JPH08197062A - 電気透析型脱イオン水製造装置 - Google Patents
電気透析型脱イオン水製造装置Info
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- JPH08197062A JPH08197062A JP756295A JP756295A JPH08197062A JP H08197062 A JPH08197062 A JP H08197062A JP 756295 A JP756295 A JP 756295A JP 756295 A JP756295 A JP 756295A JP H08197062 A JPH08197062 A JP H08197062A
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- deionized water
- cation exchange
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高純度の脱イオン水を長期間安定して製造す
る。 【構成】電気透析装置の脱塩室にイオン交換体を収容し
てなる脱イオン水製造装置において、該イオン交換体の
陰イオン交換膜と接触する部分に陽イオン交換基を含み
陰イオン交換基を含まない表面層が存在し、該イオン交
換体の陽イオン交換膜と接触する部分に陰イオン交換基
を含み陽イオン交換基を含まない表面層が存在する。
る。 【構成】電気透析装置の脱塩室にイオン交換体を収容し
てなる脱イオン水製造装置において、該イオン交換体の
陰イオン交換膜と接触する部分に陽イオン交換基を含み
陰イオン交換基を含まない表面層が存在し、該イオン交
換体の陽イオン交換膜と接触する部分に陰イオン交換基
を含み陽イオン交換基を含まない表面層が存在する。
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、特に、イオン
交換体とイオン交換膜を組み合せて脱イオン水を製造す
る自己再生型電気透析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、特に、イオン
交換体とイオン交換膜を組み合せて脱イオン水を製造す
る自己再生型電気透析脱イオン水製造装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】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。
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装
置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装
置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、脱塩室の幅と厚さを限
定する方法（特開昭６１−１０７９０６号公報）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号公報）、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号公
報）、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とする方法（特開平５−２７
７３４４号公報）などが検討されている。
定する方法（特開昭６１−１０７９０６号公報）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号公報）、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号公
報）、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とする方法（特開平５−２７
７３４４号公報）などが検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、水解
離によって生成する酸、アルカリによるイオン交換体の
再生が、必ずしも十分に行われていないという問題点が
あった。本発明は、電気透析型脱イオン水製造装置にお
いて、使用するイオン交換体の再生をより効果的に行
い、高純度の脱イオン水を長期間にわたって安定して製
造することを目的とする。
離によって生成する酸、アルカリによるイオン交換体の
再生が、必ずしも十分に行われていないという問題点が
あった。本発明は、電気透析型脱イオン水製造装置にお
いて、使用するイオン交換体の再生をより効果的に行
い、高純度の脱イオン水を長期間にわたって安定して製
造することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、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
せた電気透析装置の脱塩室にイオン交換体を収容してな
る脱イオン水製造装置において、該イオン交換体の陽イ
オン交換膜と接触する部分に、厚さ０．１〜１０００μ
