JP3453067B2 - 荷電モザイク膜、荷電モザイク膜の使用方法及び荷電モザイク膜を備えた装置 - Google Patents

荷電モザイク膜、荷電モザイク膜の使用方法及び荷電モザイク膜を備えた装置

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    • C08J2339/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2339/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C08J2339/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解質を透過する
荷電モザイク膜、荷電モザイク膜の製造方法、荷電モザ
イク膜の使用方法及び該荷電モザイク膜を備えた装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、カチオン性重合体ドメインとアニ
オン性重合体ドメインとが膜の厚さ方向に対して実質的
に交互に配列して貫通している荷電モザイク膜は公知で
あり、この公知の膜は、低分子量の電解質は透析するこ
とができるが、非電解質は透析することができないか、
或いは透析速度が非常に遅いという機能を有している。
【０００３】上記荷電モザイク膜の製造方法としては、
ブロック共重合体を使用する方法と、カチオン性及びア
ニオン性の少なくとも一成分を重合体微粒子の形で使用
する方法が提案されている。ブロック共重合体を使用す
る方法は、その製造方法が非常に難しい方法であるのに
対して、カチオン性及びアニオン性の少なくとも一成分
を重合体微粒子の形で使用する方法は、その製造が非常
に容易であるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記重合体微粒子を用
いる方法において、重合体微粒子として微小球体を使用
して荷電モザイク膜を製造すると、微小球体の持ってい
る集積性及び等方性から比較的容易に荷電モザイク膜を
製造することができる。しかしながら、この方法では膜
の大部分の構成成分がイオン性重合体であるために、形
成される膜が製膜乾燥時に収縮したり、脆弱な膜になり
易く、大面積の膜の製造には問題があった。
【０００５】上記の問題を改良する方法として、特開平
１０−８７８５５号公報に荷電モザイク膜のマトリック
ス成分として可撓性重合体成分を使用する方法が提案さ
れている。この方法により、大面積の荷電モザイク膜の
製造は容易になり、使用時の耐久性、ハンドリング性は
向上したが、製膜に長時間を要し、荷電性重合体成分と
マトリックス成分の混合及び分散安定性にやや問題があ
り、更には均一な膜厚を有する薄膜の製造が困難であっ
た。
【０００６】従って、本発明の目的は、製造が容易で、
優れた選択的透過性を有する、荷電性重合体粒子を用い
た荷電モザイク膜、及び製膜時間が短く、荷電性重合体
成分とマトリックス成分の混合及び分散安定性に優れ、
更に膜厚が均一で、且つ薄膜である荷電モザイク膜の製
造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の方法に
よって達成される。即ち、本発明は、カチオン性重合体
成分、アニオン性重合体成分（以下両成分を「荷電性重
合体成分」と称することがある）及びマトリックス成分
からなる荷電モザイク膜において、荷電性重合体成分
が、平均粒子径が０．０１〜２０μｍの架橋した粒状重
合体であり、上記荷電モザイク膜は荷電性重合体成分を
マトリックス成分の有機溶剤溶液に分散させてなる組成
物を、基材上に塗布又はキャストし、或は支持体に塗
布、含浸又はキャストし、上記組成物を乾燥して得られ
た、マトリックス成分中に荷電性重合体成分が分散して
なる非多孔質膜であって、マトリックス成分はポリスル
ホン系、ポリアリレート系、ポリアミド系、ポリイミド
系、ポリアミドイミド系、ポリウレタン系、フッ素系及
びシリコーン系樹脂から選ばれる少なくとも一種の重合
体であることを特徴とする荷電モザイク膜、該荷電モザ
イク膜の使用方法及び該モザイク膜を備えた装置であ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に好ましい実施の形態を挙げ
