JPH04317732A - Anionic charge type semitransparent composite membrane - Google Patents

Anionic charge type semitransparent composite membrane

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Publication number
JPH04317732A
JPH04317732A JP8515391A JP8515391A JPH04317732A JP H04317732 A JPH04317732 A JP H04317732A JP 8515391 A JP8515391 A JP 8515391A JP 8515391 A JP8515391 A JP 8515391A JP H04317732 A JPH04317732 A JP H04317732A
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JP
Japan
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membrane
solution
composite membrane
water
molecular weight
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Application number
JP8515391A
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Japanese (ja)
Inventor
Shintaro Katayama
片山 信太郎
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04317732A publication Critical patent/JPH04317732A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a composite membrane excellent in fractionating performance over a medium- to low-molecular weight range by forming a thin layer of sulfonation product of polyaryl ether ketone having a specific repeating unit on the surface of a porous membrane having an anisotropic structure. CONSTITUTION:The sulfonation product of the polyaryl ether ketone having the repeating unit represented by the structural formula is dissolved in an org. solvent such as methyl alcohol and ethyl alcohol to prepare a membrane forming solution. A porous membrane having an anisotropic structure is immersed in an aq. solution of the filler consisting of a water-soluble, and involatile org. compound such as ethylene glycol, diethylene glycol and glycerol to replace the water contained in the membrane with the filler. By the subsequent evaporation and drying, the porous membrane treated with the filler is obtained. After coating the porous membrane having the anisotropic structure with the aforesaid membrane forming solution, the solution is evaporated to obtain an anionic charge type semitransparent composite membrane. The composite membrane thus obtained is extremely effective for separating biological substance such as protein, peptide and amino acid.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、液状混合物の選択分離
、特に同様の分子量を有する電気的中性物質と荷電物質
との選択分離に有用なアニオン荷電型半透性複合膜に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anion-charged semipermeable composite membrane useful for selective separation of liquid mixtures, particularly for selective separation of electrically neutral substances and charged substances having similar molecular weights.

【0002】0002

【従来の技術及びその問題点】一般に膜処理による溶液
、液体混合物等の液体状混合物から特定の成分を選択的
に透過させて分離、濃縮、精製を行う方法は、省エネル
ギープロセスであり広く実用に供されている。特に最近
、膜処理方法は、食品加工、医薬品工業、水処理などの
各種分野に適用されている。
[Prior art and its problems] In general, membrane treatment is an energy-saving process that selectively permeates specific components from liquid mixtures such as liquid mixtures to separate, concentrate, and purify them. It is provided. Particularly recently, membrane treatment methods have been applied to various fields such as food processing, pharmaceutical industry, and water treatment.

【0003】このような膜処理法において、中低分子量
、即ち分子量が50〜2000程度である成分を、種々
の分子量を有する液体状混合物の中から選択的に分離す
ること(以下、分画ともいう)ができ、さらに同様の分
子量であっても荷電の有無により分離ができるとされる
荷電型半透性膜の開発に対する要望は強く、種々の研究
がなされている。そのひとつに、膜に負の電荷を固定し
たアニオン荷電型半透性膜がある。
[0003] In such a membrane treatment method, components with medium and low molecular weights, that is, molecular weights of about 50 to 2000, are selectively separated from liquid mixtures having various molecular weights (hereinafter also referred to as fractionation). There is a strong demand for the development of a charged semipermeable membrane that can separate molecules of similar molecular weight depending on the presence or absence of charge, and various studies are being conducted. One of these is an anion-charged semipermeable membrane in which a negative charge is fixed on the membrane.

【0004】従来、アニオン荷電型半透性膜としては、
ポリスルホン、ポリエーテルイミド等のスルホン化物を
膜素材とした均一膜や不均一膜が知られている。例えば
、特開昭50ー99973公報及び特開昭51ー146
379公報には、下記式(B)の繰り返し単位
Conventionally, anionically charged semipermeable membranes include:
Uniform membranes and non-uniform membranes made of sulfonated substances such as polysulfone and polyetherimide are known. For example, JP-A-50-99973 and JP-A-51-146.
379 publication, the repeating unit of the following formula (B)

【化2】 を有するポリスルホンのスルホン化物よりなる半透膜を
異方性の構造を有する限外濾過膜上に積層させてなる複
合半透膜が開示されている。しかしながら、このような
ポリスルホンのビスフェノールA部の2つのベンゼン環
のうち、いづれか一方がモノスルホン化されたとき、か
かるポリスルホンのスルホン化物は理論イオン交換容量
が1.9m当量/樹脂gと低く、しかもイオン交換容量
が1.5m当量/樹脂g以上となるようにスルホン化反
応を行った場合は、該スルホン化物が水に対して可溶性
の性状を示すため、水系溶液を処理することの多い半透
膜としての使用に耐えない。また、特公平2ー5252
8号公報では、上記式(B)の繰り返し単位を有するポ
リスルホンよりなる異方性構造を有する限外濾過膜上に
、下記式(C)の繰り返し単位
A composite semipermeable membrane is disclosed in which a semipermeable membrane made of a sulfonated polysulfone having the following structure is laminated on an ultrafiltration membrane having an anisotropic structure. However, when one of the two benzene rings in the bisphenol A moiety of such polysulfone is monosulfonated, the theoretical ion exchange capacity of the sulfonated polysulfone is as low as 1.9 m equivalent/g of resin. If the sulfonation reaction is carried out so that the ion exchange capacity is 1.5 m equivalent/g of resin or more, the sulfonated product exhibits water-soluble properties, so semi-permeable water is often used to treat aqueous solutions. It cannot withstand use as a membrane. Also, Tokuhei 2-5252
In Publication No. 8, a repeating unit of the following formula (C) is placed on an ultrafiltration membrane having an anisotropic structure made of polysulfone having a repeating unit of the above formula (B).

【化3】 を有するポリスルホンのスルホン化物よりなる半透膜を
積層させてなる複合半透膜およびその製造方法が開示さ
れている。しかしながら、このようなポリスルホンの2
つのエーテルに挟まれたベンゼン環がモノスルホン化さ
れたとき、ポリスルホンのスルホン化物は理論イオン交
換容量が2.4m当量/樹脂gであり充分ではなく、し
かもイオン交換容量が2.0m当量/樹脂g以上となる
ようにスルホン化反応を行った場合は、該スルホン化物
が水に対して可溶性の性状を示すため、水性媒体を含む
溶液を処理することが多い半透膜として不適当であると
明記されている。さらに、これらの複合膜における膜の
有するスルホン酸基の効果は、親水性の向上による透過
流束の増加に留まっており、膜の固定電荷を利用したイ
オン性物質の分離を行うまでには至っていない。即ち、
これらの複合膜は、分画性能、透過流束、耐久性等の点
でユーザーの要求を満足させていないのが現状である。
A composite semipermeable membrane formed by laminating semipermeable membranes made of a sulfonated product of polysulfone having the following formula and a method for producing the same are disclosed. However, 2 of such polysulfones
When a benzene ring sandwiched between two ethers is monosulfonated, the theoretical ion exchange capacity of the sulfonated polysulfone is 2.4 m equivalent/g of resin, which is not sufficient, and the ion exchange capacity is 2.0 m equivalent/g of resin. If the sulfonation reaction is carried out in such a way that the sulfonation reaction is greater than It is clearly stated. Furthermore, the effect of the sulfonic acid groups in these composite membranes is limited to increasing permeation flux by improving hydrophilicity, and separation of ionic substances using the fixed charges of the membrane has not yet been achieved. not present. That is,
Currently, these composite membranes do not satisfy user requirements in terms of fractionation performance, permeation flux, durability, etc.

