JPH08182991A - 脱イオン水製造装置 - Google Patents
脱イオン水製造装置Info
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- JPH08182991A JPH08182991A JP6337665A JP33766594A JPH08182991A JP H08182991 A JPH08182991 A JP H08182991A JP 6337665 A JP6337665 A JP 6337665A JP 33766594 A JP33766594 A JP 33766594A JP H08182991 A JPH08182991 A JP H08182991A
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- Japan
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- deionized water
- exchange membrane
- membrane
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- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】陰極と陽極の間に陽イオン交換膜と陰イオン交
換膜とを交互に配列させた電気透析槽の脱塩室にイオン
交換体を充填してなる脱イオン水製造装置において、純
度の高い脱イオン水を安定的に得るようにする。 【構成】陰イオン交換膜の陰極側の表面層に弱塩基型の
陰イオン交換基が存在する陰イオン交換膜が使用され
る。
換膜とを交互に配列させた電気透析槽の脱塩室にイオン
交換体を充填してなる脱イオン水製造装置において、純
度の高い脱イオン水を安定的に得るようにする。 【構成】陰イオン交換膜の陰極側の表面層に弱塩基型の
陰イオン交換基が存在する陰イオン交換膜が使用され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気透析により脱イオ
ン水を製造する装置に関するものであり、更に詳しく
は、イオン交換体とイオン交換膜を組み合わせて脱イオ
ン水を製造する自己再生型の脱イオン水製造装置に関す
るものである。
ン水を製造する装置に関するものであり、更に詳しく
は、イオン交換体とイオン交換膜を組み合わせて脱イオ
ン水を製造する自己再生型の脱イオン水製造装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】脱イオン
水の製造方法としては、イオン交換樹脂の充填床に被処
理水を流し、不純物イオンをイオン交換樹脂に吸着させ
て除去し脱イオン水を得、吸着能力の低下したイオン交
換樹脂は酸やアルカリを用いて再生する方法が広く使用
されている。しかしながら、この方法においては再生に
使用した酸やアルカリの廃液が排出される問題があり、
そのため再生の必要のない脱イオン水製造方法が望まれ
ている。
水の製造方法としては、イオン交換樹脂の充填床に被処
理水を流し、不純物イオンをイオン交換樹脂に吸着させ
て除去し脱イオン水を得、吸着能力の低下したイオン交
換樹脂は酸やアルカリを用いて再生する方法が広く使用
されている。しかしながら、この方法においては再生に
使用した酸やアルカリの廃液が排出される問題があり、
そのため再生の必要のない脱イオン水製造方法が望まれ
ている。
【０００３】このような観点から、近年イオン交換樹脂
とイオン交換膜を組み合わせた自己再生型電気透析脱イ
オン水製造方法が注目されている。この方法は、陰イオ
ン交換膜と陽イオン交換膜とを交互に配置した電気透析
槽の脱塩室に陰イオン交換体と陽イオン交換体の混合物
を入れ、この脱塩室に被処理水を流しながら電圧を印加
して電気透析を行なうことにより脱イオン水を製造する
方法である。
とイオン交換膜を組み合わせた自己再生型電気透析脱イ
オン水製造方法が注目されている。この方法は、陰イオ
ン交換膜と陽イオン交換膜とを交互に配置した電気透析
槽の脱塩室に陰イオン交換体と陽イオン交換体の混合物
を入れ、この脱塩室に被処理水を流しながら電圧を印加
して電気透析を行なうことにより脱イオン水を製造する
方法である。
【０００４】この方法に関して、脱塩室の幅と厚みを限
定する方法（特開昭６１−１０７９０６）や、脱塩室に
充填するイオン交換樹脂の径を均一にしたものを使用す
る方法（特開平３−２０７４８７）、被処理水が最初に
通過する部分に充填するイオン交換樹脂をアニオン交換
樹脂にする方法（特開平４−７１６２４）、脱塩室に充
填するイオン交換体をイオン交換樹脂とイオン交換繊維
の混合物にする方法（特開平５−２７７３４４）などが
検討されているが、水解離によって生成する酸、アルカ
リにより再生が積極的に行なわれにくいため、効率的な
脱塩が行なわれず、得られる水の純度の安定性に問題が
あった。
定する方法（特開昭６１−１０７９０６）や、脱塩室に
充填するイオン交換樹脂の径を均一にしたものを使用す
る方法（特開平３−２０７４８７）、被処理水が最初に
通過する部分に充填するイオン交換樹脂をアニオン交換
樹脂にする方法（特開平４−７１６２４）、脱塩室に充
填するイオン交換体をイオン交換樹脂とイオン交換繊維
の混合物にする方法（特開平５−２７７３４４）などが
検討されているが、水解離によって生成する酸、アルカ
リにより再生が積極的に行なわれにくいため、効率的な
脱塩が行なわれず、得られる水の純度の安定性に問題が
あった。
【０００５】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の欠点を解消しようとするものであり、純度の高い脱
イオン水を安定的に得るための優れた脱イオン水製造装
