JPH07258436A - Double layer ion exchange resin membrane and its production - Google Patents

Double layer ion exchange resin membrane and its production

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JPH07258436A
JPH07258436A JP6049478A JP4947894A JPH07258436A JP H07258436 A JPH07258436 A JP H07258436A JP 6049478 A JP6049478 A JP 6049478A JP 4947894 A JP4947894 A JP 4947894A JP H07258436 A JPH07258436 A JP H07258436A
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JP
Japan
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ion exchange
polymer
ion
membrane
layer
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Application number
JP6049478A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Terada
一郎 寺田
Takeshi Komatsu
健 小松
Haruhisa Miyake
晴久 三宅
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a double layer ion exchange membrane, excellent in mechanical strength, diffusion dialytic properties and performance stability without losing the hydrophilicity even for a system containing an oxidizing substance by laminating a specific ion exchanger layer to a hydrophilic porous material layer. CONSTITUTION:This double layer ion exchange resin membrane is obtained by laminating (A) an ion exchanger layer containing a polymer having an aromatic ring in the main chain of an aromatic polymer, etc., prepared by introducing a sulfonate group, a primary to a tertiary amino or a quaternary ammonium salt group into a polymer containing a recurring unit expressed by the formula I-X-Ar-Y {X and Y each is O or S; Ar is a group expressed by formula II (R1 is a 1-8C hydrocarbon group; a is 0-3), formula III [W is X or a group expressed by formula IV (R6 and R7 each is H or a 1-6C hydrocarbon group); R2 and R3 each is R1; b+c is 0-7] as a base polymer to (B) a hydrophilic porous material layer obtained by applying a fluorine-containing sulfonic acid polymer having 0.6-2.5mequiv./g resin ion exchange capacity to a porous material membrane.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、複層イオン交換膜お
よびその製造方法に関し、さらに詳しくは、拡散透析性
能に優れた複層イオン交換膜およびそのように優れた拡
散透析性能を備え、かつ使用時に不純物質としての低分
子物質の溶出のない複層イオン交換膜を、簡単な装置
で、しかも多孔体膜の損傷を生じることなく製造するこ
とのできる複層イオン交換膜の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-layer ion exchange membrane and a method for producing the same, and more particularly to a multi-layer ion exchange membrane having excellent diffusion dialysis performance and a diffusion dialysis performance having such excellent performance. The present invention relates to a method for producing a multi-layer ion exchange membrane, which can produce a multi-layer ion exchange membrane without elution of a low-molecular substance as an impurity at the time of use with a simple device and without causing damage to a porous membrane.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決使用とする課題】イオン交換
膜に関して数多くの文献、特許が報告されているが、最
も実用的で有益なものとして、スチレン−ジビニルベン
ゼン共重合体のスルホン化陽イオン交換膜およびクロロ
メチル化重合体のアミノ化陰イオン交換膜があげられ
る。これらは、優れた耐薬品性および耐熱性という特性
を有する外に、架橋剤であるジビニルベンゼンの含有量
を変えることによりイオン交換特性や選択透過性を制御
することのできることから、あらゆる用途に対し多種の
品種が合成され、発展してきた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many documents and patents have been reported on ion exchange membranes, but the most practical and useful ones are sulfonated cations of styrene-divinylbenzene copolymers. Examples include exchange membranes and amination anion exchange membranes of chloromethylated polymers. In addition to having excellent chemical resistance and heat resistance, they can control ion exchange characteristics and selective permeability by changing the content of divinylbenzene, which is a cross-linking agent. Various varieties have been synthesized and developed.

【0003】しかしながら、新しい用途、例えば工業塩
並の安価な食塩を製造する海水濃縮、レドックスフロー
電池やメタノール電池用セパレータなどに有用な超低抵
抗イオン交換膜に対し、従来のスチレン−ジビニルベン
ゼン系の重合体では対応できない欠点がある。
However, in contrast to conventional ultra-low resistance ion exchange membranes useful for new applications such as seawater concentration for producing inexpensive salt equivalent to industrial salt, and separators for redox flow batteries and methanol batteries, conventional styrene-divinylbenzene-based compounds are used. There is a drawback that the above polymer cannot be used.

【0004】すなわち、抵抗を低下させるには、膜厚を
薄くする必要があるが、スチレン−ジビニルベンゼン系
樹脂は、機械的強度、特に脆さがあるので100μm以
下のイオン交換膜に形成することができない。さらに、
スチレン−ジビニルベンゼン系樹脂は、機械的性質がさ
ほど良好でない上に、加工性が悪く、ホローファイバー
型や多孔性イオン交換膜などのような膜に形成すること
ができないと言う欠点がある。
That is, in order to reduce the resistance, it is necessary to reduce the film thickness, but since the styrene-divinylbenzene resin has mechanical strength, particularly brittleness, it is necessary to form an ion exchange membrane of 100 μm or less. I can't. further,
The styrene-divinylbenzene-based resin has not only good mechanical properties but also poor processability, so that it cannot be formed into a membrane such as a hollow fiber type or a porous ion exchange membrane.

【0005】そこで我々は、スチレン−ジビニルベンゼ
ン系陰イオン交換膜のそれらの欠点を補い、高い透過性
能を発現する膜として、特開平2−265929号公報
に開示されたように、主鎖に芳香環を含有する重合体を
用いたイオン交換体膜と親水化処理したポリオレフィン
またはフルオロポリオレフィンの多孔体膜とを複層化し
てなるイオン交換膜を提示した。このイオン交換膜は、
耐蝕性や耐熱性という観点から従来のスチレン−ジビニ
ルベンゼン系膜より優れた特性を有し、またイオン交換
体の機械的強度が高いことと、孔径の比較的小さい多孔
膜上に積層することとによりイオン交換体層の薄膜化が
可能で、従来の膜よりも酸透過性の高い膜が得られるよ
うになった。
Therefore, we have proposed a styrene-divinylbenzene-based anion exchange membrane as a membrane that exhibits high permeation performance by compensating for those drawbacks, as disclosed in JP-A-2-265929. An ion exchange membrane is presented, which is a multilayer of an ion exchange membrane using a ring-containing polymer and a hydrophilized porous membrane of polyolefin or fluoropolyolefin. This ion exchange membrane is
From the viewpoint of corrosion resistance and heat resistance, it has characteristics superior to conventional styrene-divinylbenzene-based membranes, and also has a high mechanical strength of the ion exchanger and that it is laminated on a porous membrane having a relatively small pore size. By this, the ion exchanger layer can be made thinner and a membrane having higher acid permeability than the conventional membrane can be obtained.

【0006】しかしながら弗酸、硝酸、過酸化水素、酸
化性金属等の酸化力の高い物質を含む系などに前記イオ
ン交換膜を使用すると、イオン交換膜中の親水性物質が
酸化による劣化をおこしてイオン交換膜から溶出し、そ
れによってイオン交換膜の親水性が著しく低下する。そ
の結果、気泡がイオン交換膜の表面に付着してその性能
が低下したり、トラブル等の何らかの原因でイオン交換
膜を一旦乾燥してしまうとその後のイオン交換膜には液
が浸入しなくなるという欠点がある。
However, when the ion exchange membrane is used in a system containing a substance having a high oxidizing power such as hydrofluoric acid, nitric acid, hydrogen peroxide, and an oxidizing metal, the hydrophilic substance in the ion exchange membrane deteriorates due to oxidation. Are eluted from the ion exchange membrane, which significantly reduces the hydrophilicity of the ion exchange membrane. As a result, air bubbles adhere to the surface of the ion exchange membrane and its performance deteriorates, or if the ion exchange membrane is once dried for some reason such as trouble, the liquid will not penetrate into the ion exchange membrane thereafter. There are drawbacks.

【0007】この発明の目的は、従来の技術が有してい
た前述の欠点を解消することにある。この発明の目的
は、低抵抗であって透過性が高く、しかも性能が安定的
に発現し、酸化力の高い物質を含む系に対しても支持体
多孔膜の親水性が失われないと言う性能の優れたイオン
交換膜を提供することにある。この発明の目的は、以下
の記述あるいはこの出願人が本願出願後に提出する書類
たとえば意見書等によっても、明らかにされることがで
きる。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art. The object of the present invention is to say that the hydrophilicity of the support porous membrane is not lost even in a system containing a substance having a high resistance, a low resistance and a high permeability, a stable performance, and a high oxidizing power. It is to provide an ion exchange membrane having excellent performance. The object of the present invention can be clarified by the following description or documents submitted by the applicant after the application of the present application, such as a written opinion.

【0008】[0008]

【前記課題を解決するための手段】前記目的を達成する
ためのこの発明は、主鎖に芳香環を有する重合体をベー
スポリマーとするイオン交換体層と、多孔体膜にイオン
交換容量が0.6〜2.5ミリ当量/g樹脂の含フッ素
スルホン酸重合体を付着させてなる親水化多孔体層とを
積層してなることを特徴とする複層イオン交換膜であ
り、また、多孔体膜にイオン交換容量が0.6〜2.5
ミリ当量/g樹脂の含フッ素スルホン酸重合体を付着さ
せて親水化多孔体層を形成し、この親水化多孔体層と主
鎖に芳香環を有する重合体からなるイオン交換体層とを
積層することを特徴とする複層イオン交換膜の製造方法
である。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention is directed to an ion exchanger layer containing a polymer having an aromatic ring in its main chain as a base polymer, and a porous membrane having an ion exchange capacity of 0. A multi-layered ion-exchange membrane characterized by being laminated with a hydrophilized porous body layer obtained by adhering a fluorine-containing sulfonic acid polymer of 6 to 2.5 meq / g resin. Ion exchange capacity of body membrane is 0.6-2.5
Fluorine-containing sulfonic acid polymer of milliequivalent / g resin is attached to form a hydrophilized porous layer, and the hydrophilized porous layer is laminated with an ion-exchange layer made of a polymer having an aromatic ring in the main chain. And a method for producing a multilayer ion exchange membrane.