【0005】一方、特公昭63ー51174号公報にお
いては、下記式(A)の繰り返し単位
On the other hand, in Japanese Patent Publication No. 63-51174, a repeating unit of the following formula (A)

【化4】 を有するポリアリールエーテルケトンを濃硫酸にてスル
ホン化してなる皮膜形成性のスルホン化ポリアリールエ
ーテルケトン樹脂及びその製造方法が開示されている。 このようなポリアリールエーテルケトンの2つのエーテ
ルに挟まれたベンゼン環がモノスルホン化されたとき、
該ポリアリールエーテルケトンのスルホン化物は理論イ
オン交換容量が2.6m当量/樹脂gと非常に高く、し
かも可成の量の水(例えば、自重の20重量%もの水)
を含んだ場合でさえもかなりの強度を保有することが特
徴として記載されており、限外濾過工程における膜素材
として潜在的に有用であることが言及されている。また
、特開平2ー237628号公報あるいは特開平3ー2
1333号公報においては、上記した式(A)の繰り返
し単位を有するポリアリールエーテルケトンのスルホン
化物または該スルホン化物と種々のポリスルホンとの混
合物からなる選択透過性膜およびその製造方法が開示さ
れている。いづれもポリアリールエーテルケトンのスル
ホン化物単独または該スルホン化物と種々のポリスルホ
ンの混合物を非プロトン性有機溶剤であるN,N,ージ
メチルホルムアミドやN−メチルー2ーピロリドン等に
溶解した後に、従来公知の相転換法(キャスト法)によ
り製膜して得られる一枚ものの選択透過性膜である。 そのため、これらの選択透過性膜は、選択活性層の緻密
化が充分でなく、前記した異方性構造を有する多孔質膜
上にポリスルホンのスルホン化物の半透膜を積層させた
複合化膜よりも、目標とする中低分子量領域での分画性
及び溶液の処理速度において劣るという問題がある。
A film-forming sulfonated polyaryletherketone resin obtained by sulfonating a polyaryletherketone having the following formula with concentrated sulfuric acid and a method for producing the same are disclosed. When the benzene ring sandwiched between two ethers of such polyaryletherketone is monosulfonated,
The sulfonated polyaryletherketone has a very high theoretical ion exchange capacity of 2.6 m equivalent/g of resin, and also contains a considerable amount of water (for example, 20% by weight of water).
It is described as a characteristic that it possesses considerable strength even when it contains carbon dioxide, and it is mentioned that it is potentially useful as a membrane material in ultrafiltration processes. Also, JP-A-2-237628 or JP-A-3-2
Publication No. 1333 discloses a permselective membrane made of a sulfonated polyaryletherketone having the above-mentioned repeating unit of formula (A) or a mixture of the sulfonated product and various polysulfones, and a method for producing the same. . In each case, a sulfonated polyaryletherketone alone or a mixture of the sulfonated product and various polysulfones is dissolved in an aprotic organic solvent such as N,N,-dimethylformamide or N-methyl-2-pyrrolidone, and then a conventionally known method is used. This is a one-piece permselective membrane obtained by forming a membrane using a phase inversion method (casting method). Therefore, these selectively permeable membranes do not have sufficient densification of the selectively active layer, and are inferior to composite membranes in which a semipermeable membrane of polysulfone sulfonate is laminated on a porous membrane having the above-mentioned anisotropic structure. However, there is a problem that the fractionation performance and solution processing speed in the target medium-low molecular weight region are inferior.

【0006】したがって、本発明の目的は、上記した問
題点に鑑み、中低分子量領域での分画性に優れ、なおか
つ透水性、耐久性に優れる半透性複合膜を提供すること
にある。また、本発明の他の目的は、イオン性の物質を
良好に分離し得るアニオン荷電型の半透性複合膜を提供
することにある。
[0006] Therefore, in view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a semipermeable composite membrane that has excellent fractionation properties in the medium and low molecular weight region, as well as excellent water permeability and durability. Another object of the present invention is to provide an anionically charged semipermeable composite membrane that can satisfactorily separate ionic substances.

【0007】[0007]

【問題を解決するための手段】本発明によれば、異方性
構造を有する多孔質膜の表面に、下記式(A)繰り返し
単位
[Means for solving the problem] According to the present invention, repeating units of the following formula (A) are provided on the surface of a porous membrane having an anisotropic structure.

【化5】 を有するポリアリールエーテルケトンのスルホン化物か
らなる薄層を形成させたアニオン荷電型の半透性複合膜
が提供される。
An anionically charged semipermeable composite membrane is provided in which a thin layer is formed of a sulfonated polyaryletherketone having the following formula:

【0008】本発明の複合膜において基材となる多孔質
膜は、特に少なくとも一方の表面に厚みが約5μm以下
、好ましくは1μm以下の緻密層を有し、かつ内部が多
孔性である異方性構造(非対称構造ともいう)であり、
一般に限外濾過膜に相当する性状を有する分離膜が用い
られる。このような多孔質膜の素材は、相転換法により
製膜可能な例えば、ポリスルホン類、ポリエーテルスル
ホン類、ポリイミド類、ポリエーテルイミド類、ポリア
ミド類、ポリフェニレンオキサイド、ポリー2、6、ー
ジメチルフェニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフ
ィドなどの縮合系高分子、または例えば、酢酸セルロー
ス、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポ
リ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデンな
どの重合系高分子、あるいは分相法とゾルーゲル法を組
み合わせた方法により製膜可能な例えば、シリカ系、ア
ルミナ系などの無機系セラミックスなどであり、特に制
限されない。好ましくは、製膜の容易さから縮合系高分
子が用いられ、特に好ましくはポリスルホン類、ポリエ
ーテルイミド類が用いられる。
[0008] The porous membrane serving as the base material in the composite membrane of the present invention is an anisotropic membrane having a dense layer having a thickness of about 5 μm or less, preferably 1 μm or less on at least one surface, and having a porous interior. It is a sexual structure (also called an asymmetric structure),
Generally, a separation membrane having properties equivalent to an ultrafiltration membrane is used. Materials for such porous membranes include polysulfones, polyethersulfones, polyimides, polyetherimides, polyamides, polyphenylene oxide, poly(2,6,-dimethylphenylene), etc., which can be formed by a phase conversion method. Condensation polymers such as oxide and polyphenylene sulfide, polymeric polymers such as cellulose acetate, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polystyrene, and polyvinylidene fluoride, or methods that combine phase separation and sol-gel methods. Examples of the material include inorganic ceramics such as silica and alumina, which can be formed into a film by, but are not particularly limited to. Preferably, condensation polymers are used from the viewpoint of ease of film formation, and polysulfones and polyetherimides are particularly preferably used.

【0009】膜の形態は、平膜状、チューブラー膜状、
キャピラリー膜状、中空糸膜状など従来公知のものを、
用途に合わせて所望の形態で利用できる。なお、平膜状
、チューブラー膜状の場合、補強のバッキング材として
、例えば織布、不織布、網などを用いて、機械的強度お
よび寸法安定性に優れた多孔質膜を得ることができ極め
て有効である。
[0009] The form of the membrane is flat membrane, tubular membrane,
Conventionally known types such as capillary membrane type and hollow fiber membrane type,
It can be used in any desired form depending on the purpose. In addition, in the case of a flat membrane or a tubular membrane, it is possible to obtain a porous membrane with excellent mechanical strength and dimensional stability by using, for example, woven fabric, nonwoven fabric, net, etc. as a reinforcing backing material. It is valid.

【0010】本発明によるアニオン荷電型半透性複合膜
の選択活性層となる薄層は、下記式(A)の繰り返し単
The thin layer serving as the selectively active layer of the anionically charged semipermeable composite membrane according to the present invention has a repeating unit of the following formula (A).