て本発明を更に詳しく説明する。本発明の荷電モザイク
膜は、膜のドメインを形成するカチオン性及びアニオン
性重合体成分（以下では荷電性重合体成分と称すること
がある）の少なくとも一成分が架橋した粒状重合体であ
り、マトリックス成分がポリスルホン系、ポリアリレー
ト系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリアミドイミド
系、ポリウレタン系、フッ素系及びシリコーン系樹脂か
ら選ばれる少なくとも一種の重合体から構成されること
が特徴である。
【０００９】又、この荷電モザイク膜の製造方法におい
ては、荷電性重合体を、マトリックス成分としてポリス
ルホン系、ポリアリレート系、ポリアミド系、ポリイミ
ド系、ポリアミドイミド系、ポリウレタン系、フッ素系
及びシリコーン系樹脂から選ばれる少なくとも一種の重
合体の有機溶剤溶液に分散させてなる組成物を使用して
製膜することが特徴である。尚、本発明において荷電モ
ザイク膜を構成する荷電性重合体成分の好ましい平均粒
子径は、０．０１〜２０μｍの範囲、好ましくは０．０
２〜１０μｍの範囲である。
【００１０】本発明で使用する荷電性重合体成分は、カ
チオン性重合体成分としては、第一級〜第三級のアミノ
基、第四級アンモニウム基、ピリジニウム基等のカチオ
ン性基及びそれらの塩の基を有する重合体が挙げられ、
アニオン性重合体成分としては、スルホン酸、カルボン
酸、硫酸エステル、燐酸エステル等のアニオン性基及び
それらの塩の基を有する重合体が挙げられる。イオン性
基をその塩の基とするに際しては、カチオン性基に対し
ては、例えば、塩酸、硫酸、燐酸、有機酸等の酸類が使
用され、アニオン性基に対しては、例えば、アルカリ金
属、アンモニア、アミン、アルカノールアミン等の塩基
類が使用される。
【００１１】又、荷電性重合体成分は、非荷電性の粒状
重合体を調製後、例えば、アミノ化及び第四級アンモニ
ウム化、加水分解、スルホン化、硫酸エステル化等の化
学修飾処理によって調製することができるが、化学的処
理により非荷電性重合体がカチオン性或いはアニオン性
化される処理方法であれば、例示以外の化学修飾処理法
も使用することができる。
【００１２】荷電性重合体成分を調製するために使用さ
れる代表的なモノマーとしては、例えば、（メタ）アク
リル酸、スチレンスルホン酸、（メタ）アクリロイルオ
キシプロピルスルホン酸、（メタ）アクリル酸スルホプ
ロピル、（メタ）アクリル酸−２−スルホエチル、２−
（メタ）アクリロイルアミノ−２−メチル−１−プロパ
ンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２−
プロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸等及びそれらの
塩等のアニオン性モノマー；４−ビニルピリジン、２−
ビニルピリジン及びその第四級化物；（メタ）アクリル
酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチル
アミノエチル、４−ビニルベンジルジメチルアミン、２
−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロキシプロピルジメ
チルアミン等及びそれらの第四級化物又はそれらの塩等
のカチオン性モノマーが挙げられる。
【００１３】又、化学修飾処理によって荷電性重合体成
分に変換される非荷電性重合体を調製するために使用さ
れる代表的なモノマーとしては、例えば、スチレン、α
−メチルスチレン、クロロメチルスチレン、ヒドロキシ
メチルスチレン等のスチレン系誘導体；（メタ）アクリ
ル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アク
リル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ポリエチ
レングリコール、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピ
ル、（メタ）アクリル酸ポリプロピレングリコール等の
