JP5776274B2 - Composite semipermeable membrane and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、酸化剤に対する耐久性、分離性能、連続運転時の安定性に優れた複合半透膜およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a composite semipermeable membrane excellent in durability against oxidizing agents, separation performance, and stability during continuous operation, and a method for producing the same.

塩などの溶解物成分の透過を阻止する水処理分離膜として利用されている逆浸透膜として、微多孔性支持膜上に異なる素材を設けて、これが実質的に膜分離性能を与える分離機能層となる複合半透膜が主流となっている。中でも特許文献1のように分離機能層としてポリアミドを用いた膜は、高い脱塩性能と透水性を発揮する。しかしながらこのようなポリアミドを用いた複合半透膜は、主鎖にアミド結合を有するため酸化剤に対する耐薬品性が未だ不十分であり、膜の殺菌に用いられる塩素、過酸化水素などで処理することにより脱塩性能や選択的な分離性能が著しく劣化することが知られている。   As a reverse osmosis membrane used as a water treatment separation membrane that prevents the permeation of dissolved components such as salt, a separation functional layer that provides different membrane separation performance by providing different materials on a microporous support membrane Composite semipermeable membranes are becoming mainstream. Among them, a membrane using polyamide as a separation functional layer as in Patent Document 1 exhibits high desalting performance and water permeability. However, the composite semipermeable membrane using such a polyamide has an amide bond in the main chain, so that the chemical resistance against the oxidizing agent is still insufficient, and it is treated with chlorine, hydrogen peroxide, etc. used for membrane sterilization. As a result, it is known that the desalting performance and the selective separation performance deteriorate significantly.

膜の分離機能層に耐薬品性を付与する技術として特許文献2が開示されている。耐薬品性の高いシラン化合物と、製膜技術の汎用性が高く原料の選択の幅も広いエチレン性不飽和化合物を重合・縮合して形成された分離機能層を有することで耐薬品性が付与されると記載されている。この分離機能層は酸化条件に対して化学的な耐久性を有しているが、ポリアミド膜と比べて除去率が低いこと、また連続通水運転による透水量の増加がポリアミド膜と比べて大きく、連続運転時の安定性で劣ることが課題となっている。   Patent Document 2 is disclosed as a technique for imparting chemical resistance to a separation functional layer of a membrane. Chemical resistance is provided by having a separation functional layer formed by polymerizing and condensing a highly chemical-resistant silane compound and an ethylenically unsaturated compound that is versatile in film forming technology and has a wide range of raw material options. It is stated that it will be. This separation functional layer has chemical durability against oxidation conditions, but its removal rate is lower than that of a polyamide membrane, and the increase in water permeability due to continuous water flow operation is larger than that of a polyamide membrane. The problem is inferior stability during continuous operation.

この他に、耐薬品性のシラン化合物を表面に有する水処理膜として、特許文献3,4の技術が開示されている。特許文献3の技術は不織布に高分子エマルションを塗布する技術であるが、形成される膜の孔径は数百nm程度である。一般的なイオンの水和半径が1nm以下であることを考えると、この技術では塩の透過を阻止する目的を達成できない。特許文献4の技術は、シラン化合物のコーティングにより膜表面に親水性を付与する技術であるが、表面の孔径は数十nm以上であり、水和イオン及び酸化剤分子の半径よりも大きいため、この技術でも塩の透過を阻止する目的を達成できなかった。   In addition, the techniques of Patent Documents 3 and 4 are disclosed as water treatment films having a chemical-resistant silane compound on the surface. Although the technique of patent document 3 is a technique which apply | coats a polymer emulsion to a nonwoven fabric, the hole diameter of the film | membrane formed is about several hundred nm. Considering that the hydration radius of general ions is 1 nm or less, this technique cannot achieve the purpose of blocking salt permeation. The technique of Patent Document 4 is a technique for imparting hydrophilicity to the film surface by coating with a silane compound. Even this technique failed to achieve the purpose of blocking salt permeation.

米国特許第4,277,344号明細書US Pat. No. 4,277,344 国際公開第2010/029985号International Publication No. 2010/029985 特開2000−24471号公報JP 2000-24471 A 米国特許出願公開第2010/0230351号明細書US Patent Application Publication No. 2010/0230351

本発明では、酸化剤に対する耐久性が高く、高い分離性能・連続通水運転時の安定性を有する複合半透膜を得ることを課題とする。   An object of the present invention is to obtain a composite semipermeable membrane having high durability against an oxidant and having high separation performance and stability during continuous water flow operation.

エチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物は、高分子鎖間を架橋することができる。そこで、孔径を縮小・均一化する手段として、エチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物を用いて架橋することで除去率を向上させ、同時に分離機能層の強度を高めることによって、従来のシロキサン化合物含有複合半透膜にない高耐久性を実現することを着想し、以下の発明に到達した。   A compound having two or more reactive groups having an ethylenically unsaturated group can crosslink between polymer chains. Therefore, as a means of reducing and homogenizing the pore size, the removal rate is improved by crosslinking with a compound having two or more reactive groups having an ethylenically unsaturated group, and at the same time the strength of the separation functional layer is increased. Thus, the inventors have conceived of realizing high durability that is not found in the conventional siloxane compound-containing composite semipermeable membrane, and have reached the following invention.

(1)微多孔性支持膜上に分離機能層を形成してなり、該分離機能層が、エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に結合した化合物(A)、化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を1個有し、酸性基を有する化合物(B)および化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物(C)を原料として、化合物(A)が有する加水分解性基の縮合、ならびに、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)が有するエチレン性不飽和基の重合により形成されたものである複合半透膜。   (1) A compound (A) comprising a separation functional layer formed on a microporous support membrane, wherein the separation functional layer has a reactive group having an ethylenically unsaturated group and a hydrolyzable group bonded to a silicon atom. A compound other than the compound (A), which has one reactive group having an ethylenically unsaturated group and is a compound other than the compound (B) and the compound (A) having an acidic group, which is ethylenically unsaturated. Condensation of hydrolyzable groups possessed by compound (A), compound (A), compound (B), and compound (C) from compound (C) having two or more reactive groups having a group A composite semipermeable membrane formed by polymerization of ethylenically unsaturated groups.

(2)化合物(A)が次の一般式(a)に示される化合物である、上記(1)に記載の複合半透膜。
Si(R(R(R4−m−n ・・・一般式(a)
(Rはエチレン性不飽和基を含む反応性基を示す。Rはアルコキシ基、アルケニルオキシ基、カルボキシ基、ケトオキシム基、ハロゲン原子またはイソシアネート基のいずれかを表す。Rは水素原子、アルキル基またはヒドロキシ基を表す。m,nはm+n≦4を満たす正の整数とする。R、R、Rそれぞれにおいて2以上の官能基がケイ素原子に結合している場合、同一であっても異なっていてもよい。)
(3)化合物(C)がエチレン性不飽和基を有する反応性基を3個以上有する上記1または2に記載の複合半透膜。
(2) The composite semipermeable membrane according to (1), wherein the compound (A) is a compound represented by the following general formula (a).
Si (R 1 ) m (R 2 ) n (R 3 ) 4-mn— General formula (a)
(R 1 represents a reactive group containing an ethylenically unsaturated group. R 2 represents an alkoxy group, an alkenyloxy group, a carboxy group, a ketoxime group, a halogen atom or an isocyanate group. R 3 represents a hydrogen atom, Represents an alkyl group or a hydroxy group, and m and n are positive integers satisfying m + n ≦ 4, and each of R 1 , R 2 and R 3 is identical when two or more functional groups are bonded to a silicon atom. It may or may not be.)
(3) The composite semipermeable membrane according to the above 1 or 2, wherein the compound (C) has three or more reactive groups having an ethylenically unsaturated group.

(4)微多孔性支持膜上に、エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に結合した化合物(A)、化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を1個有し、酸性基を有する化合物(B)および化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物(C)を塗布し、化合物(A)が有する加水分解性基の縮合、ならびに、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)が有するエチレン性不飽和基を重合することにより分離機能層を形成させる複合半透膜の製造方法。   (4) A compound other than the compound (A) or the compound (A) in which a reactive group and a hydrolyzable group having an ethylenically unsaturated group are bonded to a silicon atom on a microporous support membrane, Compound (C) having one reactive group having a saturated group and other than compound (B) having an acidic group and compound (A) having two or more reactive groups having an ethylenically unsaturated group ) And polymerizing the condensation of the hydrolyzable group possessed by the compound (A) and the ethylenically unsaturated group possessed by the compound (A), the compound (B) and the compound (C). A method for producing a composite semipermeable membrane to be formed.

本発明によれば、酸化剤に対する耐久性が高く、高い分離性能、連続運転時の安定性を有する複合半透膜を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a composite semipermeable membrane having high durability against an oxidant, high separation performance, and stability during continuous operation.

本発明の複合半透膜は、脱塩性能や透水性能などの流体分離機能を有する分離機能層、その機能層を支持するための微多孔性支持膜と、これら分離機能層および微多孔性支持膜を支持するための基材などからなる。   The composite semipermeable membrane of the present invention includes a separation functional layer having a fluid separation function such as desalting performance and water permeation performance, a microporous support membrane for supporting the functional layer, and these separation functional layer and microporous support. It consists of a base material for supporting the membrane.