【化6】 よりなるポリアリールエーテルケトンのスルホン化物に
より形成される。該ポリアリールエーテルケトンのスル
ホン化物は、一般に前述の繰り返し単位Aを有するポリ
アリールエーテルケトンを97%以上の濃硫酸中に加え
、常温にて数時間から数日間、好ましくは1〜3日間緩
やかに攪拌することによって得られる。その際、反応開
始直後から2から5時間の間は反応容器を氷水等の冷却
材を用いて反応温度を0℃以下に保つことにより初期の
スルホン化反応の速度を緩め、また反応熱による樹脂の
分解を抑えることは、均一なスルホン化物を得る手法と
して有効である。また、溶媒となる濃硫酸にクロルスル
ホン酸等の従来公知のスルホン化試薬を適量混合させこ
とも、樹脂のスルホン化の効率を高める手法として有効
である。反応後、得られた粘稠な反応液を水中、あるい
は氷水中に投じた後、洗浄に用いた水が中性になるまで
充分に水洗し、濾別することにより、スルホン化ポリア
リールエーテルケトン樹脂を得ることができる。原料と
して用いるポリアリールエーテルケトンは粉末状、シー
ト状あるいはペレット状のいづれでもよいが、スルホン
化反応をより効率的に行うためには表面積の大きい粉末
状が好ましい。また、原料として用いるポリアリールエ
ーテルケトンの分子量は、5,000〜200,000
、好ましくは10,000〜50,000である。  
上記した化学式(A)の繰り返し単位よりなるポリアリ
ールエーテルケトンにおいて、二つのエーテル基に挟ま
れた芳香環のすべてがモノスルホン化されたとき、かか
るポリアリールエーテルケトンのスルホン化物の理論イ
オン交換容量は2.6m当量/樹脂gであるが、本発明
において用いるポリアリールエーテルケトンのスルホン
化物は、イオン交換容量が0.5〜2.5m当量/樹脂
gである。その理由はイオン交換容量が0.5m当量/
樹脂g以下の場合、該スルホン化物は適当な有機溶媒に
溶解しないため製膜が著しく困難となり、一方、イオン
交換容量が2.5m当量/樹脂g以上の場合、該スルホ
ン化物は水溶性となるために水性媒体を含む液体を処理
することが多い半透膜としての使用に適さないためであ
る。本発明で特に好ましく用いられるポリアリールエー
テルケトンのスルホン化物は、イオン交換容量が1.8
〜2.3m当量/樹脂gを示すものである。
It is formed from a sulfonated polyaryletherketone consisting of: The sulfonated product of polyaryletherketone is generally prepared by adding the polyaryletherketone having the above-mentioned repeating unit A to 97% or more concentrated sulfuric acid, and slowly heating the mixture at room temperature for several hours to several days, preferably for 1 to 3 days. Obtained by stirring. At that time, for 2 to 5 hours immediately after the start of the reaction, the reaction temperature is kept below 0°C using a coolant such as ice water in the reaction vessel to slow down the speed of the initial sulfonation reaction, and also to Suppressing the decomposition of is an effective method for obtaining a uniform sulfonated product. Furthermore, mixing an appropriate amount of a conventionally known sulfonating reagent such as chlorosulfonic acid with concentrated sulfuric acid as a solvent is also effective as a method for increasing the efficiency of sulfonation of the resin. After the reaction, the resulting viscous reaction solution is poured into water or ice water, washed thoroughly with water until the water used for washing becomes neutral, and filtered to obtain the sulfonated polyaryletherketone. Resin can be obtained. The polyaryletherketone used as a raw material may be in the form of powder, sheet, or pellets, but in order to carry out the sulfonation reaction more efficiently, it is preferably in the form of powder with a large surface area. In addition, the molecular weight of the polyaryletherketone used as a raw material is 5,000 to 200,000.
, preferably 10,000 to 50,000.
When all of the aromatic rings sandwiched between two ether groups in the polyaryletherketone consisting of the repeating unit of chemical formula (A) above are monosulfonated, the theoretical ion exchange capacity of the sulfonated polyaryletherketone is 2.6 m equivalent/g of resin, but the sulfonated polyaryletherketone used in the present invention has an ion exchange capacity of 0.5 to 2.5 m equivalent/g of resin. The reason is that the ion exchange capacity is 0.5 m equivalent/
If the sulfonated product is less than 1 g of resin, film formation becomes extremely difficult because the sulfonated product is not soluble in a suitable organic solvent, whereas if the ion exchange capacity is 2.5 m equivalent/g of resin or more, the sulfonated product becomes water-soluble. This is because they are not suitable for use as semipermeable membranes that often treat liquids containing aqueous media. The sulfonated polyaryletherketone particularly preferably used in the present invention has an ion exchange capacity of 1.8.
~2.3 m equivalent/g of resin.

【0011】本発明においてポリアリールエーテルケト
ンのスルホン化物が有するスルホン酸基は、式ーSO3
Xで表され、ここでXは水素イオン、金属イオン類また
は有機イオン類を示す。上記したポリアリールエーテル
ケトンのスルホン化物を金属イオン含有水溶液で処理す
れば、スルホン酸基を金属塩とすることができる。金属
イオンとしては、例えばナトリウムイオン、カリウムイ
オン、リチウムイオン等の一価イオン、カルシウムイオ
ン、マグネシウムイオン、バリウムイオン等の二価イオ
ン、あるいはそれ以上の多価の金属イオンである。該ス
ルホン酸基を一価の金属塩にするのは製膜の前後どちら
でもかまわないが、多価の金属塩にするのは製膜の後で
なければならない。該スルホン酸基を多価の金属塩にす
ると、イオン架橋構造を形成するため見かけの分子量が
増加し、有機溶剤に溶解しない場合が多く製膜が著しく
困難となるためである。逆に、製膜後に該スルホン酸基
を多価の金属塩にすることにより、膜の分画性および耐
久性を向上させるさせることができ有用である。また、
有機イオン類、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウ
ム、塩化テトラエチルアンモニウム、ヨウ化テトラプロ
ピルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等の
1価の有機イオン類の水溶液で処理することにより、該
スルホン酸基を対応するアンモニウム塩とすることがで
きる。このような一価の有機アミン類の水溶液で処理す
ることによりアンモニウム塩となったスルホン酸基を有
するポリアリールエーテルケトンは有機溶剤に溶け易く
なるため、製膜前にかかる処理を施すことが推奨される
。さらに、製膜後に、例えば、N,N,N’,N’−テ
トラメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テ
トラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テ
トラエチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N’−
テトラエチルヘキサンジアミン等をヨウ化メチル、ヨウ
化エチル等の4級化試薬を用いて4級化した1分子中に
4級化窒素原子を2つ以上有する多価の有機イオン化合
物を水またはヘキサン等の適当な有機溶剤に溶解した溶
液で処理することにより、ポリアリールエーテルケトン
のスルホン酸基は対応するアンモニウム塩となり、該多
価有機イオン化合物により架橋構造を有することになる
ため、多価の金属塩処理の場合と同様に膜の分画性およ
び耐久性を向上させるさせることができ有用である。
In the present invention, the sulfonic acid group possessed by the sulfonated product of polyaryletherketone has the formula -SO3
It is represented by X, where X represents a hydrogen ion, metal ion or organic ion. By treating the sulfonated polyaryletherketone described above with an aqueous solution containing metal ions, the sulfonic acid group can be converted into a metal salt. Examples of the metal ions include monovalent ions such as sodium ions, potassium ions, and lithium ions, divalent ions such as calcium ions, magnesium ions, and barium ions, or higher polyvalent metal ions. The sulfonic acid group may be converted into a monovalent metal salt either before or after film formation, but it must be converted into a polyvalent metal salt after film formation. This is because if the sulfonic acid group is made into a polyvalent metal salt, the apparent molecular weight increases due to the formation of an ionic crosslinked structure, and it is often insoluble in organic solvents, making film formation extremely difficult. On the other hand, it is useful to convert the sulfonic acid group into a polyvalent metal salt after film formation because it can improve the fractionation properties and durability of the film. Also,
The sulfonic acid groups are treated with an aqueous solution of monovalent organic ions such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium chloride, tetrapropylammonium iodide, and tetrabutylammonium bromide. It can be an ammonium salt. Polyaryletherketones with sulfonic acid groups that are converted into ammonium salts by treatment with an aqueous solution of monovalent organic amines become easily soluble in organic solvents, so it is recommended to perform such treatment before film formation. be done. Furthermore, after film formation, for example, N,N,N',N'-tetramethylmethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, N,N,N',N'-tetraethylpropylenediamine. , N, N, N', N'-
A polyvalent organic ionic compound having two or more quaternized nitrogen atoms in one molecule obtained by quaternizing tetraethylhexanediamine etc. using a quaternizing reagent such as methyl iodide or ethyl iodide is mixed with water or hexane etc. By treating the polyaryletherketone with a solution dissolved in an appropriate organic solvent, the sulfonic acid group of the polyaryletherketone becomes the corresponding ammonium salt, which has a crosslinked structure with the polyvalent organic ionic compound. Similar to the case of salt treatment, this treatment is useful because it can improve the fractionation properties and durability of the membrane.

