use trimesic acid chloride from the viewpoint of easy availability and easy handling. These polyfunctional acid halides may be used alone or in combination of two or more.

そして、本発明の複合半透膜を構成するポリアミド分離機能層は、温度変調DSC法を用いて測定した初期昇温過程における−20〜150℃の範囲での不可逆的吸熱量が275J/g以上であることを特徴とする。   The polyamide separation functional layer constituting the composite semipermeable membrane of the present invention has an irreversible endothermic amount of 275 J / g or more in the range of −20 to 150 ° C. in the initial temperature rising process measured using the temperature modulation DSC method. It is characterized by being.

ポリアミドは親水性の高分子であるために多くの水和水を保持しており、この温度範囲での吸熱は水和水の脱離によるものである。ポリアミド分離機能層の水和水量はポリアミドの高次構造と関係し、より多くの水和水を保持するポリアミドほど分子間空隙が大きな構造を形成している。ポリアミド分離機能層の分子間空隙が小さいほど複合半透膜の溶質除去性能は高くなるが、その一方で、分子間空隙があまりに小さいと耐薬品性が低下する。これは、ポリアミドがアミノ基やカルボキシ基などのイオン性官能基を有するために、酸やアルカリなどの薬品との接触により生じる荷電部位間の相互作用によってその高次構造が不安定化するためである。すなわち、本発明の耐薬品性に優れる複合半透膜のポリアミド分離機能層は多くの水和水を保持する構造を形成する。   Since polyamide is a hydrophilic polymer, it retains a lot of water of hydration, and the endotherm in this temperature range is due to the elimination of water of hydration. The amount of hydration water in the polyamide separation functional layer is related to the higher-order structure of the polyamide, and a polyamide having more hydration water forms a structure with larger intermolecular voids. The smaller the intermolecular gap of the polyamide separation functional layer, the higher the solute removal performance of the composite semipermeable membrane. On the other hand, if the intermolecular gap is too small, the chemical resistance is lowered. This is because the polyamide has an ionic functional group such as an amino group or a carboxy group, and its higher-order structure is destabilized by the interaction between charged sites caused by contact with chemicals such as acid and alkali. is there. That is, the polyamide separation functional layer of the composite semipermeable membrane having excellent chemical resistance according to the present invention forms a structure that retains a large amount of hydration water.

ポリアミド分離機能層中の水和状態は温度変調DSC法によって分析することが可能である。温度変調DSC法は、加熱と冷却を一定の周期および振幅で繰り返しながら平均的に昇温して測定する熱分析法であり、全熱流として観測されるシグナルをガラス転移などに由来する可逆成分と脱水などに由来する不可逆成分とに分離できる。複合半透膜から基材を物理的に剥離・除去した後、多孔性支持体をジクロロメタン等の溶媒によって抽出除去することにより得られるポリアミド分離機能層を分析試料として測定し、初期昇温過程における−20〜150℃の範囲での不可逆成分の吸熱量を分析する。吸熱量の値は3回測定の平均値として求められる。発明者らは鋭意研究の結果、ポリアミド分離機能層の不可逆的吸熱量が275J/g以上である複合半透膜が耐薬品性に優れることを見出し、本発明に至った。ポリアミド分離機能層の不可逆成分の吸熱量の上限は、特に制限されるものではないが、2000J/g、好ましくは500J/gにすることができる。   The hydration state in the polyamide separation functional layer can be analyzed by a temperature modulation DSC method. The temperature-modulated DSC method is a thermal analysis method in which heating and cooling are repeated with a constant period and amplitude, and the average temperature is raised and measured. The signal observed as the total heat flow is a reversible component derived from the glass transition and the like. It can be separated into irreversible components derived from dehydration and the like. After the substrate is physically peeled and removed from the composite semipermeable membrane, the polyamide separation functional layer obtained by extracting and removing the porous support with a solvent such as dichloromethane is measured as an analytical sample. The endothermic amount of the irreversible component in the range of −20 to 150 ° C. is analyzed. The endothermic value is obtained as an average of three measurements. As a result of intensive studies, the inventors have found that a composite semipermeable membrane having an irreversible endothermic amount of a polyamide separation functional layer of 275 J / g or more is excellent in chemical resistance, leading to the present invention. The upper limit of the endothermic amount of the irreversible component of the polyamide separation functional layer is not particularly limited, but can be 2000 J / g, preferably 500 J / g.

本発明において、温度変調DSC法の測定は、平均昇温速度2℃/分、温度変調周期60秒、温度変調振幅±1℃で、−20〜150℃の範囲での初期昇温過程における不可逆成分の吸熱量を測定する。   In the present invention, the temperature modulation DSC method is measured with an average temperature increase rate of 2 ° C./min, a temperature modulation period of 60 seconds, a temperature modulation amplitude of ± 1 ° C., and an irreversible in the initial temperature increase process in the range of −20 to 150 ° C. The endothermic amount of the component is measured.

また、本願発明者らは鋭意検討を行った結果、ポリアミド分離機能層の黄色度と、複合半透膜の透水量、ホウ素除去率に密接な関係があることを見出した。   Further, as a result of intensive studies, the present inventors have found that there is a close relationship between the yellowness of the polyamide separation functional layer, the water permeability of the composite semipermeable membrane, and the boron removal rate.

黄色度とは、日本工業規格JIS K7373に規定されているポリマーの無色または白色から色相が黄方向に離れる度合いのことで、プラスの量として表される。   Yellowness is the degree to which the hue deviates from the colorless or white color of the polymer specified in Japanese Industrial Standard JIS K7373 in the yellow direction, and is expressed as a positive amount.

なお、分離機能層の黄色度は、カラーメーターにより測定できる。複合半透膜を分離機能層面が下になるようにガラス板に乗せてから、微多孔性支持膜のみを溶解する溶媒にて微多孔性支持膜を溶解・除去し、ガラス板上に残る分離機能層試料の透過測定によって測定することができる。なお、複合半透膜をガラス板に乗せる際、後述の微多孔性支持膜を強化するための布帛は、あらかじめ剥離しておくことが好ましい。カラーメーターは、スガ試験器株式会社製SMカラーコンピュータSM−7などが使用できる。   The yellowness of the separation functional layer can be measured with a color meter. Place the composite semipermeable membrane on the glass plate with the separation functional layer side down, and then dissolve and remove the microporous support membrane with a solvent that dissolves only the microporous support membrane, leaving the separation on the glass plate It can be measured by transmission measurement of the functional layer sample. In addition, when putting a composite semipermeable membrane on a glass plate, it is preferable to peel beforehand the fabric for reinforcing the below-mentioned microporous support membrane. As the color meter, SM color computer SM-7 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd. can be used.

黄色度10以上のポリアミド分離機能層とは、ポリアミド分離機能層に、芳香環に電子供与基と電子吸引基を有する構造、および/または共役を延長する構造を持つポリアミド分離機能層である。電子供与基とは、例えば、ヒドロキシル基、アミノ基、アルコキシ基が挙げられる。電子吸引基とは、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、アルデヒド基、アシル基、アミノカルボニル基、アミノスルホニル基、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基が挙げられる。共役を延長する構造とは、例えば、多環芳香環、多環複素環、エテニレン基、エチニレン基、アゾ基、イミノ基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基およびこれらの構造の組み合わせが挙げられる。これらの構造を持つことにより、ポリアミド分離機能層は黄色度10以上を呈する。ただし、これらの構造の量を多くした場合、黄色度は40より大きくなる。また、これら構造を多重に組み合わせた場合、その構造部位が大きくなり、赤色を呈し、黄色度が40より大きくなる。黄色度が40より大きくなる程、その構造の量を多く、構造部位を大きくすると、ポリアミド分離機能層表面・内部の孔を塞ぎ、ホウ素除去率が高くなるものの、透水量が大きく低下する。黄色度が10以上40以下であれば、透水量を低下しすぎることなく、ホウ素除去率を高めることができる。   The polyamide separation functional layer having a yellowness of 10 or more is a polyamide separation functional layer having a structure having an electron donating group and an electron withdrawing group in an aromatic ring and / or a structure extending conjugation in the polyamide separation functional layer. Examples of the electron donating group include a hydroxyl group, an amino group, and an alkoxy group. Examples of the electron withdrawing group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, an aldehyde group, an acyl group, an aminocarbonyl group, an aminosulfonyl group, a cyano group, a nitro group, and a nitroso group. Examples of the structure extending the conjugation include polycyclic aromatic rings, polycyclic heterocycles, ethenylene groups, ethynylene groups, azo groups, imino groups, arylene groups, heteroarylene groups, and combinations of these structures. By having these structures, the polyamide separation functional layer exhibits a yellowness of 10 or more. However, when the amount of these structures is increased, the yellowness is greater than 40. Moreover, when these structures are combined in multiple, the structure part becomes large, it exhibits red, and yellowness becomes larger than 40. When the yellowness is larger than 40, when the amount of the structure is increased and the structure portion is enlarged, pores on the surface and inside of the polyamide separation functional layer are blocked and the boron removal rate is increased, but the water permeability is greatly decreased. If the yellowness is 10 or more and 40 or less, the boron removal rate can be increased without excessively reducing the water permeability.