ｍの陰イオン交換基を含み陽イオン交換基を含まない表
面層が存在するシート状のイオン交換体を使用する電気
透析型脱イオン水製造装置を提供するものである。
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
せた電気透析装置の脱塩室にイオン交換体を収容してな
る脱イオン水製造装置において、該イオン交換体の陽イ
オン交換膜と接触する部分に、厚さ０．１〜１０００μ
ｍの陰イオン交換基を含み陽イオン交換基を含まない表
面層が存在するシート状のイオン交換体を使用する電気
透析型脱イオン水製造装置を提供するものである。
【０００７】本発明はまた、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
装置の脱塩室にイオン交換体を収容してなる脱イオン水
製造装置において、該イオン交換体の陰イオン交換膜と
接触する部分に、厚さ０．１〜１０００μｍの陽イオン
交換基を含み陰イオン交換基を含まない表面層が存在す
るシート状のイオン交換体を使用する電気透析型脱イオ
ン水製造装置を提供するものである。
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
装置の脱塩室にイオン交換体を収容してなる脱イオン水
製造装置において、該イオン交換体の陰イオン交換膜と
接触する部分に、厚さ０．１〜１０００μｍの陽イオン
交換基を含み陰イオン交換基を含まない表面層が存在す
るシート状のイオン交換体を使用する電気透析型脱イオ
ン水製造装置を提供するものである。
【０００８】本発明では、電気透析型脱イオン水製造装
置の脱塩室に入れるイオン交換体において、イオン交換
体の陽イオン交換膜と接触する部分または陽イオン交換
膜と接触する部分に、それぞれ接触する膜が有する交換
基の逆の電荷を有する交換基を含み、膜の交換基と同じ
電荷を有する交換基を含まない表面層（以下、単に表面
層という）を有する。この表面層は、イオン交換膜との
接触面で水の解離を促進する機能を有する。
置の脱塩室に入れるイオン交換体において、イオン交換
体の陽イオン交換膜と接触する部分または陽イオン交換
膜と接触する部分に、それぞれ接触する膜が有する交換
基の逆の電荷を有する交換基を含み、膜の交換基と同じ
電荷を有する交換基を含まない表面層（以下、単に表面
層という）を有する。この表面層は、イオン交換膜との
接触面で水の解離を促進する機能を有する。
【０００９】表面層は、イオン交換体の陰イオン交換膜
側または陽イオン交換膜側のいずれか一方に設けること
で本発明の効果を発現することができるが、両方の側に
設ける場合は、特に水の解離が良好で、純度の高い脱イ
オン水が得られるので好ましい。上記シート状のイオン
交換体として、脱塩室の厚さに比べて薄いものを、陽イ
オン交換膜側または陰イオン交換膜側のいずれかまたは
両方の近傍付近にのみ設けて、残部にたとえば陰イオン
交換樹脂粒子と陽イオン交換樹脂粒子の混合物を充填し
てもよい。一方の面に、陽イオン交換基を含み陰イオン
交換基を含まない表面層を有し、他の面に陰イオン交換
基を含み陽イオン交換基を含まない表面層を有するシー
ト状の一体型のイオン交換体を使用する場合は、取り扱
いが良好であるので好ましい。
側または陽イオン交換膜側のいずれか一方に設けること
で本発明の効果を発現することができるが、両方の側に
設ける場合は、特に水の解離が良好で、純度の高い脱イ
オン水が得られるので好ましい。上記シート状のイオン
交換体として、脱塩室の厚さに比べて薄いものを、陽イ
オン交換膜側または陰イオン交換膜側のいずれかまたは
両方の近傍付近にのみ設けて、残部にたとえば陰イオン
交換樹脂粒子と陽イオン交換樹脂粒子の混合物を充填し
てもよい。一方の面に、陽イオン交換基を含み陰イオン
交換基を含まない表面層を有し、他の面に陰イオン交換
基を含み陽イオン交換基を含まない表面層を有するシー
ト状の一体型のイオン交換体を使用する場合は、取り扱
いが良好であるので好ましい。
【００１０】表面層の厚さは０．１〜１０００μｍであ
ることが必要である。表面層の厚さが０．１μｍ未満の
場合は、接触面での水解離を促進する効果が十分向上し
ない。表面層の厚さが１０００μｍを超える場合は、イ
オン交換体に吸着したイオンの脱塩が妨げられ抵抗が高
くなるので不適当である。表面層の厚さが０．５〜５０
μｍである場合は、さらに好ましい。
ることが必要である。表面層の厚さが０．１μｍ未満の
場合は、接触面での水解離を促進する効果が十分向上し
ない。表面層の厚さが１０００μｍを超える場合は、イ
オン交換体に吸着したイオンの脱塩が妨げられ抵抗が高
くなるので不適当である。表面層の厚さが０．５〜５０
μｍである場合は、さらに好ましい。
【００１１】表面層は、連続相であると脱塩の効率が低
下するため、多孔層であることが好ましく、その空隙率
は２０〜９５％が好ましい。空隙率が２０％より低いと
水が流れ難くなり水解離の効率が低下し、９５％より高
いと陽イオン交換膜との接触面積が小さくなり同様に水
解離の効率が低下するため好ましくない。空隙率が３０
〜９０％であると処理水純度の高いものが得られ、更に