【0009】この発明は、原理的に言うと、主鎖に芳香
環を有する重合体をベースポリマーとする特定のイオン
交換体層と多孔体膜に特定の含フッ素スルホン酸重合体
を付着させてなる特定の親水化多孔体層とを組み合せた
ものであり、イオン選択性例えば陽イオン選択性または
陰イオン選択性はイオン交換体層に依存させ、親水化多
孔体層はもっぱらイオン交換体層を支持補強するという
発想に基づく。
In principle, the present invention comprises depositing a specific fluorinated sulfonic acid polymer on a specific ion-exchanger layer and a porous membrane having a polymer having an aromatic ring in the main chain as a base polymer. Which is a combination of a specific hydrophilized porous material layer, the ion selectivity, for example, cation selectivity or anion selectivity, depends on the ion exchanger layer, and the hydrophilized porous material layer exclusively uses the ion exchanger layer. Based on the idea of supporting and reinforcing.

【0010】この発明の好ましい態様では、電気抵抗の
高いイオン交換体層はイオン選択透過性を発現させるの
に必要な最小限の厚みに調製し、このイオン交換体層
は、電気抵抗が低く、かつ機械的強度の大きい多孔体層
をもって支持せしめるという原理に基づく。この場合多
孔体層はそれ自体疎水性であるので、この複層イオン交
換膜を水溶液系に使用するのであれば、その多孔体層を
親水化処理することが必要になる。しかしながら、通常
の親水性高分子物質で親水化処理をされた多孔体層を有
する複層イオン交換膜を、酸化力の高い物質を含む系に
使用すると、親水性高分子が酸化による劣化を起こして
複層イオン交換膜から溶出する。したがって、この発明
においては、多孔体層の親水化処理は、特定の親水性ポ
リマーすなわち特定のイオン交換容量を有する含フッ素
スルホン酸重合体を用いて行われる。
In a preferred embodiment of the present invention, the ion-exchange layer having a high electric resistance is prepared to have a minimum thickness necessary for exhibiting selective ion permeability, and the ion-exchange layer has a low electric resistance. In addition, it is based on the principle that it is supported by a porous layer having high mechanical strength. In this case, since the porous body layer is hydrophobic in itself, if this multi-layered ion exchange membrane is used in an aqueous solution system, it is necessary to hydrophilize the porous body layer. However, when a multilayer ion-exchange membrane having a porous body layer that has been subjected to a hydrophilic treatment with an ordinary hydrophilic polymer substance is used in a system containing a substance with high oxidizing power, the hydrophilic polymer causes deterioration due to oxidation. Elute from the multilayer ion exchange membrane. Therefore, in the present invention, the hydrophilic treatment of the porous layer is performed using a specific hydrophilic polymer, that is, a fluorinated sulfonic acid polymer having a specific ion exchange capacity.

【0011】この発明におけるイオン交換体層として
は、実質的に芳香環を有し、かつイオン交換基が導入さ
れた重合体をベースポリマーとして使用する限り特に制
限がなく、実質的に芳香環と連結基とを有し、かつイオ
ン交換基が導入されてなる重合体が好ましい。
The ion exchange layer in the present invention is not particularly limited as long as a polymer having an aromatic ring and having an ion exchange group is used as a base polymer. A polymer having a linking group and having an ion exchange group introduced therein is preferable.

【0012】前記イオン交換体層としては、たとえばス
チレンとクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンとの
共重合体、ビニルピリジン系重合体、ビニルアニリン系
重合体、ビニルイミダゾール系重合体、ポリフェニレン
オキサイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリスルホン等のエンジニアリングプラスチクをベ
ースポリマーとし、その芳香環中にスルホン酸基、1〜
3級アミノ基および4級アンモニウム塩基よりなる群か
ら選択される少なくとも一種のイオン交換基が導入され
てなる重合体を挙げることができる。
Examples of the ion exchange layer include a copolymer of styrene, chloromethylstyrene and divinylbenzene, a vinylpyridine polymer, a vinylaniline polymer, a vinylimidazole polymer, a polyphenylene oxide, a polyetherimide. , Engineering materials such as polyetherketone, polyetheretherketone, polyethersulfone, and polysulfone are used as base polymers, and sulfonic acid groups in the aromatic ring are
A polymer in which at least one ion exchange group selected from the group consisting of a tertiary amino group and a quaternary ammonium salt group is introduced can be given.

【0013】上記の他に好ましい前記イオン交換体層と
しては、機械的性質、耐熱性、耐薬品性および薄膜成形
性に優れている点からして、主鎖中に芳香環を有し、か
つ少なくとも一の繰り返し単位が一般式(化2)
In addition to the above, the preferable ion exchanger layer has an aromatic ring in the main chain from the viewpoint of excellent mechanical properties, heat resistance, chemical resistance and thin film formability, and At least one repeating unit has the general formula (Formula 2)

【0014】[0014]

【化2】 [Chemical 2]

【0015】で示される芳香族系重合体であって、その
芳香環中にスルホン酸基、1〜3級アミノ基および4級
アンモニウム塩基よりなる群から選択される少なくとも
一種のイオン交換基が導入されてなる重合体を挙げるこ
とができる。
In the aromatic polymer represented by the formula (1), at least one ion exchange group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a primary to tertiary amino group and a quaternary ammonium base is introduced into the aromatic ring. The polymer obtained can be mentioned.

【0016】このイオン交換体層が、イオン交換基が導
入されたセグメントとイオン交換基が実質的に導入され
ていないセグメントとからなる芳香族系ブロック共重合
体であるときには、この発明における複層イオン交換膜
の機械的性質が優れ、薄膜化が可能であるのでイオン透
過性が高くなるから好ましい。
When the ion-exchange layer is an aromatic block copolymer composed of a segment having an ion-exchange group introduced therein and a segment having no ion-exchange group substantially introduced therein, the multi-layer structure according to the present invention. It is preferable because the ion exchange membrane has excellent mechanical properties and can be made into a thin film, and thus has high ion permeability.

【0017】前記芳香族系ブロック共重合体としては、
主鎖中に芳香環を有し、かつ少なくとも一の繰り返し単
位が一般式(化3)
As the aromatic block copolymer,
Having an aromatic ring in the main chain and having at least one repeating unit represented by the general formula (Formula 3)

【0018】[0018]

【化3】 [Chemical 3]

【0019】で示される芳香族系ブロック共重合体を挙
げることができる。
An aromatic block copolymer represented by

【0020】前記芳香族系ブロック共重合体として、例
えば、ポリフェニレンオキシド/ポリエーテルスルホン
ブロック共重合体、ポリフェニレンスルフィド/ポリエ
ーテルスルホンブロック共重合体、ポリアリールエーテ
ルエーテルスルホン/ポリエーテルスルホンブロック共
重合体、ポリアリールエーテルアリレート/ポリアクリ
レートブロック共重合体、およびポリアリールエーテル
スルホン/ポリチオエーテルスルホンブロック共重合体
を挙げることができる。
As the aromatic block copolymer, for example, polyphenylene oxide / polyether sulfone block copolymer, polyphenylene sulfide / polyether sulfone block copolymer, polyaryl ether ether sulfone / polyether sulfone block copolymer. , Polyaryl ether arylate / polyacrylate block copolymers, and polyaryl ether sulfone / polythioether sulfone block copolymers.

【0021】前記イオン交換体層の中でも好ましいの
は、一般式(化4)
Among the above ion-exchanger layers, the general formula (Formula 4) is preferable.

【0022】[0022]

【化4】 [Chemical 4]

【0023】で示される芳香族系ブロック共重合体であ
って、その芳香環中にスルホン酸基、1〜3級アミノ基
および第4級アンモニウム塩基よりなる群から選択され
る少なくとも一種のイオン交換基が導入されてなる重合
体を挙げることができる。
An aromatic block copolymer represented by the following formula, in which at least one ion exchange selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a primary to tertiary amino group and a quaternary ammonium base is present in the aromatic ring. Examples thereof include polymers having a group introduced.

【0024】このような芳香族系ブロック共重合体を有
するイオン交換体層は、耐薬品性、イオン選択性、成形
加工性および機械的性質に優れ、さらに薄膜化が可能で
あり、低抵抗であると言う優れた特性を有する。
The ion-exchanger layer having such an aromatic block copolymer is excellent in chemical resistance, ion selectivity, moldability and mechanical properties, can be formed into a thin film, and has low resistance. It has the excellent characteristics of being present.

【0025】芳香環を有する重合体における少なくとも
一部の芳香環に、スルホン酸基を導入する方法、1〜3
級アミノ基および/または第4級アンモニウム塩基を導
入する方法は、本出願人による特開平1−215348
号公報および特開平2−21257号公報および特開平
5−228344号公報に記載されている。
A method of introducing a sulfonic acid group into at least a part of aromatic rings in a polymer having aromatic rings, 1 to 3.
The method of introducing a primary amino group and / or a quaternary ammonium salt group is described in JP-A 1-215348 by the applicant of the present invention.
It is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-212157 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-228344.

