JP4960719B2 - Anion exchange net - Google Patents

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本発明は、電気透析に際してアニオン交換膜とカチオン交換膜との間に配置されるアニオン交換ネットに関する。 The present invention relates to an anion exchange net disposed between an anion exchange membrane and a cation exchange membrane during electrodialysis .

電気透析による電解質溶液の脱塩技術は、かん水の脱塩を目的として1950年代に最初に開発された技術であり、その後食塩の製造を目的とする海水濃縮、しょうゆ及びホエーの脱塩、各種化学プロセスの合理化、廃水処理、ワイン中の不純物の分離など、さまざまな用途に利用されてきている。   Electrodialysis desalination of electrolyte solution was first developed in the 1950s for the purpose of desalination of brackish water, followed by concentration of seawater for the production of salt, soy sauce and whey desalination, and various chemicals. It has been used for various purposes such as process rationalization, wastewater treatment, and separation of impurities in wine.

電気透析装置は、陽極室と陰極室を両端に有し、この間にアニオン交換膜とカチオン交換膜とを交互に配し、脱塩室と濃縮室を交互に形成してなる装置である。このような電気透析装置において、脱塩室内にイオン伝導体であるイオン交換体を収容することにより、電導性が向上し、主に異種イオンの交換体との界面(接点)で電位差によりもたらされる「水解」現象がおこりにくくなり、低濃度域で電解質の脱塩が可能となることが知られている。   The electrodialyzer has an anode chamber and a cathode chamber at both ends, and an anion exchange membrane and a cation exchange membrane are alternately disposed between the anode chamber and the cathode chamber, and a desalting chamber and a concentration chamber are alternately formed. In such an electrodialysis apparatus, the ion exchanger, which is an ion conductor, is accommodated in the desalting chamber, so that the electrical conductivity is improved and is mainly caused by a potential difference at the interface (contact point) with the exchanger of different ions. It is known that the “hydrolysis” phenomenon is less likely to occur, and the electrolyte can be desalted in a low concentration range.

このような電気透析装置に用いられるイオン交換体として、繊維状イオン交換体からなる不織布が知られている。かかる不織布として、例えばポリオレフィンまたはフッ化ポリオレフィンを用い、延伸開孔法により多孔質繊維からなる不織布を形成し、その空孔内にスチレン/ジビニルベンゼン系イオン交換性重合体を充填して得られるもの(特許文献1参照)や、ポリオレフィンまたはフッ化ポリオレフィン製繊維からなる不織布に、放射線でグラフト重合を施した後にイオン交換基を導入して得られるもの(特許文献2参照)などが提案されているが、これらの繊維状イオン交換体を電気透析に用いると、溶液は狭い繊維間隙を通過するばかりか、不織布の幅あるいは長さ方向の長い距離を通過するため、圧力損失が大きいという問題点がある。   As an ion exchanger used in such an electrodialysis apparatus, a nonwoven fabric made of a fibrous ion exchanger is known. As such a nonwoven fabric, for example, a polyolefin or a fluorinated polyolefin is used, and a nonwoven fabric made of porous fibers is formed by a stretch opening method, and the pores are filled with a styrene / divinylbenzene-based ion exchange polymer. (See Patent Document 1), and a non-woven fabric made of polyolefin or fluorinated polyolefin fiber, which is obtained by introducing an ion exchange group after performing graft polymerization with radiation (see Patent Document 2), etc. have been proposed. However, when these fibrous ion exchangers are used for electrodialysis, the solution not only passes through a narrow fiber gap, but also passes through a long distance in the width or length direction of the nonwoven fabric, so there is a problem that the pressure loss is large. is there.

そのため、上記のような繊維状イオン交換体からなる不織布に代えて、イオン交換ネットをカチオン交換膜とアニオン交換膜の間に配置することが提案されている。そもそも電気透析装置において、カチオン交換膜とアニオン交換膜の間には、スペーサーと呼ばれるネットが介在している。スペーサーの役割としては、膜と膜の中間に介在して膜の接触を防ぐとともに、脱塩室と濃縮室との区画、膜の機械的支持、および脱塩液の攪拌混合などが挙げられる。このスペーサーにイオン交換基を付与し、イオン交換ネットとすることで、限界電流密度を向上させることができ、この結果、必要膜面積を減少させたり、低電解質濃度領域での脱塩が可能となる。さらに、イオン交換樹脂による脱塩性能の低下や、繊維状イオン交換体における圧力損失を防ぐことも可能となる。   Therefore, it has been proposed to dispose an ion exchange net between a cation exchange membrane and an anion exchange membrane in place of the nonwoven fabric made of the fibrous ion exchanger as described above. In the first place, in an electrodialysis apparatus, a net called a spacer is interposed between a cation exchange membrane and an anion exchange membrane. The role of the spacer includes intervening between the membranes to prevent contact between the membranes, and a partition between the desalting chamber and the concentration chamber, mechanical support of the membrane, and stirring and mixing of the desalted solution. By adding an ion exchange group to this spacer to form an ion exchange net, the limit current density can be improved, and as a result, the required membrane area can be reduced and desalting can be performed in a low electrolyte concentration region. Become. Furthermore, it becomes possible to prevent the desalination performance from being lowered by the ion exchange resin and the pressure loss in the fibrous ion exchanger.

このように、イオン交換ネットをスペーサーとして使用することにより、電気透析装置において脱塩を行う際に、水の通り道となるイオン交換膜に加え、スペーサーもイオンを捕捉するため、水のイオン濃度が低下しても、低電圧で効率よくイオンが移動できる。そのため、たとえば、海水から水を取り出すときにも、純度の高い純水を取り出すことが可能となっている。   Thus, by using an ion exchange net as a spacer, when performing desalting in an electrodialyzer, in addition to an ion exchange membrane that becomes a water passage, the spacer also captures ions, so the ion concentration of water is Even if it decreases, ions can move efficiently at a low voltage. Therefore, for example, when taking out water from seawater, pure water with high purity can be taken out.

イオン交換ネットの製造方法としては、粉砕したイオン交換樹脂を親水性ポリマーの水溶液と混合し、この溶液を市販のネットのポリマー材料に塗布し、乾燥して親水性ポリマーを架橋させる方法(特許文献3参照)があるが、得られるイオン交換ネットの交換容量の低さから、実用化には至っていない。   As a method for producing an ion exchange net, a method in which a pulverized ion exchange resin is mixed with an aqueous solution of a hydrophilic polymer, this solution is applied to a polymer material of a commercially available net, and dried to crosslink the hydrophilic polymer (Patent Literature). However, it has not been put into practical use because of the low exchange capacity of the obtained ion exchange net.

また、本出願人は、先に、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体をネット状に成型してアニオン交換前駆体ネットを作製した後、該ネット中の官能基(グリシジル基)をアニオン交換基に転換させるアニオン交換ネットの製造法を提案した(特願2005−223340号)。この方法によれば、比較的高い交換容量を有するアニオン交換ネットを製造することができる。
特開2002−95978 特開平4−293581 米国特許第6090258号
In addition, the applicant first formed an anion exchange precursor net by molding an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer into a net, and then converted the functional group (glycidyl group) in the net into an anion exchange group. Proposed a method for producing an anion exchange net (Japanese Patent Application No. 2005-223340). According to this method, an anion exchange net having a relatively high exchange capacity can be produced.
JP2002-95978 JP 4-293811 US Pat. No. 6,090,258

しかしながら、従来公知のアニオン交換ネットは、そのイオン交換容量があまり高いものではないばかりか、柔軟性に乏しく、例えば、スペーサーとしてアニオン交換膜とカチオン交換膜との間に配置して電気透析を行う場合、該ネットとイオン交換膜との間に十分な接触面積を確保することができず、液のリークなどを生じやすいという問題があり、さらなる特性改善が求められている。   However, the conventionally known anion exchange nets are not only high in ion exchange capacity but also poor in flexibility. For example, electrodialysis is performed by placing them between an anion exchange membrane and a cation exchange membrane as a spacer. In this case, there is a problem that a sufficient contact area cannot be ensured between the net and the ion exchange membrane, and liquid leakage is likely to occur, and further improvement in characteristics is required.

