JP7214858B2 - 正浸透膜及び正浸透膜モジュールとその製造方法 - Google Patents
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Description
正浸透法は、原料液と、原料液よりも高い浸透圧を有する誘導溶液とを、正浸透膜を介して隣接させることにより、原料液から誘導溶液へ溶媒を移動させる方法である。正浸透法の駆動力は、原料液と誘導溶液の浸透圧差である。そのため、既存の濃縮技術である蒸留法又は逆浸透法と異なり、加熱又は高圧を必要とせず、原料液中の有価成分を損失することなく原料液を濃縮できると期待されている。
また、特許文献2および3では、空隙率の高い構造を有する支持膜の表面上に、分離活性層を形成することで、支持膜内部の溶質の拡散性を上げ、好適な透水量を有する正浸透膜を得ている。
また、非特許文献2では、様々な正浸透膜が比較評価されており、中でも中空糸の内表面に分離活性層を有する正浸透膜が高い透水量を有する結果が記載されている。
また、特許文献5および6には、複合逆浸透膜に対し、トリアルキルアミン等を溶解させた熱水で処理することで、有機物除去性と透水量をともに高くする方法が提案され、特許文献7では熱水処理後に次亜塩素酸塩で膜を処理する方法が提案されている。
また、特許文献8では溶液を工夫して生成させた半透膜を100℃以上の乾燥機に供す方法により低圧で高い性能を有する逆浸透膜が提案されている。
また、特許文献2および3に記載された方法では、透水量は高くなるものの、塩逆拡散量も高くなるという欠点がある。実際の濃縮処理を考えた場合、濃縮対象となる原料液中に複数の成分が混在することが多く、正浸透膜を介した両方に、溶質が高い濃度で存在する場合が多い。特に、原料液の高濃度濃縮においては、溶質濃度が非常に高い原料液から溶媒を移動させつつも、塩逆拡散を小さくする必要があり、この場合正浸透膜として好ましい性能は、高い透水量よりも、ある程度の透水量と低い塩逆拡散量だと考えられる。しかし、上記の文献に見られるように、正浸透膜の開発は高い透水性が重視される場合が多く、この点で正浸透膜には多くの改良の余地が残されている。
すなわち、本発明を実施する形態の一例は以下に示すとおりである。
≪態様1≫
微細孔性支持膜の表面に高分子重合体の分離活性層を設けた正浸透膜であって、
前記正浸透膜を介し、前記分離活性層側に原料液として精製水を、前記微細孔性支持膜側に誘導溶液として3.5質量%の塩化ナトリウム水溶液を配置した場合に、前記原料液への塩逆拡散量R1が0.65g/(m2×hr)以下であり、かつ、前記誘導溶液中への透水量F1が3.5kg/(m2×hr)以上である、正浸透膜。
≪態様2≫
前記原料液への塩逆拡散量R1が0.45g/(m2×hr)以下である、上記態様1に記載の正浸透膜。
≪態様3≫
前記原料液への塩逆拡散量R1が0.30g/(m2×hr)以下である、上記態様1または2に記載の正浸透膜。
≪態様4≫
前記誘導溶液中への透水量F1が5.0kg/(m2×hr)以上である、上記態様1~3のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様5≫
前記誘導溶液中への透水量F1が6.5kg/(m2×hr)以上である、上記態様1~4のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様6≫
前記原料液への塩逆拡散量R1が0.01g/(m2×hr)以上である、上記態様1~5のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様7≫
前記誘導溶液中への透水量F1が50kg/(m2×hr)以下である、上記態様1~6のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様8≫
前記微細孔性支持膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリイミン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、及びポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする膜を含む、上記態様1~7のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様9≫
前記微細孔性支持膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、及びポリベンゾイミダゾールから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする膜である、上記態様8に記載の正浸透膜。
≪態様10≫
前記微細孔性支持膜が、ポリエーテルスルホン及びポリスルホンから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする膜である、上記態様9に記載の正浸透膜。
≪態様11≫
前記誘導溶液中への透水量F1が5.0kg/(m2×hr)以上である、上記態様8~10のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様12≫
前記原料液への塩逆拡散量R1が0.45g/(m2×hr)以下である、上記態様8~11のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様13≫
前記高分子重合体が、多官能アミンから成る群から選択される1種以上の第1モノマーと、多官能酸ハライドから成る群から選択される1種以上の第2モノマーと、の重縮合生成物である、上記態様1~12のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様14≫