【0026】さらに詳述すると、芳香環を有する重合体
における、少なくとも一部の芳香環に1〜3級アミノ基
および/または4級アンモニウム塩基を導入する方法と
しては、(a)芳香族環例えばベンゼン環またはナフタ
レン環にアミノアルキル基を導入し、必要によりハロゲ
ン化アルキルとの反応により4級アンモニウム塩に転換
する方法、(b)芳香族環例えばベンゼン環またはナフ
タレン環の水素をハロアルキル基に置換し、NH3 、1
〜2級アミンまたは3級アミンと反応させる方法、
(c)芳香族環例えばベンゼン環またはナフタレン環に
アルキル基が導入されている場合には、そのアルキル基
をハロアルキル基に転換した後に、アミンと反応させる
方法等を挙げることができる。
More specifically, in order to introduce a primary to tertiary amino group and / or a quaternary ammonium base into at least a part of the aromatic ring in the polymer having an aromatic ring, (a) an aromatic ring such as A method of introducing an aminoalkyl group into a benzene ring or a naphthalene ring and converting it into a quaternary ammonium salt by reacting with an alkyl halide if necessary, (b) substituting a haloalkyl group for hydrogen on an aromatic ring such as a benzene ring or a naphthalene ring And NH 3 , 1
~ A method of reacting with a secondary amine or a tertiary amine,
(C) When an alkyl group is introduced into an aromatic ring such as a benzene ring or a naphthalene ring, a method of converting the alkyl group into a haloalkyl group and then reacting with an amine can be mentioned.

【0027】これら各種の方法の内、反応が容易に進行
し、イオン交換容量の調整を容易に行えること、および
ハロアルキル基の反応性を利用して架橋を導入すること
ができることという点で、前記(b)方法および(c)
のハロアルキル化−アミノ化反応を利用した方法が好ま
しい。
Among these various methods, the reaction proceeds easily, the ion exchange capacity can be easily adjusted, and the crosslinking can be introduced by utilizing the reactivity of the haloalkyl group. (B) Method and (c)
The method utilizing the haloalkylation-amination reaction of is preferable.

【0028】ハロアルキル基の導入方法としては、
(b)方法であって、クロルメチルメチルエーテル、
1,4−ビス(クロルメトキシ)ブタン、1−クロルメ
トキシ−4−クロロブタン、ホルマリン−塩化水素、パ
ラホルムアルデヒド−塩化水素等を使用する親電子置換
反応性のクロルメチル化反応を利用する方法、ならびに
(c)方法であって、塩素や臭素により直接にアルキル
基をハロゲン化する方法、N−ブロモスクシンイミドを
用いて光の存在下で臭素化する方法、および相間移動触
媒の存在下でハロゲン化する方法等を挙げることができ
る。
As a method of introducing a haloalkyl group,
(B) a method comprising chloromethyl methyl ether,
A method utilizing electrophilic substitution reactive chlormethylation reaction using 1,4-bis (chloromethoxy) butane, 1-chloromethoxy-4-chlorobutane, formalin-hydrogen chloride, paraformaldehyde-hydrogen chloride, and the like, and c) a method of directly halogenating an alkyl group with chlorine or bromine, a method of brominating in the presence of light using N-bromosuccinimide, and a method of halogenating in the presence of a phase transfer catalyst Etc. can be mentioned.

【0029】かくしてハロアルキル化例えばクロルメチ
ル化された重合体、すなわちハロアルキル化重合体は、
好ましくは以下の方法にて複層イオン交換膜にすること
ができる。
Thus, a haloalkylated, eg chloromethylated polymer, ie a haloalkylated polymer, is
Preferably, a multilayer ion exchange membrane can be prepared by the following method.

【0030】(A) ハロアルキル化重合体例えばクロルメ
チル化重合体を溶媒に溶解し、得られる溶液にアミンを
添加してアミノ基を導入する。(B) ハロアルキル化重合
体例えばクロルメチル化重合体を溶媒に溶解し、得られ
る溶液を流延し、膜状に形成した後、NH3 または1〜
3級アミンと接触させる。(C) ハロアルキル化重合体例
えばクロルメチル化重合体を溶媒に溶解し、ハロアルキ
ル基例えばクロルメチル基の一部例えば20〜80%の
3級アミンを添加し、陰イオン交換樹脂溶液とし、これ
を流延し、膜状に形成してから、残余のハロアルキル基
例えばクロルメチル基を加熱処理し、ルイス酸と接触さ
せ、あるいは少なくとも2個以上のアミノ基を有するア
ミンと反応させて架橋構造を導入する。
(A) A haloalkylated polymer such as a chloromethylated polymer is dissolved in a solvent, and an amine is added to the resulting solution to introduce an amino group. (B) A haloalkylated polymer such as a chloromethylated polymer is dissolved in a solvent, the resulting solution is cast to form a film, and then NH 3 or 1-
Contact with a tertiary amine. (C) A haloalkylated polymer such as a chloromethylated polymer is dissolved in a solvent, a part of the haloalkyl group such as a chloromethyl group, for example, 20 to 80% of a tertiary amine is added to obtain an anion exchange resin solution, which is cast. Then, after forming a film, the remaining haloalkyl group, for example, chloromethyl group, is heat-treated, brought into contact with a Lewis acid, or reacted with an amine having at least two or more amino groups to introduce a crosslinked structure.

【0031】芳香環を有する重合体における、少なくと
も一部の芳香環にスルホン酸基を導入する方法として
は、(1) 主鎖中に芳香環を有する前記各種の重合体のい
ずれか一種またはその二種以上を所定の形状に形成し、
硬化した後にスルホン化する方法、(2) 主鎖中に芳香環
を有する前記各種の重合体の内のいずれか一種またはそ
の二種以上を所定の形状に成形した後に、スルホン化
し、その後に硬化する方法、(3) 主鎖中に芳香環を有す
る前記各種の重合体のいずれか一種またはその二種以上
をスルホン化し、その後に成形および硬化する方法を挙
げることができる。これらの中でもスルホン化反応およ
び硬化反応の制御の容易な前記(3) が好ましい。
As a method of introducing a sulfonic acid group into at least a part of the aromatic ring in the polymer having an aromatic ring, (1) any one of the above-mentioned various polymers having an aromatic ring in the main chain, or its Form two or more in a predetermined shape,
Method of sulfonation after curing, (2) after molding any one or two or more of the various polymers having an aromatic ring in the main chain into a predetermined shape, sulfonation, then curing And (3) a method of sulfonating any one or more of the various polymers having an aromatic ring in the main chain, followed by molding and curing. Among these, the above (3) is preferable because it is easy to control the sulfonation reaction and the curing reaction.

【0032】以上の記述は、主鎖中に芳香環を有する重
合体にスルホン酸基を導入することと、スルホン酸基を
導入してなるイオン交換体の形成とに及んでいる。主鎖
中に芳香環を有する重合体あるいはその硬化体にスルホ
ン酸基を導入するには、主鎖中に芳香環を有する重合体
の膜状物とスルホン化剤とを接触させる方法も有効では
あるが、主鎖中に芳香環を有する重合体を溶解すること
ができ、しかもスルホン化剤に対して安定である溶剤
に、主鎖中に芳香環を有する重合体およびスルホン化剤
を溶解し、液状でこれらを反応させるのが好ましい。
The above description extends to the introduction of a sulfonic acid group into a polymer having an aromatic ring in the main chain and the formation of an ion exchanger formed by introducing a sulfonic acid group. In order to introduce a sulfonic acid group into a polymer having an aromatic ring in the main chain or a cured product thereof, a method of contacting a film material of the polymer having an aromatic ring in the main chain with a sulfonating agent is not effective. However, the polymer having an aromatic ring in the main chain and the sulfonating agent can be dissolved in a solvent that can dissolve the polymer having an aromatic ring in the main chain and is stable to the sulfonating agent. It is preferable to react these in liquid form.

【0033】その場合の溶剤としては、ハロゲン化炭化
水素類たとえばトリクロロエタン、テトラクロエタン等
を挙げることができる。
Examples of the solvent in this case include halogenated hydrocarbons such as trichloroethane and tetrachloroethane.

【0034】また、スルホン化剤として、濃硫酸、発煙
硫酸、クロロスルホン酸、無水硫酸、無水硫酸−トリエ
チルホスフェート錯体等いずれも制限なく使用すること
ができる。
As the sulfonating agent, concentrated sulfuric acid, fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, sulfuric anhydride, sulfuric anhydride-triethylphosphate complex and the like can be used without limitation.

【0035】このようにして、たとえば、主鎖中に芳香
環を有する重合体およびスルホン化剤を溶剤中で反応さ
せることによりスルホン酸基を導入することができ、反
応物の濃度、反応温度およ反応時間を適宜に設定するこ
とにより、所望するイオン交換容量を有するイオン交換
体を得ることができる。
In this way, for example, a sulfonic acid group can be introduced by reacting a polymer having an aromatic ring in the main chain with a sulfonating agent in a solvent, and the concentration of the reactant and the reaction temperature can be controlled. By appropriately setting the reaction time, an ion exchanger having a desired ion exchange capacity can be obtained.