性能安定性にも優れており好ましい。
下するため、多孔層であることが好ましく、その空隙率
は２０〜９５％が好ましい。空隙率が２０％より低いと
水が流れ難くなり水解離の効率が低下し、９５％より高
いと陽イオン交換膜との接触面積が小さくなり同様に水
解離の効率が低下するため好ましくない。空隙率が３０
〜９０％であると処理水純度の高いものが得られ、更に
性能安定性にも優れており好ましい。
【００１２】表面層のイオン交換容量は、０．５〜５ミ
リ当量／ｇ乾燥樹脂のものが好ましく用いられる。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
電気抵抗が高くなり、イオン交換容量が５ミリ当量／ｇ
より大きいと表面層の強度が著しく低下し、使用中に破
砕するおそれがあるので好ましくない。
リ当量／ｇ乾燥樹脂のものが好ましく用いられる。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
電気抵抗が高くなり、イオン交換容量が５ミリ当量／ｇ
より大きいと表面層の強度が著しく低下し、使用中に破
砕するおそれがあるので好ましくない。
【００１３】表面層として陰イオン交換層を設ける場
合、イオン交換基としては、イオン交換基の化学的安定
性および水解離促進の観点から１〜３級アミノ基、４級
アンモニウム塩基、ピリジン基、４級ピリジニウム塩基
のいずれかであることが好ましい。
合、イオン交換基としては、イオン交換基の化学的安定
性および水解離促進の観点から１〜３級アミノ基、４級
アンモニウム塩基、ピリジン基、４級ピリジニウム塩基
のいずれかであることが好ましい。
【００１４】表面層として陰イオン交換層を設ける方法
としては次のような方法が挙げられる。脱塩室に収容す
るイオン交換体としてイオン交換樹脂を使用する場合に
は、１）陰イオン交換樹脂を接着剤ポリマーで固めて多
孔質シート状にしたものを陽イオン交換膜側に収容し残
りの空間を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合
したものを充填する方法、２）陰イオン交換樹脂を並べ
たものの上に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混
合したものを並べ接着剤ポリマーで固めて多孔質シート
状にしたものを使用する方法、３）陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマー
で固めて多孔質シート状にしたものに陰イオン交換ポリ
マー液をコートする方法、４）陽イオン交換樹脂と陰イ
オン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマーで固
めて多孔質シート状にする際に接着剤ポリマーとして陰
イオン交換ポリマーを使用する方法などが挙げられる。
この場合、イオン交換樹脂は粒状物あるいはそれを粉砕
したものを用いるのが好ましい。
としては次のような方法が挙げられる。脱塩室に収容す
るイオン交換体としてイオン交換樹脂を使用する場合に
は、１）陰イオン交換樹脂を接着剤ポリマーで固めて多
孔質シート状にしたものを陽イオン交換膜側に収容し残
りの空間を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合
したものを充填する方法、２）陰イオン交換樹脂を並べ
たものの上に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混
合したものを並べ接着剤ポリマーで固めて多孔質シート
状にしたものを使用する方法、３）陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマー
で固めて多孔質シート状にしたものに陰イオン交換ポリ
マー液をコートする方法、４）陽イオン交換樹脂と陰イ
オン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマーで固
めて多孔質シート状にする際に接着剤ポリマーとして陰
イオン交換ポリマーを使用する方法などが挙げられる。
この場合、イオン交換樹脂は粒状物あるいはそれを粉砕
したものを用いるのが好ましい。
【００１５】また脱塩室に収容するイオン交換体として
イオン交換繊維またはイオン交換繊維よりなる布を使用
する場合には、１）陰イオン交換繊維よりなる布を陽イ
オン交換膜側に収容し残りの空間を陽イオン交換繊維と
陰イオン交換繊維を混合したものまたは混合して成形し
た布を収容する方法、２）陰イオン交換繊維よりなる布
と陽イオン交換繊維よりなる布を陽イオン交換膜側から
交互に収容する方法、３）陽イオン交換繊維と陰イオン
交換繊維を混合して布を成形する際に陰イオン交換繊維
のみを分散した上に陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊
維を混合したものを分散し布を成形する方法、４）陽イ
オン交換繊維と陰イオン交換繊維を混合したものを分散
し布を成形した後陰イオン交換ポリマー液または陰イオ
ン交換体分散ポリマー液をコートする方法などが挙げら
れる。