置を提供することである。
述の欠点を解消しようとするものであり、純度の高い脱
イオン水を安定的に得るための優れた脱イオン水製造装
置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題を
解決すべくなされたものであり、陰極と陽極の間に陽イ
オン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に配列させた電気
透析槽の脱塩室にイオン交換体を充填してなる脱イオン
水製造装置において、上記陰イオン交換膜が、その少な
くとも陰極側の表面層に弱塩基型の陰イオン交換基が存
在する陰イオン交換膜であることを特徴とするものであ
る。
解決すべくなされたものであり、陰極と陽極の間に陽イ
オン交換膜と陰イオン交換膜とを交互に配列させた電気
透析槽の脱塩室にイオン交換体を充填してなる脱イオン
水製造装置において、上記陰イオン交換膜が、その少な
くとも陰極側の表面層に弱塩基型の陰イオン交換基が存
在する陰イオン交換膜であることを特徴とするものであ
る。
【０００７】本発明における陰イオン交換膜は、好まし
くはポリオレフィン織布又は不織布で補強されるが、そ
の全厚さは５０〜５００μｍ、中でも８０〜２００μｍ
が好ましい。脱イオン水製造装置では脱塩室に不純物が
入らないように脱塩室の圧力を濃縮室より高くするが、
厚みが５０μｍより薄いと膜強度が低下し差圧に耐えら
れず、安定した性能が発現できない。また５００μｍよ
り厚いと膜抵抗が高くなり、脱塩が効率的に行なわれな
い。膜厚が８０〜２００μｍであると、膜強度、膜抵抗
の点で優れ、更に処理水純度の安定したものが得られる
ので特に好ましい。
くはポリオレフィン織布又は不織布で補強されるが、そ
の全厚さは５０〜５００μｍ、中でも８０〜２００μｍ
が好ましい。脱イオン水製造装置では脱塩室に不純物が
入らないように脱塩室の圧力を濃縮室より高くするが、
厚みが５０μｍより薄いと膜強度が低下し差圧に耐えら
れず、安定した性能が発現できない。また５００μｍよ
り厚いと膜抵抗が高くなり、脱塩が効率的に行なわれな
い。膜厚が８０〜２００μｍであると、膜強度、膜抵抗
の点で優れ、更に処理水純度の安定したものが得られる
ので特に好ましい。
【０００８】陰イオン交換膜における、弱塩基型の陰イ
オン交換基は、その少なくとも表面層に存在し、その厚
さは表面から好ましくは０．０５〜１００μｍ、中でも
０．１〜１０μｍであることが好ましい。弱塩基型の陰
イオン交換基が存在する層の厚さが０．０５μｍより薄
いと水解離を積極的に引き起こす効果が小さく、１００
μｍより厚いと膜の抵抗が高くなり好ましくない。弱塩
基型の層の厚さが０．１〜１０μｍであると、膜抵抗が
ほとんど上昇せず水解離が効率的に行われ、しかも高純
度の水が安定して得られるので好ましい。
オン交換基は、その少なくとも表面層に存在し、その厚
さは表面から好ましくは０．０５〜１００μｍ、中でも
０．１〜１０μｍであることが好ましい。弱塩基型の陰
イオン交換基が存在する層の厚さが０．０５μｍより薄
いと水解離を積極的に引き起こす効果が小さく、１００
μｍより厚いと膜の抵抗が高くなり好ましくない。弱塩
基型の層の厚さが０．１〜１０μｍであると、膜抵抗が
ほとんど上昇せず水解離が効率的に行われ、しかも高純
度の水が安定して得られるので好ましい。
【０００９】陰イオン交換膜の総イオン交換容量は好ま
しくは０．５〜３ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、中でも１〜２
ミリ当量／ｇ乾燥樹脂であることが好ましい。総イオン
交換容量が０．５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂より小さいと膜
抵抗が高くなり、３ミリ当量／ｇ乾燥樹脂より大きいと
膜強度が著しく低下するので好ましくない。１〜２．５
ミリ当量／ｇ乾燥樹脂であると、膜抵抗および膜強度の
両面で優れ、しかも耐久力に優れるので好ましい。
しくは０．５〜３ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、中でも１〜２
ミリ当量／ｇ乾燥樹脂であることが好ましい。総イオン
交換容量が０．５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂より小さいと膜
抵抗が高くなり、３ミリ当量／ｇ乾燥樹脂より大きいと
膜強度が著しく低下するので好ましくない。１〜２．５
ミリ当量／ｇ乾燥樹脂であると、膜抵抗および膜強度の
両面で優れ、しかも耐久力に優れるので好ましい。
【００１０】陰イオン交換膜には、弱塩基型に加えて強
塩基型の陰イオン交換基が存在するのが好ましく、通常
陰極側の表面層以外の残余の陰イオン交換基は強塩基型
である。弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の存在当
量比は１／２０００〜１／１、中でも１／２００〜１／
１０であることが好ましい。当量比が１／２０００より
小さいと水解離を積極的に引き起こす効果が小さく、１
／１より大きいと膜の抵抗が高くなり好ましくない。当
量比が１／２００〜１／１０であると、膜抵抗がほとん
ど上昇せず水解離が効率的に行なわれ、しかも高純度の
水が安定して得られるので好ましい。
塩基型の陰イオン交換基が存在するのが好ましく、通常
陰極側の表面層以外の残余の陰イオン交換基は強塩基型
である。弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の存在当
量比は１／２０００〜１／１、中でも１／２００〜１／
１０であることが好ましい。当量比が１／２０００より
小さいと水解離を積極的に引き起こす効果が小さく、１