前記高分子重合体がポリアミドである、上記態様13に記載の正浸透膜。
≪態様15≫
前記正浸透膜が中空糸である、上記態様1~14のいずれかに記載の正浸透膜。
≪態様16≫
前記分離活性層が、前記微細孔性支持膜の内表面に存在する、上記態様15に記載の正浸透膜。
≪態様17≫
上記態様1~16のいずれかに記載の正浸透膜を組み込んだ、正浸透膜モジュール。
≪態様18≫
前記正浸透膜が中空糸であり、前記正浸透膜モジュールが、複数の前記中空糸で構成される中空糸糸束を有する、上記態様17に記載の正浸透膜モジュール。
≪態様19≫
前記分離活性層の厚み方向の断面を撮影した走査型電子顕微鏡画像において、前記中空糸糸束の半径方向および長さ方向における分離活性層の平均厚みの変動係数が0~60%である、上記態様18に記載の正浸透膜モジュール。
≪態様20≫
上記態様18または19に記載の正浸透膜モジュールの製造方法であって、
微細孔性支持膜の内表面に分離活性層を設ける分離活性層形成工程、および
前記分離活性層形成工程の後に、少なくとも中空糸の内表面側に、55℃以上の流体を流動状態かつ湿潤状態で供する加熱処理工程、
を含む、正浸透膜モジュールの製造方法。
≪態様21≫
前記加熱処理工程が、少なくとも前記中空糸の内表面側に、70℃以上、95℃以下の熱水を継続的に供することよって行われる、上記態様20に記載の正浸透膜モジュールの製造方法。
≪態様22≫
前記加熱処理工程が、100℃以上、150℃以下の水蒸気によって行われる、上記態様20に記載の正浸透膜モジュールの製造方法。
本実施形態は、例えば、液状食品又は医薬品溶液の濃縮に好適に利用できる。本実施形態の正浸透膜を用いれば、濃縮対象物を加熱することなく高倍率で濃縮することができ、さらに、溶質の流出又は流入を高度に抑制しつつ、成分の劣化又は異物の混入を防いだ、非加熱高濃度濃縮が可能となる。また、本実施形態は、例えば、脱水等の用途に加え、海水淡水化、汽水淡水化、シェールガス等のガス田、若しくは油田から排出される随伴水の処理、肥料溶液の濃縮、又は所望の濃縮物を誘導溶液として用いた希釈用途等にも好適に利用可能である。
本実施形態の正浸透膜は、特定の物質のみを透過する半透膜で構成された分離活性層と、分離活性層を微細孔性支持膜の表面、より具体的には内表面または外表面に物理的に支持する微細孔性支持膜から構成される。
また、本実施形態における正浸透膜の塩逆拡散量R2、透水量F2、および、R2をF2で除することによって算出される塩透過性R2/F2は、原料液(例えば溶質を含む原料液(例えば、20質量%の塩化ナトリウム水溶液))と、原料液よりも高浸透圧を有する誘導溶液(例えば、35質量%の塩化マグネシウム水溶液)を用い、各溶液が25℃の条件下で、正浸透処理を行うことで評価される。
これらの評価はいずれも5回行い、その平均値で評価することができる。
R = G/(M×H)・・・式(1)
ここで、Gは透過した溶質の量(g)であり、Mは正浸透膜の有効表面積(m2)であり、そして、Hは時間(hr)である。
また、理由は定かではないが、塩逆拡散量R1が、従来十分に低いとされていた値である1.2g/(m2×hr)でさえ、それを超える場合、塩逆拡散量R2が著しく増加し、結果として塩透過性R2/F2が大きくなる傾向が見られた。これらの問題を回避する観点から、本実施形態の正浸透膜の塩逆拡散量R1は、一態様において0.65g/(m2×hr)以下であり、好ましくは0.45g/(m2×hr)以下であり、さらに好ましくは0.30g/(m2×hr)以下である。
なお、本実施形態の正浸透膜の塩逆拡散量R1は、0.01g/(m2×hr)以上でよい。
F = L/(M×H)・・・式(2)
ここで、Lは透過した水の量(kg)であり、Mは正浸透膜の有効表面積(m2)であり、そして、Hは時間(hr)である。
さらに、初期と濃縮運転後とでの膜性能R1/F1の比較から、本実施形態の正浸透膜は複数回用いても膜性能を所望の範囲内に維持することが可能であり、高い耐久性を有し得る。
理由は定かではないが、本実施形態の正浸透膜においては、初期の透水量F1と塩逆拡散量R1とのバランスが適切であるために、分離活性層内に誘導溶質などの物質が担持されにくく、分離活性層内の浸透圧が上昇しにくいため、分離活性層が元々有している水分量を超える水などが、分離活性層内部に急激に侵入することが抑制されており、結果として分離活性層の高次構造が破壊されないためであると考えられる。分離活性層の分子構造、並びに、水素結合及び芳香環同士の相互作用に代表される高次構造は、水及び塩の透過性に強く影響すると考えられる。高次構造が一度破壊されると、誘導溶質などの物質が分離活性層内部により侵入して担持されやすくなると考えられる。このような侵入は、分離活性層内の浸透圧を上昇させることで、当該分離活性層の連鎖的な破壊を引き起こしうる。その結果、正浸透膜の性能は一定の値まで低下すると考えられる。
この誘導溶液は、誘導溶質を高濃度に含有することで、高い浸透圧を発現する。
誘導溶質としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、糖、モノアルコール、グリコール、水溶性重合体等が挙げられる。これらの具体例としては、
アルカリ金属塩として、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム等を;
アルカリ土類金属塩として、例えば、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等を;
