JPH04214741A - Mildewproofing ion exchange membrane, production thereof and recovery of sulfuric acid - Google Patents

Mildewproofing ion exchange membrane, production thereof and recovery of sulfuric acid

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JPH04214741A
JPH04214741A JP33061190A JP33061190A JPH04214741A JP H04214741 A JPH04214741 A JP H04214741A JP 33061190 A JP33061190 A JP 33061190A JP 33061190 A JP33061190 A JP 33061190A JP H04214741 A JPH04214741 A JP H04214741A
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JP
Japan
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ion exchange
exchange membrane
group
polymer
agent
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JP33061190A
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Japanese (ja)
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Yoshio Sugaya
良雄 菅家
Hirofumi Horie
堀江 浩文
Misaki Tada
多田 美咲
Ryosuke Aoki
良輔 青木
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Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an ion exchange resin especially effective for recovering sulfuric acid, preventing reduction in performance of membrane resulting from occurrence of mold, stably usable for a long period of time by adding a mildewproofing agent or an antimicrobial agent to a specific ion exchange polymer and forming a film. CONSTITUTION:(B) 0.001-30%, preferably 0.01-10% mildewproofing agent or antimicrobial agent (e.g. pentachlorophenol or tributyltin laurate) is blended and dissolved in (A) an ion exchange polymer comprising an aromatic polymer which is a polymer consisting of an aromatic ring and a connecting group and contains a group shown by formula I [X and Y are O or S; Ar is group shown by formula II, formula III, etc. (w is single bond, 0, S, etc.; R1 to R3 are 1-8C hydrocarbon group; a is 0-3; b+c is 0-7)] wherein an anion exchange group or cation exchange group is introduced to the aromatic ring to give an ion exchange membrane. A sulfuric acid/iron solution containing an organic substance is introduced to one chamber divided by an anion exchange membrane, water is fed to the other chamber, sulfuric acid is selectively permeated to recover sulfuric acid.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、混合流体より特定成分を吸着、または透過分
離せしめるイオン交換膜に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ion exchange membrane that adsorbs or permeates and separates specific components from a mixed fluid.

更に詳しくは、海水濃縮、かん水の脱塩等の電気透析や
、酸またはアルカリの回収等の拡散透析に有用なイオン
交換膜に関し、特には、透析槽内で、黴またはバクテリ
ア等の微生物が発生する用途に有益なイオン交換膜に関
する。
More specifically, it relates to ion exchange membranes useful for electrodialysis such as seawater concentration and desalination of brine water, and diffusion dialysis such as acid or alkali recovery. The present invention relates to ion exchange membranes useful for such applications.

[従来の技術] イオン交換として数多くの文献、特許が報告されている
が、最も実用的で有益なものとして、スチレン−ジビニ
ルベンゼン共重合体のイオン交換膜がある。
[Prior Art] Many documents and patents have been reported regarding ion exchange, but the most practical and useful one is an ion exchange membrane made of styrene-divinylbenzene copolymer.

これらはその耐薬品性、耐熱性に加え、架橋剤であるジ
ビニルベンゼンの含有量を変えることによりイオン交換
特性や選択透過性を制御できることから、あらゆる用途
に対し多種の品種を合成し発展してきた。
In addition to their chemical resistance and heat resistance, ion exchange properties and selective permselectivity can be controlled by changing the content of divinylbenzene, a crosslinking agent, so a wide variety of products have been synthesized and developed for various uses. .

[発明の解決しようとする課題] しかしながら、新しい用途では、例えば食品工業、有機
薬品工業、または無機薬品合成に有機化合物を使用して
いる場合等、処理液に有機化合物が存在する系から、塩
の濃縮または除去や、酸またはアルカリの回収等におい
て黴、バクテリアが透析槽内で発生し、イオン交換膜の
透過性能を低下させたり、透析槽の液流通性を阻害する
結果、安定した運転ができない問題がある。
[Problem to be solved by the invention] However, in new applications, for example, when organic compounds are used in the food industry, organic drug industry, or inorganic drug synthesis, salts are removed from systems where organic compounds are present in the processing liquid. Mold and bacteria are generated in the dialysis tank during the concentration or removal of acid or alkali, reducing the permeability of the ion exchange membrane and impeding the fluid flow of the dialysis tank, resulting in unstable operation. There is a problem that cannot be done.

かかる問題を解消する方法として、透析槽に流通する液
を前もって殺菌することが提案されている。しかしなが
ら、加熱殺菌法は、効果は高いが有用物を変成し、また
エネルギー的にも経済的でなく、紫外線照射殺菌法は、
簡便で経済的ではあるが殺菌効果が十分でない。また防
黴剤や殺菌剤を添加する方法は、効果は高いものの、液
の汚染が大きくまた多量の薬剤を必要とする欠点がある
As a method to solve this problem, it has been proposed to sterilize the fluid flowing through the dialysis tank in advance. However, although heat sterilization is highly effective, it denatures useful substances and is not economical in terms of energy, and ultraviolet irradiation sterilization
Although it is simple and economical, the bactericidal effect is not sufficient. Furthermore, although the method of adding a fungicide or bactericide is highly effective, it has the drawbacks of contaminating the liquid and requiring a large amount of the agent.