／１より大きいと膜の抵抗が高くなり好ましくない。当
量比が１／２００〜１／１０であると、膜抵抗がほとん
ど上昇せず水解離が効率的に行なわれ、しかも高純度の
水が安定して得られるので好ましい。
【００１１】陰イオン交換膜は、種々の重合体を母体と
するものが使用できるが、なかでもスチレンまたはａｒ
−クロロメチルスチレンなどの誘導体とジビニルベンゼ
ンとの共重合体を母体とし、４級アンモニウム塩基また
はピリジニウム塩基などの強塩基型陰イオン交換基を有
し、その表面層に弱塩基型の陰イオン交換基を有するも
のが好ましい。上記陰イオン交換膜は、酸、アルカリに
対する耐性が比較的高く、材料も入手しやすく安価で製
造工程も複雑でないので好適な材料である。
するものが使用できるが、なかでもスチレンまたはａｒ
−クロロメチルスチレンなどの誘導体とジビニルベンゼ
ンとの共重合体を母体とし、４級アンモニウム塩基また
はピリジニウム塩基などの強塩基型陰イオン交換基を有
し、その表面層に弱塩基型の陰イオン交換基を有するも
のが好ましい。上記陰イオン交換膜は、酸、アルカリに
対する耐性が比較的高く、材料も入手しやすく安価で製
造工程も複雑でないので好適な材料である。
【００１２】表面層に弱塩基型の陰イオン交換基が存在
する陰イオン交換膜を調整する方法としては、１）強塩
基型陰イオン交換膜に弱塩基型ポリマ−溶液を吸着させ
る方法やキャスト積層する方法、２）強塩基型陰イオン
交換膜に弱塩基型ポリマ−膜を加熱積層する方法、３）
強塩基型陰イオン交換膜に弱塩基型ポリマ−膜を接着液
を使用して積層する方法、４）ハロゲン化アルキル基を
有する重合体架橋膜に１級または２級アミンを反応させ
ることにより弱塩基を導入した後、３級アミンを反応さ
せることにより、残りのハロゲン化アルキル基を強塩基
型陰イオン交換基とする方法、５）弱塩基を有する重合
体架橋膜にハロゲン化アルキルを反応させることにより
強塩基型の陰イオン交換基を一部導入する方法等が挙げ
られる。
する陰イオン交換膜を調整する方法としては、１）強塩
基型陰イオン交換膜に弱塩基型ポリマ−溶液を吸着させ
る方法やキャスト積層する方法、２）強塩基型陰イオン
交換膜に弱塩基型ポリマ−膜を加熱積層する方法、３）
強塩基型陰イオン交換膜に弱塩基型ポリマ−膜を接着液
を使用して積層する方法、４）ハロゲン化アルキル基を
有する重合体架橋膜に１級または２級アミンを反応させ
ることにより弱塩基を導入した後、３級アミンを反応さ
せることにより、残りのハロゲン化アルキル基を強塩基
型陰イオン交換基とする方法、５）弱塩基を有する重合
体架橋膜にハロゲン化アルキルを反応させることにより
強塩基型の陰イオン交換基を一部導入する方法等が挙げ
られる。
【００１３】上記４）の方法、および５）の方法は、膜
中において弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の層が
一体となり、ポリマ−の溶出や剥離がなく、高純度の水
が安定して得られるので好ましい方法である。
中において弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の層が
一体となり、ポリマ−の溶出や剥離がなく、高純度の水
が安定して得られるので好ましい方法である。
【００１４】上記４）のハロゲン化アルキル基を有する
重合体架橋膜に１級または２級アミンを反応させること
により弱塩基を導入した後、３級アミンを反応させ、残
りのハロゲン化アルキル基を強塩基型陰イオン交換基と
する方法では、ハロゲン化アルキル基を有する重合体架
橋膜として、好ましくはａｒ−クロロメチルスチレン／
ジビニルベンゼン共重体膜が良好に使用され、弱塩基を
導入するためのアミンとして、好ましくはメチルアミン
やジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン等の
１級および２級アルキルモノアミン、エチレンジアミン
やジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、
ポリエチレンイミン等の弱塩基ポリアミン、ピペリジン
やピロリジン、ピペラジン等の環状弱塩基アミンが使用
できる。
重合体架橋膜に１級または２級アミンを反応させること
により弱塩基を導入した後、３級アミンを反応させ、残
りのハロゲン化アルキル基を強塩基型陰イオン交換基と
する方法では、ハロゲン化アルキル基を有する重合体架
橋膜として、好ましくはａｒ−クロロメチルスチレン／
ジビニルベンゼン共重体膜が良好に使用され、弱塩基を
導入するためのアミンとして、好ましくはメチルアミン
やジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン等の
１級および２級アルキルモノアミン、エチレンジアミン
やジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、
ポリエチレンイミン等の弱塩基ポリアミン、ピペリジン
やピロリジン、ピペラジン等の環状弱塩基アミンが使用
できる。
【００１５】また強塩基を導入するためのアミンとし
て、好ましくはトリメチルアミンやトリエチルアミン等
のトリアルキルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメ
チル−１，２−ジアミノエタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン
等の３級ジアミン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチル
ピロリジン、Ｎ−メチルピロ−ル、１，４−ジメチルピ
ペラジン、１，４−ジアザビシクロ−２，２，２−オク
