JP2895705B2 - Mosaic charged membrane and manufacturing method thereof - Google Patents

Mosaic charged membrane and manufacturing method thereof

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JP2895705B2 JP7643593A JP7643593A JP2895705B2 JP 2895705 B2 JP2895705 B2 JP 2895705B2 JP 7643593 A JP7643593 A JP 7643593A JP 7643593 A JP7643593 A JP 7643593A JP 2895705 B2 JP2895705 B2 JP 2895705B2
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稔 滝沢
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はモザイク荷電メンブラン
に関し、更に詳しくは電解質の分離用、非電解質の分離
用或は脱塩用として有用であるモザイク荷電メンブラン
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mosaic charged membrane, and more particularly to a mosaic charged membrane useful for separating electrolytes, separating non-electrolytes or desalting.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カチオン性ポリマーとアニオン性
ポリマーとが交互に配列されたモザイク荷電メンブラン
は、低分子電解質をメンブランを介して透析することが
出来、非電解質は透析することが出来ないという機能を
有しており、例えば、海水等の脱塩や淡水化用として期
待が大きく、種々の研究が為されている。代表的なモザ
イク荷電メンブランとしては、例えば、AとBのポリマ
ーが互いに相溶しないが、第三のポリマーCとブロック
化したA−C及びB−Cのブロックコポリマーを、ラメ
ラ或はシリンダー構造になる様に両者を量的に調整し、
その後アニオン性基とカチオン性基を導入したもの、或
は適当な透液性支持体上にアニオン性ポリマーとカチオ
ン性ポリマーとを平面的且つモザイク状に超薄膜形成
し、その上にエピタキシイ法により同一イオン性ポリマ
ー層を生長させたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a mosaic-charged membrane in which cationic and anionic polymers are alternately arranged can dialyze a low-molecular electrolyte through a membrane and cannot dialyze a non-electrolyte. It has a function and is expected to be used for desalination and desalination of seawater, for example, and various studies have been made. As a typical mosaic charged membrane, for example, a block copolymer of AC and BC in which the polymers of A and B are incompatible with each other but are blocked with the third polymer C is formed into a lamella or cylinder structure. Adjust both quantitatively to become
Thereafter, an anionic polymer and a cationic polymer are formed into an ultrathin film in a planar and mosaic form on a substrate having an anionic group and a cationic group introduced, or on an appropriate liquid-permeable support, and then an epitaxy method is formed thereon. Some have grown the same ionic polymer layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
2種のブロックコポリマーの相分離を利用して、メラ
或はシリンダー構造を形成させるには、両者の混合比の
量的制約及び両者の構造に異方性がある為に、メンブラ
ンの断面において異種のポリマー層が交互に重なり、メ
ンブランの表裏を同種のポリマー層で連通させることが
技術的にかなり困難であり、更にこの様な相分離構造
は、異方性であり、ラメラ構造又はシリンダー構造の方
向調整が困難である。又、この様な構造が出来た後に、
カチオン性基及びアニオン性基を導入するので、その製
造工程が複雑であり、且つこれらのイオン性基反応量
も制限されるものであった。又、エピタキシイ法では、
モザイクパターン上に各イオン性ポリマー層を生長させ
るのに、モザイクパターン超薄膜の形成や膜の生長に非
常に厳密な制御が必要であり、大面積のメンブラン作製
には問題があった。又、従来のいずいれの方法において
も、形成されるメンブランは非常に薄く且つ強度の低い
もので、強度が大で且つ性能に優れた比較的厚いメンブ
ランを形成することは出来なかった。従って本発明の目
的は、電解質の分離用、非電解質の分離用或は脱塩用と
して有用であるモザイク荷電メンブランを簡単な工程で
製造する方法を提供することである。
[Problems to be solved by the invention]
By utilizing the phase separation of the two block copolymers, in order to form La Mela or cylindrical structure, because of the anisotropy in quantitative constraints and both the structure of both the mixing ratio of the cross-section of the membrane The different polymer layers alternately overlap, and it is technically difficult to connect the front and back of the membrane with the same polymer layer. Further, such a phase separation structure is anisotropic, and has a lamella structure or a cylinder structure. It is difficult to adjust the direction. Also, after such a structure is made,
Since a cationic group and an anionic group are introduced, the production process is complicated, and the reaction amount of these ionic groups is also limited. In the epitaxy method,
In order to grow each ionic polymer layer on the mosaic pattern, very strict control of the formation of the mosaic pattern ultrathin film and the growth of the film was required, and there was a problem in producing a large-area membrane. Also, in any of the conventional methods, the membrane formed is very thin and has low strength, and it has not been possible to form a relatively thick membrane having high strength and excellent performance. Accordingly, an object of the present invention is to provide a mosaic charged membrane which is useful for separation of electrolytes, separation of non-electrolytes or desalination in a simple process.
It is to provide a method of manufacturing .