アンモニウム塩として、例えば、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等を;
糖として、例えば、ショ糖、果糖、ブドウ糖等の一般的な糖類の他、オリゴ糖、希少糖等の特殊な糖類等を;
モノアルコールとして、例えば、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール等を;
グリコールとして、例えば、エチレングルコール、プロピレングリコール等を;
水溶性重合体として、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等、及びエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体等を、
それぞれ挙げることができる。
この微細孔性支持膜は、正浸透膜モジュールのモジュール当たりの表面積を大きく獲得できることから、中空糸であることが特に好ましい。
この中空糸膜モジュール1は、内側を流れる液体と外側を流れる液体とは、中空糸4(正浸透膜)を介してのみ接する構造になっている。
例えば、中空糸であれば、モジュール内の接着部を除く中空糸の長さ、内径、および本数から、膜の有効表面積(中空糸膜の内表面積)は、以下の数式(3)によって定義される。
a = c×π×b×n・・・(3)
ここでaは中空糸膜の内表面積(m2)、bは接着部を除いた中空糸の長さ(m)、cは中空糸の内径(m)、nは中空糸の本数である。
一態様において、分離活性層の厚み方向の断面を撮影した走査型電子顕微鏡画像から求められる(より詳細には、本開示の[実施例]記載の方法により顕微鏡画像出力物の質量を測定する方法により求められる)、分離活性層の平均厚みの変動係数は、製造において部分的な機能欠陥をより排除できるという観点から、中空糸糸束の半径方向および長さ方向の各々において、好ましくは0~60%、より好ましくは0~50%、さらに好ましくは0~40%、最も好ましくは0~30%である。
本実施形態の分離活性層は、好ましくは界面重合によって形成される。界面重合においては、中空糸表面に形成された第1モノマー溶液の液膜が、第2モノマー溶液と接触した際、両者が相溶せずに界面において重合が進行して重合層を形成すると考えられる。その結果、形成された分離活性層は、表面に微細凹凸の多い形状となるものと考えられる。分離活性層の形成を界面重合以外の手法によると、表面微細凹凸の多い形状の分離活性層は形成されない。
1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、4,4’-ビス(パラアミノシクロヘキシル)メタン、1,3-ビス-(アミノメチル)シクロヘキサン、2,4-ビス-(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3,5-トリアミノシクロヘキサンなどの、シクロヘキサン環を持つ第1級アミン;
ピペラジン、2-メチルピペラジン、エチルピペラジン、2,5-ジメチルピペラジンなどの、ピペラジン環を持つ第2級アミン;
1,3-ビス(4-ピペリジル)メタン、1,3-ビス(4-ピペリジル)プロパン、4,4’-ビピペリジンなどの、ピペリジン環を持つ第2級アミン;
4-(アミノメチル)ピペリジンなどの、第1級および第2級の両方のアミノ基を持つアミンなどの他;
エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,2-プロパンジアミン、1,2-ジアミノ-2-メチルプロパン、2,2’-ジメチル-1,3-プロパンジアミン、トリス(2-アミノエチル)アミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、N,N’-ジメチルプロパンジアミンなど、
を挙げることができ、これらの単独または混合物を用いることが可能である。これら多官能性脂肪族アミンと、上記した多官能性芳香族アミンとの混合物も用いることができる。
プロパントリカルボン酸ハライド、ブタントリカルボン酸ハライド、ペンタントリカルボン酸ハライド、こはく酸ハライド、グルタル酸ハライドなどを挙げることができる。これらは、単独または混合物として用いることが可能であり、これら多官能性脂肪族酸ハライドと、上記した多官能性芳香族酸ハライドとの混合物を用いることもできる。
上記のような第1モノマーおよび第2モノマーは、それぞれ、これらを適当な溶媒に溶解した溶液として重合に供される。
m-フェニレンジアミンの濃度は0.1~10質量%が好ましく、0.5~5質量%がより好ましい。トリメシン酸クロリドの濃度は、0.01~10質量%が好ましく、0.1~5質量%がより好ましい。これらの溶液の濃度が低すぎると、界面重合による薄膜の形成が不完全で欠点が生じ易くなり、分離性能の低下を招く。逆に高すぎると、形成される薄膜が厚くなりすぎて、透水量の低下を来たすことの他、膜中の残留未反応物量が増加して膜性能へ悪影響を及ぼす可能性がある。
ここで、本実施形態の「加熱処理工程」における加熱処理とは、少なくとも55℃以上の温度による処理をいう。また、本実施形態の「流動状態」とは、固体、液体、又は気体における、物質そのものが移動している状態である。
本実施形態における加熱処理工程は、正浸透膜の分離活性層が均一な厚みを有する場合により有効である。均一な厚みとは、前記分離活性層の平均厚みの変動係数が0~60%である状態を指す。上記変動係数は、より好ましくは0~50%、さらに好ましくは0~40%、最も好ましくは0~30%である。
[実施例1]
[微細孔性支持膜の製造]