即ち、従来のスチレン−ジビニルベンゼン系のイオン交
換膜に防黴剤や防菌剤を含有せしめるには、イオン交換
膜を防黴剤に浸漬し含浸せしめるか、モノマー液に防黴
剤を混合し重合せしめるが、前者では、含浸により膜特
性の低下を招くだけではなく、使用中に含有させた防黴
剤等が溶出し効果の持続性がなく、また後者では、重合
を阻害して性能の良い膜がえられないか、あるいは重合
中またはイオン交換基導入反応(クロルメチル化−アミ
ノ化反応やスルホン化反応)で防黴剤が変成し目的を達
成することができない。
In other words, in order to incorporate an antifungal agent or antibacterial agent into a conventional styrene-divinylbenzene ion exchange membrane, the ion exchange membrane is immersed in the antifungal agent to impregnate it, or the antifungal agent is mixed into the monomer solution. However, with the former, not only does impregnation cause a decline in membrane properties, but the antifungal agent etc. eluted during use and the effect is not sustainable, and with the latter, polymerization is inhibited and the performance is degraded. Either a good film cannot be obtained, or the antifungal agent is denatured during polymerization or during the ion exchange group introduction reaction (chloromethylation-amination reaction or sulfonation reaction), making it impossible to achieve the objective.

[課題を解決するための手段] 本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点を解
消しようとするものであり、有価化合物の分離回収や、
有害物の除去に有用なイオン交換膜法分離法において、
膜の性能低下を防止し、長期間安定して運転できるイオ
ン交換膜を提供することを目的とし、特には、黴やバク
テリヤの発生により従来困難とされた用途に適用できる
イオン交換膜および膜分離方法を提供することを目的と
する。
[Means for Solving the Problems] The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to solve the problems of separation and recovery of valuable compounds,
In the ion exchange membrane separation method useful for removing harmful substances,
The aim is to provide ion exchange membranes that prevent membrane performance degradation and can operate stably for long periods of time.In particular, we aim to provide ion exchange membranes and membrane separation that can be applied to applications that have traditionally been difficult due to the generation of mold and bacteria. The purpose is to provide a method.

本発明は、実質的に芳香族環と連結基から構成された重
合体の芳香族環にイオン交換基が導入されたイオン交換
膜において、該イオン交換性重合体内に防黴剤または防
菌剤を含有することを特徴とする、イオン交換膜により
達成せしめられる。
The present invention provides an ion exchange membrane in which an ion exchange group is introduced into the aromatic ring of a polymer substantially composed of an aromatic ring and a linking group, in which an antifungal or antibacterial agent is contained in the ion exchange polymer. This is achieved by an ion exchange membrane characterized by containing.

本発明のイオン交換膜は、基本的には、上記特定のイオ
ン交換膜内に防黴剤や防バクテリヤ剤を含有させたもの
であるが、これは、従来の発想にない新しい知見に基づ
くものである。
The ion exchange membrane of the present invention basically contains an antifungal agent or an antibacterial agent within the above-mentioned specific ion exchange membrane, but this is based on new knowledge not found in conventional ideas. It is.

本発明者は、防黴性や防菌性を有する高性能イオン交換
膜について鋭意研究した結果、イオン交換性重合体に防
黴剤等を含有せしめることにより防黴剤等の失活を防止
し、イオン交換性重合体として、実質的に芳香族環と連
結基から構成された重合体の芳香族環にイオン交換基を
導入した重合体を使用することにより高性能のイオン交
換膜が得られることを見出し本発明を完成せしめた。
As a result of intensive research on high-performance ion exchange membranes that have anti-fungal and anti-bacterial properties, the inventor has found that by incorporating anti-fungal agents into ion-exchange polymers, the deactivation of anti-fungal agents can be prevented. , a high-performance ion-exchange membrane can be obtained by using a polymer in which an ion-exchange group is introduced into the aromatic ring of a polymer that is substantially composed of an aromatic ring and a linking group as an ion-exchange polymer. They discovered this and completed the present invention.

以下に本発明を更に詳しく説明すると、本発明に使用す
るイオン交換性重合体は、実質的に芳香族環と連結基か
ら構成された重合体において少なくとも、繰り返し単位
内に一般式(1)−X=Ar−Y− (但し、式中X、Yは、互いに同一または異なる−O−
、−S−。Arは R1〜R5は、互いに同一または異なる炭素数1〜8の
炭化水素基。aは0〜3、b+cは0〜7、d+eは0
〜5。R6、R7は水素、炭素数1〜6の炭化水素基を
示す。) を含有する芳香族系重合体からなり、その芳香族環に、
陰イオン交換基または陽イオン交換基が導入されたイオ
ン交換性重合体であればなんら支障なく使用することが
でき、 等の重合体にハロアルキル基を導入した後アミノ基また
は四級アルモニウム基を付加した陰イオン交換性重合体
やスルホン基を導入した陽イオン交換性重合体が例示さ
れる。
To explain the present invention in more detail below, the ion-exchangeable polymer used in the present invention is a polymer substantially composed of an aromatic ring and a linking group, and at least the repeating unit contains the general formula (1) - X=Ar-Y- (However, in the formula, X and Y are the same or different -O-
, -S-. Ar is a hydrocarbon group in which R1 to R5 are the same or different from each other and have 1 to 8 carbon atoms. a is 0-3, b+c is 0-7, d+e is 0
~5. R6 and R7 represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. ), the aromatic ring contains
Any ion-exchangeable polymer into which an anion-exchange group or a cation-exchange group has been introduced can be used without any problems, and after introducing a haloalkyl group into a polymer such as Examples include anion-exchangeable polymers with sulfone groups and cation-exchangeable polymers with sulfone groups introduced therein.