【0036】主鎖に芳香環を有する重合体からなるイオ
ン交換体層のイオン交換容量は、通常0.5〜3.5ミ
リ当量/g乾燥樹脂、好ましくは1.0〜3.0ミリ当
量/g乾燥樹脂、更に好ましくは1.5〜2.5ミリ当
量/g乾燥樹脂である。また、このイオン交換容量は、
この明細書の実施例で採用されたイオン交換体層の内最
小のイオン交換容量から他の実施例で採用されたイオン
交換体層の内最大のイオン交換容量までの範囲を好適な
イオン交換容量範囲とすることもできる。また場合によ
っては、この明細書の実施例で採用されたイオン交換体
層の内最大のイオン交換容量を上限値とし、前記0.5
ミリ当量/g乾燥樹脂、1.0ミリ当量/g乾燥樹脂ま
たは1.5ミリ当量/g乾燥樹脂を下限値とするイオン
交換容量の範囲を好ましい範囲とし、あるいは、この明
細書の実施例で採用されたイオン交換体層の内最小のイ
オン交換容量を下限値とし、前記3.5ミリ当量/g乾
燥樹脂、3.0ミリ当量/g乾燥樹脂または2.5ミリ
当量/g乾燥樹脂を上限値とする範囲を好ましいイオン
交換容量の範囲とすることもできる。一般的に言うとイ
オン交換容量が0.5ミリ当量/g乾燥樹脂より小さい
と膜抵抗が急激に上昇し、前述の各イオン交換容量の下
限値よりも小さいと、場合によっては膜抵抗が急激に上
昇し、また、一般的に言うと3.5ミリ当量/g乾燥樹
脂より高いと選択性および機械的強度が急激に低下し、
前述の各イオン交換容量の上限値よりも大きいと選択性
および機械的強度が急激に低下することがある。
The ion exchange capacity of the ion exchange layer comprising a polymer having an aromatic ring in the main chain is usually 0.5 to 3.5 meq / g dry resin, preferably 1.0 to 3.0 meq. / G dry resin, more preferably 1.5 to 2.5 meq / g dry resin. Also, this ion exchange capacity is
The range from the minimum ion exchange capacity of the ion exchanger layers adopted in the examples of this specification to the maximum ion exchange capacity of the ion exchanger layers adopted in other examples is a suitable ion exchange capacity. It can also be a range. In some cases, the maximum ion exchange capacity of the ion exchanger layers used in the examples of the present specification is set as the upper limit value, and 0.5
The range of ion exchange capacity having a lower limit value of meq / g dry resin, 1.0 meq / g dry resin or 1.5 meq / g dry resin is set as a preferable range, or in the examples of this specification. With the minimum ion exchange capacity of the adopted ion exchanger layers as the lower limit value, the above-mentioned 3.5 meq / g dry resin, 3.0 meq / g dry resin or 2.5 meq / g dry resin is used. The range of the upper limit value can be set as a preferable range of the ion exchange capacity. Generally speaking, when the ion exchange capacity is smaller than 0.5 meq / g dry resin, the membrane resistance sharply increases, and when the ion exchange capacity is smaller than the lower limit value of each ion exchange capacity, the membrane resistance may suddenly increase in some cases. , And generally higher than 3.5 meq / g dry resin, the selectivity and mechanical strength sharply decrease,
If it is larger than the upper limit value of each ion exchange capacity described above, the selectivity and mechanical strength may suddenly decrease.

【0037】このイオン交換体層の膜厚は、通常1〜3
0μmであり、好ましくは5〜25μmであり、さらに
好ましくは7〜20μmである。また、このイオン交換
体の膜厚は、この明細書の実施例で採用されたイオン交
換体層の内最小の膜厚から他の実施例で採用されたイオ
ン交換体層の内最大の膜厚までの範囲を好適な膜厚範囲
とすることもできる。また場合によっては、この明細書
の実施例で採用されたイオン交換体層の内最大の膜厚を
上限値とし、前記1μm、5μm、または7μmを下限
値とする膜厚の範囲を好ましい範囲とし、あるいは、こ
の明細書の実施例で採用されたイオン交換体層の内最小
の膜厚を下限値とし、前記30μm、25μm、または
20μmを上限値とする範囲を好ましい膜厚の範囲とす
ることもできる。一般的に言うと、膜厚が1μmより小
さいとピンホールフリーの緻密膜が形成されにくくて選
択性が低下し、前述の各膜厚の下限値よりも小さいと、
場合によってはピンホールフリーの緻密膜が形成されに
くくて選択性が低下し、また一般的に言うと、30μm
より厚いと膜抵抗が高くなって透過性が低下し、前述の
各膜厚の上限値よりも大きいと、場合によっては膜抵抗
が高くなって透過性が低下するので好ましくない。
The thickness of this ion exchanger layer is usually 1 to 3.
It is 0 μm, preferably 5 to 25 μm, and more preferably 7 to 20 μm. Further, the film thickness of this ion exchanger is from the minimum film thickness of the ion exchange layers adopted in the examples of this specification to the maximum film thickness of the ion exchange layers adopted in other examples. It is also possible to set the range up to 1 to a suitable film thickness range. In some cases, the maximum film thickness of the ion-exchanger layers employed in the examples of the present specification is set as the upper limit value, and the film thickness range having the lower limit value of 1 μm, 5 μm, or 7 μm is set as the preferable range. Alternatively, the minimum film thickness of the ion-exchanger layers employed in the examples of this specification is set as the lower limit value, and the range having the upper limit value of 30 μm, 25 μm, or 20 μm is set as the preferable film thickness range. You can also Generally speaking, if the film thickness is less than 1 μm, it is difficult to form a pinhole-free dense film and the selectivity is lowered.
In some cases, it is difficult to form a pinhole-free dense film, which reduces the selectivity. Generally speaking, it is 30 μm.
If it is thicker, the film resistance will be increased and the permeability will be lowered. If it is larger than the upper limit value of each film thickness, the film resistance will be increased and the permeability will be decreased, which is not preferable.

【0038】前記イオン交換体層を積層する多孔体膜と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、
ポリ−4−メチルペンテン−1、エチレンと炭素数3以
上特に炭素数3〜6のオレフィンとのエチレン共重合
体、プロピレンと炭素数4以上特に炭素数4〜6のオレ
フィンとのプロピレン共重合体、およびエチレン−酢酸
ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロ
エチレン/パーフロロアルキルビニルエーテル共重合
体、ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレ
ン共重合体、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合
体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレ
ン/パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体、クロ
ロトリフルオロエチレン/エチレン共重合体、フルオロ
オレフィン系モノマー/オレフィン系モノマー共重合体
等のフルオロポリオレフィンを挙げることができる。
The porous membrane for laminating the ion exchange layer may be polyethylene, polypropylene, polybutene,
Poly-4-methylpentene-1, ethylene copolymer of ethylene and C3 or more olefin, especially C3-6 olefin, propylene copolymer of propylene and C4 or more olefin, especially C4-6 olefin , And polyolefin such as ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, hexafluoropropylene / tetrafluoro Ethylene copolymer, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, chlorotrifluoroethylene / ethylene copolymer, fluoroolefin monomer / Fluoro polyolefin such as olefin-based monomer copolymer can be exemplified.

【0039】前記ポリオレフィンの中でもポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ−4−メチルペ
ンテン−1等のオレフィン単独重合体が好ましく、特に
炭素数2〜4のオレフィンから得られるオレフィン単独
重合体がより好ましく、ポリプロピレンが特に好まし
い。
Among the above-mentioned polyolefins, olefin homopolymers such as polyethylene, polypropylene, polybutene and poly-4-methylpentene-1 are preferable, and olefin homopolymers obtained from olefins having 2 to 4 carbon atoms are more preferable, and polypropylene is more preferable. Is particularly preferable.

【0040】好適なポリオレフィンの分子量としては、
ポリエチレンについては50,000〜200,00
0、ポリプロピレンでは100,000〜300,00
0、ポリ−4−メチルペンテン−1では分子量の指標と
なるメルトインデックス値で20〜200g/10分
(ASTM−D1238,260℃,5kg)である。
The molecular weight of the preferred polyolefin is
50,000 to 200,000 for polyethylene
0, 100,000 to 300,000 for polypropylene
0, poly-4-methylpentene-1 has a melt index value of 20 to 200 g / 10 minutes (ASTM-D1238, 260 ° C., 5 kg), which is an index of molecular weight.

【0041】前記フルオロポリオレフィンの中でもポリ
フッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリテトラフル
オロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テト
ラフルオロエチレン/パーフロロアルキルビニルエーテ
ル共重合体、ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオ
ロエチレン共重合体、エチレン/テトラフルオロエチレ
ン共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロ
プロピレン/パーフロロアルキルビニルエーテル共重合
体、クロロトリフルオロエチレン/エチレン共重合体が
好ましく、特にポリテトラフルオロエチレン等が好まし
い。
Among the above-mentioned fluoropolyolefins, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, hexafluoropropylene / tetrafluoroethylene copolymer, Ethylene / tetrafluoroethylene copolymers, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymers, chlorotrifluoroethylene / ethylene copolymers are preferable, and polytetrafluoroethylene and the like are particularly preferable.

【0042】好適なフルオロポリオレフィンの分子量と
しては、ポリフッ化ビニリデンでは50,0000〜1
20,000、ポリテトラフルオロエチレンでは2,0
00,000〜80,000,000、ポリクロロトリ
フルオロエチレンでは100,000〜500,00
0、ヘキサフルオロプロピレン/テトラフルオロエチレ
ン共重合体では100,000〜500,000、エチ
レン/テトラフルオロエチレン共重合体では500,0
00〜1,000,000である。
The molecular weight of a suitable fluoropolyolefin is 50,000 to 1 for polyvinylidene fluoride.
20,000, 2,0 for polytetrafluoroethylene
0,000 to 80,000,000, 100,000 to 5,000,000 for polychlorotrifluoroethylene
0, hexafluoropropylene / tetrafluoroethylene copolymer 100,000 to 500,000, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer 500,0
It is 00 to 1,000,000.