ポリアミド分離機能層に上記構造を付与するためには、上記構造を持つ化合物をポリアミド分離機能層に担持させる方法、および/またはポリアミド分離機能層を化学的に処理し、上記構造を付与させる方法が挙げられる。長期に上記構造を保持させるためには、ポリアミド分離機能層を化学的に処理し、上記構造を付与させる方法が好ましい。   In order to impart the structure to the polyamide separation functional layer, there are a method of supporting the compound having the structure on the polyamide separation functional layer and / or a method of chemically treating the polyamide separation functional layer to impart the structure. Can be mentioned. In order to maintain the structure for a long time, a method of chemically treating the polyamide separation functional layer to impart the structure is preferable.

ポリアミド分離機能層を化学的に処理する方法としては、ポリアミド分離機能層が第一級アミノ基を有する複合半透膜を、第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬に接触させる方法が挙げられる。生成したジアゾニウム塩はたはその誘導体は、芳香族化合物と反応してアゾ基を形成する。このアゾ基により共役が延長され、ポリアミド分離機能層は黄色〜橙色を呈色し、黄色度10以上となる。さらに、黄色度が10以上40以下であるためには、後述するようにポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を接触させ、この接触処理されたポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度が0.01〜0.4g/m2の範囲内であるとよい。また第一級アミノ基を有する化合物の官能基を除く炭素骨格の分子量は500以下であることが好ましい。 As a method for chemically treating a polyamide separation functional layer, a reagent that forms a diazonium salt or a derivative thereof by reacting a composite semipermeable membrane having a primary amino group in a polyamide separation functional layer with a primary amino group The method of making it contact is mentioned. The formed diazonium salt or derivative thereof reacts with an aromatic compound to form an azo group. Conjugation is extended by this azo group, and the polyamide separation functional layer is colored yellow to orange, and has a yellowness of 10 or more. Furthermore, in order for the yellowness to be 10 or more and 40 or less, as will be described later, the polyamide separation functional layer is brought into contact with a compound having a primary amino group, and the contact-treated polyamide separation functional layer and the microporous support are formed. compound concentrations having a primary amino group in the mixture of the membrane may in the range of from 0.01~0.4g / m 2. The molecular weight of the carbon skeleton excluding the functional group of the compound having a primary amino group is preferably 500 or less.

ポリアミド分離機能層が有する第一級アミノ基は、分離機能層を形成するポリアミドの部分構造または末端官能基として存在する第一級アミノ基、或いは分離機能層を形成するポリアミドの部分構造または末端官能基として第一級アミノ基を有する分離機能層に第一級アミノ基を持つ化合物をさらに保持させ、これにより得られた第一級アミノ基でもよい。より高いホウ素除去率を得るために、分離機能層に第一級アミノ基を持つ化合物を保持させることが好ましい。   The primary amino group possessed by the polyamide separation functional layer is the partial structure or terminal functional group of the polyamide that forms the separation functional layer, or the partial structure or terminal function of the polyamide that forms the separation functional layer. A primary amino group obtained by further retaining a compound having a primary amino group in the separation functional layer having a primary amino group as a group may be used. In order to obtain a higher boron removal rate, it is preferable to retain a compound having a primary amino group in the separation functional layer.

第一級アミノ基を持つ化合物としては、脂肪族アミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、ヘテロ芳香族アミンなどが挙げられる。生成するジアゾニウム塩またはその誘導体の安定性の観点から、芳香族アミン、ヘテロ芳香族アミンが好ましい。   Examples of the compound having a primary amino group include aliphatic amines, cycloaliphatic amines, aromatic amines, and heteroaromatic amines. From the viewpoint of the stability of the diazonium salt or derivative thereof produced, aromatic amines and heteroaromatic amines are preferred.

第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬としては、亜硝酸およびその塩、ニトロシル化合物などの水溶液が挙げられる。亜硝酸やニトロシル化合物の水溶液は気体を発生して分解しやすいので、例えば、亜硝酸塩と酸性溶液との反応によって亜硝酸を逐次生成するのが好ましい。   Examples of the reagent that reacts with a primary amino group to produce a diazonium salt or a derivative thereof include aqueous solutions of nitrous acid and salts thereof, nitrosyl compounds, and the like. Since an aqueous solution of nitrous acid or a nitrosyl compound easily generates gas and decomposes, it is preferable to sequentially generate nitrous acid by, for example, a reaction between nitrite and an acidic solution.

2.複合半透膜の製造方法
次に、本発明に係る複合半透膜の製造方法について説明する。該製造方法は、(2−1)微多孔性支持膜の形成工程および(2−2)分離機能層の形成工程を含む。
2. Next, a method for producing a composite semipermeable membrane according to the present invention will be described. The production method includes (2-1) a microporous support membrane forming step and (2-2) a separation functional layer forming step.

(2−1)微多孔性支持膜の形成工程
微多孔性支持膜の形成工程は、基材に多孔性支持体の成分である高分子溶液を塗布する工程、基材に多孔性支持体の成分である高分子溶液を含浸させる工程、および高分子溶液を含浸した基材を、多孔性支持体の成分である高分子の良溶媒と比較して高分子の溶解度が小さい溶媒(非溶媒)による凝固浴に浸漬させて高分子を凝固させ、三次元網目構造を形成させる工程を含むことができる。
(2-1) Microporous support membrane forming step The microporous support membrane forming step is a step of applying a polymer solution, which is a component of the porous support, to the substrate. The step of impregnating the polymer solution as a component, and the base material impregnated with the polymer solution into a solvent (non-solvent) having a low polymer solubility compared to a good solvent for the polymer as a component of the porous support A step of immersing the polymer in a coagulation bath to solidify the polymer to form a three-dimensional network structure.

また、微多孔性支持膜の形成工程は、多孔性支持体の成分である高分子を、その高分子の良溶媒に溶解して高分子溶液を調製する工程を、さらに含んでいてもよい。   The step of forming the microporous support membrane may further include a step of preparing a polymer solution by dissolving a polymer that is a component of the porous support in a good solvent for the polymer.

なお、高分子が溶解している溶媒は、高分子の良溶媒であれば良い。本発明の良溶媒とは、高分子材料を溶解するものである。   The solvent in which the polymer is dissolved may be any good polymer solvent. The good solvent of the present invention dissolves a polymer material.

良溶媒としては、高分子によって異なるものの一般的には、例えばN−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、アセトン、テトラヒドロフラン、テトラメチル尿素、リン酸トリメチル等の低級アルキルケトン、エステル、アミド等およびその混合溶媒が挙げられる。   As the good solvent, although it varies depending on the polymer, generally, for example, lower alkyl such as N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, dimethylformamide, methyl ethyl ketone, acetone, tetrahydrofuran, tetramethylurea, trimethyl phosphate, etc. Examples include ketones, esters, amides, and the like, and mixed solvents thereof.

非溶媒としては、高分子によって異なるものの一般的には、例えば水、ヘキサン、ペンタン、ベンゼン、トルエン、メタノール、エタノール、四塩化炭素、o−ジクロロベンゼン、トリクロロエチレン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、低分子量のポリエチレングリコール等の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族多価アルコール、芳香族多価アルコール、塩素化炭化水素、またはその他の塩素化有機溶媒およびその混合溶媒などが挙げられる。   As the non-solvent, although it varies depending on the polymer, for example, water, hexane, pentane, benzene, toluene, methanol, ethanol, carbon tetrachloride, o-dichlorobenzene, trichloroethylene, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, Aliphatic hydrocarbons such as propylene glycol, butylene glycol, pentanediol, hexanediol, low molecular weight polyethylene glycol, aromatic hydrocarbons, aliphatic polyhydric alcohols, aromatic polyhydric alcohols, chlorinated hydrocarbons, or other chlorine And organic solvents and mixed solvents thereof.