【0004】[0004]

【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、少なくとも一方
のポリマーが直径0.01〜10μmのスフェア(球状
体)であるカチオン性ポリマーとアニオン性ポリマーと
からモザイク荷電メンブランを製造するに際し、(1)
一方のイオン性ポリマーのスフェアと他方のイオン性の
直鎖状重合体溶液とを混合してキャスト製膜する、
(2)異種のイオン性ポリマーのスフェアの分散液を調
製し、該分散液を混合してキャスト製膜する、(3)一
方のイオン性のポリマーのスフェアの表面に、他方のイ
オン性の直鎖状重合体が化学的に結合したコア−シェル
型ポリマーをキャスト製膜し、コアを破壊する、(4)
異種のイオン性のスフェアの分散液をそれぞれ調製し、
該分散液を混合してキャスト製膜した後、その間隙を一
方のイオン性ポリマー或はモノマーを充填し、モノマー
の場合には更に重合させる、及び(5)一方のイオン性
ポリマーのスフェアを透液性支持体に固定後、該スフェ
アの間隙に他方のイオン性ポリマーを構成するモノマー
を充填して該モノマーを重合することをそれぞれ特徴と
するモザイク荷電メンブランの製造方法並びに上記の方
法で得られるカチオン性ポリマーとアニオン性ポリマー
とで作製したモザイク荷電メンブランにおいて、少なく
とも一方のポリマーが直径0.01〜10μmのスフェ
アであることを特徴とするモザイク荷電メンブランであ
る。
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention relates to at least one
Is a sphere with a diameter of 0.01 to 10 μm (spherical).
Polymers) and cationic polymers and anionic polymers
(1) when manufacturing a mosaic charged membrane from
Sphere of one ionic polymer and ionic of the other
Mixing with a linear polymer solution to form a cast film,
(2) Prepare a dispersion of spheres of different ionic polymers
To form a cast film by mixing the dispersion liquid.
On the surface of one ionic polymer sphere, the other
Core-shell chemically bonded with on-linear polymer
Cast polymer from mold polymer and destroy core, (4)
Dispersions of different ionic spheres are prepared respectively,
After mixing the dispersion to form a cast film, the gap is reduced to one.
Ionic polymer or monomer
In the case of the above, further polymerize, and (5) one ionic
After fixing the polymer sphere to the liquid-permeable support,
Monomer constituting the other ionic polymer in the gap
And polymerizing the monomer.
Method of manufacturing a mosaic charged membrane and the above method
A mosaic charged membrane prepared from a cationic polymer and an anionic polymer obtained by a method, wherein at least one polymer is a sphere having a diameter of 0.01 to 10 μm.

【0005】[0005]

【作用】モザイク荷電メンブランにおけるカチオン性ポ
リマーとアニオン性ポリマーとの少なくとも一方のポリ
マーを、直径0.01〜10μmのスフェアとすること
によって、電解質及び非電解質の選択的な分離性能及び
膜としての機械的強度等が向上したモザイク荷電メンブ
ランを安価に提供することが出来る。
By selectively forming at least one of a cationic polymer and an anionic polymer in a mosaic charged membrane into a sphere having a diameter of 0.01 to 10 μm, it is possible to selectively separate an electrolyte and a non-electrolyte and to provide a machine as a membrane. A mosaic charged membrane with improved mechanical strength and the like can be provided at low cost.

【0006】[0006]

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明で使用するカチオン
性ポリマーは、1〜3級のアミノ基又は4級アンモニウ
ム基、これらのイオン性基の塩の基を有するポリマーで
ある。アニオン性ポリマーは、スルホン酸基、カルボン
酸基、これらのイオン性基の塩の基を有するポリマーで
ある。塩の基の場合には、カチオン性基に対しては、例
えば、塩酸、硫酸、燐酸、有機酸等のアニオンが使用さ
れ、アニオン性基に対しては、例えば、アルカリ金属イ
オン等のカチオンが使用される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The cationic polymer used in the present invention is a polymer having primary to tertiary amino groups or quaternary ammonium groups, or a salt group of these ionic groups. The anionic polymer is a polymer having a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, or a salt group of these ionic groups. In the case of a salt group, for a cationic group, for example, an anion such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or an organic acid is used, and for an anionic group, for example, a cation such as an alkali metal ion is used. used.