【0043】この発明における多孔体膜の孔径は通常
0.01〜5μm、好ましくは0.02〜3μm、さら
に好ましくは0.04〜2μmである。また、この多孔
体膜の孔径は、この明細書の実施例で採用された多孔体
膜の内最小の孔径から他の実施例で採用された多孔体膜
の内最大の孔径までの範囲を好適な膜厚範囲とすること
もできる。また場合によっては、この明細書の実施例で
採用された多孔体膜の内最大の孔径を上限値とし、前記
0.01μm、0.02μm、または0.04μmを下
限値とする孔径の範囲を好ましい範囲とし、あるいは、
この明細書の実施例で採用された多孔体膜の内最小の孔
径を下限値とし、前記5μm、3μm、または2μmを
上限値とする範囲を好ましい孔径の範囲とすることもで
きる。
The pore size of the porous membrane in the present invention is usually 0.01 to 5 μm, preferably 0.02 to 3 μm, more preferably 0.04 to 2 μm. Further, the pore size of this porous body membrane is preferably in the range from the minimum pore diameter of the porous body membranes adopted in the examples of this specification to the maximum pore diameter of the porous body membranes adopted in other examples. It is also possible to set a range of film thickness. In some cases, the maximum pore size of the porous membranes used in the examples of the present specification is set as the upper limit value, and the range of the pore size is 0.01 μm, 0.02 μm, or 0.04 μm as the lower limit value. The preferred range, or
It is also possible to set the minimum pore diameter of the porous membranes used in the examples of this specification as the lower limit value and the range of 5 μm, 3 μm, or 2 μm as the upper limit value as the preferable pore diameter range.

【0044】この発明における多孔体膜の空孔率(多孔
度とも称される。)は通常30〜90%、好ましくは4
0〜85%である。また、この多孔体膜の空孔率は、こ
の明細書の実施例で採用された多孔体膜の内最小の空孔
率から他の実施例で採用された多孔体膜の内最大の空孔
率までの範囲を好適な空孔率の範囲とすることもでき
る。また場合によっては、この明細書の実施例で採用さ
れた多孔体膜の内最大の空孔率を上限値とし、前記30
%、または40%を下限値とする空孔率の範囲を好まし
い範囲とし、あるいは、この明細書の実施例で採用され
た多孔体膜の内最小の空孔率を下限値とし、前記90%
または85%を上限値とする範囲を好ましい空孔率の範
囲とすることもできる。
The porosity (also referred to as porosity) of the porous membrane in the present invention is usually 30 to 90%, preferably 4
0 to 85%. In addition, the porosity of this porous body membrane is from the minimum porosity of the porous body membranes adopted in the examples of this specification to the maximum porosity of the porous body membranes adopted in other examples. The range up to the porosity can be set as a suitable range of the porosity. In some cases, the maximum porosity of the porous membranes used in the examples of this specification is set as the upper limit, and
% Or 40% as the lower limit of the porosity range is set as a preferable range, or the minimum porosity of the porous membranes adopted in the examples of this specification is set as the lower limit, and the above 90%
Alternatively, a range having an upper limit value of 85% can be set as a preferable range of porosity.

【0045】この発明における多孔体膜の膜厚は通常1
0〜200μm、好ましくは25〜160μm、更に好
ましくは40〜140μmである。また、この多孔体膜
の膜厚は、この明細書の実施例で採用された多孔体膜の
内最小の膜厚から他の実施例で採用された多孔体膜の内
最大の膜厚までの範囲を好適な膜厚範囲とすることもで
きる。また場合によっては、この明細書の実施例で採用
された多孔体膜の内最大の膜厚を上限値とし、前記10
μm、25μm、または40μmを下限値とする膜厚の
範囲を好ましい範囲とし、あるいは、この明細書の実施
例で採用された多孔体膜の内最小の膜厚を下限値とし、
前記200μm、160μm、または140μmを上限
値とする範囲を好ましい膜厚の範囲とすることもでき
る。
The thickness of the porous film in this invention is usually 1
The thickness is 0 to 200 μm, preferably 25 to 160 μm, and more preferably 40 to 140 μm. Further, the thickness of this porous body film, from the minimum film thickness of the porous body film adopted in the examples of this specification to the maximum film thickness of the porous body film adopted in other examples The range can be a suitable film thickness range. In some cases, the maximum film thickness of the porous film used in the examples of the present specification is set as the upper limit value, and 10
The range of the film thickness having a lower limit value of μm, 25 μm, or 40 μm is set as a preferable range, or the minimum film thickness of the porous film used in the examples of the present specification is set as the lower limit value,
The range having the upper limit of 200 μm, 160 μm, or 140 μm can be set as a preferable range of the film thickness.

【0046】多孔体膜の孔径が0.01μmより小さい
か、空孔率が30%より低い、または膜厚が200μm
より厚いと膜の抵抗が上昇し高い透過性が得られず、孔
径が5μmより大きいとその上に積層するイオン交換膜
の厚みが薄くできないため高い透過性が得られず、また
空孔率が90%より高いか、膜厚が10μmより薄いと
膜の強度が低下してしまうので好ましくない。
The pore diameter of the porous film is smaller than 0.01 μm, the porosity is lower than 30%, or the film thickness is 200 μm.
If the thickness is thicker, the resistance of the membrane increases and high permeability cannot be obtained. If the pore diameter is larger than 5 μm, the ion exchange membrane laminated thereon cannot be made thin and high permeability cannot be obtained, and the porosity is high. If it is higher than 90% or the film thickness is thinner than 10 μm, the strength of the film is lowered, which is not preferable.

【0047】多孔体膜の製法としては種々の方法がある
が、延伸開孔法が好ましい方法として用いられる。延伸
開孔法は、高分子を中空糸またはフィルム状に成形した
後、延伸により開孔し、多孔体構造にする方法である。
この延伸開孔法は、物理的手段によって多孔体膜を得る
ことができ、孔径が比較的に小さくなるので表面の平滑
性および空孔率が高く、しかも機械的強度の大きな膜を
得ることができるので、この発明に使用される多孔体膜
の製造方法として好適である。
There are various methods for producing the porous body membrane, and the stretch opening method is used as a preferable method. The stretch-opening method is a method in which a polymer is molded into a hollow fiber or a film and then stretched to open the pores to form a porous structure.
In the stretch-opening method, a porous membrane can be obtained by a physical means, and the pore diameter is relatively small, so that the surface smoothness and porosity are high, and a membrane having high mechanical strength can be obtained. Therefore, it is suitable as a method for producing the porous membrane used in the present invention.

【0048】このような多孔膜上にイオン交換層を積層
する方法としては、イオン交換層と多孔体を溶融積層す
る方法やイオン交換体ポリマー溶液を多孔体上にコーテ
ィングする方法、イオン交換体ポリマー溶液を接着剤と
してイオン交換層と多孔体をはりあわせ、次いで乾燥す
る方法、モノマーを塗布した後に重合またはグラフトさ
せる方法等が考えられるが、イオン交換体ポリマー溶液
を多孔体膜上にコーティングする方法とイオン交換体ポ
リマー溶液を接着剤としてイオン交換層と多孔体膜をは
りあわせ乾燥する方法は緻密な薄膜が形成できるのでこ
の発明に好ましく使用される。
As a method of laminating the ion exchange layer on such a porous membrane, a method of melting and laminating the ion exchange layer and the porous body, a method of coating the ion exchange polymer solution on the porous body, an ion exchange polymer A method of laminating the ion exchange layer and the porous body with the solution as an adhesive, followed by drying, a method of polymerizing or grafting after applying a monomer, and the like are conceivable, but a method of coating the ion exchange polymer solution on the porous body membrane. The method of laminating and drying the ion exchange layer and the porous membrane using the ion exchange polymer solution as an adhesive is preferably used in the present invention because a dense thin film can be formed.

【0049】複層イオン交換膜の支持体である多孔体膜
を親水化処理する方法として、多孔体膜に親水性の高分
子物質を物理的に吸着させることが考えられる。また、
多孔体膜に親水性の低分子物質を物理的に吸着させる方
法もあるが、使用時に親水性低分子物質が容易に溶出す
るので好ましくない。また親水性物質を電子線や紫外線
等の放射線により固定化する方法、発煙硫酸、クロルス
ルホン酸、クロム酸、プラズマガス、オゾンガス等によ
り多孔体膜自体を表面修飾して親水化する方法もある
が、装置が大がかりになり、多孔体膜が損傷を受けるの
で好ましくない。
As a method of hydrophilizing the porous membrane which is the support of the multi-layered ion exchange membrane, it may be considered to physically adsorb a hydrophilic polymer substance to the porous membrane. Also,
There is also a method of physically adsorbing a hydrophilic low molecular weight substance on the porous body membrane, but this is not preferable because the hydrophilic low molecular weight substance is easily eluted during use. There is also a method of immobilizing a hydrophilic substance with radiation such as an electron beam or an ultraviolet ray, and a method of hydrophilizing the porous membrane itself by surface modification with fuming sulfuric acid, chlorosulfonic acid, chromic acid, plasma gas, ozone gas and the like. However, the size of the device becomes large and the porous membrane is damaged, which is not preferable.

【0050】この発明に好ましい親水性高分子物質とし
ては、含フッ素スルホン酸重合体が挙げられる。含フッ
素スルホン酸重合体以外の親水性の高分子物質を使用し
ても、この発明の目的を達成することができない。
Examples of the hydrophilic macromolecular substance preferable in the present invention include fluorinated sulfonic acid polymers. Even if a hydrophilic polymer substance other than the fluorine-containing sulfonic acid polymer is used, the object of the present invention cannot be achieved.

【0051】[0051]

【化1】 [Chemical 1]

【0052】で示されるパーフルオロスルホン酸重合体
は、耐酸化性に優れておりこの発明で使用するのに好適
である。
The perfluorosulfonic acid polymer represented by is excellent in oxidation resistance and is suitable for use in the present invention.