また、上記高分子溶液には、微多孔性支持膜の孔径、空孔率、親水性、弾性率などを調節するための添加剤を含有してもよい。   The polymer solution may contain an additive for adjusting the pore size, porosity, hydrophilicity, elastic modulus and the like of the microporous support membrane.

孔径および空孔率を調節するための添加剤としては、水、アルコール類、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸等の水溶性高分子またはその塩、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸リチウム等の無機塩、ホルムアルデヒド、ホルムアミド等が例示されるが、これらに限定されるものではない。親水性や弾性率を調節するための添加剤としては、種々の界面活性剤が挙げられる。   Additives for adjusting the pore size and porosity include water, alcohols, polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, water-soluble polymers such as polyacrylic acid or salts thereof, lithium chloride, sodium chloride, calcium chloride Inorganic salts such as lithium nitrate, formaldehyde, formamide and the like are exemplified, but not limited thereto. Examples of additives for adjusting hydrophilicity and elastic modulus include various surfactants.

凝固浴としては、通常水が使われるが、重合体を溶解しない非溶媒であればよい。   As the coagulation bath, water is usually used, but any non-solvent that does not dissolve the polymer may be used.

凝固浴の組成によって微多孔性支持膜の膜形態が変化し、それによって複合膜の膜形成性も変化する。   The membrane form of the microporous support membrane changes depending on the composition of the coagulation bath, and the membrane-forming property of the composite membrane also changes accordingly.

また、凝固浴の温度は、−20℃〜100℃が好ましい。さらに好ましくは10〜30℃である。この範囲より高いと、熱運動により凝固浴面の振動が激しくなり、膜形成後の膜表面の平滑性が低下しやすい。逆に低すぎると凝固速度が遅くなり、製膜性に問題が生じる。   Further, the temperature of the coagulation bath is preferably -20 ° C to 100 ° C. More preferably, it is 10-30 degreeC. If it is higher than this range, the vibration of the coagulation bath surface becomes intense due to thermal motion, and the smoothness of the film surface after film formation tends to decrease. On the other hand, if it is too low, the coagulation rate will be slow, causing a problem in film forming properties.

また、高分子溶液の基材への含浸を制御することが重要である。高分子溶液の基材への含浸を制御するためには、例えば、基材上に高分子溶液を塗布した後、非溶媒に浸漬させるまでの時間を制御する方法がある。   It is also important to control the impregnation of the polymer solution into the substrate. In order to control the impregnation of the polymer solution into the base material, for example, there is a method of controlling the time until the polymer solution is immersed on the base material after being applied on the base material.

基材上に高分子溶液を塗布した後、凝固浴に浸漬させるまでの時間は、通常0.1〜5秒間の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.1〜4秒の範囲内である。   The time until the polymer solution is applied on the substrate and then immersed in the coagulation bath is preferably in the range of usually 0.1 to 5 seconds, more preferably in the range of 0.1 to 4 seconds. is there.

凝固浴に浸漬するまでの時間がこの範囲であれば、高分子を含む有機溶媒溶液が基材の繊維間にまで充分含浸したのち固化される。その結果、アンカー効果により微多孔性支持膜が基材に強固に接合し、本発明の微多孔性支持膜を得ることができる。   If the time until dipping in the coagulation bath is within this range, the organic solvent solution containing the polymer is sufficiently impregnated between the fibers of the base material and then solidified. As a result, the microporous support membrane is firmly bonded to the substrate by the anchor effect, and the microporous support membrane of the present invention can be obtained.

また、基材として長繊維不織布を用いることにより、高分子溶液の基材への含浸性が向上するため、凝固浴に浸漬させるまでの時間を短くすることができる。浸漬までの時間が長いと、分離機能層側表面(上表面)が緻密化し、ろ過抵抗が増大するため複合半透膜の膜透過流束が低下する。なお、凝固浴に浸漬するまでの時間の好ましい範囲は、用いる高分子溶液の粘度などによって適宜調整すればよい。   Moreover, since the impregnation property to the base material of a polymer solution improves by using a long-fiber nonwoven fabric as a base material, time until it is immersed in a coagulation bath can be shortened. When the time until immersion is long, the separation functional layer side surface (upper surface) becomes dense and the filtration resistance increases, so that the membrane permeation flux of the composite semipermeable membrane decreases. In addition, what is necessary is just to adjust the preferable range of time until it immerses in a coagulation bath suitably with the viscosity etc. of the polymer solution to be used.

次に、このような好ましい条件下で得られた微多孔性支持膜を、膜中に残存する製膜溶媒を除去するために熱水洗浄する。このときの熱水の温度は50〜100℃が好ましく、さらに好ましくは60〜95℃である。熱水の温度が100℃以下であることで、微多孔性支持膜の収縮度が小さくなり、透水性の低下が抑制される。また、熱水の温度が50℃以上であることで、大きな洗浄効果が得られる。   Next, the microporous support membrane obtained under such preferable conditions is washed with hot water in order to remove the membrane-forming solvent remaining in the membrane. The temperature of the hot water at this time is preferably 50 to 100 ° C, more preferably 60 to 95 ° C. When the temperature of the hot water is 100 ° C. or lower, the degree of shrinkage of the microporous support membrane is reduced, and a decrease in water permeability is suppressed. Moreover, a big cleaning effect is acquired because the temperature of hot water is 50 degreeC or more.

(2−2)分離機能層の形成工程
本発明の複合半透膜を構成する分離機能層は、前述の多官能アミンを含有する水溶液と、多官能酸ハロゲン化物を含有する有機溶媒溶液とを用い、微多孔性支持膜の表面で界面重縮合を行うことによりその骨格を形成できる。なお多官能酸ハロゲン化物を含有する有機溶媒溶液は、水と非混和性である。
(2-2) Separation functional layer forming step The separation functional layer constituting the composite semipermeable membrane of the present invention comprises an aqueous solution containing the aforementioned polyfunctional amine and an organic solvent solution containing the polyfunctional acid halide. The skeleton can be formed by interfacial polycondensation on the surface of the microporous support membrane. The organic solvent solution containing the polyfunctional acid halide is immiscible with water.

そして本発明の複合半透膜は、微多孔性支持膜上で多官能アミン水溶液と多官能酸ハロゲン化物溶液とを接触させてポリアミド分離機能層を形成する工程、形成されたポリアミド分離機能層を60℃以下の水溶液で洗浄する工程、得られたポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を接触させる工程、第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬に接触させる工程、ジアゾニウム塩またはその誘導体と反応する試薬と接触させる工程からなる複合半透膜の製造方法により得ることができる。このときポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を接触させた後のポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度を0.01〜0.4g/m2の範囲内にするとよい。以下、本発明の複合半透膜を製造するための各製造工程を詳細に説明する。 The composite semipermeable membrane of the present invention comprises a step of forming a polyamide separation functional layer by contacting a polyfunctional amine aqueous solution and a polyfunctional acid halide solution on a microporous support membrane, and the formed polyamide separation functional layer. A step of washing with an aqueous solution of 60 ° C. or less, a step of bringing the obtained polyamide separation functional layer into contact with a compound having a primary amino group, and a reagent that reacts with the primary amino group to produce a diazonium salt or a derivative thereof. It can be obtained by a method for producing a composite semipermeable membrane comprising a contacting step and a contacting step with a reagent that reacts with a diazonium salt or a derivative thereof. At this time, the concentration of the compound having primary amino groups in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane after contacting the compound having primary amino groups with the polyamide separation functional layer is 0.01 to 0. It is better to be within the range of 4 g / m 2 . Hereinafter, each manufacturing process for manufacturing the composite semipermeable membrane of the present invention will be described in detail.

複合半透膜における分離機能層は、例えば、前述の多官能アミンを含有する水溶液と、多官能酸ハロゲン化物を含有する、水と非混和性の有機溶媒溶液とを用い、微多孔性支持膜の表面で界面重縮合を行うことによりその骨格を形成できる。   The separation functional layer in the composite semipermeable membrane uses, for example, an aqueous solution containing the aforementioned polyfunctional amine and a water-immiscible organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide, and a microporous support membrane. The skeleton can be formed by interfacial polycondensation on the surface.

