JP2825872B2 - 複合逆滲透膜 - Google Patents

複合逆滲透膜

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    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
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    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は微孔質重合体支持体およびこの上に設けられ
た薄い半透過性フィルムを具える複合逆滲透膜に関する
ものである。
(背景技術) 複合ポリアミド逆滲透(RO)膜は既に知られている。
例えば、米国特許第4,259,183号、同第4,529,646号、同
第4,277,344号および同第4,039,440号を参照されたい。
しかしRO分野では、なお塩分を含む供給水中に存在して
いることの多い塩素のようなハロゲンによる侵食に対し
て高い抵抗性を有する高フラックス(flux)膜が必要と
されている。
本発明は極めて高いフラックスおよび塩素による侵食
に対する極めて高い抵抗性を有する「ゆるい(loos
e)」分子構造を有する新規なRO膜を提供することにあ
る。
(発明の開示) 本発明は、半透過性フィルムが次式: CNHMe (式中のMeはメチル基を示す)で表わされるテトラキス
−アミノメチル化合物と、次式: ArCOX (式中のArはアリール基、Xはハロゲン原子、nは2ま
たは3を示す)で表わされる芳香族ポリハロゲン化アシ
ルとのポリアミド反応生成物からなることを特徴とする
複合逆滲透膜に関するものである。
生成するポリアミドは次の構造式IまたはII: (式中のMeおよびArは上述のものと同一のものを示し、
xは重合度によって決まる整数を示す)で表わされる。
nが2を示す場合には構造式Iのポリアミドが得られ、
nが3を示す場合には構造式IIのポリアミドが得られ
る。
本発明は、硬水の軟化および微小濾過(nanofiltrati
on)用例えば高分子有機物質の分離に特別な有用性を有
するゆるい分子構造を有する複合RO膜、すなわち「漏れ
やすい(leaky)」高フラックスで耐塩素性の複合RO膜
を提供する。
この新規なポリアミドRO膜は上述の縮重合反応によっ
て製造されるのが普通である。縮合反応の好ましい形態
は界面重合反応であり、この反応はテトラキス−アミノ
メチル化合物(N,N′,N″,N−テトラメチル)テトラ
キス−アミノメチル−メタン(以下に「TTAM」と称す
る)の水溶液を微孔質重合支持体に含浸させ、このTTAM
水溶液が含浸されている支持体をポリハロゲン化アシル
の非水溶液中に浸漬することにより行われる。生成する
複合膜は微孔質支持体およびこの上に設けられた薄いポ
リアミド膜を具えるのが普通であり、これを空気乾燥お
よび熱硬化させることができる。
微孔質支持体は従来ROプロセスで使用されているタイ
プのものとすることができ、フラットシート、チュー
ブ、または中空繊維の形態にすることができる。好まし
い支持体はポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ
エーテルイミド、ポリ塩化ビニル、ポリビニルブチラー
ル、ポリスチレン、またはセルロースエステルから製造
したものである。フラットシートの形態ではポリスルホ
ンが最も好ましいが、中空繊維の形態ではポリエーテル
スルホンおよびポリエーテルイミドが最も好ましい。
適当なTTAM水溶液は濃度を0.2〜4.0重量%、好ましく
は0.5〜2.0重量%の範囲で変えることができ、トリエチ
ルアミン(TEA)のような掃酸剤を0.1〜1.0重量%含有
することができ、またTTAM水溶液による支持体の適当な
漏れを促進するために少量の界面活性剤を含有すること
ができる。
ポリハロゲン化アシル反応体は5〜12個の炭素原子を
有する脂肪族炭化水素、ハロゲン化脂肪族炭化水素、脂
環式炭化水素および芳香族炭化水素のような非極性溶媒
中に溶解させるのが好ましい。脂肪族炭化水素が最も好
ましい。ポリハロゲン化アシル反応体は0.1〜1.0重量
%、好ましくは0.5重量%存在させる。
(実施例) 次に本発明を実施例について説明する。
実施例1〜3 厚さ約0.10mm(4ミル)の非対称微孔質ポリスルホン
・フラットシート支持体膜を、0.5重量%のTEA(掃酸剤
として)および0.01重量%のアイコノール(Iconol,商
品名)NP−9界面活性剤(米国,ニュージャージー州,
パルシパニィ所在のBASFワイアンドット社製)を含有す
る1重量%TTAM水溶液中に浸漬した。次いで、この支持
体膜から過剰の溶液を排出し、この支持体膜をヘキサン
中の0.5重量%塩化イソフタロイル(IPC)溶液中に常温
において30秒間浸漬し、これによりポリスルホン支持体