本発明に係る微多孔性支持膜は、分離機能層の支持膜として本発明の複合半透膜に強度を与える。分離機能層は微多孔性支持膜の少なくとも片面に設けられたものである。微多孔性支持膜に複数の分離機能層を設けても良いが、通常、片面に1層の分離機能層があれば十分である。   The microporous support membrane according to the present invention gives strength to the composite semipermeable membrane of the present invention as a support membrane of the separation functional layer. The separation functional layer is provided on at least one side of the microporous support membrane. Although a plurality of separation functional layers may be provided on the microporous support membrane, it is usually sufficient to have one separation functional layer on one side.

本発明で用いる微多孔性支持膜の表面の細孔径は1nm以上100nm以下の範囲内であることが好ましい。微多孔性支持膜表面の細孔径がこの範囲であれば、化学反応により、表面において欠陥が十分に少ない分離機能層を形成させることができる。また、得られる複合半透膜が高い純水透過流束を有し、加圧運転中に分離機能層が支持膜孔内に落ち込むことなく構造を維持できる。   The pore diameter of the surface of the microporous support membrane used in the present invention is preferably in the range of 1 nm to 100 nm. If the pore diameter on the surface of the microporous support membrane is within this range, a separation functional layer with sufficiently few defects on the surface can be formed by a chemical reaction. Further, the obtained composite semipermeable membrane has a high pure water permeation flux, and the structure can be maintained without the separation functional layer falling into the support membrane pores during the pressurization operation.

ここで、微多孔性支持膜の表面の細孔径は、電子顕微鏡写真により算出できる。写真撮影し、観察できる細孔すべての直径を測定し、平均することにより求めた値を指す。細孔が円状でない場合、画像処理装置等によって、細孔が有する面積と等しい面積を有する円(等価円)を求め、等価円直径を細孔の直径とする方法により求めることができる。別の手段としては、示差走査熱量測定(DSC)により求めることができる。文献(石切山他、ジャーナル・オブ・コロイド・アンド・インターフェイス・サイエンス、171巻、p103、アカデミック・プレス・インコーポレーテッド(1995))等にその詳細が記載されている。   Here, the pore diameter of the surface of the microporous support membrane can be calculated from an electron micrograph. This refers to the value obtained by measuring and averaging the diameters of all the pores that can be photographed and observed. When the pores are not circular, a circle having an area equal to the area of the pores (equivalent circle) can be obtained by an image processing apparatus or the like, and the equivalent circle diameter can be obtained by the method of setting the diameter of the pores. As another means, it can be determined by differential scanning calorimetry (DSC). The details are described in literature (Ishikiriyama et al., Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 171, p103, Academic Press Incorporated (1995)).

微多孔性支持膜の厚みは、1μm以上5mm以下の範囲内にあると好ましく、10μm以上100μm以下の範囲内にあるとより好ましい。厚みが小さいと微多孔性支持膜の強度が低下しやすく、その結果、複合半透膜の強度が低下する傾向にある。厚みが大きいと微多孔性支持膜およびそれから得られる複合半透膜を曲げて使うときなどに取り扱いにくくなる。また、複合半透膜の強度を上げるため、微多孔性支持膜は布、不織布、紙などで補強されていてもよい。これら補強する材料の好ましい厚みは通常50μm以上150μm以下である。   The thickness of the microporous support membrane is preferably in the range of 1 μm to 5 mm, and more preferably in the range of 10 μm to 100 μm. If the thickness is small, the strength of the microporous support membrane tends to decrease, and as a result, the strength of the composite semipermeable membrane tends to decrease. When the thickness is large, it becomes difficult to handle when the microporous support membrane and the composite semipermeable membrane obtained therefrom are bent. In order to increase the strength of the composite semipermeable membrane, the microporous support membrane may be reinforced with cloth, nonwoven fabric, paper, or the like. The preferable thickness of these reinforcing materials is usually 50 μm or more and 150 μm or less.

微多孔性支持膜に用いる素材としては特に限定されない。たとえばポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリエステル、セルロース系ポリマー、ビニル系ポリマー、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンオキシドなどのホモポリマーあるいはコポリマーが使用できる。これらのポリマーを単独で、またはブレンドして用いることができる。上記のうち、セルロース系ポリマーとしては、酢酸セルロース、硝酸セルロースなどが例示される。ビニル系ポリマーとしてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリルなどが好ましいものとして例示される。中でも、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリエステル、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホンなどのホモポリマーやコポリマーが好ましい。さらに、これらの素材の中でも、化学的安定性、機械的強度、熱安定性が高く、成型が容易であるポリスルホン、ポリエーテルスルホンを用いることが特に好ましい。   The material used for the microporous support membrane is not particularly limited. For example, homopolymers or copolymers such as polysulfone, polyethersulfone, polyamide, polyester, cellulose polymer, vinyl polymer, polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfone, and polyphenylene oxide can be used. These polymers can be used alone or blended. Among the above, examples of the cellulose polymer include cellulose acetate and cellulose nitrate. Preferred examples of the vinyl polymer include polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile and the like. Of these, homopolymers and copolymers such as polysulfone, polyethersulfone, polyamide, polyester, cellulose acetate, cellulose nitrate, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyphenylene sulfide, and polyphenylene sulfide sulfone are preferable. Furthermore, among these materials, it is particularly preferable to use polysulfone or polyethersulfone which has high chemical stability, mechanical strength and thermal stability and is easy to mold.

本発明の複合半透膜に存在する分離機能層の厚みは5nm以上500nm以下の範囲内にあると好ましい。下限としてはより好ましくは10nmである。上限としてより好ましくは200nmである。薄膜化することによりクラックが入りづらくなり欠点による除去率低下を避けることができる。さらにそのように薄膜化した分離機能層は透水性を向上させることができる。   The thickness of the separation functional layer present in the composite semipermeable membrane of the present invention is preferably in the range of 5 nm to 500 nm. The lower limit is more preferably 10 nm. More preferably, the upper limit is 200 nm. By making the film thinner, cracks are less likely to occur and a reduction in removal rate due to defects can be avoided. Further, the separation functional layer thus thinned can improve water permeability.

本発明の分離機能層は、微多孔性支持膜上に以下の反応により形成されるものである。すなわち、エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に直接結合した化合物(A)、化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を1個有する化合物(B)および化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物(C)を原料として、化合物(A)が有する加水分解性基の縮合、ならびに、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)が有するエチレン性不飽和基の重合により形成される分離機能層である。化合物(A)の形成するシロキサン結合のネットワークによって分離機能を実現し、化合物(B)によって適度な透水性を付与する。化合物(C)によって高分子鎖間を架橋して孔径を縮小・均一化することで除去率を向上させ、同時に分離機能層の強度を高め、高耐久性を実現する。   The separation functional layer of the present invention is formed on the microporous support membrane by the following reaction. That is, a reactive group having an ethylenically unsaturated group is a compound other than the compound (A) having a reactive group having a ethylenically unsaturated group and a hydrolyzable group directly bonded to a silicon atom, and the compound (A) and having a ethylenically unsaturated group. Hydrolyzability possessed by compound (A), starting from compound (C) having at least two reactive groups having ethylenically unsaturated groups, other than compound (B) having one compound and compound (A) It is a separation functional layer formed by group condensation and polymerization of ethylenically unsaturated groups of the compound (A), the compound (B) and the compound (C). A separation function is realized by a network of siloxane bonds formed by the compound (A), and appropriate water permeability is imparted by the compound (B). The compound (C) crosslinks between the polymer chains to reduce and uniform the pore size, thereby improving the removal rate, and simultaneously increasing the strength of the separation functional layer to achieve high durability.

まず、エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に直接結合した化合物(A)について説明する。   First, the compound (A) in which a reactive group having an ethylenically unsaturated group and a hydrolyzable group are directly bonded to a silicon atom will be described.

エチレン性不飽和基を有する反応性基はケイ素原子に直接結合している。このような反応性基としては、ビニル基、アリル基、メタクリルオキシエチル基、メタクリルオキシプロピル基、アクリルオキシエチル基、アクリルオキシプロピル基、スチリル基が例示される。重合性の観点から、メタクリルオキシプロピル基、アクリルオキシプロピル基、スチリル基が好ましい。   The reactive group having an ethylenically unsaturated group is directly bonded to the silicon atom. Examples of such reactive groups include vinyl groups, allyl groups, methacryloxyethyl groups, methacryloxypropyl groups, acryloxyethyl groups, acryloxypropyl groups, and styryl groups. From the viewpoint of polymerizability, a methacryloxypropyl group, an acryloxypropyl group, and a styryl group are preferable.