従って、本発明の目的は、イオン交換容量が高く且つ柔軟性に富んでおり、電気透析装置に使用されるアニオン交換ネットを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an anion exchange net used for an electrodialysis apparatus, which has a high ion exchange capacity and a high flexibility.

本発明者等は、アニオン交換ネットを形成するアニオン交換樹脂について鋭意検討した結果、アニオン交換基を導入し得る官能基を有している熱可塑性樹脂を使用し、これにアニオン交換基導入用のポリアミノ化合物を反応させて該熱可塑性樹脂にアミノ基を固定し、次いで該アミノ基を第4級化することによりアニオン交換樹脂を製造するに際して、熱可塑性樹脂として、軟化点が低いものを使用することにより、高いアニオン交換容量を有し、しかもアニオン交換ネットして使用する際には優れた柔軟性を示すアニオン交換樹脂が得られるという新規知見を見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies on the anion exchange resin that forms the anion exchange net, the present inventors have used a thermoplastic resin having a functional group capable of introducing an anion exchange group. When an anion exchange resin is produced by reacting a polyamino compound to fix an amino group on the thermoplastic resin and then quaternizing the amino group, a thermoplastic resin having a low softening point is used. As a result, the inventors have found a novel finding that an anion exchange resin having a high anion exchange capacity and an excellent flexibility when used as an anion exchange net can be obtained, thereby completing the present invention.

即ち、本発明によれば、ネット状に形成されたアニオン交換樹脂からなるアニオン交換ネットにおいて、
前記アニオン交換樹脂は、グリシジル基、エポキシ基及び酸無水物基からなる群より選択された少なくとも1種の官能基を有する構成単位と酢酸ビニル構成単位を有しており且つ該酢酸ビニル構成単位を0.3乃至2.0mmol/gの割合で含有している熱可塑性共重合体にアニオン交換基を導入することにより得られ、1.5mmol/g以上のアニオン交換容量及び25%以上の含水率を有していることを特徴とするアニオン交換ネットが提供される。
That is, according to the present invention, in an anion exchange net comprising an anion exchange resin formed in a net shape,
The anion exchange resin has a structural unit having at least one functional group selected from the group consisting of a glycidyl group, an epoxy group, and an acid anhydride group and a vinyl acetate structural unit, and the vinyl acetate structural unit Obtained by introducing anion exchange groups into the thermoplastic copolymer contained at a rate of 0.3 to 2.0 mmol / g, an anion exchange capacity of 1.5 mmol / g or more and a water content of 25% or more An anion exchange net characterized by having:

本発明のアニオン交換ネットは、
(1)前記共重合体が、前記酢酸ビニル構成単位に加え、エチレン構成単位とグリシジルメタクリレート構成単位とを有していること、
(2)アニオン交換容量と含水率から、下記式により求められる固定イオン濃度が6乃至10mmol/gの範囲にあること、
固定イオン濃度=(アニオン交換容量/含水率)×100
が好適である。
The anion exchange net of the present invention is
(1) In addition to the vinyl acetate structural unit, the copolymer has an ethylene structural unit and a glycidyl methacrylate structural unit.
(2) From the anion exchange capacity and water content , the fixed ion concentration determined by the following formula is in the range of 6 to 10 mmol / g,
Fixed ion concentration = (anion exchange capacity / water content) × 100
Is preferred.

本発明において、ネット状に形成されるアニオン交換樹脂は、
グリシジル基、エポキシ基及び酸無水物基からなる群より選択された少なくとも1種の官能基を有する構成単位と酢酸ビニル構成単位とを有しており、該酢酸ビニル構成単位を0.3乃至2.0mmol/gの割合で含み、且つビカット軟化点が70℃以下の熱可塑性共重合体を用意する工程、
前記熱可塑性共重合体に、複数のアミノ基を有し且つ分子量が100乃至10,000の範囲にあるポリアミノ化合物を反応させて、該熱可塑性共重合体中にポリアミノ化合物を固定する工程、
ポリアミノ化合物が固定された前記熱可塑性共重合体にハロゲン化アルキルを反応させて、アミノ基を第4級化する工程、
からなるプロセスによって製造される。
In the present invention, the anion exchange resin formed in a net shape is
A structural unit having at least one functional group selected from the group consisting of a glycidyl group, an epoxy group, and an acid anhydride group, and a vinyl acetate structural unit; Preparing a thermoplastic copolymer containing at a rate of 0.0 mmol / g and having a Vicat softening point of 70 ° C. or lower;
A step of reacting the thermoplastic copolymer with a polyamino compound having a plurality of amino groups and having a molecular weight in the range of 100 to 10,000, and fixing the polyamino compound in the thermoplastic copolymer;
A step of reacting an alkyl halide with the thermoplastic copolymer to which a polyamino compound is fixed to quaternize an amino group;
Manufactured by a process consisting of

上記のアニオン交換樹脂の製造プロセスでは、
(1)前記熱可塑性共重合体は、前記酢酸ビニル構成単位に加え、エチレン構成単位とグリシジルメタクリレート構成単位とを有していること、
が好適であるが、さらには、
(2)前記熱可塑性共重合体は、前記官能基を有し且つ80℃よりも高いビカット軟化点を有する高軟化点樹脂成分と、80℃以下のビカット軟化点を有する低軟化点樹脂成分とのブレンド物であること、
(4)前記高軟化点樹脂成分がエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体であり、低軟化点樹脂成分がポリ酢酸ビニルであること、
という態様を採用することもできる。
In the above anion exchange resin production process,
(1) The thermoplastic copolymer has an ethylene structural unit and a glycidyl methacrylate structural unit in addition to the vinyl acetate structural unit,
Is preferred, but
(2) The thermoplastic copolymer has a high softening point resin component having the functional group and a Vicat softening point higher than 80 ° C, and a low softening point resin component having a Vicat softening point of 80 ° C or lower. A blend of
(4) The high softening point resin component is an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer, and the low softening point resin component is polyvinyl acetate.
It is also possible to adopt such a mode.

即ち、本発明のアニオン交換ネットは、上記のようにして製造されるアニオン交換樹脂をネット状に成形することにより得られる。That is, the anion exchange net of the present invention can be obtained by molding the anion exchange resin produced as described above into a net shape.

