JP2020054997A - Composite semipermeable membrane - Google Patents

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JP2020054997A JP2019178653A JP2019178653A JP2020054997A JP 2020054997 A JP2020054997 A JP 2020054997A JP 2019178653 A JP2019178653 A JP 2019178653A JP 2019178653 A JP2019178653 A JP 2019178653A JP 2020054997 A JP2020054997 A JP 2020054997A
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古野修治
Shuji Furuno
高谷清彦
Kiyohiko Takaya
西口芳機
Yoshiki Nishiguchi
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Abstract

To provide a composite semipermeable membrane using an AS resin as a material of a porous support, in which a thickness change of a support film is small.SOLUTION: A composite semipermeable membrane includes a base material, a porous support arranged on the base material and a separation function layer arranged on the porous support, in which the porous support includes a dense layer in contact with the separation function layer, a major axis of a hole included in the dense layer is less than 100 nm, a thickness of the dense layer is 300 nm or more, the porous support contains a thermoplastic resin as a main component, and a weight average molecular weight Mw of the thermoplastic resin is 140,000 or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

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およびその製造方法に関する。本発明によって得られる複合半透膜は、例えば海水やかん水の淡水化に好適に用いることができる。   The present invention relates to a composite semipermeable membrane useful for selective separation of a liquid mixture and a method for producing the same. The composite semipermeable membrane obtained by the present invention can be suitably used for desalination of seawater or brackish water, for example.

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。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、逆浸透膜などがある。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
現在市販されているろ過膜、特に逆浸透膜およびナノろ過膜の大部分は、複合半透膜である。特許文献1には、基材および多孔質支持体を含む支持膜と、多孔質支持体上に設けられた分離機能層とを備える複合半透膜が開示されている。また、多孔質支持体に含まれる熱可塑性樹脂として、ポリスルホン、ポリアクリルアミド、ポリエ一テルスルホン、セルロースエステル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル等が開示されている。特許文献2には、支持体の材料としてポリアクリロニトリルをベースとした共重合体が開示されている。
With respect to separation of mixtures, there are various techniques for removing substances (eg, salts) dissolved in a solvent (eg, water). In recent years, the use of the membrane separation method as a process for energy saving and resource saving is expanding. The membrane used in the membrane separation method includes a microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane, a nanofiltration membrane, a reverse osmosis membrane, and the like. These membranes are currently commercially available, for example, used for obtaining drinking water from seawater, brackish water, water containing harmful substances, and for producing industrial ultrapure water, wastewater treatment, and collecting valuable resources. Most filtration membranes, especially reverse osmosis and nanofiltration membranes, are composite semipermeable membranes. Patent Literature 1 discloses a composite semipermeable membrane including a support membrane including a base material and a porous support, and a separation functional layer provided on the porous support. Further, as the thermoplastic resin contained in the porous support, polysulfone, polyacrylamide, polyestersulfone, cellulose ester, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride and the like are disclosed. Patent Document 2 discloses a copolymer based on polyacrylonitrile as a material for a support.

WO2014/192883号公報WO2014 / 192883 US2012/181228号公報US2012 / 181228

使用時には、ろ過膜には大きな圧力がかかる。そして、加圧によってろ過膜が変形することにより欠点が発生する場合がある。よって、ろ過膜には強度(耐圧性)が求められる。   In use, a large pressure is applied to the filtration membrane. Then, a defect may occur due to deformation of the filtration membrane due to pressurization. Therefore, strength (pressure resistance) is required for the filtration membrane.

本発明は、ろ過膜、特に複合半透膜の耐圧性を実現する新たな多孔質支持体を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a new porous support that realizes pressure resistance of a filtration membrane, particularly a composite semipermeable membrane.

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
[1]基材と、前記基材上に配置された多孔質支持体と、前記多孔質支持体上に配置された分離機能層とを備える複合半透膜であって、
前記多孔質支持体は、前記分離機能層に接する緻密層を備え、
前記緻密層に含まれる孔の長径は100nm未満であり、
前記緻密層の厚みは300nm以上であり、
前記多孔質支持体の重量平均分子量Mwが140,000以上である熱可塑性樹脂を主成分とすることを特徴とする複合半透膜。
[2]前記熱可塑性樹脂が、シアン化ビニル系単量体と芳香族ビニル系単量体との重合体である、前記[1]に記載の複合半透膜。
[3]
140,000以上の重量平均分子量Mwを有する熱可塑性樹脂と、その良溶媒であり、ハンセン溶解度パラメータの極性項dPが11.0以上17.0以下、水素結合項dHが7.0以上12.0以下である溶媒を含む樹脂溶液を基材に塗布する工程、
前記熱可塑性樹脂の溶液が塗布された前記基材を、前記熱可塑性樹脂の良溶媒と比較して溶解度が小さい非溶媒を含む凝固浴に浸漬させることで前記熱可塑性樹脂を凝固させ、多孔質支持体を形成する工程、
多官能性アミンを含有する水溶液と、多官能性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、多孔質支持体の表面で界面重縮合を行うことにより、分離機能層を形成する工程を含む複合半透膜の製造方法。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configurations.
[1] A composite semipermeable membrane including a base material, a porous support disposed on the base material, and a separation functional layer disposed on the porous support,
The porous support includes a dense layer in contact with the separation function layer,
The major axis of the pores contained in the dense layer is less than 100 nm,
The thickness of the dense layer is 300 nm or more,
A composite semipermeable membrane comprising a thermoplastic resin having a weight average molecular weight Mw of the porous support of 140,000 or more as a main component.
[2] The composite semipermeable membrane according to the above [1], wherein the thermoplastic resin is a polymer of a vinyl cyanide monomer and an aromatic vinyl monomer.
[3]
A thermoplastic resin having a weight average molecular weight Mw of 140,000 or more, and a good solvent thereof, having a Hansen solubility parameter having a polarity term dP of 11.0 to 17.0 and a hydrogen bond term dH of 7.0 to 12.12. Applying a resin solution containing a solvent that is 0 or less to the substrate,
The substrate coated with the solution of the thermoplastic resin, the thermoplastic resin is coagulated by immersing in a coagulation bath containing a non-solvent having a small solubility compared to the good solvent of the thermoplastic resin, the porous Forming a support,
By performing interfacial polycondensation on the surface of the porous support using an aqueous solution containing a polyfunctional amine and a water-immiscible organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide, the separation functional layer is formed. A method for producing a composite semipermeable membrane, comprising the step of forming

本発明の複合半透膜は、熱可塑性樹脂の一定重量平均分子量以上有することで、4.0MPa以上の高圧条件で使用した場合でも、支持膜の厚み変化の小さい耐圧性を有する複合半透明膜を得ることができる。   Since the composite semipermeable membrane of the present invention has a certain weight average molecular weight of the thermoplastic resin or more, even when used under a high pressure condition of 4.0 MPa or more, the composite semitransparent membrane has a small change in thickness of the support film and a pressure resistance. Can be obtained.

複合半透膜の模式的断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a composite semipermeable membrane.

1.複合半透膜
本発明に係る複合半透膜は、基材及び前記基材上に配置された多孔質支持体からなる支持膜と、前記多孔質支持体上に配置されたポリアミド分離機能層(以下、単に「分離機能層」と称することがある。)とを備える。前記分離機能層は実質的に分離性能を有するものであり、前記支持膜は実質的にイオン等の分離性能を有さず、前記分離機能層に強度を与えることができる。
1. Composite Semipermeable Membrane The composite semipermeable membrane according to the present invention comprises a support membrane comprising a base material and a porous support disposed on the base material, and a polyamide separation functional layer disposed on the porous support ( Hereinafter, it may be simply referred to as “separation function layer”.). The separation function layer has substantially separation performance, and the support membrane has substantially no separation performance of ions and the like, and can provide strength to the separation function layer.

(1−1)支持膜
本発明において、支持膜は基材と前記基材上に配置された多孔質支持体からなる。
(1-1) Support membrane In the present invention, the support membrane includes a substrate and a porous support disposed on the substrate.

(1−1−1)基材
基材としては、ポリエステル系重合体、ポリアミド系重合体、ポリオレフィン系重合体、あるいはこれらの混合物や共重合体等が挙げられる。中でも、機械的、熱的に安定性の高いポリエステル系重合体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。ここで、長繊維不織布とは、平均繊維長300mm以上、かつ平均繊維径3〜30μmの不織布のことを指す。
(1-1-1) Base Material Examples of the base material include polyester-based polymers, polyamide-based polymers, polyolefin-based polymers, and mixtures and copolymers thereof. Above all, a polyester polymer cloth 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, and a woven or knitted fabric can be preferably used. Here, the long fiber nonwoven fabric refers to a nonwoven fabric having an average fiber length of 300 mm or more and an average fiber diameter of 3 to 30 μm.

基材は、通気量が0.5cc/cm/sec以上5.0cc/cm/secであることが好ましい。基材の通気量が上記範囲内にあることにより、多孔質支持体となる高分子溶液が基材に含浸するため、基材との接着性が向上し、支持膜の物理的安定性を高めることができる。 The substrate preferably has an air permeability of 0.5 cc / cm 2 / sec or more and 5.0 cc / cm 2 / sec. When the air permeability of the base material is within the above range, the polymer solution serving as the porous support impregnates the base material, so that the adhesiveness with the base material is improved and the physical stability of the support film is increased. be able to.

なお、通気度はJIS L1096(2010)に基づき、フラジール形試験機によって測定できる。   The air permeability can be measured by a Frazier-type tester based on JIS L1096 (2010).

例えば、200mm×200mmの大きさに基材を切り出し、サンプルとする。このサンプルをフラジール形試験機に取り付け、傾斜形気圧計が125Paの圧力になるように吸込みファン及び空気孔を調整し、このときの垂直形気圧計の示す圧力と使用した空気孔の種類から基材を通過する空気量、すなわち通気度を算出することができる。フラジール形試験機は、カトーテック株式会社製KES−F8−AP1などが使用できる。   For example, a base material is cut out to a size of 200 mm × 200 mm to obtain a sample. This sample was mounted on a Frazier tester, and the suction fan and air holes were adjusted so that the pressure of the inclined barometer was 125 Pa. Based on the pressure indicated by the vertical barometer and the type of air holes used, It is possible to calculate the amount of air passing through the material, that is, the air permeability. As the Frazier-type tester, KES-F8-AP1 manufactured by Kato Tech Co., Ltd. can be used.

基材の厚みは20μm以上200μm以下であることが好ましく、40μm以上がより好ましく、120μm以下がより好ましい。   The thickness of the substrate is preferably 20 μm or more and 200 μm or less, more preferably 40 μm or more, and even more preferably 120 μm or less.

基材の厚みは、ダイヤルシックネスゲージやデジタルシックネスゲージによって測定することができる。ダイヤルシックネスゲージやデジタルシックネスゲージとしては、尾崎製作所株式会社のPEACOCKや株式会社テクロックの製品などが使用できる。ダイヤルシックネスゲージやデジタルシックネスゲージを用いる場合は、任意の20箇所について厚みを測定してその相加平均を算出し、基材の厚みとする。   The thickness of the substrate can be measured with a dial thickness gauge or a digital thickness gauge. As the dial thickness gauge or the digital thickness gauge, products of PEACACK of Ozaki Seisakusho Co., Ltd. or Teklock Co., Ltd. can be used. When a dial thickness gauge or a digital thickness gauge is used, the thickness is measured at any 20 locations, the arithmetic average thereof is calculated, and the arithmetic average is used as the thickness of the base material.