しかしながら、更に好ましくは、芳香族系重合体が、少
なくとも2種の繰り返し単位からなる共重合体において
、一方の繰り返し単位に一般式(1)を有するブロック
共重合体からなる一般式(2) (但し、式中、X、Y、Arは一般式(1)と同じ。Z
は、−SO2−、−O−、−S−。
However, more preferably, the aromatic polymer is a copolymer consisting of at least two types of repeating units, one of which has the general formula (2) consisting of a block copolymer having the general formula (1) ( However, in the formula, X, Y, and Ar are the same as in general formula (1).Z
are -SO2-, -O-, -S-.

R8〜R11は、互いに同一または異なる炭素数1〜8
の炭化水素基。f〜iは0〜4。lは0〜1、m、nは
2〜200の整数、m/nは0.1〜100を示す。) で表わされる芳香族系ブロック共重合体からなり、その
芳香族環に、陰イオン交換基または陽イオン交換基がブ
ロック的に導入されたイオン交換性重合体を使用するこ
とが、イオン交換容量の制御性、膜の機械的強度の向上
、高いイオン交換容量を有する高性能のイオン交換を得
る点で好ましく使用され、ポリフェニレンオキシド/ポ
リエーテルスルホン共重合体、ポリフェニレンスルフィ
ド/ポリエーテルスルホン共重合体、ポリスルホン/ポ
リエーテルスルホン共重合体等が例示されるが、特にX
、Yが−O−、Zが−S−の芳香族ポリスルホン/ポリ
チオエーテルスルホンは高分子量の共重合体が得られ、
又セグメント数m、nや、セグメント比率m/nが制御
しやすく、かつ成形加工性、機械的強度、耐薬品性の点
から好ましいブロック共重合体として例示され、本出願
人による特開昭61−72020、特開昭61−765
23及び特開昭61−168629に記載されている方
法によって得ることができる。
R8 to R11 have 1 to 8 carbon atoms that are the same or different from each other
hydrocarbon group. f-i are 0-4. l represents 0 to 1, m and n represent integers of 2 to 200, and m/n represents 0.1 to 100. ) The use of an ion-exchangeable polymer consisting of an aromatic block copolymer represented by Polyphenylene oxide/polyethersulfone copolymer, polyphenylene sulfide/polyethersulfone copolymer are preferably used in terms of controllability, improvement of mechanical strength of membrane, and high performance ion exchange with high ion exchange capacity. , polysulfone/polyethersulfone copolymer, etc., but especially X
, Y is -O-, Z is -S-, aromatic polysulfone/polythioethersulfone can be obtained as a high molecular weight copolymer,
In addition, the number of segments m and n and the segment ratio m/n are easily controlled, and the block copolymer is exemplified as a preferable block copolymer from the viewpoints of moldability, mechanical strength, and chemical resistance, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1991 by the present applicant. -72020, JP-A-61-765
23 and JP-A-61-168629.

これらの重合体に陰イオン交換基を導入する方法として
は、 (a)アミノアルキル基を導入、必要によりハロゲン化
アルキルで、4級化に変換する。
The method for introducing anion exchange groups into these polymers is as follows: (a) Introducing an aminoalkyl group, and converting to quaternization with an alkyl halide if necessary.

(b)ハロアルキル基とを導入後、NH3、1〜3級ア
ミンでアミノ化する方法 が使用できるが、反応が容易で、しかも膜性質に特徴を
有する多品種の陰イオン交換膜が得られる点で、(b)
のハロアルキル化−アミノ化反応が好ましく使用される
(b) After introducing a haloalkyl group, amination with NH3 and a primary to tertiary amine can be used, but the reaction is easy and a wide variety of anion exchange membranes with unique membrane properties can be obtained. So, (b)
The haloalkylation-amination reaction is preferably used.

ハロアルキル基の導入方法としては、芳香族環にアルキ
ル基が置換されている重合体を原料とする場合には、塩
素化、臭素化等の反応も使用できるが、一般的には、ク
ロルメチルメチルエーテル、1,4−ビス(クロルメト
キシ)ブタン、1−クロルメトキシ−4−クロロブタン
やホルマリン−塩化水素、パラホルムアルデヒド−塩化
水素等の親電子反応性のクロルメチル化反応によりブロ
ック共重合体の−X−Ar−Y−繰り返し単位の芳香族
環に選択的に導入することができる。
As a method for introducing a haloalkyl group, reactions such as chlorination and bromination can also be used when using a polymer whose aromatic ring is substituted with an alkyl group, but in general, chloromethylmethyl -X of the block copolymer by electrophilic chloromethylation reaction such as ether, 1,4-bis(chloromethoxy)butane, 1-chloromethoxy-4-chlorobutane, formalin-hydrogen chloride, paraformaldehyde-hydrogen chloride, etc. -Ar-Y- It can be selectively introduced into the aromatic ring of the repeating unit.

