JPH06262047A - Mosaic electrically charged membrane and preparation thereof - Google Patents

Mosaic electrically charged membrane and preparation thereof

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JPH06262047A
JPH06262047A JP5076435A JP7643593A JPH06262047A JP H06262047 A JPH06262047 A JP H06262047A JP 5076435 A JP5076435 A JP 5076435A JP 7643593 A JP7643593 A JP 7643593A JP H06262047 A JPH06262047 A JP H06262047A
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兀 福冨
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稔 滝沢
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Abstract

PURPOSE:To provide a mosaic electrically charged membrane being useful for separation of an electrolyte, separation of a non-electrolyte or desalting by a simple process. CONSTITUTION:In a mosaic electrically charged membrane prepd. of a cationic polymer and an anionic polymer, at least one polymer is a sphere with a diameter of 0.01-10mum.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はモザイク荷電メンブラン
に関し、更に詳しくは電解質の分離用、非電解質の分離
用或は脱塩用として有用であるモザイク荷電メンブラン
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mosaic charge membrane, and more particularly to a mosaic charge membrane useful for separating an electrolyte, separating a non-electrolyte or desalting.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カチオン性ポリマーとアニオン性
ポリマーとが交互に配列されたモザイク荷電メンブラン
は、低分子電解質をメンブランを介して透析することが
出来、非電解質は透析することが出来ないという機能を
有しており、例えば、海水等の脱塩や淡水化用として期
待が大きく、種々の研究が為されている。代表的なモザ
イク荷電メンブランとしては、例えば、AとBのポリマ
ーが互いに相溶しないが、第三のポリマーCとブロック
化したA−C及びB−Cのブロックコポリマーを、ラメ
ラ或はシリンダー構造になる様に両者を量的に調整し、
その後アニオン性基とカチオン性基を導入したもの、或
は適当な透液性支持体上にアニオン性ポリマーとカチオ
ン性ポリマーとを平面的且つモザイク状に超薄膜形成
し、その上にエピタキシイ法により同一イオン性ポリマ
ー層を生長させたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a mosaic charge membrane in which a cationic polymer and an anionic polymer are alternately arranged is capable of dialyzing a low-molecular-weight electrolyte through the membrane, but not a non-electrolyte. It has a function and is expected to be used for desalination and desalination of seawater, for example, and various studies have been conducted. As a typical mosaic charge membrane, for example, the polymers of A and B are incompatible with each other, but the third polymer C and the blocked block copolymer of AC and BC are formed into a lamella or cylinder structure. And adjust both quantitatively so that
After that, an anionic group and a cationic group are introduced, or an anionic polymer and a cationic polymer are formed into a flat and mosaic ultrathin film on a suitable liquid-permeable support, and then an ultrathin film is formed thereon by an epitaxy method. Some have grown the same ionic polymer layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
2種のブロックコポリマーの相分離を利用して、タメラ
或はシリンダー構造を形成させるには、両者の混合比の
量的制約及び両者の構造に異方性がある為に、メンブラ
ンの断面において異種のポリマー層が交互に重なり、メ
ンブランの表裏を同種のポリマー層で連通させることが
技術的にかなり困難であり、更にこの様な相分離構造
は、異方性であり、ラメラ構造又はシリンダー構造の方
向調整が困難である。又、この様な構造が出来た後に、
カチオン性基及びアニオン性基を導入するので、その製
造工程が複雑であり、且つこれらのイオン性基反応量
も制限されるものであった。又、エピタキシイ法では、
モザイクパターン上に各イオン性ポリマー層を生長させ
るのに、モザイクパターン超薄膜の形成や膜の生長に非
常に厳密な制御が必要であり、大面積のメンブラン作製
には問題があった。又、従来のいずいれの方法において
も、形成されるメンブランは非常に薄く且つ強度の低い
もので、強度が大で且つ性能に優れた比較的厚いメンブ
ランを形成することは出来なかった。従って本発明の目
的は、電解質の分離用、非電解質の分離用或は脱塩用と
して有用であるモザイク荷電メンブランを簡単な工程で
提供することである。
[Problems to be solved by the invention] However,
In order to form a lamella or cylinder structure by utilizing the phase separation of two kinds of block copolymers, there is a quantitative restriction on the mixing ratio of the two and an anisotropy of both structures. It is technically quite difficult to connect the front and back of the membrane with the same type of polymer layer, and further such a phase separation structure is anisotropic and has a lamellar structure or a cylindrical structure. It is difficult to adjust the direction. Also, after such a structure is made,
Since the cationic group and the anionic group are introduced, the manufacturing process is complicated and the reaction amount of these ionic groups is also limited. In the epitaxy method,
In order to grow each ionic polymer layer on the mosaic pattern, very strict control is required for the formation of the mosaic pattern ultra-thin film and the growth of the film, and there is a problem in preparing a large-area membrane. In addition, even with any of the conventional methods, the formed membrane is very thin and has low strength, and it is not possible to form a relatively thick membrane having high strength and excellent performance. Therefore, an object of the present invention is to provide a mosaic charge membrane which is useful for separating an electrolyte, separating a non-electrolyte or desalting in a simple process.