ポリエーテルスルホン(PES;BASF社製、商品名Ultrason)と、末端がヒドロキシ化されたポリエーテルスルホンを、N-メチル-2-ピロリドン(和光純薬(株)製)に溶解して、ポリマー濃度18.5質量%の中空糸紡糸原液を調製した。このとき、ポリエーテルスルホンと、末端がヒドロキシ化されたポリエーテルスルホンの比率は55:45とした。二重紡口を装備した湿式中空糸紡糸機に上記原液を充填し、水を満たした凝固槽に押し出し、相分離により中空糸を形成した。得られた中空糸は巻き取り機に巻き取った。得られた中空糸の外径は1.0mm、内径は0.70mmであった。透水性能は2,392kg/(m2×hr)/100kPaであった。この中空糸を微細孔性中空糸支持膜として用いた。
微細孔性中空糸支持膜1750本を、5cm径、50cm長の円筒型プラスチックハウジングに充填し、有効膜内表面積1.65m2の、図1に示すような支持膜モジュールを作製した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.17質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に1.5L/分の流速で70℃の熱水を30分間流し、さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。
得られた正浸透膜モジュールの内側導管(中空糸内部側)に、精製水60Lを入れた100Lのタンクを配管でつなぎ、ポンプで精製水を循環させた(原料液)。タンクに電導度計を装備し、精製水への塩の移動を測定した。他方、外側導管(中空糸外部側)には、3.5質量%の塩化ナトリウム水溶液60Lを入れた100Lのタンクを配管でつなぎ、ポンプで塩化ナトリウム水溶液を循環させた(誘導溶液)。内側と外側のタンクを、それぞれ、天秤の上に設置し、水の移動量を測定した。精製水の流量を2.2L/分、塩化ナトリウム水溶液の流量を8.8L/分として同時に運転し、60分後の水と塩の移動量を、それぞれ測定した。希釈される誘導溶液には、測定中に、飽和濃度の誘導溶液を少量ずつ添加することで、初期濃度を保つように設定し、測定は25℃で行った。これらを少なくとも5回行い、それらの平均値を用いて、式(1)と(2)により、正浸透膜の透水量F1と塩逆拡散量R1を算出した。
R = G/(M×H)・・・式(1)
ここで、Gは誘導溶液側から原料液側に透過した溶質の量(g)であり、Mは正浸透膜の有効表面積(m2)であり、そして、Hは時間(hr)である。
F = L/(M×H)・・・式(2)
ここで、Lは原料液側から誘導溶液側に透過した水の量(kg)であり、Mは正浸透膜の有効表面積(m2)であり、そして、Hは時間(hr)である。
結果を表1に示す。
得られた正浸透膜モジュールの内側導管に、20質量%の塩化ナトリウム水溶液60Lを入れた100Lのタンクを配管でつなぎ、ポンプで塩化ナトリウム水溶液を循環させた(表中、原料液2)。他方、外側導管には、35質量%の塩化マグネシウム水溶液60Lを入れた100Lのタンクを配管でつなぎ、ポンプで塩化マグネシウム水溶液を循環させた(表中、誘導溶液2)。内側と外側のタンクを、それぞれ、天秤の上に設置し、水の移動量を測定した。塩化ナトリウム水溶液の流量を2.2L/分、塩化マグネシウム水溶液の流量を8.8L/分として同時に運転し、60分後の水と各塩の移動量を、それぞれ測定した。希釈される誘導溶液には、測定中に、飽和濃度の誘導溶液を少量ずつ添加することで、初期濃度を保つように設定し、測定は25℃で行った。塩の移動量の算出のために、カチオン(誘導溶液の溶質である塩化マグネシウムに由来するMg2+イオン)の量を、Thermo Fishier Scientific社製の誘導結合プラズマ-質量分析(ICP-MS)装置、形式「iCAP Q」を用いて測定した。これらを少なくとも5回行い、それらの平均値を用いて、式(1)と(2)により、正浸透膜の透水量F2と塩逆拡散量R2を算出し、R2をF2で除すことで、塩透過性R2/F2を算出した。結果を表1に示す。
各実施例および比較例で得られた正浸透膜モジュールを分解し、モジュールの半径方向の中心、半径の50%の位置、および最外周部の3箇所から、中空糸をそれぞれ1本ずつサンプリングした。各中空糸を長さ方向に3等分し、9つのサンプルを得た。これらの中空糸サンプルのそれぞれを凍結割断して、中空糸断面サンプルを作製した。
ここで、凍結割断によるサンプル作製は以下のようにして行った。
中空糸を、エタノール(和光純薬(株)製)に浸漬し、エタノールと一緒にゼラチンカプセルNo.00(和光純薬(株)製)に封入した後、液化窒素に5分間浸漬して凍結した。凍結したカプセルごと、中空糸を鑿および金槌を用いて割断した。そして、得られた割断物を凍結乾燥することにより、走査型電子顕微鏡観察用の中空糸断面サンプルを得た。上記断面サンプルのそれぞれについて、走査型電子顕微鏡観察を行った。該走査型電子顕微観察は、日立製作所製、形式S-4800を使用し、加速電圧1.0kV、WD5mm基準±0.7mm、およびエミッション電流設定10±1μAの条件で行った。顕微鏡像をプリンターで用紙に印刷して分離活性層部分を切り取り、その質量を精密天秤で測定した。この質量を、予め作成しておいた検量線により、分離活性層の厚み(μm)に換算した。そして、9つのサンプルの平均値を分離活性層の平均厚みとし、変動係数を算出した。結果を表1に示す。