またケイ素原子に直接結合している加水分解性基が水酸基に変化するなどのプロセスを経て、化合物同士がシロキサン結合で結ばれるという縮合反応が生じ、高分子となる。加水分解性基としては、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、カルボキシ基、ケトオキシム基、アミノヒドロキシ基、ハロゲン原子およびイソシアネート基が例示される。アルコキシ基としては、炭素数1以上10以下のものが好ましく、さらに好ましくは炭素数1または2のものである。アルケニルオキシ基としては炭素数2以上10以下のものが好ましく、さらには炭素数2以上4以下、さらには3のものが好ましい。カルボキシ基としては、炭素数2以上10以下のものが好ましく、さらには炭素数2のもの、すなわちアセトキシ基が好ましい。ケトオキシム基としては、メチルエチルケトオキシム基、ジメチルケトオキシム基、ジエチルケトオキシム基が例示される。アミノヒドロキシ基は、酸素を介してアミノ基が酸素原子を介してケイ素原子に結合しているものである。このようなものとしては、ジメチルアミノヒドロキシ基、ジエチルアミノヒドロキシ基、メチルエチルアミノヒドロキシ基が例示される。ハロゲン原子としては、塩素原子が好ましく採用される。   Further, through a process in which the hydrolyzable group directly bonded to the silicon atom is changed to a hydroxyl group, a condensation reaction occurs in which the compounds are bonded to each other through a siloxane bond, resulting in a polymer. Examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group, an alkenyloxy group, a carboxy group, a ketoxime group, an aminohydroxy group, a halogen atom and an isocyanate group. As an alkoxy group, a C1-C10 thing is preferable, More preferably, it is a C1-C2 thing. The alkenyloxy group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, and further preferably 3 carbon atoms. As the carboxy group, those having 2 to 10 carbon atoms are preferable, and those having 2 carbon atoms, that is, an acetoxy group is preferable. Examples of the ketoxime group include a methyl ethyl ketoxime group, a dimethyl ketoxime group, and a diethyl ketoxime group. The aminohydroxy group is one in which an amino group is bonded to a silicon atom via an oxygen atom via oxygen. Examples of such include dimethylaminohydroxy group, diethylaminohydroxy group, and methylethylaminohydroxy group. As the halogen atom, a chlorine atom is preferably employed.

分離機能層の形成にあたっては、上記加水分解性基の一部が加水分解し、シラノール構造をとっている化合物も使用できる。また2以上の化合物が、加水分解性基の一部が加水分解、縮合し架橋しない程度に高分子量化したものも使用できる。   In forming the separation functional layer, a compound in which a part of the hydrolyzable group is hydrolyzed to have a silanol structure can be used. In addition, two or more compounds having a high molecular weight such that a part of the hydrolyzable group is not hydrolyzed, condensed, or crosslinked can be used.

化合物(A)としては下記一般式(a)で表されるものであることが好ましい。
Si(R(R(R4−m−n ・・・一般式(a)
(Rはエチレン性不飽和基を含む反応性基を示す。Rはアルコキシ基、アルケニルオキシ基、カルボキシ基、ケトオキシム基、ハロゲン原子またはイソシアネート基のいずれかを表す。RはHまたはアルキル基を表す。m、nはm+n≦4を満たす整数であり、m≧1、n≧1を満たすものとする。R、R、Rそれぞれにおいて2以上の官能基がケイ素原子に結合している場合、同一であっても異なっていてもよい。)
はエチレン性不飽和基を含む反応性基であるが、上で説明したとおりである。
The compound (A) is preferably represented by the following general formula (a).
Si (R 1 ) m (R 2 ) n (R 3 ) 4-mn— General formula (a)
(R 1 represents a reactive group containing an ethylenically unsaturated group. R 2 represents an alkoxy group, an alkenyloxy group, a carboxy group, a ketoxime group, a halogen atom or an isocyanate group. R 3 represents H or alkyl. M and n are integers satisfying m + n ≦ 4 and satisfy m ≧ 1 and n ≧ 1 In each of R 1 , R 2 and R 3 , two or more functional groups are bonded to a silicon atom. They may be the same or different.)
R 1 is a reactive group containing an ethylenically unsaturated group, and is as described above.

は加水分解性基であるが、これらは上で説明したとおりである。Rとなるアルキル基の炭素数としては1以上10以下のものが好ましく、さらに1または2のものが好ましい。 R 2 is a hydrolyzable group, and these are as described above. The number of carbon atoms of the alkyl group to be R 3 is preferably 1 or more and 10 or less, and more preferably 1 or 2.

加水分解性基としては、分離機能層の形成にあたって、反応液が製膜に適した粘度とポットライフを有することからアルコキシ基が好ましく用いられる。   As the hydrolyzable group, an alkoxy group is preferably used in forming the separation functional layer because the reaction solution has a viscosity and pot life suitable for film formation.

このような化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、スチリルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシランが例示される。   Such compounds include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, styryltrimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, methacryloxypropyltriethoxysilane. And acryloxypropyltrimethoxysilane.

化合物(A)の他、エチレン性不飽和基を有する反応性基を有しないが、加水分解性基を有する化合物を併せて使用することもできる。このような化合物は、一般式(a)では「m≧1」と定義されているが、一般式(a)においてmがゼロである化合物が例示される。このようなものとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシランが例示される。   In addition to the compound (A), a reactive group having an ethylenically unsaturated group is not included, but a compound having a hydrolyzable group can also be used. Such a compound is defined as “m ≧ 1” in the general formula (a), but a compound in which m is zero in the general formula (a) is exemplified. Examples of such include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and methyltriethoxysilane.

次に、化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を1個有し、酸性基を有する化合物(B)について説明する。   Next, the compound (B) which is a compound other than the compound (A), has one reactive group having an ethylenically unsaturated group, and has an acidic group will be described.

エチレン性不飽和基は付加重合性を有する。このような化合物としてはエチレン、プロピレン、メタクリル酸、アクリル酸、スチレンおよびこれらの誘導体が例示される。また化合物(B)は、複合半透膜を水溶液の分離などに用いたときに水の選択的透過性を高め、塩の阻止率を上げるために、酸性基を有するアルカリ可溶性の化合物である。   The ethylenically unsaturated group has addition polymerizability. Examples of such compounds include ethylene, propylene, methacrylic acid, acrylic acid, styrene, and derivatives thereof. The compound (B) is an alkali-soluble compound having an acidic group in order to increase the selective permeability of water and increase the salt rejection when the composite semipermeable membrane is used for separation of an aqueous solution.

好ましい酸としては、カルボン酸、ホスホン酸、リン酸およびスルホン酸であり、これらの酸の構造としては、酸の形態、エステル化合物、および金属塩のいずれの状態で存在してもよい。これらのエチレン性不飽和基を有する化合物(B)は、2つ以上の酸性基を含有し得るが、中でも1個または2個の酸性基を含有する化合物が好ましい。   Preferred acids are carboxylic acid, phosphonic acid, phosphoric acid and sulfonic acid, and these acid structures may exist in any form of acid form, ester compound, and metal salt. These compounds (B) having an ethylenically unsaturated group may contain two or more acidic groups, and among them, compounds containing one or two acidic groups are preferable.

上記のエチレン性不飽和基を有する化合物(B)の中でカルボン酸基を有する化合物としては、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸、4−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリット酸および対応する無水物、10−メタクリロイルオキシデシルマロン酸、N−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)−N−フェニルグリシンおよび4−ビニル安息香酸が挙げられる。   Among the compounds having an ethylenically unsaturated group (B), examples of the compound having a carboxylic acid group include maleic acid, maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, 2- (hydroxymethyl) acrylic acid, 4- ( Mention may be made of (meth) acryloyloxyethyl trimellitic acid and the corresponding anhydride, 10-methacryloyloxydecylmalonic acid, N- (2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyl) -N-phenylglycine and 4-vinylbenzoic acid.

上記のエチレン性不飽和基を有する化合物(B)の中でホスホン酸基を有する化合物としては、ビニルホスホン酸、4−ビニルフェニルホスホン酸、4−ビニルベンジルホスホン酸、2−メタクリロイルオキシエチルホスホン酸、2−メタクリルアミドエチルホスホン酸、4−メタクリルアミド−4−メチル−フェニル−ホスホン酸、2−[4−(ジヒドロキシホスホリル)−2−オキサ−ブチル]−アクリル酸および2−[2−ジヒドロキシホスホリル)−エトキシメチル]−アクリル酸−2,4,6−トリメチル−フェニルエステルが例示される。   Among the compounds (B) having an ethylenically unsaturated group, compounds having a phosphonic acid group include vinylphosphonic acid, 4-vinylphenylphosphonic acid, 4-vinylbenzylphosphonic acid, and 2-methacryloyloxyethylphosphonic acid. 2-methacrylamidoethylphosphonic acid, 4-methacrylamido-4-methyl-phenyl-phosphonic acid, 2- [4- (dihydroxyphosphoryl) -2-oxa-butyl] -acrylic acid and 2- [2-dihydroxyphosphoryl] ) -Ethoxymethyl] -acrylic acid-2,4,6-trimethyl-phenyl ester.

上記のエチレン性不飽和基を有する化合物(B)の中でリン酸エステルの化合物としては、2−メタクリロイルオキシプロピル一水素リン酸および2−メタクリロイルオキシプロピル二水素リン酸、2−メタクリロイルオキシエチル一水素リン酸および2−メタクリロイルオキシエチル二水素リン酸、2−メタクリロイルオキシエチル−フェニル−水素リン酸、10−メタクリロイルオキシデシル−二水素リン酸、リン酸モノ−(1−アクリロイル−ピペリジン−4−イル)−エステル、6−(メタクリルアミド)ヘキシル二水素ホスフェートが例示される。   Among the compounds (B) having an ethylenically unsaturated group, the phosphoric acid ester compounds include 2-methacryloyloxypropyl monohydrogen phosphate, 2-methacryloyloxypropyl dihydrogen phosphate, 2-methacryloyloxyethyl mono Hydrogen phosphate and 2-methacryloyloxyethyl dihydrogen phosphate, 2-methacryloyloxyethyl-phenyl-hydrogen phosphate, 10-methacryloyloxydecyl-dihydrogen phosphate, mono- (1-acryloyl-piperidine-4-phosphate) Yl) -ester, 6- (methacrylamide) hexyl dihydrogen phosphate.