【0007】カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポ
リビニルピリジン及びその4級化物、ポリ2−ヒドロキ
シ−3−メタクリロキシプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ポリメタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、ポリメタクリル酸ジエチルアミノエチル(又はそれ
らの塩)等、或いはこれらのポリマーを構成する複数の
モノマーの共重合体及び他のモノマーとの共重合体等が
挙げられる。アニオン性ポリマーとして、ポリ2−アク
リロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン
酸、ポリ2−アクリロイルアミノ−2−プロパンスルホ
ン酸、ポリメタクリロイルオキシプロピルスルホン酸、
ポリスルホプロピルメタクリレート、ポリ2−スルホエ
チルメタクリレート、ポリビニルスルホン酸、ポリアク
リル酸、ポリスチレン−マレイン酸共重合体(又はそれ
らの酸の塩)等、或いはこれらのポリマーを構成する複
数のモノマーの共重合体及び他のモノマーとの共重合体
等が挙げられる。
Examples of the cationic polymer include polyvinyl pyridine and quaternary compounds thereof, poly 2-hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium chloride, polydimethylaminoethyl methacrylate, and diethylaminoethyl polymethacrylate (or a salt thereof). And the like, or a copolymer of a plurality of monomers constituting these polymers and a copolymer with other monomers. As the anionic polymer, poly 2-acryloylamino-2-methyl-1-propanesulfonic acid, poly-2-acryloylamino-2-propanesulfonic acid, polymethacryloyloxypropylsulfonic acid,
Polysulfopropyl methacrylate, poly 2-sulfoethyl methacrylate, polyvinyl sulfonic acid, polyacrylic acid, polystyrene-maleic acid copolymer (or a salt of the acid), or the like, or a copolymer of a plurality of monomers constituting these polymers And copolymers with other monomers.

【0008】以上の如きポリマーをスフェアにする方法
としては、従来公知の種々の方法、例えば、ポリマー溶
液からスフェアを析出させる方法の他、例えば、ソープ
フリー重合、エマルジョン重合、懸濁重合、逆相重合、
シード重合等の重合方法が挙げられる。上記ポリマース
フェアは、架橋させることが好ましい場合がある。架橋
させる場合に用いる架橋剤としては、例えば、ジビニル
ベンゼン、メチレンビスアクリルアミド、ジメタクリル
酸エチレングリコール、ジメタクリル酸−1,3−ブチ
レングルコール、その他、3〜4官能性のアクリレート
及びメタクリレート類が挙げられる。これらの架橋剤は
ポリマーを構成するモノマー100重量部に対して20
重量部以下であり、好ましくは0.5〜10重量部の割
合で使用する。本発明では、上記架橋したスフェアと未
架橋のスフェアとを併用することが好ましい。使用する
スフェアの直径は0.01〜10μmであるが、好まし
くは0.02〜1μmである。
As a method for converting a polymer into a sphere as described above, besides various conventionally known methods, for example, a method of depositing a sphere from a polymer solution, for example, soap-free polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, reverse phase polymerization,
A polymerization method such as seed polymerization may be used. It may be preferable that the polymer sphere is crosslinked. Examples of the crosslinking agent used for crosslinking include divinylbenzene, methylenebisacrylamide, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, and other acrylates and methacrylates having 3 to 4 functionalities. No. These crosslinking agents are used in an amount of 20 parts by weight per 100 parts by weight of the monomers constituting the polymer.
It is used in an amount of 0.5 parts by weight or less, preferably 0.5 to 10 parts by weight. In the present invention, the crosslinked sphere and the uncrosslinked sphere are preferably used in combination. The sphere used has a diameter of 0.01 to 10 μm, preferably 0.02 to 1 μm.