の微孔質表面上にポリアミドフィルムを形成させた。生
成した複合膜を常温において一夜空気乾燥し、次いで炉
内で60℃において10分間熱硬化させた。次いで、このよ
うにして生成した膜について、0.5重量%のMgSO4を含有
する供給水を使用してpH6.0および25℃において56.2kg/
cm2(800psi)RO試験を行った。次いで、0.5重量%のNa
Clを含有する供給水を使用してpH6.0および25℃におい
て別個の56.2kg/cm2(800psi)RO試験を行った。試験結
果として不透過率(rejectionrate)(%)をcm3/cm2
日(ガロン/ft2・日(gfd))単位で示したフラックス
と共に第1表に示す。
実施例4〜6 熱硬化を行わなかった点を除いて、実施例1〜3と本
質的に同様にして3個の複合膜を製造し、この膜につい
てRO試験を行った。試験結果を第2表に示す。
実施例7〜10 初めにそれぞれを巻いて第3表に示す表面積を有する
らせん巻モジュールを作った点を除いて、実施例1〜3
と本質的に同様にして4個の複合膜を製造し、熱硬化さ
せ、この膜についてRO試験を行った。試験結果を第3表
に示す。
実施例11〜14 米国特許第4,772,391号に開示されている方法によっ
て製造したポリエーテルスルホン中空繊維支持体を使用
して25℃において複合中空繊維膜を製造した。0.5重量
%のTEAおよび0.01重量%の界面活性剤を含有する2.0重
量%TTAM水溶液を中空繊維の管腔に1分間通すことによ
り、ポリアミドフィルムを中空繊維の管腔すなわち内側
表面上に形成した。次いで、第2溶液であるヘキサン中
の0.5重量%IPC溶液を管腔内に強制的に通すことにより
TTAM溶液を置き換えた。30秒の接触時間の後に、残って
いるIPC溶液を加圧窒素ガスによって除去した。次い
で、熱空気を管腔内に通すことにより複合中空繊維膜を
60℃において30分間熱硬化させた。このようにして得た
膜をモジュールに入れ、この膜について管側供給すなわ
ち管腔供給を行って25℃および28.1kg/cm2(400psi)に
おいてRO試験を行った。試験結果を第4表に示す。
実施例15 pHを5にした点、および供給水にNaOClの形態で塩素
を加えて塩素の侵食作用による減成に対する抵抗性を試
験した点を除いて、実施例1〜3と本質的に同様にして
3個のフラットシート複合膜を製造し、この膜について
RO試験を行った。3個の膜の試験結果の平均値を第5表
に示す。
第4表に示す試験結果から分るように、本発明の複合
RO膜は塩素の侵食作用に対して極めて良好な抵抗性を示
す。これは、ほぼ1週間にわたって連続使用した後にお
いても非常に大きいフラックス流量が維持され、不透過
率が3%低下したにすぎないことから明らかである。
実施例16〜21 IPCの代わりに塩化トリメソイルを含有する2重量%T
TAM水溶液を使用した点、および熱硬化を100℃で行った
点を除いて、実施例1〜3と同様にして6個の複合膜を
製造し、この膜についてRO試験を行った。試験結果を第
6表に示す。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微孔質重合体支持体およびこの上に設けら
    れた薄い半透過性フィルムを具える複合逆滲透膜におい
    て、 前記半透過性フィルムが次式: CNHMe (式中のMeはメチル基を示す)で表わされるテトラキス
    −アミノメチル化合物と、次式: ArCOX (式中のArはアリール基、Xはハロゲン原子、nは2ま
    たは3を示す)で表わされる芳香族ポリハロゲン化アシ
    ルとのポリアミド反応生成物からなることを特徴とする
    複合逆滲透膜。
  2. 【請求項2】前記反応生成物が界面重合反応生成物であ
    る請求項1記載の複合逆滲透膜。
  3. 【請求項3】Arがフェニル基を示し、Xが塩素原子を示
    す請求項1または2記載の複合逆滲透膜。
  4. 【請求項4】前記微孔質支持体がポリスルホンである請
    求項1または2記載の複合逆滲透膜。
  5. 【請求項5】nが2を示す請求項3記載の複合逆滲透
    膜。
  6. 【請求項6】nが3を示す請求項3記載の複合逆滲透
    膜。
  7. 【請求項7】nが2を示し、前記微孔質支持体がフラッ
    トシートである請求項4記載の複合逆滲透膜。
  8. 【請求項8】nが2を示し、前記微孔質支持体が中空繊
    維である請求項4記載の複合逆滲透膜。
JP1231834A 1988-10-21 1989-09-08 複合逆滲透膜 Expired - Lifetime JP2825872B2 (ja)

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NO174034C (no) 1994-03-09
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