JP6419828B2 - 高性能ポリアミド系乾式水処理分離膜及びその製造方法 - Google Patents
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Description
DMF(N,N−ジメチルホルムアミド)溶液に18重量%のポリスルホン固形分を入れて80℃〜85℃で12時間以上溶かして、均一な液相が得られた。この溶液をポリエステル製の95μm〜100μm厚さの不織布の上に45μm〜50μmの厚さでキャスティングした。その後、キャスティングされた不織布を水に入れて多孔性ポリスルホン支持体を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)5重量%水溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分のグリセリン水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
グリセリン水溶液を5重量%の代わりに10重量%使用したことを除いては、実施例1と同一の方法で乾式水処理分離膜を製造した。
グリセリン水溶液を5重量%の代わりに30重量%使用したことを除いては、実施例1と同一の方法で乾式水処理分離膜を製造した。
グリセリン水溶液を5重量%の代わりに50重量%使用したことを除いては、実施例1と同一の方法で乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)30重量%、エタノール1重量%及び残部の水を含む溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分のグリセリンを含む溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)30重量%、エタノール5重量%及び残部の水を含む溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分のグリセリン水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)30重量%、エタノール10重量%及び残部の水を含む溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分のグリセリン水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)30重量%、エタノール0.01重量%及び残部の水を含む溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分のグリセリン水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)30重量%、エタノール30重量%及び残部の水を含む溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分のグリセリン水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)2重量%、ポリビニルアルコール(PVA)2重量%及び残部の水を含む溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分の水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜のポリアミド活性層上にグリセリン(glycerin)2重量%、ポリビニルアルコール(PVA)2重量%、エタノール5%及び残部の水を含む溶液を3分間表面コーティングした。その後、表面に残っている余分の水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
上記製造例によって製造された湿式水処理分離膜を50℃のオーブンで10分間乾燥させて、乾式水処理分離膜を製造した。
上記製造例によって製造された水処理分離膜を乾燥せず、湿式水処理分離膜状態で使用した。
グリセリン水溶液を5重量%の代わりに0.1重量%使用したことを除いては、実施例1と同一の方法で乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜をグリセリン5重量%水溶液に3分間全体浸漬した。その後、残っている余分のグリセリン水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
製造例によって製造された湿式水処理分離膜をグリセリン50重量%水溶液に3分間全体浸漬した。その後、残っている余分のグリセリン水溶液を流し出し、50℃のオーブンで10分間乾燥させて乾式水処理分離膜を製造した。
実施例及び比較例によって製造された水処理分離膜の初期塩除去率と初期透過流量を次のような方法で評価した。初期塩除去率と初期透過流量は、25℃で塩化ナトリウム水溶液を、それぞれ32,000ppmの濃度、800psiの圧力で4500mL/minの流量で供給しながら測定した。膜評価に使用した水処理分離膜セル装置は、平板型透過セルと高圧ポンプ、貯蔵槽及び冷却装置を備え、平板型透過セルの構造は、クロスフロー(cross−flow)方式で、有効透過面積は140cm2である。洗浄した水処理分離膜を透過セルに設けた後、評価装備の安定化のために3次蒸留水を用いて1時間程度十分予備運転を行った。その後、32,000ppmの塩化ナトリウム水溶液に交替して、圧力と透過流量が正常状態に達するまで1時間程度装備の運転を行った後、10分間透過される水の量を測定して流量を計算し、導電率計(Conductivity Meter)を使用して透過前後の塩濃度を分析して、塩除去率を計算した。測定の結果は、下記表1に示す。