ここで、多官能アミン水溶液における多官能アミンの濃度は0.1〜20重量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.5〜15重量%の範囲内である。多官能アミンの濃度がこの範囲であると十分な塩除去性能および透水性を得ることができる。多官能アミン水溶液には、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との反応を妨害しないものであれば、界面活性剤や有機溶媒、アルカリ性化合物、酸化防止剤などが含まれていてもよい。界面活性剤は、微多孔性支持膜表面の濡れ性を向上させ、アミン水溶液と非極性溶媒との間の界面張力を減少させる効果がある。有機溶媒は界面重縮合反応の触媒として働くことがあり、添加することにより界面重宿合反応を効率よく行える場合がある。   Here, the concentration of the polyfunctional amine in the polyfunctional amine aqueous solution is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight, more preferably in the range of 0.5 to 15% by weight. When the concentration of the polyfunctional amine is within this range, sufficient salt removal performance and water permeability can be obtained. As long as the polyfunctional amine aqueous solution does not interfere with the reaction between the polyfunctional amine and the polyfunctional acid halide, a surfactant, an organic solvent, an alkaline compound, an antioxidant, or the like may be contained. The surfactant has the effect of improving the wettability of the microporous support membrane surface and reducing the interfacial tension between the aqueous amine solution and the nonpolar solvent. The organic solvent may act as a catalyst for the interfacial polycondensation reaction, and when added, the interfacial polycondensation reaction may be efficiently performed.

界面重縮合を微多孔性支持膜上で行うために、まず、上述の多官能アミン水溶液を微多孔性支持膜に接触させる。接触は、微多孔性支持膜面上に均一にかつ連続的に行うことが好ましい。具体的には、例えば、多官能アミン水溶液を微多孔性支持膜にコーティングする方法や微多孔性支持膜を多官能アミン水溶液に浸漬する方法を挙げることができる。微多孔性支持膜と多官能アミン水溶液との接触時間は、1秒〜10分間の範囲内であることが好ましく、10秒〜3分間の範囲内であるとさらに好ましい。   In order to perform interfacial polycondensation on the microporous support membrane, first, the above-mentioned polyfunctional amine aqueous solution is brought into contact with the microporous support membrane. The contact is preferably performed uniformly and continuously on the surface of the microporous support membrane. Specific examples include a method of coating a polyfunctional amine aqueous solution on a microporous support membrane and a method of immersing the microporous support membrane in a polyfunctional amine aqueous solution. The contact time between the microporous support membrane and the polyfunctional amine aqueous solution is preferably in the range of 1 second to 10 minutes, and more preferably in the range of 10 seconds to 3 minutes.

多官能アミン水溶液を微多孔性支持膜に接触させた後は、膜上に液滴が残らないように十分に液切りする。十分に液切りすることで、膜形成後に液滴残存部分が膜欠点となって膜性能が低下することを防ぐことができる。液切りの方法としては、例えば、特開平2−78428号公報に記載されているように、多官能アミン水溶液接触後の微多孔性支持膜を垂直方向に把持して過剰の水溶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気流を吹き付け、強制的に液切りする方法などを用いることができる。また、液切り後、膜面を乾燥させて水溶液の水分を一部除去することもできる。   After bringing the polyfunctional amine aqueous solution into contact with the microporous support membrane, the solution is sufficiently drained so that no droplets remain on the membrane. By sufficiently draining the liquid, it is possible to prevent the remaining portion of the liquid droplet from becoming a film defect after the film is formed and deteriorating the film performance. As a method for draining, for example, as described in JP-A-2-78428, the microporous support membrane after contacting with the polyfunctional amine aqueous solution is vertically gripped to allow the excess aqueous solution to flow down naturally. A method or a method of forcibly draining an air stream such as nitrogen from an air nozzle can be used. In addition, after draining, the membrane surface can be dried to partially remove water from the aqueous solution.

次いで、多官能アミン水溶液接触後の微多孔性支持膜に、多官能酸ハロゲン化物を含む有機溶媒溶液を接触させ、界面重縮合により架橋ポリアミド分離機能層の骨格を形成させる。   Next, an organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide is brought into contact with the microporous support membrane after contact with the polyfunctional amine aqueous solution, and a skeleton of the crosslinked polyamide separation functional layer is formed by interfacial polycondensation.

有機溶媒溶液中の多官能酸ハロゲン化物の濃度は、0.01〜10重量%の範囲内であると好ましく、0.02〜2.0重量%の範囲内であるとさらに好ましい。0.01重量%以上とすることで十分な反応速度が得られ、また、10重量%以下とすることで副反応の発生を抑制することができるためである。さらに、この有機溶媒溶液にDMFのようなアシル化触媒を含有させると、界面重縮合が促進され、さらに好ましい。   The concentration of the polyfunctional acid halide in the organic solvent solution is preferably in the range of 0.01 to 10% by weight, and more preferably in the range of 0.02 to 2.0% by weight. This is because a sufficient reaction rate can be obtained when the content is 0.01% by weight or more, and the occurrence of side reactions can be suppressed when the content is 10% by weight or less. Further, it is more preferable to include an acylation catalyst such as DMF in the organic solvent solution, since interfacial polycondensation is promoted.

有機溶媒は、水と非混和性であり、かつ多官能酸ハロゲン化物を溶解し、微多孔性支持膜を破壊しないものが望ましく、多官能アミン化合物および多官能酸ハロゲン化物に対して不活性であるものであればよい。好ましい例として、n−ヘキサン、n−オクタン、n−デカンなどの炭化水素化合物が挙げられる。   The organic solvent is preferably immiscible with water and dissolves the polyfunctional acid halide and does not break the microporous support membrane, and is inert to the polyfunctional amine compound and the polyfunctional acid halide. If there is something. Preferred examples include hydrocarbon compounds such as n-hexane, n-octane, and n-decane.

多官能酸ハロゲン化物の有機溶媒溶液を多官能アミン化合物水溶液相へ接触させる方法は、多官能アミン水溶液の微多孔性支持膜への接触方法と同様に行えばよい。多官能酸ハロゲン化物の有機溶媒溶液を、多官能アミン化合物水溶液相に接触させて界面重縮合を行い、微多孔性支持膜上に架橋ポリアミドを含む分離機能層を形成したあとは、余剰の溶媒を液切りするとよい。液切りの方法は、例えば、膜を垂直方向に把持して過剰の有機溶媒を自然流下して除去する方法を用いることができる。この場合、垂直方向に把持する時間としては、1〜5分の間にあることが好ましく、1〜3分間であるとより好ましい。短すぎると分離機能層が完全に形成せず、長すぎると有機溶媒が過乾燥となり欠点が発生しやすく、性能低下を起こしやすい。   The method for bringing the polyfunctional acid halide organic solvent solution into contact with the polyfunctional amine compound aqueous solution phase may be performed in the same manner as the method for contacting the polyfunctional amine aqueous solution with the microporous support membrane. After the polyfunctional acid halide organic solvent solution is brought into contact with the polyfunctional amine compound aqueous solution phase for interfacial polycondensation to form a separation functional layer containing a crosslinked polyamide on the microporous support membrane, an excess solvent is used. The liquid should be drained. As a method for draining, for example, a method in which a film is held in a vertical direction and excess organic solvent is allowed to flow down and removed can be used. In this case, the time for gripping in the vertical direction is preferably 1 to 5 minutes, more preferably 1 to 3 minutes. If it is too short, the separation functional layer will not be completely formed, and if it is too long, the organic solvent will be overdried and defects will easily occur and performance will be deteriorated.

本発明においては、上述の方法によって得られた複合半透膜を60℃以下の水溶液と接触させて洗浄すること、または、酸またはアルコールを含有する水溶液と接触させて洗浄することによって高い耐薬品性を有する複合半透膜が得られる。   In the present invention, the composite semipermeable membrane obtained by the above-described method is washed by bringing it into contact with an aqueous solution of 60 ° C. or less, or by washing it with an aqueous solution containing an acid or alcohol, thereby providing high chemical resistance. A composite semipermeable membrane having properties can be obtained.