なお、基材の厚みをダイヤルシックネスゲージやデジタルシックネスゲージによって測定することが困難な場合、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡で測定してもよい。   When it is difficult to measure the thickness of the substrate with a dial thickness gauge or digital thickness gauge, the thickness may be measured with an optical microscope or a scanning electron microscope.

(1−1−2)多孔質支持体
多孔質支持体は、前記分離機能層に接する緻密層を備え、前記緻密層に含まれる孔の長径は100nm未満であり、前記緻密層の厚みは300nm以上である。また、多孔質支持体の含有する重量平均分子量Mwが140,000以上、または180,000以上である熱可塑性樹脂を主成分とする。「主成分」とは、多孔質支持体の50質量%以上を占める成分を指す。
(1-1-2) Porous support The porous support includes a dense layer in contact with the separation function layer, a major axis of pores included in the dense layer is less than 100 nm, and a thickness of the dense layer is 300 nm. That is all. In addition, the main component is a thermoplastic resin having a weight average molecular weight Mw of 140,000 or more or 180,000 or more contained in the porous support. "Main component" refers to a component that accounts for 50% by mass or more of the porous support.

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、多孔質支持体を上記とすることで、4.0MPa以上の高圧条件下でも支持膜の厚み変化の小さい(耐圧性の高い)複合半透膜が得られることを見出した。耐圧性が向上する理由は、重量平均分子量の高い熱可塑性樹脂を用いて孔径の小さい緻密層を一定以上の厚みで形成することで、多孔質支持体の表面付近での靭性および剛性が向上するために、加圧による変形が抑制されると考えられる。   The present inventors have conducted intensive studies and as a result, by setting the porous support as described above, the composite semipermeable membrane having a small thickness change (high pressure resistance) of the support film even under a high pressure condition of 4.0 MPa or more. Was obtained. The reason why the pressure resistance is improved is that the toughness and rigidity near the surface of the porous support are improved by forming a dense layer having a small pore size with a certain thickness or more using a thermoplastic resin having a high weight average molecular weight. Therefore, it is considered that deformation due to pressure is suppressed.

多孔質支持体はシアン化ビニル系単量体と芳香族ビニル系単量体との重合体(ビニル系共重合体)を主成分とすることが好ましい。ここで、熱可塑性樹脂とは、鎖状高分子物質からできており、加熱すると外力によって変形または流動する性質が表れる樹脂のことをいう。   The porous support preferably contains, as a main component, a polymer (vinyl copolymer) of a vinyl cyanide monomer and an aromatic vinyl monomer. Here, the thermoplastic resin is a resin that is made of a chain-like polymer material and has a property of being deformed or flowed by an external force when heated.

シアン化ビニル系単量体としては、例えば、アクリロニトリル、メタアクリロニトリルおよびエタアクリロニトリル等が挙げられるが、アクリロニトリルが好ましく用いられる。共重合体に含まれるシアン化ビニル系単量体は、1種であってもよいし、2種以上が混合されていてもよい。   Examples of the vinyl cyanide-based monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, and ethacrylonitrile, and acrylonitrile is preferably used. The vinyl cyanide-based monomer contained in the copolymer may be one type, or two or more types may be mixed.

芳香族ビニル系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、o−エチルスチレン、o−クロロスチレン、およびo,p−ジクロロスチレン等が挙げられるが、特にスチレンとα−メチルスチレンが好ましく用いられる。共重合体に含まれる芳香族ビニル系単量体は、1種であってもよいし、2種以上が混合されていてもよい。   Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, t-butylstyrene, o-ethylstyrene, o-chlorostyrene, and o, p-dichlorostyrene. And styrene and α-methylstyrene are particularly preferably used. The aromatic vinyl monomer contained in the copolymer may be a single kind or a mixture of two or more kinds.

ビニル系共重合体を構成するビニル系単量体中のシアン化ビニル系単量体の割合は、好ましくは5重量%以上60重量%以下であることがより好ましくは10重量%以上40重量%以下であり、さらに好ましくは15重量%以上30重量%以下である。上記割合が5重量%以上であることで、高い耐圧性を持つ多孔質支持体が実現される。また、上記割合が60重量%以下であることで、界面重縮合時のアミン放出性が高くなって大きなひだが形成されることにより、複合半透膜の透水性能が高くなる。   The proportion of the vinyl cyanide monomer in the vinyl monomer constituting the vinyl copolymer is preferably from 5% by weight to 60% by weight, more preferably from 10% by weight to 40% by weight. And more preferably 15% by weight or more and 30% by weight or less. When the proportion is 5% by weight or more, a porous support having high pressure resistance is realized. Further, when the proportion is 60% by weight or less, the amine release property at the time of interfacial polycondensation is increased and large folds are formed, so that the water permeability of the composite semipermeable membrane is enhanced.

ビニル系共重合体を構成するビニル系単量体中の芳香族ビニル系単量体の割合は、好ましくは40〜95重量%であり、より好ましくは60〜90重量%以下であり、さらに好ましくは70重量%以上85重量%以下である。40重量%以上であることで多孔質支持体と分離機能層の間が強固に接着するので、欠点の発生が抑制される。95重量%以下であることで、高い耐圧性を持つ多孔質支持体が実現される。   The proportion of the aromatic vinyl-based monomer in the vinyl-based monomer constituting the vinyl-based copolymer is preferably from 40 to 95% by weight, more preferably from 60 to 90% by weight, even more preferably. Is 70% by weight or more and 85% by weight or less. When the content is 40% by weight or more, the porous support and the separation functional layer are firmly adhered to each other, so that occurrence of defects is suppressed. When the content is 95% by weight or less, a porous support having high pressure resistance is realized.

多孔質支持体中のテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量(Mw)は、140,000以上または180,000以上であり、より好ましくは320,000以上である。Mwが140,000以上であることで、多孔質支持体の緻密層に含まれる孔の長径を小さくすることができる。また、Mwが140,000以上であることで、多孔質支持体の緻密層の厚みを増加させることができる。   The weight average molecular weight (Mw) of the tetrahydrofuran (THF) soluble component in the porous support is 140,000 or more or 180,000 or more, and more preferably 320,000 or more. When Mw is at least 140,000, the major axis of the pores contained in the dense layer of the porous support can be reduced. Further, when Mw is 140,000 or more, the thickness of the dense layer of the porous support can be increased.

多孔質支持体中のTHF可溶分の重量平均分子量(Mw)は、以下の方法で測定することができる。まず、所定の面積に切った支持膜または複合半透膜を温水で良く洗浄し、室温で風乾させる。次に、THFに接触させることで多孔質支持体のみを溶解し、得られた溶液を金属メッシュ(線径 0.03mm、メッシュ 300、関西金網株式会社製)にてろ過して基材および機能層を除去する。続いて、得られたろ液を、8800r.p.m(10,000G以上)で40分間遠心分離した後、上澄み液を分取する。得られた上澄み液を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)でTHFを溶媒に、ポリスチレンを標準物質として測定し、重量平均分子量を求める。   The weight-average molecular weight (Mw) of the THF-soluble component in the porous support can be measured by the following method. First, the support membrane or the composite semipermeable membrane cut into a predetermined area is thoroughly washed with warm water and air-dried at room temperature. Next, only the porous support was dissolved by contacting with THF, and the resulting solution was filtered through a metal mesh (wire diameter 0.03 mm, mesh 300, manufactured by Kansai Wire Mesh Co., Ltd.) to obtain a substrate and a function. Remove the layer. Subsequently, the obtained filtrate was subjected to 8800 rpm. p. After centrifugation at m (10,000 G or more) for 40 minutes, the supernatant is collected. The obtained supernatant is measured by gel permeation chromatography (GPC) using THF as a solvent and polystyrene as a standard substance to determine a weight average molecular weight.

多孔質支持体の厚みは、10μm以上100μm以下であることが好ましい。10μm未満だと、基材が露出して欠点となる場合があり、100μmを超えると多孔質支持体の厚みによる抵抗で透水性が低下する。   The thickness of the porous support is preferably 10 μm or more and 100 μm or less. If the thickness is less than 10 μm, the substrate may be exposed and a defect may occur. If the thickness exceeds 100 μm, the water permeability decreases due to the resistance due to the thickness of the porous support.

多孔質支持体の厚みは、熱可塑性樹脂を溶解する溶媒の種類、熱可塑性樹脂溶液の粘度、熱可塑性樹脂溶液の濃度、凝固浴温度、基材への熱可塑性樹脂溶液の塗布厚みなどで制御することができる。   The thickness of the porous support is controlled by the type of solvent that dissolves the thermoplastic resin, the viscosity of the thermoplastic resin solution, the concentration of the thermoplastic resin solution, the coagulation bath temperature, and the thickness of the thermoplastic resin solution applied to the substrate. can do.

多孔質支持体の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)や光学顕微鏡などによる断面観察によって測定することができる。複合半透膜であった場合でも、分離機能層の厚みは基材や多孔質支持体と比較して非常に薄いので、複合半透膜の断面観察結果から多孔質支持体の厚みを求めることができる。SEMで測定する場合は、以下の方法で求めることができる。複合半透膜あるいは支持膜を凍結割断法で割断して切片サンプルを作製し、切片サンプルをSEMにて100〜500倍で断面観察する。得られた画像から、スケールやノギスを用いて厚み方向に直交する方向(膜の面方向)に任意の10点の厚み(10μm間隔で測定すると良い)を測定する。同様の操作を5つの切片サンプルで行い、50個のデータの相加平均を算出し、多孔質支持体の厚みとする。なお、SEMで観察する前には、サンプルに白金または白金−パラジウムまたは四酸化ルテニウムを薄くコーティングする。また、SEMとしては、日立ハイテクノロジーズ製S−5500型走査型電子顕微鏡などが使用でき、3〜6kVの加速電圧で観察する。   The thickness of the porous support can be measured by cross-sectional observation using a scanning electron microscope (SEM) or an optical microscope. Even in the case of a composite semipermeable membrane, the thickness of the separation functional layer is extremely thin compared to the base material and the porous support. Therefore, determine the thickness of the porous support from the cross-sectional observation results of the composite semipermeable membrane. Can be. When measuring by SEM, it can be determined by the following method. The composite semipermeable membrane or the supporting membrane is cut by a freeze splitting method to prepare a section sample, and the section sample is observed with a SEM at a magnification of 100 to 500 times. From the obtained image, arbitrary 10 points of thickness (preferably measured at 10 μm intervals) are measured in a direction perpendicular to the thickness direction (plane direction of the film) using a scale or a caliper. The same operation is performed on five section samples, and the arithmetic mean of 50 pieces of data is calculated to be the thickness of the porous support. Before observation by SEM, the sample is thinly coated with platinum, platinum-palladium or ruthenium tetroxide. As the SEM, an S-5500 scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation can be used, and observation is performed at an acceleration voltage of 3 to 6 kV.

また、支持膜および多孔質支持体の厚みは、基材と同様にダイヤルシックネスゲージやデジタルシックネスゲージによっても測定することもできる。分離機能層の厚みは基材や多孔質支持体と比較して非常に薄いので、複合半透膜の厚みを基材と多孔質支持体の合計の厚み(支持膜の厚み)とみなすことができる。従って、複合半透膜の厚みをダイヤルシックネスゲージやデジタルシックネスゲージで測定し、複合半透膜の厚みから基材の厚みを引くことで、多孔質支持体の厚みを簡易的に算出することができる。ダイヤルシックネスゲージやデジタルシックネスゲージを用いる場合は、任意の20箇所について厚みを測定して、その相加平均を算出する。   Further, the thickness of the support film and the porous support can also be measured with a dial thickness gauge or a digital thickness gauge as in the case of the base material. Since the thickness of the separation functional layer is very thin compared to the base material and the porous support, the thickness of the composite semipermeable membrane can be regarded as the total thickness of the base material and the porous support (the thickness of the support film). it can. Therefore, the thickness of the porous support can be easily calculated by measuring the thickness of the composite semipermeable membrane with a dial thickness gauge or digital thickness gauge and subtracting the thickness of the base material from the thickness of the composite semipermeable membrane. it can. When a dial thickness gauge or a digital thickness gauge is used, the thickness is measured at any 20 locations, and the arithmetic mean thereof is calculated.

