JPH0549880A - 複合逆浸透膜およびその製造方法 - Google Patents

複合逆浸透膜およびその製造方法

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JPH0549880A
JPH0549880A JP3240550A JP24055091A JPH0549880A JP H0549880 A JPH0549880 A JP H0549880A JP 3240550 A JP3240550 A JP 3240550A JP 24055091 A JP24055091 A JP 24055091A JP H0549880 A JPH0549880 A JP H0549880A
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満 清水
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Kenji Matsumoto
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、液体混合物中の成分を選択分離する
ための複合逆浸透膜を提供することにある。 【構成】多孔質支持膜上に、アミド結合とチオエステル
結合よりなる高分子鎖を主骨格とする架橋高分子を主構
成単位とする超薄膜が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液体混合物中の成分を
選択的に透過分離するための複合逆浸透膜に関し、詳し
くは、アミド結合とチオエステル結合よりなる高分子鎖
を主骨格とする架橋高分子を主構成単位とする超薄膜
が、多孔質支持膜上に形成されてなる複合逆浸透膜、及
びその製造方法に関する。かかる複合逆浸透膜は、超純
水の製造、かん水の脱塩等に好適に用いられ、また染色
廃水や電着塗料廃水等の公害発生原因である汚れ等か
ら、その中に含まれる汚染源あるいは有効物質を除去回
収し、ひいては廃水のクローズ化に寄与することができ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、工業的に用いられている半透膜と
しては、例えば、酢酸セルロースからなる非対称構造を
有するロブ型のものが知られている。しかし、このよう
な酢酸セルロースからなる半透膜は、耐加水分解性、耐
微生物性、耐薬品性等において劣り、更に、耐圧性や耐
久性も十分ではないので、高浸透性を有する装置とする
ことが困難であって、用途が自ずから限定されざるを得
なかった。そこで、酢酸セルロースからなる非対称半透
膜の上記したような欠点を解消すべく、近年、例えば、
芳香族ポリアミド(米国特許3,567,632 号等)架橋ポリ
アミド酸(特開昭56−3769号等)、ポリベンズイミダゾ
ール(特開昭58−92403 号等)等からなる半透膜が提案
されている。 このような重合体からなる半透膜は、前
記酢酸セルロースからなる非対称半透膜の有する欠点の
一部を解消し得るものの、選択分離性や透過性能ではな
お劣っている。そこで、非対称半透膜とは構造の異なる
半透膜として、微多孔性支持膜上に実質的に選択分離性
を有する活性な超薄膜を形成してなる複合半透膜が、例
えば、米国特許第3,744,642 号、第4,039,440 号、第4,
259,183 号明細書、特開昭55−147106号、特開昭58−24
303 号、特開昭63−197501号公報等に記載されているよ
うに、近年、種々開発されている。 これらの多くは、
高い透水性を得るために、超薄膜がポリアミドやポリ尿
素からなり、一般に、分子内に2以上のアミノ基を有す
る多官能アミノ化合物の水溶液と、これら多官能アミノ
化合物の有するアミノ基と反応しうる官能基を分子内に
2以上有する多官能性化合物の炭化水素溶液とを、微多
孔性支持膜上で界面反応させて、支持膜上にポリアミド
やポリ尿素からなる超薄膜を形成することによって得ら
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低圧操
作によってさらに高い透水性と高い脱塩性能とを併せ有
する新規な複合半透膜が求められている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、超薄膜とこれ
を支持する多孔質支持膜とからなる複合逆浸透膜におい
て、上記超薄膜が、下記〔化9〕、及び/又は〔化10〕
【化9】
【化10】 (但し、〔化9〕及び〔化10〕においてR1 は水素、又
は炭素数1〜4の低級アルキル基を示し、R2 、R3
びR4 は酸素原子を有してもよい炭化水素残基、種々の
置換基を有してもよいアシル基、ベンジル基、あるいは
アリール基を示し、Xはその少なくとも一部は直接結合
を表して他の構成単位における〔化11〕と結合する架橋
点となり、他は−OM、〔化12〕又は〔化13〕を表す。
【化11】
【化12】
【化13】 但し、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、又はアンモニウム基を示す。)で表される、アミド