上記のエチレン性不飽和基を有する化合物(B)の中でスルホン酸基を有する化合物としては、ビニルスルホン酸、4−ビニルフェニルスルホン酸または3−(メタクリルアミド)プロピルスルホン酸が挙げられる。   Among the compounds (B) having an ethylenically unsaturated group, examples of the compound having a sulfonic acid group include vinylsulfonic acid, 4-vinylphenylsulfonic acid, and 3- (methacrylamide) propylsulfonic acid.

そして本発明においては、エチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物(C)の添加が重要である。化合物(C)は、化合物(A)および化合物(B)が形成する高分子鎖間を架橋して孔径を縮小・均一化することで除去率を向上させ、同時に分離機能層の強度を高める。これによって、本発明の複合半透膜が従来のシロキサン化合物含有複合半透膜にない高耐久性を実現する。   In the present invention, it is important to add the compound (C) having two or more reactive groups having an ethylenically unsaturated group. Compound (C) improves the removal rate by cross-linking between the polymer chains formed by compound (A) and compound (B) to reduce and make the pore diameter uniform, and at the same time, increases the strength of the separation functional layer. As a result, the composite semipermeable membrane of the present invention achieves high durability not found in conventional siloxane compound-containing composite semipermeable membranes.

化合物(C)としては、化合物(A)以外の化合物であり、下記一般式(b)で表される化合物であれば特に制限はない。
L(R) ・・・一般式(b)
(Rはビニル基、アクリル基、メタクリル基のいずれかを表す。Lは任意の原子団を表す。nは2以上の正の整数とする。)
Rは重合を担う不飽和基であり、Lはその間を結ぶリンカーである。Lの例としては、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、フルオロアルキル基とその誘導体、オリゴオキシエチレンとその誘導体、多価アルコール誘導体、多価カルボン酸誘導体、糖誘導体、アルキルアミンとその誘導体、リン酸誘導体、ベンゼン誘導体、シクロヘキサン誘導体、イミダゾール誘導体、ピリジン誘導体、トリアジン誘導体、ヘキサヒドロトリアジン誘導体、シアヌル酸誘導体、イソシアヌル酸誘導体、ボロキシン誘導体、トリシラザン誘導体、シクロテトラシロキサン誘導体などを挙げることができる。
The compound (C) is a compound other than the compound (A) and is not particularly limited as long as it is a compound represented by the following general formula (b).
L (R) n ... General formula (b)
(R represents any one of a vinyl group, an acryl group, and a methacryl group. L represents an arbitrary atomic group. N is a positive integer of 2 or more.)
R is an unsaturated group responsible for polymerization, and L is a linker connecting them. Examples of L include linear alkyl groups, branched alkyl groups, fluoroalkyl groups and derivatives thereof, oligooxyethylene and derivatives thereof, polyhydric alcohol derivatives, polycarboxylic acid derivatives, sugar derivatives, alkylamines and derivatives thereof, phosphorus Examples include acid derivatives, benzene derivatives, cyclohexane derivatives, imidazole derivatives, pyridine derivatives, triazine derivatives, hexahydrotriazine derivatives, cyanuric acid derivatives, isocyanuric acid derivatives, boroxine derivatives, trisilazane derivatives, and cyclotetrasiloxane derivatives.

具体的には、n=2の化合物(C)として、エチレンジアクリラート、1,3−ビス(アクリロイルオキシ)プロパン、1,4−ビス(アクリロイルオキシ)ブタン、1,5−ビス(アクリロイルオキシ)ペンタン、1,6−ビス(アクリロイルオキシ)ヘキサン、1,7−ビス(アクリロイルオキシ)ヘプタン、1,8−ビス(アクリロイルオキシ)オクタン、1,9−ビス(アクリロイルオキシ)ノナン、1,10−ビス(アクリロイルオキシ)デカン、エチレングリコールジアクリラート、ジエチレングリコールジアクリラート、トリエチレングリコールジアクリラート、テトラエチレングリコールジアクリラート、プロピレングリコールジアクリラート、ジプロピレングリコールジアクリラート、ネオペンチルグリコールジアクリラート、グリセロールジアクリラート、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、N,N’−(1,2−ジヒドロキシエチレン)ビスアクリルアミド、1,4−フェニレンジアクリル酸ジエチル、ビスフェノールAジアクリラート、エチレンジメタクリラート、1,3−ビス(メタクリロイルオキシ)プロパン、1,4−ビス(メタクリロイルオキシ)ブタン、1,5−ビス(メタクリロイルオキシ)ペンタン、1,6−ビス(メタクリロイルオキシ)ヘキサン、1,7−ビス(メタクリロイルオキシ)ヘプタン、1,8−ビス(メタクリロイルオキシ)オクタン、1,9−ビス(メタクリロイルオキシ)ノナン、1,10−ビス(メタクリロイルオキシ)デカン、エチレングリコールジメタクリラート、ジエチレングリコールジメタクリラート、トリエチレングリコールジメタクリラート、テトラエチレングリコールジメタクリラート、プロピレングリコールジメタクリラート、ジプロピレングリコールジメタクリラート、ネオペンチルグリコールジメタクリラート、グリセロールジメタクリラート、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N,N’−(1,2−ジヒドロキシエチレン)ビスメタクリルアミド、1,4−フェニレンジメタクリル酸ジエチル、ビスフェノールAジメタクリラート、シュウ酸ジビニル、マロン酸ジビニル、コハク酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、アジピン酸ジビニル、ピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、マレイン酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ジビニルベンゼン、1,5−ヘキサジエン−3,4−ジオール、ジアリルエーテル、ジアリルスルフィド、ジアリルジスルフィド、ジアリルアミン、シュウ酸ジアリル、マロン酸ジアリル、コハク酸ジアリル、グルタル酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、ピメリン酸ジアリル、スベリン酸ジアリル、アゼライン酸ジアリル、セバシン酸ジアリル、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル、テレフタル酸ジアリル、ジアリルジメチルシラン、ジアリルジフェニルシラン、1,3−ジアリルオキシ−2−プロパノール、イソシアヌル酸ジアリルプロピル、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジアリル、ビスフェノールAジアリルエーテル、N,N’−ジアリル酒石酸ジアミド等が挙げられる。   Specifically, as the compound (C) where n = 2, ethylene diacrylate, 1,3-bis (acryloyloxy) propane, 1,4-bis (acryloyloxy) butane, 1,5-bis (acryloyloxy) ) Pentane, 1,6-bis (acryloyloxy) hexane, 1,7-bis (acryloyloxy) heptane, 1,8-bis (acryloyloxy) octane, 1,9-bis (acryloyloxy) nonane, 1,10 -Bis (acryloyloxy) decane, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, neopentyl glycol di Acryla Glycerol diacrylate, N, N′-methylenebisacrylamide, N, N ′-(1,2-dihydroxyethylene) bisacrylamide, diethyl 1,4-phenylene diacrylate, bisphenol A diacrylate, ethylene dimethacrylate 1,3-bis (methacryloyloxy) propane, 1,4-bis (methacryloyloxy) butane, 1,5-bis (methacryloyloxy) pentane, 1,6-bis (methacryloyloxy) hexane, 1,7-bis (Methacryloyloxy) heptane, 1,8-bis (methacryloyloxy) octane, 1,9-bis (methacryloyloxy) nonane, 1,10-bis (methacryloyloxy) decane, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate , Triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, propylene glycol dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, glycerol dimethacrylate, N, N′-methylenebismethacrylamide, N, N '-(1,2-dihydroxyethylene) bismethacrylamide, diethyl 1,4-phenylenedimethacrylate, bisphenol A dimethacrylate, divinyl oxalate, divinyl malonate, divinyl succinate, divinyl glutarate, adipine Divinyl acid, divinyl pimelate, divinyl suberate, divinyl azelate, divinyl sebacate, divinyl phthalate, divinyl isophthalate, divinyl maleate, divinyl terephthalate , Divinylbenzene, 1,5-hexadiene-3,4-diol, diallyl ether, diallyl sulfide, diallyl disulfide, diallylamine, diallyl oxalate, diallyl malonate, diallyl succinate, diallyl glutarate, diallyl adipate, pimelic acid Diallyl, diallyl suberate, diallyl azelate, diallyl sebacate, diallyl phthalate, diallyl isophthalate, diallyl maleate, diallyl terephthalate, diallyldimethylsilane, diallyldiphenylsilane, 1,3-diallyloxy-2-propanol, isocyanuric Examples thereof include diallylpropyl acid, diallyl 1,4-cyclohexanedicarboxylate, bisphenol A diallyl ether, N, N′-diallyltartaric acid diamide, and the like.