【0009】本発明のモザイク荷電メンブランは、上記
の如きポリマースフェアの少なくとも1種を使用して形
成されるが、形成されるメンブランを補強する為に適当
な透液性支持体を使用することが好ましい。かかる透液
性支持体としては、織布、不織布、多孔質樹脂シート、
多孔質セラミック焼結体、金属メッシュ等の様な多孔質
体が好ましい。これらの多孔質体の厚みは0.01〜5
00μm、好ましくは0.1〜100μmである。本発
明のモザイク荷電メンブランを作製する方法では、アニ
オン性ポリマー又はカチオン性ポリマーの少なくとも一
方をスフェアとする必要があり、他方のポリマーは必ず
しもスフェアである必要はない。
[0009] The mosaic charged membrane of the present invention is formed using at least one kind of the polymer sphere as described above, and a suitable liquid-permeable support may be used to reinforce the formed membrane. preferable. As such a liquid-permeable support, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous resin sheet,
A porous body such as a porous ceramic sintered body or a metal mesh is preferred. The thickness of these porous bodies is 0.01 to 5
00 μm, preferably 0.1 to 100 μm. In the method for producing a mosaic charged membrane of the present invention, at least one of the anionic polymer and the cationic polymer needs to be a sphere, and the other polymer does not necessarily have to be a sphere.

【0010】本発明のメンブランの製造方法としては、
(1)一方のイオン性のポリマースフェアを透液性支持
体に固定化後、それらのスフェアの間隙に、他方のイオ
ン性モノマーを充填して該モノマーを重合させる方法、
(2)一方のイオン性のポリマースフェアと他方のイオ
ン性の直鎖状重合体溶液を混合してキャスト膜する方
法(尚、本発明において「直鎖状重合体」とは、スフェ
アと区別する言葉であり、スフェアでない限り分岐鎖を
有する重合体であってもよい)、(3)異種のイオン性
のポリマースフェアの分散液をそれぞれ調製し、それら
の分散液を混合してキャスト膜する方法、(4)一方
のイオン性のポリマースフェアの表面に、他方のイオン
性の直鎖状重合体を化学的に結合させてコア−シェル型
ポリマーとし、これををキャスト膜し、コアを破壊し
てコア同士を連結させる方法、(5)異種のイオン性の
ポリマースフェアの分散液をそれぞれ調製し、これらを
混合してキャスト膜した後、その間隙を一方のイオン
性ポリマー或はモノマーを充填し、モノマーを使用した
場合には更に重合させる方法等、上記(1)〜(4)の
方法を任意に組み合わせた方法が挙げられる。
The method for producing the membrane of the present invention includes:
(1) a method in which one ionic polymer sphere is immobilized on a liquid-permeable support, and then the other ionic monomer is filled in gaps between the spheres to polymerize the monomer.
(2) one ionic polymer spheres and other ionic linear polymer solution by mixing a method of cast film (The "linear polymer" in the present invention, distinguished from the sphere to a word, it may be a polymer having a branched chain unless spheres), (3) dispersion of an ionic polymer spheres heterologous were respectively prepared, cast film by mixing the dispersions thereof how to, (4) the surface of one of the ionic polymer spheres and chemically coupled to form the other ionic linear polymer core - the shell polymer, cast film forming of this, the core method of destroying connecting the cores and (5) a dispersion of an ionic polymer spheres heterologous were prepared respectively, after cast film by mixing these, the gap or one ionic polymer Mo Filling mer, how to further polymerization when using monomers, (1) to (4) methods in any combination of methods thereof.

【0011】上記で使用する2種のポリマースフェア
は、好ましくは架橋されたスフェアと未架橋のスフェア
との組み合わせとし、これらを混在させてキャスト
後、溶剤や圧力等で膜中のポリマースフェアを破壊又は
変形させることによって同種イオンの連結を確実にし、
又、膜の機械的強度を向上させることが出来る。
[0011] Two polymer spheres used in the above is preferably a combination of a sphere of uncrosslinked and spheres are crosslinked, after they were mixed by cast film, polymer spheres in the film with a solvent or pressure, etc. To ensure the connection of the same ions by destroying or deforming
Further, the mechanical strength of the film can be improved.