【0012】本発明によるアニオン荷電型半透性複合膜
は、前記ポリアリールエーテルケトンのスルホン化物を
有機溶剤に溶解して製膜溶液とし、別に予め目詰め剤水
溶液に浸漬し、乾燥させた異方性構造を有する多孔質膜
上に、上記製膜溶液を塗布した後、溶剤を蒸発させるこ
とにより製造することができる。
The anion-charged semipermeable composite membrane of the present invention is prepared by dissolving the sulfonated polyaryletherketone in an organic solvent to obtain a membrane-forming solution, which is then pre-soaked in an aqueous plugging agent solution and dried. It can be manufactured by applying the above membrane forming solution onto a porous membrane having an orthotropic structure and then evaporating the solvent.

【0013】本発明における製膜溶液を調製するための
有機溶剤としては、アルコール類が好適に用いられる。 この溶剤は、一般にポリアリールエーテルケトンのスル
ホン化物に対する溶解性に優れ、支持膜となる異方性構
造を有する多孔質膜を溶解しないからである。上記アル
コール類としては、メチルアルコール、エチルアルコー
ル、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコ
ール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
エチレングリコール等を挙げることができる。特にメチ
ルアルコールが前記ポリアリールエーテルケトンのスル
ホン化物の溶解性に優れるばかりでなく、高揮発性であ
るために好ましく用いられる。しかし、用いる前記ポリ
アリールエーテルケトンのスルホン化物のスルホン化度
および分子量によっては上記アルコール類に溶解しない
か、または膨潤するのみの場合もあるが、このようなポ
リアリールエーテルケトンのスルホン化物も、上記アル
コール類に少量の非プロトン性極性有機溶剤を添加して
なる混合溶媒にはよく溶解する。非プロトン性極性有機
溶剤としては、例えばN−メチルー2ーピロリドン、ジ
メチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジメチルアセトアミド等が好ましく用いられる
。かかる混合溶剤において、非プロトン性極性有機溶剤
の混合割合は上記アルコール類100重量部について3
重量部以下、特に1重量部以下にするのが好ましい。 非プロトン性極性有機溶剤が3重量部よりも多いときは
、製膜溶液を乾燥させた異方性構造を有する多孔質膜上
に塗布したとき、この多孔質膜が溶解し、または膨潤し
、膜性能の良好な半透性複合膜を得ることが困難となる
からである。製膜溶液におけるポリアリールエーテルケ
トンのスルホン化物の濃度は、この重合体の形成する薄
層の膜厚にも関係するが、通常、0.01〜15重量%
、好ましくは0.05〜5重量%の範囲である。
Alcohols are preferably used as the organic solvent for preparing the film forming solution in the present invention. This is because this solvent generally has excellent solubility in sulfonated polyaryletherketones and does not dissolve a porous membrane having an anisotropic structure that serves as a support membrane. Examples of the alcohols include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and the like. In particular, methyl alcohol is preferably used because it not only has excellent solubility of the sulfonated polyaryletherketone but also has high volatility. However, depending on the degree of sulfonation and molecular weight of the sulfonated polyaryletherketone used, it may not dissolve in the alcohol or may only swell. It dissolves well in a mixed solvent made by adding a small amount of aprotic polar organic solvent to alcohol. Examples of the aprotic polar organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylformamide,
N,N-dimethylacetamide and the like are preferably used. In such a mixed solvent, the mixing ratio of the aprotic polar organic solvent is 3 parts by weight per 100 parts by weight of the alcohol.
It is preferably at most 1 part by weight, particularly at most 1 part by weight. When the amount of the aprotic polar organic solvent is more than 3 parts by weight, when the membrane forming solution is applied onto a dried porous membrane having an anisotropic structure, the porous membrane dissolves or swells, This is because it becomes difficult to obtain a semipermeable composite membrane with good membrane performance. The concentration of the sulfonated polyaryletherketone in the film forming solution is related to the thickness of the thin layer formed by this polymer, but is usually 0.01 to 15% by weight.
, preferably in the range of 0.05 to 5% by weight.

【0014】製膜溶液が塗布される異方性構造をも有す
る多孔質膜は、予め目詰め処理を行う必要がある。なぜ
なら、上記の製膜溶液に含まれるポリアリールエーテル
ケトンのスルホン化物が、多孔質膜中に浸透しポリアリ
ールエーテルケトンのスルホン化物を凝固させたとき、
多孔質膜中の微孔を閉塞するからである。この目詰め処
理は、通常、含水膜として得られる異方性構造を有する
多孔質膜を、水溶性であり、かつ不揮発性である有機化
合物からなる目詰め剤の水溶液に浸漬し、含水膜中の水
と置換し、その後、水を蒸発させて乾燥させることによ
り行われる。上記の目詰め剤としては、例えばエチレン
グリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリ
セリン、等の多価アルコール、または、例えば乳酸、ヒ
ドロキシ酪酸等のヒドロキシカルボン酸が好ましく用い
られる。特に、本発明においては、製膜溶液中のポリア
リールエーテルケトンのスルホン化物を溶解あるいは膨
潤させない目詰め剤であるグリセリン、1,4−ブタン
ジオール、乳酸が好ましく用いられる。目詰め剤水溶液
の濃度は、通常1〜90重量%の範囲であり、特に10
〜30重量%の範囲が好適である。
[0014] A porous membrane having an anisotropic structure to which a membrane-forming solution is applied needs to be packed in advance. This is because when the sulfonated polyaryletherketone contained in the membrane forming solution permeates into the porous membrane and solidifies the sulfonated polyaryletherketone,
This is because it blocks the micropores in the porous membrane. This packing treatment is usually performed by immersing a porous membrane with an anisotropic structure obtained as a water-containing membrane in an aqueous solution of a packing agent consisting of a water-soluble and non-volatile organic compound. This is done by replacing the water with water and then evaporating the water and drying it. As the above-mentioned plugging agent, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butanediol, and glycerin, or hydroxycarboxylic acids such as lactic acid and hydroxybutyric acid are preferably used. In particular, in the present invention, glycerin, 1,4-butanediol, and lactic acid, which are plugging agents that do not dissolve or swell the sulfonated polyaryletherketone in the membrane forming solution, are preferably used. The concentration of the aqueous plugging agent solution is usually in the range of 1 to 90% by weight, especially 10% by weight.
A range of 30% by weight is preferred.

【0015】上記した目詰め剤水溶液に含水状態にある
異方性構造を有する多孔質膜を浸漬し、微孔中の水を目
詰め剤水溶液に置換した後、風乾あるいは必要に応じて
加熱して水を蒸発させ多孔質膜を乾燥させる。この処理
によって、多孔質膜の有する微孔内に目詰め剤を存在さ
せ、微孔を収縮させることなく多孔質膜を乾燥状態にす
ることができる。その際の乾燥温度は特に制限されるも
のではないが、通常、0〜100℃、好ましくは20〜
80℃である。また、乾燥に要する時間は、通常、1分
から10時間であるが、目視により異方性構造を有する
多孔質膜の表裏の両面において目詰め剤水溶液が、均一
に乾燥状態になったことを確認できれば特に制限されな
い。
[0015] A porous membrane having an anisotropic structure in a water-containing state is immersed in the above-mentioned aqueous solution of the packing agent, and after replacing the water in the micropores with the aqueous solution of the packing agent, it is air-dried or heated as necessary. to evaporate the water and dry the porous membrane. By this treatment, the plugging agent is allowed to exist in the micropores of the porous membrane, and the porous membrane can be dried without shrinking the micropores. The drying temperature at that time is not particularly limited, but is usually 0 to 100°C, preferably 20 to 100°C.
The temperature is 80°C. The time required for drying is usually 1 minute to 10 hours, but it was confirmed by visual inspection that the aqueous plugging agent solution was uniformly dry on both the front and back sides of the porous membrane with an anisotropic structure. If possible, there are no particular restrictions.