かくて得られたクロルメチル化重合体は、好ましくは以
下の方法にて防黴剤を含有させて陰イオン交換膜とする
ことが出来る。
The chloromethylated polymer thus obtained can be made into an anion exchange membrane by containing a fungicide, preferably by the following method.

(1)クロルメチル重合体を溶液化せしめ、防黴剤等を
添加混合した後、流延し、膜状に成形せしめた後、アミ
ノ化剤に接触させ陰イオン交換膜とする。
(1) A chloromethyl polymer is made into a solution, an antifungal agent and the like are added and mixed, and then cast and formed into a membrane, which is then brought into contact with an aminating agent to form an anion exchange membrane.

(2)クロルメチル化重合体を溶液化せしめた後、アミ
ノ化剤を添加し、陰イオン交換樹脂溶液とし、防黴剤等
を添加混合した後、流延し膜状に成形せしめ陰イオン交
換膜とする。
(2) After the chloromethylated polymer is made into a solution, an aminating agent is added to form an anion exchange resin solution. After adding and mixing a fungicide, etc., the anion exchange membrane is cast and formed into a membrane shape. shall be.

(3)クロルメチル化重合体をアミノ化処理した陰イオ
ン交換交換樹脂を溶液化し、防黴剤等を添加混合した後
、流延により膜状に成形する。
(3) An anion exchange resin obtained by aminating a chloromethylated polymer is made into a solution, a fungicide and the like are added and mixed, and then formed into a membrane by casting.

また陽イオン交換基の導入としては、−SO3H、−C
F2COOH、燐酸基、−COOHが例示されるが、広
範囲のpHでイオン交換特性を有し、またイオン交換基
の導入する点から−SO3H基が特に好ましい。スルホ
ン酸基を導入する方法としては、濃硫酸、発煙硫酸、ク
ロロスルホン酸、無水硫酸、無水硫酸−トリエチルホス
フェート錯体等、芳香族環のスルホン化方法を使用する
ことができる。
In addition, for the introduction of cation exchange groups, -SO3H, -C
Examples include F2COOH, phosphoric acid group, and -COOH, but -SO3H group is particularly preferred since it has ion exchange properties over a wide range of pH and also introduces an ion exchange group. As a method for introducing a sulfonic acid group, methods for sulfonating aromatic rings such as concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, sulfuric anhydride, and sulfuric anhydride-triethyl phosphate complex can be used.

かくて、得られたスルホン化重合体は、溶液化せしめ、
防腐剤等を添加混合し流延した後、膜状に成形し陽イオ
ン交換膜とする。
Thus, the obtained sulfonated polymer is made into a solution,
After adding and mixing a preservative, etc. and casting, it is formed into a membrane to form a cation exchange membrane.

次に本発明に使用する防黴剤や防菌剤としては、農薬・
殺菌剤や食品、衣料、木材製品、塗料などに使用される
防黴剤やプラスチック用防黴剤等なんら際限なく使用で
きるが、好ましくは、耐熱性が良く、耐アルカリ性、耐
酸性に優れ、黴及び細菌に対し幅広い抗菌スペクトルを
有するものが使用される。例えばペンタクロロフェノー
ル、p−クロロ−m−キシレノール、ジヒドロジエチル
アミノペンタクロロフェノール、4−クロロ−2−フェ
ニルフェノール、N−(トリクロロメチルチオ)フタル
イミド、N−(フロロジクロロメチルチオ)フタルイミ
ド、N,N−ジメチル−N′−フェニル(N′−フロロ
ジクロロメチルチオ)スルファミド、N−(トリクロロ
メチルチオ)−4−シクロヘキセン−1,2−カルボキ
シミド、2−メトキシカルボニルアミノベンゾイミダゾ
ール、2,4,5,6−テトラクロロ−イソ−フタロニ
トリル、ビス(トリ−n−ブチルスズ)オキサイド、ト
リブチルスズラウレート、10,10′−オキシビスビ
シフェノキシアルシン、チアベンダゾール、2,3,5
,6−テトラクロロ−4−(メチルスルフォニル)ピリ
ジン、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン等が例
示され、繁殖する微生物により便宜選択することができ
る。
Next, the fungicides and antibacterial agents used in the present invention include agricultural chemicals and
Fungicides, fungicides used in foods, clothing, wood products, paints, etc., and fungicides for plastics can be used without limit, but preferably they have good heat resistance, alkali resistance, and acid resistance, and are mildewproofing agents. and those having a broad antibacterial spectrum against bacteria are used. For example, pentachlorophenol, p-chloro-m-xylenol, dihydrodiethylaminopentachlorophenol, 4-chloro-2-phenylphenol, N-(trichloromethylthio)phthalimide, N-(fluorodichloromethylthio)phthalimide, N,N-dimethyl -N'-phenyl(N'-fluorodichloromethylthio)sulfamide, N-(trichloromethylthio)-4-cyclohexene-1,2-carboximide, 2-methoxycarbonylaminobenzimidazole, 2,4,5,6-tetra Chloro-iso-phthalonitrile, bis(tri-n-butyltin) oxide, tributyltin laurate, 10,10'-oxybisbisphenoxyarsine, thiabendazole, 2,3,5
, 6-tetrachloro-4-(methylsulfonyl)pyridine, 1,2-benzisothiazolin-3-one, etc., and can be conveniently selected depending on the microorganisms that propagate.