10質量%のスクロース水溶液に塩化マグネシウムを加え、液中のMg2+イオン濃度が40質量ppmとなるように希釈して模擬樹液(原料液)を作製した。同様の製法で得られた正浸透膜モジュールの内側導管に、この原料液300Lを入れた1000Lのタンクを配管でつなぎ、ポンプで模擬樹液を循環させた。他方、外側導管には、20質量%の塩化マグネシウム水溶液500Lを入れた1000Lのタンクを配管でつなぎ、ポンプで塩化マグネシウム水溶液(誘導溶液)を循環させた。内側と外側のタンクにあらかじめ液面から内液量が計算できるように目盛を振り、原料液タンクの液面の推移から水の移動量を測定した。原料液から誘導溶液への水の移動量から計算して、約5倍濃縮が進行した時(原料液が60Lになった時点)に運転を止め、水と各塩の移動量を、それぞれ測定した。希釈される誘導溶液には、測定中に、飽和濃度の誘導溶液を少量ずつ添加することで、初期濃度を保つように設定し、測定は25℃で行った。塩の移動量の算出のために、カチオン(誘導溶液の溶質である塩化マグネシウムに由来するMg2+イオン)の量を、Thermo Fishier Scientific社製の誘導結合プラズマ-質量分析(ICP-MS)、形式「iCAP Q」を用いて測定した。
模擬樹液の濃縮後、得られた正浸透膜モジュールを水で5時間以上洗浄し、再び同様の方法で模擬樹液の濃縮を行い、模擬樹液の5倍濃縮を5回繰り返した。
実用性の目安として、模擬樹液を5回濃縮後、誘導溶液から原料液中に拡散したMg2+イオン濃度を以下の基準AA~Cで評価した。結果を表1に示す。
AA:濃縮後の原料液中のMg2+イオン濃度が500質量ppm未満の場合
A :濃縮後の原料液中のMg2+イオン濃度が500質量ppm以上1500質量ppm未満の場合
B :濃縮後の原料液中のMg2+イオン濃度が1500質量ppm以上2500質量ppm未満の場合
C :濃縮後の原料液中のMg2+イオン濃度が2500質量ppm以上の場合
なお、理想的な濃縮が進行し、誘導溶液が原料液中へ拡散しない場合、Mg2+イオン濃度は200質量ppmとなる。
模擬樹液の濃縮後、得られた正浸透膜モジュールを水で5時間以上洗浄し、再び同様の方法で模擬樹液の濃縮を行い、模擬樹液の5倍濃縮を20回繰り返した。耐久性の目安として、20回目の濃縮後、正浸透膜モジュールを水で洗浄した後に、再び実施例1と同様の方法でR1/F1を算出し、以下の基準A~Cで評価した。結果を表1に示す。
A :R1/F1が0.15以下の場合
B :R1/F1が0.15を超え、0.25以下の場合
C :R1/F1が0.25を超えた場合
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.13質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に85℃の熱水を30分間流し、さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.15質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に95℃の熱水を30分間流し、さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.20質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に70℃の熱水を30分間流し、その後、モジュールをオートクレーブ(トミー精工製 ES-315)中に入れ、100℃の高温水蒸気を20分間供した。さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.13質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後、モジュールをオートクレーブ(トミー精工製 ES-315)中に入れ、121℃の高温水蒸気を20分間供した。さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.20質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に70℃の熱水を30分間流し、その後、モジュールをオートクレーブ(トミー精工製 ES-315)中に入れ、132℃の高温水蒸気を20分間供した。さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
微細孔性支持膜をポリケトン中空糸とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。ポリケトン中空糸膜モジュールは以下のように作製した。
エチレンと一酸化炭素とが完全交互共重合した極限粘度3.0dl/gのポリケトンを、ポリマー濃度17質量%で63質量%レゾルシン水溶液に添加し、80℃で2時間攪拌溶解し、脱泡を行うことで均一透明な原液を得た。
二重紡口を装備した湿式中空糸紡糸機に上記の原液を50℃で充填し、40質量%のメタノール水溶液を満たした凝固槽中に押し出し、相分離により中空糸を形成した。得られた中空糸は、巻き取り機に巻き取った。得られた中空糸の外径は0.6mm、内径は0.35mmであった。得られた微細孔性中空糸支持膜3500本を、5cm径、50cm長の円筒型プラスチックハウジングに充填し、有効膜内表面積1.65m2の、図1に示すような支持膜モジュールを作製した。結果を表1に示す。
微細孔性支持膜をポリベンゾイミダゾール中空糸とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。ポリベンゾイミダゾール中空糸膜モジュールは以下のように作製した。
ポリベンゾイミダゾール(PBI;Performance Products社製)をDMAc(和光純薬(株)製)と1.4質量%のLiClに溶解して、ポリマー濃度18質量%の中空糸紡糸原液を調製した。二重紡口を装備した湿式中空糸紡糸機に上記の原液を充填し、水を満たした凝固槽中に押し出し、相分離により中空糸を形成した。得られた中空糸は、巻き取り機に巻き取った。得られた中空糸の外径は0.5mm、内径は0.35mmであった。この中空糸を支持膜として用いた。得られた微細孔性中空糸支持膜3500本を、5cm径、50cm長の円筒型プラスチックハウジングに充填し、有効膜内表面積1.65m2の、図1に示すような支持膜モジュールを作製した。結果を表1に示す。