化合物(C)の架橋効果は、重合性官能基の数が多い方が高いため、一般的にはn=2の化合物よりもn≧3の化合物の方が好ましい。n≧3の化合物(C)として、シアヌル酸トリス(2−アクリロイルオキシエチル)、イソシアヌル酸トリス(2−アクリロイルオキシエチル)、1,3,5−トリアクリロイルトリアジン、1,3,5−トリアクリロイルヘキサヒドロ−1,3,5−トリアジン、トリメチロールプロパントリアクリラート、没食子酸トリアクリラート、ペンタエリスリトールトリアクリラート、ピロガロールトリアクリラート、シアヌル酸トリス(2−メタクリロイルオキシエチル)、イソシアヌル酸トリス(2−メタクリロイルオキシエチル)、1,3,5−トリメタクリロイルトリアジン、1,3,5−トリメタクリロイルヘキサヒドロ−1,3,5−トリアジン、トリメチロールプロパントリメタクリラート、没食子酸トリメタクリラート、ペンタエリスリトールトリメタクリラート、2,4,6−トリビニルボロキシン、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリビニルシクロトリシラザン、1,2,4−トリビニルシクロヘキサン、ペンタエリスリトールテトラアクリラート、ペンタエリスリトールテトラメタクリラート、ピロガロールトリアクリラート、2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン、ジペンタエリスリトールヘキサアクリラート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリラート等が挙げられる。   Since the crosslinking effect of the compound (C) is higher when the number of polymerizable functional groups is larger, in general, a compound with n ≧ 3 is preferable to a compound with n = 2. As compound (C) of n ≧ 3, tris (2-acryloyloxyethyl) cyanurate, tris (2-acryloyloxyethyl) isocyanurate, 1,3,5-triacryloyltriazine, 1,3,5-triacryloyl Hexahydro-1,3,5-triazine, trimethylolpropane triacrylate, gallic acid triacrylate, pentaerythritol triacrylate, pyrogallol triacrylate, cyanuric acid tris (2-methacryloyloxyethyl), isocyanuric acid tris ( 2-methacryloyloxyethyl), 1,3,5-trimethacryloyltriazine, 1,3,5-trimethacryloylhexahydro-1,3,5-triazine, trimethylolpropane trimethacrylate, gallic acid trimethacrylate, penta Lithritol trimethacrylate, 2,4,6-trivinylboroxine, 2,4,6-trimethyl-2,4,6-trivinylcyclotrisilazane, 1,2,4-trivinylcyclohexane, pentaerythritol tetra Acrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, pyrogallol triacrylate, 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetravinylcyclotetrasiloxane, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexa Examples include methacrylate.

化合物(C)が複合半透膜の構成成分に含まれることは、表面の分離機能層を剥離し、解析することで証明可能であることが多い。例えば、Rがアクリル基やメタクリル基の場合は、熱アルカリを用いて分離機能層を加水分解した後、低分子量成分を分離してNMR測定や質量分析等を行えばよい。   It can often be proved that the compound (C) is contained in the constituent components of the composite semipermeable membrane by peeling and analyzing the separation functional layer on the surface. For example, when R is an acryl group or a methacryl group, the separation functional layer may be hydrolyzed using hot alkali, and then the low molecular weight component may be separated and subjected to NMR measurement, mass spectrometry, or the like.

分離機能層形成のために例示される方法としては、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)を含有する反応液を塗布する工程、溶媒を除去する工程、エチレン性不飽和基を重合させる工程、加水分解性基を縮合させる工程の順に行うものである。エチレン不飽和基を重合させる工程において、加水分解性基の縮合が同時に起こることがあっても良い。   Examples of methods for forming the separation functional layer include a step of applying a reaction solution containing the compound (A), the compound (B) and the compound (C), a step of removing the solvent, and an ethylenically unsaturated group. The polymerization step and the hydrolyzable group condensation step are performed in this order. In the step of polymerizing an ethylenically unsaturated group, condensation of hydrolyzable groups may occur simultaneously.

まず、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)を含有する反応液を微多孔性支持膜に接触させる。かかる反応液は、通常溶媒を含有する溶液であるが、かかる溶媒は微多孔性支持膜を破壊せず、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)および必要に応じて添加される重合開始剤を溶解するものであれば特に限定されない。この反応液には、化合物(A)のモル数に対して1倍モル当量以上10倍モル当量以下、好ましくは1倍モル当量以上5倍モル当量以下の水を無機酸または有機酸と共に添加して、化合物(A)の加水分解を促すことが好ましい。   First, the reaction liquid containing the compound (A), the compound (B) and the compound (C) is brought into contact with the microporous support membrane. Such a reaction solution is usually a solution containing a solvent. However, such a solvent does not destroy the microporous support membrane, and is added as necessary to compound (A), compound (B) and compound (C). There is no particular limitation as long as it dissolves the polymerization initiator. To this reaction solution, 1 to 10 molar equivalents, preferably 1 to 5 molar equivalents of water, together with an inorganic acid or an organic acid, is added with respect to the number of moles of the compound (A). Thus, it is preferable to promote hydrolysis of the compound (A).

反応液の溶媒としては、水、アルコール系有機溶媒、エーテル系有機溶媒、ケトン系有機溶媒および、これらを混ぜ合わせたものが好ましい。例えば、アルコール系有機溶媒として、メタノール、エトキシメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル(2−メトキシエタノール)、エチレングリコールモノアセトエステル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、メトキシブタノール等が挙げられる。また、エーテル系有機溶媒として、メチラール、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジアミルエーテル、ジエチルアセタール、ジヘキシルエーテル、トリオキサン、ジオキサン等が挙げられる。また、ケトン系有機溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、メチルシクロヘキシルケトン、ジエチルケトン、エチルブチルケトン、トリメチルノナノン、アセトニトリルアセトン、ジメチルオキシド、ホロン、シクロヘキサノン、ダイアセトンアルコール等が挙げられる。また、溶媒の添加量としては、反応液の全重量に対して50重量%以上99重量%以下が好ましく、さらには80重量%以上99重量%以下が好ましい。溶剤の添加量が多すぎると膜中に欠点が生じやすい傾向があり、少なすぎると得られる複合半透膜の透水性が低くなる傾向がある。   As the solvent for the reaction solution, water, an alcohol-based organic solvent, an ether-based organic solvent, a ketone-based organic solvent, and a mixture thereof are preferable. For example, as an alcohol organic solvent, methanol, ethoxymethanol, ethanol, propanol, butanol, amyl alcohol, cyclohexanol, methylcyclohexanol, ethylene glycol monomethyl ether (2-methoxyethanol), ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol monomethyl ether, Examples include diethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoethyl ether, and methoxybutanol. Examples of ether organic solvents include methylal, diethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, diamyl ether, diethyl acetal, dihexyl ether, trioxane, dioxane and the like. As ketone organic solvents, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, methyl cyclohexyl ketone, diethyl ketone, ethyl butyl ketone, trimethylnonanone, acetonitrile acetone, dimethyl oxide, phorone, cyclohexanone, dye Acetone alcohol etc. are mentioned. The amount of the solvent added is preferably 50% by weight to 99% by weight and more preferably 80% by weight to 99% by weight with respect to the total weight of the reaction solution. If the amount of the solvent added is too large, defects tend to occur in the membrane, and if it is too small, the water permeability of the resulting composite semipermeable membrane tends to be low.

微多孔性支持膜と反応液との接触は、微多孔性支持膜面上で均一にかつ連続的に行うことが好ましい。具体的には、例えば、反応液をスピンコーター、ワイヤーバー、フローコーター、ダイコーター、ロールコーター、スプレーなどの塗布装置を用いて微多孔性支持膜にコーティングする方法があげられる。また微多孔性支持膜を、反応液に浸漬する方法を挙げることができる。   The contact between the microporous support membrane and the reaction solution is preferably performed uniformly and continuously on the surface of the microporous support membrane. Specifically, for example, a method of coating the reaction solution on the microporous support film using a coating device such as a spin coater, a wire bar, a flow coater, a die coater, a roll coater, or a spray. Moreover, the method of immersing a microporous support membrane in a reaction liquid can be mentioned.

浸漬させる場合、微多孔性支持膜と反応液との接触時間は、0.5分間以上10分間以下の範囲内であることが好ましく、1分間以上3分間以下の範囲内であるとさらに好ましい。反応液を微多孔性支持膜に接触させたあとは、膜上に液滴が残らないように十分に液切りすることが好ましい。十分に液切りすることで、膜形成後に液滴残存部分が膜欠点となって膜性能が低下することを防ぐことができる。液切りの方法としては、反応液接触後の微多孔性支持膜を垂直方向に把持して過剰の反応液を自然流下させる方法や、エアーノズルから窒素などの風を吹き付け、強制的に液切りする方法などを用いることができる。また、液切り後、膜面を乾燥させ、反応液の溶媒分の一部を除去することもできる。   When immersed, the contact time between the microporous support membrane and the reaction solution is preferably in the range of 0.5 minutes to 10 minutes, and more preferably in the range of 1 minute to 3 minutes. After the reaction solution is brought into contact with the microporous support membrane, it is preferable to sufficiently drain the liquid so that no droplets remain on the membrane. By sufficiently draining the liquid, it is possible to prevent the remaining portion of the liquid droplet from becoming a film defect after the film is formed and deteriorating the film performance. Liquid draining can be performed by holding the microporous support membrane in contact with the reaction liquid in the vertical direction to allow the excess reaction liquid to flow down naturally or by blowing air such as nitrogen from an air nozzle to forcibly drain the liquid. Or the like can be used. In addition, after draining, the membrane surface can be dried to remove a part of the solvent in the reaction solution.