タン、ヘキサメチレンテトラミン、１，３，５−トリエ
チルヘキサヒドロトリアジン等の３級環状アミンが使用
できる。重合体架橋膜のアミンとの反応方法は、アミン
を蒸気で反応させてもよいし、メタノ−ル等の溶媒にア
ミン溶解させ、重合体架橋膜をそのアミン溶液に浸漬し
てもよい。
て、好ましくはトリメチルアミンやトリエチルアミン等
のトリアルキルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメ
チル−１，２−ジアミノエタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
テトラメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ，
Ｎ’，Ｎ’−テトラメチル−１，６−ジアミノヘキサン
等の３級ジアミン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチル
ピロリジン、Ｎ−メチルピロ−ル、１，４−ジメチルピ
ペラジン、１，４−ジアザビシクロ−２，２，２−オク
タン、ヘキサメチレンテトラミン、１，３，５−トリエ
チルヘキサヒドロトリアジン等の３級環状アミンが使用
できる。重合体架橋膜のアミンとの反応方法は、アミン
を蒸気で反応させてもよいし、メタノ−ル等の溶媒にア
ミン溶解させ、重合体架橋膜をそのアミン溶液に浸漬し
てもよい。
【００１６】上記５）の弱塩基を有する重合体架橋膜に
ハロゲン化アルキルを反応させることにより強塩基型の
陰イオン交換基を一部導入する方法では、弱塩基を有す
る重合体架橋膜として、好ましくは４−ビニルピリジン
／ジビニルベンゼン共重合体、２−ビニルピリジン／ジ
ビニルベンゼン共重合体、１−ビニルイミダゾ−ル／ジ
ビニルベンゼン共重合体、２−ビニルピラジン／ジビニ
ルベンゼン共重合体、４−ブテニルピリジン／ジビニル
ベンゼン共重合体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／
ジビニルベンゼン共重合体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミド／ジビニルベンゼン共重合体等を
含有する膜が使用され、強塩基を導入するためのハロゲ
ン化アルキルとしては、好ましくは塩化メチルやヨウ化
メチル等のモノハロゲン化アルキルや１，２−ジブロモ
メタンやジクロロ−ｐ−キシレン等のジハロゲン化物が
使用できる。
ハロゲン化アルキルを反応させることにより強塩基型の
陰イオン交換基を一部導入する方法では、弱塩基を有す
る重合体架橋膜として、好ましくは４−ビニルピリジン
／ジビニルベンゼン共重合体、２−ビニルピリジン／ジ
ビニルベンゼン共重合体、１−ビニルイミダゾ−ル／ジ
ビニルベンゼン共重合体、２−ビニルピラジン／ジビニ
ルベンゼン共重合体、４−ブテニルピリジン／ジビニル
ベンゼン共重合体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド／
ジビニルベンゼン共重合体、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプ
ロピルアクリルアミド／ジビニルベンゼン共重合体等を
含有する膜が使用され、強塩基を導入するためのハロゲ
ン化アルキルとしては、好ましくは塩化メチルやヨウ化
メチル等のモノハロゲン化アルキルや１，２−ジブロモ
メタンやジクロロ−ｐ−キシレン等のジハロゲン化物が
使用できる。
【００１７】本発明の脱イオン水製造装置に用いる陽イ
オン交換膜には特に制限がなく、いずれのものも用いる
ことができる。陽イオン交換基は賛成の環境下でも使用
できる強酸型の陽イオン交換基、特にはスルホン酸基が
最も好ましく用いられる。陽イオン交換膜の厚みは５〜
５００μｍの範囲で用いることができるが、膜強度およ
び膜抵抗の面から１．００〜３００μｍが好ましい。
オン交換膜には特に制限がなく、いずれのものも用いる
ことができる。陽イオン交換基は賛成の環境下でも使用
できる強酸型の陽イオン交換基、特にはスルホン酸基が
最も好ましく用いられる。陽イオン交換膜の厚みは５〜
５００μｍの範囲で用いることができるが、膜強度およ
び膜抵抗の面から１．００〜３００μｍが好ましい。
【００１８】脱イオン水製造装置の脱塩室に充填するイ
オン交換体は、イオン交換樹脂、イオン交換繊維よりな
る織布や不織布、またはイオン交換基を有する多孔体、
イオン交換樹脂とイオン交換繊維の混合物などを用いる
ことができる。またこのイオン交換体は陽イオン交換
体、陰イオン交換体のいずれか一方でも用いることがで
き、好ましくは陽イオン交換体と陰イオン交換体の混合
物が用いられる。
オン交換体は、イオン交換樹脂、イオン交換繊維よりな
る織布や不織布、またはイオン交換基を有する多孔体、
イオン交換樹脂とイオン交換繊維の混合物などを用いる
ことができる。またこのイオン交換体は陽イオン交換
体、陰イオン交換体のいずれか一方でも用いることがで
き、好ましくは陽イオン交換体と陰イオン交換体の混合
物が用いられる。
【００１９】本発明の脱イオン水製造装置のその他の点
は、例えば特開平３−２２４６８８号公報などに記載の
既知のものが広く使用できる。
は、例えば特開平３−２２４６８８号公報などに記載の
既知のものが広く使用できる。
【００２０】
【作用】本発明の脱イオン水製造装置は、陰イオン交換
膜として陰極側の表面層に弱塩基型の陰イオン交換基を
有する膜構造のものを使用することにより、通常の強塩
基型の陰イオン交換膜では起こりにくい水解離が弱塩基
型の陰イオン交換層と脱塩室中の陽イオン交換体との接
点で生じやすくなるため、脱塩室中のイオン交換体の再
生が効率的に行なわれ、高純度の水が安定して得られ
る。
膜として陰極側の表面層に弱塩基型の陰イオン交換基を