本発明のアニオン交換ネットを形成するアニオン交換樹脂は、アニオン交換容量が1.5mmol/g以上と、かなり高いばかりか、25%以上の極めて高い含水率を有していることが顕著な特徴である。即ち、このような高いアニオン交換容量を有するアニオン交換樹脂を用いて形成されたアニオン交換ネットを用いて電気透析を行うときには、イオン交換膜間の電気抵抗を低下させることができる。また、このアニオン交換樹脂は、高い含水率を有していることに関連して、このアニオン交換樹脂から形成されたアニオン交換ネットを電解液に浸漬したときに高い膨潤性を示し、この結果、イオン交換膜の間に配置して電気透析を行う場合、該ネットとイオン交換膜との間に十分な接触面積を確保することができ、液のリークなどを確実に防止し、イオン交換膜間の電気抵抗を低下させることができる。このように、本発明のアニオン交換樹脂は、電気透析に用いるアニオン交換ネットとして極めて有用であり、かかるアニオン交換樹脂から形成されたアニオン交換ネットを用いることにより、低電導度で効率よく、電気透析を行うことができる。 The anion exchange resin forming the anion exchange net of the present invention is characterized by an anion exchange capacity of not less than 1.5 mmol / g and a very high water content of 25% or more. is there. That is, when electrodialysis is performed using an anion exchange net formed using such an anion exchange resin having a high anion exchange capacity, the electrical resistance between the ion exchange membranes can be reduced. In addition, this anion exchange resin exhibits high swellability when an anion exchange net formed from this anion exchange resin is immersed in an electrolyte solution in relation to having a high water content. When electrodialysis is performed between ion exchange membranes, a sufficient contact area can be ensured between the net and the ion exchange membrane, and liquid leakage can be reliably prevented. The electrical resistance can be reduced. As described above, the anion exchange resin of the present invention is extremely useful as an anion exchange net used for electrodialysis. By using an anion exchange net formed from such an anion exchange resin, electrodialysis can be efficiently performed with low conductivity. It can be performed.

また、後述するように、アニオン交換基の導入量をポリアミノ化合物との反応条件を変えることにより、容易にコントロールが可能であることも特徴である。電気化学的性能向上のためには、アニオン交換樹脂(或いは、該樹脂をネット状に成形して得られるアニオン交換ネット)内部まで交換基を導入することが好ましいが、導入し過ぎると機械的強度や寸法安定性の低下を招くため、好ましいとはいえない。よって、該アニオン交換樹脂の使用形態にあわせて反応条件を容易にコントロールすることが好ましく、交換基の導入量を容易にコントロールできるメリットは大きい。   Further, as will be described later, the amount of anion exchange groups introduced can be easily controlled by changing the reaction conditions with the polyamino compound. In order to improve electrochemical performance, it is preferable to introduce an exchange group into the anion exchange resin (or an anion exchange net obtained by molding the resin into a net shape). Further, it is not preferable because it causes a decrease in dimensional stability. Therefore, it is preferable to easily control the reaction conditions according to the usage form of the anion exchange resin, and the merit of easily controlling the amount of exchange group introduced is great.

さらに、前記特許文献2で提案されている放射線グラフト重合を用いるものはラジカル反応であり、樹脂の酸化劣化が懸念されるが、該イオン交換樹脂ではそれがなく、強度低下が抑制される利点もある。   Further, the one using the radiation graft polymerization proposed in Patent Document 2 is a radical reaction, and there is a concern about the oxidation degradation of the resin. is there.

尚、本発明において、含水率とは、後述する実施例に示されているように、アニオン交換樹脂(或いは、該樹脂をネット状に成形して得られるアニオン交換ネット)を海水に浸漬し、その湿潤重量を測定し、次いで、所定条件で乾燥を行い(乾燥条件は、実施例参照)、下記式より求めることができる。
含水率(%)=(W−D)×100/D
W:湿潤重量
D:乾燥重量
In the present invention, the water content is, as shown in Examples described later, an anion exchange resin (or an anion exchange net obtained by molding the resin into a net shape) immersed in seawater, The wet weight is measured, and then dried under predetermined conditions (see Examples for the drying conditions), and can be obtained from the following formula.
Moisture content (%) = (WD) × 100 / D
W: Wet weight
D: Dry weight

また、上記のアニオン交換樹脂が、柔軟性に富み、高い膨潤性を示すことは、含水率が高いためであるが、このような大きな含水率を示すのは、樹脂の内部までアニオン交換基が導入されているためであると考えられる。例えば、樹脂に導入されるアニオン交換基の量が多いほど、含水率が高くなることが知られている。この場合、樹脂の表面に存在する導入されたアニオン交換基が含水率の向上に最も大きく寄与するが、樹脂の内部に導入されたアニオン交換基も、表面に導入されたアニオン交換基ほどではないにしても、やはり、含水率の向上に寄与する。即ち、本発明のアニオン交換樹脂が高い含水率を示すのは、樹脂表面ばかりか、樹脂の内部にも効果的にアニオン交換基が導入されていることを物語っている。 In addition, the above-mentioned anion exchange resin is rich in flexibility and exhibits high swellability because of its high moisture content. However, such a large moisture content is due to the presence of anion exchange groups up to the inside of the resin. This is probably because it has been introduced. For example, it is known that the water content increases as the amount of anion exchange groups introduced into the resin increases. In this case, the introduced anion exchange group present on the surface of the resin contributes the most to the improvement of the moisture content, but the anion exchange group introduced into the resin is not as much as the anion exchange group introduced into the surface. Anyway, it contributes to the improvement of the moisture content. That is, the high water content of the anion exchange resin of the present invention means that the anion exchange group is effectively introduced not only on the resin surface but also inside the resin.

さらに、ネット状に成形されるアニオン交換樹脂は、樹脂の表面のみならず、樹脂の内部にまでアニオン交換樹脂が導入されているため、後述する実験例1の実験結果(表1)からも理解されるように、アニオン交換容量と含水率から求められる固定イオン濃度(アニオン交換容量/含水率)が6乃至10mmol/gの範囲にあるという興味深い特性を示す。
例えば、アニオン交換基のほとんどが樹脂表面に導入されており、樹脂の内部にはあまり導入されていない場合には、樹脂表面のアニオン交換基が含水率に大きく寄与するため、この値は上記範囲よりも小さな値となる。一方、本発明で用いるアニオン交換樹脂では、含水率に大きく寄与する表面のアニオン交換基とともに、内部にも多くのアニオン交換基を有しているから、固定イオン濃度は、上記範囲のように比較的大きな値を示すものと考えられる。即ち、本発明で用いるアニオン交換樹脂は、固定イオン濃度が増加している分、内部に多くのアニオン交換基が導入された構造となっているものと考えられる。
Furthermore, since the anion exchange resin molded into a net shape has an anion exchange resin introduced not only to the surface of the resin but also to the inside of the resin, it is understood from the experimental results (Table 1) of Experimental Example 1 described later. As shown, the fixed ion concentration (anion exchange capacity / water content) determined from the anion exchange capacity and water content is in the range of 6 to 10 mmol / g.
For example, when most of the anion exchange groups are introduced on the resin surface and not so much inside the resin, the anion exchange groups on the resin surface greatly contribute to the water content, so this value is in the above range. It becomes a smaller value. On the other hand, the anion exchange resin used in the present invention has a large number of anion exchange groups inside as well as the surface anion exchange groups that greatly contribute to the water content. This is considered to indicate a large value. That is, the anion exchange resin used in the present invention is considered to have a structure in which a large number of anion exchange groups are introduced in the interior due to an increase in the fixed ion concentration.

このように、本発明において、ネット状に成形されるアニオン交換樹脂は、内部まで効果的にアニオン交換基が導入されているため、高いアニオン交換容量を示し、電気透析に際しての通電抵抗の増大を回避する上で有効であるばかりか、樹脂内部まで含水率の向上に寄与するアニオン交換基が導入されているため、電解液中に浸漬したときに、著しく高い膨潤性を示し、電気透析に際して、例えばイオン交換膜との間に増大した接触面積を確保することができ、高いアニオン高容量を示すこととも相俟って、効率よく、電気透析を実行することが可能となるものである。 Thus, in the present invention, the anion exchange resin formed into a net shape has a high anion exchange capacity because the anion exchange group is effectively introduced to the inside, and increases the energization resistance during electrodialysis. In addition to being effective in avoiding, an anion exchange group that contributes to improving the water content up to the inside of the resin has been introduced, so when it is immersed in an electrolyte solution, it exhibits a significantly high swellability. For example, an increased contact area with the ion exchange membrane can be ensured, and in combination with a high anion and high capacity, electrodialysis can be performed efficiently.