【0004】[0004]

【問題点を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。即ち、本発明は、カチオン性ポリ
マーとアニオン性ポリマーとで作製したモザイク荷電メ
ンブランにおいて、少なくとも一方のポリマーが直径
0.01〜10μmのスフェアであることを特徴とする
モザイク荷電メンブラン、及びその製造方法である。
The above object can be achieved by the present invention described below. That is, the present invention relates to a mosaic charge membrane made of a cationic polymer and an anionic polymer, wherein at least one polymer is a sphere having a diameter of 0.01 to 10 μm, and a method for producing the same. Is.

【0005】[0005]

【作用】モザイク荷電メンブランにおけるカチオン性ポ
リマーとアニオン性ポリマーとの少なくとも一方のポリ
マーを、直径0.01〜10μmのスフェアとすること
によって、電解質及び非電解質の選択的な分離性能及び
膜としての機械的強度等が向上したモザイク荷電メンブ
ランを安価に提供することが出来る。
By using at least one of the cationic polymer and the anionic polymer in the mosaic charge membrane as a sphere having a diameter of 0.01 to 10 μm, the electrolyte and the non-electrolyte can be selectively separated and the mechanical property of the membrane can be improved. It is possible to inexpensively provide a mosaic charge membrane having improved dynamic strength and the like.

【0006】[0006]

【好ましい実施態様】次に好ましい実施態様を挙げて本
発明を更に詳細に説明する。本発明で使用するカチオン
性ポリマーは、1〜3級のアミノ基又は4級アンモニウ
ム基、これらのイオン性基の塩の基を有するポリマーで
ある。アニオン性ポリマーは、スルホン酸基、カルボン
酸基、これらのイオン性基の塩の基を有するポリマーで
ある。塩の基の場合には、カチオン性基に対しては、例
えば、塩酸、硫酸、燐酸、有機酸等のアニオンが使用さ
れ、アニオン性基に対しては、例えば、アルカリ金属イ
オン等のカチオンが使用される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. The cationic polymer used in the present invention is a polymer having a primary to tertiary amino group or a quaternary ammonium group and a salt group of these ionic groups. The anionic polymer is a polymer having a sulfonic acid group, a carboxylic acid group, and a salt group of these ionic groups. In the case of a salt group, an anion such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, or an organic acid is used for the cationic group, and a cation such as an alkali metal ion is used for the anionic group. used.

【0007】カチオン性ポリマーとしては、例えば、ポ
リビニルピリジン及びその4級化物、ポリ2−ヒドロキ
シ−3−メタクリロキシプロピルトリメチルアンモニウ
ムクロライド、ポリメタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、ポリメタクリル酸ジエチルアミノエチル(又はそれ
らの塩)等、或いはこれらのポリマーを構成する複数の
モノマーの共重合体及び他のモノマーとの共重合体等が
挙げられる。アニオン性ポリマーとして、ポリ2−アク
リロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン
酸、ポリ2−アクリロイルアミノ−2−プロパンスルホ
ン酸、ポリメタクリロイルオキシプロピルスルホン酸、
ポリスルホプロピルメタクリレート、ポリ2−スルホエ
チルメタクリレート、ポリビニルスルホン酸、ポリアク
リル酸、ポリスチレン−マレイン酸共重合体(又はそれ
らの酸の塩)等、或いはこれらのポリマーを構成する複
数のモノマーの共重合体及び他のモノマーとの共重合体
等が挙げられる。
Examples of the cationic polymer include polyvinyl pyridine and its quaternary compounds, poly 2-hydroxy-3-methacryloxypropyl trimethyl ammonium chloride, polydimethylaminoethyl methacrylate, polydiethylaminoethyl methacrylate (or salts thereof). ), Etc., or a copolymer of a plurality of monomers constituting these polymers and a copolymer with other monomers. As the anionic polymer, poly-2-acryloylamino-2-methyl-1-propanesulfonic acid, poly-2-acryloylamino-2-propanesulfonic acid, polymethacryloyloxypropylsulfonic acid,
Polysulfopropyl methacrylate, poly 2-sulfoethyl methacrylate, polyvinyl sulfonic acid, polyacrylic acid, polystyrene-maleic acid copolymers (or their acid salts), etc., or the copolymerization of a plurality of monomers constituting these polymers Examples thereof include a combination and a copolymer with another monomer.