【0016】次いで、このような乾燥状態にある異方性
構造を有する多孔質膜上に前記製膜溶液を塗布し、溶剤
を蒸発除去して、本発明のアニオン荷電型半透性複合膜
を得る。多孔質膜に製膜溶液を塗布する方法としては、
例えば多孔質膜を製膜溶液上に浮かべる方法、多孔質膜
上に製膜溶液を流延する方法、製膜溶液をスプレーする
方法、あるいは製膜溶液に一定時間浸漬する方法が挙げ
られる。次いで、製膜溶液を塗布された多孔質膜は、製
膜溶液の溶剤を一般に風乾によりほとんどを蒸発除去し
た後、必要に応じて加熱によって溶剤を完全に除去する
。この加熱温度は、通常150℃以下であり、好ましく
は100〜120℃である。加熱に要する時間は、特に
制限されないが、通常1分から10時間あるいはそれ以
上であり、好ましくは5〜60分の範囲である。
Next, the membrane-forming solution is applied onto the porous membrane having an anisotropic structure in a dry state, and the solvent is evaporated to form the anion-charged semipermeable composite membrane of the present invention. obtain. The method of applying membrane forming solution to porous membrane is as follows:
Examples include a method of floating the porous membrane on a membrane-forming solution, a method of casting the membrane-forming solution on the porous membrane, a method of spraying the membrane-forming solution, and a method of immersing the porous membrane in the membrane-forming solution for a certain period of time. Next, from the porous membrane coated with the membrane forming solution, most of the solvent in the membrane forming solution is generally evaporated off by air drying, and then, if necessary, the solvent is completely removed by heating. This heating temperature is usually 150°C or lower, preferably 100 to 120°C. The time required for heating is not particularly limited, but is usually from 1 minute to 10 hours or more, preferably from 5 to 60 minutes.

【0017】本発明により得られるアニオン荷電型半透
性複合膜におけるポリアリールエーテルケトンのスルホ
ン化物に基づく薄層の厚みは、製膜溶液におけるポリア
リールエーテルケトンのスルホン化物の濃度や、支持膜
へのキャスト厚にもよるが、膜の透水速度を高くするに
は薄い方がよく、膜の機械的強度を高めるには逆に厚い
方がよい。したがって、特に制限されるものではないが
、通常0.01〜5μmの範囲にあるのが好ましい。
The thickness of the thin layer based on the sulfonated polyaryletherketone in the anionically charged semipermeable composite membrane obtained by the present invention is determined by the concentration of the sulfonated polyaryletherketone in the membrane forming solution and the thickness of the sulfonated polyaryletherketone in the membrane forming solution. Although it depends on the cast thickness, it is better to be thinner to increase the water permeation rate of the membrane, and conversely, thicker is better to increase the mechanical strength of the membrane. Therefore, although it is not particularly limited, it is usually preferably in the range of 0.01 to 5 μm.

【0018】[0018]

【効果】本発明の荷電型半透性複合膜では、膜の表面層
に存在するスルホン酸基の負電荷の作用により、分子量
あるいは分子径が同程度の荷電分子と非荷電分子とを含
有する溶液を濾過することにより、該非荷電分子だけが
透過し、負に荷電した分子が残留するとか正に荷電した
分子だけが透過し、非荷電分子が残留するというふうな
分離が可能であるため、例えば蛋白質、ペプチド、アミ
ノ酸等の生体物質の分離において極めて有効である。
[Effect] The charged semipermeable composite membrane of the present invention contains charged molecules and uncharged molecules with similar molecular weights or diameters due to the negative charge of the sulfonic acid groups present in the surface layer of the membrane. By filtering the solution, it is possible to separate such that only uncharged molecules pass through and negatively charged molecules remain, or only positively charged molecules pass through and uncharged molecules remain. For example, it is extremely effective in separating biological substances such as proteins, peptides, and amino acids.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例及び比較例を示すが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。なお
、実施例及び比較例に示す透水性は、東洋濾紙製のバッ
チ式限外濾過装置(有効膜面積12.5cm2)を用い
、純水を用いて操作圧4kg/cm2で測定した流束で
ある。また溶質の透過性は、同じ装置を用いて、同じ操
作圧における所定の重量平均分子量を有する単分散ポリ
エチレングリコール(PEG)の水溶液(濃度1,00
0ppm)を用いて測定し、この原液の体積が1/5に
達した際の阻止率(%)を下記式で算出した。その際、
透過液及び阻止液の濃度は、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィーにより測定した。
[Examples] Examples and comparative examples of the present invention are shown below.
The present invention is not limited to these examples. The water permeability shown in Examples and Comparative Examples is the flux measured using a batch-type ultrafiltration device (effective membrane area 12.5 cm2) manufactured by Toyo Roshi Co., Ltd. using pure water at an operating pressure of 4 kg/cm2. be. In addition, solute permeability was measured using the same device at the same operating pressure in an aqueous solution of monodisperse polyethylene glycol (PEG) having a predetermined weight average molecular weight (concentration 1,000).
0 ppm), and the inhibition rate (%) when the volume of this stock solution reached 1/5 was calculated using the following formula. that time,
The concentrations of permeate and blocking solution were determined by gel permeation chromatography.

【0020】実施例1 (1)異方性構造を有する多孔質膜の製造下記式(B)
の繰り返し単位
Example 1 (1) Production of porous membrane with anisotropic structure Formula (B) below:
repeating unit of

【化7】 を有するUdelポリスルホン(ペレット状、アモコケ
ミカルジャパン製、重量平均分子量35,000)30
g、ポリビニルピロリドンK−30(和光純薬製、重量
平均分子量10,000)5g、N−メチル−2−ピロ
リドン150gよりなる混合物を室温において10時間
攪拌した後、粘度30ポイズの溶液を得た。次いで、こ
の溶液をガラス板上に約300μmの厚さで流延した後
、5℃の純水に浸漬して凝固させることにより、厚さ約
100μmのポリスルホン膜を得た。さらに、60℃の
温水に1時間の浸漬処理を行った。このポリスルホン膜
は、走査型電子顕微鏡により膜の断面の観察を行ったと
ころ、膜の表層部に厚さ約2μmの緻密な構造を有する
層が確認され、その他の部分はいわゆる指状構造と呼ば
れる多孔質な層であった。
Udel polysulfone (pellet form, manufactured by Amoco Chemical Japan, weight average molecular weight 35,000) having [Chemical formula 7] 30
After stirring a mixture consisting of 5 g, polyvinylpyrrolidone K-30 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., weight average molecular weight 10,000) and 150 g of N-methyl-2-pyrrolidone at room temperature for 10 hours, a solution with a viscosity of 30 poise was obtained. . Next, this solution was cast onto a glass plate to a thickness of about 300 μm, and then immersed in pure water at 5° C. to solidify, thereby obtaining a polysulfone membrane with a thickness of about 100 μm. Furthermore, immersion treatment was performed in warm water at 60° C. for 1 hour. When the cross-section of this polysulfone film was observed using a scanning electron microscope, a layer with a dense structure about 2 μm thick was confirmed on the surface layer of the film, and the other parts had a so-called finger-like structure. It was a porous layer.

【0021】このポリスルホン膜について、純水の透過
流束を測定した結果、1340l/m2・hrであった
。また、重量平均分子量が21,000であるPEGの
単分散水溶液(濃度1,000ppm)の透過性を測定
した結果、阻止率は99.1%であった。同様に、重量
平均分子量が2,000であるPEG水溶液の透過性を
測定した結果、阻止率は5.3%であった。
[0021] Regarding this polysulfone membrane, the permeation flux of pure water was measured and was found to be 1340 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous solution (concentration 1,000 ppm) of PEG having a weight average molecular weight of 21,000, the rejection rate was 99.1%. Similarly, as a result of measuring the permeability of an aqueous PEG solution having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 5.3%.