かかる防黴剤や防菌剤は、イオン交換性重合体に対し、
0.001〜30%、好ましくは、有効性の点から0.
01%以上、また膜の特性特には機械的強度の低下を防
止する点から10%以下に含有せしめる。
Such antifungal agents and antibacterial agents are effective against ion exchange polymers.
0.001 to 30%, preferably 0.001% to 30%, preferably 0.00% from the viewpoint of effectiveness.
The content should be 0.1% or more, and 10% or less in order to prevent a decrease in film properties, especially mechanical strength.

かくして得られた防黴剤を含有せしめたイオン交換膜は
、単独で使用する他、別のイオン交換膜層(例えば防黴
剤を含有しない)と積層し、防腐剤の溶出速度を制御し
たり、膜性能の向上を図ることもできる。
The ion exchange membrane containing the antifungal agent obtained in this way can be used alone or laminated with another ion exchange membrane layer (for example, one that does not contain the antifungal agent) to control the elution rate of the preservative. , it is also possible to improve membrane performance.

またイオン交換性重合体は、単独で膜状に加工する他、
寸法安定性、取扱性等の実用的な強度を付与するために
、多孔性基材により、補強することができる。
In addition to processing ion-exchangeable polymers into membranes,
In order to provide practical strength such as dimensional stability and handleability, it can be reinforced with a porous base material.

かかる多孔性基材は、イオン交換体層に埋め込んで、補
強された複合イオン交換膜として使用できる他、膜の透
過性を増加する目的で、イオン交換体の薄膜層と多孔性
基材層との複層イオン交換膜とすることができる。
Such a porous substrate can be used as a reinforced composite ion exchange membrane by being embedded in an ion exchanger layer, or it can be used by combining a thin layer of ion exchanger with a porous substrate layer in order to increase the permeability of the membrane. It can be a multilayer ion exchange membrane.

膜の形状は、一般的な平面状だけではなく、特に拡散透
析用としては袋状、中空糸、中空管などとして使用され
る。
The shape of the membrane is not limited to the general flat shape, but especially for diffusion dialysis, it is used in the shape of a bag, hollow fiber, hollow tube, etc.

かくして得られた本発明のイオン交換膜は、既知の用途
例に対しても、電気透析または拡散透析用の分離膜とし
て使用することができるが、本発明のイオン交換膜の特
徴が発揮できる用途として、微生物が発生しやすい溶液
から有価物の分離回路や有害物の除去に使用することが
でき、例えば、牛乳ホエーの脱塩、醤油の脱塩、ジュー
スの酸味調整や動植物のエキス濃縮分離等が例示される
The ion exchange membrane of the present invention thus obtained can be used as a separation membrane for electrodialysis or diffusion dialysis in known applications, but the ion exchange membrane of the present invention can be used in applications where the characteristics of the ion exchange membrane of the present invention can be exhibited. It can be used as a separation circuit for valuables and for removing harmful substances from solutions where microorganisms are likely to occur.For example, desalting milk whey, desalting soy sauce, adjusting the acidity of juice, concentrating and separating animal and plant extracts, etc. is exemplified.

また陰イオン交換膜による酸の拡散透析、特には硫酸の
回収系や、鉄を含有する溶液の処理系において、黴や菌
類の発生による性能低下の問題に対し、本発明の陰イオ
ン交換膜を使用することにより、透過性能が低下せず安
定して運転することができる。かかる理由は、それらの
処理系に含有する有機物を栄養源とする硫酸還元菌、イ
オウバクテリヤ、または鉄バクテリヤ等の微生物の増殖
を防止するためと考えられる。しかしながらかかる説明
は、本発明の理解のために述べたものであり、かかる説
明により本発明が限定されるものではない。
In addition, the anion exchange membrane of the present invention can be used to solve the problem of performance deterioration due to the growth of mold and fungi in acid diffusion dialysis using anion exchange membranes, particularly in sulfuric acid recovery systems and iron-containing solution treatment systems. By using it, stable operation can be achieved without deterioration of permeation performance. The reason for this is thought to be to prevent the growth of microorganisms such as sulfate-reducing bacteria, sulfur bacteria, or iron bacteria that use the organic matter contained in the treatment system as a nutrient source. However, this explanation is provided for understanding the present invention, and the present invention is not limited by this explanation.

次に本発明を実施例により説明するが、本発明は、かか
る実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be explained with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例] 実施例1 特開昭61−168629に記載された合成法と同様に
して4,4−ジフェノールとジクロロジフェニルスルホ
ンと反応せしめ、芳香族ポリスルホンのユニットからな
る固有粘度0.22のプリカーサーを合成し、ついで該
プリカーサーとジクロロジフェニルスルホンと硫化ナト
リウムを反応し、芳香族ポリスルホンとポリチオエーテ
ルスルホンが等モルで、固有粘度0.65のブロック共
重合体Aを得た。
[Examples] Example 1 4,4-diphenol and dichlorodiphenylsulfone were reacted in the same manner as in the synthesis method described in JP-A No. 61-168629 to prepare a monomer of aromatic polysulfone with an intrinsic viscosity of 0.22. A precursor was synthesized, and then the precursor was reacted with dichlorodiphenyl sulfone and sodium sulfide to obtain a block copolymer A containing equimolar aromatic polysulfone and polythioether sulfone and having an intrinsic viscosity of 0.65.