微細孔性支持膜をポリスルホン中空糸とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。ポリスルホン中空糸膜モジュールは以下のように作製した。
ポリスルホン(アモコ社製 P-3500)を、19質量%となるようにN-メチル-2-ピロリドン(和光純薬(株)製)に溶解して、中空糸紡糸原液を調製した。二重紡口を装備した湿式中空糸紡糸機に上記原液を充填し、水を満たした凝固槽に押し出し、相分離により中空糸を形成した。得られた中空糸は巻き取り機に巻き取った。得られた中空糸の外径は1.0mm、内径は0.70mmであった。この中空糸を微細孔性中空糸支持膜として用いた。得られた微細孔性中空糸支持膜1750本を、5cm径、50cm長の円筒型プラスチックハウジングに充填し、有効膜内表面積1.65m2の、図1に示すような支持膜モジュールを作製した。結果を表1に示す。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を10質量%の塩化ナトリウム水溶液とし、表中の誘導溶液2を20質量%の塩化マグネシウム水溶液とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を15質量%の塩化カリウム水溶液とし、表中の誘導溶液2を35質量%の塩化マグネシウム水溶液とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を15質量%のスクロース(ショ糖)水溶液とし、表中の誘導溶液2を15質量%の塩化マグネシウム水溶液とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を15質量%のスクロース(ショ糖)水溶液とし、表中の誘導溶液2を15質量%の塩化ナトリウム水溶液とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を精製水とし、表中の誘導溶液2を35質量%の塩化マグネシウム水溶液とした以外は、実施例4と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.13質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.20質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、さらにモジュール内に、50℃に昇温した露点-55℃の乾燥窒素を30分間流し、その後20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.15質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、さらにモジュール内に、80℃に昇温した露点-55℃の乾燥窒素を2時間流し、その後20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.14質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、さらにモジュール内に、100℃に昇温した露点-55℃の乾燥窒素を30分間流し、その後20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.15質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に50℃の熱水を30分間流し、さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を5kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で1時間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリドの0.20質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に85℃の熱水を30分間流し、さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例1と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.15質量%を含む水溶液(第1溶液)を40分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を5kPaGで減圧保持し、その後エアーを100L/分の流量で10分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.15質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を3分間、1.75L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸膜モジュールを95℃の熱水に30分間浸漬させ、さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