有する膜構造のものを使用することにより、通常の強塩
基型の陰イオン交換膜では起こりにくい水解離が弱塩基
型の陰イオン交換層と脱塩室中の陽イオン交換体との接
点で生じやすくなるため、脱塩室中のイオン交換体の再
生が効率的に行なわれ、高純度の水が安定して得られ
る。
【００２１】
【実施例】次に本発明を実施例により説明するが、本発
明はかかる実施例により限定されるものではない。
明はかかる実施例により限定されるものではない。
【００２２】＜実施例１＞クロロメチルスチレン８０ｇ
とジビニルベンゼン２０ｇにニトリルゴム５ｇを攪拌溶
解し、さらに重合開始剤としてベンゾイルパ−オキサイ
ドを添加溶解したモノマ−シロップ溶液を塩化ビニルの
織布に含浸重合せしめた。つぎに１Ｍジメチルアミンの
メタノ−ル溶液に３０℃で１０秒間浸漬した後水洗し、
１Ｍトリメチルアミンのメタノ−ル溶液に６０℃で１６
時間浸漬し、表面に弱塩基型陰イオン交換基を、内部に
強塩基型陰イオン交換基を持つ厚さ１００μｍの陰イオ
ン交換膜を得た。得られた膜の総イオン交換容量は２．
０ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、弱塩基型と強塩基型の陰イオ
ン交換基の当量比は１／１００であった。また弱塩基型
の陰イオン交換基が存在する層は表面から約０．５μｍ
の厚さであった。
とジビニルベンゼン２０ｇにニトリルゴム５ｇを攪拌溶
解し、さらに重合開始剤としてベンゾイルパ−オキサイ
ドを添加溶解したモノマ−シロップ溶液を塩化ビニルの
織布に含浸重合せしめた。つぎに１Ｍジメチルアミンの
メタノ−ル溶液に３０℃で１０秒間浸漬した後水洗し、
１Ｍトリメチルアミンのメタノ−ル溶液に６０℃で１６
時間浸漬し、表面に弱塩基型陰イオン交換基を、内部に
強塩基型陰イオン交換基を持つ厚さ１００μｍの陰イオ
ン交換膜を得た。得られた膜の総イオン交換容量は２．
０ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、弱塩基型と強塩基型の陰イオ
ン交換基の当量比は１／１００であった。また弱塩基型
の陰イオン交換基が存在する層は表面から約０．５μｍ
の厚さであった。
【００２３】得られた陰イオン交換膜と、陽イオン交換
膜としてセレミオンＣＭＴ（旭硝子社製強酸性陽イオン
交換膜の商品名）を使用し、脱塩室にＨ型強酸性カチオ
ン交換樹脂とＯＨ型塩基性アニオン交換樹脂を４０／６
０（重量比）で混合したものを入れた電気透析槽（有効
膜面積５００ｃｍ2 ×５対）からなる脱イオン水製造装
置を組立てた。かかる脱イオン水製造装置に原水として
電導度５μＳ／ｃｍの水を供給し、ユニットセル当たり
４Ｖの電圧を印加して脱塩を行ったところ、電導度０．
１μＳ／ｃｍの処理水が得られた。
膜としてセレミオンＣＭＴ（旭硝子社製強酸性陽イオン
交換膜の商品名）を使用し、脱塩室にＨ型強酸性カチオ
ン交換樹脂とＯＨ型塩基性アニオン交換樹脂を４０／６
０（重量比）で混合したものを入れた電気透析槽（有効
膜面積５００ｃｍ2 ×５対）からなる脱イオン水製造装
置を組立てた。かかる脱イオン水製造装置に原水として
電導度５μＳ／ｃｍの水を供給し、ユニットセル当たり
４Ｖの電圧を印加して脱塩を行ったところ、電導度０．
１μＳ／ｃｍの処理水が得られた。
【００２４】＜実施例２＞実施例１において、１Ｍジメ
チルアミンのメタノール溶液に３０℃で１０秒間浸漬す
る代わりに、重合体架橋膜を密閉容器に入れ、ジメチル
アミンガスを導入して膜に２５℃で１分接触させた後、
ガスを除去した他は実施例１と同様にして、表面に弱塩
基型陰イオン交換基を、内部に強塩基型陰イオン交換基
を持つ厚さ１００μｍの陰イオン交換膜を得た。得られ
た膜の総イオン交換容量は２．０ミリ当量／ｇ乾燥樹
脂、弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の当量比は１
／５０であった。また弱塩基の陰イオン交換基が存在す
る層は表面から約１μｍの厚さであった。
チルアミンのメタノール溶液に３０℃で１０秒間浸漬す
る代わりに、重合体架橋膜を密閉容器に入れ、ジメチル
アミンガスを導入して膜に２５℃で１分接触させた後、
ガスを除去した他は実施例１と同様にして、表面に弱塩
基型陰イオン交換基を、内部に強塩基型陰イオン交換基
を持つ厚さ１００μｍの陰イオン交換膜を得た。得られ
た膜の総イオン交換容量は２．０ミリ当量／ｇ乾燥樹
脂、弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の当量比は１
／５０であった。また弱塩基の陰イオン交換基が存在す
る層は表面から約１μｍの厚さであった。
【００２５】得られた陰イオン交換膜と、陽イオン交換
膜としてセレミオンＣＭＴを使用し、脱塩室にＨ型強酸
性カチオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂
を４０／６０（重量比）で混合したものを入れた電気透
析槽からなる脱イオン水製造装置を組立てた。かかる脱
イオン水製造装置に原水として電導度５μＳ／ｃｍの水
を供給し、ユニットセル当たり４Ｖの電圧を印加して脱
塩を行なったところ、電導度０．０９μＳ／ｃｍの処理
水が得られた。この性能は約１か月間安定して得られ
た。
膜としてセレミオンＣＭＴを使用し、脱塩室にＨ型強酸
性カチオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂
を４０／６０（重量比）で混合したものを入れた電気透
析槽からなる脱イオン水製造装置を組立てた。かかる脱
イオン水製造装置に原水として電導度５μＳ／ｃｍの水
を供給し、ユニットセル当たり４Ｖの電圧を印加して脱
塩を行なったところ、電導度０．０９μＳ／ｃｍの処理