また、後述する実施例から理解されるように、上記のような特性を有するアニオン交換樹脂は、ビカット軟化点が70℃以下の熱可塑性共重合体を用い、これに、アニオン交換基を導入することによって得られ、ビカット軟化点が上記範囲よりも大きい熱可塑性共重合体にアニオン交換基を導入する場合には、上記のような特性を有するアニオン交換樹脂を得ることができない。 Further, as will be understood from the examples described later, the anion exchange resin having the above-described characteristics uses a thermoplastic copolymer having a Vicat softening point of 70 ° C. or less, and an anion exchange group is introduced into the thermoplastic copolymer. When an anion exchange group is introduced into a thermoplastic copolymer having a Vicat softening point larger than the above range , an anion exchange resin having the above properties cannot be obtained.

<アニオン交換樹脂の製造>
本発明で用いるアニオン交換樹脂は、アニオン交換基を導入し得る官能基を有する熱可塑性共重合体(以下、単に熱可塑性樹脂と呼ぶ)を使用し、これに、アミノ基を導入し、該樹脂中に固定されたアミノ基を第4級アンモニウム塩化することにより製造される。
<Manufacture of anion exchange resin>
As the anion exchange resin used in the present invention, a thermoplastic copolymer having a functional group capable of introducing an anion exchange group (hereinafter simply referred to as a thermoplastic resin) is used, and an amino group is introduced into the resin. It is produced by quaternizing the amino group fixed therein.

−原料熱可塑性樹脂−
本発明において、出発原料として用いる熱可塑性樹脂は、アニオン交換基を導入し得る官能基、具体的には、グリシジル基、エポキシ基及び酸無水物基からなる群より選択された少なくとも1種を含むものである。即ち、これらの官能基は、アニオン交換能を有するアミノ基と反応性を有するものであり、これらの官能基を利用して、この熱可塑性樹脂中に、アニオン交換能を有するアミノ基が導入されることとなる。
-Raw material thermoplastic resin-
In the present invention, the thermoplastic resin used as a starting material contains a functional group capable of introducing an anion exchange group, specifically, at least one selected from the group consisting of a glycidyl group, an epoxy group and an acid anhydride group. It is a waste. In other words, these functional groups are reactive with amino groups having anion exchange ability, and amino groups having anion exchange ability are introduced into the thermoplastic resin using these functional groups. The Rukoto.

従って、上記の原料熱可塑性樹脂は、最終的に得られるアニオン交換樹脂が有するアニオン交換容量に相当する量で上記の官能基を含有していることが必要であり、一般に、0.1乃至10mmol/gの官能基濃度を有していることが好ましい。官能基濃度が0.1mmol/g以下であると、十分なアニオン交換容量が得られず、10mmol/g以上だと、ネット状に成型するのが極めて困難になる。   Therefore, it is necessary that the raw material thermoplastic resin contains the functional group in an amount corresponding to the anion exchange capacity of the finally obtained anion exchange resin, and generally 0.1 to 10 mmol. It preferably has a functional group concentration of / g. If the functional group concentration is 0.1 mmol / g or less, a sufficient anion exchange capacity cannot be obtained, and if it is 10 mmol / g or more, it becomes extremely difficult to form a net.

また、本発明において、上記の熱可塑性樹脂は、ビカット軟化点が70℃以下にあることが重要である。即ち、ビカット軟化点が70℃よりも高い熱可塑性樹脂を用いたときは、後述する実施例の実験結果からも明らかなように、高いアニオン交換容量や含水率を得ることができない。このような低軟化点の熱可塑性樹脂を使用することにより、高いアニオン交換容量及び含水率が得られる理由は、明確に解明されたわけではないが、おそらく、後述するポリアミノ化合物を反応させ、上記官能基をアミノ基に転換させる際、熱可塑性樹脂が適度に流動性を有する軟化状態となり、この結果、熱可塑性樹脂の内部にわたってポリアミノ化合物が有効に接触して反応が行われ、この結果、熱可塑性樹脂の内部にも多くのアニオン交換基が導入されるためではないかと思われる。   In the present invention, it is important that the thermoplastic resin has a Vicat softening point of 70 ° C. or lower. That is, when a thermoplastic resin having a Vicat softening point higher than 70 ° C. is used, a high anion exchange capacity and water content cannot be obtained, as is apparent from the experimental results of Examples described later. The reason why a high anion exchange capacity and water content can be obtained by using such a low softening point thermoplastic resin has not been clearly elucidated. When the group is converted to an amino group, the thermoplastic resin is in a softened state having a moderate fluidity, and as a result, the polyamino compound is effectively brought into contact with the inside of the thermoplastic resin, resulting in the thermoplasticity. It seems that many anion exchange groups are also introduced inside the resin.

また、アニオン交換容量や含水率を高めるという点では、ビカット軟化点は、低いほどよいが、反面、得られるアニオン交換樹脂の強度低下を招く。従って、用いる熱可塑性樹脂のビカット軟化点は、強度低下を回避するという観点から、
30℃以上であることが好適である。
Further, in terms of increasing the anion exchange capacity and water content, the lower the Vicat softening point is better, but on the other hand, the strength of the resulting anion exchange resin is reduced. Therefore, the Vicat softening point of the thermoplastic resin used is from the viewpoint of avoiding strength reduction,
It is suitable that it is 30 ° C. or higher.

本発明において、前述した官能基を有する熱可塑性樹脂としては、該官能基(グリシジル基、エポキシ基、無水マレイン酸基)で変性されたオレフィン系樹脂やアクリル系樹脂、例えば、エチレン−グリシジル(メタ)アクリレート共重合体、無水マレイン酸変性(メタ)アクリレート、無水マレイン酸変性ポリオレフィンなどがあるが、特にこれら重合体について、酢酸ビニル(或いはポリ酢酸ビニル)を共重合させることにより、ビカット軟化点を前記範囲に調整することができる。即ち、本発明では、酢酸ビニル或いはポリ酢酸ビニルが導入されて軟化点を前記範囲に調整したものが使用される。特に、本発明においては、成形性を損なうことなく、軟化点の調整が容易であるという観点から、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体を使用し、これに酢酸ビニルを共重合して軟化点が前記範囲に調整されたものを、原料熱可塑性樹脂として使用することが最も好適である。 In the present invention, the above-mentioned thermoplastic resin having a functional group may be an olefin resin or an acrylic resin modified with the functional group (glycidyl group, epoxy group, maleic anhydride group), such as ethylene-glycidyl (meta ) Acrylate copolymers, maleic anhydride modified (meth) acrylates, maleic anhydride modified polyolefins, etc. Especially for these polymers, the Vicat softening point can be increased by copolymerizing vinyl acetate (or polyvinyl acetate). The range can be adjusted. That is, in the present invention, the one in which vinyl acetate or polyvinyl acetate is introduced and the softening point is adjusted to the above range is used. In particular, in the present invention, from the viewpoint of easy adjustment of the softening point without impairing the moldability, an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer is used, and the softening point is copolymerized with vinyl acetate. It is most preferable to use a material adjusted to the range as a raw material thermoplastic resin.