（メタ）アクリル酸エステル誘導体；（メタ）アクリル
アミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチ
ロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル
（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルア
ミド等の（メタ）アクリルアミド誘導体、アクリロニト
リル、酢酸ビニル等の化学的修飾処理可能なモノマーが
挙げられる。
【００１４】化学修飾処理可能な非荷電性重合体は上記
のモノマーを重合することによって得られるが、その
際、必要に応じて、これらのモノマーと化学修飾処理反
応を実質的に受けない公知の非荷電性モノマーを共重合
させることも可能であり、かかるモノマーとしては、例
えば（メタ）アクリル酸ラウリルや（メタ）アクリル酸
ステアリル等が挙げられる。
【００１５】上記荷電性モノマー等を用いて調製される
荷電性及び非荷電性の粒状重合体は、必ずしも架橋され
ている必要はないが、製膜に際して有機溶剤を使用する
ことから、粒状重合体は架橋していることが好ましい。
粒状重合体の架橋は、通常、上記の荷電性重合体等を重
合する際に架橋性モノマーを共重合させることによって
行われる。
【００１６】架橋性モノマ−としては、例えば、ジビニ
ルベンゼン、メチレンビス（メタ）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−ブチレングリコール等の２官能性モノマー、ト
リメチロールプロパントリメタクリレート等の３官能モ
ノマーやその他の４官能性（メタ）アクリレート類等が
挙げられる。これらの架橋性モノマーは重合体を構成す
る前記モノマー１００重量部に対して、好ましくは０．
１〜３０重量部、更に好ましくは０．５〜１０重量部の
範囲で使用する。
【００１７】以上の如きモノマー及び架橋性モノマーを
用いて粒状重合体成分を調製する代表的な方法として
は、水系或いは非水系におけるラジカル重合が挙げられ
る。重合の形態としては、例えば、エマルジョン重合、
ソープフリー重合、懸濁重合、分散重合、逆相乳化重合
等の重合方法が挙げられるが、重合の形態は特にこれら
を限定されない。
【００１８】重合開始剤としては、従来公知のラジカル
重合で使用される開始剤はいずれも使用可能であり、例
えば、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，
２′−アゾビス（メチルイソブチレート）、２，２′−
アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、１，
１′−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリ
ル）、２，２′−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジ
ハイドロクロリド、２，２′−アゾビス（２−アミジノ
プロパン）ジアセテート、２，２′−アゾビス（Ｎ，
Ｎ′−ジメチレンイソブチルアミジン）ジハイドロクロ
リド等のアゾ系化合物；クメンハイドロパーオキシド、
ジクミルパーオキシド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウ
リル等の有機過酸化物；過硫酸アンモニウム、過硫酸カ
リウム等の過硫酸塩等の重合開始剤が挙げられる。
【００１９】本発明において、荷電モザイク膜を構成す
るマトリックス成分としては、ポリスルホン系、ポリア
リレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリアミド
イミド系、ポリウレタン系、フッ素系及びシリコーン系
樹脂から選ばれる少なくとも一種の重合体が好ましい。
これらの樹脂は、荷電モザイク膜を形成する際、加熱乾
燥等によって皮膜を形成することができる性質を有し、
形成された樹脂マトリックスは耐薬品性、耐溶剤性、耐
水性等の物性に優れ、化学的にも安定で加水分解や酸化
分解に対する耐久性に優れており、本発明の目的に最も
好ましいマトリックス成分である。
【００２０】ポリスルホン系樹脂は、分子内にスルホニ