緻密層40とは、含まれる孔42の長径が100nm未満である層を指す。また、緻密層に含まれる孔の長径は、2nm以上であることが好ましい。   The dense layer 40 refers to a layer in which the major axis of the included hole 42 is less than 100 nm. Further, the major axis of the pores contained in the dense layer is preferably 2 nm or more.

マクロボイド層41は、長径500nm以上の長径を有する孔43(以下、「マクロボイド」と称する)を含む層である。マクロボイド層41の厚みは、5μm以上95μm以下であることが好ましい。   The macrovoid layer 41 is a layer including a hole 43 having a major axis of 500 nm or more (hereinafter, referred to as “macrovoid”). It is preferable that the thickness of the macrovoid layer 41 be 5 μm or more and 95 μm or less.

多孔質支持体4が上述の条件を満たすかどうかは、以下のように確認することができる。複合半透膜1を任意の箇所で膜面方向に垂直に切断し、断面を得る。断面の幅は10μm以上とする。この断面を観察し、分離機能層と多孔質支持体の界面Aから長径100nm未満の孔の層があれば、その孔の外縁のうちで分離機能層に一番遠い部分(頂点)と分離機能層5との距離を測定する。複数の孔42の頂点からが存在する場合は、分離機能層に最も遠い孔42の頂点と、分離機能層5との距離を測定すればよい。この距離(図1中のA−B間の距離)が緻密層40の厚みである。   Whether or not the porous support 4 satisfies the above conditions can be confirmed as follows. The composite semipermeable membrane 1 is cut at an arbitrary position perpendicularly to the membrane surface direction to obtain a cross section. The width of the cross section is 10 μm or more. Observing this cross section, if there is a layer of pores having a major axis of less than 100 nm from the interface A between the separation function layer and the porous support, a portion (apex) farthest from the separation function layer among the outer edges of the pores and the separation function The distance from the layer 5 is measured. If there is a plurality of holes 42 from the vertices, the distance between the vertices of the holes 42 farthest from the separation function layer and the separation function layer 5 may be measured. This distance (the distance between AB in FIG. 1) is the thickness of the dense layer 40.

分離機能層5と緻密層40との界面Aから、緻密層41とマクロボイド層の界面Bにおいて孔42の長径を測定する。長径は100nm未満であり、緻密層の厚みは300nm以上であればよい。   From the interface A between the separation function layer 5 and the dense layer 40, the major axis of the hole 42 is measured at the interface B between the dense layer 41 and the macrovoid layer. It is sufficient that the major axis is less than 100 nm and the thickness of the dense layer is 300 nm or more.

さらに、緻密層とマクロボイド層とは連続構造であることが好ましい。「連続構造」とは、緻密層とマクロボイド層との界面にスキン層を形成しない構造を指す。ここでいうスキン層とは高い密度を有する部分を意味する。具体的にはスキン層の表面細孔は2nm以上100nm未満の範囲内にある。   Further, it is preferable that the dense layer and the macrovoid layer have a continuous structure. The “continuous structure” refers to a structure in which no skin layer is formed at the interface between the dense layer and the macrovoid layer. Here, the skin layer means a portion having a high density. Specifically, the surface pores of the skin layer are in the range of 2 nm or more and less than 100 nm.

支持膜の厚み(基材と多孔質支持体厚みの合計)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、支持膜の厚みの合計が、30μm以上300μm以下であることが好ましく、80μm以上200μm以下であるとより好ましい。   The thickness of the support membrane (the sum of the thickness of the base material and the thickness of the porous support) affects the strength of the composite semipermeable membrane and the packing density when the composite semipermeable membrane is used as an element. In order to obtain sufficient mechanical strength and packing density, the total thickness of the support film is preferably 30 μm or more and 300 μm or less, more preferably 80 μm or more and 200 μm or less.

支持膜の純水透過係数は、25℃で1.0×10−9/(m・s・Pa)以上であることが好ましい。 The pure water permeability coefficient of the support membrane at 25 ° C. is preferably 1.0 × 10 −9 m 3 / (m 2 · s · Pa) or more.

支持膜の純水透過係数は以下の方法で求めることができる。まず、支持膜を純水で良く洗浄する。次に、直径4.3cmの円形に切り抜き、切り抜いたサンプルを撹拌型ウルトラホルダー(アドバンテック東洋株式会社製 UHP−43K)にセットする。続いて、セル内に25℃の純水を入れ、キャップを取り付けた後、窒素や圧空で100kPaとなるように昇圧する。最後に、一定時間における純水透過量を測定し、以下の式から純水透過係数(m/(m・s・Pa), 25℃)を算出する。 The pure water permeability coefficient of the support membrane can be determined by the following method. First, the supporting membrane is thoroughly washed with pure water. Next, the sample is cut into a circle having a diameter of 4.3 cm, and the cut sample is set in a stirring-type ultra holder (UHP-43K manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). Subsequently, pure water at 25 ° C. is put into the cell, a cap is attached, and the pressure is increased to 100 kPa with nitrogen or compressed air. Finally, the pure water permeation amount in a certain time is measured, and the pure water permeation coefficient (m 3 / (m 2 · s · Pa), 25 ° C.) is calculated from the following equation.

純水透過係数=純水透過量÷(膜面積×採水時間×供給圧力)
(1−2)ポリアミド分離機能層
ポリアミド分離機能層は、多官能性アミンと多官能性酸ハロゲン化物との重縮合反応で得られたポリアミドを主成分とする薄膜を有する。すなわち、分離機能層においてポリアミドは50質量%以上を占める。
Pure water permeability coefficient = Pure water permeability ÷ (membrane area x water sampling time x supply pressure)
(1-2) Polyamide Separation Function Layer The polyamide separation function layer has a thin film mainly composed of polyamide obtained by a polycondensation reaction between a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide. That is, the polyamide occupies 50% by mass or more in the separation function layer.

ポリアミド分離機能層は、多官能性アミンと多官能性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。   The polyamide separation functional layer can be formed by interfacial polycondensation between a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide.

ここで、多官能性アミン及び多官能性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。   Here, it is preferable that at least one of the polyfunctional amine and the polyfunctional acid halide contains a compound having three or more functional groups.

多官能性アミンとは、一分子中に第一級アミノ基及び第二級アミノ基のうち少なくとも一方のアミノ基を2個以上有するアミンを意味する。   The polyfunctional amine means an amine having at least two amino groups of at least one of a primary amino group and a secondary amino group in one molecule.

例えば、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、2−メチルピペラジン、2,6−ジメチルピペラジン、2,3,5−トリメチルピペラジン、2,5−ジエチルピペラジン、2,3,5−トリエチルピペラジン、2−n−プロピルピペラジン、2,5−ジ−n−ブチルピペラジン、エチレンジアミンなどの脂肪族多官能アミン;o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、o−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、o−ジアミノピリジン、m−ジアミノピリジン、p−ジアミノピリジン等の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芳香環に結合した多官能芳香族アミン;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多官能芳香族アミンなどが挙げられる。   For example, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, 2-methylpiperazine, 2,6-dimethylpiperazine, 2,3,5-trimethylpiperazine, 2,5-diethylpiperazine, 2,3,5-triethylpiperazine, 2- aliphatic polyfunctional amines such as n-propylpiperazine, 2,5-di-n-butylpiperazine, ethylenediamine; o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, o-xylylenediamine, m-xylylenediamine Two amino groups such as amine, p-xylylenediamine, o-diaminopyridine, m-diaminopyridine, and p-diaminopyridine are bonded to an aromatic ring in any of ortho, meta, and para positions. Polyfunctional aromatic amine; 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,4-triaminoben Emissions, 3,5-diaminobenzoic acid, 3-amino-benzylamine, such a polyfunctional aromatic amines such as 4-aminobenzyl amine.

中でも、膜の選択分離性や透過性、耐熱性を考慮すると、ピペラジン、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、2−メチルピペラジンが好適に用いられる。これらの多官能性アミンは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   Among them, piperazine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,3,5-triaminobenzene, and 2-methylpiperazine are preferably used in consideration of the selective separation property, permeability and heat resistance of the membrane. These polyfunctional amines may be used alone or in combination of two or more.

多官能性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。   The polyfunctional acid halide refers to an acid halide having at least two carbonyl halide groups in one molecule.

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などを挙げることができる。   For example, trifunctional acid halides include trimesic acid chloride, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid trichloride, 1,2,4-cyclobutanetricarboxylic acid trichloride and the like. Bifunctional dicarboxylic acid halides include biphenyldicarboxylic acid. Aromatic difunctional acid halides such as acid dichloride, azobenzene dicarboxylic dichloride, terephthalic acid chloride, isophthalic acid chloride, naphthalene dicarboxylic acid chloride, etc., aliphatic bifunctional acid halides such as adipoyl chloride, sebacoyl chloride, cyclopentane Alicyclic difunctional acid halides such as dicarboxylic acid dichloride, cyclohexanedicarboxylic acid dichloride, tetrahydrofurandicarboxylic acid dichloride and the like can be mentioned.

多官能性アミンとの反応性を考慮すると、多官能性酸ハロゲン化物は多官能芳香族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、テレフタル酸クロリド、イソフタル酸クロリドを用いるとより好ましい。これらの多官能芳香族酸ハロゲン化物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。   In consideration of the reactivity with the polyfunctional amine, the polyfunctional acid halide is preferably a polyfunctional aromatic acid chloride. It is preferably a polyfunctional aromatic acid chloride having 2 to 4 carbonyl chloride groups. Among these, trimesic acid chloride, terephthalic acid chloride, and isophthalic acid chloride are more preferable from the viewpoint of availability and ease of handling. These polyfunctional aromatic acid halides may be used alone or in combination of two or more.

また、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 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 the amount of permeated water.

2.複合半透膜の製造方法
複合半透膜の製造方法について説明する。当該製造方法は、支持膜の形成工程および分離機能層の形成工程を含む。なお、本発明の複合半透膜は、本書に記載された製造方法および各層の形成方法に限定されない。
2. Method for Manufacturing Composite Semipermeable Membrane A method for manufacturing a composite semipermeable membrane will be described. The manufacturing method includes a step of forming a support film and a step of forming a separation functional layer. The composite semipermeable membrane of the present invention is not limited to the manufacturing method and the method for forming each layer described in this document.