【0022】(2)ポリアリールエーテルケトンのスル
ホン化物の製造 下記式(A)の繰り返し単位
(2) Production of sulfonated product of polyaryletherketone Repeating unit of the following formula (A)

【化8】 を有するポリアリールエーテルケトン  Victre
x  450P(粉末状、住友化学製)20gを97%
濃硫酸180gに加え、0℃にて緩やかに2時間攪拌し
た。 その後、温度を25℃に上げ、さらに46時間緩やかに
攪拌し、粘稠な反応液を得た。これを水中に徐々に投入
してポリアリールエーテルケトンのスルホン化物を凝固
させた。水にて洗浄を行い、洗浄液が中性になるまで、
繰り返し洗浄した後これを濾別した。その後、風乾し、
さらに60℃にて減圧乾燥を行った。
A polyaryletherketone having the following formula: Victor
x 450P (powder, manufactured by Sumitomo Chemical) 20g at 97%
The mixture was added to 180 g of concentrated sulfuric acid and gently stirred at 0° C. for 2 hours. Thereafter, the temperature was raised to 25° C., and the mixture was gently stirred for an additional 46 hours to obtain a viscous reaction liquid. This was gradually poured into water to solidify the sulfonated polyaryletherketone. Rinse with water until the cleaning solution becomes neutral.
After repeated washing, it was filtered off. Then air dry,
Further, it was dried under reduced pressure at 60°C.

【0023】このようにして得られたポリアリールエー
テルケトンのスルホン化物は、イオン交換容量が2.1
m当量/樹脂gであった。
The sulfonated polyaryletherketone thus obtained has an ion exchange capacity of 2.1.
m equivalent/g of resin.

【0024】(3)アニオン荷電型半透性複合膜の製造
上記ポリスルホン膜を目詰め材としてのグリセリンの1
0%水溶液に(25℃))1時間浸漬し、次いで、約6
0℃の乾燥器内で30分間乾燥させた。次いで、上記ポ
リアリールエーテルケトンのスルホン化物をメチルアル
コールに溶解して、1.0重量%に調製し、この溶液を
上記ポリスルホン膜上に約100μmの厚みに塗布した
。これを室温にて放置し、ほとんどの溶媒が蒸発したこ
とを確認した後、60℃の温度に5分間加熱して、本発
明によるアニオン荷電型半透性複合膜を得た。この得ら
れたアニオン荷電型半透性複合膜は、走査型電子顕微鏡
により膜の断面を観察した結果、ポリスルホン膜の緻密
層上に厚みが約1μmであるポリアリールエーテルケト
ンのスルホン化物の薄層が観察された。
(3) Production of anionically charged semipermeable composite membrane The above polysulfone membrane was coated with glycerin 1 as a packing material.
0% aqueous solution (25°C) for 1 hour, then about 6
It was dried for 30 minutes in a drying oven at 0°C. Next, the sulfonated polyaryletherketone was dissolved in methyl alcohol to a concentration of 1.0% by weight, and this solution was applied to a thickness of about 100 μm on the polysulfone membrane. This was left at room temperature, and after confirming that most of the solvent had evaporated, it was heated to 60° C. for 5 minutes to obtain an anion-charged semipermeable composite membrane according to the present invention. Observation of the cross section of the membrane using a scanning electron microscope revealed that the resulting anionically charged semipermeable composite membrane had a thin layer of sulfonated polyaryletherketone with a thickness of approximately 1 μm on a dense layer of polysulfone membrane. was observed.

【0025】このアニオン荷電型半透性複合膜について
、純水の透過流束を測定した結果、48.5l/m2・
hrであった。また、重量平均分子量が2,000であ
るPEGの単分散水溶液の透過性を測定した結果、阻止
率は99.0%であった。同様に、重量平均分子量が9
60であるPEG水溶液の透過性を測定した結果、阻止
率は92.3%であった。
[0025] As a result of measuring the permeation flux of pure water for this anion-charged semipermeable composite membrane, it was found to be 48.5 l/m2.
It was hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodispersed aqueous solution of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 99.0%. Similarly, the weight average molecular weight is 9
As a result of measuring the permeability of a PEG aqueous solution having a concentration of 60%, the rejection rate was 92.3%.

【0026】実施例2 実施例1において、目詰め剤水溶液として30%グリセ
リン水溶液を用いた以外は、実施例1と同様にしてアニ
オン荷電型半透性複合膜を得た。
Example 2 An anionically charged semipermeable composite membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that a 30% aqueous glycerin solution was used as the aqueous plugging agent solution.

【0027】この半透性複合膜について、純水の透過流
束を測定した結果、49.8l/m2・hrであった。 また、重量平均分子量が2,000であるPEGの単分
散水溶液の透過性を測定した結果、阻止率は98.6%
であった。同様に、重量平均分子量が960であるPE
G水溶液の透過性を測定した結果、阻止率は91.6%
であった。
[0027] Regarding this semipermeable composite membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 49.8 l/m2·hr. In addition, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous solution of PEG with a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 98.6%.
Met. Similarly, PE with a weight average molecular weight of 960
As a result of measuring the permeability of G aqueous solution, the rejection rate was 91.6%.
Met.

【0028】実施例3 実施例1において、目詰め剤水溶液として10%乳酸水
溶液を用いた以外は、実施例1と同様にしてアニオン荷
電型半透性複合膜を得た。
Example 3 An anionically charged semipermeable composite membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that a 10% aqueous lactic acid solution was used as the aqueous plugging agent solution.

【0029】この半透性複合膜について、純水の透過流
束を測定した結果、48.7l/m2・hrであった。 また、重量平均分子量が2,000であるPEGの単分
散水溶液の透過性を測定した結果、阻止率は98.3%
であった。同様に、重量平均分子量が960であるPE
G水溶液の透過性を測定した結果、阻止率は91.2%
であった。
[0029] Regarding this semipermeable composite membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 48.7 l/m2·hr. In addition, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous solution of PEG with a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 98.3%.
Met. Similarly, PE with a weight average molecular weight of 960
As a result of measuring the permeability of G aqueous solution, the rejection rate was 91.2%.
Met.

【0030】実施例4 実施例1において、製膜溶液における溶媒種及びポリア
リールエーテルケトンのスルホン化物の濃度を種々変化
させた以外は、実施例1と同様にしてアニオン荷電型半
透性複合膜を得た。このようにして得られたそれぞれの
アニオン荷電型半透性複合膜について、その膜性能を表
1に示す。なお、表1中の(比較例)は、実施例1にお
いて製造したポリスルホン膜そのものである。
Example 4 An anionically charged semipermeable composite membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the solvent type and the concentration of the sulfonated polyaryletherketone in the membrane forming solution were varied. I got it. Table 1 shows the membrane performance of each anion-charged semipermeable composite membrane thus obtained. Note that (Comparative Example) in Table 1 is the polysulfone membrane itself produced in Example 1.

【表1】[Table 1]

【0031】実施例5 実施例1で得たアニオン荷電型半透性複合膜について、
その負電荷の効果を調べるために、カチオン性物質であ
る4級アンモニウム塩及びアニオン性物質である有機酸
の水溶液(濃度1000ppm)の透過試験を行った結
果を表2に示す。
Example 5 Regarding the anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1,
In order to investigate the effect of the negative charge, a permeation test was conducted with an aqueous solution (concentration 1000 ppm) of a quaternary ammonium salt, which is a cationic substance, and an organic acid, which is an anionic substance. Table 2 shows the results.

【表2】[Table 2]

【0032】実施例6 実施例1において得たアニオン荷電型半透性複合膜を0
.1Nの塩化ナトリウム水溶液に室温で2時間浸漬し、
イオン交換反応により、該膜の有するスルホン酸基の対
イオンを水素イオンからナトリウムイオンに変えた。次
いで、純水で充分に洗浄した。
Example 6 The anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1 was
.. Soaked in 1N sodium chloride aqueous solution for 2 hours at room temperature,
Through an ion exchange reaction, the counter ion of the sulfonic acid group of the membrane was changed from hydrogen ion to sodium ion. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0033】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、49.8l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は97.6%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は92.6%であった。
[0033] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 49.8 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 97.6%. Similarly, the permeability of a PEG aqueous solution having a weight average molecular weight of 960 was measured, and the rejection rate was 92.6%.