【0008】以上の如きポリマーをスフェアにする方法
としては、従来公知の種々の方法、例えば、ポリマー溶
液からスフェアを析出させる方法の他、例えば、ソープ
フリー重合、エマルジョン重合、懸濁重合、逆相重合、
シード重合等の重合方法が挙げられる。上記ポリマース
フェアは、架橋させることが好ましい場合がある。架橋
させる場合に用いる架橋剤としては、例えば、ジビニル
ベンゼン、メチレンビスアクリルアミド、ジメタクリル
酸エチレングリコール、ジメタクリル酸−1,3−ブチ
レングルコール、その他、3〜4官能性のアクリレート
及びメタクリレート類が挙げられる。これらの架橋剤は
ポリマーを構成するモノマー100重量部に対して20
重量部以下であり、好ましくは0.5〜10重量部の割
合で使用する。本発明では、上記架橋したスフェアと未
架橋のスフェアとを併用することが好ましい。使用する
スフェアの直径は0.01〜10μmであるが、好まし
くは0.02〜1μmである。
Various methods known in the art, such as precipitation of spheres from a polymer solution, can be used to form the above-described polymer into spheres, as well as soap-free polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, and reverse phase polymerization. polymerization,
A polymerization method such as seed polymerization may be used. It may be preferable to crosslink the polymer spheres. Examples of the cross-linking agent used in the case of cross-linking include divinylbenzene, methylenebisacrylamide, ethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, and other 3- to 4-functional acrylates and methacrylates. Can be mentioned. These cross-linking agents are added in an amount of 20 per 100 parts by weight of the monomers constituting the polymer.
It is used in an amount of 0.5 parts by weight or less, preferably 0.5 to 10 parts by weight. In the present invention, it is preferable to use the crosslinked spheres and uncrosslinked spheres in combination. The diameter of the sphere used is 0.01 to 10 μm, preferably 0.02 to 1 μm.

【0009】本発明のモザイク荷電メンブランは、上記
の如きポリマースフェアの少なくとも1種を使用して形
成されるが、形成されるメンブランを補強する為に適当
な透液性支持体を使用することが好ましい。かかる透液
性支持体としては、織布、不織布、多孔質樹脂シート、
多孔質セラミック焼結体、金属メッシュ等の様な多孔質
体が好ましい。これらの多孔質体の厚みは0.01〜5
00μm、好ましくは0.1〜100μmである。本発
明のモザイク荷電メンブランを作製する方法では、アニ
オン性ポリマー又はカチオン性ポリマーの少なくとも一
方をスフェアとする必要があり、他方のポリマーは必ず
しもスフェアである必要はない。
The mosaic charged membrane of the present invention is formed using at least one of the polymer spheres as described above, but it is possible to use a suitable liquid permeable support to reinforce the formed membrane. preferable. Examples of the liquid-permeable support include woven cloth, non-woven cloth, porous resin sheet,
A porous body such as a porous ceramic sintered body or a metal mesh is preferable. The thickness of these porous bodies is 0.01-5.
The thickness is 00 μm, preferably 0.1 to 100 μm. In the method for producing the mosaic charged membrane of the present invention, at least one of the anionic polymer and the cationic polymer needs to be a sphere, and the other polymer does not necessarily have to be a sphere.

【0010】本発明のメンブランの製造方法としては、
(1)一方のイオン性のポリマースフェアを透液性支持
体に固定化後、それらのスフェアの間隙に、他方のイオ
ン性モノマーを充填して該モノマーを重合させる方法、
(2)一方のイオン性のポリマースフェアと他方のイオ
ン性の直鎖状重合体溶液を混合してキャスト成膜する方
法(尚、本発明において「直鎖状重合体」とは、スフェ
アと区別する言葉であり、スフェアでない限り分岐鎖を
有する重合体であってもよい)、(3)異種のイオン性
のポリマースフェアの分散液をそれぞれ調製し、それら
の分散液を混合してキャスト成膜する方法、(4)一方
のイオン性のポリマースフェアの表面に、他方のイオン
性の直鎖状重合体を化学的に結合させてコア−シェル型
ポリマーとし、これををキャスト成膜し、コアを破壊し
てコア同士を連結させる方法、(5)異種のイオン性の
ポリマースフェアの分散液をそれぞれ調製し、これらを
混合してキャスト成膜した後、その間隙を一方のイオン
性ポリマー或はモノマーを充填し、モノマーを使用した
場合には更に重合させる方法等、上記(1)〜(4)の
方法を任意に組み合わせた方法が挙げられる。
The method of manufacturing the membrane of the present invention includes:
(1) A method of immobilizing one ionic polymer sphere on a liquid-permeable support and then filling the gap between the spheres with the other ionic monomer to polymerize the monomer.
(2) A method of mixing one ionic polymer sphere and the other ionic linear polymer solution to form a cast film (in the present invention, the “linear polymer” is distinguished from a sphere). (A polymer having a branched chain may be used as long as it is not a sphere), (3) Dispersions of different ionic polymer spheres are prepared, and the dispersions are mixed to form a cast film. (4) The other ionic linear polymer is chemically bonded to the surface of one ionic polymer sphere to form a core-shell type polymer, which is cast to form a film. (5) Dispersion liquids of different ionic polymer spheres are prepared and mixed to form a cast film, and the gap is filled with one ionic polymer or Mo Filling mer, how to further polymerization when using monomers, (1) to (4) methods in any combination of methods thereof.