【0012】[0012]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 実施例 9.7部の架橋ポリ4−ビニルピリジンスフェア水分散
体(固形分=2.15重量%、直径約200nm)、
9.7部の未架橋のポリ4−ビニルピリジンスフェア水
分散体(固形分=2.34重量%、直径約180n
m)、スチレンスルホン酸ソーダとアクリルアミドとの
未架橋の共重合体(モル比1:1)水溶液(固形分10
重量%)及び7.4部の50重量%グルタールアルデヒ
ド水溶液を混合し、テフロン上にキャスト膜し風乾す
る。このメンブランをメタノール雰囲気中に1日静置し
て、未架橋のポリ4−ビニルピリジンスフェアをフイル
ム化し、続いてそのフイルムを塩酸ガス飽和液中に1日
放置後、水洗及び風乾し、ヨードブタン/メタノールの
雰囲気で処理し、続いて沃化メチル/メタノール雰囲気
で4−ビニルピリジンの窒素原子を完全に4級化した。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Example 1 9.7 parts of an aqueous dispersion of cross-linked poly 4-vinylpyridine sphere (solid content = 2.15% by weight, diameter of about 200 nm),
9.7 parts aqueous dispersion of uncrosslinked poly4-vinylpyridine spheres (solids = 2.34% by weight, diameter about 180 n)
m), an uncrosslinked copolymer of sodium styrenesulfonate and acrylamide (molar ratio 1: 1) in aqueous solution (solid content 10
Mixing 50 wt% glutaraldehyde aqueous solution wt%) and 7.4 parts, to cast film air dried on a Teflon. The membrane was allowed to stand in a methanol atmosphere for one day to form a film of uncrosslinked poly4 -vinylpyridine spheres. The film was then left in a saturated solution of hydrochloric acid for one day, washed with water and air-dried, and washed with iodobutane / The treatment was carried out in a methanol atmosphere, and then the nitrogen atom of 4-vinylpyridine was completely quaternized in a methyl iodide / methanol atmosphere.

【0013】この様にして得られたモザイク荷電メンブ
ランは、透液性支持体なしでもフイルム状を維持してい
る。このメンブランの透析試験は、図1に示す装置を用
いて実施した。容器1中に非電解質として0.05モル
%/リットルのグルコースと電解質として0.05モル
/リットルの塩化カリウム水溶液をそれぞれ20ml入
れ、容器2中には純水40mlを入れ、この2個の容器
の間に上記の本発明のメンブランを挟み、25℃に保
ち、攪拌して3日間保った後、容器中の電解質及び非電
解質のそれぞれの濃度を測定した。このメンブランの厚
さは約150μmであり、その透析性能を図2に示す。
図2に示す結果から明らかである様に、本発明のメンブ
ランは電解質及び非電解質の分離性能が良好であった。
尚、図2では極微量のグルコースが透析されているが、
これは測定誤差として現れたものと考えられる。いずれ
にしろ、電解質は良好に透析され、非電解質は殆ど透析
されず、電解質と非電解質の分離は十分に行われた。
又、図2に示した透析実験は、大気圧で行っているので
電解質の透析には長時間を要しているが、被透析液に圧
力をかける、又はメンブランを薄くする、或はメンブラ
ンを薄くし且つ圧力をかけることにより、透析時間を著
しく短縮させることが出来る。
[0013] The mosaic charged membrane obtained in this way maintains a film shape without a liquid-permeable support. The dialysis test of this membrane uses the device shown in FIG.
It was carried out. As a non-electrolyte in the container 1 0.05 mol% / l glucose and 20ml input respectively 0.05 mol / l potassium chloride aqueous solution as an electrolyte
Then, 40 ml of pure water is put in the container 2, and the two containers
The membrane of the present invention described above is sandwiched between
After stirring for 3 days, the electrolyte and non-
The concentration of each of the degradations was measured. The thickness of this membrane is about 150 μm, and its dialysis performance is shown in FIG.
As is clear from the results shown in FIG. 2, the membrane of the present invention had good separation performance of the electrolyte and the non-electrolyte.
In FIG. 2, a very small amount of glucose is dialyzed.
This is considered to have appeared as a measurement error. In any case, the electrolyte was dialyzed well, the non-electrolyte was hardly dialyzed, and the separation of the electrolyte and non-electrolyte was sufficient.
In addition, since the dialysis experiment shown in FIG. 2 is performed at atmospheric pressure, it takes a long time for dialysis of the electrolyte. By thinning and applying pressure, the dialysis time can be significantly reduced.