イオン交換繊維またはイオン交換繊維よりなる布を使用
する場合には、１）陰イオン交換繊維よりなる布を陽イ
オン交換膜側に収容し残りの空間を陽イオン交換繊維と
陰イオン交換繊維を混合したものまたは混合して成形し
た布を収容する方法、２）陰イオン交換繊維よりなる布
と陽イオン交換繊維よりなる布を陽イオン交換膜側から
交互に収容する方法、３）陽イオン交換繊維と陰イオン
交換繊維を混合して布を成形する際に陰イオン交換繊維
のみを分散した上に陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊
維を混合したものを分散し布を成形する方法、４）陽イ
オン交換繊維と陰イオン交換繊維を混合したものを分散
し布を成形した後陰イオン交換ポリマー液または陰イオ
ン交換体分散ポリマー液をコートする方法などが挙げら
れる。
【００１６】表面層として陽イオン交換層を設ける場
合、イオン交換基としては、電気抵抗およびイオン交換
基の化学的安定性の観点からスルホン酸またはその塩で
あることが好ましい。
合、イオン交換基としては、電気抵抗およびイオン交換
基の化学的安定性の観点からスルホン酸またはその塩で
あることが好ましい。
【００１７】表面層として陽イオン交換層を設ける方法
としては次のような方法が挙げられる。脱塩室に収容す
るイオン交換体としてイオン交換樹脂を使用する場合に
は、１）陽イオン交換樹脂を接着剤ポリマーで固めて多
孔質シート状にしたものを陰イオン交換膜側に収容し残
りの空間を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合
したものを充填する方法、２）陽イオン交換樹脂を並べ
たものの上に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混
合したものを並べ接着剤ポリマーで固めて多孔質シート
状にしたものを使用する方法、３）陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマー
で固めて多孔質シート状にしたものに陽イオン交換ポリ
マー液をコートする方法、４）陽イオン交換樹脂と陰イ
オン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマーで固
めて多孔質シート状にする際に接着剤ポリマーとして陽
イオン交換樹脂を使用する方法などが挙げられる。この
場合、イオン交換樹脂は粒状物あるいはそれを粉砕した
ものを用いるのが好ましい。
としては次のような方法が挙げられる。脱塩室に収容す
るイオン交換体としてイオン交換樹脂を使用する場合に
は、１）陽イオン交換樹脂を接着剤ポリマーで固めて多
孔質シート状にしたものを陰イオン交換膜側に収容し残
りの空間を陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混合
したものを充填する方法、２）陽イオン交換樹脂を並べ
たものの上に陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂を混
合したものを並べ接着剤ポリマーで固めて多孔質シート
状にしたものを使用する方法、３）陽イオン交換樹脂と
陰イオン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマー
で固めて多孔質シート状にしたものに陽イオン交換ポリ
マー液をコートする方法、４）陽イオン交換樹脂と陰イ
オン交換樹脂を混合したものを並べ接着剤ポリマーで固
めて多孔質シート状にする際に接着剤ポリマーとして陽
イオン交換樹脂を使用する方法などが挙げられる。この
場合、イオン交換樹脂は粒状物あるいはそれを粉砕した
ものを用いるのが好ましい。
【００１８】また脱塩室に収容するイオン交換体として
イオン交換繊維またはイオン交換繊維よりなる布を使用
する場合には、１）陽イオン交換繊維よりなる布を陰イ
オン交換膜側に収容し残りの空間を陽イオン交換繊維と
陰イオン交換繊維を混合したものまたは混合して成形し
た布を収容する方法、２）陽イオン交換繊維よりなる布
と陰イオン交換繊維よりなる布を陰イオン交換膜側から
交互に収容する方法、３）陽イオン交換繊維と陰イオン
交換繊維を混合して布を成形する際に陽イオン交換繊維
のみを分散した上に陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊
維を混合したものを分散し布を成形する方法、４）陽イ
オン交換繊維と陰イオン交換繊維を混合したものを分散
し布を成形した後陽イオン交換ポリマー液または陽イオ
ン交換体分散ポリマー液をコートする方法などが挙げら
れる。
イオン交換繊維またはイオン交換繊維よりなる布を使用
する場合には、１）陽イオン交換繊維よりなる布を陰イ
オン交換膜側に収容し残りの空間を陽イオン交換繊維と
陰イオン交換繊維を混合したものまたは混合して成形し
た布を収容する方法、２）陽イオン交換繊維よりなる布
と陰イオン交換繊維よりなる布を陰イオン交換膜側から
交互に収容する方法、３）陽イオン交換繊維と陰イオン
交換繊維を混合して布を成形する際に陽イオン交換繊維