次に、該共重合体Aは、1,1,2,2,テトラクロル
エタンに溶解した後、クロルメチルメチルエーテル、無
水塩化スズを添加し、110℃、4時間反応せしめた後
、メチルアルコールで沈澱、洗浄しクロルメチル化共重
合体Bを得た。
Next, the copolymer A was dissolved in 1,1,2,2,tetrachloroethane, chloromethyl methyl ether and anhydrous tin chloride were added, and after reacting at 110°C for 4 hours, methyl alcohol After precipitation and washing, chloromethylated copolymer B was obtained.

共重合体BのNMR測定から、ジフェーノルの芳香環の
95%にクロルメチル基が導入されていた。
NMR measurement of Copolymer B revealed that chloromethyl groups were introduced into 95% of the aromatic rings of diphenol.

かくして得られた得られた共重合体Bをジメチルホルム
アミドに溶解し次いで、トリメチルアミンを添加し、イ
オン交換容量2.0ミル当量/g樹脂の陰イオン交換樹
脂溶液Cを得た。ついで該溶液に、1,2−ベンズイソ
チアゾリン−3−を陰イオン交換樹脂に対して5%添加
溶解せしめ、陰イオン交換樹脂溶液Dを得た。
The thus obtained copolymer B was dissolved in dimethylformamide, and then trimethylamine was added to obtain an anion exchange resin solution C having an ion exchange capacity of 2.0 mil equivalent/g resin. Next, 1,2-benzisothiazoline-3- was added and dissolved in the anion exchange resin in an amount of 5% to obtain an anion exchange resin solution D.

該D溶液を流延した後、50℃16時間加熱乾燥せしめ
、膜厚25μのキャスト膜を作成した。
After casting the D solution, it was heated and dried at 50° C. for 16 hours to form a cast film with a thickness of 25 μm.

次いで、キャスト膜の片面に上記陰イオン交換樹脂液を
接着剤として多孔度60%のポリプロ不織布をラミネー
トし膜厚100μの複層膜を得た。
Next, a polypropylene nonwoven fabric with a porosity of 60% was laminated on one side of the cast membrane using the anion exchange resin liquid as an adhesive to obtain a multilayer membrane with a thickness of 100 μm.

かくして得られた複層陰イオン交換膜により2室に区画
された透析セルのイオン交換層側に7Nの硫酸と0.7
Mの硫酸鉄および牛脂(ステアリン酸およびアレイン酸
のグリセリド混合物)を含有する溶液を導入し、もう一
方の室に純水を供給して、25℃で拡散透析し、純水側
に硫酸を透析回収せしめた。
7N sulfuric acid and 0.7N sulfuric acid and 0.7
A solution containing M iron sulfate and beef tallow (a glyceride mixture of stearic acid and areic acid) is introduced, pure water is supplied to the other chamber, and diffusion dialysis is performed at 25°C, and sulfuric acid is dialyzed on the pure water side. It was collected.

酸の透過速度は、9モル/m2.hr.Δc、鉄イオン
と酸の透過速度の比は、0.2で3ケ月安定であったあ
り、透析槽を解体したが、膜に異常がなかった。
The acid permeation rate is 9 mol/m2. hr. Δc, the ratio of iron ion to acid permeation rate, was 0.2 and remained stable for 3 months, and although the dialysis tank was dismantled, there was no abnormality in the membrane.

比較例1 実施例1において、1,2−ベンズイソチアゾリン−3
−オンを添加しない陰イオン交換樹脂溶液Cを使用した
以外全く同様にして製膜し、拡散透析を行なった。
Comparative Example 1 In Example 1, 1,2-benzisothiazoline-3
A membrane was formed in exactly the same manner except that anion exchange resin solution C to which no -one was added was used, and diffusion dialysis was performed.

初期、酸の透過速度は8モル/m2.hr.Δc、鉄イ
オンと酸の透過速度の比は、0.01であったが、3ケ
月後には透過速度が5.5モル/m2.hr.Δc、鉄
イオンと酸の透過速度の比は、0.02に低下したので
透析槽を解体したところ、水を供給した側の膜面の1/
3に黴が付着していた。
Initially, the acid permeation rate was 8 mol/m2. hr. Δc, the ratio of iron ion to acid permeation rate was 0.01, but after 3 months, the permeation rate was 5.5 mol/m2. hr. Δc, the ratio of iron ion to acid permeation rate decreased to 0.02, so when the dialysis tank was disassembled, the membrane surface on the side to which water was supplied was
3 had mold on it.

黴を洗浄し取り除いた後、再度透析槽に組み込み、拡散
透析をしたところ、初期の性能を発現したが、1ケ月後
には再び透析性能が低下した。
After washing and removing the mold, it was put back into the dialysis tank and subjected to diffusion dialysis, which showed its initial performance, but after one month, the dialysis performance decreased again.