ル基（−ＳＯ2−基）を有する縮合重合体で、具体的に
は、例えば、下記式（１）のポリスルホン樹脂、下記式
（２）のポリエーテルスルホン樹脂、下記式（３）のポ
リフェニルスルホン樹脂等のポリスルホン系樹脂及びそ
れらのスルホン化物等が挙げられる。ポリアリレート系
樹脂は、分子内にエステル基を有する縮合重合体で、具
体的には、例えば、下記式（４）〜（６）等が挙げられ
る。
【００２１】ポリアミド系樹脂は、分子内にアミド基を
有する縮合重合体で、具体的には、例えば、下記式
（７）等が挙げられる。ポリアミドイミド系樹脂は、分
子内にアミド基とイミド基を併せ持つ重合体で、具体的
には、例えば、下記式（８）及び（９）等が挙げられ
る。
【００２２】ポリイミド系樹脂は、分子内にイミド基を
有する縮合重合体で、具体的には、例えば、下記式（１
０）及び（１１）等が挙げられる。又、ポリエーテルイ
ミド樹脂も挙げられる。ポリウレタン系樹脂は、分子内
にウレタン基を有する重合体で、具体的には、例えば、
下記式（１２）及び（１３）等が挙げられる。又、ポリ
ウレタン尿素樹脂も挙げられる。
【００２３】フッ素系樹脂は、炭素、水素及びフッ素か
ら成る重合体で、具体的には、例えば、下記式（１４）
及び（１５）等が挙げられる。又、フッ素樹脂のスルホ
ン化物も挙げられる。具体的には、例えば、下記式（１
６）等が挙げられる。シリコーン系樹脂は、分子内にシ
ロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有する重合体で、具
体的には、例えば、下記式（１７）等が挙げられる。
【００２４】
【００２５】 上記式中のｍ及びｎは夫々の樹脂の分子量が約１，００
０〜５０万になる値である。
【００２６】以上の各樹脂は単独でも、混合しても使用
することも可能であり、更に、得られる荷電モザイク膜
に可撓性を付与するため、該膜の形成用組成物にブタジ
エン系又はエチレン−酢酸ビニル系樹脂等の添加も可能
である。
【００２７】本発明の荷電モザイク膜の製造方法は、荷
電性重合体成分の少なくとも一成分を粒状重合体、好ま
しくは架橋した粒状重合体とし、マトリックス成分とし
てのポリスルホン系、ポリアリレート系、ポリアミド
系、ポリイミド系、ポリアミドイミド系、ポリウレタン
系、フッ素系及びシリコーン系樹脂から選ばれる少なく
とも一種の重合体の有機溶剤溶液に分散させてなる組成
物を使用して製膜することが特徴である。
【００２８】先ず、荷電性重合体成分とマトリックス成
分の有機溶剤溶液とを混合及び分散させて塗布液を調製
する。その際、荷電性重合体成分は微粉末状態又は有機
溶剤に分散或いは溶解した状態で使用される。荷電性重
合体成分をマトリックス成分の有機溶剤溶液に混合、分
散或いは溶解させる方法は、特に制限されないが、例え
ば、超音波処理、ディゾルバー、ホモミキサー、スター
ラー等による撹拌等が挙げられる。
【００２９】本発明において、荷電モザイク膜のドメイ
ンを構成する荷電性重合体成分とマトリックス成分との
使用割合は、両成分の合計に対してマトリックス成分
が、２〜９５重量％の範囲が好ましく、更に好ましくは
１０〜８０重量％の範囲である。
【００３０】本発明において使用する有機溶剤として
は、マトリックス成分を溶解する有機溶剤である。例え
ば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピ
ロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド，Ｎ，Ｎ−ジエチルアセ
トアミド等の含窒素系溶剤；ジオキサン、テトラヒドロ
フラン等のエーテル系溶剤；メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン系溶剤；ジメチルスルホ
キシド、プロピレングリコールモノメチルエーテル、イ
ソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチ
ルエーテルアセテート、キシレン、ジクロルエチレン、
クロロホルム、シクロヘキサン等が挙げられる。
【００３１】これらの有機溶剤の中では、荷電性重合体
成分とマトリックス成分を混合する際、荷電性重合体成