【0053】前記(化1)で示される含フッ素スルホン
酸重合体の中でも、その平均分子量の指標であるTQ
(フローテスター装置により、長さ1mmおよび直径1
mmのノズルから30kgの荷重でポリマーを押し出す
ときに、0.1ml/秒の割合でポリマーが押し出され
るときの温度)が120〜350℃(JIS K−72
10、L/D=1、30kg)であり、特に150〜2
50℃であるのが好ましい。また別の表現をすると、前
記(化1)で示される含フッ素スルホン酸重合体の中で
も、前記(化1)中のpが60〜95モル%、特に75
〜90モル%であり、qが5〜40モル%、特に10〜
25モル%であり、rが0〜1であり、sが1〜5であ
り、特に1〜3である含フッ素スルホン酸重合体が好ま
しい。Xは、水素原子、アルカリ金属原子(例えばN
a、Kなど)、またはアルカリ土類金属原子である。
Among the fluorine-containing sulfonic acid polymers represented by the above (Chemical formula 1), the T Q value which is an index of the average molecular weight (1 mm in length and 1 in diameter by a flow tester device)
When a polymer is extruded from a nozzle of mm with a load of 30 kg, the temperature at which the polymer is extruded at a rate of 0.1 ml / sec) is 120 to 350 ° C. (JIS K-72).
10, L / D = 1, 30 kg), especially 150 to 2
It is preferably 50 ° C. In other words, in the fluorine-containing sulfonic acid polymer represented by the above (Chemical formula 1), p in the above (Chemical formula 1) is 60 to 95 mol%, particularly 75
To 90 mol%, q is 5 to 40 mol%, particularly 10 to
A fluorine-containing sulfonic acid polymer having a content of 25 mol%, r of 0 to 1, s of 1 to 5, and particularly 1 to 3 is preferable. X is a hydrogen atom or an alkali metal atom (for example, N
a, K, etc.) or an alkaline earth metal atom.

【0054】上記親水性高分子物質を多孔体膜に吸着さ
せる方法としてポリマー溶液コーティング法は緻密な薄
膜を多孔体内表面に形成できるので好ましい方法であ
る。この発明ではイオン交換膜と多孔体膜とを溶液を使
用して積層、あるいは多孔体膜上にイオン交換体溶液を
キャスト製膜するため、多孔体膜を親水化処理した後積
層すると、積層の際の溶媒により親水性高分子が一部溶
出する場合があるので、性能を安定的に発現させるため
には積層膜形成後親水化処理することが好ましい。
The polymer solution coating method is a preferable method for adsorbing the above hydrophilic polymer substance to the porous membrane because a dense thin film can be formed on the surface of the porous body. In this invention, the ion-exchange membrane and the porous membrane are laminated using a solution, or the ion-exchange solution is cast on the porous membrane to form a membrane. Since the hydrophilic polymer may be partially eluted depending on the solvent at this time, it is preferable to perform the hydrophilic treatment after forming the laminated film in order to stably exhibit the performance.

【0055】[0055]

【実施例】次にこの発明を実施例により説明するが、こ
の発明は、かかる実施例により何ら限定されるものでは
ない。
The present invention will now be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0056】(実施例1)特開昭61−168629に
記載された合成法と同様にして、4,4’−ジフェノー
ル0.36モルとジクロロジフェニルスルホン0.39
6モルとを反応させ、芳香族ポリスルホンのユニットか
らなるm=10のプリカーサー0.36モルを合成し、
次いで該プリカーサー0.36モルとジクロロジフェニ
ルスルホン0.324モルと硫化ナトリウム0.378
モルとを反応させることによって、次式で示される芳香
族ポリスルホン−ポリチオエーテルスルホン共重合体2
20gを得た。
(Example 1) In the same manner as the synthesis method described in JP-A-61-168629, 0.36 mol of 4,4'-diphenol and 0.39 of dichlorodiphenyl sulfone were added.
6 mol was reacted to synthesize 0.36 mol of a precursor m = 10 composed of an aromatic polysulfone unit,
Next, 0.36 mol of the precursor, 0.324 mol of dichlorodiphenyl sulfone and 0.378 mol of sodium sulfide.
Aromatic polysulfone-polythioether sulfone copolymer 2 represented by the following formula by reacting with
20 g was obtained.

【0057】[0057]

【化5】 [Chemical 5]

【0058】(ただし、m/nは1/1である。この芳
香族ポリスルホン−ポリチオエーテルスルホン共重合体
の固有粘度は0.50である。) 得られた共重合体75gを1,1,2,2−テトラクロ
ロエタン1,020mlに溶解し、クロルメチルメチル
エーテル400gおよび無水塩化スズ4.5gを添加し
て110℃で、4時間反応させた。反応後にメチルアル
コール5,000mlで沈殿し、洗浄することによって
クロルメチル化共重合体85gを得た。
(However, m / n is 1/1. The intrinsic viscosity of the aromatic polysulfone-polythioether sulfone copolymer is 0.50.) 75 g of the obtained copolymer is 1,1, It was dissolved in 1,020 ml of 2,2-tetrachloroethane, 400 g of chloromethyl methyl ether and 4.5 g of anhydrous tin chloride were added, and the mixture was reacted at 110 ° C. for 4 hours. After the reaction, it was precipitated with 5,000 ml of methyl alcohol and washed to obtain 85 g of a chloromethylated copolymer.

【0059】得られたクロルメチル化共重合体50gを
N,N−ジメチルホルムアミド300mlに溶解して1
5重量%溶液を調製した。冷却撹拌しながら−10℃で
1NトリメチルアミンのN,N−ジメチルホルムアミド
溶液115mlをゆっくりと滴下し、滴下後所定量の2
−メトキシエタノールを添加した。このようにして、イ
オン交換容量が2.0ミリ当量/gの4級アミノ化ポリ
マーのN,N−ジメチルホルムアミド溶液A520ml
を得た。
50 g of the obtained chloromethylated copolymer was dissolved in 300 ml of N, N-dimethylformamide to prepare 1
A 5 wt% solution was prepared. While cooling and stirring, 115 ml of a 1N trimethylamine N, N-dimethylformamide solution was slowly added dropwise at -10 ° C, and a predetermined amount of 2 was added after the addition.
-Methoxyethanol was added. In this way, 520 ml of N, N-dimethylformamide solution A of quaternary aminated polymer having an ion exchange capacity of 2.0 meq / g.
Got

【0060】アミノ化ポリマー溶液A30mlをポリエ
ステルフィルム上にキャスト製膜し、厚さ7μmのイオ
ン交換体層Bを形成した。
30 ml of aminated polymer solution A was cast on a polyester film to form an ion exchange layer B having a thickness of 7 μm.

【0061】また、アミノ化ポリマー溶液A30mlを
N,N−ジメチルホルムアミド42mlで希釈し、ポリ
マー濃度5重量%のアミノ化ポリマー接着液C72ml
を得た。
Further, 30 ml of aminated polymer solution A was diluted with 42 ml of N, N-dimethylformamide, and 72 ml of aminated polymer adhesive solution C having a polymer concentration of 5% by weight.
Got

【0062】前記イオン交換体層B上に前記アミノ化ポ
リマー接着液Cを液膜厚みが20μmになるようにコー
トし、延伸開孔法で調製したところの、乾燥膜厚(単に
膜厚とも称される。)が50μmであり、孔径が0.1
μmであり、空孔率が50%であるポリプロピレン製多
孔体膜Dを貼り合わせた。次いで50℃で2時間乾燥す
ることにより複層膜Eを得た。なお、多孔体膜Dを構成
するポリプロピレンの分子量は200,000であっ
た。
The aminated polymer adhesive liquid C was coated on the ion-exchanger layer B so that the liquid film thickness was 20 μm, and was prepared by a stretch opening method. Is 50 μm and the pore size is 0.1.
A polypropylene porous film D having a thickness of μm and a porosity of 50% was attached. Then, a multilayer film E was obtained by drying at 50 ° C. for 2 hours. The molecular weight of polypropylene forming the porous film D was 200,000.

【0063】一方、アゾビスイソブチロニトリルを開始
剤としてテトラフルオロエチレン0.2モルとCF2
CFOCF2 CF(CF3 )O(CF22 SO2
0.045モルとを重合温度70℃および重合時間5時
間の重合条件下で共重合し、イオン交換容量1.1ミリ
当量/gのフッ化ポリオレフィン共重合体を得た。これ
を20%KOH水溶液中で90℃で16時間かけて加水
分解した後、1Nの塩酸に室温で16時間浸漬して酸型
に変換し、エタノールに溶解することにより濃度1%の
親水化溶液F1,500mlを得た。
On the other hand, using azobisisobutyronitrile as an initiator, 0.2 mol of tetrafluoroethylene and CF 2 =
CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) 2 SO 2 F
Copolymerization with 0.045 mol was carried out under polymerization conditions of a polymerization temperature of 70 ° C. and a polymerization time of 5 hours to obtain a fluorinated polyolefin copolymer having an ion exchange capacity of 1.1 meq / g. This is hydrolyzed in a 20% KOH aqueous solution at 90 ° C. for 16 hours, immersed in 1N hydrochloric acid at room temperature for 16 hours to be converted into an acid form, and dissolved in ethanol to make a hydrophilic solution having a concentration of 1%. F1,500 ml was obtained.

【0064】前記複層膜Eの多孔体膜側に、前記親水化
溶液Fをコーティングした。コーティングされた液の膜
厚は100μmであった。次いで、温度50℃で30分
間乾燥して親水化処理を行って、複層イオン交換膜を得
た。
The hydrophilic film F was coated on the porous film side of the multilayer film E. The film thickness of the coated liquid was 100 μm. Then, it was dried at a temperature of 50 ° C. for 30 minutes for hydrophilic treatment to obtain a multilayer ion exchange membrane.