(2−1)支持膜の形成工程
支持膜の形成工程は、例えば、(i)基材に熱可塑性樹脂の溶液を塗布する工程、および(ii)前記熱可塑性樹脂の溶液が塗布された前記基材を、前記熱可塑性樹脂の良溶媒と比較して溶解度が小さい非溶媒を含む凝固浴に浸漬させることで前記熱可塑性樹脂を凝固させ、多孔質支持体を形成する工程、を含む。また、支持膜の形成工程は、上記工程(i)の前に、多孔質支持体の成分である熱可塑性樹脂を、その熱可塑性樹脂の良溶媒に溶解して熱可塑性樹脂の溶液を調製する工程をさらに含んでいてもよいし、上記工程(i)の後に前記基材に前記熱可塑性樹脂の溶液を含浸させる工程を含んでもよい
(i)基材に熱可塑性樹脂の溶液を塗布する工程は、例えば、スピンコーター、フローコーター、ロールコーター、スプレー、コンマコーター、バーコーター、グラビアコーター、スリットダイコーターなどが利用できる。
(2-1) Step of Forming Support Film The step of forming the support film includes, for example, (i) a step of applying a solution of a thermoplastic resin to a substrate, and (ii) a step of applying the solution of the thermoplastic resin. A step of immersing the substrate in a coagulation bath containing a non-solvent having a lower solubility than the good solvent of the thermoplastic resin to solidify the thermoplastic resin and form a porous support. In the step of forming the support film, before the step (i), the thermoplastic resin as a component of the porous support is dissolved in a good solvent of the thermoplastic resin to prepare a solution of the thermoplastic resin. The method may further include a step, or may include a step of impregnating the substrate with the solution of the thermoplastic resin after the step (i). (I) a step of applying a solution of the thermoplastic resin to the substrate For example, a spin coater, flow coater, roll coater, spray, comma coater, bar coater, gravure coater, slit die coater and the like can be used.

熱可塑性樹脂の溶液は、熱可塑性樹脂を溶融混合して得た熱可塑性樹脂組成物を用いたり、熱可塑性樹脂を溶解時にそれぞれ加えて混合したりすることで、調整できる。溶融混合する方法は特に制限はないが、加熱装置、ベントを有するシリンダーで単軸または二軸のスクリューを使用して溶融混合する方法などが使用できる。   The solution of the thermoplastic resin can be adjusted by using a thermoplastic resin composition obtained by melt-mixing the thermoplastic resin, or adding and mixing the thermoplastic resin at the time of melting. The method of melt mixing is not particularly limited, and a method of melt mixing using a single screw or a twin screw with a heating device and a cylinder having a vent can be used.

熱可塑性樹脂の溶液中の熱可塑性樹脂濃度は、好ましくは10重量%以上40重量%以下であり、より好ましくは15重量%以上30重量%以下である。熱可塑性樹脂濃度が15重量%以上30重量%以下であることで、実用に耐えうる強度をもった支持膜が得られる。   The concentration of the thermoplastic resin in the thermoplastic resin solution is preferably from 10% by weight to 40% by weight, more preferably from 15% by weight to 30% by weight. When the concentration of the thermoplastic resin is 15% by weight or more and 30% by weight or less, a support film having a strength that can withstand practical use can be obtained.

熱可塑性樹脂を溶解する溶媒は、熱可塑性樹脂の良溶媒であり、ハンセン溶解度パラメータの極性項dPが11.0以上17.0以下、水素結合項dHが7.0以上12.0以下の溶媒が好ましい。なお、熱可塑性樹脂の良溶媒とは、熱可塑性樹脂を溶解するものである。溶媒としては、例えば、スルホキシド、アミド、低級アルキルケトン、エステルおよびラクトンからなる群より選択される少なくとも1種の溶媒が好ましい。より具体的には、良溶媒として、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルアセトアミド(DMAC)、ジメチルホルムアミド(DMF)、γ−ブチロラクトン(GBL)などが挙げられる。また、混合することでハンセン溶解度パラメータの極性項dPを11.0以上17.0以下、水素結合項dHを7.0以上12.0以下にした溶媒でも良い。特に、ジメチルスルホキシド(DMSO)、またはDMSOと上述した他の溶媒との混合溶媒が好ましい。   The solvent that dissolves the thermoplastic resin is a good solvent for the thermoplastic resin, and has a polarity parameter dP of the Hansen solubility parameter of 11.0 or more and 17.0 or less, and a hydrogen bond term dH of 7.0 or more and 12.0 or less. Is preferred. The good solvent for the thermoplastic resin is one that dissolves the thermoplastic resin. As the solvent, for example, at least one solvent selected from the group consisting of sulfoxides, amides, lower alkyl ketones, esters and lactones is preferable. More specifically, examples of good solvents include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylacetamide (DMAC), dimethylformamide (DMF), and γ-butyrolactone (GBL). Further, a solvent in which the polarity term dP of the Hansen solubility parameter is 11.0 or more and 17.0 or less and the hydrogen bond term dH is 7.0 or more and 12.0 or less by mixing may be used. In particular, dimethyl sulfoxide (DMSO) or a mixed solvent of DMSO and the above-mentioned other solvents is preferable.

特に、ジメチルスルホキシド(DMSO)を用いるか、またはジメチルスルホキシド(DMSO)と他の溶媒とを含み、かつdPおよびdHが上述の範囲にある混合溶媒を用いることで、多孔質支持体における緻密層の厚みを300nm以上とすることができる。さらに、樹脂溶液に含まれる良溶媒の融点と凝固浴液の温度との差を±20℃以内とすることも、緻密層の厚みを300nmとするのに有効である。   In particular, by using dimethyl sulfoxide (DMSO) or a mixed solvent containing dimethyl sulfoxide (DMSO) and another solvent and having dP and dH in the above-described range, the dense layer in the porous support can be formed. The thickness can be 300 nm or more. Further, it is also effective to make the difference between the melting point of the good solvent contained in the resin solution and the temperature of the coagulation bath solution within ± 20 ° C. to make the thickness of the dense layer 300 nm.

上記熱可塑性樹脂溶液は、多孔質支持体の孔径、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。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、さらに塩化リチウム、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。   The thermoplastic resin solution may contain an additive for adjusting the pore size, porosity, hydrophilicity, elastic modulus and the like of the porous support. Examples of additives for adjusting the pore size and porosity include water, alcohols, water-soluble polymers such as polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, and polyacrylic acid or salts thereof, and further include lithium chloride, sodium chloride, and chloride. Examples thereof include inorganic salts such as calcium and lithium nitrate, and formamide, but are not limited thereto. Various surfactants can be used as additives for adjusting hydrophilicity and elastic modulus.

上記のように基材に熱可塑性樹脂溶液を塗布することにより、基材中に熱可塑性樹脂溶液が含浸するが、欠点のない支持膜を得るためには、熱可塑性樹脂溶液の基材への含浸を制御する必要がある。熱可塑性樹脂溶液の基材への含浸量を制御するためには、例えば、基材上に熱可塑性樹脂溶液を塗布した後、凝固浴に浸漬させるまでの時間を制御する方法、或いは熱可塑性樹脂溶液の温度または濃度を制御することにより粘度を調節する方法が挙げられ、これらの方法を組み合わせることも可能である。   By applying the thermoplastic resin solution to the base material as described above, the thermoplastic resin solution is impregnated in the base material, but in order to obtain a support film without defects, the thermoplastic resin solution is applied to the base material. It is necessary to control the impregnation. In order to control the amount of impregnation of the thermoplastic resin solution into the substrate, for example, a method of controlling the time until the substrate is immersed in a coagulation bath after applying the thermoplastic resin solution on the substrate, or There is a method of adjusting the viscosity by controlling the temperature or concentration of the solution, and these methods can be combined.

熱可塑性樹脂溶液塗布時の溶液の温度は、5〜60℃の範囲内が好ましく、10〜40℃の範囲内がより好ましい。この範囲内であれば、熱可塑性樹脂溶液が析出することなく、熱可塑性樹脂の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やすい。その結果、アンカー効果により多孔質支持体が基材に強固に接合した支持膜を得ることができる。   The temperature of the solution at the time of applying the thermoplastic resin solution is preferably in the range of 5 to 60C, more preferably in the range of 10 to 40C. Within this range, the thermoplastic resin solution does not precipitate, and the organic solvent solution of the thermoplastic resin is sufficiently impregnated between the fibers of the base material and then easily solidified. As a result, it is possible to obtain a support film in which the porous support is firmly bonded to the substrate by the anchor effect.

基材上に熱可塑性樹脂溶液を塗布した後、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い。凝固浴に浸漬するまでの時間がこの範囲であれば、熱可塑性樹脂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。なお、凝固浴に浸漬するまでの時間の好ましい範囲は、用いる熱可塑性樹脂溶液の粘度などによって適宜調節すればよい。   The time from application of the thermoplastic resin solution on the substrate to immersion in the coagulation bath is usually preferably in the range of 0.1 to 5 seconds. If the time until immersion in the coagulation bath is within this range, the thermoplastic resin solution is sufficiently impregnated between the fibers of the base material and then solidified. The preferred range of the time until immersion in the coagulation bath may be appropriately adjusted depending on the viscosity of the thermoplastic resin solution used.

凝固浴は、上述した熱可塑性樹脂の良溶媒と、良溶媒と比較して溶解度が小さい非溶媒とを含む。非溶媒としては、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、トリクロルエチレン、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、脂肪族アルコール、またはこれらの混合溶媒などが挙げられる。一般的には水が用いられる。   The coagulation bath contains a good solvent for the thermoplastic resin described above and a non-solvent having a lower solubility than the good solvent. Non-solvents include, for example, water, hexane, pentane, benzene, toluene, methanol, ethanol, trichloroethylene, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, pentanediol, hexanediol, low molecular weight polyethylene glycol, and the like. Aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, aliphatic alcohols, and mixed solvents thereof. Generally, water is used.

凝固浴の温度は、−20℃〜50℃が好ましい。より好ましくは5〜40℃である。50℃を超えると、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。−20℃未満だと凝固速度が遅くなり、製膜性が悪くなる場合がある。   The temperature of the coagulation bath is preferably from -20C to 50C. More preferably, it is 5 to 40C. If the temperature exceeds 50 ° C., 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. If the temperature is lower than −20 ° C., the coagulation rate becomes slow, and the film forming property may be deteriorated.

また、樹脂溶液に含まれる良溶媒の融点と凝固浴液の温度との差は±20℃以内であることが好ましい。   Further, the difference between the melting point of the good solvent contained in the resin solution and the temperature of the coagulation bath solution is preferably within ± 20 ° C.

次に、上記で得られた支持膜を、支持膜中に残存する溶媒を除去するために純水で洗浄する。このときの純水の温度は25〜80℃が好ましい。   Next, the support film obtained above is washed with pure water in order to remove the solvent remaining in the support film. The temperature of the pure water at this time is preferably 25 to 80C.

多孔質支持体を構成するビニル系共重合体の製造方法としては、乳化重合、懸濁重合、塊状重合および溶液重合等のいずれの重合方法においても製造することができる。これらの2種以上組み合わせてもよい。また、各単量体の仕込み方法については特に制限はなく、初期一括仕込み、あるいは共重合体の組成分布を知るために仕込み単量体の一部または全部を連続的または分割して仕込み重合してもよい。懸濁重合法または塊状重合法が好ましく、重合制御の容易さ、後処理の容易さを考慮すると、懸濁重合法が最も好ましい。   As the method for producing the vinyl copolymer constituting the porous support, any of polymerization methods such as emulsion polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, and solution polymerization can be used. Two or more of these may be combined. There are no particular restrictions on the method of charging each monomer.Initial batch charging, or continuous or divided charging and polymerization of part or all of the charged monomers in order to know the composition distribution of the copolymer. You may. The suspension polymerization method or the bulk polymerization method is preferred, and the suspension polymerization method is most preferred in view of the ease of polymerization control and the ease of post-treatment.

懸濁重合に用いられる懸濁安定剤としては、粘土、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム等の無機系懸濁安定剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリルアミド、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体等の有機系懸濁安定剤などが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらの中でも、溶融時の熱着色安定性の面で有機系懸濁安定剤が好ましく、メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体がより好ましい。   Examples of the suspension stabilizer used for suspension polymerization include inorganic suspension stabilizers such as clay, barium sulfate, and magnesium hydroxide, and organic solvents such as polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyacrylamide, and methyl methacrylate / acrylamide copolymer. And a suspension stabilizer. Two or more of these may be used. Among these, an organic suspension stabilizer is preferable in terms of thermal coloring stability at the time of melting, and a methyl methacrylate / acrylamide copolymer is more preferable.