【0014】 実施例 実施例で使用したと同じスチレンスルホン酸ソーダと
アクリルアミドとの未架橋の共重合体(モル比1:1)
水溶液の半分を、スチレンスルホン酸ソーダ−スチレン
−アクリルアミド−ジビニルベンゼン(モル比 50/
30/10/10)からなる架橋スフェアで置換し、他
は実施例と同様にして本発明のモザイク荷電メンブラ
ンを作製した。このメンブランの厚さは約200μmで
あり、その透析性能は実施例の場合と同様であった。
Example 2 Same uncrosslinked copolymer of sodium styrene sulfonate and acrylamide as used in Example 1 (molar ratio 1: 1)
Half of the aqueous solution was made up of sodium styrene sulfonate-styrene-acrylamide-divinylbenzene (molar ratio 50 /
The mosaic charged membrane of the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the sphere was replaced with a crosslinked sphere consisting of (30/10/10). The thickness of this membrane was about 200 μm, and its dialysis performance was the same as in Example 1 .

【0015】 実施例 A.ポリ4−ビニルピリジンミクロゲルの調製 10部の4−ビニルピリジン、1部のジビニルベンゼ
ン、0.2部の2,2’−アゾビス(2−メチル−2−
メチルプロピノアミジン)ジハイドロクロライド及び5
00部の水を1リットルのフラスコに入れて窒素雰囲下
70℃で7時間重合する。得られた重合液は乳化液状で
あり、透析にて精製するか或は加圧濾過後、水洗洗浄に
よって精製してもよい。乾燥物は、水或はメタノールに
再分散させることが出来る。得られるポリマースフェア
の粒径は、乾燥時で約150nm、水中で約200n
m、そしてメタノール中で約500nmである。
Example 3 A. Preparation of poly 4-vinylpyridine microgel 10 parts of 4-vinylpyridine, 1 part of divinylbenzene, 0.2 parts of 2,2'-azobis (2-methyl-2-
Methylpropinoamidine) dihydrochloride and 5
In a 1 liter flask, 00 parts of water is polymerized at 70 ° C. for 7 hours under a nitrogen atmosphere. The obtained polymerization liquid is an emulsified liquid, and may be purified by dialysis, or may be purified by filtration under pressure, followed by washing with water and washing. The dried product can be redispersed in water or methanol. The obtained polymer spheres have a particle size of about 150 nm when dried and about 200 n in water.
m, and about 500 nm in methanol.

【0016】B.直鎖状ポリスルホン酸ソーダの調製 12部のスチレンスルホン酸ソーダ、4部のアクリルア
ミド、0.5部の2,2’−アゾビス(2−メチル−2
−メチルプロピノアミジン)ジハイドロクロライド、
0.8部のジアリルマロン酸、1部のクロトンアルデヒ
ド及び100部の水をフラスコに入れて窒素雰囲気下7
0℃で10時間反応後、アセトン−水再沈法によってポ
リマーを精製後常温で乾燥する。得られたポリマーの分
子量約44,000(GPC)であって、該ポリマーは
片末端にアミジノ基を有するポリマーである。
B. Preparation of linear sodium polysulfonate 12 parts of sodium styrenesulfonate, 4 parts of acrylamide, 0.5 part of 2,2'-azobis (2-methyl-2
-Methylpropinoamidine) dihydrochloride,
0.8 part of diallyl malonic acid, 1 part of crotonaldehyde and 100 parts of water are placed in a flask and placed under a nitrogen atmosphere.
After reacting at 0 ° C. for 10 hours, the polymer is purified by acetone-water reprecipitation method and dried at normal temperature. The obtained polymer has a molecular weight of about 44,000 (GPC), and the polymer has an amidino group at one end.

【0017】C.コア−シェル型ポリマーの調製 上記Bの直鎖状ポリスルホン酸ソーダ1部を10部の水
に溶かし、この中に0.5部の重炭酸ソーダを溶かし5
時間撹拌する。この中に1部のエピブロムヒドリンを添
加し、45℃にて10時間反応する。この反応液を透析
の操作によって精製する。反応生成物中の臭素は、アル
カリでイオン化し定量したところ、ポリマーの片末端に
1個付いた時に分子量約40,000となり、GPCに
よる分析結果とほぼ一致した。このポリマー水溶液を固
形分で5重量%に調製してその40部をとり、10部の
上記Aに示した10重量%ポリ4−ビニルピリジンミク
ロゲルのメタノール溶液と混合する。常温で24時間反
応後濾過水洗し減圧乾燥した。
C. Preparation of core-shell type polymer 1 part of the above-mentioned linear sodium polysulfonate of B was dissolved in 10 parts of water, and 0.5 part of sodium bicarbonate was dissolved therein.
Stir for hours. One part of epibromohydrin is added thereto and reacted at 45 ° C. for 10 hours. This reaction solution is purified by a dialysis operation. When bromine in the reaction product was ionized with an alkali and quantified, the molecular weight was about 40,000 when one was attached to one end of the polymer, which almost agreed with the analysis result by GPC. This aqueous polymer solution is adjusted to a solid content of 5% by weight, and 40 parts thereof are taken and mixed with 10 parts of a 10% by weight methanol solution of the poly-4-vinylpyridine microgel shown in the above A. After reacting at room temperature for 24 hours, the mixture was filtered, washed with water and dried under reduced pressure.