分は微粉末状態又は有機溶剤に分散或いは溶解した状態
として使用されるため、荷電性重合体成分の分散性及び
分散安定性に優れた含窒素系溶剤が好ましい。又、系を
不安定にしない限りにおいて他の有機溶剤又は水系を併
用することも可能である。
【００３２】次に、上記で得られる塗布液を、基材上に
塗布手段を用いずにそのまま、又は公知の塗布方法を用
いて塗布又はキャスト（流延）し、或いは支持体に塗
布、含浸又はキャストし、その後塗布した塗布液を乾燥
により溶剤を除去して荷電モザイク膜を製膜する。乾燥
後形成された膜は、必要に応じて加熱融着処理、加熱加
圧プレス処理、第四級化処理等の処理を施し、本発明の
荷電モザイク膜が得られる。
【００３３】本発明で使用される上記基材としては、例
えば、ガラス板、アルミニウム板やテフロン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン等のプラスチックシート、フィル
ム或いは成形板、シリコーン樹脂又はポリプロピレン樹
脂コート離型紙等が挙げられる。又、本発明で使用され
る支持体としては、例えば、織布、不織布、メッシュ状
物、紙、濾紙状物、中空糸、多孔質体等が挙げられる。
これらの支持体の素材としては、例えば、ステンレス、
アルミニウム、セラミック、ポリエステル、ナイロン、
ポリアミド、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、セルロース、キチン、テフロン、ポリウレタ
ン、ポリスルホン等が挙げられる。
【００３４】上記基材及び支持体に塗布液を塗工する方
法としては、例えば、ロールコーティング、ブレードコ
ーティング、ナイフコーティング、スクイズコーティン
グ、エアドクターコーティング、グラビアコーティン
グ、ロッドコーティング、スプレーコーティング、含
浸、内添等の従来公知の塗工方法が挙げられる。
【００３５】上記の方法で塗布された塗布液は、例え
ば、ドラム乾燥、送風乾燥、赤外線ランプ乾燥等の方法
で乾燥され、本発明の荷電モザイク膜が形成される。か
かる膜の好ましい厚みは０．１〜１０００μｍの範囲、
更に好ましくは０．５〜２００μｍの範囲である。尚、
上記の如くして製造される本発明の荷電モザイク膜は、
平膜状、スパイラル状、円筒状、ひだ折り状、中空糸状
等の形状とすることができるが、膜の形状は特に限定さ
れるものではない。
【００３６】本発明の荷電モザイク膜は、カチオン性重
合体成分ドメインとアニオン性重合体成分ドメインとが
膜の厚さ方向に対して実質的に交互に配列し貫通してい
る構造を有し、低分子量の電解質は透析できるが、非電
解質は透析できないか或いは透析速度が非常に遅いとい
う機能を有している。
【００３７】従って、本発明の荷電モザイク膜は、電解
質の選択的透過に使用することができる。その具体的な
例としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、
硫酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、塩化カルシウム等
の低分子量の電解質の脱塩用、更には塩酸、酢酸、水酸
化ナトリウム等の脱イオン用等として有用であり、例え
ば、飲料用、工業用水、純水、超純水等の水処理工業に
おける脱塩、化学工業、金属工業等の工業排水の脱塩、
色素製造工業における染料及び顔料の脱塩、発酵工業及
び食品工業等の生化学関連製品の脱塩、医薬品の脱塩、
記録媒体として染料の吸着等に有用である。
【００３８】特に本発明の荷電モザイク膜は、タンパク
質、ＤＮＡ等の脱塩、染料、顔料、界面活性剤等の脱塩
等、従来、電気透析においては発熱による目的物質の変
質、イオン的吸着による膜汚染等により適用できなかっ
た分野において有用である。又、本発明の荷電モザイク
膜は、上記の如き膜構造を有することから、膜の導電
性、イオンの通過性等の性質を利用した電気透析、拡散
透析、電気分解、電池等の隔膜等にも有用である。
【００３９】
【実施例】次に合成例及び実施例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚、文中の部及び％は特に断りのな