また、重合に用いる開始剤は特に制限はなく、過酸化物、アゾ系化合物または過硫酸塩などが使用される。   The initiator used for the polymerization is not particularly limited, and a peroxide, an azo compound or a persulfate is used.

過酸化物の具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルイソプロピルカルボネート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオクテート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートなどが挙げられる。   Specific examples of the peroxide include benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, t-butylperoxyacetate, t-butylperoxybenzoate, t-butyl isopropyl carbonate, di-t-butyl peroxide, t-butyl peroctate, 1,1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t -Butylperoxy) cyclohexane, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate and the like.

アゾ系化合物の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2−シアノ−2−プロピルアゾホルムアミド、1,1’−アゾビスシクロヘキサン−1−カーボニトリル、アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート、1−t−ブチルアゾ−2−シアノブタン、2−t−ブチルアゾ−2−シアノ−4−メトキシ−4−メチルペンタンなどが挙げられる。   Specific examples of the azo compound include azobisisobutyronitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile, 2-phenylazo-2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile, 2-cyano-2-propylazo Formamide, 1,1'-azobiscyclohexane-1-carbonitrile, azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate, 1-t-butylazo-2 -Cyanobutane, 2-t-butylazo-2-cyano-4-methoxy-4-methylpentane and the like.

過硫酸塩の具体例としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。   Specific examples of the persulfate include potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate.

これらの開始剤を2種以上用いてもよい。また、開始剤はレドックス系でも用いることができる。   Two or more of these initiators may be used. The initiator can also be used in a redox system.

また、ビニル系共重合体の懸濁重合の重合度調整を目的として、連鎖移動剤を使用することができる。
連鎖移動剤の具体例としては、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−テトラデシルメルカプタン、n−オクタデシルメルカプタンなどのメルカプタン、テルピノレンなどのテルペンなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。これらのなかでも、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンが好ましく用いられる。
In addition, a chain transfer agent can be used for the purpose of adjusting the degree of polymerization of the suspension polymerization of the vinyl copolymer.
Specific examples of the chain transfer agent include mercaptans such as n-octyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, n-tetradecyl mercaptan, n-octadecyl mercaptan, and terpenes such as terpinolene. Two or more of these may be used. Of these, n-octyl mercaptan and t-dodecyl mercaptan are preferably used.

ビニル系共重合体を懸濁重合により製造する場合、重合温度に特に制限はないが、ビニル系共重合体の重量平均分子量を前述の範囲に調整しやすいという観点、懸濁安定性の観点から60〜80℃で重合を開始し、重合率が50〜70%となった時点で昇温を開始し、最終的に100〜120℃にすることが好ましい。   When the vinyl copolymer is produced by suspension polymerization, the polymerization temperature is not particularly limited, but from the viewpoint that the weight average molecular weight of the vinyl copolymer is easily adjusted to the above range, from the viewpoint of suspension stability. It is preferable that the polymerization is started at 60 to 80 ° C, and the temperature is raised when the conversion reaches 50 to 70%, and finally the temperature is raised to 100 to 120 ° C.

ビニル系共重合体の重量平均分子量は、前述の開始剤や連鎖移動剤を用いること、重合温度を前述の好ましい範囲にすることなどにより、容易に調整可能である。   The weight-average molecular weight of the vinyl copolymer can be easily adjusted by using the above-mentioned initiator or chain transfer agent, and setting the polymerization temperature in the above-mentioned preferable range.

(2−2)ポリアミド分離機能層の形成工程
次に、複合半透膜を構成するポリアミド分離機能層の形成工程について説明する。なお、ポリアミド分離機能層とは、ポリアミドを主成分とする層である。
(2-2) Step of Forming Polyamide Separation Function Layer Next, the step of forming the polyamide separation function layer constituting the composite semipermeable membrane will be described. The polyamide separation function layer is a layer containing polyamide as a main component.

ポリアミド分離機能層の形成工程では、前述の多官能性アミンを含有する水溶液と、多官能性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、支持膜の表面で界面重縮合を行うことにより、ポリアミド骨格を形成することができる。   In the step of forming the polyamide separation functional layer, an aqueous solution containing the above-mentioned polyfunctional amine and a water-immiscible organic solvent solution containing the polyfunctional acid halide are used to form an interface weight on the surface of the support membrane. By performing the condensation, a polyamide skeleton can be formed.

多官能性アミン水溶液における多官能性アミンの濃度は0.1重量%以上15重量%以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.5重量%以上10重量%以下の範囲内である。この範囲であると十分な透水性と溶質除去性能を得ることができる。   The concentration of the polyfunctional amine in the aqueous solution of the polyfunctional amine is preferably in the range of 0.1% by weight to 15% by weight, and more preferably in the range of 0.5% by weight to 10% by weight. . Within this range, sufficient water permeability and solute removal performance can be obtained.

多官能性アミン水溶液には、多官能性アミンと多官能性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、アルカリ性化合物、アシル化触媒、酸化防止剤などの添加剤を加えることができる。   If the polyfunctional amine aqueous solution does not hinder the reaction between the polyfunctional amine and the polyfunctional acid halide, additives such as a surfactant, an alkaline compound, an acylation catalyst, and an antioxidant are added. be able to.

界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウムなどが挙げられる。   Examples of the surfactant include sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecyl sulfate, sodium lauryl sulfate, and the like.

アルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム、トリエチルアミンなどが挙げられる。   Examples of the alkaline compound include sodium hydroxide, trisodium phosphate, triethylamine and the like.

界面重縮合を支持膜上で行うために、まず、上述の多官能性アミン水溶液を支持膜に接触させる。接触は、支持膜表面上に均一にかつ連続的に行うことが好ましい。   In order to perform interfacial polycondensation on the support membrane, first, the above-mentioned aqueous solution of a polyfunctional amine is brought into contact with the support membrane. The contact is preferably performed uniformly and continuously on the surface of the support film.

具体的には、例えば、多官能性アミン水溶液を支持膜にコーティングする方法や支持膜を多官能性アミン水溶液に浸漬する方法を挙げることができる。   Specifically, for example, a method of coating a polyfunctional amine aqueous solution on a support film or a method of dipping the support film in a polyfunctional amine aqueous solution can be used.

支持膜と多官能性アミン水溶液との接触時間は、1秒以上10分以下の範囲内であることが好ましく、5秒以上3分以下の範囲内であるとさらに好ましい。   The contact time between the support membrane and the aqueous solution of polyfunctional amine is preferably in the range of 1 second to 10 minutes, more preferably in the range of 5 seconds to 3 minutes.

多官能性アミン水溶液を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、複合半透膜形成後に液滴残存部分が欠点となって複合半透膜の除去性能が低下することを防ぐことができる。   After the aqueous solution of the polyfunctional amine is brought into contact with the support film, the solution is sufficiently drained so that no droplet remains on the film. By sufficiently draining the liquid, it is possible to prevent the remaining portion of the liquid droplet from becoming a defect after the formation of the composite semipermeable membrane, thereby preventing the removal performance of the composite semipermeable membrane from deteriorating.

液切りの方法としては、例えば、多官能性アミン水溶液接触後の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。   Examples of the draining method include a method in which the support film after contact with the polyfunctional amine aqueous solution is vertically held and an excessive aqueous solution flows naturally, or a gas stream such as nitrogen is blown from an air nozzle to forcibly remove the liquid. A cutting method or the like can be used. After draining, the film surface may be dried to partially remove the water content of the aqueous solution.

次いで、多官能性アミン水溶液接触後の支持膜に、多官能性酸ハロゲン化物を含む水と非混和性の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を形成させる。   Next, a water-immiscible organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide is brought into contact with the support film after contact with the aqueous solution of a polyfunctional amine to form a crosslinked polyamide separation functional layer by interfacial polycondensation.

水と非混和性の有機溶媒溶液中の多官能性酸ハロゲン化物濃度は、0.01重量%以上3重量%以下の範囲内であると好ましく、0.05重量%以上2重量%以下の範囲内であるとさらに好ましい。多官能性酸ハロゲン化物濃度が0.01重量%以上であることで十分な反応速度が得られ、また、3重量%以下であることで副反応の発生を十分に抑制することができる。   The concentration of the polyfunctional acid halide in the water-immiscible organic solvent solution is preferably in the range of 0.01% by weight to 3% by weight, and in the range of 0.05% by weight to 2% by weight. It is more preferable that it is within. When the concentration of the polyfunctional acid halide is 0.01% by weight or more, a sufficient reaction rate can be obtained. When the concentration is 3% by weight or less, generation of a side reaction can be sufficiently suppressed.

水と非混和性の有機溶媒は、多官能性酸ハロゲン化物を溶解し、支持膜を破壊しないものが望ましく、多官能性アミン化合物および多官能性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。例えば、炭化水素系溶媒が挙げられ、単体であっても、混合物であっても良い。有機溶媒の例として、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の飽和炭化水素;IPソルベント1620、IPクリーンLXIPソルベント2028、エクソンモービル社製のISOPAR E、ISOPAR G、ISOPAR H、ISOPAR L等のイソパラフィン系溶媒;エクソンモービル社製のエクソールD30、エクソールD40、エクソールD60、エクソールD80等のナフテン系溶媒が挙げられる。   The organic solvent that is immiscible with water is preferably one that dissolves the polyfunctional acid halide and does not destroy the support film, and is inert to the polyfunctional amine compound and the polyfunctional acid halide. I just need. For example, a hydrocarbon solvent may be mentioned, and it may be a simple substance or a mixture. Examples of the organic solvent include saturated hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, nonane, and decane; IP Solvent 1620, IP Clean LXIP Solvent 2028, and isoparaffins such as ISOPAR E, ISOPAR G, ISOPAR H, ISOPAR L manufactured by ExxonMobil. Naphthene solvents such as Exol D30, Exol D40, Exol D60 and Exol D80 manufactured by ExxonMobil.

有機溶媒溶液には、他の多官能性アミン反応性モノマーや有機溶媒、アシル化触媒、界面活性剤、可溶化剤、錯化剤などが含まれていても良い。例えば、他の多官能性アミン反応性モノマーとしては、ハロゲン化スルホニルおよび酸無水物から選択される少なくとも1つ、好ましくは2〜4のアミン反応性官能基を含む化合物、少なくとも1つのカルボキシ基と少なくとも1つのハロゲン化アシルを含む化合物が挙げられる。有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、アセトン、酢酸エチルなどが挙げられる。アシル化触媒としては、DMFなどが挙げられる。   The organic solvent solution may contain other polyfunctional amine-reactive monomers, organic solvents, acylation catalysts, surfactants, solubilizing agents, complexing agents, and the like. For example, other polyfunctional amine-reactive monomers include compounds containing at least one, preferably 2 to 4 amine-reactive functional groups selected from sulfonyl halides and acid anhydrides, at least one carboxy group and Compounds containing at least one acyl halide are included. Examples of the organic solvent include benzene, toluene, acetone, ethyl acetate and the like. Examples of the acylation catalyst include DMF.

多官能性酸ハロゲン化物を含む有機溶媒溶液を支持膜へ接触させる方法は、多官能性アミン水溶液を支持膜へ被覆する方法と同様に行えばよい。   The method of bringing the organic solvent solution containing the polyfunctional acid halide into contact with the support film may be performed in the same manner as the method of coating the support film with a polyfunctional amine aqueous solution.