化合物の加水分解性基を縮合させる工程は、微多孔性支持膜上に反応液を接触させた後に加熱処理することによって行われる。このときの加熱温度は、微多孔性支持膜が溶融し分離膜としての性能が低下する温度より低いことが要求される。縮合反応を速やかに進行させるために通常0℃以上で加熱を行うことが好ましく、20℃以上がより好ましい。また、前記反応温度は、150℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。反応温度が0℃以上であれば、加水分解および縮合反応が速やかに進行し、150℃以下であれば、加水分解および縮合反応の制御が容易になる。また、加水分解または縮合を促進する触媒を添加することで、より低温でも反応を進行させることが可能である。さらに本発明では分離機能層が細孔を有するよう加熱条件および湿度条件を選定し、縮合反応を適切に行うようにする。   The step of condensing the hydrolyzable group of the compound is carried out by subjecting the reaction solution to contact with the microporous support membrane and then performing a heat treatment. The heating temperature at this time is required to be lower than the temperature at which the microporous support membrane melts and the performance as a separation membrane decreases. In order to allow the condensation reaction to proceed rapidly, it is usually preferred to heat at 0 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher. The reaction temperature is preferably 150 ° C. or lower, and more preferably 120 ° C. or lower. If the reaction temperature is 0 ° C. or higher, the hydrolysis and condensation reaction proceed rapidly, and if it is 150 ° C. or lower, the hydrolysis and condensation reaction are easily controlled. Further, by adding a catalyst that promotes hydrolysis or condensation, the reaction can proceed even at a lower temperature. Furthermore, in the present invention, the heating condition and the humidity condition are selected so that the separation functional layer has pores, and the condensation reaction is appropriately performed.

化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)のエチレン性不飽和基の重合方法としては、熱処理、電磁波照射、電子線照射、プラズマ照射により行うことができる。ここで電磁波とは紫外線、X線、γ線などを含む。重合方法は適宜最適な選択をすればよいが、ランニングコスト、生産性などの点から電磁波照射による重合が好ましい。電磁波の中でも紫外線照射が簡便性の点からより好ましい。実際に紫外線を用いて重合を行う際、これらの光源は選択的にこの波長域の光のみを発生する必要はなく、これらの波長域の電磁波を含むものであればよい。しかし、重合時間の短縮、重合条件の制御などのしやすさの点から、これらの電磁波の強度がその他の波長域の電磁波に比べ高いことが好ましい。   As a polymerization method of the ethylenically unsaturated group of the compound (A), the compound (B) and the compound (C), it can be carried out by heat treatment, electromagnetic wave irradiation, electron beam irradiation and plasma irradiation. Here, electromagnetic waves include ultraviolet rays, X-rays, γ-rays and the like. The polymerization method may be appropriately selected as appropriate, but polymerization by electromagnetic wave irradiation is preferred from the viewpoint of running cost, productivity and the like. Among electromagnetic waves, ultraviolet irradiation is more preferable from the viewpoint of simplicity. When the polymerization is actually performed using ultraviolet rays, these light sources do not need to selectively generate only light in this wavelength range, and any light source that includes electromagnetic waves in these wavelength ranges may be used. However, from the viewpoint of ease of shortening the polymerization time and controlling the polymerization conditions, it is preferable that the intensity of these electromagnetic waves is higher than electromagnetic waves in other wavelength regions.

電磁波は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、UVランプ、エキシマランプ、メタルハライドランプ、希ガス蛍光ランプ、水銀灯などから発生させることができる。電磁波のエネルギーは重合できれば特に制限しないが、中でも紫外線の薄膜形成性が高い。このような紫外線は低圧水銀灯、エキシマーレーザーランプにより発生させることができる。本発明に係る分離機能層の厚み、形態はそれぞれの重合条件によっても大きく変化することがあり、電磁波による重合であれば電磁波の波長、強度、被照射物との距離、処理時間により大きく変化することがある。そのためこれらの条件は適宜最適化を行う必要がある。   Electromagnetic waves can be generated from halogen lamps, xenon lamps, UV lamps, excimer lamps, metal halide lamps, rare gas fluorescent lamps, mercury lamps, and the like. The energy of the electromagnetic wave is not particularly limited as long as it can be polymerized, but the ultraviolet thin film formation property is particularly high. Such ultraviolet rays can be generated by a low-pressure mercury lamp or an excimer laser lamp. The thickness and form of the separation functional layer according to the present invention may vary greatly depending on the respective polymerization conditions. If polymerization is performed using electromagnetic waves, the thickness and shape of the separation functional layers vary greatly depending on the wavelength of electromagnetic waves, the intensity, the distance to the irradiated object, and the processing time. Sometimes. Therefore, these conditions need to be optimized as appropriate.

重合速度を速める目的で分離機能層形成の際に重合開始剤、重合促進剤等を添加することが好ましい。ここで、重合開始剤、重合促進剤とは特に限定されるものではなく、用いる化合物の構造、重合手法などに合わせて適宜選択されるものである。   For the purpose of increasing the polymerization rate, it is preferable to add a polymerization initiator, a polymerization accelerator or the like during the formation of the separation functional layer. Here, the polymerization initiator and the polymerization accelerator are not particularly limited, and are appropriately selected according to the structure of the compound to be used, the polymerization technique, and the like.

重合開始剤を以下例示する。電磁波による重合の開始剤としては、ベンゾインエーテル、ジアルキルベンジルケタール、ジアルコキシアセトフェノン、アシルホスフィンオキシドもしくはビスアシルホスフィンオキシド、α−ジケトン(例えば、9,10−フェナントレンキノン)、ジアセチルキノン、フリルキノン、アニシルキノン、4,4’−ジクロロベンジルキノンおよび4,4’−ジアルコキシベンジルキノン、およびショウノウキノンが、例示される。熱による重合の開始剤としては、アゾ化合物(例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)もしくはアゾビス−(4−シアノバレリアン酸)、または過酸化物(例えば、過酸化ジベンゾイル、過酸化ジラウロイル、過オクタン酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチルもしくはジ−(tert−ブチル)ペルオキシド)、さらに芳香族ジアゾニウム塩、ビススルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族スルホニウム塩、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、アルキルリチウム、クミルカリウム、ナトリウムナフタレン、ジスチリルジアニオンが例示される。なかでもベンゾピナコールおよび2,2’−ジアルキルベンゾピナコールは、ラジカル重合のための開始剤として特に好ましい。   The polymerization initiator is exemplified below. As an initiator for polymerization by electromagnetic waves, benzoin ether, dialkylbenzyl ketal, dialkoxyacetophenone, acylphosphine oxide or bisacylphosphine oxide, α-diketone (for example, 9,10-phenanthrenequinone), diacetylquinone, furylquinone, anisylquinone, 4,4′-dichlorobenzylquinone and 4,4′-dialkoxybenzylquinone, and camphorquinone are exemplified. Initiators for thermal polymerization include azo compounds (eg, 2,2′-azobis (isobutyronitrile) (AIBN) or azobis- (4-cyanovaleric acid), or peroxides (eg, dibenzoyl peroxide). , Dilauroyl peroxide, tert-butyl peroctanoate, tert-butyl perbenzoate or di- (tert-butyl) peroxide), aromatic diazonium salts, bissulfonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic sulfonium salts, Examples include potassium sulfate, ammonium persulfate, alkyllithium, cumylpotassium, sodium naphthalene, distyryl dianion, and benzopinacol and 2,2'-dialkylbenzopinacol are particularly preferred as initiators for radical polymerization.

過酸化物およびα−ジケトンは、開始を加速するために、好ましくは、芳香族アミンと組み合わせて使用される。この組み合わせはレドックス系とも呼ばれる。このような系の例としては、過酸化ベンゾイルまたはショウノウキノンと、アミン(例えば、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジヒドロキシエチル−p−トルイジン、p−ジメチル−アミノ安息香酸エチルエステルまたはその誘導体)との組み合わせである。さらに、過酸化物を、還元剤としてのアスコルビン酸、バルビツレートまたはスルフィン酸と組み合わせて含有する系もまた好ましい。   Peroxides and α-diketones are preferably used in combination with aromatic amines to accelerate initiation. This combination is also called a redox system. Examples of such systems include benzoyl peroxide or camphorquinone and amines (eg, N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-dihydroxyethyl-p-toluidine, ethyl p-dimethyl-aminobenzoate). Ester or a derivative thereof). Furthermore, a system containing a peroxide in combination with ascorbic acid, barbiturate or sulfinic acid as a reducing agent is also preferred.

次いで、これを約100〜200℃で10分〜3時間程度加熱処理すると重縮合反応が起こり、微多孔性支持膜表面に分離機能層が形成された本発明の複合半透膜を得ることができる。加熱温度は微多孔性支持膜の素材にもよるが、高すぎると溶解が起こり微多孔性支持膜の細孔が閉塞するため、複合半透膜の造水量が低下する。一方低すぎた場合には、重縮合反応が不十分となり機能層の溶出により除去率が低下するようになる。   Next, when this is heat-treated at about 100 to 200 ° C. for about 10 minutes to 3 hours, a polycondensation reaction occurs, and the composite semipermeable membrane of the present invention in which a separation functional layer is formed on the surface of the microporous support membrane can be obtained. it can. Although the heating temperature depends on the material of the microporous support membrane, if it is too high, dissolution occurs and the pores of the microporous support membrane are blocked, resulting in a decrease in the amount of water produced in the composite semipermeable membrane. On the other hand, if it is too low, the polycondensation reaction becomes insufficient, and the removal rate decreases due to elution of the functional layer.