【0011】上記で使用する2種のポリマースフェア
は、好ましくは架橋されたスフェアと未架橋のスフェア
との組み合わせとし、これらを混在させてキャスト成膜
後、溶剤や圧力等で膜中のポリマースフェアを破壊又は
変形させることによって同種イオンの連結を確実にし、
又、膜の機械的強度を向上させることが出来る。
The two types of polymer spheres used above are preferably a combination of cross-linked spheres and uncross-linked spheres, and these are mixed to form a cast film, and then the polymer spheres in the film are formed by a solvent or pressure. Ensure the connection of like ions by destroying or deforming
Also, the mechanical strength of the film can be improved.

【0012】[0012]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。 実施例1 500mlの水と3mlの4−ビニルピリジンと0.1
mlのジビニルベンゼンと0.1gの2,2’−アゾビ
ス(2−メチル−2−メチルプロピノアミジン)ジハイ
ドロクロライドとをフラスコに仕込み、窒素ガス流入下
で80℃で5時間反応させ、乳化状物を得た。この乳化
状物に、3gの塩化ナトリウムを入れて撹拌し、その後
ミリポアフイルターを用いて加圧濾過及び水洗し、乾燥
して約300nmの直径の球状のポリ4−ビニルピリジ
ンを得た。上記の1gのポリビニルピリジンを、メタノ
ール中に3重量%の濃度に分散させて分散液を調製し、
この中に0.2gの沃化メチルと0.2gのクロルメチ
ルスチレンを添加し、30℃で40時間反応させてピリ
ジン環の窒素原子を4級化した。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Example 1 500 ml of water, 3 ml of 4-vinylpyridine and 0.1
ml of divinylbenzene and 0.1 g of 2,2′-azobis (2-methyl-2-methylpropinoamidine) dihydrochloride were charged in a flask, and the mixture was reacted at 80 ° C. for 5 hours under a nitrogen gas inflow to emulsify. A substance was obtained. 3 g of sodium chloride was added to this emulsified product, and the mixture was stirred, followed by pressure filtration using a Millipore filter, washing with water, and drying to obtain spherical poly-4-vinylpyridine having a diameter of about 300 nm. 1 g of the above polyvinyl pyridine was dispersed in methanol to a concentration of 3% by weight to prepare a dispersion liquid,
To this, 0.2 g of methyl iodide and 0.2 g of chloromethylstyrene were added and reacted at 30 ° C. for 40 hours to quaternize the nitrogen atom of the pyridine ring.

【0013】次にガラス板上にポリスチレン−ポリブタ
ジエン−ポリスチレンブロックコポリマー(ポリスチレ
ン分40重量%)の溶液を塗布及び乾燥させてを約10
0μmの厚み膜を形成した。その膜上に坪量40g/m
2 及び厚さ50μmのポリエステル製不織布を熱圧着
し、不織布の目止を行った。この不織布の目止されてい
ない面に、上記で得られた球状ポリマーの分散液を含浸
させ、放置してある程度乾燥後、更に60℃で12時間
乾燥した。更にその表面から濃度10重量%のポリスチ
レンスルホン酸ソーダの水溶液を含浸させ、60℃で乾
燥後、水洗し、再度乾燥する。その後全体を水中に入れ
てガラス板及び目止層から、不織布とメンブランとから
なる層を剥離して本発明のモザイク荷電メンブランを得
た。このメンブランの荷電ポリマーの量は4.2g/m
2 であった。
Next, a solution of polystyrene-polybutadiene-polystyrene block copolymer (polystyrene content 40% by weight) was applied onto the glass plate and dried to obtain about 10 parts.
A 0 μm thick film was formed. 40 g / m basis weight on the film
2 and 50 μm thick polyester non-woven fabric were thermocompression bonded to seal the non-woven fabric. The unsealed surface of this nonwoven fabric was impregnated with the dispersion liquid of the spherical polymer obtained above, left to dry to some extent, and further dried at 60 ° C. for 12 hours. Further, an aqueous solution of sodium polystyrenesulfonate having a concentration of 10% by weight is impregnated from the surface, dried at 60 ° C., washed with water, and dried again. Then, the whole was put in water and the layer composed of the nonwoven fabric and the membrane was peeled off from the glass plate and the sealing layer to obtain a mosaic charged membrane of the present invention. The amount of charged polymer in this membrane is 4.2 g / m
Was 2 .