【0065】親水化処理後の複層イオン交換膜を透析セ
ルにはさみ、一方の面に3Mの硫酸と0.5Mの硫酸鉄
とを含有する水溶液を、他方の面にイオン交換水を接触
させた。このときのイオン交換水側に移動した硫酸およ
び鉄イオンの量から、この複層イオン交換膜の初期酸透
過係数および選択性を求めた。その結果を表1の初期酸
拡散透析性能の欄に示す。
The hydrophilized multi-layered ion exchange membrane was sandwiched between dialysis cells, and an aqueous solution containing 3M sulfuric acid and 0.5M iron sulfate was brought into contact with one surface and ion exchanged water was brought into contact with the other surface. It was The initial acid permeation coefficient and selectivity of this multi-layered ion exchange membrane were determined from the amounts of sulfuric acid and iron ions transferred to the ion exchanged water side at this time. The results are shown in the column of initial acid diffusion dialysis performance in Table 1.

【0066】また、この複層イオン交換膜を、3Mの弗
酸、3Mの硝酸及びこれらの混合水溶液それぞれに、9
0℃で1ヶ月浸漬した。浸漬後に複層イオン交換膜を取
り出して乾燥させた後、水面に浮かべた。いずれの酸で
浸漬処理した場合にも、液が多孔体膜内に侵入し、親水
性が失なわれていないことが確認された。また弗酸と硝
酸との混合水液中に90℃で1ケ月浸漬した後、乾燥し
た膜の拡散透析性能を上記と同様の方法により測定し
た。その測定値を表1の浸漬乾燥後酸拡散透析性能の欄
に示す。
Further, this multi-layered ion exchange membrane was mixed with 9% of 3M hydrofluoric acid, 3M nitric acid and their mixed aqueous solution, respectively.
It was immersed at 0 ° C. for 1 month. After the immersion, the multilayer ion exchange membrane was taken out, dried, and then floated on the water surface. It was confirmed that the liquid did not enter the porous membrane and the hydrophilicity was not lost even when the dipping treatment was performed with any of the acids. Further, after dipped in a mixed water solution of hydrofluoric acid and nitric acid at 90 ° C. for 1 month, the diffusion dialysis performance of the dried membrane was measured by the same method as above. The measured values are shown in the column of acid diffusion dialysis performance after immersion drying in Table 1.

【0067】(実施例2)実施例1において、1Nトリ
メチルアミンのN,N−ジメチルホルムアミド溶液11
5mlを1NトリメチルアミンのN,N−ジメチルホル
ムアミド溶液69mlに変えることにより、イオン交換
容量を1.2ミリ当量/gの4級アミノ化ポリマーの
N,N−ジメチルホルムアミド溶液A475mlを得、
延伸開孔法で調製した孔径が0.1μmであり、空孔率
が50%であり、膜厚が50μmであるポリプロピレン
製多孔体膜Dの代わりに、延伸開孔法で調製した孔径が
1μmであり、空孔率が80%であるポリテトラフルオ
ロエチレン製多孔膜Dを多孔体膜として使用した以外は
実施例1と同様にして複層膜Eを得た。
Example 2 In Example 1, 1N trimethylamine in N, N-dimethylformamide solution 11 was used.
By changing 5 ml to 69 ml of a 1N trimethylamine N, N-dimethylformamide solution, 475 ml of a quaternary aminated polymer N, N-dimethylformamide solution A having an ion exchange capacity of 1.2 meq / g was obtained.
Instead of the polypropylene porous body membrane D having a pore size of 0.1 μm, a porosity of 50% and a film thickness of 50 μm, the pore size of 1 μm prepared by the stretch opening method. A multilayer film E was obtained in the same manner as in Example 1, except that the polytetrafluoroethylene porous film D having a porosity of 80% was used as the porous film.

【0068】得られた複層膜Eを5NのN,N,N’,
N’−テトラメチル−1,3−ジアミノプロパンのエタ
ノール溶液に50℃で16時間浸漬し、イオン交換体層
に残存するクロロメチル基を架橋させることにより架橋
型の複層膜Eaを得た。この複層膜Eaを前記実施例1
におけるのと同じ親水化溶液Fで実施例1と同様の親水
化処理を行った。
The obtained multilayer film E was treated with 5N N, N, N ',
It was immersed in an ethanol solution of N′-tetramethyl-1,3-diaminopropane at 50 ° C. for 16 hours to crosslink the chloromethyl groups remaining in the ion-exchange layer to obtain a crosslinkable multilayer membrane Ea. This multilayer film Ea is used in the first embodiment.
The same hydrophilic treatment as in Example 1 was performed with the same hydrophilic treatment as in Example 1.

【0069】親水化処理後の複層イオン交換膜を透析セ
ルにはさみ、一方の面に3Mの硫酸と0.5Mの硫酸鉄
とを含有する水溶液を、他方の面にイオン交換水を接触
させた。このときのイオン交換水側に移動する硫酸およ
び鉄イオンの量から、この複層イオン交換膜の酸透過係
数および選択性を求めた。
The multi-layered ion exchange membrane after the hydrophilization treatment was sandwiched between dialysis cells, and an aqueous solution containing 3M sulfuric acid and 0.5M iron sulfate was brought into contact with one surface and ion exchanged water was brought into contact with the other surface. It was The acid permeation coefficient and selectivity of this multi-layered ion exchange membrane were determined from the amounts of sulfuric acid and iron ions moving to the ion exchanged water side at this time.

【0070】また、この複層イオン交換膜を、3Mの弗
酸、3Mの硝酸及びこれらの混合水溶液それぞれに、9
0℃で1ヶ月浸漬した。浸漬後に複層イオン交換膜を取
り出して乾燥させた後、水面に浮かべた。いずれの酸で
浸漬処理した場合にも、液が多孔体膜内に侵入し、親水
性が失なわれていないことが確認された。また弗酸と硝
酸との混合水液中に浸漬した膜の拡散透析性能を以下の
方法により測定した。拡散透析性能の測定値を表1に示
す。
Further, the multi-layered ion exchange membrane was mixed with 3M hydrofluoric acid, 3M nitric acid, and a mixed aqueous solution thereof, respectively.
It was immersed at 0 ° C. for 1 month. After the immersion, the multilayer ion exchange membrane was taken out, dried, and then floated on the water surface. It was confirmed that the liquid did not enter the porous membrane and the hydrophilicity was not lost even when the dipping treatment was performed with any of the acids. Further, the diffusion dialysis performance of the membrane immersed in a mixed water solution of hydrofluoric acid and nitric acid was measured by the following method. Table 1 shows the measured values of the diffusion dialysis performance.

【0071】(比較例1)実施例1において、親水化溶
液Fとして1%ポリビニルアルコールの水/メタノール
溶液を用いた以外は実施例1と同様にして積層された複
層イオン交換膜を調製した。
Comparative Example 1 A laminated multi-layer ion exchange membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1% polyvinyl alcohol water / methanol solution was used as the hydrophilizing solution F. .

【0072】調製した積層された複層イオン交換膜につ
いて、実施例1におけるのと同様にして膜の酸拡散透析
性能測定および浸漬試験を実施した。浸漬試験ではいず
れの場合にも液が多孔体膜内に侵入せず、親水性が失な
われていた。拡散透析性能測定値を表1に示す。
With respect to the prepared laminated multilayer ion exchange membrane, the acid diffusion dialysis performance measurement and the immersion test of the membrane were carried out in the same manner as in Example 1. In any of the immersion tests, the liquid did not penetrate into the porous membrane and the hydrophilicity was lost. Table 1 shows the measured values of the diffusion dialysis performance.

【0073】(比較例2)実施例2において、親水化溶
液Fとして1%ポリエチレンイミンの水/メタノール溶
液を用いた以外は実施例2と同様にして積層されたイオ
ン交換膜を調製した。調製された積層されたイオン交換
膜について、実施例1におけるのと同様にして膜の酸拡
散透析性能測定および浸漬試験を実施した。浸漬試験で
はいずれの場合にも液が多孔体膜内に侵入せず、親水性
が失なわれていた。拡散透析性能測定値を表1に示す。
Comparative Example 2 A laminated ion-exchange membrane was prepared in the same manner as in Example 2 except that 1% polyethyleneimine in water / methanol was used as the hydrophilic solution F. With respect to the prepared laminated ion exchange membrane, the acid diffusion dialysis performance measurement and the immersion test of the membrane were carried out in the same manner as in Example 1. In any of the immersion tests, the liquid did not penetrate into the porous membrane and the hydrophilicity was lost. Table 1 shows the measured values of the diffusion dialysis performance.

【0074】(実施例3)実施例2において、多孔体膜
を親水化処理した後に積層した以外は実施例2と同様に
して積層されたイオン交換膜を調製した。調製された積
層されたイオン交換膜について、実施例1におけるのと
同様にして膜の酸拡散透析性能測定および浸漬試験を実
施した。浸漬試験では弗酸と硝酸の混合液の場合に一部
液が多孔体膜内に侵入しない部分があった。拡散透析性
能測定値を表1に示す。
Example 3 A laminated ion-exchange membrane was prepared in the same manner as in Example 2 except that the porous membrane was laminated after the hydrophilic treatment. With respect to the prepared laminated ion exchange membrane, the acid diffusion dialysis performance measurement and the immersion test of the membrane were carried out in the same manner as in Example 1. In the immersion test, in the case of the mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, there was a part where the solution did not enter the porous membrane. Table 1 shows the measured values of the diffusion dialysis performance.