実施例2 実施例1で得た陰イオン交換樹脂液Cを使用して膜厚2
μmのキャスト膜を作成後、該キャスト膜上に陰イオン
交換樹脂溶液Dを流延、乾燥し、1,2−ベンズイソチ
アゾリン−3−オンを含有しないイオン交換膜2μmと
1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オンを含有したイ
オン交換膜23μmの複層イオン交換膜とした後、実施
例1と同様に不織布とラミネートし拡散透析を行なった
Example 2 Using the anion exchange resin liquid C obtained in Example 1, a film thickness of 2
After creating a μm cast membrane, anion exchange resin solution D was cast on the cast membrane and dried, and a 2 μm ion exchange membrane not containing 1,2-benzisothiazolin-3-one and 1,2-benzisothiazoline An ion exchange membrane containing -3-one was made into a multilayer ion exchange membrane with a thickness of 23 μm, then laminated with a nonwoven fabric and subjected to diffusion dialysis in the same manner as in Example 1.

酸の透過速度は、8.5モル/m2.hr.Δc、鉄イ
オンと酸の透過速度の比は、0.01で安定し、3ケ月
後、槽を解体したが、膜面に黴の発生が認められなかっ
た。
The acid permeation rate is 8.5 mol/m2. hr. Δc, the ratio of iron ion to acid permeation rate, stabilized at 0.01, and after 3 months, the tank was dismantled, but no mold was observed on the membrane surface.

実施例3 実施例1で得た陰イオン交換樹脂液Cに2,3,5,6
テトラクロロ−4(メチルスルフォニル)ピリジンをイ
オン交換樹脂に対し5%添加し陰イオン交換樹脂溶液E
を作成した以外実施例1と同様に製膜し陰イオン交換膜
を得た。酸の透過速度は、8.5モル/m2.hr.Δ
c、鉄イオンと酸の透過速度の比は、0.02であった
Example 3 2, 3, 5, 6 was added to the anion exchange resin liquid C obtained in Example 1.
Add 5% of tetrachloro-4(methylsulfonyl)pyridine to the ion exchange resin to create anion exchange resin solution E.
An anion exchange membrane was obtained by forming a membrane in the same manner as in Example 1, except that an anion exchange membrane was prepared. The acid permeation rate is 8.5 mol/m2. hr. Δ
c, the ratio of iron ion to acid permeation rates was 0.02.

実施例4 実施例3において2,3,5,6テトラクロロ−4(メ
チルスルフォニル)ピリジンをイオン交換樹脂に対し2
5%添加した以外実施例3と同様に製膜し陰イオン交換
膜を得た。該膜は、白色不透明に変化し、酸の透過速度
は、7.5モル/m2.hr.Δc、鉄イオンと酸の透
過速度の比は、0.03であつた。
Example 4 In Example 3, 2,3,5,6tetrachloro-4(methylsulfonyl)pyridine was added to the ion exchange resin at 2
An anion exchange membrane was obtained by forming a membrane in the same manner as in Example 3 except that 5% was added. The membrane turned white and opaque, and the acid permeation rate was 7.5 mol/m2. hr. Δc, the ratio of iron ion to acid permeation rates, was 0.03.

代理人 内田明 代理人 萩原亮一 代理人 安西篤夫Agent Akira Uchida Agent Ryoichi Hagiwara Agent Atsuo Anzai