【0014】図1に示す装置にて上記メンブランの電解
質及び非電解質の透析性を測定した。容器1中に電解質
として3重量%の塩化ナトリウム水溶液と、非電解質と
して0.01モル/リットルのアクリルアミド水溶液の
各々20mlを入れ、容器2中には純水40mlを入
れ、この2個の容器の間に上記の本発明のメンブランを
挟み、25℃に保ち、撹拌して3日間保った後、容器中
の電解質及び非電解質のそれぞれの濃度を測定した。そ
の結果、両容器間の塩化ナトリウムの移動量は50重量
%であり、この濃度で平衡に達しており、一方、アクリ
ルアミドの移動量は約0.2重量%であった。この結果
は、本発明のモザイク荷電メンブランが電解質を選択的
に分離する優れた性質を示している。
The dialysis properties of the electrolyte and non-electrolyte of the membrane were measured with the apparatus shown in FIG. 20 ml each of a 3 wt% sodium chloride aqueous solution as an electrolyte and a 0.01 mol / liter acrylamide aqueous solution as a non-electrolyte were placed in a container 1, and 40 ml of pure water was placed in a container 2. The membrane of the present invention was sandwiched between the two, and the mixture was kept at 25 ° C., stirred and kept for 3 days, and then the respective concentrations of the electrolyte and the non-electrolyte in the container were measured. As a result, the transfer amount of sodium chloride between the two containers was 50% by weight, and equilibrium was reached at this concentration, while the transfer amount of acrylamide was about 0.2% by weight. This result shows that the mosaic charge membrane of the present invention has excellent properties of selectively separating an electrolyte.

【0015】実施例2 9.7部の架橋ポリ4−ビニルピリジンスフェア水分散
体(固形分=2.15重量%、直径約200nm)、
9.7部の未架橋のポリ4−ビニルピリジンスフェア水
分散体(固形分=2.34重量%、直径約180n
m)、スチレンスルホン酸ソーダとアクリルアミドとの
未架橋の共重合体(モル比1:1)水溶液(固形分10
重量%)及び7.4部の50重量%グルタールアルデヒ
ド水溶液を混合し、テフロン上にキャスト成膜し風乾す
る。このメンブランをメタノール雰囲気中に1日静置し
て、未架橋のポリ4−ビニルピリジンスフェアをフイル
ム化し、続いてそのフイルムを塩酸ガス飽和液中に1日
放置後、水洗及び風乾し、沃素/ブタノール/メタノー
ルの雰囲気で処理し、続いて沃化メチル/メタノール雰
囲気で4−ビニルピリジンの窒素原子を完全に4級化し
た。
Example 2 9.7 parts of an aqueous dispersion of crosslinked poly-4-vinylpyridine spheres (solid content = 2.15% by weight, diameter about 200 nm),
9.7 parts of uncrosslinked poly-4-vinylpyridine sphere water dispersion (solid content = 2.34% by weight, diameter about 180 n)
m), an uncrosslinked copolymer of sodium styrenesulfonate and acrylamide (molar ratio 1: 1) aqueous solution (solid content 10
Wt%) and 7.4 parts of a 50 wt% glutaraldehyde aqueous solution are mixed, cast film is formed on Teflon, and air-dried. The membrane is left to stand in a methanol atmosphere for 1 day to form an uncrosslinked poly-4-vinylpyridine sphere into a film, and then the film is left to stand in a saturated gas of hydrochloric acid gas for 1 day, then washed with water and air-dried. Treatment with an atmosphere of butanol / methanol followed by complete quaternization of the nitrogen atoms of 4-vinylpyridine in an atmosphere of methyl iodide / methanol.

【0016】この様にして得られたモザイク荷電メンブ
ランは、透液性支持体なしでもフイルム状を維持してい
る。このメンブランの透析試験は0.05モル%/リッ
トルのグルコースと0.05モル/リットルの塩化カリ
ウム水溶液を用いて実施例1と同じ装置を用いて実施し
た。このメンブランの厚さは約150μmであり、その
透析性能を図2に示す。図2に示す結果から明らかであ
る様に、本発明のメンブランは電解質及び非電解質の分
離性能が良好であった。尚、図2では極微量のグルコー
スが透析されているが、これは測定誤差として現れたも
のと考えられる。いずれにしろ、電解質は良好に透析さ
れ、非電解質は殆ど透析されず、電解質と非電解質の分
離は十分に行われた。又、図2に示した透析実験は、大
気圧で行っているので電解質の透析には長時間を要して
いるが、被透析液に圧力をかける、又はメンブランを薄
くする、或はメンブランを薄くし且つ圧力をかけること
により、透析時間を著しく短縮させることが出来る。
The mosaic charged membrane thus obtained maintains the film shape without the liquid-permeable support. The dialysis test of this membrane was carried out using the same apparatus as in Example 1 using 0.05 mol% / liter glucose and 0.05 mol / liter potassium chloride aqueous solution. The thickness of this membrane is about 150 μm and its dialysis performance is shown in FIG. As is clear from the results shown in FIG. 2, the membrane of the present invention had good separation performance between the electrolyte and the non-electrolyte. It should be noted that although a trace amount of glucose is dialyzed in FIG. 2, it is considered that this appears as a measurement error. In any case, the electrolyte was dialyzed well, the non-electrolyte was hardly dialyzed, and the separation between the electrolyte and the non-electrolyte was performed sufficiently. Moreover, since the dialysis experiment shown in FIG. 2 is performed at atmospheric pressure, it takes a long time to dialyze the electrolyte, but pressure is applied to the liquid to be dialyzed, the membrane is thinned, or the membrane is changed. Dialysis time can be significantly reduced by thinning and applying pressure.