結合とチオエステル結合とからなる架橋高分子を主構成
単位とする超薄膜であることを特徴とする複合逆浸透膜
を提供する。
【0005】本発明における超薄膜は、上記の如く〔化
9〕及び/又は〔化10〕で表されるアミド結合とチオエ
ステル結合とからなる架橋高分子を主構成単位とする。
【0006】本発明の複合逆浸透膜は、下記〔化14〕か
らなる−SH基と−NHR基を有する化合物から選ばれ
る少なくとも一種の化合物を含有する水溶液と、
【化14】 (但し、〔化14〕において、R1 は水素、又は炭素数1
〜4の低級アルキル基を示し、R2 は酸素原子を有して
もよい炭化水素残基、種々の置換基を有してもよいアシ
ル基、ベンジル基、あるいはアリール基を示す。) 下記〔化15〕及び/又は〔化16〕で表されるカルボン酸
ハライドから選ばれる少なくとも一種の化合物を含有す
る水非混和性有機溶剤溶液とを、
【化15】
【化16】 (但し、〔化15〕及び〔化16〕においてR3 及びR4
酸素原子を有してもよい炭化水素基、種々の置換基を有
してもよいアシル基、ベンジル基、あるいはアリール基
を示し、Yは塩素、臭素、ヨウ素、あるいはフッ素を示
す。) 多孔質支持膜上で接触させて、界面重縮合により多孔質
支持膜上にアミド結合とエステル結合とからなる架橋高
分子を主構成単位とする超薄膜を生成させることによっ
て得られる。
【0007】本発明において、上記〔化14〕で表される
−SH基と−NHR基を有する化合物としては、m−ア
ミノチオフェノール、p−アミノチオフェノール、o−
アミノチオフェノール、等が挙げられ、特にm−アミノ
チオフェノールが好ましく用いられる。 これらは単独
で用いられてもよく、混合物として用いてもよい。本発
明においては、上記〔化14〕で表される化合物と共に、
m−又はp−フェニレンジアミン、キシリレンジアミン
等の芳香族多官能アミン、−SH基を2つ以上有する1,
3-ベンゼンチオールなどの多官能チオールも用いること
ができる。また本発明によれば、−SH基と−NHR基
を有する化合物と共にポリエチレンイミン等の塩基性部
位を有する高分子も用いることができる。
【0008】本発明において、上記〔化15〕で表される
多官能酸ハライドとしては、例えば、トリメシン酸ハラ
イドや1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸ハライド等
が好ましく用いられる。 また〔化16〕で表される多官
能酸ハライドとしては、例えば、テレフタル酸ハライ
ド、イソフタル酸ハライド、1,3-シクロヘキサンジカル
ボン酸ハライド、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸ハラ
イド等のジハライドが好ましく用いられ、特にテレフタ
ル酸ハライド、イソフタル酸ハライドが好ましい。
【0009】前記の如く、本発明の複合逆浸透膜は、
〔化14〕で表される化合物を含有する水溶液を、多孔質
支持膜上に塗布し、次いで、多官能酸ハライドを含有す
る水非混和性有機溶剤溶液を塗布し、水溶液との界面に
て重縮合を行って、支持膜上にアミド結合とチオエステ
ル結合とからなる架橋高分子を主構成単位とする超薄膜
を生成させ、必要に応じて、加熱処理を行うことによっ
て得ることができる。上記〔化14〕で表される−SH基
と−NHR基を有する化合物を含有する水溶液は、製膜
を容易にし、或いは得られる複合逆浸透膜の性能を向上
させるために、更に、例えば、ポリビニリアルコール、
ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸等の水溶性重合
体や、ソルビトール、グリセリン、グリコール類等のよ
う多価アルコールを含有していてもよい。 また、トデ
シル硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナト
リウム等の界面活性剤を含有していてもよい。 これら
界面活性剤は、上記水溶液の多孔質支持膜への濡れ性を
改善するのに効果がある。 更に、上記界面での重縮合
反応を促進するために、界面反応にて生成するハロゲン
化水素を除去し得る水酸化ナトリウムやリン酸三ナトリ
ウムを用い、或いは触媒として、第4級アンモニウム
塩、アシル化触媒、相間移動触媒を用いることも有益で
ある。多官能酸ハライドを含有する水非混和性有機溶剤
溶液を調整するための有機溶剤としては、用いる酸ハラ
イドをよく溶解し、他方、用いる多孔質支持膜を溶解し
ない有機溶剤であればよく、例えば、n−ヘキサン、シ
クロヘキサン等の炭化水素溶剤、トリクロロトリフルオ
ロエタン等のハロゲン化炭化水素が用いられるが、特
に、n−ヘキサンが好ましく用いられる。〔化14〕で表
される−SH基と−NHR基を有する化合物を含有する
水溶液及び多官能酸ハライドを含有する有機溶剤溶液に
おいて、〔化14〕で表される化合物及び多官能酸ハライ
ドの濃度は、特に限定されるものではないが、通常、0.