【0018】アルデヒドの定量と透過電子顕微鏡(TE
M)観察より、直鎖状ポリマーBはポリ4−ビニルピリ
ジンスフェアの表面のみに存在し、10個のピリジンユ
ニットに対して1本の割合で存在している。又、場合に
よっては沃化メチル等によってはピリジン環の窒素原子
を完全に4級化することも出来る。この様にして得られ
たコア−シェル型ポリマーを、実施例2のポリ4−ビニ
ルピリジンスフエアに代えて用い、又、コア−シェル中
のポリ4−ビニルピリジンと同当量のスルホン酸に対応
する直鎖状ポリスルホン酸ソーダの水溶液と混合してキ
ャスト膜し、実施例と同様の処理後に、そのメンブ
ランをステンレス製多孔質体に載せて200Kg/cm
2 の圧力で圧着させた。この様にして得られた本発明の
モザイク荷電メンブランは、被透析液である塩の水溶液
に圧力をかけることにより更に優れた脱塩効果を示し
た。
Aldehyde determination and transmission electron microscopy (TE
M) From the observation, the linear polymer B exists only on the surface of the poly (4-vinylpyridine sphere), and is present at a ratio of one to ten pyridine units. In some cases, the nitrogen atom of the pyridine ring can be completely quaternized by methyl iodide or the like. The core-shell type polymer obtained in this manner was used in place of the poly (4-vinylpyridine sphere) of Example 2, and corresponded to the same equivalent of sulfonic acid as poly (4-vinylpyridine) in the core-shell. linear polysulfone is mixed with sodium in aqueous solution cast film, after the same treatment as in example 1, 200 Kg / cm put the membrane on a stainless steel porous body
Crimping was performed at a pressure of 2 . The mosaic-charged membrane of the present invention thus obtained exhibited an even more excellent desalination effect by applying pressure to the aqueous solution of the salt to be dialyzed.

【0019】[0019]

【効果】以上の如き本発明によれば、モザイク荷電メン
ブランの作製にイオン性のポリマースフェアを使用する
ことにより、メンブラン中におけるスフェア同士の連結
は等方的となるので、形成されるメンブランの電解質の
透析が飛躍的に向上する。又、メンブランの製造におい
ても、メンブランの構成材料がスフェアであるので、ポ
リマー相の方向性は考慮する必要がない。従って、本発
明によって、電解質の分離用、非電解質の分離用或は脱
塩用として有用であるモザイク荷電メンブラン簡単な
工程で製造することが出来る。
According to the present invention as described above, the use of ionic polymer spheres in the preparation of a mosaic charged membrane makes the connection of the spheres in the membrane isotropic, and the electrolyte of the formed membrane is used. Dialysis is dramatically improved. Also, in the production of the membrane, it is not necessary to consider the directionality of the polymer phase because the constituent material of the membrane is a sphere. Accordingly, the present invention, for the separation of the electrolyte, mosaic charged membrane is useful for separating or desalination of non electrolytes Ru can be manufactured in a simple process.

【0020】[0020]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のモザイク荷電メンブランによる電解質
及び非電解質の濾過及び分離を説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating filtration and separation of an electrolyte and a non-electrolyte by a mosaic charged membrane of the present invention.