例えば、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体であって、グリシジル基濃度が前述した範囲にあるものは、一般に、ビカット軟化点が80℃よりも高い高軟化点成分であり、これに、適度なグリシジル基濃度を保持するために、酢酸ビニル構成単位の量が0.3乃至2.0mmol/gの量で酢酸ビニル或いはポリ酢酸ビニルを共重合させることにより、ビカット軟化点を前記範囲に調整することができ、このようなエチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合体を、原料熱可塑性樹脂として使用することができる。 For example, an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer having a glycidyl group concentration in the above-mentioned range is generally a high softening point component having a Vicat softening point higher than 80 ° C., and an appropriate glycidyl group In order to maintain the concentration, the Vicat softening point can be adjusted to the above range by copolymerizing vinyl acetate or polyvinyl acetate in an amount of vinyl acetate structural unit of 0.3 to 2.0 mmol / g. Such an ethylene-glycidyl methacrylate-vinyl acetate copolymer can be used as a raw material thermoplastic resin .

また、ポリ酢酸ビニル或いは酢酸ビニル単位が導入されたエチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合体は、ビカット軟化点が80℃以下の低軟化点成分であるから、このような低軟化点成分を、前述した軟化点の高い熱可塑性樹脂成分とブレンドすることにより、ビカット軟化点を前述した範囲に調整し、原料熱可塑性樹脂組成物として使用することができる。勿論、かかるブレンド物においても、官能基量は、前述した範囲内に設定されているべきである。   Moreover, since the ethylene-glycidyl methacrylate-vinyl acetate copolymer into which polyvinyl acetate or vinyl acetate unit is introduced is a low softening point component having a Vicat softening point of 80 ° C. or less, such a low softening point component is By blending with the above-described thermoplastic resin component having a high softening point, the Vicat softening point can be adjusted to the above-described range and used as a raw material thermoplastic resin composition. Of course, even in such a blend, the functional group amount should be set within the above-mentioned range.

尚、本発明で用いる原料熱可塑性樹脂は、所定量の官能基を含み且つ所定のビカット軟化点を有しているものであれば、特に制限されずに使用されるが、一般にはネット状に成型し易さを考慮して、メルトフローレート(MFR,230℃)が0.1乃至250g/10分の範囲にあるものが好適である。また、樹脂内部までアニオン交換基が導入され、高いアニオン交換容量と含水率が得られる限りにおいて、成形性向上や補強のため、各種の無機フィラーや液晶ポリエステル等の高融点ポリマーがブレンドされていてもよい。   The raw material thermoplastic resin used in the present invention is not particularly limited as long as it contains a predetermined amount of functional groups and has a predetermined Vicat softening point. In consideration of ease of molding, those having a melt flow rate (MFR, 230 ° C.) in the range of 0.1 to 250 g / 10 min are preferable. In addition, as long as an anion exchange group is introduced to the inside of the resin and a high anion exchange capacity and moisture content are obtained, high melting point polymers such as various inorganic fillers and liquid crystalline polyesters are blended for improving moldability and reinforcement. Also good.

−アミノ基の導入−
本発明においては、上記の原料熱可塑性樹脂にポリアミノ化合物を反応させ、該樹脂中にアミノ基を導入し、該アミノ基を第4級アンモニウム塩化するが、このようなアミノ基の導入に先立って、該熱可塑性樹脂をネット状に成形することが好ましい。即ち、アミノ基の導入後に成形を行うと、熱履歴により、性能劣化を生じるおそれがあるからである。
-Introduction of amino group-
In the present invention, the raw material thermoplastic resin is reacted with a polyamino compound, an amino group is introduced into the resin, and the amino group is quaternary ammonium chloride. Prior to the introduction of such an amino group, The thermoplastic resin is preferably molded into a net shape. That is, if molding is performed after the introduction of amino groups, there is a risk of performance degradation due to thermal history.

このようなネット状への成形は、熱可塑性樹脂の糸(ストランド)の編成り、織成りなど、特に限定されないが、熱可塑性樹脂の一体押出成形により行うことが好ましい。   Such net-shaped molding is not particularly limited, such as knitting or weaving of thermoplastic resin yarns (strands), but is preferably performed by integral extrusion molding of the thermoplastic resin.

このような一体押出成形は、例えば特公昭34−4185号公報や特開昭53−49170号公報などに記載された公知の方法で行うことができる。その一例を例示すると、押出機先端に設けられるダイス金型として、例えば図1に示されるように、相対的に回転し得る外型1と外型の内部に設けられたコア型2とからなる構造のものを使用する。外型1の内面には、樹脂流路となる溝1aが適当な間隔で複数形成されており、一方、コア型2の外面にも、樹脂流路となる溝2aが適当な間隔で複数形成されている。従って、このような外型1とコア型2とを相対的に回転させながら(通常は、互いに逆方向に回転させる)、樹脂を溶融押出しすることにより、ネット状に成形された円筒状のイオン交換前駆体ネットを得ることができる。即ち、溝1aと溝2aとが合致したときに押出される部分が、ネットの橋絡部となる。このような方法によれば、外型やコア型の回転速度を調整することにより、容易にネットの開口部の大きさなどを調整することができる。   Such integral extrusion can be performed by a known method described in, for example, Japanese Patent Publication No. 34-4185 and Japanese Patent Laid-Open No. 53-49170. As an example, as shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 1, a die mold provided at the tip of the extruder includes an outer mold 1 that can rotate relatively and a core mold 2 provided inside the outer mold. Use a structure. A plurality of grooves 1a serving as resin flow paths are formed on the inner surface of the outer mold 1 at appropriate intervals. On the other hand, a plurality of grooves 2a serving as resin flow paths are formed on the outer surface of the core mold 2 at appropriate intervals. Has been. Therefore, while the outer mold 1 and the core mold 2 are relatively rotated (usually rotating in opposite directions to each other), the resin is melt-extruded to form a cylindrical ion formed into a net shape. An exchange precursor net can be obtained. That is, the portion that is pushed out when the groove 1a and the groove 2a are matched becomes the bridging portion of the net. According to such a method, the size of the opening of the net can be easily adjusted by adjusting the rotational speed of the outer mold and the core mold.

上記のようにして円筒状に押出されたイオン交換前駆体ネットは、冷却固化して形状を安定化させた後に、引き取り・切断される。冷却固化は、例えば押出し直後に水中に導入することにより行われるが、この際、円柱状のマンドレル(サイジング)を水中に配置しておき、このマンドレルを包み込むように押出しを行うことが好ましい。即ち、このマンドレルに溶融状態にある円筒状のイオン交換前駆体を押し付けながら冷却固化を行うことにより、マンドレルの外径に応じて、円筒状イオン交換前駆体ネットの内径を調整することができる。例えば、この円筒状イオン交換ネットの周長を、電気透析装置のスペーサーとして用いるときのスペーサー幅に対応するように、その内径を調整しておけば、形状調整等の後加工をすることなく、イオン交換ネットをそのままスペーサーとして用いることができる。このように冷却固化された後の引き取り・切断は、それ自体公知の方法により行われ、これにより、シート状のイオン交換前駆体ネットが得られる。   The ion exchange precursor net extruded into a cylindrical shape as described above is cooled and solidified to stabilize the shape, and then taken up and cut. The cooling and solidification is performed, for example, by introducing it into water immediately after extrusion. At this time, it is preferable to place a cylindrical mandrel (sizing) in the water and perform extrusion so as to wrap the mandrel. That is, the inner diameter of the cylindrical ion exchange precursor net can be adjusted according to the outer diameter of the mandrel by performing cooling and solidification while pressing the molten cylindrical ion exchange precursor on the mandrel. For example, if the inner diameter is adjusted so that the circumference of this cylindrical ion exchange net corresponds to the spacer width when used as a spacer of an electrodialyzer, without post-processing such as shape adjustment, The ion exchange net can be used as a spacer as it is. The take-off / cutting after cooling and solidification is performed by a method known per se, whereby a sheet-like ion exchange precursor net is obtained.