【0034】実施例7 実施例1において得たアニオン荷電型半透性複合膜を0
.1Nの塩化カルシウム水溶液に室温で2時間浸漬し、
イオン交換反応により、該膜の有するスルホン酸基の対
イオンを水素イオンからカルシウムイオンに変え、イオ
ン架橋させた。次いで、純水で充分に洗浄した。
Example 7 The anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1 was
.. Soaked in 1N calcium chloride aqueous solution at room temperature for 2 hours,
Through an ion exchange reaction, the counter ions of the sulfonic acid groups of the membrane were changed from hydrogen ions to calcium ions, resulting in ionic crosslinking. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0035】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、50.2l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は99.2%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は95.5%であった。
[0035] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 50.2 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodispersed aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 99.2%. Similarly, as a result of measuring the permeability of an aqueous PEG solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 95.5%.

【0036】実施例8 実施例7において得たカルシウム型のアニオン荷電型半
透性複合膜をメチルアルコールに室温で2時間浸漬した
。次いで、純水で充分に洗浄した。
Example 8 The calcium-type anion-charged semipermeable composite membrane obtained in Example 7 was immersed in methyl alcohol at room temperature for 2 hours. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0037】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、48.5l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は98.2%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は92.5%であった。
[0037] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 48.5 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodispersed aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 98.2%. Similarly, as a result of measuring the permeability of an aqueous PEG solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 92.5%.

【0038】実施例9 実施例1において得たアニオン荷電型半透性複合膜を0
.1Nの水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に室温
で2時間浸漬し、イオン交換反応により、該膜の有する
スルホン酸基の対イオンを水素イオンからテトラメチル
アンモニウムイオンに変えた。次いで、純水で充分に洗
浄した。
Example 9 The anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1 was
.. The membrane was immersed in a 1N aqueous tetramethylammonium hydroxide solution at room temperature for 2 hours, and the counter ion of the sulfonic acid group of the membrane was changed from hydrogen ion to tetramethylammonium ion through an ion exchange reaction. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0039】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、47.5l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は98.8%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は92.3%であった。
[0039] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 47.5 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodispersed aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 98.8%. Similarly, as a result of measuring the permeability of a PEG aqueous solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 92.3%.

【0040】実施例10 実施例1において得たアニオン荷電型半透性複合膜を0
.2モルのN,N,N’,N’−テトラメチルエチレン
ジアミンと0.1モルのヨウ化メチルを1Lの水に溶解
させた水溶液に室温で2時間浸漬し、イオン交換反応に
より、該膜の有するスルホン酸基を該4級化有機イオン
でイオン架橋させた。次いで、純水で充分に洗浄した。
Example 10 The anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1 was
.. The membrane was immersed in an aqueous solution of 2 mol of N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine and 0.1 mol of methyl iodide dissolved in 1 L of water at room temperature for 2 hours to cause an ion exchange reaction. The sulfonic acid groups contained therein were ionically crosslinked with the quaternized organic ion. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0041】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、49.5l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は99.4%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は94.6%であった。
[0041] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 49.5 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodispersed aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 99.4%. Similarly, as a result of measuring the permeability of an aqueous PEG solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 94.6%.

【0042】実施例11 実施例10において得た4級化有機イオンによるイオン
架橋構造を有するアニオン荷電型半透性複合膜をメチル
アルコールに室温で2時間浸漬した。次いで、純水で充
分に洗浄した。
Example 11 The anion-charged semipermeable composite membrane having an ionic crosslinked structure with quaternized organic ions obtained in Example 10 was immersed in methyl alcohol at room temperature for 2 hours. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0043】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、49.8l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は98.9%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は91.7%であった。
[0043] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 49.8 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 98.9%. Similarly, as a result of measuring the permeability of an aqueous PEG solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 91.7%.

【0044】実施例12 実施例1において得たアニオン荷電型半透性複合膜つい
て、その耐熱性を調べるために、95℃の熱水中に30
分間浸漬し、純水の透過流束および重量平均分子量96
0のPEGの阻止率を測定した。さらに、同様の処理を
繰り返し行い、同様の膜性能の測定を行った。その結果
を表3に示す。
Example 12 In order to examine the heat resistance of the anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1, it was soaked in hot water at 95°C for 30 minutes.
The permeation flux of pure water and the weight average molecular weight of 96
The inhibition rate of 0 PEG was measured. Furthermore, the same treatment was repeated and the membrane performance was measured in the same manner. The results are shown in Table 3.

【表3】[Table 3]

【0045】実施例13 実施例1において得られたアニオン荷電型半透性複合膜
の耐酸性を調べるために、25℃の0.5N塩酸に2日
間浸漬した。次いで、純水で充分に洗浄した。
Example 13 In order to examine the acid resistance of the anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1, it was immersed in 0.5N hydrochloric acid at 25° C. for two days. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0046】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、47.9l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は98.6%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は91.8%であった。
[0046] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 47.9 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 98.6%. Similarly, as a result of measuring the permeability of a PEG aqueous solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 91.8%.

【0047】実施例14 実施例1において得たアニオン荷電型半透性複合膜を2
5℃の耐塩基性を調べるために、0.5N水酸化ナトリ
ウム水溶液に2日間浸漬した。次いで、純水で充分に洗
浄した。
Example 14 The anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Example 1 was
In order to examine the base resistance at 5°C, it was immersed in a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution for 2 days. Then, it was thoroughly washed with pure water.

【0048】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、48.6l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水液の透
過性を測定した結果、阻止率は98.9%であった。同
様に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透
過性を測定した結果、阻止率は91.2%であった。
[0048] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 48.6 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous liquid of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 98.9%. Similarly, as a result of measuring the permeability of a PEG aqueous solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 91.2%.

【0049】比較例1 スルホン化ポリアリールエーテルケトンの半透膜を特開
平2−23768公報に記載の方法に準じて製造した。 すなわち、前記の式(A)の繰り返し単位よりなるポリ
アリールエーテルケトン18gを97%濃硫酸に加え、
常温にて48時間緩やかに攪拌しながら反応させ、次い
でこの反応液を水中に投入して、樹脂分を凝固させ、洗
浄液が中性になるまで充分に洗浄し、50℃にて乾燥さ
せた。このようにして得られたポリアリールエーテルケ
トンのスルホン化物はイオン交換容量が1.6ミリ当量
/樹脂gであった。次いで、該ポリアリールエーテルケ
トンのスルホン化物をN−メチル−2−ピロリドンに溶
解し、樹脂の濃度が20重量%の均一な製膜溶液を得、
これをガラス板上に180μmの厚さに流延し、直ちに
常温の塩化ナトリウム10重量%水溶液に浸漬し、膜を
得た。
Comparative Example 1 A semipermeable membrane of sulfonated polyaryletherketone was produced according to the method described in JP-A-2-23768. That is, 18 g of polyaryletherketone consisting of the repeating unit of formula (A) above was added to 97% concentrated sulfuric acid,
The reaction was allowed to proceed at room temperature for 48 hours with gentle stirring, and then the reaction solution was poured into water to coagulate the resin, thoroughly washed until the washing solution became neutral, and dried at 50°C. The sulfonated polyaryletherketone thus obtained had an ion exchange capacity of 1.6 milliequivalents/g of resin. Next, the sulfonated polyaryletherketone was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a uniform film-forming solution with a resin concentration of 20% by weight,
This was cast onto a glass plate to a thickness of 180 μm, and immediately immersed in a 10% by weight aqueous solution of sodium chloride at room temperature to obtain a film.

【0050】この膜について、純水の透過流束を測定し
た結果、38.9l/m2・hrであった。また、重量
平均分子量が2,000であるPEGの単分散水溶液の
透過性を測定した結果、阻止率は59%であった。同様
に、重量平均分子量が960であるPEG水溶液の透過
性を測定した結果、阻止率は32%であった。
[0050] Regarding this membrane, the permeation flux of pure water was measured and found to be 38.9 l/m2·hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodispersed aqueous solution of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 59%. Similarly, as a result of measuring the permeability of an aqueous PEG solution having a weight average molecular weight of 960, the rejection rate was 32%.