ポリアミド分離機能層は60℃以上に加熱すると水和水の放出を伴って高次構造が変化し、処理温度の上昇とともに分子間空隙が小さくなり、酸やアルカリなどの薬品に対して不安定となる。そのため、本発明においては複合半透膜と接触させる水溶液の温度は60℃以下であることが好ましく、さらには50℃以下であることがより好ましい。   When the polyamide separation functional layer is heated to 60 ° C or higher, the higher-order structure changes with the release of hydrated water, the intermolecular voids become smaller as the processing temperature rises, and is unstable to chemicals such as acids and alkalis. Become. Therefore, in the present invention, the temperature of the aqueous solution brought into contact with the composite semipermeable membrane is preferably 60 ° C. or less, and more preferably 50 ° C. or less.

ポリアミド複合膜を水溶液と接触させる時間は、1分以上10分以下、より好ましくは2分以上8分以下である。1分以上であることで、十分な洗浄効果を得ることができ、10分以下であることで、高い生産効率が得られる。   The time for contacting the polyamide composite membrane with the aqueous solution is 1 minute or more and 10 minutes or less, more preferably 2 minutes or more and 8 minutes or less. When it is 1 minute or longer, a sufficient cleaning effect can be obtained, and when it is 10 minutes or shorter, high production efficiency is obtained.

上記により得られたポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を接触させる。第一級アミノ基は、ジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬と反応し、さらに芳香族化合物と反応してアゾ基を形成し、それによりホウ素除去率の向上が望める。   The polyamide separation functional layer obtained as described above is brought into contact with a compound having a primary amino group. The primary amino group reacts with a reagent that forms a diazonium salt or a derivative thereof, and further reacts with an aromatic compound to form an azo group, thereby improving the boron removal rate.

接触させる濃度と時間は、目的の効果を得るために適宜調節することができる。   The concentration and time of contact can be adjusted as appropriate to obtain the desired effect.

第一級アミノ基を持つ化合物としては、脂肪族アミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、ヘテロ芳香族アミンなどが挙げられる。生成するジアゾニウム塩またはその誘導体の安定性の観点から、芳香族アミン、ヘテロ芳香族アミンが好ましい。ただし、黄色度が10以上40以下であるためには、第一級アミノ基を有する化合物の官能基を除く炭素骨格の分子量は500以下である必要がある。分離機能層に第一級アミノ基を持つ化合物を接触させる方法は特に限定されず、第一級アミノ基を持つ化合物の溶液を塗布しても、第一級アミノ基を持つ化合物の溶液に上記複合半透膜を浸漬させてもよく、均一にかつ連続的に行うことが好ましい。   Examples of the compound having a primary amino group include aliphatic amines, cycloaliphatic amines, aromatic amines, and heteroaromatic amines. From the viewpoint of the stability of the diazonium salt or derivative thereof produced, aromatic amines and heteroaromatic amines are preferred. However, in order for the yellowness to be 10 or more and 40 or less, the molecular weight of the carbon skeleton excluding the functional group of the compound having a primary amino group needs to be 500 or less. The method for bringing the compound having a primary amino group into contact with the separation functional layer is not particularly limited. Even if a solution of a compound having a primary amino group is applied, the above-described solution is added to the solution of the compound having a primary amino group. The composite semipermeable membrane may be immersed, and it is preferable to carry out uniformly and continuously.

第一級アミンを持つ化合物を溶かす溶媒は、該化合物が溶解し、該複合半透膜が侵食されなければ、いかなる溶媒を用いてもかまわない。また、溶液には、第一級アミノ基とジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬との反応を妨害しないものであれば、界面活性剤や酸性化合物、アルカリ性化合物、酸化防止剤などが含まれていてもよい。   As the solvent for dissolving the compound having a primary amine, any solvent may be used as long as the compound is dissolved and the composite semipermeable membrane is not eroded. In addition, the solution contains a surfactant, an acidic compound, an alkaline compound, an antioxidant, or the like as long as it does not interfere with the reaction between the primary amino group and the reagent that forms the diazonium salt or derivative thereof. May be.

ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度は、以下に述べる方法により測定される値をいう。ポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を接触させた後、液滴を除き、複合半透膜を切り出して、基材を剥離し、ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物を得る。これを、第一級アミノ基を有する化合物は溶解し、ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜を溶解しない溶媒に浸漬し、第一級アミノ基を有する化合物を溶媒中に抽出する。抽出された成分をあらかじめ検量線を得た紫外可視分光光度計、高速液体クロマトグラフィーまたはガスクロマトグラフィー等で測定し、ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の化合物重量を算出する。   The concentration of the compound having a primary amino group in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane is a value measured by the method described below. After contacting the compound having a primary amino group with the polyamide separation functional layer, the droplet is removed, the composite semipermeable membrane is cut out, the substrate is peeled off, and the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane Get. The compound having the primary amino group is dissolved, and the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane are immersed in a solvent that does not dissolve, and the compound having the primary amino group is extracted into the solvent. The extracted components are measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer, a high performance liquid chromatography, a gas chromatography or the like obtained from a calibration curve in advance, and the weight of the compound in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane is calculated.

次いで、次の式から、ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度を求める。
化合物濃度(g/m2)=化合物重量/膜面積
Next, the concentration of the compound having a primary amino group in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane is determined from the following formula.
Compound concentration (g / m 2 ) = compound weight / membrane area

ただし、ポリアミド分離機能層の黄色度が10以上40以下であるためには、該ポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を接触させた後の該ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度が0.01〜0.4g/m2の範囲内である必要がある。 However, in order for the yellowness degree of the polyamide separation functional layer to be 10 or more and 40 or less, the polyamide separation functional layer and the microporous support after contacting the compound having a primary amino group with the polyamide separation functional layer compound concentrations having a primary amino group in the mixture of film is required to be within the scope of 0.01~0.4g / m 2.

次に第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬に接触させる。接触させる第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬としては、亜硝酸およびその塩、ニトロシル化合物などの水溶液が挙げられる。亜硝酸やニトロシル化合物の水溶液は気体を発生して分解しやすいので、例えば、亜硝酸塩と酸性溶液との反応によって亜硝酸を逐次生成するのが好ましい。一般に、亜硝酸塩は水素イオンと反応して亜硝酸(HNO2)を生成するが、水溶液のpHが7以下、好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下で効率よく生成する。中でも、取り扱いの簡便性から水溶液中で塩酸または硫酸と反応させた亜硝酸ナトリウムの水溶液が特に好ましい。 It is then contacted with a reagent that reacts with the primary amino group to produce a diazonium salt or derivative thereof. Examples of the reagent that reacts with the primary amino group to be contacted to produce a diazonium salt or a derivative thereof include aqueous solutions of nitrous acid and salts thereof, nitrosyl compounds, and the like. Since an aqueous solution of nitrous acid or a nitrosyl compound easily generates gas and decomposes, it is preferable to sequentially generate nitrous acid by, for example, a reaction between nitrite and an acidic solution. In general, nitrite reacts with hydrogen ions to produce nitrous acid (HNO 2 ), but it is efficiently produced when the pH of the aqueous solution is 7 or less, preferably 5 or less, more preferably 4 or less. Among these, an aqueous solution of sodium nitrite reacted with hydrochloric acid or sulfuric acid in an aqueous solution is particularly preferable because of easy handling.

前記第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する試薬中の亜硝酸や亜硝酸塩の濃度は、好ましくは0.01〜1重量%の範囲である。亜硝酸濃度および亜硝酸塩濃度が0.01重量%以上であることで、ホウ素除去率を向上させるのに充分な量のジアゾニウム塩またはその誘導体を得ることができ、亜硝酸濃度および亜硝酸塩濃度が1重量%以下であることで、溶液の取扱いが容易となる。   The concentration of nitrous acid or nitrite in the reagent that reacts with the primary amino group to produce a diazonium salt or a derivative thereof is preferably in the range of 0.01 to 1% by weight. When the nitrite concentration and the nitrite concentration are 0.01% by weight or more, a sufficient amount of diazonium salt or a derivative thereof can be obtained to improve the boron removal rate, and the nitrite concentration and the nitrite concentration are When the content is 1% by weight or less, handling of the solution becomes easy.