本発明においては、上記のように成形されたシート状のイオン交換前駆体ネットにアミノ基を導入する。アミノ基の導入は、複数のアミノ基を有するポリアミノ化合物を、該ネットを構成する熱可塑性樹脂中に存在する前記官能基と反応させることにより行われる。   In the present invention, amino groups are introduced into the sheet-shaped ion exchange precursor net formed as described above. The amino group is introduced by reacting a polyamino compound having a plurality of amino groups with the functional group present in the thermoplastic resin constituting the net.

上記のポリアミノ化合物としては、前記官能基(即ち、グリシジル基、エポキシ基或いは酸無水物基)との反応性の観点から、第1級アミノ基或いは第2級アミノ基を複数有するものであることが好ましく、また、かかるポリアミノ化合物の分子量は100乃至10,000の範囲にあることが必要である。即ち、本発明においては、原料熱可塑性樹脂として、低軟化点のものを使用しているため、分子量が上記範囲よりも小さいポリアミノ化合物を用いると、強度低下の問題を引き起こし、また、分子量が上記範囲よりも大きなポリアミノ化合物を使用すると、上記ネット(熱可塑性樹脂)の内部までポリアミノ化合物を反応させることが困難となり、結局、目的とする高いアニオン交換容量及び含水率を得ることが困難となってしまうからである。従って、本発明においては、上記ポリアミノ化合物としては、分子量が上記範囲内にあるポリアリルアミン、ポリエチレンイミン等が好適に使用される。   The polyamino compound has a plurality of primary amino groups or secondary amino groups from the viewpoint of reactivity with the functional group (that is, glycidyl group, epoxy group or acid anhydride group). In addition, the molecular weight of such a polyamino compound needs to be in the range of 100 to 10,000. That is, in the present invention, since a raw material thermoplastic resin having a low softening point is used, if a polyamino compound having a molecular weight smaller than the above range is used, a problem of strength reduction is caused, and the molecular weight is If a polyamino compound larger than the range is used, it becomes difficult to react the polyamino compound to the inside of the net (thermoplastic resin), and it becomes difficult to obtain the desired high anion exchange capacity and moisture content. Because it ends up. Therefore, in the present invention, as the polyamino compound, polyallylamine, polyethyleneimine or the like having a molecular weight within the above range is preferably used.

熱可塑性樹脂からなる前記ネットとアミノ化合物との反応は、アミノ化合物の液中に前記ネットを浸漬することにより行われるが、用いるアミノ化合物の液は、必要により、アミノ基と熱可塑性樹脂中の官能基と反応せず且つ該熱可塑性樹脂とは非相溶性の有機溶媒で希釈することができる。ただし、このような希釈液中のアミノ化合物の濃度は、1重量%以上であることが好ましい。あまり低濃度であると、アミノ基と官能基との反応効率が低下し、反応に長時間を要するようになってしまうからである。   The reaction between the net made of the thermoplastic resin and the amino compound is carried out by immersing the net in the liquid of the amino compound. The liquid of the amino compound to be used is, if necessary, the amino group and the thermoplastic resin in the thermoplastic resin. It can be diluted with an organic solvent that does not react with the functional group and is incompatible with the thermoplastic resin. However, the concentration of the amino compound in such a diluted solution is preferably 1% by weight or more. This is because if the concentration is too low, the reaction efficiency between the amino group and the functional group decreases, and the reaction takes a long time.

熱可塑性樹脂(イオン交換前駆体ネット)とアミノ化合物との反応は、熱可塑性樹脂が有する官能基の種類等によっても異なるが、一般には、10乃至130℃の範囲に加熱することにより行われる。反応温度が上記範囲よりも低いと、反応の進行が律速になり、十分な交換容量を得るために十分な量のアミノ化合物をネットに分布させるのに長時間を要し、生産性が低下し、上記範囲よりも高温にすると、ネットが溶融して変形してしまうおそれがあるからである。また、かかる反応が、10乃至130℃の範囲であれば、交換基の導入量を容易にコントロールできる。即ち、使用形態にあわせて、機械的強度よりも交換基導入量を優先させる場合は上記温度範囲における比較的高い温度で反応を行い、交換基導入量よりも機械的強度を優先させる場合は比較的低い温度で反応を行うことが好ましい。また、かかる反応は、通常、1乃至50時間程度行われる。反応時間においても反応温度と同様に、反応時間を長くすることで、交換基導入量を多く調整することができる。   The reaction between the thermoplastic resin (ion exchange precursor net) and the amino compound is generally carried out by heating in the range of 10 to 130 ° C., although it varies depending on the type of functional group of the thermoplastic resin. When the reaction temperature is lower than the above range, the progress of the reaction becomes rate-determined, and it takes a long time to distribute a sufficient amount of amino compound in the net to obtain a sufficient exchange capacity, resulting in a decrease in productivity. This is because if the temperature is higher than the above range, the net may be melted and deformed. If the reaction is in the range of 10 to 130 ° C., the amount of exchange groups introduced can be easily controlled. That is, when giving priority to the introduction amount of exchange groups over mechanical strength, the reaction is performed at a relatively high temperature in the above temperature range, and when giving priority to mechanical strength over exchange amount introduction, it is compared. It is preferable to carry out the reaction at a low temperature. Such a reaction is usually performed for about 1 to 50 hours. In the reaction time, as with the reaction temperature, the amount of exchange group introduced can be increased by increasing the reaction time.

本発明においては、原料熱可塑性樹脂として、前述した低軟化点のものを使用しているため、上記反応により、該樹脂より形成されたネットが適度に流動性を有しているため、ポリアミノ化合物が該ネットの内部まで浸透してアミノ基が導入され、高い交換容量及び含水率が得られるものと思われる。   In the present invention, since the raw material thermoplastic resin having the aforementioned low softening point is used, the net formed from the resin by the above reaction has moderate fluidity, so that the polyamino compound It is considered that the amino group penetrates into the inside of the net and an amino group is introduced, and a high exchange capacity and water content can be obtained.

本発明においては、上記の反応により、ネットを形成している熱可塑性樹脂にアミノ化合物(アミノ基)が固定されることとなる。   In the present invention, the amino compound (amino group) is fixed to the thermoplastic resin forming the net by the above reaction.

このようにアミノ化合物を固定した後に、第4級アンモニウム塩化は、第4級アンモニウム化剤を用い、アミノ基を4級アンモニウム基とすることにより行われる。このような第4級アンモニウム化剤としては、フッ化メチル、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチルなどのモノハロゲン化アルキルが好適に使用され、特に好ましくは、取扱の容易さから、ヨウ化メチルが使用される。   After fixing the amino compound in this way, quaternary ammonium chloride is carried out by using a quaternary ammonium agent and converting the amino group to a quaternary ammonium group. As such a quaternary ammonium agent, monohalogenated alkyls such as methyl fluoride, methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide and the like are preferably used. Methyl is used.

上記の4級化反応は、第4級アンモニウム化剤を適当な有機溶媒に溶解させた溶液を使用し、該溶液中に、アミノ化合物が固定されたイオン交換前駆体ネットを浸漬することにより容易に行われる。この場合、ヨウ化メチルでの4級化反応は、ヨウ化メチルの沸点が43℃と低いことから、沸点温度以下で、1日程度時間をかけて4級化することが望ましい。   The above quaternization reaction is facilitated by using a solution in which a quaternary ammonium agent is dissolved in an appropriate organic solvent, and immersing the ion exchange precursor net in which the amino compound is fixed in the solution. To be done. In this case, in the quaternization reaction with methyl iodide, since the boiling point of methyl iodide is as low as 43 ° C., it is desirable that the quaternization is performed at a temperature equal to or lower than the boiling point temperature for about one day.