1〜10重量%、好ましくは0.5 〜5重量%の範囲であ
る。
【0010】本発明においては、〔化14〕で表される化
合物と多官能酸ハライドとは、支持膜上で室温にて容易
に界面重縮合反応するが、必要に応じて、反応を促進さ
せ、或いは溶剤を除去し、或いは形成される超薄膜の支
持膜からの剥離を防止するために、50〜150 ℃に加熱し
てもよい。また、−SH基と−NHR基を有する化合物
を含有する水溶液中に、塩基性の部位を有する高分子を
添加し、多官能酸ハライドを有する水非混和性有機溶剤
溶液と多孔質支持膜上で界面重縮合させることで、アミ
ド結合とチオエステル結合からなる架橋高分子と塩基性
部位を有する高分子とのコンプレックスを形成させても
よい。
【0011】
【発明の効果】本発明による複合逆浸透膜は、アミド結
合とチオエステル結合を主鎖骨格に有する架橋高分子か
らなる超薄膜が多孔質支持膜上に形成されてなり、液体
混合物中の成分を選択的に透過分離するために好適に用
いることができる。 特に、本発明による複合逆浸透膜
は、低圧下での操作において、高い透水性能と高い脱塩
性能を有し、例えば、かん水、海水等の脱塩による淡水
化や、半導体の製造に必要とされる超純水の製造等に好
適に用いることができる。
【0012】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
なお、多孔質支持膜としては、ポリスルホン製限外濾過
膜を用いた。 得られた複合逆浸透膜の性能は、操作圧
力15kg/cm2、温度25℃にて塩化ナトリウム1500ppm を含
有する水溶液を15時間処理した後、透水速度及び塩化ナ
トリウム除去率を測定した。塩化ナトリウム除去率は、
通常の電導度測定によった。
【0013】実施例1 m−アミノチオフェノール2重量%、ラウリル硫酸ナト
リウム0.3 重量%、トリエチルアミン2重量%、カンフ
ァースルホン酸4重量%を含む水溶液を、pH10に調整
し、この溶液をポリスルホン膜に数秒間接触させ数分間
液切りした。このようにして得られたm−アミノチオフ
ェノールで被覆された支持膜の表面を、トリメソイルク
ロライド(塩化ベンゼン1,3,5 トリカルボン酸)0.25重
量%のヘキサン溶液と接触させた。 その後、該被覆支
持膜を120 ℃の熱風乾燥器の中で5分間保持して複合逆
浸透膜を得た。得られた複合逆浸透膜の性能は、脱塩率
90%、透水速度0.05t/m2日であった。
【0014】実施例2 m−アミノチオフェノール1重量%を含む水溶液にポリ
エチレンイミンを添加してpH9に調整し、この溶液をポ
リスルホン膜に数秒間接触させ数分間液切りした。 そ
の後は実施例1と同様にして得られた複合逆浸透膜の性
能は、脱塩率98%、透水速度0.08t/m2日であった。
【0015】実施例3 ポリエチレンイミンによりpHを10に調整した以外は、実
施例2と同様にして得られた複合逆浸透膜の性能は、脱
塩率90%、透水速度0.12t/m2日であった。
フロントページの続き (72)発明者 松本 憲嗣 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超薄膜とこれを支持する多孔質支持膜と
    からなる複合逆浸透膜において、上記超薄膜が、下記
    〔化1〕、及び/又は〔化2〕 【化1】 【化2】 (但し、〔化1〕及び〔化2〕においてR1 は水素、又
    は炭素数1〜4の低級アルキル基を示し、R2 、R3
    びR4 は酸素原子を有してもよい炭化水素残基、さらに
    種々の置換基を有してもよいアシル基、ベンジル基、あ
    るいはアリール基を示し、Xはその少なくとも一部は直
    接結合を表して他の構成単位における〔化3〕と結合す
    る架橋点となり、他は−OM、〔化4〕又は〔化5〕を
    表す。 【化3】 【化4】 【化5】 但し、Mは水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金
    属、又はアンモニウム基を示す。)で表される、アミド
    結合とチオエステル結合とからなる架橋高分子を主構成
    単位とする超薄膜であることを特徴とする複合逆浸透
    膜。
  2. 【請求項2】 超薄膜とこれを支持する多孔質支持膜と
    からなる複合逆浸透膜の製造方法において、下記〔化
    6〕からなる化合物から選ばれる少なくとも一種の化合
    物を含有する水溶液と、 【化6】 (但し、〔化6〕において、R1 は水素、又は炭素数1
    〜4の低級アルキル基を示し、R2 は酸素原子を有して
    もよい炭化水素残基、さらに種々の置換基を有してもよ
    いアシル基、ベンジル基、あるいはアリール基を示
    す。) 下記〔化7〕及び/又は〔化8〕で表されるカルボン酸
    ハライドから選ばれる少なくとも一種の化合物を含有す
    る水非混和性有機溶剤溶液とを、 【化7】 【化8】 (但し、〔化7〕及び〔化8〕においてR3 及びR4
    酸素原子を有してもよい炭化水素基、さらに種々の置換
    基を有してもよいアシル基、ベンジル基、あるいはアリ
    ール基を示し、Yは塩素、臭素、ヨウ素、あるいはフッ
    素を示す。) 前記多孔質支持膜上で接触させて、界面重縮合により多
    孔質支持膜上にアミド結合とチオエステル結合とからな
    る架橋高分子を主構成単位とする超薄膜を生成させるこ
    とを特徴とする複合逆浸透膜の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009536874A (ja) * 2006-05-12 2009-10-22 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 改質膜

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009536874A (ja) * 2006-05-12 2009-10-22 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 改質膜
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