のみを分散した上に陽イオン交換繊維と陰イオン交換繊
維を混合したものを分散し布を成形する方法、４）陽イ
オン交換繊維と陰イオン交換繊維を混合したものを分散
し布を成形した後陽イオン交換ポリマー液または陽イオ
ン交換体分散ポリマー液をコートする方法などが挙げら
れる。
【００１９】
【作用】本発明においては、表面層とイオン交換膜と
は、それぞれ異なる電荷のイオン交換基を有しているの
で、その界面の部分でで水の解離が促進され、イオン交
換体の効率的な再生が行われるので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可能となるものと考
えられる。
は、それぞれ異なる電荷のイオン交換基を有しているの
で、その界面の部分でで水の解離が促進され、イオン交
換体の効率的な再生が行われるので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可能となるものと考
えられる。
【００２０】
実施例１ 粒径が４００〜５５０μｍ、イオン交換容量が４．２ミ
リ当量／ｇ乾燥樹脂のスルホン酸型陽イオン交換樹脂
（ロームアンドハース社製、商品名アンバーライト２０
１ＣＴ）および粒径が４００〜５３０μｍ、イオン交換
容量が３．７ミリ当量／ｇ乾燥樹脂の４級アンモニウム
塩型陰イオン交換樹脂（ロームアンドハース社製、商品
名アンバーライトＩＲＡ４００）を、陽イオン交換樹脂
／陰イオン交換樹脂＝３５／６５（湿潤状態での容量
比）で混合し、イオン交換容量比が４５／５５の混合物
とした。
リ当量／ｇ乾燥樹脂のスルホン酸型陽イオン交換樹脂
（ロームアンドハース社製、商品名アンバーライト２０
１ＣＴ）および粒径が４００〜５３０μｍ、イオン交換
容量が３．７ミリ当量／ｇ乾燥樹脂の４級アンモニウム
塩型陰イオン交換樹脂（ロームアンドハース社製、商品
名アンバーライトＩＲＡ４００）を、陽イオン交換樹脂
／陰イオン交換樹脂＝３５／６５（湿潤状態での容量
比）で混合し、イオン交換容量比が４５／５５の混合物
とした。
【００２１】上記陰イオン交換樹脂を粉砕したものを１
００メッシュのポリエステル布上に薄く並べ、更にその
上に上記イオン交換樹脂混合物を並べ、接着剤ポリマー
溶液として０．２％のブロックイソシアネート（武田薬
品株式会社製、商品名プロミネートＸＣ）を含有する５
％ポリビニリアルコール水溶液を塗布した後５０℃で３
０分乾燥することを３回繰り返し、１５０℃で１０分熱
処理した。この結果、表面に約５００μｍの陰イオン交
換樹脂のみからなる表面層を有する、厚さ３ｍｍの多孔
質シート状イオン交換体を得た。
００メッシュのポリエステル布上に薄く並べ、更にその
上に上記イオン交換樹脂混合物を並べ、接着剤ポリマー
溶液として０．２％のブロックイソシアネート（武田薬
品株式会社製、商品名プロミネートＸＣ）を含有する５
％ポリビニリアルコール水溶液を塗布した後５０℃で３
０分乾燥することを３回繰り返し、１５０℃で１０分熱
処理した。この結果、表面に約５００μｍの陰イオン交
換樹脂のみからなる表面層を有する、厚さ３ｍｍの多孔
質シート状イオン交換体を得た。
【００２２】この多孔質シート状イオン交換体を脱塩室
に入れ、陰イオン交換膜（旭硝子株式会社製、商品名セ
レミオンＡＭＰ）と陽イオン交換膜（旭硝子株式会社
製、商品名セレミンＣＭＴ）を使用し、多孔質シート状
イオン交換体の陰イオン交換樹脂のみからなる表面層が
陽イオン交換膜側になるようにして、電気透析槽（有効
膜面積５００ｃｍ2 ×５対）に組んで水処理試験を行っ
た。原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を用い、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、
電導度が０．０７μＳ／ｃｍの処理水が得られた。この
性能は１カ月間安定していた。
に入れ、陰イオン交換膜（旭硝子株式会社製、商品名セ
レミオンＡＭＰ）と陽イオン交換膜（旭硝子株式会社
製、商品名セレミンＣＭＴ）を使用し、多孔質シート状
イオン交換体の陰イオン交換樹脂のみからなる表面層が
陽イオン交換膜側になるようにして、電気透析槽（有効
膜面積５００ｃｍ2 ×５対）に組んで水処理試験を行っ
た。原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を用い、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、
電導度が０．０７μＳ／ｃｍの処理水が得られた。この
性能は１カ月間安定していた。
【００２３】比較のため、上記のイオン交換樹脂を接着
剤ポリマーで結合することなく、単に混合したものを
後、同じ電気透析槽の脱塩室に収容して、水処理試験を
行った。原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を用い、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、電導度が１μＳ／ｃｍの処理水しか得られなかっ
た。
剤ポリマーで結合することなく、単に混合したものを