実施例及び比較例によって製造された水処理分離膜の含水率は、次のような方法で評価した。上記実施例ないし比較例によって水処理分離膜を製造した後、15cm×20cmに切り出して試験片を作製して重量を測定した後、上記試験片を100℃のオーブンで完全乾燥した後に重量を測定して、下記数式1のように重量変化率を含水率とする。測定の結果は、下記表1に示す。
実施例及び比較例によって製造された水処理分離膜の剥離強度は、次のような方法で評価した。上記実施例ないし比較例によって乾式水処理分離膜を製造した後、15cm×20cmに切り出して試験片を作製した。このとき、剥離強度は、上記乾式水処理分離膜の表面をローダミン(Rhodamine)染料で処理して染色された分離膜表面の有無を確認した。測定の結果は下記表1に示し、下記の表1で「無」と表示されたものは、分離膜の剥離が発生していないことを意味し、「有」と表示されたものは、分離膜の剥離が発生して分離膜の表面がローダミン染料によって染色されたことを意味する。このとき、実施例3及び比較例4の水処理分離膜について剥離強度を評価した後、表面を撮影した写真を図1及び図3にそれぞれ示す。
実施例3及び5〜7によって製造された乾式水処理分離膜の膜性能のばらつきは、各実施例のサンプルを10.5cm×7cmに8個ずつ切り出して試験片を作製して、それぞれ性能を測定した後、標準偏差(standard deviation)を求める方法で評価した。測定の結果は、表2に示す。
実施例3、5〜11及び比較例1によって製造された水処理分離膜の耐久性は、次のような方法で評価した。上記実施例3、5〜8、11及び比較例1によって製造された乾燥水処理分離膜を、2週間密閉された容器で常温保管した後、再び初期塩除去率及び初期透過流量を測定した。測定の結果は、表2に示す。
実施例10及び比較例1によって製造された水処理分離膜の耐久性は、次のような方法で評価した。上記実施例10及び比較例1によって製造された水処理分離膜を、バーコーター(Mayer bar;#50 wired bar)を用いて表面を30mm/sの速度で1回擦る耐久性実験の後に、塩除去率の変化率及び透過流量の変化率を測定した。
Claims (14)
- 多孔性支持体;
前記多孔性支持体上に備えられたポリアミド活性層;及び
前記ポリアミド活性層上に備えられたグリセリン化合物とポリビニルアルコール(PVA)とを含むコーティング層を含み、
含水率が1.17%〜3.68%であり、
前記コーティング層の前記グリセリン化合物は、厚さ方向に濃度勾配を有し、当該濃度は、前記コーティング層の上部の表面で最も高く、前記ポリアミド活性層の内部に向けて減少し、前記ポリアミド活性層と前記多孔性支持体との界面及び前記多孔性支持体内でグリセリンは存在しない、
乾式水処理分離膜。 - 前記コーティング層は、グリセリン化合物とポリビニルアルコールとを含む組成物で前記ポリアミド活性層上に表面コーティング処理して形成されたものである請求項1に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記グリセリン化合物は、グリセリン、ポリグリセリン、ポリグリセリン脂肪酸エステルまたはこれらの混合物である請求項1に記載の乾式水処理分離膜。
- 全体のグリセリン化合物のうち90重量%以上のグリセリン化合物が、前記コーティング層に含まれるものである請求項1に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記乾式水処理分離膜は、乾燥状態で塩除去率が97%以上であり、透過流量が30〜45gallon/ft2・dayである請求項1に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記乾式水処理分離膜は、50℃で10分間再乾燥させた後のポリアミド活性層と多孔性支持体の間の剥離面積が、分離膜の全体面積に対して5%以下である請求項1に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記コーティング層は、アルコールをさらに含むものである請求項1に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記組成物は、グリセリン化合物を1重量%〜60重量%の含量で含むものである請求項2に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記組成物は、アルコールをさらに含むものである請求項2に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記アルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール及びイソプロパノールからなる群より選択される一つ以上のものである請求項10に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記アルコールは、全体組成物の含量を基準に0.1重量%〜20重量%の範囲のものである請求項10に記載の乾式水処理分離膜。
- 前記組成物は、ケトン、界面活性剤及び酸化防止剤からなる群より選択される一つ以上をさらに含む請求項2に記載の乾式水処理分離膜。
- 請求項1による乾式水処理分離膜を含む水処理モジュール。
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