【図2】実施例1で得られたモザイク荷電メンブランに
よる電解質及び非電解質の分離性能を説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating the separation performance of an electrolyte and a non-electrolyte by the mosaic charged membrane obtained in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:電解質容器 2:非電解質容器 3:メンブラン 4:スタラー 1: electrolyte container 2: non-electrolyte container 3: membrane 4: stirrer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 71/00 - 71/82 510 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B01D 71/00-71/82 510

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも一方のポリマーが直径0.0
1〜10μmのスフェア(球状体)であるカチオン性ポ
リマーとアニオン性ポリマーとからモザイク荷電メンブ
ランを製造するに際し、一方のイオン性のポリマーの
フェアと他方のイオン性の直鎖状重合体溶液とを混合し
てキャスト膜することを特徴とするモザイク荷電メン
ブランの製造方法。
(1) at least one polymer has a diameter of 0.0
1 to 10 μm sphere (spherical) cationic
Mosaic charged membrane from limmer and anionic polymer
Production of a mosaic charged membrane characterized by mixing one ionic polymer sphere and another ionic linear polymer solution to form a cast film when producing a run. Method.
【請求項2】 少なくとも一方のポリマーが直径0.0
1〜10μmのスフェア(球状体)であるカチオン性ポ
リマーとアニオン性ポリマーとからモザイク荷電メンブ
ランを製造するに際し、異種のイオン性のポリマーの
フェアの分散液をそれぞれ調製し、該分散液を混合して
キャスト膜することを特徴とするモザイク荷電メンブ
ランの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein at least one polymer has a diameter of 0.0
1 to 10 μm sphere (spherical) cationic
Mosaic charged membrane from limmer and anionic polymer
Upon manufacturing a run, a dispersion of an ionic polymer of the scan <br/> fair heterologous were prepared respectively, the production method of the mosaic charged membrane, characterized by cast film by mixing the dispersion.
【請求項3】 少なくとも一方のポリマーが直径0.0
1〜10μmのスフェア(球状体)であるカチオン性ポ
リマーとアニオン性ポリマーとからモザイク荷電メンブ
ランを製造するに際し、一方のイオン性のポリマーの
フェアの表面に、他方のイオン性の直鎖状重合体が化学
的に結合したコア−シェル型ポリマーをキャスト
し、コアを破壊することを特徴とするモザイク荷電メン
ブランの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein at least one polymer has a diameter of 0.0
1 to 10 μm sphere (spherical) cationic
Mosaic charged membrane from limmer and anionic polymer
Upon manufacturing a run, on the surface of the scan <br/> Fair one ionic polymer, other ionic core linear polymer is chemically bonded - shell type polymer cast film, A method for producing a mosaic charged membrane, wherein the core is broken.
【請求項4】 少なくとも一方のポリマーが直径0.0
1〜10μmのスフェア(球状体)であるカチオン性ポ
リマーとアニオン性ポリマーとからモザイク荷電メンブ
ランを製造するに際し、異種のイオン性のスフェアの分
散液をそれぞれ調製し、該分散液を混合してキャスト
膜した後、その間隙を一方のイオン性ポリマー或はモノ
マーを充填し、モノマーの場合には更に重合させること
を特徴とするモザイク荷電メンブランの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein at least one polymer has a diameter of 0.0
1 to 10 μm sphere (spherical) cationic
Mosaic charged membrane from limmer and anionic polymer
Filling Upon manufacturing a run, a dispersion of spheres of ionic heterologous were prepared respectively, after casting <br/> film by mixing the dispersion, one of the ionic polymers or monomers that gap And a method for producing a mosaic charged membrane, which is further polymerized in the case of a monomer.
【請求項5】 少なくとも一方のポリマーが直径0.
01〜10μmのスフェア(球状体)であるカチオン性
ポリマーとアニオン性ポリマーとからモザイク荷電メン
ブランを製造するに際し、一方のイオン性のポリマーの
スフェアを透液性支持体に固定化後、そのスフェアの間
隙に他方のポリマーを構成するモノマーを充填して該モ
ノマーを重合することを特徴とするモザイク荷電メンブ
ランの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein at least one of the polymers has a diameter of 0.
Cationic as spheres (spheres) of 01-10 μm
Mosaic charged membrane from polymer and anionic polymer
In producing the bran, one ionic polymer sphere is immobilized on a liquid-permeable support, and then the monomer constituting the other polymer is filled into the space between the spheres to polymerize the monomer. A method for producing a mosaic charged membrane, characterized in that:
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の方
法で製造してなることを特徴とするモザイク荷電メンブ
ラン。
6. A mosaic charged membrane produced by the method according to any one of claims 1 to 5.
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