水が得られた。この性能は約１か月間安定して得られ
た。
【００２６】＜実施例３＞実施例１において、１Ｍジメ
チルアミンのメタノール溶液に３０℃で１０秒間浸漬す
る代わりに、１Ｍピペラジンのメタノール溶液に３０℃
で１分間浸漬した後水洗し、０．５Ｍトリメチルアミン
／０．５Ｍ１，４−ジアザビシクロ−２，２，２−オク
タンのメタノール溶液に６０℃で３２時間浸漬し、表面
に弱塩基型陰イオン交換基を、内部に強塩基型陰イオン
交換基を持つ厚さ１００μｍの陰イオン交換膜を得た。
得られた膜の総イオン交換容量は２．２ミリ当量／ｇ乾
燥樹脂、弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の当量比
は１／５０であった。また弱塩基の陰イオン交換基が存
在する層は表面から約１μｍの厚さであった。
チルアミンのメタノール溶液に３０℃で１０秒間浸漬す
る代わりに、１Ｍピペラジンのメタノール溶液に３０℃
で１分間浸漬した後水洗し、０．５Ｍトリメチルアミン
／０．５Ｍ１，４−ジアザビシクロ−２，２，２−オク
タンのメタノール溶液に６０℃で３２時間浸漬し、表面
に弱塩基型陰イオン交換基を、内部に強塩基型陰イオン
交換基を持つ厚さ１００μｍの陰イオン交換膜を得た。
得られた膜の総イオン交換容量は２．２ミリ当量／ｇ乾
燥樹脂、弱塩基型と強塩基型の陰イオン交換基の当量比
は１／５０であった。また弱塩基の陰イオン交換基が存
在する層は表面から約１μｍの厚さであった。
【００２７】得られた陰イオン交換膜と、陽イオン交換
膜としてセレミオンＣＭＴを使用し、脱塩室にＨ型強酸
性カチオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂
を４０／６０（重量比）で混合したものを入れた電気透
析槽からなる脱イオン水製造装置を組立てた。かかる脱
イオン水製造装置に原水として電導度５μＳ／ｃｍの水
を供給し、ユニットセル当り４Ｖの電圧を印加して脱塩
を行なったところ、電導度０．０８μＳ／ｃｍの処理水
が得られた。この性能は約１か月間安定して得られた。
膜としてセレミオンＣＭＴを使用し、脱塩室にＨ型強酸
性カチオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂
を４０／６０（重量比）で混合したものを入れた電気透
析槽からなる脱イオン水製造装置を組立てた。かかる脱
イオン水製造装置に原水として電導度５μＳ／ｃｍの水
を供給し、ユニットセル当り４Ｖの電圧を印加して脱塩
を行なったところ、電導度０．０８μＳ／ｃｍの処理水
が得られた。この性能は約１か月間安定して得られた。
【００２８】＜実施例４＞２０ｇのジビニルベンゼンと
５０ｇの４−ビニルピリジンと３０ｇのスチレンの混合
液にニトリルゴム１０ｇを攪拌溶解し、さらに重合開始
剤としてベンゾイルパ−オキサイドを添加溶解したモノ
マ−シロップ溶液を塩化ビニルの織布に含浸重合せしめ
た。ついでこの膜を金属枠に固定し、１Ｍヨウ化メチル
のメタノ−ル溶液を片側からのみ３０℃で６時間接触さ
せた後、水洗し片面表面に弱塩基型陰イオン交換基を、
反対側に強塩基型陰イオン交換基を持つ厚さ１００μｍ
の陰イオン交換膜を得た。得られた膜の総イオン交換容
量は２．２ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、弱塩基型と強塩基型
の陰イオン交換基の当量比は１／２０であった。また弱
塩基型の陰イオン交換基が存在する層は表面から約５μ
ｍの厚さであった。
５０ｇの４−ビニルピリジンと３０ｇのスチレンの混合
液にニトリルゴム１０ｇを攪拌溶解し、さらに重合開始
剤としてベンゾイルパ−オキサイドを添加溶解したモノ
マ−シロップ溶液を塩化ビニルの織布に含浸重合せしめ
た。ついでこの膜を金属枠に固定し、１Ｍヨウ化メチル
のメタノ−ル溶液を片側からのみ３０℃で６時間接触さ
せた後、水洗し片面表面に弱塩基型陰イオン交換基を、
反対側に強塩基型陰イオン交換基を持つ厚さ１００μｍ
の陰イオン交換膜を得た。得られた膜の総イオン交換容
量は２．２ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、弱塩基型と強塩基型
の陰イオン交換基の当量比は１／２０であった。また弱
塩基型の陰イオン交換基が存在する層は表面から約５μ
ｍの厚さであった。
【００２９】得られた陰イオン交換膜と、陽イオン交換
膜としてセレミオンＣＭＴを使用し、脱塩室にＨ型強酸
性カチオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂
を４０／６０（重量比）で混合したものを入れた電気透
析槽からなる脱イオン水製造装置を組立てた。かかる脱
イオン水製造装置に原水として電導度５μＳ／ｃｍの水
を供給し、ユニットセル当り４Ｖの電圧を印加して脱塩
を行なったところ、電導度０．１２μＳ／ｃｍの処理水
が得られた。
膜としてセレミオンＣＭＴを使用し、脱塩室にＨ型強酸
性カチオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂
を４０／６０（重量比）で混合したものを入れた電気透
析槽からなる脱イオン水製造装置を組立てた。かかる脱
イオン水製造装置に原水として電導度５μＳ／ｃｍの水
を供給し、ユニットセル当り４Ｖの電圧を印加して脱塩
を行なったところ、電導度０．１２μＳ／ｃｍの処理水
が得られた。
【００３０】＜実施例５＞１リットルにフラスコに１，
１，２−トリクロロエタンを４００ｍｌ、トリエチルホ
スフェ−トを５６．２ｇ入れた。氷冷した後、６０％Ｓ
Ｏ3 の発煙硫酸８２．４ｇを徐々に滴下し、トリエチル
ホスフェ−ト／ＳＯ3 錯体を調整した。ポリスチレン繊
維をこのトリエチルホスフェ−ト／ＳＯ3 錯体溶液２５