なお上記の製造方法において、エチレン性不飽和基の重合工程は、加水分解性基による重縮合工程の前に行っても良いし、後に行っても良い。また、重縮合反応と重合反応を同時に行ってもよい。   In the above production method, the polymerization step of the ethylenically unsaturated group may be performed before or after the polycondensation step with the hydrolyzable group. Moreover, you may perform a polycondensation reaction and a polymerization reaction simultaneously.

このようにして得られた複合半透膜はこのままでも使用できるが、使用する前に例えばアルコール含有水溶液、アルカリ水溶液によって膜の表面を親水化させることが好ましい。   The composite semipermeable membrane thus obtained can be used as it is, but before use, it is preferable to hydrophilize the surface of the membrane with, for example, an alcohol-containing aqueous solution or an alkaline aqueous solution.

以下実施例をもって本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれにより限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited thereby.

以下の実施例において複合半透膜のNaCl除去率の初期性能は次式(c)、複合半透膜の膜透過流束の初期性能は次式(d)、純水透過係数は次式(e)、溶質透過係数は次式(f)、純水透過係数変化率は次式(g)で計算されるものである。
NaCl除去率(%)={(供給液のNaCl濃度−透過液のNaCl濃度)/供給液のNaCl濃度}×100 ・・・式(c)
膜透過流束(m/m/day)=(一日の透過液量)/(膜面積) ・・・式(d)
純水透過係数(m/m/sec/Pa) =(膜透過流束)/(膜両側の圧力差−膜両側の浸透圧差×溶質反射係数)・・・式(e)
溶質透過係数(m/sec)=(溶質の膜透過流束−(1−溶質反射係数)×膜両側の平均濃度×膜透過流束)/(膜面濃度−膜透過液濃度)・・・式(f)
純水透過係数変化率(day−1)=(通水後の純水透過係数−通水前の純水透過係数)/(通水前の純水透過係数×通水時間)・・・式(g)
(実施例1)
ポリエチレンテレフタレート不織布上にポリスルホンの15.7重量%ジメチルホルムアミド溶液を200μmの厚みで、室温(25℃)でキャストし、ただちに純水中に浸漬して5分間放置することによって微多孔性支持膜を作製した。このようにして得られた微多孔性支持膜の表面の細孔径は21nmであり、厚みは150μmであった。
In the following examples, the initial performance of the NaCl removal rate of the composite semipermeable membrane is the following equation (c), the initial performance of the membrane permeation flux of the composite semipermeable membrane is the following equation (d), and the pure water permeability coefficient is the following equation ( e) The solute permeability coefficient is calculated by the following formula (f), and the pure water permeability coefficient change rate is calculated by the following formula (g).
NaCl removal rate (%) = {(NaCl concentration of the feed solution−NaCl concentration of the permeate) / NaCl concentration of the feed solution} × 100 Formula (c)
Membrane permeation flux (m 3 / m 2 / day) = (Amount of permeate per day) / (Membrane area) Formula (d)
Pure water permeability coefficient (m 3 / m 2 / sec / Pa) = (membrane permeation flux) / (pressure difference on both sides of the membrane−osmotic pressure difference on both sides of the membrane × solute reflection coefficient) Equation (e)
Solute permeability coefficient (m / sec) = (solute flux through membrane− (1−solute reflection coefficient) × average concentration on both sides of membrane × membrane flux) / (membrane surface concentration−membrane permeate concentration) Formula (f)
Change rate of pure water permeability coefficient (day −1 ) = (pure water permeability coefficient after passing water−pure water permeability coefficient before passing water) / (pure water permeability coefficient before passing water × water passing time) Expression (G)
Example 1
A 15.7% by weight dimethylformamide solution of polysulfone was cast on a polyethylene terephthalate nonwoven fabric to a thickness of 200 μm at room temperature (25 ° C.), and immediately immersed in pure water and left for 5 minutes to form a microporous support membrane. Produced. The microporous support membrane thus obtained had a surface pore size of 21 nm and a thickness of 150 μm.

イソプロピルアルコールの65重量%水溶液中に、化合物(A)に該当する3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランを94mM、化合物(B)に該当する4−ビニルフェニルスルホン酸ナトリウムを66mM、化合物(C)に該当する1,4−ビスアクリロイルオキシブタンを10mM、光重合開始剤2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンを8.5mMの濃度で溶解させた。この溶液に、前記の微多孔性支持膜を1分間接触させ、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な溶液を取り除き微多孔性支持膜上に前記溶液の層を形成した。次いで365nmの紫外線が照射できるハリソン東芝ライティング社製UV照射装置TOSCURE(登録商標)752を用い、照射強度を20mW/cmに設定し、紫外線を15分間照射して、分離機能層を微多孔性支持膜表面に形成した複合半透膜を作製した。 In a 65 wt% aqueous solution of isopropyl alcohol, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane corresponding to compound (A) is 94 mM, sodium 4-vinylphenylsulfonate corresponding to compound (B) is 66 mM, and compound (C) is The corresponding 1,4-bisacryloyloxybutane was dissolved at a concentration of 10 mM and the photopolymerization initiator 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone was dissolved at a concentration of 8.5 mM. The microporous support membrane was brought into contact with this solution for 1 minute, and nitrogen was blown from an air nozzle to remove excess solution from the surface of the support membrane to form a layer of the solution on the microporous support membrane. Next, using a UV irradiation apparatus TOSCURE (registered trademark) 752 manufactured by Harrison Toshiba Lighting Co., which can irradiate 365 nm ultraviolet rays, the irradiation intensity is set to 20 mW / cm 2 , and ultraviolet rays are irradiated for 15 minutes to make the separation functional layer microporous. A composite semipermeable membrane formed on the surface of the support membrane was prepared.

次に、得られた複合半透膜を120℃の熱風乾燥機中で3時間保持して化合物(A)を縮合させ、微多孔性支持膜上に分離機能層を有する乾燥複合半透膜を得た。その後、乾燥複合半透膜を10重量%イソプロピルアルコール水溶液に10分間浸漬して親水化を行った。このようにして得られた複合半透膜に、pH6.5に調整した500ppm食塩水を、0.75MPa、25℃の条件下で供給して加圧膜ろ過運転を行い、運転開始時から3時間後に透過水、供給水の水質を測定することにより、表1に示す結果が得られた。   Next, the obtained composite semipermeable membrane is held in a hot air dryer at 120 ° C. for 3 hours to condense the compound (A), and a dry composite semipermeable membrane having a separation functional layer on the microporous support membrane is obtained. Obtained. Thereafter, the dried composite semipermeable membrane was hydrophilized by immersing it in a 10% by weight isopropyl alcohol aqueous solution for 10 minutes. 500 ppm saline adjusted to pH 6.5 was supplied to the composite semipermeable membrane thus obtained under the conditions of 0.75 MPa and 25 ° C., and pressure membrane filtration operation was performed. The results shown in Table 1 were obtained by measuring the quality of the permeated water and the feed water after time.

また、加圧膜ろ過運転を継続し、運転開始時から23時間後についても同様に性能評価を行った。式(c)から計算した膜のNaCl除去率と、通水開始3時間後と23時間後の性能を用いて式(g)から計算した純水透過係数変化率についても表1に示す。   In addition, the pressure membrane filtration operation was continued, and the performance evaluation was similarly performed 23 hours after the start of the operation. Table 1 also shows the NaCl removal rate of the membrane calculated from the equation (c) and the pure water permeability coefficient change rate calculated from the equation (g) using the performance 3 hours and 23 hours after the start of water flow.

Figure 0005776274
Figure 0005776274

(実施例2)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンを1,6−ビスアクリロイルオキシヘキサンに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Example 2)
A composite semipermeable membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with 1,6-bisacryloyloxyhexane. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(実施例3)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンを1,4−ビスメタクリロイルオキシブタンに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Example 3)
A composite semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with 1,4-bismethacryloyloxybutane. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(実施例4)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをテトラエチレングリコールジアクリラートに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
Example 4
A composite semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with tetraethylene glycol diacrylate. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(実施例5)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをN,N’−メチレンビスアクリルアミドに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Example 5)
A composite semipermeable membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with N, N′-methylenebisacrylamide. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(実施例6)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをN,N’−(1,2−ジヒドロキシエチレン)ビスアクリルアミドに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Example 6)
The compound semi-permeable as in Example 1, except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with N, N ′-(1,2-dihydroxyethylene) bisacrylamide. A membrane was prepared. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(実施例7)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをトリアクリル酸ペンタエリスリトールに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Example 7)
A composite semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with pentaerythritol triacrylate. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(実施例8)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをイソシアヌル酸トリス(2−アクリロイルオキシエチル)に置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Example 8)
A composite semipermeable membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with tris (2-acryloyloxyethyl) isocyanurate. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(実施例9)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをテトラアクリル酸ペンタエリスリトールに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
Example 9
A composite semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with pentaerythritol tetraacrylate. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(比較例1)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンを添加しない以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Comparative Example 1)
A composite semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was not added. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(比較例2)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをアクリル酸4−ヒドロキシブチルに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Comparative Example 2)
A composite semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with 4-hydroxybutyl acrylate. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

(比較例3)
実施例1で使用した化合物(C)の1,4−ビスアクリロイルオキシブタンをp−メチルスチレンに置き換えた以外は実施例1と同様にして複合半透膜を作製した。得られた複合半透膜を実施例1と同様にして評価を行い、表1に示す結果が得られた。
(Comparative Example 3)
A composite semipermeable membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that 1,4-bisacryloyloxybutane of the compound (C) used in Example 1 was replaced with p-methylstyrene. The obtained composite semipermeable membrane was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results shown in Table 1 were obtained.