い限り重量基準である。 合成例１（ポリマーＡ：カチオン性粒状重合体） ４−ビニルピリジン ２０．０部 ジビニルベンゼン ２．０部 ２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジハイドロクロリド ０．４部 水 １，０００部 上記成分をフラスコに仕込み、窒素気流下、８０℃で８
時間重合した。重合生成物を凍結乾燥して、内部が架橋
した粒状重合体を得た。該粒状重合体の平均粒子径は走
査型電子顕微鏡で測定したところ約３５０ｎｍであっ
た。
【００４０】合成例２（ポリマーＢ：カチオン性粒状重
合体） ポリマーＡのポリ４−ビニルピリジン粒子をメチルアル
コールに分散させ、該分散液にヨウ化メチルを添加し１
２時間攪拌し、更に、塩酸で塩交換を行い、十分水洗し
てポリ４−ビニルピリジンの第四級化物を得た。凍結乾
燥により得られた粒状重合体の平均粒子径は約３６０ｎ
ｍであった。
【００４１】 合成例３（ポリマーＣ：カチオン性粒状重合体） クロロメチルスチレン ２００．０部 ジビニルベンゼン １０．０部 過硫酸カリウム ４．０部 チオ硫酸ナトリウム ４．０部 ラウリル硫酸ナトリウム ４０．０部 水 １，０００部
【００４２】上記成分をフラスコに仕込み、窒素気流
下、５０℃で１２時間重合した。分離した粒状重合体を
温水及びメチルアルコールで十分に洗浄し、粒状重合体
表面の界面活性剤を取り除いた。続いて、粒状重合体を
水に分散させて分散液を調製し、これにトリエチルアミ
ンを添加し、１２時間撹拌した。その後、凍結乾燥して
粒状重合体の第四級アンモニウム塩を得た。該粒状重合
体の平均粒子径は約１５０ｎｍであった。
【００４３】 合成例４（ポリマーＤ：アニオン性粒状重合体） スチレン ４１．６部 アクリロニトリル ７．１部 ヒドロキシエチルメタクリレート ８．１部 ジビニルベンゼン ８．７部 過硫酸カリウム ０．５部 水 １，０００部
【００４４】上記成分をフラスコに仕込み、窒素気流
下、８０℃で８時間重合した。得られた重合体の平均粒
子径は約１８０ｎｍであった。上記粒状重合体を濾過に
より分離し、乾燥後粉砕して粒状重合体を得た。この粒
状重合体１００部を、６５０部の９８％濃硫酸に徐々に
添加し、５０℃で２４時間、次いで８０℃で３時間撹拌
した。その後、冷却し、反応混合液を大量の氷水に投入
した。炭酸ナトリウムで中和した後、濾過して粒状重合
体を分離し、十分水洗した。得られた粒状重合体は、赤
外線吸収スペクトル及びイオンクロマトグラフィー等の
分析によって、芳香環にほぼ１個のスルホン酸基が導入
されていることが確認できた。この粒状重合体の平均粒
子径は約２４０ｎｍであった。
【００４５】 合成例５（ポリマーＥ：アニオン性粒状重合体） スチレンスルホン酸ナトリウム ２５．０部 スチレン １０．０部 ブチルアクリレート ５．０部 アクリルアミド ２．８部 ジビニルベンゼン １．８部 ２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジハイドロクロリド １．０部 水 １，０００部 上記成分をフラスコに仕込み、窒素気流下、７５℃で１
０時間重合した。得られた重合体をアセトン−水による
再沈法で精製した。この粒状重合体の平均粒子径は約１
００ｎｍであった。
【００４６】実施例１ 前記ポリマーＡ３．６部をＮ−メチル−２−ピロリドン
８．５部に分散させた。この分散液とポリスルホン（ア
モコ社製 分子量３０，０００）の２０％Ｎ−メチル−
２−ピロリドン溶液６０部とを１時間混合し、更にこの
分散液とポリマーＤ８．４部とＮ−メチル−２−ピロリ
ドン１９．５部とからなる分散液を混合して塗布液を調
製した。上記塗布液をポリプロピレン樹脂コート離型紙
上にナイフコーターで塗布及び熱風乾燥した。更にヨウ
化メチル雰囲気中に室温で１２時間放置後、水洗、風乾
して本発明の荷電モザイク膜を得た。上記の方法で製膜
された荷電モザイク膜は、約３０μｍの膜厚で、且つ均
一な厚みを有していた。
【００４７】（膜の評価）電解質として０．１ｍｏｌ／
リットルの塩化カリウム水溶液１００ｍｌと、非電解質
として０．１ｍｏｌ／リットルのグルコース水溶液１０
０ｍｌを図１の容器Ａに入れ、容器Ｂに２００ｍｌの脱
イオン水を入れ、２５℃、常圧下で透析を行ったところ
図２に示すように十分な透析分離性能を示した。