℃、１６時間浸漬し、スルホン化を行なった。メタノ−
ル洗浄後、水洗し、スルホン酸型のカチオン交換繊維を
得た。得られたカチオン交換繊維のイオン交換容量は
２．５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂であった。
１，２−トリクロロエタンを４００ｍｌ、トリエチルホ
スフェ−トを５６．２ｇ入れた。氷冷した後、６０％Ｓ
Ｏ3 の発煙硫酸８２．４ｇを徐々に滴下し、トリエチル
ホスフェ−ト／ＳＯ3 錯体を調整した。ポリスチレン繊
維をこのトリエチルホスフェ−ト／ＳＯ3 錯体溶液２５
℃、１６時間浸漬し、スルホン化を行なった。メタノ−
ル洗浄後、水洗し、スルホン酸型のカチオン交換繊維を
得た。得られたカチオン交換繊維のイオン交換容量は
２．５ミリ当量／ｇ乾燥樹脂であった。
【００３１】一方ポリスチレン繊維を１，１，２，２−
テトラクロロエタン／オクタン／クロロメチルメチルエ
−テル／塩化第２スズ＝５０／５０／２５／０．１（重
量部）溶液中に３０℃、１６時間浸漬し、クロロメチル
化を行なった。メタノ−ル洗浄後、１Ｎトリメチルアミ
ンのメタノ−ル溶液に６０℃で１６時間浸漬し、４級ア
ンモニウム塩基を導入してアニオン交換繊維を得た。得
られたアニオン交換繊維のイオン交換容量は２．０ミリ
当量／ｇ乾燥樹脂であった。これらのカチオン交換繊維
とアニオン交換繊維をそれぞれ約１ｃｍにカットし、カ
チオン交換繊維／アニオン交換繊維＝４５／５５の比率
で混合し、脱塩室に充填するイオン交換体を得た。
テトラクロロエタン／オクタン／クロロメチルメチルエ
−テル／塩化第２スズ＝５０／５０／２５／０．１（重
量部）溶液中に３０℃、１６時間浸漬し、クロロメチル
化を行なった。メタノ−ル洗浄後、１Ｎトリメチルアミ
ンのメタノ−ル溶液に６０℃で１６時間浸漬し、４級ア
ンモニウム塩基を導入してアニオン交換繊維を得た。得
られたアニオン交換繊維のイオン交換容量は２．０ミリ
当量／ｇ乾燥樹脂であった。これらのカチオン交換繊維
とアニオン交換繊維をそれぞれ約１ｃｍにカットし、カ
チオン交換繊維／アニオン交換繊維＝４５／５５の比率
で混合し、脱塩室に充填するイオン交換体を得た。
【００３２】実施例２において、脱塩室にＨ型強酸性カ
チオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂膜を
４０／６０（重量比）で混合したものを入れた代わり
に、上記のようにして得られたイオン交換繊維を充填し
た他は実施例２と同様にしてなる電気透析槽からなる脱
イオン水製造装置を組立てた。かかる脱イオン水製造装
置に実施例２と同様にして原水として電導度５μＳ／ｃ
ｍの水を供給し、ユニットセル当り４Ｖの電圧を印加し
て脱塩を行ったところ、電導度０．１２μＳ／ｃｍの処
理水が得られた。
チオン交換樹脂とＯＨ型強塩基性アニオン交換樹脂膜を
４０／６０（重量比）で混合したものを入れた代わり
に、上記のようにして得られたイオン交換繊維を充填し
た他は実施例２と同様にしてなる電気透析槽からなる脱
イオン水製造装置を組立てた。かかる脱イオン水製造装
置に実施例２と同様にして原水として電導度５μＳ／ｃ
ｍの水を供給し、ユニットセル当り４Ｖの電圧を印加し
て脱塩を行ったところ、電導度０．１２μＳ／ｃｍの処
理水が得られた。
【００３３】＜比較例１＞実施例１において陰イオン交
換膜として全てのイオン交換基が強塩基型の陰イオン交
換膜セレミオンＡＭＴ（旭硝子社の商品名、イオン交換
容量２．３ミリ当量／ｇ乾燥樹脂）を使用した他は全く
同様にしてなる電気透析槽からなる脱イオン水製造装置
を組立てた。かかる脱イオン水製造装置に実施例１と同
様にして、原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を供給
し、ユニットセル当たり４Ｖの電圧を印加して脱塩を行
なったところ、電導度０．２５μＳ／ｃｍの処理水しか
得られなかった。
換膜として全てのイオン交換基が強塩基型の陰イオン交
換膜セレミオンＡＭＴ（旭硝子社の商品名、イオン交換
容量２．３ミリ当量／ｇ乾燥樹脂）を使用した他は全く
同様にしてなる電気透析槽からなる脱イオン水製造装置
を組立てた。かかる脱イオン水製造装置に実施例１と同
様にして、原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を供給
し、ユニットセル当たり４Ｖの電圧を印加して脱塩を行
なったところ、電導度０．２５μＳ／ｃｍの処理水しか
得られなかった。
【００３４】＜比較例２＞実施例５において、陰イオン
交換膜として、比較例１と同様に全てのイオン交換基を
強塩基型の陰イオン交換膜セレミオンＡＭＴを使用した
他は実施例５と同様にして脱イオン水製造装置を組立て
た。かかる脱イオン水製造装置に実施例５と同様にして
原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を供給し、ユニット
セル当たり４Ｖの電圧を印加して脱塩を行なったとこ
ろ、電導度１μＳ／ｃｍの処理水しか得られなかった。
交換膜として、比較例１と同様に全てのイオン交換基を
強塩基型の陰イオン交換膜セレミオンＡＭＴを使用した
他は実施例５と同様にして脱イオン水製造装置を組立て
た。かかる脱イオン水製造装置に実施例５と同様にして
原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を供給し、ユニット
セル当たり４Ｖの電圧を印加して脱塩を行なったとこ
ろ、電導度１μＳ／ｃｍの処理水しか得られなかった。
【００３５】
【発明の効果】本発明の脱イオン水製造装置では、陰極
側の表面層に弱塩基型の陰イオン交換基を有する陰イオ
ン交換膜を配置したので、脱塩室に充填したイオン交換