本発明の界面重縮合工程においては、支持膜上を架橋ポリアミド薄膜で十分に覆い、かつ、接触させた多官能性酸ハロゲン化物を含む水と非混和性の有機溶媒溶液を支持膜上に残存させておくことが重要である。このため、界面重縮合を実施する時間は、0.1秒以上3分以下が好ましく、0.1秒以上1分以下であるとより好ましい。界面重縮合を実施する時間が0.1秒以上3分以下であることで、支持膜上を架橋ポリアミド薄膜で十分に覆うことができ、かつ多官能性酸ハロゲン化物を含む有機溶媒溶液を支持膜上に保持することができる。   In the interfacial polycondensation step of the present invention, the support film is sufficiently covered with a crosslinked polyamide thin film, and a water-immiscible organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide contacted with the support film remains on the support film. It is important to keep it. For this reason, the time for performing the interfacial polycondensation is preferably 0.1 seconds or more and 3 minutes or less, and more preferably 0.1 seconds or more and 1 minute or less. Since the time for performing the interfacial polycondensation is 0.1 seconds or more and 3 minutes or less, the support film can be sufficiently covered with the crosslinked polyamide thin film and supports the organic solvent solution containing the polyfunctional acid halide. It can be held on a membrane.

界面重縮合によって支持膜上にポリアミド分離機能層を形成した後は、余剰の溶媒を液切りする。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、送風機で風を吹き付けることで有機溶媒を乾燥除去する方法、水とエアーの混合流体(2流体)で過剰の有機溶媒を除去する方法等を用いることができる。   After forming the polyamide separation function layer on the support membrane by interfacial polycondensation, the excess solvent is drained. The method of draining includes, for example, a method of vertically removing the excess organic solvent by grasping the membrane in a vertical direction, a method of drying and removing the organic solvent by blowing air with a blower, a mixed fluid of water and air A method of removing excess organic solvent with (two fluids) can be used.

さらに、25℃以上80℃以下の純水で1分間以上洗浄処理する工程を付加することが好ましい。
3.複合半透膜の利用
本発明の複合半透膜は、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。
Further, it is preferable to add a step of performing a washing treatment with pure water at 25 ° C. or more and 80 ° C. or less for 1 minute or more.
3. Use of composite semipermeable membrane The composite semipermeable membrane of the present invention is suitably used as a spiral composite semipermeable membrane element. Further, a composite semipermeable membrane module in which these elements are connected in series or in parallel and housed in a pressure vessel can be provided.

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、原水から飲料水などを目的とした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 for supplying raw water thereto, a device for pre-treating the raw water, and the like to constitute a fluid separation device. By using this separation device, raw water can be separated into permeated water intended for drinking water and the like and concentrated water not permeated through the membrane to obtain water suitable for the purpose.

流体分離装置の操作圧力は高い方が塩除去性は向上するが、運転に必要なエネルギーも増加すること、また、本発明の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、0.2MPa以上、5.5MPa以下が好ましい。   The higher the operating pressure of the fluid separation device, the higher the salt removal performance, but the energy required for operation also increases, and in consideration of the durability of the composite semipermeable membrane of the present invention, the composite semipermeable membrane is covered with The operating pressure when permeating the treated water is preferably 0.2 MPa or more and 5.5 MPa or less.

供給水温度は、高くなると塩除去性が低下するが、低くなるにしたがい膜透過流束も減少するので、5℃以上、35℃以下が好ましい。   As the temperature of the feed water increases, the salt removal property decreases, but as the temperature decreases, the membrane permeation flux also decreases. Therefore, the temperature is preferably 5 ° C. or more and 35 ° C. or less.

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。   In addition, if the feedwater pH becomes high, in the case of feedwater having a high salt concentration such as seawater, scale such as magnesium may be generated, and the membrane may be deteriorated due to the high pH operation. Operation at is preferred.

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〜100g/LのTDS(Total Dissolved Solids:総溶解固形分)を含有する液状混合物等が挙げられる。一般に、TDSは総溶解固形分量を指し、「質量÷体積」で表されるか、1Lを1kgと見なして「重量比」で表される。定義によれば、0.45μmのフィルターで濾過した溶液を39.5〜40.5℃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から換算する。   Examples of raw water treated by the composite semipermeable membrane include a liquid mixture containing 500 mg / L to 100 g / L of TDS (Total Dissolved Solids: total dissolved solids) such as seawater, brackish water, and wastewater. Generally, TDS refers to the total amount of dissolved solids, and is expressed as "mass / volume" or as "weight ratio" when 1 L is regarded as 1 kg. According to the definition, the solution filtered through a 0.45 μm filter can be evaporated at a temperature of 39.5 to 40.5 ° C. and can be calculated from the weight of the residue.

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り何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<1.緻密層の長径および厚み測定>
緻密層の長径および厚み測定は多孔質支持体をランダムに小片サンプル10個の試料切片を切り出した。
<1. Measurement of long diameter and thickness of dense layer>
For the measurement of the major axis and the thickness of the dense layer, a porous support was randomly cut out from 10 small sample pieces.

試料切片を走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡で多孔質支持体の断面の表層から基材との境界までを観察することによって、多孔質支持体の緻密層の長径とおよび厚みを求めることができる。例えば走査型電子顕微鏡の断面写真の場合は、膜サンプルを液体窒素に浸漬して凍結させたものを、製膜原液を流延させた方向に対して垂直に割断して乾燥させた後、膜断面に白金/パラジウムまたは四酸化ルテニウム、好ましくは四酸化ルテニウムを薄くコーティングして1〜6kVの加速電圧で高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製S−5500型走査型電子顕微鏡)にて観察する。最適な観察倍率は、多孔質支持体の表面から基材表面までの膜断面全体が観察できる倍率であればよいが、例えば多孔質支持体の緻密層の長径が100nmであれば、10,000〜200,000が好ましい。得られた電子顕微鏡写真から観察倍率を考慮して多孔質支持体の厚みをスケールなどで直接測ることが出来る。   By observing the sample section from the surface layer of the cross section of the porous support to the boundary with the substrate using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope, it is possible to determine the major axis and the thickness of the dense layer of the porous support. it can. For example, in the case of a cross-sectional photograph of a scanning electron microscope, a sample obtained by immersing a membrane sample in liquid nitrogen and freezing it is cut perpendicularly to the direction in which the stock solution was cast, dried, and then dried. A thin section is coated with platinum / palladium or ruthenium tetroxide, preferably ruthenium tetroxide, and applied to a high-resolution field emission scanning electron microscope (S-5500 scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation) at an acceleration voltage of 1 to 6 kV. To observe. The optimum observation magnification may be any magnification at which the entire cross section of the film from the surface of the porous support to the surface of the substrate can be observed. For example, if the long diameter of the dense layer of the porous support is 100 nm, 10,000. ~ 200,000 is preferred. From the obtained electron micrograph, the thickness of the porous support can be directly measured on a scale or the like in consideration of the observation magnification.

<2.支持膜厚みの測定>
70℃の純水で5分間洗浄した支持膜を25℃で風乾させた。乾燥したサンプルを、デジタルシックネスゲージ(株式会社テクロック製 SMD−565J−L)にて、任意の20箇所について厚みを測定して、その相加平均を算出し、支持膜厚みとした。
<2. Measurement of Support Film Thickness>
The support membrane washed with pure water at 70 ° C. for 5 minutes was air-dried at 25 ° C. The thickness of the dried sample was measured at an arbitrary 20 points using a digital thickness gauge (SMD-565J-L manufactured by TECLOCK Co., Ltd.), and the arithmetic average thereof was calculated to obtain the thickness of the support film.

<3.多孔質支持体厚みの測定>
70℃の純水で5分間洗浄した支持膜を凍結割断法で切断して、5つの切片を得た。それぞれの切片から、小片サンプル10枚を採取し、サンプルに白金を薄くコーティング後、高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製S−5500型走査型電子顕微鏡)を用いて、5kVの加速電圧で、100〜500倍で断面写真を撮影した。撮影で得た各画像において、スケールで多孔質支持体の厚さを測定した。1枚の支持膜について得られた50個の値から、相加平均を算出し、これを多孔質支持体厚みとした。
<3. Measurement of thickness of porous support>
The support membrane washed with pure water at 70 ° C. for 5 minutes was cut by a freeze-fracture method to obtain five sections. From each section, 10 small sample pieces were collected, coated with a thin platinum film, and accelerated at 5 kV using a high-resolution field emission scanning electron microscope (S-5500 scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation). Cross-sectional photographs were taken at a voltage of 100 to 500 times. In each image obtained by photographing, the thickness of the porous support was measured on a scale. The arithmetic mean was calculated from the 50 values obtained for one support membrane, and this was defined as the thickness of the porous support.

<4.支持膜の純水透過係数の測定>
まず、作製した支持膜を70℃の純水で5分間洗浄した。次に、直径4.3cmの円形に切り抜き、切り抜いたサンプルを撹拌型ウルトラホルダー(アドバンテック東洋株式会社製 UHP−43K)にセットした(有効ろ過面積:10.9cm2)。続いて、セル内に25℃の純水を入れ、キャップを取り付けた後、窒素で100kPaとなるように昇圧した。最後に、一定時間における純水透過量を測定し、以下の式から純水透過係数(×10−9/(m・s・Pa), 25℃)を算出した。
<4. Measurement of Pure Water Permeability Coefficient of Supporting Membrane>
First, the produced supporting film was washed with pure water at 70 ° C. for 5 minutes. Next, the sample was cut into a circle having a diameter of 4.3 cm, and the cut sample was set on a stirring-type ultra holder (UHP-43K manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.) (effective filtration area: 10.9 cm 2). Subsequently, pure water at 25 ° C. was put into the cell, a cap was attached, and the pressure was increased to 100 kPa with nitrogen. Finally, the amount of pure water permeation for a certain time was measured, and the pure water permeation coefficient (× 10 −9 m 3 / (m 2 · s · Pa), 25 ° C.) was calculated from the following equation.

純水透過係数=純水透過量÷(膜面積×採水時間×供給圧力)
<5.多孔質支持体中のTHF可溶分の重量平均分子量Mwの測定>
70℃の純水で1時間以上洗浄した支持膜または複合半透膜(面積 0.1m2)を風乾し、25℃のTHF(200ml)に4時間浸漬させることで、多孔質支持体部分を溶解し、熱可塑性樹脂溶液を得た(浸漬時は250ml容器を使用)。次に、得られた溶液を、金属メッシュ(線径 0.03mm、メッシュ 300、関西金網株式会社製)にてろ過して基材および機能層を除去した。続いて、得られたろ液を、遠心分離機(KUBOTA 6900)で8800r.p.m(12,300G)、5℃で40分間遠心分離した後、上澄み液を分取した。得られた上澄み液について、GPCを用いて以下の条件で測定し、重量平均分子量(Mw)を算出した。なお、検量線はポリスチレンを用いた。
Pure water permeability coefficient = Pure water permeability ÷ (membrane area x water sampling time x supply pressure)
<5. Measurement of Weight-Average Molecular Weight Mw of THF Soluble in Porous Support>
The support membrane or composite semipermeable membrane (area 0.1 m2) washed with pure water at 70 ° C. for 1 hour or more is air-dried and immersed in THF (200 ml) at 25 ° C. for 4 hours to dissolve the porous support portion Thus, a thermoplastic resin solution was obtained (at the time of immersion, a 250 ml container was used). Next, the obtained solution was filtered through a metal mesh (wire diameter 0.03 mm, mesh 300, manufactured by Kansai Wire Mesh Co., Ltd.) to remove the base material and the functional layer. Subsequently, the obtained filtrate was centrifuged at 8800 rpm (KUBOTA 6900). p. m (12,300 G), and centrifuged at 5 ° C. for 40 minutes, and the supernatant was collected. The obtained supernatant was measured using GPC under the following conditions, and the weight average molecular weight (Mw) was calculated. In addition, polystyrene was used for the calibration curve.