上記のようにして第4級アンモニウム化後が行われた後は、亜硫酸ナトリウム水溶液などを用いて洗浄を行い、遊離しているヨウ素等を除去し、本発明のアニオン交換樹脂からなるアニオン交換ネットが得られる。   After the quaternary ammonium conversion is performed as described above, washing is performed using an aqueous sodium sulfite solution to remove free iodine and the like, and the anion exchange network made of the anion exchange resin of the present invention is used. Is obtained.

<アニオン交換樹脂>
かくして得られるアニオン交換樹脂は、多くのアニオン交換基が表面のみならず、内部にまで導入されているため、アニオン交換容量が高く、且つ含水率も高く、具体的には、アニオン交換容量が1.5mmol/g以上の範囲にあり、且つ含水率は、25%以上と極めて高い。さらには、アニオン交換基が内部にまで導入されているため、固定イオン濃度が6乃至10mmol/gの範囲にある。内部までアニオン交換基が効果的に導入されておらず、表面にアニオン交換基が多く分布しているものでは、高いアニオン交換容量や含水率を示したとしても、固定イオン濃度が上記範囲よりも低い。
<Anion exchange resin>
The anion exchange resin thus obtained has a large anion exchange capacity and a high water content because many anion exchange groups are introduced not only to the surface but also to the inside. Specifically, the anion exchange capacity is 1 It is in the range of 0.5 mmol / g or more, and the water content is as extremely high as 25% or more. Furthermore, since the anion exchange group is introduced to the inside, the fixed ion concentration is in the range of 6 to 10 mmol / g. In the case where anion exchange groups are not effectively introduced to the inside and a large amount of anion exchange groups are distributed on the surface, the fixed ion concentration is higher than the above range even if high anion exchange capacity and water content are exhibited. Low.

上記のアニオン交換樹脂をネット状に成型して得られる本発明のアニオン交換ネットは、電気透析に用いるアニオン交換ネットとして極めて有用であり、特にアニオン交換膜とカチオン交換膜との間にスペーサーとして配置することにより、低電導度で効率よく、電気透析を行うことができる。特にスペーサーとして使用されるアニオン交換ネットは、単位面積当りでの開口面積率や厚みの設定は特に制限されないが、単位面積当りでの開口面積率は30乃至70%程度に設定され、その厚みは0.3乃至2.0mm程度に設定されていることが好適である。 The anion exchange net of the present invention obtained by molding the above anion exchange resin into a net shape is extremely useful as an anion exchange net used for electrodialysis, and is particularly arranged as a spacer between the anion exchange membrane and the cation exchange membrane. By doing so, electrodialysis can be performed efficiently with low conductivity. In particular, an anion exchange net used as a spacer is not particularly limited in the setting of the opening area ratio and thickness per unit area, but the opening area ratio per unit area is set to about 30 to 70%, and the thickness is It is preferable that the thickness is set to about 0.3 to 2.0 mm.

以下、実験例によって本発明をさらに詳細に説明する。
また、以下の実験例で使用した熱可塑性樹脂等の物性は、以下の通りである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.
The physical properties of the thermoplastic resin used in the following experimental examples are as follows.

(原料熱可塑性樹脂)
樹脂A:
エチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合体
グリシジル基含量;0.93mmol/g
酢酸ビニル含量;0.58mmol/g
ビカット軟化点;68℃
樹脂B:
エチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合体
グリシジル基含量;0.93mmol/g
酢酸ビニル含量;0.58mmol/g
ビカット軟化点;66℃
樹脂C:
エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体
グリシジル基含量;0.93mmol/g
ビカット軟化点;75℃
樹脂D:
エチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合体
グリシジル基含量;0.47mmol/g
ビカット軟化点;83℃
樹脂E:
エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体
グリシジル基含量;1.47mmol/g
ビカット軟化点;53℃
(Raw material thermoplastic resin)
Resin A:
Ethylene-glycidyl methacrylate-vinyl acetate copolymer Glycidyl group content: 0.93 mmol / g
Vinyl acetate content: 0.58 mmol / g
Vicat softening point: 68 ° C
Resin B:
Ethylene-glycidyl methacrylate-vinyl acetate copolymer Glycidyl group content: 0.93 mmol / g
Vinyl acetate content: 0.58 mmol / g
Vicat softening point; 66 ° C
Resin C:
Ethylene-glycidyl methacrylate copolymer Glycidyl group content; 0.93 mmol / g
Vicat softening point: 75 ° C
Resin D:
Ethylene-glycidyl methacrylate-vinyl acetate copolymer Glycidyl group content; 0.47 mmol / g
Vicat softening point: 83 ° C
Resin E:
Ethylene-glycidyl methacrylate copolymer Glycidyl group content; 1.47 mmol / g
Vicat softening point: 53 ° C

(ポリアミノ化合物)
ポリエチレンイミン(日本触媒製「エポミンSP−103」)
分子量;250
(Polyamino compound)
Polyethyleneimine (Nippon Shokubai "Epomin SP-103")
Molecular weight; 250

(第4級アンモニウム化剤、溶媒、その他)
第4級アンモニウム化剤:ヨウ化メチル(東京化成工業製)
特級ヘキサン(和光純薬製)
亜硫酸ナトリウム(和光純薬製)
(Quaternary ammonium agent, solvent, etc.)
Quaternary ammonium agent: methyl iodide (manufactured by Tokyo Chemical Industry)
Special grade hexane (Wako Pure Chemical Industries)
Sodium sulfite (Wako Pure Chemical Industries)

<実施例1>
65mm押出機の先端に円筒ダイを装着した。この円筒ダイは、図1に示すような外型とコア型とを下端に備え、外型とコア型とが互いに逆方向に回転する構造となっているものである。
上記の押出機に、樹脂Aを投入し、170〜210℃で加熱溶融させながら、上記円筒ダイを介しての押出しを行い、下向きに連続したイオン交換前駆体ネットの円筒状物を押出した。押出された前駆体ネット円筒状物は水槽中のマンドレル(サイジング)に導かれ、冷却固化した後、押出方向に切り開き、イオン交換前駆体ネットの連続シート状物を得た。
<Example 1>
A cylindrical die was attached to the tip of a 65 mm extruder. This cylindrical die has an outer mold and a core mold as shown in FIG. 1 at the lower end, and has a structure in which the outer mold and the core mold rotate in opposite directions.
While the resin A was charged into the above extruder and heated and melted at 170 to 210 ° C., extrusion was performed through the cylindrical die, and a cylindrical product of an ion exchange precursor net continuous downward was extruded. The extruded precursor net cylindrical product was guided to a mandrel (sizing) in a water tank, cooled and solidified, and then cut in the extrusion direction to obtain a continuous sheet of ion exchange precursor net.

上記のシート状物を、ポリエチレンイミンに浸漬し、110℃、20時間反応させた。その後、ヨウ化メチル/ヘキサン=質量比40/60中で、30℃で1日、4級化反応を行い、さらに0.2規定亜硫酸ナトリウム水溶液中に浸漬し遊離しているヨウ素を除去し、アニオン交換ネットを得た(試料No.1〜6)。このアニオン交換ネットの単位面積(1m)当りの開口面積率は、50〜56%であり、厚みは0.63〜0.80mmである。 The above sheet was immersed in polyethyleneimine and reacted at 110 ° C. for 20 hours. Then, quaternization reaction was carried out at 30 ° C. for 1 day in methyl iodide / hexane = mass ratio 40/60, and further immersed in a 0.2 N sodium sulfite aqueous solution to remove free iodine. Anion exchange nets were obtained (Sample Nos. 1-6). The an open area ratio per unit area (1 m 2 ) of this anion exchange net is 50 to 56%, and the thickness is 0.63 to 0.80 mm.