m-フェニレンジアミン2.2質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.10質量%、トリエチルアミン2.2質量%、カンファ-スルホン酸4.4質量%を含む水溶液をポリスルホン多孔質体と不織布からなる、平膜状の支持膜に接触させた。その後、余分な溶液を除去した。この支持膜の表面に1,3,5-トリメシン酸クロリド0.19質量%を含有するn-ヘキサン溶液を3分間接触させた。その後120℃の乾燥機内で5分間保持することで、支持膜上に分離活性層を形成させ、複合逆浸透膜を得た。さらに、この複合逆浸透膜を85℃の熱水に30分間浸漬させた。平膜セルを用いて1.6m2の逆浸透膜モジュールを作製した。実施例1を参考に、流量は線速が実施例1と同一になるように設定して、その他は同一条件で評価した。この時、分離活性層側に原料液を、支持膜側に誘導溶液を供することで、正浸透法によって処理した。結果を表1に示す。
比較例8は平膜のため、中空糸の平均厚みに関する変動係数の欄が、表中「-」(評価なし)と表されている。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を15質量%のスクロース(ショ糖)水溶液とし、表中の誘導溶液2を15質量%の塩化マグネシウム水溶液とした以外は、比較例4と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を15質量%のスクロース(ショ糖)水溶液とし、表中の誘導溶液2を15質量%の塩化ナトリウム水溶液とした以外は、比較例1と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
正浸透膜モジュールの塩透過性R2/F2の測定において、表中の原料液2を精製水とし、表中の誘導溶液2を35質量%の塩化マグネシウム水溶液とした以外は、比較例1と同一条件で評価を実施した。結果を表1に示す。
m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.10質量%を含む水溶液をアセチル化セルロースエーテル多孔質体と不織布からなる、平膜状の支持膜に接触させた。その後、余分な溶液を除去した。この支持膜の表面に1,3,5-トリメシン酸クロリド0.20質量%を含有するn-ヘキサン溶液を3分間接触させた。その後120℃の乾燥機内で5分間保持することで、支持膜上に分離活性層を形成させ、複合膜を得た。平膜セルを用いて1.0m2の膜モジュールを作製し、比較例8と同様の方法で評価した。この時、分離活性層側に原料液を、支持膜側に誘導溶液を供することで、正浸透法によって処理した。結果を表1に示す。
比較例12は平膜のため、中空糸の平均厚みに関する変動係数の欄が、表中「-」(評価なし)と表されている。
三酢酸セルロース、N-メチル-2-ピロリドン、エチレングリコール、安息香酸を均一に溶解して中空糸紡糸原液を調製した。三分割ノズルを装備した紡糸機に上記原液を充填し、N-メチル-2-ピロリドンを含有した水槽に押し出し、相分離により中空糸を形成した。得られた中空糸は巻き取り機に巻き取った。得られた中空糸の外径は0.15mm、内径は0.07mmであった。中空糸を束ねて膜モジュールとし、実施例1を参考に、流量は中空糸内外にかかる圧力が実施例1と同一になるように設定して、その他は同一条件で評価した。この時、中空糸外周部に位置している緻密層側に原料液を、中空糸内側に誘導溶液を供することで、正浸透法によって処理した。
比較例13は単一の物質からなる非対称膜であり、複合膜ではないため、中空糸の平均厚みに関する変動係数の欄が、表中「-」(評価なし)と表されている。
微細孔性支持膜をポリスルホン中空糸とした以外は、実施例5と同一条件で評価を実施した。ポリスルホン中空糸膜モジュールは実施例9と同様の方法で作製した。
微細孔性支持膜をポリスルホン中空糸とした以外は、実施例6と同一条件で評価を実施した。ポリスルホン中空糸膜モジュールは実施例9と同様の方法で作製した。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例9と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.5質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.10質量%を含む水溶液(第1溶液)を30分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを70L/分の流量で3分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.18質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を10分間、1.5L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側に85℃の熱水を30分間流し、その後、モジュールをオートクレーブ(トミー精工製 ES-315)中に入れ、125℃の高温水蒸気を60分間供した。さらに20℃の水で30分以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
分離活性層の塗工を以下のように行った以外は、実施例9と同一条件で評価を実施した。
上記支持膜モジュールの中空糸内表面側に、m-フェニレンジアミン2.0質量%、ラウリル硫酸ナトリウム0.17質量%を含む水溶液(第1溶液)を20分通液した。その後、液を抜き、中空糸の内側が第1溶液で濡れた状態で、支持膜モジュールの外側部を90kPaGで減圧保持し、その後エアーを110L/分の流量で2分間流すことによって、余剰な第1溶液を除去した。その後、1,3,5-トリメシン酸クロリド0.21質量%を含有するn-ヘキサン溶液(第2溶液)を2分間、1.9L/分の流速で通液することで、界面重合法により、中空糸の内表面上に分離活性層を塗工した。その後、窒素ガスを流すことで余剰なn-ヘキサン溶液を除去し、その後中空糸の内側及び外側に85℃の熱水を30分間流し、その後、モジュールをオートクレーブ(トミー精工製 ES-315)中に入れ、121℃の高温水蒸気を20分間供した。さらに20℃の水で24時間以上水洗することで、正浸透膜モジュールを得た。結果を表1に示す。