【００４８】実施例２ 前記ポリマーＡ２．０部をＮ−メチル−２−ピロリドン
８．０部に分散させた。この分散液とポリアリレート
（ユニチカ社製Ｕ−１００）の１０％Ｎ−メチル−２−
ピロリドン溶液６６．７部とを１時間混合し、更にこの
分散液とポリマーＤ４．７部とＮ−メチル−２−ピロリ
ドン１８．７部とからなる分散液を混合して塗布液を調
製した。この塗布液をポリプロピレン樹脂コート離型紙
上にナイフコーターで塗布、熱風乾燥した。更に、ヨウ
化メチル雰囲気中に室温で１２時間放置後、水洗、風乾
して本発明の荷電モザイク膜を得た。この方法で製膜さ
れた荷電モザイク膜は、約５０μｍの膜厚で、且つ均一
な厚みを有していた。又、電解質の透析分離性能を実施
例１と同様にして評価したが、実施例１とほぼ同等の結
果であった。
【００４９】実施例３ 前記ポリマーＢ３．６部をポリアミド樹脂の１０％Ｎ−
メチル−２−ピロリドン溶液９０．９部に２時間混合
し、分散させた。この分散液に、更にポリマーＤ５．５
部を混合、分散させて塗布液を調製した。この塗布液を
ガラス板上にナイフコーターで塗布、熱風乾燥し、更に
水中に浸してガラス板を取り除き、風乾して本発明の荷
電モザイク膜を得た。この製膜された荷電モザイク膜
は、約５０μｍで、且つ均一な厚みを有していた。又、
電解質の透析分離性能を実施例１と同様にして評価した
が、実施例１とほぼ同等の結果であった。
【００５０】実施例４ 前記ポリマーＣ４．６部をＮ，Ｎジメチルホルムアミド
２５．８部に分散させた。この分散液とポリウレタン樹
脂（大日精化工業製レザミン）の２９％Ｎ，Ｎジメチル
ホルムアミド３７．６部とを１時間混合し、更に、この
分散液とポリマーＥ６．４部とＮ，Ｎジメチルホルムア
ミド２５．５部とからなる分散液を混合して塗布液を調
製した。この塗布液をポリプロピレン樹脂コート離型紙
上にナイフコーターで塗布し、更に、塗布面上にポリエ
ステル不織布を密着させ、熱風乾燥し、本発明の荷電モ
ザイク膜を得た。このようにして得られたポリエステル
不織布の支持体からなる荷電モザイク膜の電解質の透析
分離性能を実施例１と同様にして評価したが、実施例１
とほぼ同等の結果であり、且つ使用時の耐久性及びハン
ドリング性は良好であった。
【００５１】実施例５ ポリマーＡ３．０部をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１
２．０部に分散させた。この分散液とポリスルホン／ポ
リエーテル系ポリウレタン（＝４／１（不揮発分重量
比））から成るマトリックス成分の２０重量％のＮ，Ｎ
−ジメチルホルムアミド溶液５０部を１時間混合し、更
に、この分散液とポリマーＤ７．０部とＮ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド２８．０部からなる分散液を混合して塗
布液を調製した。この塗布液をポリプロピレン樹脂コー
ト離型紙上にナイフコーターで塗布し、熱風乾燥した。
更に、ヨウ化メチル雰囲気中に室温で１２時間放置後、
水洗、風乾して本発明の荷電モザイク膜を得た。このよ
うにして得られた荷電モザイク膜は、膜厚が約３０μｍ
で、且つ均一な厚みを有し、更に、実施例１の荷電モザ
イク膜に比し可撓性を有していた。又、電解質の透析分
離性能を実施例１と同様にして評価したが、実施例１と
ほぼ同等の結果であった。
【００５２】
【発明の効果】以上の如き本発明によれば，耐薬品性、
耐溶剤性、耐水性等の物性に優れ、化学的にも安定で、
加水分解や酸化分解に対する耐久性をも有し、優れた選
択的透過性を有する荷電モザイク膜が提供される。又、
本発明によれば、ドメインを形成する荷電性重合体成分
として少なくとも一成分が架橋した粒状重合体を用い、
マトリックス形成重合体成分としてポリスルホン系、ポ
リアリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリア
ミドイミド系、ポリウレタン系、フッ素系及びシリコー
ン系樹脂から選ばれる少なくとも一種の重合体をそれぞ
れ用い、マトリックス成分の有機溶剤溶液に荷電重合体
を分散させてなる組成物を使用することによって、製膜
時間が短く、荷電性重合体成分とマトリックス成分の混