表1から、実施例1〜9で示された複合半透膜は比較例1〜3で得られた複合半透膜と比べて、塩除去率が高いことが分かる。また、通水後の純水透過係数変化率を比べると、実施例1〜9で示された複合半透膜は、比較例1〜3で得られた複合半透膜と比べて、性能の変化が小さいことが分かる。また、一般式(b)においてn=4である実施例9、n=3である実施例7および8、n=2である実施例1〜6の順で、純水透過係数変化率が小さいことが分かる。   From Table 1, it turns out that the composite semipermeable membrane shown by Examples 1-9 has a high salt removal rate compared with the composite semipermeable membrane obtained by Comparative Examples 1-3. Moreover, when comparing the pure water permeability coefficient change rate after passing water, the composite semipermeable membranes shown in Examples 1 to 9 are more effective than the composite semipermeable membranes obtained in Comparative Examples 1 to 3. It can be seen that the change is small. Further, in the general formula (b), the pure water permeability coefficient change rate is small in the order of Example 9 where n = 4, Examples 7 and 8 where n = 3, and Examples 1-6 where n = 2. I understand that.

以上より、化合物(C)の添加は溶質除去率および、連続運転時の安定性向上に有効である。   From the above, the addition of compound (C) is effective in improving the solute removal rate and stability during continuous operation.

本発明の複合半透膜は、固液分離、液体分離、ろ過、精製、濃縮、汚泥処理、海水淡水化、飲料水製造、純水製造、廃水再利用、廃水減容化、有価物回収などの水の処理の分野に利用できる。   The composite semipermeable membrane of the present invention includes solid-liquid separation, liquid separation, filtration, purification, concentration, sludge treatment, seawater desalination, drinking water production, pure water production, waste water reuse, waste water volume reduction, valuable material recovery, etc. Available in the field of water treatment.

Claims (3)

微多孔性支持膜上に分離機能層を形成してなり、該分離機能層が、エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に結合した化合物(A)、化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を1個有し、酸性基を有する化合物(B)および化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物(C)を原料として、化合物(A)が有する加水分解性基の縮合、ならびに、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)が有するエチレン性不飽和基の重合により形成されたものであり、
化合物(A)は次の一般式(a)に示される化合物であり、
Si(R (R (R 4−m−n ・・・一般式(a)
(R はエチレン性不飽和基を含む反応性基を示す。R はアルコキシ基、アルケニルオキシ基、カルボキシ基、ケトオキシム基、ハロゲン原子またはイソシアネート基のいずれかを表す。R は水素原子、アルキル基またはヒドロキシ基を表す。m,nはm+n≦4を満たす正の整数とする。R 、R 、R それぞれにおいて2以上の官能基がケイ素原子に結合している場合、同一であっても異なっていてもよい。)
化合物(B)は、エチレン性不飽和基として、エチレン、プロピレン、メタクリル酸、アクリル酸、スチレンおよびこれらの誘導体から選択される構造を有し、酸性基として、カルボン酸、ホスホン酸、リン酸およびスルホン酸から選択される構造を有し、
化合物(C)は、一般式(b)で示される化合物である、

L(R) ・・・一般式(b)
(Rはビニル基、アクリル基、メタクリル基のいずれかを表す。Lは任意の原子団を表す。nは2以上の正の整数とする。)
複合半透膜。
A separation functional layer is formed on a microporous support membrane, and the separation functional layer comprises a compound (A), a compound (A) in which a reactive group having an ethylenically unsaturated group and a hydrolyzable group are bonded to a silicon atom. A compound other than A) which has one reactive group having an ethylenically unsaturated group, and which is a compound other than compound (B) and compound (A) having an acidic group and has an ethylenically unsaturated group Using the compound (C) having two or more reactive groups as a raw material, the condensation of the hydrolyzable group possessed by the compound (A), and the ethylenic defect possessed by the compound (A), the compound (B) and the compound (C). all SANYO formed by the polymerization of unsaturated groups,
Compound (A) is a compound represented by the following general formula (a),
Si (R 1 ) m (R 2 ) n (R 3 ) 4-mn— General formula (a)
(R 1 represents a reactive group containing an ethylenically unsaturated group. R 2 represents an alkoxy group, an alkenyloxy group, a carboxy group, a ketoxime group, a halogen atom or an isocyanate group. R 3 represents a hydrogen atom, Represents an alkyl group or a hydroxy group, and m and n are positive integers satisfying m + n ≦ 4, and each of R 1 , R 2 and R 3 is identical when two or more functional groups are bonded to a silicon atom. It may or may not be.)
The compound (B) has a structure selected from ethylene, propylene, methacrylic acid, acrylic acid, styrene and derivatives thereof as the ethylenically unsaturated group, and as the acidic group, carboxylic acid, phosphonic acid, phosphoric acid and Having a structure selected from sulfonic acids,
Compound (C) is a compound represented by the general formula (b).

L (R) n ... General formula (b)
(R represents any one of a vinyl group, an acryl group, and a methacryl group. L represents an arbitrary atomic group. N is a positive integer of 2 or more.)
Composite semipermeable membrane.
化合物(C)がエチレン性不飽和基を有する反応性基を3個以上有する請求項1に記載の複合半透膜。 The composite semipermeable membrane according to claim 1, wherein the compound (C) has three or more reactive groups having an ethylenically unsaturated group. 微多孔性支持膜上に、エチレン性不飽和基を有する反応性基および加水分解性基がケイ素原子に結合した化合物(A)、化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を1個有し、酸性基を有する化合物(B)および化合物(A)以外の化合物であってエチレン性不飽和基を有する反応性基を2個以上有する化合物(C)を塗布し、化合物(A)が有する加水分解性基の縮合、ならびに、化合物(A)、化合物(B)および化合物(C)が有するエチレン性不飽和基を重合することにより分離機能層を形成させる複合半透膜の製造方法であって、
化合物(A)は次の一般式(a)に示される化合物であり、
Si(R (R (R 4−m−n ・・・一般式(a)
(R はエチレン性不飽和基を含む反応性基を示す。R はアルコキシ基、アルケニルオキシ基、カルボキシ基、ケトオキシム基、ハロゲン原子またはイソシアネート基のいずれかを表す。R は水素原子、アルキル基またはヒドロキシ基を表す。m,nはm+n≦4を満たす正の整数とする。R 、R 、R それぞれにおいて2以上の官能基がケイ素原子に結合している場合、同一であっても異なっていてもよい。)
化合物(B)は、エチレン性不飽和基として、エチレン、プロピレン、メタクリル酸、アクリル酸、スチレンおよびこれらの誘導体から選択される構造を有し、酸性基として、カルボン酸、ホスホン酸、リン酸およびスルホン酸から選択される構造を有し、
化合物(C)は、一般式(b)で示される化合物である、

L(R) ・・・一般式(b)
(Rはビニル基、アクリル基、メタクリル基のいずれかを表す。Lは任意の原子団を表す。nは2以上の正の整数とする。)
複合半透膜の製造方法。
Compound (A) in which reactive group and hydrolyzable group having ethylenically unsaturated group are bonded to silicon atom on microporous support membrane, compound other than compound (A) and having ethylenically unsaturated group A compound (C) having one or more reactive groups, a compound (B) having an acidic group and a compound other than the compound (A) and having two or more reactive groups having an ethylenically unsaturated group is applied. And the condensation of the hydrolyzable group possessed by the compound (A), and the formation of the separation functional layer by polymerizing the ethylenically unsaturated groups possessed by the compound (A), the compound (B) and the compound (C). A method for producing a semipermeable membrane ,
Compound (A) is a compound represented by the following general formula (a),
Si (R 1 ) m (R 2 ) n (R 3 ) 4-mn— General formula (a)
(R 1 represents a reactive group containing an ethylenically unsaturated group. R 2 represents an alkoxy group, an alkenyloxy group, a carboxy group, a ketoxime group, a halogen atom or an isocyanate group. R 3 represents a hydrogen atom, Represents an alkyl group or a hydroxy group, and m and n are positive integers satisfying m + n ≦ 4, and each of R 1 , R 2 and R 3 is identical when two or more functional groups are bonded to a silicon atom. It may or may not be.)
The compound (B) has a structure selected from ethylene, propylene, methacrylic acid, acrylic acid, styrene and derivatives thereof as the ethylenically unsaturated group, and as the acidic group, carboxylic acid, phosphonic acid, phosphoric acid and Having a structure selected from sulfonic acids,
Compound (C) is a compound represented by the general formula (b).

L (R) n ... General formula (b)
(R represents any one of a vinyl group, an acryl group, and a methacryl group. L represents an arbitrary atomic group. N is a positive integer of 2 or more.)
A method for producing a composite semipermeable membrane.
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