亜硝酸水溶液の温度は15℃〜45℃が好ましい。これより低い温度だと反応に時間がかかり、45℃を超えると亜硝酸の分解が早く取り扱いが困難である。   The temperature of the nitrous acid aqueous solution is preferably 15 ° C to 45 ° C. If the temperature is lower than this, the reaction takes time, and if it exceeds 45 ° C., decomposition of nitrous acid is quick and difficult to handle.

亜硝酸水溶液との接触時間は、ジアゾニウム塩および/またはその誘導体が生成する時間であればよく、高濃度では短時間で処理が可能であるが、低濃度であると長時間必要である。そのため、上記濃度の溶液では10分間以内であることが好ましく、3分間以内であることがさらに好ましい。また、接触させる方法は特に限定されず、該試薬の溶液を塗布しても、該試薬の溶液に該複合半透膜を浸漬させてもよい。該試薬を溶かす溶媒は該試薬が溶解し、該複合半透膜が侵食されなければ、いかなる溶媒を用いてもかまわない。また、溶液には、第一級アミノ基と試薬との反応を妨害しないものであれば、界面活性剤や酸性化合物、アルカリ性化合物などが含まれていてもよい。   The contact time with the nitrous acid aqueous solution may be a time for forming a diazonium salt and / or a derivative thereof, and can be processed in a short time at a high concentration, but a long time is required at a low concentration. Therefore, the solution having the above concentration is preferably within 10 minutes, more preferably within 3 minutes. The contacting method is not particularly limited, and the composite semipermeable membrane may be immersed in the reagent solution or the reagent solution. As the solvent for dissolving the reagent, any solvent may be used as long as the reagent is dissolved and the composite semipermeable membrane is not eroded. The solution may contain a surfactant, an acidic compound, an alkaline compound, or the like as long as it does not interfere with the reaction between the primary amino group and the reagent.

接触により生成したジアゾニウム塩またはその誘導体の一部は、水と反応することにより、フェノール性水酸基へと変換される。また、微多孔性支持膜や分離機能層を形成する構造の芳香環、または分離機能層に保持した第一級アミノ基を有する化合物の芳香環とも反応し、アゾ基を形成する。それによりホウ素除去率の向上が望める。   A part of the diazonium salt produced by contact or a derivative thereof is converted into a phenolic hydroxyl group by reacting with water. Further, it reacts with an aromatic ring having a structure forming a microporous support membrane or a separation functional layer, or an aromatic ring of a compound having a primary amino group held in the separation functional layer to form an azo group. Thereby, improvement of boron removal rate can be expected.

次にジアゾニウム塩またはその誘導体と反応する試薬と接触させる。ここで用いる試薬とは、塩化物イオン、臭化物イオン、シアン化物イオン、ヨウ化物イオン、フッ化ホウ素酸、次亜リン酸、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸イオン、芳香族アミン、フェノール類、硫化水素、チオシアン酸等が挙げられる。亜硫酸水素ナトリウム、および亜硫酸イオンと反応させると瞬時に置換反応が起こり、アミノ基がスルホ基に置換される。また、芳香族アミン、フェノール類と接触させることでジアゾカップリング反応が起こり膜面に芳香族を導入することが可能となる。これらの試薬は単一で用いてもよく、複数混合させて用いてもよく、異なる試薬に複数回接触させてもよい。接触させる試薬として、好ましくは亜硫酸水素ナトリウム、および亜硫酸イオンである。   Next, it is contacted with a reagent that reacts with a diazonium salt or a derivative thereof. Reagents used here are chloride ion, bromide ion, cyanide ion, iodide ion, boron fluoride, hypophosphorous acid, sodium bisulfite, sulfite ion, aromatic amine, phenols, hydrogen sulfide, thiocyanate. An acid etc. are mentioned. When it reacts with sodium hydrogen sulfite and sulfite ions, a substitution reaction occurs instantaneously, and the amino group is substituted with a sulfo group. Moreover, a diazo coupling reaction occurs by making it contact with an aromatic amine and phenols, and it becomes possible to introduce | transduce an aromatic into a film surface. These reagents may be used singly or may be used by mixing a plurality of them, or may be brought into contact with different reagents a plurality of times. The reagent to be contacted is preferably sodium hydrogen sulfite and sulfite ion.

接触させる濃度と時間は、ホウ素除去率を向上させるのに充分な量のジアゾニウム塩またはその誘導体を得ることができるように適宜調節することができる。   The concentration and time of contact can be appropriately adjusted so that a sufficient amount of diazonium salt or a derivative thereof can be obtained to improve the boron removal rate.

接触させる温度は10〜90℃が望ましい。温度が10℃以上であることで、反応が速やかに進むので、ホウ素除去率を向上させるのに充分な量のジアゾニウム塩またはその誘導体を得ることができる。また温度が90℃以下であることでポリマーの収縮がおこりにくくなるので、透過水量の低下が抑制される。   The contact temperature is preferably 10 to 90 ° C. Since the reaction proceeds rapidly when the temperature is 10 ° C. or higher, an amount of a diazonium salt or a derivative thereof sufficient to improve the boron removal rate can be obtained. Moreover, since it becomes difficult to shrink | contract a polymer because temperature is 90 degrees C or less, the fall of the permeated water amount is suppressed.

本発明の複合半透膜は、プラスチックネットなどの原水流路材と、トリコットなどの透過水流路材と、必要に応じて耐圧性を高めるためのフィルムと共に、多数の孔を穿設した筒状の集水管の周りに巻回され、スパイラル型の複合半透膜エレメントとして好適に用いられる。さらに、このエレメントを直列または並列に接続して圧力容器に収納した複合半透膜モジュールとすることもできる。   The composite semipermeable membrane of the present invention has a cylindrical shape in which a large number of holes are perforated together with a raw water channel material such as a plastic net, a permeate channel material such as tricot, and a film for enhancing pressure resistance as required. It is wound around a water collecting pipe and is preferably used as a spiral composite semipermeable membrane element. Furthermore, a composite semipermeable membrane module in which these elements are connected in series or in parallel and accommodated in a pressure vessel can be obtained.

また、上記の複合半透膜やそのエレメント、モジュールは、それらに原水を供給するポンプや、その原水を前処理する装置などと組み合わせて、流体分離装置を構成することができる。この分離装置を用いることにより、原水を飲料水などの透過水と膜を透過しなかった濃縮水とに分離して、目的にあった水を得ることができる。   In addition, the above-described composite semipermeable membrane, its elements, and modules can be combined with a pump that supplies raw water to them, a device that pretreats the raw water, and the like to form a fluid separation device. By using this separation device, the raw water can be separated into permeated water such as drinking water and concentrated water that has not permeated through the membrane to obtain water that meets the purpose.

流体分離装置の操作圧力は高い方が塩除去率は向上するが、運転に必要なエネルギーも増加すること、また、複合半透膜の耐久性を考慮すると、複合半透膜に被処理水を透過する際の操作圧力は、0.5MPa以上、10MPa以下が好ましい。供給水温度は、高くなると塩除去率が低下するが、低くなるにしたがい膜透過流束も減少するので、5℃以上、45℃以下が好ましい。また、供給水pHは、高くなると海水などの高塩濃度の供給水の場合、マグネシウムなどのスケールが発生する恐れがあり、また、高pH運転による膜の劣化が懸念されるため、中性領域での運転が好ましい。   The higher the operating pressure of the fluid separator, the higher the salt removal rate, but the energy required for operation also increases, and considering the durability of the composite semipermeable membrane, water to be treated is added to the composite semipermeable membrane. The operating pressure at the time of permeation is preferably 0.5 MPa or more and 10 MPa or less. As the feed water temperature rises, the salt removal rate decreases, but as the feed water temperature decreases, the membrane permeation flux also decreases. In addition, when the pH of the feed water becomes high, scales such as magnesium may be generated in the case of feed water with a high salt concentration such as seawater, and there is a concern about deterioration of the membrane due to high pH operation. Is preferred.

本発明に係る複合半透膜によって処理される原水としては、海水、かん水、排水等の500mg/L以上100g/L以下のTDS(Total Dissolved Solids:総溶解固形分)を含有する液状混合物が挙げられる。一般に、TDSは総溶解固形分量を指し、「質量÷体積」あるいは「重量比」で表される。定義によれば、0.45ミクロンのフィルターで濾過した溶液を39.5℃以上40.5℃以下の温度で蒸発させ残留物の重さから算出できるが、より簡便には実用塩分(S)から換算する。   Examples of raw water to be treated by the composite semipermeable membrane according to the present invention include liquid mixtures containing TDS (Total Dissolved Solids) of 500 mg / L or more and 100 g / L or less, such as seawater, brine, and drainage. It is done. In general, TDS refers to the total dissolved solid content, and is expressed as “mass ÷ volume” or “weight ratio”. According to the definition, the solution filtered through a 0.45 micron filter can be calculated from the weight of the residue by evaporating at a temperature of 39.5 ° C. or higher and 40.5 ° C. or lower. Convert from.