【0075】[0075]

【表1】 [Table 1]

【0076】上記実施例1、2および3ならびに比較例
1および2の結果から、主鎖に芳香環を有する重合体か
らなるイオン交換体層として、主鎖に芳香環を有する重
合体をベースポリマーとし、特に芳香族ポリスルホン−
ポリチオエーテルスルホン共重合体をベースポリマーと
し、このベースポリマーにアミノ基を初めとするイオン
交換基を導入してなるイオン交換体層を使用し、多孔体
膜として、ポリオレフィン特にポリプロピレンまたはフ
ルオロポリオレフィン特にポリテトラフルオロエチレン
であり、しかも膜厚が10〜200μm、特に40〜1
40μm、孔径が0.01〜5μm、特に0.04〜2
μmおよび空孔率が30〜90%、特に40〜85%で
ある多孔体膜を使用し、(化1)で示され、かつイオン
交換容量が0.6〜2.5ミリ当量/g乾燥樹脂である
含フッ素スルホン酸重合体、特に1.1ミリ当量/g乾
燥樹脂を中心として0.9〜1.2ミリ当量/g乾燥樹
脂のイオン交換容量を有するところの、テトラフルオロ
エチレンとCF2 =CF2OCF(CF3j O(CF2
k SO2 F(ただし、jは0〜1であり、kは1〜
5である。)とを共重合して得られる含フッ素スルホン
酸重合体を親水化処理に使用すると、得られる複層イオ
ン交換体は、酸透過係数および選択性が高く、また強酸
中に長時間浸漬されてもその親水性が失われず、したが
って耐酸化性にも優れ、強酸による溶出物もないことが
理解される。
From the results of Examples 1, 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2, the polymer having an aromatic ring in the main chain was used as the base polymer as the ion exchanger layer made of the polymer having the aromatic ring in the main chain. And especially aromatic polysulfone
Using a polythioether sulfone copolymer as a base polymer and using an ion exchange layer obtained by introducing ion exchange groups such as amino groups into the base polymer, a polyolefin membrane, particularly polypropylene or fluoropolyolefin, especially polypolyolefin is used as a porous membrane. It is tetrafluoroethylene and has a film thickness of 10 to 200 μm, especially 40 to 1
40 μm, pore diameter 0.01 to 5 μm, especially 0.04 to 2
Using a porous membrane having a micrometer and a porosity of 30 to 90%, especially 40 to 85%, the chemical formula 1 is shown, and the ion exchange capacity is 0.6 to 2.5 meq / g dry. Fluorine-containing sulfonic acid polymer which is a resin, especially tetrafluoroethylene and CF having an ion exchange capacity of 0.9 to 1.2 meq / g dry resin centered on 1.1 meq / g dry resin 2 = CF 2 OCF (CF 3 ) j O (CF 2
) K SO 2 F (where j is 0 to 1 and k is 1 to
It is 5. When a fluorine-containing sulfonic acid polymer obtained by copolymerizing with) is used for the hydrophilization treatment, the obtained multilayer ion-exchanger has a high acid permeability coefficient and selectivity, and is immersed in a strong acid for a long time. It is understood that its hydrophilicity is not lost, and therefore it is also excellent in oxidation resistance and there is no elution by strong acid.

【0077】前記実施例および比較例を比較すると、親
水化処理をしていない多孔体膜を、主鎖に芳香環を有す
る重合体をベースポリマーとするイオン交換体層に積層
し、次いで親水化処理をして得られる複層イオン交換体
膜(実施例1、2)のほうが、多孔体膜を親水化処理し
て得られる親水化多孔膜と主鎖に芳香環を有する重合体
をベースポリマーとするイオン交換体層とを積層して得
られる複層イオン交換体膜(実施例3)よりも、親水性
保持に優れている。
Comparing the above-mentioned Examples and Comparative Examples, the porous membrane which has not been subjected to the hydrophilization treatment is laminated on the ion-exchange layer whose base polymer is a polymer having an aromatic ring in the main chain, and then hydrophilized. The multilayer ion-exchange membranes obtained by the treatment (Examples 1 and 2) are based on the hydrophilized porous membrane obtained by hydrophilizing the porous membrane and the polymer having an aromatic ring in the main chain. It is more excellent in hydrophilicity retention than the multilayer ion-exchange membrane (Example 3) obtained by laminating the ion-exchange layer.

【0078】[0078]

【発明の効果】この発明によると、親水化処理された複
層イオン交換膜は、機械的強度が高く比較的孔径の小さ
い多孔体膜の上に酸の透過性能と耐酸化性に優れたイオ
ン交換薄膜を積層し、本来疎水性である多孔体層を耐酸
化性に優れた親水性ポリマーで親水化処理を行なって得
られるので、低抵抗で透過性が高く性能が安定的に発現
され、しかも酸化力の高い物質を含む系に対しても支持
体多孔膜の親水性が失われず性能が優れたイオン交換
膜、およびその簡単な製造方法を提供することができ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, the hydrophilized multi-layered ion-exchange membrane is an ion having excellent acid permeation performance and oxidation resistance on a porous membrane having a high mechanical strength and a relatively small pore size. Since it is obtained by laminating exchange thin films and hydrophilizing the originally hydrophobic porous body layer with a hydrophilic polymer having excellent oxidation resistance, low resistance, high permeability and stable performance are exhibited, Moreover, it is possible to provide an ion exchange membrane having excellent performance without losing the hydrophilicity of the porous support membrane even for a system containing a substance having a high oxidizing power, and a simple production method thereof.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主鎖に芳香環を有する重合体をベースポ
リマーとするイオン交換体層と、多孔体膜にイオン交換
容量が0.6〜2.5ミリ当量/g樹脂の含フッ素スル
ホン酸重合体を付着してなる親水化多孔体層とが積層状
態にあることを特徴とする複層イオン交換膜。
1. An ion-exchange layer comprising a polymer having an aromatic ring in the main chain as a base polymer and a fluorine-containing sulfonic acid having an ion exchange capacity of 0.6 to 2.5 meq / g resin in a porous membrane. A multi-layered ion exchange membrane, which is in a laminated state with a hydrophilized porous body layer formed by adhering a polymer.
【請求項2】 前記多孔体膜が膜厚10〜200μm、
孔径0.01〜5μm、多孔度30〜90%のポリオレ
フィンおよび/またはフッ化ポリオレフィンからなる前
記請求項1に記載の複層イオン交換膜。
2. The porous membrane has a thickness of 10 to 200 μm,
The multilayer ion-exchange membrane according to claim 1, comprising a polyolefin and / or a fluorinated polyolefin having a pore size of 0.01 to 5 µm and a porosity of 30 to 90%.
【請求項3】 前記イオン交換体層が、 【化2】 で示される繰り返し単位を含有する芳香族系重合体にス
ルホン酸基、1〜3級アミノ基および4級アンモニウム
塩基よりなる群から選択される少なくとも一種のイオン
交換基が導入されてなる前記請求項1または2に記載さ
れた複層イオン交換膜。
3. The ion exchanger layer comprises: Wherein at least one ion-exchange group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a primary to tertiary amino group, and a quaternary ammonium base is introduced into an aromatic polymer containing a repeating unit represented by The multilayer ion-exchange membrane described in 1 or 2.
【請求項4】 前記イオン交換体層が、 【化3】 で示される繰り返し単位を含有する芳香族系ブロック共
重合体にスルホン酸基、1〜3級アミノ基および4級ア
ンモニウム塩基よりなる群から選択される少なくとも一
種のイオン交換基が導入されてなる前記請求項1〜3の
いずれかに記載された複層イオン交換膜。
4. The ion exchanger layer comprises: Wherein at least one ion exchange group selected from the group consisting of a sulfonic acid group, a primary to tertiary amino group and a quaternary ammonium base is introduced into an aromatic block copolymer containing a repeating unit represented by The multi-layer ion exchange membrane according to claim 1.
【請求項5】 前記イオン交換体層が、 【化4】 で示される繰り返し単位を含有するポリスルホン−ポリ
スルホンチオエーテル共重合体にスルホン酸基、1〜3
級アミノ基および4級アンモニウム塩基よりなる群から
選択される少なくとも一種のイオン交換基が導入されて
なる前記請求項1〜5のいずれかに記載された複層イオ
ン交換膜。
5. The ion exchanger layer comprises: In the polysulfone-polysulfone thioether copolymer containing the repeating unit represented by
The multi-layer ion exchange membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one ion exchange group selected from the group consisting of a primary amino group and a quaternary ammonium base is introduced.
【請求項6】 多孔体膜にイオン交換容量が0.6〜
2.5ミリ当量/g樹脂の含フッ素スルホン酸重合体を
付着させて親水化多孔体層を形成し、この親水化多孔体
層と主鎖に芳香環を有する重合体からなるイオン交換体
層とを積層することを特徴とする複層イオン交換膜の製
造方法。
6. The porous membrane has an ion exchange capacity of 0.6 to
A fluorinated sulfonic acid polymer of 2.5 meq / g resin is adhered to form a hydrophilized porous layer, and the ion exchange layer is made of the hydrophilized porous layer and a polymer having an aromatic ring in the main chain. A method for producing a multi-layered ion exchange membrane, which comprises laminating and
【請求項7】 主鎖に芳香環を有する重合体をベースポ
リマーとするイオン交換体層と多孔体膜とを積層一体化
し、次いでイオン交換容量が0.6〜2.5ミリ当量/
g樹脂の含フッ素スルホン酸重合体で親水化処理するこ
とを特徴とする複層イオン交換膜の製造方法。
7. An ion exchange layer having a polymer having an aromatic ring in the main chain as a base polymer and a porous membrane are laminated and integrated, and then the ion exchange capacity is 0.6 to 2.5 meq / m.
A method for producing a multi-layered ion exchange membrane, which comprises subjecting a fluorine-containing sulfonic acid polymer of a g resin to a hydrophilic treatment.
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