後、同じ電気透析槽の脱塩室に収容して、水処理試験を
行った。原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を用い、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、電導度が１μＳ／ｃｍの処理水しか得られなかっ
た。
【００２４】実施例２ 多孔度９０％、厚さ２００μｍのポリエチレン／ポリプ
ロピレン混合体不織布を１５％クロロスルホン酸の１，
１，２，２−テトラクロロエタン溶液に２５℃、１６時
間浸漬し、クロロスルホン化を行った。メタノール洗
浄、水洗後、１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に６０℃で
１６時間浸漬、更に１Ｎの塩酸に６０℃で１６時間浸漬
し、スルホン酸型のカチオン交換不織布を得た。得られ
たカチオン交換体のイオン交換容量は１．５ミリ当量／
ｇであった。
ロピレン混合体不織布を１５％クロロスルホン酸の１，
１，２，２−テトラクロロエタン溶液に２５℃、１６時
間浸漬し、クロロスルホン化を行った。メタノール洗
浄、水洗後、１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液に６０℃で
１６時間浸漬、更に１Ｎの塩酸に６０℃で１６時間浸漬
し、スルホン酸型のカチオン交換不織布を得た。得られ
たカチオン交換体のイオン交換容量は１．５ミリ当量／
ｇであった。
【００２５】一方、多孔度９０％、厚さ２００μｍのポ
リエチレン／ポリプロピレン混合体不織布にγ線を２０
０ｋＧｙ照射した後、該不織布を窒素雰囲気下で１０％
クロロメチルスチレンのｔ−ブタノール液に６０℃で２
４時間浸漬し、グラフト重合を行った。得られたグラフ
ト重合体を１Ｎトリメチルアミンのメタノール溶液に３
０℃で２４時間浸漬しアミノ化反応を行って、イオン交
換容量が１．０ミリ当量／ｇ乾燥樹脂の陰イオン交換不
織布を得た。
リエチレン／ポリプロピレン混合体不織布にγ線を２０
０ｋＧｙ照射した後、該不織布を窒素雰囲気下で１０％
クロロメチルスチレンのｔ−ブタノール液に６０℃で２
４時間浸漬し、グラフト重合を行った。得られたグラフ
ト重合体を１Ｎトリメチルアミンのメタノール溶液に３
０℃で２４時間浸漬しアミノ化反応を行って、イオン交
換容量が１．０ミリ当量／ｇ乾燥樹脂の陰イオン交換不
織布を得た。
【００２６】上記陰イオン交換不織布と陽イオン交換不
織布５枚ずつを、交互に重ねた後、圧縮してシート状の
イオン交換体を得た。このイオン交換体の陰イオン交換
不織布が表面になっている面が陽イオン交換膜側になる
ようにして、実施例１と同じ電気透析槽の脱塩室（厚さ
１ｍｍ）に入れ、水処理試験を行った。原水として電導
度５μＳ／ｃｍの水を用い、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０．１μＳ／
ｃｍの処理水が安定して得られた。
織布５枚ずつを、交互に重ねた後、圧縮してシート状の
イオン交換体を得た。このイオン交換体の陰イオン交換
不織布が表面になっている面が陽イオン交換膜側になる
ようにして、実施例１と同じ電気透析槽の脱塩室（厚さ
１ｍｍ）に入れ、水処理試験を行った。原水として電導
度５μＳ／ｃｍの水を用い、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０．１μＳ／
ｃｍの処理水が安定して得られた。
【００２７】比較のため、上記の陰イオン交換不織布と
陽イオン交換不織布５枚ずつを圧縮したものの陰イオン
交換不織布が表面になっている面が陰イオン交換膜側に
なるようにして、同じ電気透析槽の脱塩室（厚さ１ｍ
ｍ）に入れ、水処理試験を行った。原水として電導度５
μＳ／ｃｍの水を用い、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、電導度が０．８μＳ／ｃ
ｍの処理水しか得られなかった。
陽イオン交換不織布５枚ずつを圧縮したものの陰イオン
交換不織布が表面になっている面が陰イオン交換膜側に
なるようにして、同じ電気透析槽の脱塩室（厚さ１ｍ
ｍ）に入れ、水処理試験を行った。原水として電導度５
μＳ／ｃｍの水を用い、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、電導度が０．８μＳ／ｃ
ｍの処理水しか得られなかった。
【００２８】実施例３ 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（ＣＦ2 ）2 ＳＯ2 Ｆ０．０４５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８％のパーフルオロスルホン酸ポリマー溶液を得
た。
オロエチレン０．２モルとＣＦ2 ＝ＣＦＯＣＦ2 ＣＦ
（ＣＦ3 ）Ｏ（ＣＦ2 ）2 ＳＯ2 Ｆ０．０４５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８％のパーフルオロスルホン酸ポリマー溶液を得
た。
【００２９】実施例１と同じ陽イオン交換樹脂を粉砕し