【0017】実施例3 実施例2で使用したと同じスチレンスルホン酸ソーダと
アクリルアミドとの未架橋の共重合体(モル比1:1)
水溶液のスチレンスルホン酸ソーダの半分を、スチレン
スルホン酸ソーダ−スチレン−アクリルアミド−ジビニ
ルベンゼン(モル比 50/30/10/10)からな
る架橋スフェアで置換し、他は実施例2と同様にして本
発明のモザイク荷電メンブランを作製した。このメンブ
ランの厚さは約200μmであり、その透析性能は実施
例2の場合と同様であった。
Example 3 An uncrosslinked copolymer of the same sodium styrene sulfonate and acrylamide as used in Example 2 (molar ratio 1: 1).
Half of the sodium styrene sulfonate in the aqueous solution was replaced with a cross-linked sphere composed of sodium styrene sulfonate-styrene-acrylamido-divinylbenzene (molar ratio 50/30/10/10), and otherwise the same as in Example 2. The mosaic charged membrane of the invention was made. The thickness of this membrane was about 200 μm and its dialysis performance was similar to that of Example 2.

【0018】実施例4A.ポリ4−ビニルピリジンミクロゲルの調製 10部の4−ビニルピリジン、1部のジビニルベンゼ
ン、0.2部の2,2’−アゾビス(2−メチル−2−
メチルプロピノアミジン)ジハイドロクロライド及び5
00部の水を1リットルのフラスコに入れて窒素雰囲下
70℃で7時間重合する。得られた重合液は乳化液状で
あり、透析にて精製するか或は加圧濾過後、水洗洗浄に
よって精製してもよい。乾燥物は、水或はメタノールに
再分散させることが出来る。得られるポリマースフェア
の粒径は、乾燥時で約150nm、水中で約200n
m、そしてメタノール中で約500nmである。
Example 4 A. Preparation of poly-4-vinylpyridine microgel 10 parts 4-vinylpyridine, 1 part divinylbenzene, 0.2 parts 2,2'-azobis (2-methyl-2-)
Methylpropinoamidine) dihydrochloride and 5
00 parts of water was placed in a 1 liter flask and polymerized at 70 ° C. for 7 hours in a nitrogen atmosphere. The obtained polymerization liquid is an emulsified liquid and may be purified by dialysis, or may be purified by pressure filtration and washing with water. The dried product can be redispersed in water or methanol. The particle size of the obtained polymer spheres is about 150 nm when dried and about 200 n in water.
m and about 500 nm in methanol.

【0019】B.直鎖状ポリスルホン酸ソーダの調製 12部のスチレンスルホン酸ソーダ、4部のアクリルア
ミド、0.5部の2,2’−アゾビス(2−メチル−2
−メチルプロピノアミジン)ジハイドロクロライド、
0.8部のジアリルマロン酸、1部のクロトンアルデヒ
ド及び100部の水をフラスコに入れて窒素雰囲気下7
0℃で10時間反応後、アセトン−水再沈法によってポ
リマーを精製後常温で乾燥する。得られたポリマーの分
子量約44,000(GPC)であって、該ポリマーは
片末端にアミジノ基を有するポリマーである。
B. Preparation of linear polysodium sulfonate 12 parts sodium styrene sulfonate, 4 parts acrylamide, 0.5 parts 2,2'-azobis (2-methyl-2)
-Methylpropinoamidine) dihydrochloride,
0.8 parts of diallyl malonic acid, 1 part of crotonaldehyde and 100 parts of water were placed in a flask and placed under a nitrogen atmosphere.
After reacting at 0 ° C. for 10 hours, the polymer is purified by an acetone-water reprecipitation method and then dried at room temperature. The obtained polymer has a molecular weight of about 44,000 (GPC) and is a polymer having an amidino group at one end.

【0020】C.コア−シェル型ポリマーの調製 上記Bの直鎖状ポリスルホン酸ソーダ1部を10部の水
に溶かし、この中に0.5部の重炭酸ソーダを溶かし5
時間撹拌する。この中に1部のエピブロムヒドリンを添
加し、45℃にて10時間反応する。この反応液を透析
の操作によって精製する。反応生成物中の臭素は、アル
カリでイオン化し定量したところ、ポリマーの片末端に
1個付いた時に分子量約40,000となり、GPCに
よる分析結果とほぼ一致した。このポリマー水溶液を固
形分で5重量%に調製してその40部をとり、10部の
上記Aに示した10重量%ポリ4−ビニルピリジンミク
ロゲルのメタノール溶液と混合する。常温で24時間反
応後濾過水洗し減圧乾燥した。
C. Preparation of Core-Shell Type Polymer 1 part of the linear polysodium sulfonate of B above was dissolved in 10 parts of water, and 0.5 part of sodium bicarbonate was dissolved therein.
Stir for hours. To this, 1 part of epibromhydrin is added and reacted at 45 ° C. for 10 hours. The reaction solution is purified by dialysis. When bromine in the reaction product was ionized with alkali and quantified, the molecular weight was about 40,000 when one was attached to one end of the polymer, which was almost in agreement with the analysis result by GPC. This polymer aqueous solution was adjusted to a solid content of 5% by weight, and 40 parts thereof were taken and mixed with 10 parts of a 10% by weight poly-4-vinylpyridine microgel methanol solution shown in A above. After reacting for 24 hours at room temperature, it was filtered, washed with water and dried under reduced pressure.