さらに、濃縮運転した後の膜性能R1/F1の比較から、本発明の一態様に係る正浸透膜モジュールは複数回用いても膜性能を所望の範囲内に維持することが可能であり、高い耐久性を有した。
また、そのような正浸透膜の製法の1つとして、湿潤状態かつ高温の液体または気体を流動状態で接触させることが特に有効であった。
2 外側導管
3 外側導管
4 中空糸
5 接着剤固定部
6 接着剤固定部
7 ヘッダー
8 ヘッダー
9 内側導管
10 内側導管
Claims (21)
- 微細孔性支持膜の表面に高分子重合体の分離活性層を設けた正浸透膜であって、
前記高分子重合体がポリアミドであり、
前記正浸透膜を介し、前記分離活性層側に原料液として精製水を、前記微細孔性支持膜側に誘導溶液として3.5質量%の塩化ナトリウム水溶液を配置した場合に、前記原料液への塩逆拡散量R1が0.65g/(m2×hr)以下であり、かつ、前記誘導溶液中への透水量F1が3.5kg/(m2×hr)以上である、正浸透膜。 - 前記原料液への塩逆拡散量R1が0.45g/(m2×hr)以下である、請求項1に記載の正浸透膜。
- 前記原料液への塩逆拡散量R1が0.30g/(m2×hr)以下である、請求項1または2に記載の正浸透膜。
- 前記誘導溶液中への透水量F1が5.0kg/(m2×hr)以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記誘導溶液中への透水量F1が6.5kg/(m2×hr)以上である、請求項1~4のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記原料液への塩逆拡散量R1が0.01g/(m2×hr)以上である、請求項1~5のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記誘導溶液中への透水量F1が50kg/(m2×hr)以下である、請求項1~6のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記微細孔性支持膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリイミン、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾイミダゾール、及びポリアミドから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする膜を含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記微細孔性支持膜が、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリケトン、及びポリベンゾイミダゾールから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする膜である、請求項8に記載の正浸透膜。
- 前記微細孔性支持膜が、ポリエーテルスルホン及びポリスルホンから成る群から選ばれる少なくとも1種を主成分とする膜である、請求項9に記載の正浸透膜。
- 前記誘導溶液中への透水量F1が5.0kg/(m2×hr)以上である、請求項8~10のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記原料液への塩逆拡散量R1が0.45g/(m2×hr)以下である、請求項8~11のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記高分子重合体が、多官能アミンから成る群から選択される1種以上の第1モノマーと、多官能酸ハライドから成る群から選択される1種以上の第2モノマーと、の重縮合生成物である、請求項1~12のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記正浸透膜が中空糸である、請求項1~13のいずれか一項に記載の正浸透膜。
- 前記分離活性層が、前記微細孔性支持膜の内表面に存在する、請求項14に記載の正浸透膜。
- 請求項1~15のいずれか一項に記載の正浸透膜を組み込んだ、正浸透膜モジュール。
- 前記正浸透膜が中空糸であり、前記正浸透膜モジュールが、複数の前記中空糸で構成される中空糸糸束を有する、請求項16に記載の正浸透膜モジュール。
- 前記分離活性層の厚み方向の断面を撮影した走査型電子顕微鏡画像において、前記中空糸糸束の半径方向および長さ方向における分離活性層の平均厚みの変動係数が0~60%である、請求項17に記載の正浸透膜モジュール。
- 請求項17または18に記載の正浸透膜モジュールの製造方法であって、
微細孔性支持膜の内表面に分離活性層を設ける分離活性層形成工程、および
前記分離活性層形成工程の後に、少なくとも中空糸の内表面側に、55℃以上の流体を流動状態かつ湿潤状態で供する加熱処理工程、
を含む、正浸透膜モジュールの製造方法。 - 前記加熱処理工程が、少なくとも前記中空糸の内表面側に、70℃以上、95℃以下の熱水を継続的に供することよって行われる、請求項19に記載の正浸透膜モジュールの製造方法。
- 前記加熱処理工程が、100℃以上、150℃以下の水蒸気によって行われる、請求項19に記載の正浸透膜モジュールの製造方法。
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