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】実質的に芳香族環と連結基から構成された
重合体の芳香族環にイオン交換基が導入されたイオン交
換膜において、該イオン交換性重合体内に防黴剤または
防菌剤を含有することを特徴とする、イオン交換膜。
Claim 1: An ion exchange membrane in which an ion exchange group is introduced into the aromatic ring of a polymer substantially composed of an aromatic ring and a linking group, wherein the ion exchange polymer contains an antifungal agent or an antibacterial agent. An ion exchange membrane characterized by containing an agent.
【請求項2】防黴剤が、ペンタクロロフェノール、p−
クロロ−m−キシレノール、ジヒドロジエチルアミノペ
ンタクロロフェノール、4−クロロ−2−フェニルフェ
ノール、N−(トリクロロメチルチオ)フタルイミド、
N−(フロロジクロロメチルチオ)フタルイミド、N,
N−ジメチル−N−フェニル(N′−フロロジクロロメ
チルチオ)スルファミド、N−(トリクロロメチルチオ
)−4−シクロエキセン−1、2−ジカルボキシミド、
2−メトキシカルボニルアミノベンゾイミダゾール、2
,4,5,6−テトラクロロ−イソ−フタロニトリル、
ビス(トリ−n−ブチルスズ)オキサイド、トリブチル
スズラウレート、10,10′−オキシビスビシフェノ
キシアルシン、チアベンダゾール、2,3,5,6−テ
トラクロロ−4−(メチルスルフォニル)ピリジン、1
,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、である請求項
(1)のイオン交換膜。
Claim 2: The fungicide is pentachlorophenol, p-
Chloro-m-xylenol, dihydrodiethylaminopentachlorophenol, 4-chloro-2-phenylphenol, N-(trichloromethylthio)phthalimide,
N-(fluorodichloromethylthio)phthalimide, N,
N-dimethyl-N-phenyl (N'-fluorodichloromethylthio)sulfamide, N-(trichloromethylthio)-4-cycloexene-1,2-dicarboximide,
2-methoxycarbonylaminobenzimidazole, 2
, 4,5,6-tetrachloro-iso-phthalonitrile,
Bis(tri-n-butyltin) oxide, tributyltin laurate, 10,10'-oxybisbiphenoxyarsine, thiabendazole, 2,3,5,6-tetrachloro-4-(methylsulfonyl)pyridine, 1
, 2-benzisothiazolin-3-one.
【請求項3】実質的に芳香族環と連結基から構成された
重合体が、少なくとも繰り返し単位内に一般式(1) −X=Ar−Y− (但し、式中X、Yは、互いに同一または異なる−O−
、−S−。Arは R1〜R6は、互いに同一または異なる炭素数1〜8の
炭化水素基。aは0〜3、b+cは0〜7、の炭化水素
基を示す。) を含有する芳香族系重合体からなり、その芳香族環に、
陰イオン交換基または陽イオン交換基が導入されたイオ
ン交換膜において、該イオン交換性重合体内に防黴剤ま
たは防菌剤を含有する請求項(1)のイオン交換膜。
3. A polymer substantially composed of an aromatic ring and a linking group has at least one repeating unit having the general formula (1) -X=Ar-Y- (wherein X and Y are mutually Same or different -O-
, -S-. Ar is a hydrocarbon group in which R1 to R6 are the same or different from each other and have 1 to 8 carbon atoms. a represents a hydrocarbon group of 0 to 3, and b+c represents a hydrocarbon group of 0 to 7. ), the aromatic ring contains
The ion exchange membrane according to claim 1, wherein the ion exchange membrane into which an anion exchange group or a cation exchange group is introduced contains an antifungal agent or an antibacterial agent in the ion exchange polymer.
【請求項4】芳香族系重合体が、少なくとも2種の繰り
返し単位からなる共重合体において、一方の繰り返し単
位に一般式(1)を有するブロック共重合体からなる一
般式(3) (但し、式中、X、Y、Arは一般式(1)と同じ。Z
は、−SO2−、−O−、−S−。 R6〜R11は、互いに同一または異なる炭素数1〜8
の炭化水素基。f〜iは0〜4。lは0〜1、m、nは
2〜200の整数。m/nは0.1〜100を示す。) で表わされる芳香族系ブロック共重合体からなり、その
芳香族環に、陰イオン交換基または陽イオン交換基が導
入されたイオン交換膜において、該イオン交換性重合体
内に防黴剤または防菌剤を含有する請求項(1)または
(3)のイオン交換膜。
Claim 4: The aromatic polymer is a copolymer consisting of at least two types of repeating units, one of which has the general formula (3) consisting of a block copolymer having the general formula (1) (provided that , where X, Y, and Ar are the same as in general formula (1).Z
are -SO2-, -O-, -S-. R6 to R11 have 1 to 8 carbon atoms, which are the same or different from each other
hydrocarbon group. f-i are 0-4. l is an integer of 0 to 1, m and n are integers of 2 to 200. m/n represents 0.1 to 100. ) An ion exchange membrane consisting of an aromatic block copolymer represented by The ion exchange membrane according to claim 1 or 3, which contains a fungicidal agent.
【請求項5】一般式(2)において、X、Yが−O−。 Zが−S−の芳香族ポリスルホン/ポリチオエーテルス
ルホンブロック共重合体からなり、その芳香族環に、陰
イオン交換基または陽イオン交換基が導入されたイオン
交換膜において、該イオン交換性重合体内に防黴剤また
は防菌剤を含有する請求項(1)、(3)または(4)
のイオン交換膜。
5. In general formula (2), X and Y are -O-. In an ion exchange membrane consisting of an aromatic polysulfone/polythioethersulfone block copolymer in which Z is -S-, and an anion exchange group or a cation exchange group is introduced into the aromatic ring, the Claim (1), (3) or (4) that contains an antifungal agent or an antibacterial agent.
ion exchange membrane.
【請求項6】防黴剤または防菌剤を含有するイオン交換
性重合体が、イオン交換膜の内部に層状に存在すること
を特徴とする請求項(1)、(3)、(4)又は(5)
のイオン交換膜。
6. Claims (1), (3), and (4), characterized in that the ion exchange polymer containing the antifungal agent or the antibacterial agent is present in a layered form inside the ion exchange membrane. or (5)
ion exchange membrane.
【請求項7】防黴剤または防菌剤が、陰イオン交換基ま
たは陽イオン交換基が導入された重合体と混合溶解され
、該溶液を造膜することにより、イオン交換性重合体に
含有せしめることを特徴とする請求項(1)、(3)、
(4)または(5)のイオン交換膜製造方法。
7. The antifungal agent or antibacterial agent is mixed and dissolved with a polymer into which an anion exchange group or a cation exchange group has been introduced, and the solution is formed into a film so that the antifungal agent or antibacterial agent is contained in the ion exchange polymer. Claims (1), (3),
The method for producing an ion exchange membrane according to (4) or (5).
【請求項8】陰イオン交換膜で区画された一方の室に、
有機物を含有する硫酸/鉄溶液を導入し、他方の室に水
を供給することにより、硫酸を選択的に透過せしめる回
収系に於いて、請求項(1),(3),(4),(5)
,(6)または(7)のイオン交換膜を使用する硫酸の
回収方法。
Claim 8: In one chamber partitioned by an anion exchange membrane,
Claims (1), (3), (4), (5)
, (6) or (7), a method for recovering sulfuric acid using an ion exchange membrane.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009045595A (en) * 2007-08-22 2009-03-05 Nitto Denko Corp Composite reverse osmosis membrane and membrane separation process using the same
WO2010029911A1 (en) * 2008-09-09 2010-03-18 日東電工株式会社 Supply-side passage material and spiral separation-membrane element

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