【0051】比較例2 前記した式(B)の繰り返し単位を有するポリスルホン
からなる異方性構造を有する限外濾過膜の表面に、前記
した式(C)の繰り返し単位を有するポリスルホンのス
ルホン化物よりなる均質な半透膜を積層させた複合半透
性膜を特公平2−52528公報に記載の方法に準じて
製造した。
Comparative Example 2 A sulfonated product of polysulfone having a repeating unit of formula (C) described above was applied to the surface of an ultrafiltration membrane having an anisotropic structure made of polysulfone having a repeating unit of formula (B) described above. A composite semipermeable membrane in which homogeneous semipermeable membranes were laminated was manufactured according to the method described in Japanese Patent Publication No. 2-52528.

【0052】すなわち、まず式(C)の繰り返し単位よ
りなるポリスルホンを製造するために、ヒドロキノン1
3.2gを攪拌器、窒素ガス導入管、水抜き管及び温度
計を備えたフラスコに入れ、これにスルホラン100m
lとキシレン50mlを加えた。マントルヒーターによ
る加熱下に攪拌しながら、150℃で1時間還流を行い
、この際、水約3mlを抜き出した。次いで、温度を1
10℃まで下げ、4,4’−ジクロルジフェニルスルホ
ン34.5gと炭酸カリウム20.7gを加えて重合反
応を開始した。155℃で50分間還流した後、50分
間の間に水を抜きながら、200℃まで昇温し、さらに
、200〜215℃で30分間還流を続けた。この反応
の間に抜き出された水量は3.6mlであった。次いで
、反応液にスルホラン80mlを加え、100℃まで降
温し、ジクロルメタン20mlを加えた。このようにし
て得た反応混合物を純水中に投じて、ポリスルホンを凝
固させ、一晩放置した。これを濾別し、ミキサーで粉砕
し、純水とイソプロピルアルコールで洗浄した後、80
℃の温度で6時間乾燥した。上記のようにして得た繰り
返し単位Cよりなるポリスルホン10gを97%濃硫酸
80mlに加え、常温にて4時間緩やかに攪拌しながら
反応させ、次いでこの反応液を水中に投入して、樹脂分
を凝固させ、洗浄液が中性になるまで充分に洗浄し、5
0℃にて7時間真空乾燥させた。このようにして得られ
たポリスルホンのスルホン化物はイオン交換容量が1.
9m当量/樹脂gであった。
That is, first, in order to produce polysulfone consisting of repeating units of formula (C), hydroquinone 1
Put 3.2 g into a flask equipped with a stirrer, nitrogen gas inlet tube, water drain tube, and thermometer, and add 100 m of sulfolane.
1 and 50 ml of xylene were added. Refluxing was carried out at 150° C. for 1 hour while stirring and heating with a mantle heater, and about 3 ml of water was extracted at this time. Then, the temperature is reduced to 1
The temperature was lowered to 10°C, and 34.5 g of 4,4'-dichlorodiphenylsulfone and 20.7 g of potassium carbonate were added to start the polymerization reaction. After refluxing at 155°C for 50 minutes, the temperature was raised to 200°C while removing water during 50 minutes, and refluxing was continued at 200 to 215°C for 30 minutes. The amount of water drawn off during this reaction was 3.6 ml. Next, 80 ml of sulfolane was added to the reaction solution, the temperature was lowered to 100° C., and 20 ml of dichloromethane was added. The reaction mixture thus obtained was poured into pure water to solidify the polysulfone and left overnight. This was filtered, pulverized with a mixer, washed with pure water and isopropyl alcohol, and then
It was dried for 6 hours at a temperature of °C. 10 g of the polysulfone consisting of repeating unit C obtained as above was added to 80 ml of 97% concentrated sulfuric acid, and the mixture was allowed to react with gentle stirring at room temperature for 4 hours.Then, the reaction solution was poured into water to remove the resin content. Let it solidify, wash thoroughly until the washing solution becomes neutral, and
It was vacuum dried at 0°C for 7 hours. The sulfonated polysulfone thus obtained has an ion exchange capacity of 1.
The amount was 9 m equivalent/g of resin.

【0053】また一方で、実施例1で得た式(B)の繰
り返し単位を有するポリスルホンからなる異方性限外濾
過膜を80℃の温水中に1時間浸漬した後、25℃で1
0重量%の1,4−ブタンジオール水溶液に1時間浸漬
し、次いで、約60℃の乾燥器中に5分間放置して乾燥
させた。
On the other hand, the anisotropic ultrafiltration membrane made of polysulfone having the repeating unit of formula (B) obtained in Example 1 was immersed in warm water at 80°C for 1 hour, and then heated at 25°C for 1 hour.
It was immersed in a 0% by weight aqueous 1,4-butanediol solution for 1 hour, and then left in a dryer at about 60° C. for 5 minutes to dry.

【0054】上記した式(C)の繰り返し単位を有する
ポリスルホンのスルホン化物をエチレングリコールモノ
メチルエーテル溶解し、1.0重量%の均一な製膜溶液
を得、これを式(B)の繰り返し単位を有するポリスル
ホンからなる異方性限外濾過膜上に塗布し、室温にて放
置して、ほとんどすべての溶剤を蒸発させて除去した後
、60℃で5分間加熱して、アニオン荷電型半透性複合
膜を得た。
A sulfonated product of polysulfone having the repeating unit of formula (C) described above is dissolved in ethylene glycol monomethyl ether to obtain a 1.0% by weight uniform film-forming solution, which is then mixed with the repeating unit of formula (B). It was coated on an anisotropic ultrafiltration membrane made of polysulfone, left at room temperature to evaporate almost all the solvent, heated at 60°C for 5 minutes to form an anionically charged semipermeable membrane. A composite membrane was obtained.

【0055】このアニオン荷電型半透性複合膜について
、純水の透過流束を測定した結果、19.7l/m2・
hrであった。また、重量平均分子量が2,000であ
るPEGの単分散水溶液の透過性を測定した結果、阻止
率は92.6%であった。同様に、重量平均分子量が9
60であるPEG水溶液の透過性を測定した結果、阻止
率は82.8%であった。
[0055] As a result of measuring the permeation flux of pure water for this anion-charged semipermeable composite membrane, it was found to be 19.7 l/m2.
It was hr. Further, as a result of measuring the permeability of a monodisperse aqueous solution of PEG having a weight average molecular weight of 2,000, the rejection rate was 92.6%. Similarly, the weight average molecular weight is 9
As a result of measuring the permeability of a PEG aqueous solution having a concentration of 60%, the blocking rate was 82.8%.

【0056】比較例3 比較例2で得られたアニオン荷電型半透性複合膜につい
て、その負電荷の効果を調べるために、カチオン性物質
である4級アンモニウム塩及びアニオン性物質である有
機酸の水溶液(濃度1000ppm)の透過試験を行っ
た結果を表4に示す。
Comparative Example 3 In order to investigate the effect of negative charge on the anionically charged semipermeable composite membrane obtained in Comparative Example 2, a quaternary ammonium salt as a cationic substance and an organic acid as an anionic substance were used. Table 4 shows the results of a permeation test for an aqueous solution (concentration 1000 ppm).

【表4】[Table 4]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  異方性構造を有する多孔質膜の表面に
、下記式(A)の繰り返し単位A 【化1】 を有するポリアリールエーテルケトンのスルホン化物か
らなる薄層を形成させたアニオン荷電型半透性複合膜
Claim 1: An anion-charged film in which a thin layer of a sulfonated polyaryletherketone having a repeating unit A of the following formula (A) is formed on the surface of a porous membrane having an anisotropic structure. type semipermeable composite membrane
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005014149A1 (en) * 2003-08-07 2007-09-27 旭化成株式会社 Composite porous membrane and method for producing the same
JP2012006010A (en) * 2003-08-07 2012-01-12 Asahi Kasei Kuraray Medical Co Ltd Composite porous membrane and process for producing the same
JP4863714B2 (en) * 2003-08-07 2012-01-25 旭化成クラレメディカル株式会社 Composite porous membrane and method for producing the same
US8999167B2 (en) 2003-08-07 2015-04-07 Asahi Kasei Medical Co., Ltd. Composite porous membrane and process for producing the same

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