【0021】アルデヒドの定量と透過電子顕微鏡(TE
M)観察より、直鎖状ポリマーBはポリ4−ビニルピリ
ジンスフェアの表面のみに存在し、10個のピリジンユ
ニットに対して1本の割合で存在している。又、場合に
よっては沃化メチル等によってはピリジン環の窒素原子
を完全に4級化することも出来る。この様にして得られ
たコア−シェル型ポリマーを、実施例2のポリ4−ビニ
ルピリジンスフエアに代えて用い、又、コア−シェル中
のポリ4−ビニルピリジンと同当量のスルホン酸に対応
する直鎖状ポリスルホン酸ソーダの水溶液と混合してキ
ャスト成膜し、実施例2と同様の処理後に、そのメンブ
ランをステンレス製多孔質体に載せて200Kg/cm
2 の圧力で圧着させた。この様にして得られた本発明の
モザイク荷電メンブランは、被透析液である塩の水溶液
に圧力をかけることにより更に優れた脱塩効果を示し
た。
Determination of aldehyde and transmission electron microscope (TE
From the observation of M), the linear polymer B is present only on the surface of the poly-4-vinylpyridine sphere, and is present in a ratio of 1 to 10 pyridine units. In some cases, the nitrogen atom of the pyridine ring can be completely quaternized with methyl iodide or the like. The core-shell type polymer thus obtained was used in place of the poly-4-vinylpyridine sphere of Example 2, and the sulfonic acid equivalent to the poly-4-vinylpyridine in the core-shell was used. Mixed with an aqueous solution of linear sodium polysulfonate to form a cast film, and after the same treatment as in Example 2, the membrane is placed on a stainless steel porous body to obtain 200 kg / cm 2.
Pressure was applied at a pressure of 2 . The mosaic charged membrane of the present invention thus obtained exhibited a more excellent desalting effect by applying pressure to an aqueous solution of a salt to be dialyzed.

【0022】[0022]

【効果】以上の如き本発明によれば、モザイク荷電メン
ブランの作製にイオン性のポリマースフェアを使用する
ことにより、メンブラン中におけるスフェア同士の連結
は等方的となるので、形成されるメンブランの電解質の
透析が飛躍的に向上する。又、メンブランの製造におい
ても、メンブランの構成材料がスフェアであるので、ポ
リマー相の方向性は考慮する必要がない。従って、本発
明によって、電解質の分離用、非電解質の分離用或は脱
塩用として有用であるモザイク荷電メンブランが簡単な
工程で提供される。
[Effects] According to the present invention as described above, by using ionic polymer spheres for the production of a mosaic charged membrane, the spheres in the membrane are connected isotropically, so that the electrolyte of the membrane is formed. Dialysis is dramatically improved. Further, also in the production of the membrane, since the constituent material of the membrane is sphere, it is not necessary to consider the orientation of the polymer phase. Therefore, according to the present invention, a mosaic charge membrane useful for separating an electrolyte, separating a non-electrolyte or desalting is provided in a simple process.

【0023】[0023]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のモザイク荷電メンブランによる電解質
及び非電解質の濾過及び分離を説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating filtration and separation of an electrolyte and a non-electrolyte by the mosaic charge membrane of the present invention.

【図2】実施例1で得られたモザイク荷電メンブランに
よる電解質及び非電解質の分離性能を説明する図。
FIG. 2 is a diagram for explaining the separation performance of electrolyte and non-electrolyte by the mosaic charge membrane obtained in Example 1.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:電解質容器 2:非電解質容器 3:メンブラン 4:スタラー 1: Electrolyte container 2: Non-electrolyte container 3: Membrane 4: Stirrer