なお、本発明の複合半透膜は、高い耐薬品性を有することを特徴とするが、耐薬品性の指標については、pH1とpH13のそれぞれの水溶液への耐性を指標とするのが適当である。pH1は膜ろ過運転における酸洗浄時のpHとして最も強い条件であり、また、pH13はアルカリ洗浄時のpHとして最も強い条件であるため、pH1とpH13のそれぞれの水溶液に耐性を示せば、酸やアルカリによる洗浄を行っても膜が劣化しにくいことが担保されるためである。   The composite semipermeable membrane of the present invention is characterized by having high chemical resistance, but it is appropriate to use the resistance to each of pH 1 and pH 13 as an index for chemical resistance. is there. Since pH 1 is the strongest condition as pH during acid washing in membrane filtration operation, and pH 13 is the strongest condition as pH during alkali washing, if resistance to each aqueous solution of pH 1 and pH 13 is exhibited, acid or This is because it is ensured that the film is not easily deteriorated even when cleaning with alkali is performed.

以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

比較例、実施例に記載の複合半透膜における基材の目付は以下のように測定した。   The basis weight of the base material in the composite semipermeable membranes described in Comparative Examples and Examples was measured as follows.

基材を構成する、30cm×50cmの不織布を3個採取して、各試料の重量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入した。   Three non-woven fabrics of 30 cm × 50 cm constituting the base material were collected, the weight of each sample was measured, the average value of the obtained values was converted per unit area, and the first decimal place was rounded off. .

比較例、実施例に記載の複合半透膜おけるポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度、および分離機能層の黄色度は以下のように測定した。   The concentration of the compound having a primary amino group in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane in the composite semipermeable membrane described in Comparative Examples and Examples, and the yellowness of the separation functional layer were measured as follows. did.

(ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度)
ポリアミド分離機能層に第一級アミノ基を有する化合物を接触させた後、液滴を除き、複合半透膜を10×10cm切り出して、基材を剥離し、ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物を得た。これを、エタノール50gに8時間浸漬し、エタノールに抽出された成分をあらかじめ検量線を得た紫外可視分光光度計(島津製作所社製 UV−2450)で測定し、ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物重量を算出した。次いで、以下の式から、ポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内の第一級アミノ基を有する化合物濃度を求めた。ここで膜面積は、上記で切り出した複合半透膜の面積としている。
化合物濃度(g/m2)=化合物重量/膜面積
(Concentration of compound having primary amino group in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane)
After contacting the compound having a primary amino group with the polyamide separation functional layer, the droplets are removed, the composite semipermeable membrane is cut out 10 × 10 cm, the substrate is peeled off, and the polyamide separation functional layer and the microporous support are removed. A mixture of membranes was obtained. This was immersed in 50 g of ethanol for 8 hours, and the components extracted in ethanol were measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-2450 manufactured by Shimadzu Corporation) obtained in advance with a calibration curve. The weight of the compound having a primary amino group in the support membrane mixture was calculated. Next, the concentration of the compound having a primary amino group in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane was determined from the following formula. Here, the membrane area is the area of the composite semipermeable membrane cut out above.
Compound concentration (g / m 2 ) = compound weight / membrane area

(黄色度)
複合半透膜を室温で8時間乾燥したのち基材を剥離し、分離機能層面が下になるようにガラス板に乗せてから、ジクロロメタンにて微多孔性支持膜を溶解・除去し、ガラス板上に残る分離機能層を、スガ試験器株式会社製SMカラーコンピュータSM−7により測定した。
(Yellowness)
After drying the composite semipermeable membrane for 8 hours at room temperature, the substrate is peeled off and placed on a glass plate with the separation functional layer side down, and then the microporous support membrane is dissolved and removed with dichloromethane. The separation functional layer remaining on the surface was measured with an SM color computer SM-7 manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.

比較例、実施例における複合半透膜の各種特性は、複合半透膜に、温度25℃、pH6.5に調整した海水(TDS濃度約3.5%、ホウ素濃度約5ppm)を操作圧力5.5MPaで供給して膜ろ過処理を24時間行ない、その後の透過水、供給水の水質を測定することにより求めた。   Various characteristics of the composite semipermeable membranes in the comparative examples and the examples are as follows. Seawater (TDS concentration: about 3.5%, boron concentration: about 5 ppm) adjusted to a temperature of 25 ° C. and pH 6.5 is applied to the composite semipermeable membrane at an operating pressure of 5. The membrane filtration treatment was carried out for 24 hours while supplying at 5 MPa, and the water quality was determined by measuring the quality of the permeated water and the supplied water thereafter.

(脱塩率(TDS除去率))
TDS除去率(%)=100×{1−(透過水中のTDS濃度/供給水中のTDS濃度)}
(Desalination rate (TDS removal rate))
TDS removal rate (%) = 100 × {1− (TDS concentration in permeated water / TDS concentration in feed water)}

(膜透過流束)
供給水(海水)の膜透過水量を、膜面1平方メートルあたり、1日あたりの透水量(立方メートル)でもって膜透過流束(m3/m2/日)を表した。
(Membrane permeation flux)
Membrane permeation flux (m 3 / m 2 / day) was expressed in terms of the permeation amount of the feed water (seawater) per square meter of the membrane surface with the permeation amount per day (cubic meter).

(ホウ素除去率)
供給水と透過水中のホウ素濃度をICP発光分析装置(日立製作所社製 P−4010)で分析し、次の式から求めた。
ホウ素除去率(%)=100×[1−(透過水中のホウ素濃度/供給水中のホウ素濃度)]
(Boron removal rate)
The boron concentration in the feed water and the permeated water was analyzed with an ICP emission analyzer (P-4010 manufactured by Hitachi, Ltd.), and determined from the following formula.
Boron removal rate (%) = 100 × [1- (boron concentration in permeated water / boron concentration in feed water)]

(耐薬品性)
複合半透膜をpH13の水酸化ナトリウム水溶液とpH1の硫酸水溶液とにそれぞれ1時間ずつ室温で浸漬する操作を15サイクル繰り返し、その前後での膜透過流束比とホウ素SP比から求めた。
膜透過流束比=浸漬後の膜透過流束/浸漬前の膜透過流束
ホウ素SP比=(100−浸漬後のホウ素除去率)/(100−浸漬前のホウ素除去率)
なお、SPとはSubstance Peameation:物質透過の略である。
(chemical resistance)
The operation of immersing the composite semipermeable membrane in a pH 13 sodium hydroxide aqueous solution and a pH 1 sulfuric acid aqueous solution for 1 hour each at room temperature was repeated 15 cycles, and the membrane permeation flux ratio and boron SP ratio before and after that were determined.
Membrane permeation flux ratio = membrane permeation flux after immersion / membrane permeation flux boron SP ratio before immersion = (100−boron removal rate after immersion) / (100−boron removal rate before immersion)
Note that SP is an abbreviation for substance penetration.

(不可逆的吸熱量)
複合半透膜から基材を物理的に剥離・除去した後、多孔性支持体をジクロロメタンによって抽出除去してポリアミド分離機能層の分析試料を作製した。作製した試料は48時間真空乾燥し、窒素雰囲気下で保存した。得られた分析試料約5mgを、示差走査熱量計(Q−100:TA instruments社製)およびTA Instruments社製Universal Analysisを使用し、温度変調DSC法により、平均昇温速度2℃/分、温度変調周期60秒、温度変調振幅±1℃の条件で分析し、初期昇温過程における−20〜150℃の範囲での不可逆成分の吸熱量(J/g)を3回の測定の平均値として求めた。なお、測定時の降温および昇温は、液体窒素を利用した自動冷却システムおよび電気炉を用いた。
(Irreversible heat absorption)
After the substrate was physically peeled and removed from the composite semipermeable membrane, the porous support was extracted and removed with dichloromethane to prepare an analytical sample of the polyamide separation functional layer. The prepared sample was vacuum-dried for 48 hours and stored in a nitrogen atmosphere. About 5 mg of the obtained analytical sample was measured by using a differential scanning calorimeter (Q-100: manufactured by TA instruments) and Universal Analysis manufactured by TA Instruments, by means of a temperature modulation DSC method, an average heating rate of 2 ° C./min, temperature The analysis was performed under the conditions of a modulation period of 60 seconds and a temperature modulation amplitude of ± 1 ° C., and the endothermic amount (J / g) of the irreversible component in the range of −20 to 150 ° C. in the initial temperature rising process was taken as the average value of three measurements. Asked. Note that an automatic cooling system using liquid nitrogen and an electric furnace were used for temperature drop and temperature rise during measurement.