合、分散安定性に優れ、膜厚が均一で、且つ薄膜の荷電
モザイク膜を製造することができる。従って、本発明の
荷電モザイク膜は、電解質の選択的透過、例えば、電解
質の移動、分離、濃縮、或いは吸着等に使用することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の荷電モザイク膜を使用する装置の一
例である透析装置を示す図。
【図２】 実施例１の荷電モザイク膜の透析分離性を示
す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２５Ｂ 13/08 ３０１ Ｈ０１Ｍ 2/16 Ｐ // Ｈ０１Ｍ 2/16 Ｃ０２Ｆ 1/46 １０３ (72)発明者 小熊 尚実 東京都中央区日本橋馬喰町１−７−６ 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 土居 誠司 東京都中央区日本橋馬喰町１−７−６ 大日精化工業株式会社内 (72)発明者 中村 道衛 東京都中央区日本橋馬喰町１−７−６ 大日精化工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−38865（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−276122（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−155281（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−7745（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 69/02 - 71/06

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カチオン性重合体成分、アニオン性重合
    体成分（以下両成分を「荷電性重合体成分」と称するこ
    とがある）及びマトリックス成分からなる荷電モザイク
    膜において、荷電性重合体成分が、平均粒子径が０．０
    １〜２０μｍの架橋した粒状重合体であり、上記荷電モ
    ザイク膜は、荷電性重合体成分をマトリックス成分の有
    機溶剤溶液に分散させてなる組成物を、基材上に塗布又
    はキャストし、或は支持体に塗布、含浸又はキャスト
    し、上記組成物を乾燥して得られた、マトリックス成分
    中に荷電性重合体成分が分散してなる非多孔質膜であっ
    て、マトリックス成分はポリスルホン系、ポリアリレー
    ト系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリアミドイミド
    系、ポリウレタン系、フッ素系及びシリコーン系樹脂か
    ら選ばれる少なくとも一種の重合体であることを特徴と
    する荷電モザイク膜。
  2. 【請求項２】 カチオン性重合体成分が、第一級〜第三
    級のアミノ基、第四級アンモニウム基、ピリジニウム基
    又はそれらの塩の基を有する重合体であり、アニオン性
    重合体成分が、スルホン酸、カルボン酸、硫酸エステル
    又は燐酸エステル基又はそれらの塩の基である請求項１
    に記載の荷電モザイク膜。
  3. 【請求項３】 荷電モザイク膜のドメインを構成する荷
    電性重合体成分とマトリックス成分との使用割合が、両
    成分の合計に対してマトリックス成分が、２〜９５重量
    ％の範囲である請求項１に記載の荷電モザイク膜。
  4. 【請求項４】 厚みが０．１〜１０００μｍの範囲であ
    る請求項１に記載の荷電モザイク膜。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の荷電モザイク膜を、電
    解質の透過に使用することを特徴とする荷電モザイク膜
    の使用方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の荷電モザイク膜を備え
    たことを特徴とする装置。
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