体の内、陽イオン交換体との接触表面で積極的に水解離
が起こり、イオン交換樹脂の再生が効率的に行われ、高
純度の脱イオン水を長期にわたり連続的に得ることがで
きる。
側の表面層に弱塩基型の陰イオン交換基を有する陰イオ
ン交換膜を配置したので、脱塩室に充填したイオン交換
体の内、陽イオン交換体との接触表面で積極的に水解離
が起こり、イオン交換樹脂の再生が効率的に行われ、高
純度の脱イオン水を長期にわたり連続的に得ることがで
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 71/30 71/82 ５００ Ｃ０２Ｆ 1/42 Ａ 1/44 Ｈ
Claims (8)
- 【請求項１】陰極と陽極の間に陽イオン交換膜と陰イオ
ン交換膜とを交互に配列させた電気透析槽の脱塩室にイ
オン交換体を充填してなる脱イオン水製造装置におい
て、上記陰イオン交換膜が、その少なくとも陰極側の表
面層に弱塩基型の陰イオン交換基が存在する陰イオン交
換膜であることを特徴とする脱イオン水製造装置。 - 【請求項２】弱塩基型の陰イオン交換基が存在する表面
層が、陰極側の表面から０．０５〜１００μｍまでの厚
みを有し、残余の層に強塩基型の陰イオン交換基が存在
することを特徴とする請求項１に記載の脱イオン水製造
装置。 - 【請求項３】陰イオン交換膜が総イオン交換容量０．５
〜３ミリ当量／ｇ乾燥樹脂を有することを特徴とする請
求項１または２に記載の脱イオン水製造装置。 - 【請求項４】陰イオン交換膜の弱塩基型と強塩基型の陰
イオン交換基の存在当量比が１／２０００〜１／１であ
ることを特徴とする請求項１、２または３に記載の脱イ
オン水製造装置。 - 【請求項５】陰イオン交換膜が、スチレンまたはその誘
導体の重合体を母体とし、強塩基型陰イオン交換基とし
て４級アンモニウム塩基またはピリジニウム塩基を有す
ることを特徴とする請求項２、３または４に記載の脱イ
オン水製造装置。 - 【請求項６】弱塩基型の陰イオン交換基がハロゲン化ア
ルキル基を有する重合体膜に１級または２級アミンを反
応させることにより導入されることを特徴とする請求項
１〜４または５に記載の脱イオン水製造装置。 - 【請求項７】陰イオン交換膜が、ハロゲン化アルキル基
を有する重合体架橋膜に１級または２級アミンを反応さ
せることにより弱塩基型の陰イオン交換基を一部導入し
た後、３級アミンを反応させることにより、残りのハロ
ゲン化アルキル基を強塩基型陰イオン交換基とすること
を特徴とする請求項２〜５または６に記載の脱イオン水
製造装置。 - 【請求項８】陰イオン交換膜が、弱塩基型のイオン交換
基を有する重合体架橋膜にハロゲン化アルキルを反応さ
せることにより強塩基型の陰イオン交換基が一部導入さ
れることを特徴とする請求項１〜６または７に記載の脱
イオン水製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6337665A JPH08182991A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 脱イオン水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6337665A JPH08182991A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 脱イオン水製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08182991A true JPH08182991A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=18310805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6337665A Pending JPH08182991A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 脱イオン水製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08182991A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1106241A1 (en) * | 1999-12-10 | 2001-06-13 | Asahi Glass Company Ltd. | Electro-regenerating type apparatus for producing deionized water |
| JP2003532520A (ja) * | 2000-05-10 | 2003-11-05 | ミリポア・コーポレイション | 改良された電気脱イオン化モジュール |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6337665A patent/JPH08182991A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1106241A1 (en) * | 1999-12-10 | 2001-06-13 | Asahi Glass Company Ltd. | Electro-regenerating type apparatus for producing deionized water |
| JP2003532520A (ja) * | 2000-05-10 | 2003-11-05 | ミリポア・コーポレイション | 改良された電気脱イオン化モジュール |
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