(実施例1)
短繊維からなるポリエステル不織布(通気度1cc/cm2/sec、目付83g/m2の単層不織布)上にポリスルホンの15.7重量%DMF溶液を200μmの厚みで室温(25℃)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微多孔性支持膜(厚さ210〜215μm)を作製した。
Example 1
A 15.7 wt% DMF solution of polysulfone was cast at room temperature (25 ° C.) with a thickness of 200 μm on a polyester nonwoven fabric (monolayer nonwoven fabric with air permeability of 1 cc / cm 2 / sec, basis weight of 83 g / m 2 ) composed of short fibers. The microporous support membrane (thickness 210 to 215 μm) was prepared by immediately immersing in pure water and allowing to stand for 5 minutes.

得られた微多孔性支持膜を、m−フェニレンジアミン(以下、m−PDAと記す)の4.5重量%水溶液中に2分間浸漬し、該支持膜を垂直方向にゆっくりと引き上げ、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた後、トリメシン酸クロリド0.175重量%を含む25℃のn−デカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布して1分間静置した。次に、膜から余分な溶液を除去するために膜を1分間垂直に保持して液切りした後、50℃の熱水で2分間洗浄した。   The obtained microporous support membrane was immersed in a 4.5% by weight aqueous solution of m-phenylenediamine (hereinafter referred to as m-PDA) for 2 minutes, and the support membrane was slowly pulled up in the vertical direction to produce an air nozzle. After removing excess aqueous solution from the surface of the support membrane by applying nitrogen, a 25 ° C. n-decane solution containing 0.175% by weight of trimesic acid chloride was applied so that the surface was completely wetted and allowed to stand for 1 minute. Next, in order to remove excess solution from the membrane, the membrane was held vertically for 1 minute to drain, and then washed with hot water at 50 ° C. for 2 minutes.

その後、m−PDA500ppmの水溶液に60分間浸漬し、硫酸によりpH3に調整した0.3重量%の亜硝酸ナトリウム水溶液により室温(35℃)で1分間処理した。複合半透膜を亜硝酸水溶液から取り除いた後、水洗し0.1重量%の亜硫酸ナトリウム水溶液に2分間浸漬した。このようにして得られた複合半透膜を評価したところ、TDS除去率、膜透過流束、ホウ素除去率はそれぞれ表2に示す値であった。また、この複合半透膜の分離機能層の黄色度と吸熱量は表2に示す値であった。さらに、m−PDA溶液浸漬後のポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内のm−PDA濃度は表1に示す値であった。   Then, it was immersed in an aqueous solution of 500 ppm of m-PDA for 60 minutes and treated at room temperature (35 ° C.) for 1 minute with a 0.3 wt% aqueous sodium nitrite solution adjusted to pH 3 with sulfuric acid. The composite semipermeable membrane was removed from the aqueous nitrous acid solution, washed with water, and immersed in a 0.1% by weight aqueous sodium sulfite solution for 2 minutes. The composite semipermeable membrane thus obtained was evaluated. The TDS removal rate, the membrane permeation flux, and the boron removal rate were values shown in Table 2, respectively. Further, the yellowness and the endothermic amount of the separation functional layer of this composite semipermeable membrane were the values shown in Table 2. Furthermore, the m-PDA concentration in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane after immersion in the m-PDA solution was the value shown in Table 1.

また、複合半透膜の耐薬品性を評価したところ、薬品接触前後での膜透過流束比、ホウ素SP比は表2に示す通りであった。   Moreover, when the chemical resistance of the composite semipermeable membrane was evaluated, the membrane permeation flux ratio and boron SP ratio before and after chemical contact were as shown in Table 2.

(実施例2〜14、比較例1〜5)
使用する基材(種類、積層数、目付)、界面重縮合後の洗浄水の温度、浸漬するm−PDA濃度、亜硝酸ナトリウム濃度を表1に記載した条件に変更した以外は実施例1と同様にして複合半透膜を製造・処理した。実施例6〜14の複合半透膜は、基材として長繊維不織布を使用した。また実施例7,9〜14の複合半透膜は、基材として長繊維不織布を2〜7層積層した積層不織布を使用した。
(Examples 2-14, Comparative Examples 1-5)
Example 1 except that the substrate used (type, number of layers, basis weight), temperature of washing water after interfacial polycondensation, m-PDA concentration to be immersed, and sodium nitrite concentration were changed to the conditions described in Table 1. Similarly, a composite semipermeable membrane was produced and processed. In the composite semipermeable membranes of Examples 6 to 14, a long fiber nonwoven fabric was used as a base material. Moreover, the composite semipermeable membrane of Examples 7 and 9-14 used the laminated nonwoven fabric which laminated | stacked 2-7 layers of the long-fiber nonwoven fabric as a base material.

得られた複合半透膜を評価したところ、TDS除去率、膜透過流束、ホウ素除去率、耐薬品性はそれぞれ表2に示す通りであった。また、この複合半透膜の分離機能層の黄色度と不可逆的吸熱量は表2に示す値であった。さらに、m−PDA溶液浸漬後のポリアミド分離機能層と微多孔性支持膜の混合物内のm−PDA濃度は表1に示す値であった。   When the obtained composite semipermeable membrane was evaluated, the TDS removal rate, membrane permeation flux, boron removal rate, and chemical resistance were as shown in Table 2. Further, the yellowness and irreversible endothermic amount of the separation functional layer of this composite semipermeable membrane were the values shown in Table 2. Furthermore, the m-PDA concentration in the mixture of the polyamide separation functional layer and the microporous support membrane after immersion in the m-PDA solution was the value shown in Table 1.

また、複合半透膜の耐薬品性を評価したところ、薬品接触前後での膜透過流束比、ホウ素SP比は表2に示す通りであった。   Moreover, when the chemical resistance of the composite semipermeable membrane was evaluated, the membrane permeation flux ratio and boron SP ratio before and after chemical contact were as shown in Table 2.

Figure 2013223861
Figure 2013223861

Figure 2013223861
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本発明の複合半透膜は、特に、かん水や海水の脱塩に好適に用いることができる。   The composite semipermeable membrane of the present invention can be particularly suitably used for brine or seawater desalination.

Claims (3)

基材と多孔性支持体からなる微多孔性支持膜上にポリアミド分離機能層を形成してなる複合半透膜であって、温度変調DSC法を用いて測定した初期昇温過程における−20〜150℃の範囲での前記ポリアミド分離機能層の不可逆的吸熱量が275J/g以上であり、前記ポリアミド分離機能層の黄色度が10以上40以下であることを特徴とする複合半透膜。   A composite semipermeable membrane in which a polyamide separation functional layer is formed on a microporous support membrane comprising a base material and a porous support, and -20 to 20 in the initial temperature rising process measured using a temperature modulation DSC method A composite semipermeable membrane, wherein the polyamide separation functional layer has an irreversible endothermic amount of 275 J / g or more in a range of 150 ° C., and the polyamide separation functional layer has a yellowness of 10 or more and 40 or less. 前記基材が長繊維不織布であることを特徴とする請求項1記載の複合半透膜。   The composite semipermeable membrane according to claim 1, wherein the base material is a long-fiber nonwoven fabric. 前記基材は、不織布が2層〜5層積層された積層不織布であり、目付が30〜150g/m2であることを特徴とする請求項1または2記載の複合半透膜。 3. The composite semipermeable membrane according to claim 1, wherein the base material is a laminated nonwoven fabric in which 2 to 5 layers of nonwoven fabric are laminated and has a basis weight of 30 to 150 g / m 2 .
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