溶媒:テトラヒドロフラン
装置:Waters製 2695セパレーションモジュール
カラム:東ソー製 TSKgel Super IIZM−M、Super II ZM−N、SuperHZ−L(計3本)
カラム温度:40℃
溶媒流量:0.35ml/分
検出器:Waters製 2414示差屈折率検出器
<6.膜性能評価>
以下に示す方法で、複合半透膜の性能を評価した。
Solvent: Tetrahydrofuran Equipment: Waters 2695 Separation Module Column: Tosoh TSKgel Super IIZM-M, Super II ZM-N, SuperHZ-L (3 in total)
Column temperature: 40 ° C
Solvent flow rate: 0.35 ml / min Detector: Waters 2414 differential refractive index detector <6. Evaluation of membrane performance>
The performance of the composite semipermeable membrane was evaluated by the following method.

(塩除去性)
複合半透膜に、温度25℃、pH7に調整した供給水(NaCl濃度 500ppm)を操作圧力0.5MPaで供給して膜ろ過処理を3時間行ない、その後の供給水および透過水の電気伝導度を東亜ディーケーケー株式会社製マルチ水質計(MM60R)で測定した。次に、事前に作成した検量線を用いて、この電導度を換算しNaCl濃度を算出した。このNaCl濃度から、次の式により塩除去性すなわちNaCl除去率を求めた。
NaCl除去率(%)=100×{1−(透過水中のNaCl濃度/供給水中のNaCl濃度)}
(膜透過流束(Flux))
前項の試験において、一定時間における膜透過水量を測定し、、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)に換算し、膜透過流束(m/m/日)として表した。
(Salt removal)
Feed water (NaCl concentration: 500 ppm) adjusted to a temperature of 25 ° C. and a pH of 7 is supplied to the composite semipermeable membrane at an operating pressure of 0.5 MPa, and a membrane filtration treatment is performed for 3 hours. Was measured with a multi-water quality meter (MM60R) manufactured by Toa DKK Corporation. Next, using a calibration curve created in advance, the conductivity was converted to calculate the NaCl concentration. From this NaCl concentration, the salt removal property, that is, the NaCl removal rate was determined by the following equation.
NaCl removal rate (%) = 100 × {1- (NaCl concentration in permeated water / NaCl concentration in feed water)}
(Membrane permeation flux (Flux))
In the test described in the preceding paragraph, the amount of water permeated through the membrane over a certain period of time was measured, converted to the amount of water permeated per cubic meter per square meter (cubic meters), and expressed as a membrane permeation flux (m 3 / m 2 / day). did.

<7.加圧テスト>
複合半透膜に、温度25℃、pH7に調整した原水(NaCl濃度 500ppm)を操作圧力5.5MPaで供給して膜ろ過処理を1時間行ない、その後に操作圧力0.5MPaで供給して膜ろ過処理を2時間行ない、前記の膜性能評価と同様の方法でNaCl除去率を求めた。
<7. Pressurization test>
Raw water (NaCl concentration: 500 ppm) adjusted to a temperature of 25 ° C. and a pH of 7 is supplied to the composite semipermeable membrane at an operating pressure of 5.5 MPa to perform a membrane filtration treatment for 1 hour, and then supplied at an operating pressure of 0.5 MPa to the membrane. The filtration treatment was performed for 2 hours, and the NaCl removal rate was determined in the same manner as in the evaluation of the membrane performance.

<8.加圧テスト前後の多孔質支持体厚みおよび変化率>
多孔質支持体厚み測定は、操作圧力5.5MPaで評価前と評価後の複合半透膜からそれぞれ5個の試料切片を切り出した。
<8. Thickness and change rate of porous support before and after pressure test>
In the measurement of the thickness of the porous support, five sample sections were cut out from the composite semipermeable membrane before and after the evaluation at an operating pressure of 5.5 MPa.

試料切片を走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡で多孔質支持体の断面の分離機能層との境界から基材との境界までを観察することによって、厚みを求めることができる。例えば走査型電子顕微鏡の断面写真の場合は、膜サンプルを液体窒素に浸漬して凍結させたものを、製膜原液を流延させた方向に対して垂直に割断して乾燥させた後、膜断面に白金/パラジウムまたは四酸化ルテニウム、好ましくは四酸化ルテニウムを薄くコーティングして1〜6kVの加速電圧で高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製S−5500型走査型電子顕微鏡)にて観察する。最適な観察倍率は、多孔質支持体の表面から基材表面までの膜断面全体が観察できる倍率であればよいが、例えば多孔質支持体の膜厚が50μmであれば、1,000〜10,000が好ましい。得られた電子顕微鏡写真から観察倍率を考慮して多孔質支持体の厚みをスケールなどで直接測ることが出来る。
評価前後の多孔質支持体の厚みの変化率は、評価前の多孔質支持体の厚みAと、評価後の多孔質支持体の厚みBから(1―(B/A))×100を算出した。結果を表3に示す。
The thickness can be determined by observing the sample section from the boundary between the cross section of the porous support and the separation functional layer to the boundary with the substrate using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope. For example, in the case of a cross-sectional photograph of a scanning electron microscope, the membrane sample is immersed in liquid nitrogen and frozen, then cut perpendicularly to the direction in which the stock solution is cast, dried, and then dried. The cross section is coated with platinum / palladium or ruthenium tetroxide, preferably ruthenium tetroxide, and applied to a high-resolution field emission scanning electron microscope (S-5500 scanning electron microscope manufactured by Hitachi High-Technologies) at an accelerating voltage of 1 to 6 kV. To observe. The optimal observation magnification may be any magnification at which the entire film cross section from the surface of the porous support to the surface of the substrate can be observed. For example, if the film thickness of the porous support is 50 μm, 1,000 to 10 Is preferred. From the obtained electron micrograph, the thickness of the porous support can be directly measured on a scale or the like in consideration of the observation magnification.
The rate of change of the thickness of the porous support before and after the evaluation is calculated as (1- (B / A)) × 100 from the thickness A of the porous support before the evaluation and the thickness B of the porous support after the evaluation. did. Table 3 shows the results.

各実施例、比較例に使用した材料を以下に示す。   The materials used in each example and comparative example are shown below.

(製造例1)懸濁重合用媒体(メタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体)
メタクリル酸メチル20重量部、アクリルアミド80重量部、過硫酸カリウム0.3重量部、イオン交換水1800重量部を反応器中に仕込み、反応器中の気相を窒素ガスで置換した。良く撹拌しながら70℃に保ち、重合率が99%に到達した時点で重合を終了し、メタクリル酸メチルとアクリルアミドの共重合体の水溶液を得た。この水溶液に、水酸化ナトリウム35重量部とイオン交換水15000重量部を加え、0.6重量%のメタクリル酸メチルとアクリルアミドとの共重合体の水溶液を得た。70℃で2時間撹拌してケン化させた後、室温まで冷却し、懸濁重合用の媒体の水溶液を得た。
(Production Example 1) Medium for suspension polymerization (methyl methacrylate / acrylamide copolymer)
20 parts by weight of methyl methacrylate, 80 parts by weight of acrylamide, 0.3 parts by weight of potassium persulfate, and 1800 parts by weight of ion-exchanged water were charged into a reactor, and the gas phase in the reactor was replaced with nitrogen gas. The temperature was maintained at 70 ° C. with good stirring, and when the conversion reached 99%, the polymerization was terminated to obtain an aqueous solution of a copolymer of methyl methacrylate and acrylamide. To this aqueous solution, 35 parts by weight of sodium hydroxide and 15,000 parts by weight of ion-exchanged water were added to obtain a 0.6% by weight aqueous solution of a copolymer of methyl methacrylate and acrylamide. After stirring at 70 ° C. for 2 hours for saponification, the mixture was cooled to room temperature to obtain an aqueous solution of a medium for suspension polymerization.

(製造例2)ビニル系共重合体(A)
20Lのステンレス製オートクレーブに、製造例2で製造したメタクリル酸メチル/アクリルアミド共重合体水溶液6重量部、純水150重量部を入れて400rpmで撹拌し、系内を窒素ガスで置換した。次に、スチレン72重量部、アクリロニトリル28重量部の合計100重量部とt−ドデシルメルカプタン0.10重量部、2,2‘−アゾビスイソブチロニトリル0.4重量部の混合溶液を撹拌下の系内に添加し、60℃に昇温して重合を開始した。重合開始後、30分かけて反応温度を65℃まで昇温した後、3時間かけて100℃の温度まで昇温した。その後、系内を室温まで冷却し、重合物の分離、洗浄および乾燥をすることでビニル系共重合体Aを得た。このビニル系共重合体Aの重量平均分子量Mwは、320,000であった。
(Production Example 2) Vinyl copolymer (A)
A 20 L stainless steel autoclave was charged with 6 parts by weight of the aqueous solution of methyl methacrylate / acrylamide copolymer prepared in Production Example 2 and 150 parts by weight of pure water, and the mixture was stirred at 400 rpm, and the system was replaced with nitrogen gas. Next, a mixed solution of a total of 100 parts by weight of 72 parts by weight of styrene and 28 parts by weight of acrylonitrile, 0.10 part by weight of t-dodecylmercaptan, and 0.4 part by weight of 2,2′-azobisisobutyronitrile was stirred. And the temperature was raised to 60 ° C. to initiate polymerization. After the polymerization was started, the reaction temperature was raised to 65 ° C. over 30 minutes, and then to 100 ° C. over 3 hours. Thereafter, the inside of the system was cooled to room temperature, and the polymer was separated, washed and dried to obtain a vinyl copolymer A. The weight average molecular weight Mw of this vinyl copolymer A was 320,000.

(製造例3)ビニル系共重合体(B)
t−ドデシルメルカプタンを0.20重量部に変更したこと以外は、製造例2と同様にしてビニル系共重合体Bを得た。このビニル系共重合体Bの重量平均分子量Mwは、180,000であった。
(Production Example 3) Vinyl copolymer (B)
A vinyl copolymer B was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that t-dodecyl mercaptan was changed to 0.20 parts by weight. The weight average molecular weight Mw of this vinyl copolymer B was 180,000.

(製造例4)ビニル系共重合体(C)
t−ドデシルメルカプタンを0.27重量部に変更したこと以外は、製造例2と同様にしてビニル系共重合体Cを得た。このビニル系共重合体Cの重量平均分子量Mwは、140,000であった。
(Production Example 4) Vinyl copolymer (C)
A vinyl copolymer C was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the amount of t-dodecyl mercaptan was changed to 0.27 parts by weight. The weight average molecular weight Mw of this vinyl copolymer C was 140,000.

(製造例5)ビニル系共重合体(D)
t−ドデシルメルカプタンを0.40重量部に変更したこと以外は、製造例2と同様にしてビニル系共重合体Dを得た。このビニル系共重合体Dの重量平均分子量Mwは、100,000であった。
(Production Example 5) Vinyl copolymer (D)
A vinyl copolymer D was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that the amount of t-dodecyl mercaptan was changed to 0.40 part by weight. The weight average molecular weight Mw of this vinyl copolymer D was 100,000.

<実施例1>
製造例2で得られたビニル系共重合体Aを表1に示す樹脂濃度17重量%となるようにDMSOに加え、攪拌しながら90℃で3時間加熱保持することで樹脂溶液を調整した。
<Example 1>
The vinyl copolymer A obtained in Production Example 2 was added to DMSO so as to have a resin concentration of 17% by weight shown in Table 1, and heated and maintained at 90 ° C. for 3 hours with stirring to prepare a resin solution.