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カチオン性ポリマーとアニオン性ポリマ
ーとで作製したモザイク荷電メンブランにおいて、少な
くとも一方のポリマーが直径0.01〜10μmのスフ
ェア(球状体)であることを特徴とするモザイク荷電メ
ンブラン。
1. A mosaic charge membrane made of a cationic polymer and an anionic polymer, wherein at least one polymer is a sphere (spherical body) having a diameter of 0.01 to 10 μm.
【請求項2】 カチオン性ポリマー或はアニオン性ポリ
マーの一方が透液性支持体に固定されたスフェアであっ
て、そのスフェアの間隙に他方のポリマーが充填されて
いる請求項1に記載のモザイク荷電メンブラン。
2. The mosaic according to claim 1, wherein one of the cationic polymer and the anionic polymer is a sphere fixed to a liquid-permeable support, and the other polymer is filled in the gap between the spheres. Charged membrane.
【請求項3】 カチオン性ポリマー或はアニオン性ポリ
マーの一方がスフェアであって、他方のポリマーが未架
橋体ポリマーからなる請求項1に記載のモザイク荷電メ
ンブラン。
3. The mosaic charge membrane according to claim 1, wherein one of the cationic polymer and the anionic polymer is a sphere and the other polymer is an uncrosslinked polymer.
【請求項4】 カチオン性ポリマー及びアニオン性ポリ
マーの両方がスフェアである請求項1に記載のモザイク
荷電メンブラン。
4. The mosaic charge membrane according to claim 1, wherein both the cationic polymer and the anionic polymer are spheres.
【請求項5】 一方のイオン性のスフェアを透液性支持
体に固定化後、そのスフェアの間隙に他方のポリマーを
構成するモノマーを充填して該モノマーを重合すること
を特徴とする請求項1に記載のモザイク荷電メンブラン
の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein one ionic sphere is immobilized on a liquid-permeable support, and then the monomer constituting the other polymer is filled in the gap between the spheres to polymerize the monomer. 1. The method for producing a mosaic charged membrane according to 1.
【請求項6】 一方のイオン性のスフェアと他方のイオ
ン性の直鎖状重合体溶液とを混合してキャスト成膜する
ことを特徴とする請求項1に記載のモザイク荷電メンブ
ランの製造方法。
6. The method for producing a mosaic charge membrane according to claim 1, wherein one ionic sphere and the other ionic linear polymer solution are mixed to form a cast film.
【請求項7】 異種のイオン性のスフェアの分散液をそ
れぞれ調製し、該分散液を混合してキャスト成膜するこ
とを特徴とする請求項1に記載のモザイク荷電メンブラ
ンの製造方法。
7. The method for producing a mosaic charge membrane according to claim 1, wherein dispersion liquids of different ionic spheres are prepared, and the dispersion liquids are mixed to form a cast film.
【請求項8】 一方のイオン性のスフェアの表面に、他
方のイオン性の直鎖状重合体が化学的に結合したコア−
シェル型ポリマーをキャスト成膜し、コアを破壊するこ
とを特徴とする請求項1に記載のモザイク荷電メンブラ
ンの製造方法。
8. A core in which the surface of one ionic sphere is chemically bonded to the other ionic linear polymer.
The method for producing a mosaic charge membrane according to claim 1, wherein the shell type polymer is cast to form a film, and the core is destroyed.
【請求項9】 異種のイオン性のスフェアの分散液をそ
れぞれ調製し、該分散液を混合してキャスト成膜した
後、その間隙を一方のイオン性ポリマー或はモノマーを
充填し、モノマーの場合には更に重合させることを特徴
とする請求項1に記載のモザイク荷電メンブランの製造
方法。
9. A dispersion of heterogeneous ionic spheres is prepared, and the dispersions are mixed to form a cast film, and the gap is filled with one ionic polymer or monomer. The method for producing a mosaic charged membrane according to claim 1, wherein the method is further polymerized.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3906495A1 (en) * 1988-03-01 1989-09-14 Nissan Motor LINE PRESSURE CONTROL DEVICE FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION
DE4006304A1 (en) * 1989-02-28 1990-09-27 Nissan Motor HYDRAULIC PRESSURE CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION
DE4018791A1 (en) * 1989-06-13 1990-12-20 Nissan Motor ARRANGEMENT FOR AREA SELECTION CONTROL FOR AUTOMATIC TRANSMISSIONS IN MOTOR VEHICLES
DE4026572A1 (en) * 1989-08-23 1991-02-28 Nissan Motor LINE PRESSURE CONTROL ARRANGEMENT FOR AUTOMATIC POWER TRANSMISSION, INCLUDING TRACTION CONTROL
US5090950A (en) * 1988-12-26 1992-02-25 Nissan Motor Company, Ltd. Automatic power transmission with subsidiary transmission unit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3906495A1 (en) * 1988-03-01 1989-09-14 Nissan Motor LINE PRESSURE CONTROL DEVICE FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION
US5090950A (en) * 1988-12-26 1992-02-25 Nissan Motor Company, Ltd. Automatic power transmission with subsidiary transmission unit
DE4006304A1 (en) * 1989-02-28 1990-09-27 Nissan Motor HYDRAULIC PRESSURE CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION
DE4018791A1 (en) * 1989-06-13 1990-12-20 Nissan Motor ARRANGEMENT FOR AREA SELECTION CONTROL FOR AUTOMATIC TRANSMISSIONS IN MOTOR VEHICLES
DE4026572A1 (en) * 1989-08-23 1991-02-28 Nissan Motor LINE PRESSURE CONTROL ARRANGEMENT FOR AUTOMATIC POWER TRANSMISSION, INCLUDING TRACTION CONTROL

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