得られたアニオン交換ネットについて、以下の方法で、アニオン交換容量及び含水率を測定した。
得られたアニオン交換体を0.5規定塩酸水溶液に2時間以上浸漬した。その後、1時間、イオン交換水に浸漬した。さらに、0.2規定硝酸ナトリウム水溶液に1時間以上浸漬した。その浸漬液を0.1規定硝酸銀水溶液で沈殿滴定を行い、溶離した塩素イオンを定量した(Pmmol)。
硝酸ナトリウム水溶液から取り出されたアニオン交換体は、海水に浸漬後、イオン交換水でよく洗浄し、液体をよく落とした後、アニオン交換体の湿潤重量(W)を測定した。その後、真空乾燥機で60℃、一晩乾燥させ、乾燥重量(D)を測定した。以上の結果から下記式より、アニオン交換容量及び含水率を算出し、さらに固定イオン濃度を求め、その結果を表1に示した。また、用いた樹脂のビカット軟化点とアニオン交換容量との関係を図2に示した。
About the obtained anion exchange net | network, the anion exchange capacity | capacitance and the moisture content were measured with the following method.
The obtained anion exchanger was immersed in a 0.5 N hydrochloric acid aqueous solution for 2 hours or more. Then, it was immersed in ion exchange water for 1 hour. Further, it was immersed in an aqueous 0.2 N sodium nitrate solution for 1 hour or more. The immersion liquid was subjected to precipitation titration with a 0.1 N aqueous silver nitrate solution, and the eluted chlorine ions were quantified (Pmmol).
The anion exchanger taken out from the aqueous sodium nitrate solution was immersed in seawater, washed thoroughly with ion-exchanged water, the liquid was thoroughly dropped, and the wet weight (W) of the anion exchanger was measured. Then, it dried at 60 degreeC overnight with the vacuum dryer, and measured the dry weight (D). From the above results, the anion exchange capacity and water content were calculated from the following formulas, the fixed ion concentration was further determined, and the results are shown in Table 1. The relationship between the Vicat softening point and the anion exchange capacity of the resin used is shown in FIG.

アニオン交換容量(mmol/g)=P/D
含水率(%)=(W−D)×100/D
Anion exchange capacity (mmol / g) = P / D
Moisture content (%) = (W−D) × 100 / D

<実施例2及び比較例1、2>
熱可塑性樹脂を表1に示したように、樹脂Aから別の種類に変える他は実施例1と同様に押出成型して反応を行ない、更に実施例1と同様にして得られたアニオン交換ネットの評価を行なった。その結果を表1に示す。
<Example 2 and Comparative Examples 1 and 2>
As shown in Table 1, except that the thermoplastic resin is changed from resin A to another type, the reaction is carried out by extrusion molding in the same manner as in Example 1, and the anion exchange net obtained in the same manner as in Example 1. Was evaluated. The results are shown in Table 1.

Figure 0004960719
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上記の結果から、軟化点が70℃以下の熱可塑性樹脂を使用することにより、高アニオン交換容量及び高含水率のアニオン交換樹脂(アニオン交換ネット)が得られることが判る。   From the above results, it can be seen that an anion exchange resin (anion exchange net) having a high anion exchange capacity and a high water content can be obtained by using a thermoplastic resin having a softening point of 70 ° C. or less.

<参考例1〜4、参考比較例1、2>
熱可塑性樹脂として、樹脂Cと樹脂Eとのブレンド物であってブレンド比(重量比)を表2に示すように種々変更して、種々のビカット軟化点を有するものを調製し、当該ブレンド物を用いた以外は、実験例1と全く同様にしてアニオン交換ネットを作製し、アニオン交換容量、含水率及び固定イオン濃度を求め、その結果を表2に示した。表2中には、樹脂Cを単独で用いた比較例1の結果を併せて示した。また、用いた樹脂ブレンド物のビカット軟化点とアニオン交換容量との関係を図3に示した。
<Reference Examples 1 to 4, Reference Comparative Examples 1 and 2>
As a thermoplastic resin, a blend of Resin C and Resin E, having various blend ratios (weight ratios) as shown in Table 2, and having various Vicat softening points is prepared. An anion exchange net was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the anion exchange capacity, water content and fixed ion concentration were determined. The results are shown in Table 2. In Table 2, the result of the comparative example 1 which used resin C independently was shown collectively. The relationship between the Vicat softening point and the anion exchange capacity of the resin blend used is shown in FIG.

Figure 0004960719
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上記の結果からも、ビカット軟化点が70℃以下のブレンド物を使用することにより、高アニオン交換容量及び高含水率のアニオン交換樹脂(アニオン交換ネット)が得られることが判る。   The above results also indicate that an anion exchange resin (anion exchange net) having a high anion exchange capacity and a high water content can be obtained by using a blend having a Vicat softening point of 70 ° C. or lower.

押出成形によりネットを成形する際に用いるダイスの概略構造を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the die | dye used when shape | molding a net | network by extrusion molding. 実験例1において、用いた熱可塑性樹脂のビカット軟化点と得られたアニオン交換ネットのアニオン交換容量との関係を示す図である。In Experimental example 1, it is a figure which shows the relationship between the Vicat softening point of the used thermoplastic resin, and the anion exchange capacity of the obtained anion exchange net | network. 実験例2において、用いた熱可塑性樹脂ブレンド物のビカット軟化点と得られたアニオン交換ネットのアニオン交換容量との関係を示す図である。In Experimental example 2, it is a figure which shows the relationship between the Vicat softening point of the used thermoplastic resin blend, and the anion exchange capacity of the obtained anion exchange net | network.

符号の説明Explanation of symbols

1:外型
2:コア金型
1a,2a:樹脂流路となる溝
1: Outer mold 2: Core mold 1a, 2a: Groove to be a resin flow path

Claims (3)

ネット状に形成されたアニオン交換樹脂からなるアニオン交換ネットにおいて、
前記アニオン交換樹脂は、グリシジル基、エポキシ基及び酸無水物基からなる群より選択された少なくとも1種の官能基を有する構成単位と酢酸ビニル構成単位を有しており且つ該酢酸ビニル構成単位を0.3乃至2.0mmol/gの割合で含有している熱可塑性共重合体にアニオン交換基を導入することにより得られ、1.5mmol/g以上のアニオン交換容量及び25%以上の含水率を有していることを特徴とするアニオン交換ネット。
In an anion exchange net consisting of an anion exchange resin formed in a net shape,
The anion exchange resin has a structural unit having at least one functional group selected from the group consisting of a glycidyl group, an epoxy group, and an acid anhydride group and a vinyl acetate structural unit, and the vinyl acetate structural unit Obtained by introducing anion exchange groups into the thermoplastic copolymer contained at a rate of 0.3 to 2.0 mmol / g, an anion exchange capacity of 1.5 mmol / g or more and a water content of 25% or more An anion exchange net characterized by comprising:
前記共重合体が、前記酢酸ビニル構成単位に加え、エチレン構成単位とグリシジルメタクリレート構成単位とを有している請求項1に記載のアニオン交換ネット。   The anion exchange net according to claim 1, wherein the copolymer has an ethylene structural unit and a glycidyl methacrylate structural unit in addition to the vinyl acetate structural unit. アニオン交換容量と含水率から、下記式により求められる固定イオン濃度が6乃至10mmol/gの範囲にある請求項1に記載のアニオン交換ネット。
固定イオン濃度=(アニオン交換容量/含水率)×100
The anion exchange net according to claim 1, wherein the fixed ion concentration determined by the following formula from the anion exchange capacity and water content is in the range of 6 to 10 mmol / g.
Fixed ion concentration = (anion exchange capacity / water content) × 100
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