調製した樹脂溶液は25℃まで冷却し、金属メッシュ(線径 0.03mm、メッシュ 400、関西金網株式会社製)を用いてろ過した。その後、抄紙法で製造されたポリエステル繊維からなる不織布(厚み:約90μm、通気度:1.0cc/cm2/sec)上に樹脂溶液を100μmの厚みで塗布した。塗布後、直ちに凝固浴温度5℃に調整した純水中に浸漬して相分離させ、続いて70℃の純水で5分間洗浄することによって支持膜を得た。   The prepared resin solution was cooled to 25 ° C. and filtered using a metal mesh (wire diameter 0.03 mm, mesh 400, manufactured by Kansai Wire Mesh Co., Ltd.). Thereafter, a resin solution was applied at a thickness of 100 μm on a nonwoven fabric (thickness: about 90 μm, air permeability: 1.0 cc / cm2 / sec) made of polyester fiber manufactured by a papermaking method. Immediately after the coating, the support was immersed in pure water adjusted to a coagulation bath temperature of 5 ° C. to separate phases, and then washed with pure water at 70 ° C. for 5 minutes to obtain a support film.

得られた支持膜を、純水で調整したm−フェニレンジアミン(m−PDA)の2.0重量%水溶液中に10秒間浸漬した後、膜面が鉛直になるようにゆっくりと引き上げた。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、膜面が水平となるように支持膜を置き、トリメシン酸クロリド0.07重量%を含む25℃のn−デカン溶液を膜表面が完全に濡れるように塗布した。   The obtained support film was immersed in a 2.0% by weight aqueous solution of m-phenylenediamine (m-PDA) prepared with pure water for 10 seconds, and then slowly pulled up so that the film surface became vertical. After removing excess aqueous solution from the surface of the support film by blowing nitrogen from an air nozzle, the support film is placed so that the film surface is horizontal, and a 25 ° C. n-decane solution containing trimesic acid chloride (0.07% by weight) is applied to the film. It was applied so that the surface was completely wetted.

30秒間静置した後、膜から余分な溶液を除去するために膜面を1分間鉛直に保持して液切りし、送風機を使い25℃の空気を吹き付けて乾燥させた。その後、70℃の純水で5分間洗浄することで、複合半透膜を得た。得られた複合半透膜の膜性能を表1に示す。   After allowing to stand for 30 seconds, the membrane surface was held vertically for 1 minute to remove excess solution from the membrane, drained, and dried by blowing air at 25 ° C. using a blower. Thereafter, by washing with pure water at 70 ° C. for 5 minutes, a composite semipermeable membrane was obtained. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<実施例2〜4>
実施例1において、ビニル系共重合体Aの樹脂濃度を表1に示す数値を変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜4の複合半透膜をそれぞれ得た。得られた複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Examples 2 to 4>
In Example 1, the composite semipermeable membranes of Examples 2 to 4 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the resin concentration of the vinyl copolymer A was changed as shown in Table 1. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<実施例5〜7>
製造例3で得られたビニル系共重合体Bの樹脂濃度と凝固浴温度値を表1に示す数値を変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例5〜の複合半透膜をそれぞれ得た。得られた複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Examples 5 to 7>
The composite semipermeable membranes of Examples 5 to 5 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin concentration of the vinyl copolymer B obtained in Production Example 3 and the coagulation bath temperature were changed as shown in Table 1. Was obtained respectively. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<実施例8〜9>
製造例4で得られたビニル系共重合体Cの樹脂濃度と凝固浴温度値を表1に示す数値を変えた以外は、実施例1と同様にして、実施例8〜9の複合半透膜をそれぞれ得た。得られた複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Examples 8 to 9>
Except that the resin concentration and the coagulation bath temperature of the vinyl copolymer C obtained in Production Example 4 were changed as shown in Table 1, the composite semi-permeable composites of Examples 8 and 9 were prepared in the same manner as in Example 1. Each of the films was obtained. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例1>
製造例4で得られたビニル系共重合体Cの樹脂濃度と凝固浴温度値を表1に示す数値を変えた以外は、実施例1と同様にして、比較例1の複合半透膜をそれぞれ得た。得られた複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Comparative Example 1>
The composite semipermeable membrane of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the resin concentration of the vinyl copolymer C obtained in Production Example 4 and the coagulation bath temperature were changed as shown in Table 1. Got each. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例2>
製造例5で得られたビニル系共重合体Dを用いて、凝固浴温度15℃に調整した純水中に浸漬して相分離させた以外は、実施例1と同様にして、比較例2の複合半透膜を得た。得られた複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Comparative Example 2>
Comparative Example 2 Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1 except that the vinyl copolymer D obtained in Production Example 5 was immersed in pure water adjusted to a coagulation bath temperature of 15 ° C. to perform phase separation. Was obtained. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例3>
比較例2において、製造例5で得られたビニル系共重合体Dを用いて、溶媒をDMFに変えた以外は実施例1と同様にして、比較例3の複合半透膜を得た。得られた複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Comparative Example 3>
In Comparative Example 2, a composite semipermeable membrane of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solvent was changed to DMF, using the vinyl copolymer D obtained in Production Example 5. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例4>
実施例5において、溶媒をNMPに変えた以外は、実施例5と同様にして、比較例4の複合半透膜を得た。得られた、複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Comparative Example 4>
A composite semipermeable membrane of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 5, except that the solvent was changed to NMP. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例5>
実施例5において、溶媒をDMAcに変えた以外は、実施例5と同様にして、比較例4の複合半透膜を得た。得られた、複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Comparative Example 5>
A composite semipermeable membrane of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 5, except that the solvent was changed to DMAc. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例6>
実施例5において、溶媒をDMFに変えた以外は、実施例5と同様にして、比較例4の複合半透膜を得た。得られた、複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Comparative Example 6>
A composite semipermeable membrane of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 5, except that the solvent was changed to DMF. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例7>
実施例8において、溶媒をDMFに変えた以外は、実施例8と同様にして、比較例7の複合半透膜を得た。得られた、複合半透膜の膜性能を表1に示す。
<Comparative Example 7>
A composite semipermeable membrane of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as in Example 8, except that the solvent was changed to DMF in Example 8. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.

<比較例8>
実施例5において、熱可塑性樹脂をポリエーテルスルホン(BASF社製 Ultrason E 6020P)
と、溶媒をDMFに変えた以外は実施例5と同様にして、比較例7の複合半透膜を得た。得られた、複合半透膜の膜性能を表1に示す。
実施例1〜4より、DMSO溶媒と重量平均分子量Mw320,000のビニル系共重合体Aを用いることにより、5.5MPa評価前後の多孔質支持体の厚み変化が小さい複合半透膜が得られている。実施例5〜7では、DMSO溶媒と重量平均分子量Mw180,000のビニル系共重合体Bを用いることにより、多孔質支持体の厚み変化が小さい複合半透膜が得られている。実施例8〜9では、DMSO溶媒と重量平均分子量Mw140,000のビニル系共重合体Cを用いることにより、多孔質支持体の厚み変化が小さい複合半透膜が得られている。本発明により、高圧条件で使用した場合でも、支持膜の厚み変化の小さい(耐圧性の高い)複合半透膜を得られる。
<Comparative Example 8>
In Example 5, the thermoplastic resin was polyethersulfone (Ultrason E 6020P manufactured by BASF).
And a composite semipermeable membrane of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the solvent was changed to DMF. Table 1 shows the membrane performance of the obtained composite semipermeable membrane.
From Examples 1 to 4, by using the DMSO solvent and the vinyl copolymer A having a weight average molecular weight Mw of 320,000, a composite semipermeable membrane having a small change in the thickness of the porous support before and after the evaluation of 5.5 MPa was obtained. I have. In Examples 5 to 7, the use of the DMSO solvent and the vinyl copolymer B having a weight average molecular weight Mw of 180,000 provided a composite semipermeable membrane having a small change in the thickness of the porous support. In Examples 8 and 9, a composite semipermeable membrane having a small thickness change of the porous support was obtained by using the DMSO solvent and the vinyl copolymer C having a weight average molecular weight Mw of 140,000. According to the present invention, a composite semipermeable membrane having a small change in the thickness of the support film (high pressure resistance) even when used under high pressure conditions can be obtained.

Figure 2020054997
Figure 2020054997

Figure 2020054997
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本発明の複合半透膜は、特に、かん水の淡水化や水道水の浄化に好適に用いることができる。 The composite semipermeable membrane of the present invention can be suitably used particularly for desalination of brine and purification of tap water.

1:複合半透膜
2:支持膜
3:基材
4:基材外に存在する多孔質支持体
40:多孔質支持体の緻密層
41:多孔質支持体のボイド層
42: 緻密層内に存在する孔
43:ボイド層内に存在するボイド
5:分離機能層
1: Composite semipermeable membrane 2: Supporting membrane 3: Substrate 4: Porous support 40 outside the substrate: Dense layer 41 of porous support 41: Void layer 42 of porous support: Within dense layer Existing hole 43: void existing in void layer 5: separation functional layer

Claims (3)

基材と、前記基材上に配置された多孔質支持体と、前記多孔質支持体上に配置された分離機能層とを備える複合半透膜であって、
前記多孔質支持体は、前記分離機能層に接する緻密層を備え、
前記緻密層に含まれる孔の長径は100nm未満であり、
前記緻密層の厚みは300nm以上であり、
前記多孔質支持体が140,000以上の重量平均分子量Mwを有する熱可塑性樹脂を主成分とすることを特徴とする複合半透膜。
A composite semipermeable membrane comprising a base material, a porous support disposed on the base material, and a separation functional layer disposed on the porous support,
The porous support includes a dense layer in contact with the separation function layer,
The major axis of the pores contained in the dense layer is less than 100 nm,
The thickness of the dense layer is 300 nm or more,
A composite semipermeable membrane characterized in that the porous support mainly comprises a thermoplastic resin having a weight average molecular weight Mw of 140,000 or more.
前記熱可塑性樹脂が、シアン化ビニル系単量体と芳香族ビニル系単量体との共重合体である、請求項1に記載の複合半透膜。 The composite semipermeable membrane according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a copolymer of a vinyl cyanide-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer. 140,000以上の重量平均分子量Mwを有する熱可塑性樹脂と、その良溶媒であり、ハンセン溶解度パラメータの極性項dPが11.0以上17.0以下、水素結合項dHが7.0以上12.0以下である溶媒を含む樹脂溶液を基材に塗布する工程、
前記熱可塑性樹脂の溶液が塗布された前記基材を、前記熱可塑性樹脂の良溶媒と比較して溶解度が小さい非溶媒を含む凝固浴に浸漬させることで前記熱可塑性樹脂を凝固させ、多孔質支持体を形成する工程、および
多官能性アミンを含有する水溶液と、多官能性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、多孔質支持体の表面で界面重縮合を行うことにより、分離機能層を形成する工程
を含む複合半透膜の製造方法。
A thermoplastic resin having a weight average molecular weight Mw of 140,000 or more, and a good solvent thereof, having a Hansen solubility parameter having a polarity term dP of 11.0 to 17.0 and a hydrogen bond term dH of 7.0 to 12.12. Applying a resin solution containing a solvent that is 0 or less to the substrate,
The substrate coated with the solution of the thermoplastic resin, the thermoplastic resin is coagulated by immersing in a coagulation bath containing a non-solvent having a small solubility compared to the good solvent of the thermoplastic resin, the porous Step of forming a support, and interfacial polycondensation on the surface of the porous support using an aqueous solution containing a polyfunctional amine and a water-immiscible organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide A method for producing a composite semipermeable membrane including a step of forming a separation functional layer.
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