たものを１００メッシュのポリエステル布上に薄く並
べ、更にその上に実施例１と同じイオン交換樹脂混合物
を並べ、接着剤ポリマー溶液として８％パーフルオロス
ルホン酸ポリマー溶液を塗布した後５０℃で３０分乾燥
することを３回繰り返した。この結果、表面に約５０μ
ｍの陽イオン交換樹脂のみからなる表面層を有する、厚
さ３ｍｍの多孔質シート状イオン交換体を得た。
たものを１００メッシュのポリエステル布上に薄く並
べ、更にその上に実施例１と同じイオン交換樹脂混合物
を並べ、接着剤ポリマー溶液として８％パーフルオロス
ルホン酸ポリマー溶液を塗布した後５０℃で３０分乾燥
することを３回繰り返した。この結果、表面に約５０μ
ｍの陽イオン交換樹脂のみからなる表面層を有する、厚
さ３ｍｍの多孔質シート状イオン交換体を得た。
【００３０】この多孔質シート状イオン交換体を脱塩室
に入れ、陽イオン交換樹脂のみからなる表面層が陰イオ
ン交換膜側になるようにして、実施例１と同様の電気透
析槽に組んで水処理試験を行った。原水として電導度５
μＳ／ｃｍの水を用い、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、電導度が０．０７μＳ／
ｃｍの処理水が得られた。この性能は１カ月間安定して
いた。
に入れ、陽イオン交換樹脂のみからなる表面層が陰イオ
ン交換膜側になるようにして、実施例１と同様の電気透
析槽に組んで水処理試験を行った。原水として電導度５
μＳ／ｃｍの水を用い、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、電導度が０．０７μＳ／
ｃｍの処理水が得られた。この性能は１カ月間安定して
いた。
【００３１】実施例４ １０リットルのフラスコに１，１，２−トリクロロエタ
ンを４リットル、トリエチルホスフェートを５６２ｇ入
れた。氷冷した後、６０重量％ＳＯ3 の発煙硫酸を８２
４ｇ徐々に滴下し、トリエチルホスフェート／ＳＯ3 錯
体を調製した。ポリスチレン繊維を上記錯体溶液に２５
℃、１６時間浸漬し、スルホン化を行った。メタノール
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であった。
ンを４リットル、トリエチルホスフェートを５６２ｇ入
れた。氷冷した後、６０重量％ＳＯ3 の発煙硫酸を８２
４ｇ徐々に滴下し、トリエチルホスフェート／ＳＯ3 錯
体を調製した。ポリスチレン繊維を上記錯体溶液に２５
℃、１６時間浸漬し、スルホン化を行った。メタノール
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であった。
【００３２】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
ーテル／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
化を行った。メタノール洗浄後、１Ｎトリメチルアミン
のメタノール溶液に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であった。
テトラクロロエタン／オクタン／クロロメチルメチルエ
ーテル／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
化を行った。メタノール洗浄後、１Ｎトリメチルアミン
のメタノール溶液に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であった。
【００３３】これらのイオン交換繊維を約１ｃｍにカッ
トし、カチオン交換繊維／アニオン交換繊維／未反応繊
維＝４５／５５／３０の比率で混合後、１８０℃で熱ロ
ールプレスを行って、総イオン交換容量が１．７ミリ当
量／ｇ乾燥樹脂、空隙率７５％、厚さ３２０μｍ、目付
け量９６ｇ／ｍ2 の不織布を作製した。得られたイオン
交換体不織布に実施例３で使用したパーフルオロスルホ
ン酸ポリマー溶液をスプレーコートし、表面に約５μｍ
の陽イオン交換層を形成した。
トし、カチオン交換繊維／アニオン交換繊維／未反応繊
維＝４５／５５／３０の比率で混合後、１８０℃で熱ロ
ールプレスを行って、総イオン交換容量が１．７ミリ当
量／ｇ乾燥樹脂、空隙率７５％、厚さ３２０μｍ、目付
け量９６ｇ／ｍ2 の不織布を作製した。得られたイオン
交換体不織布に実施例３で使用したパーフルオロスルホ
ン酸ポリマー溶液をスプレーコートし、表面に約５μｍ
の陽イオン交換層を形成した。
【００３４】このイオン交換体不織布を陽イオン交換層
が陰イオン交換膜側になるようにして脱塩室に入れ、実
施例１と同様の電気透析槽に組んで水処理試験を行っ
た。原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を用い、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、
電導度が０．０８μＳ／ｃｍの処理水が安定して得られ
た。
が陰イオン交換膜側になるようにして脱塩室に入れ、実
施例１と同様の電気透析槽に組んで水処理試験を行っ
た。原水として電導度５μＳ／ｃｍの水を用い、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、
電導度が０．０８μＳ／ｃｍの処理水が安定して得られ
た。
【００３５】
【発明の効果】本発明の電気透析型脱イオン水製造装置
は、脱塩室に入れるイオン交換体として、陰極側に少な
くとも０．１〜１０００μｍの陰イオン交換層が存在す
るイオン交換体を電気透析型脱イオン水製造装置に使用
することにより、陰極側の陽イオン交換膜との接触面で
水の解離が促進され、イオン交換体の効率的な再生が行
われるので高純度の脱イオン水を長期にわたり連続的に
得ることが可能となるものと考えられる。
は、脱塩室に入れるイオン交換体として、陰極側に少な
くとも０．１〜１０００μｍの陰イオン交換層が存在す
るイオン交換体を電気透析型脱イオン水製造装置に使用
することにより、陰極側の陽イオン交換膜との接触面で
水の解離が促進され、イオン交換体の効率的な再生が行
われるので高純度の脱イオン水を長期にわたり連続的に
得ることが可能となるものと考えられる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０２Ｆ 1/42 Ａ 1/44 Ｈ
Claims (6)
- 【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装置の脱塩室に
イオン交換体を収容してなる脱イオン水製造装置におい
て、該イオン交換体の陽イオン交換膜と接触する部分
に、厚さ０．１〜１０００μｍの陰イオン交換基を含み
陽イオン交換基を含まない表面層が存在するシート状の
イオン交換体を使用する電気透析型脱イオン水製造装
置。 - 【請求項２】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装置の脱塩室に
イオン交換体を収容してなる脱イオン水製造装置におい
て、該イオン交換体の陰イオン交換膜と接触する部分
に、厚さ０．１〜１０００μｍの陽イオン交換基を含み
陰イオン交換基を含まない表面層が存在するシート状の
イオン交換体を使用する電気透析型脱イオン水製造装
置。 - 【請求項３】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装置の脱塩室に
イオン交換体を収容してなる脱イオン水製造装置におい
て、該イオン交換体の陰イオン交換膜と接触する部分
に、厚さ０．１〜１０００μｍの陽イオン交換基を含み
陰イオン交換基を含まない表面層が存在するシート状の
イオン交換体を使用し、かつ、該イオン交換体の陽イオ
ン交換膜と接触する部分に、厚さ０．１〜１０００μｍ
の陰イオン交換基を含み陽イオン交換基を含まない表面
層が存在するシート状のイオン交換体を使用する電気透
析型脱イオン水製造装置。 - 【請求項４】一方の面に、陽イオン交換基を含み陰イオ
ン交換基を含まない表面層を有し、他の面に陰イオン交
換基を含み陽イオン交換基を含まない表面層を有するシ
ート状の一体型のイオン交換体を使用する請求項３の電
気透析型脱イオン水製造装置。 - 【請求項５】表面層が多孔性であり、空隙率が２０〜９
５％である請求項１〜４いずれか１の電気透析型脱イオ
ン水製造装置。 - 【請求項６】表面層のイオン交換容量が０．５〜５ミリ
当量／ｇ乾燥樹脂であることを特徴とする請求項１〜５
いずれか１の電気透析型脱イオン水製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP756295A JPH08197062A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電気透析型脱イオン水製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP756295A JPH08197062A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電気透析型脱イオン水製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197062A true JPH08197062A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11669250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP756295A Pending JPH08197062A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 電気透析型脱イオン水製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08197062A (ja) |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP756295A patent/JPH08197062A/ja active Pending
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