JPS60108436A - 複合型イオン交換膜の製造法 - Google Patents
複合型イオン交換膜の製造法Info
- Publication number
- JPS60108436A JPS60108436A JP58216854A JP21685483A JPS60108436A JP S60108436 A JPS60108436 A JP S60108436A JP 58216854 A JP58216854 A JP 58216854A JP 21685483 A JP21685483 A JP 21685483A JP S60108436 A JPS60108436 A JP S60108436A
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- Japan
- Prior art keywords
- ion exchange
- exchange membrane
- porous support
- exchange groups
- thin film
- Prior art date
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- Pending
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- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、複合型イオン交換膜の製造法に関する。更に
詳しくは、多孔質支持体上にイオン交換膜層を形成せし
める複合型イオン交換膜の製造法に関する。
詳しくは、多孔質支持体上にイオン交換膜層を形成せし
める複合型イオン交換膜の製造法に関する。
多孔質支持体上にイオン交換膜層を形成せしめた複合型
イオン交換膜については、多孔質支持体上にイオン交換
基を導入し得る高分子物質の溶液またはエマルジョンを
塗布し、それを乾燥させた後、イオン交換基をそこに導
入することにより製造する方法が従来提案されている（
特公昭５８−３３２４７号公報）。しかしながら、かか
るイオン交換膜層の形成工程で、膜が膨張や収縮する可
能性があり、これに基因して最終的に製造された複合型
イオン交換膜において、多孔質支持体とイオン交換膜と
の接着性が必ずしも満足されず、また膜としての均一性
にも欠けるようになり、そのためにイオン交換膜の性能
が十分に発揮され得ないという難点がみられた。従って
、この点での改善が強くめられている。 ′ 本発明者らは、かかる課題の解決方法をめて種々検討の
結果、イオン交換基を導入し得る高分干物質の薄膜形成
を高周波スパッタリング法によって行なうことがきわめ
て有効であることを見出した。従って、本発明は複合型
イオン交換膜の製造法に係り、複合型イオン交換膜は、
多孔質支持体上に高周波スパッタリングによってイオン
交換基を導入し得る高分子物質の薄膜を形成させた後、
該薄膜にイオン交換基を導入することにより行われる。
イオン交換膜については、多孔質支持体上にイオン交換
基を導入し得る高分子物質の溶液またはエマルジョンを
塗布し、それを乾燥させた後、イオン交換基をそこに導
入することにより製造する方法が従来提案されている（
特公昭５８−３３２４７号公報）。しかしながら、かか
るイオン交換膜層の形成工程で、膜が膨張や収縮する可
能性があり、これに基因して最終的に製造された複合型
イオン交換膜において、多孔質支持体とイオン交換膜と
の接着性が必ずしも満足されず、また膜としての均一性
にも欠けるようになり、そのためにイオン交換膜の性能
が十分に発揮され得ないという難点がみられた。従って
、この点での改善が強くめられている。 ′ 本発明者らは、かかる課題の解決方法をめて種々検討の
結果、イオン交換基を導入し得る高分干物質の薄膜形成
を高周波スパッタリング法によって行なうことがきわめ
て有効であることを見出した。従って、本発明は複合型
イオン交換膜の製造法に係り、複合型イオン交換膜は、
多孔質支持体上に高周波スパッタリングによってイオン
交換基を導入し得る高分子物質の薄膜を形成させた後、
該薄膜にイオン交換基を導入することにより行われる。
多孔質支持体としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリフ
ッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスルホン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロースな
どの高分子物質の多孔質体が用いられ、これらの多孔質
体は高分子物質を凝固浴と混和性のある溶媒に溶解させ
てガラス板などの基質上にキャストし、それを一般に水
またはそれを主体とする凝固洛中に浸漬する乾湿式法な
どによって製造することができ、あるいは市販品をその
まま使用することができる。
ッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リスルホン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロースな
どの高分子物質の多孔質体が用いられ、これらの多孔質
体は高分子物質を凝固浴と混和性のある溶媒に溶解させ
てガラス板などの基質上にキャストし、それを一般に水
またはそれを主体とする凝固洛中に浸漬する乾湿式法な
どによって製造することができ、あるいは市販品をその
まま使用することができる。
高周波スパッタリングのターゲットとして用いられるイ
オン交換基を導入し得る高分子物質としては、例えばス
チレン−クロルメチルスチレン共重合体、クロルメチル
化ポリスチレン、クロルメチル化ポリスルホン、塩素化
ポリエチレン、更にハヒニルクロルアセテート、クロル
メチルビニルエーテルなどの単独重合体または共重合体
などの活性クロル基を含む重合体、スチレン−ブタジェ
ン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、
ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミンなどが用い
られる。
オン交換基を導入し得る高分子物質としては、例えばス
チレン−クロルメチルスチレン共重合体、クロルメチル
化ポリスチレン、クロルメチル化ポリスルホン、塩素化
ポリエチレン、更にハヒニルクロルアセテート、クロル
メチルビニルエーテルなどの単独重合体または共重合体
などの活性クロル基を含む重合体、スチレン−ブタジェ
ン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、
ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミンなどが用い
られる。
高周波スパッタリングは、例えば図示された態様に従っ
て、次のようにして行なうことができる。
て、次のようにして行なうことができる。
反応器１内に、互いに対向位置にある上部電極２および
下部電極３をそれぞれ設置し、上部電極にはイオン交換
基を導入し得る高分子物質の溶液をキャストして作製し
たターゲット４を、また下部電極上には多孔質支持体５
をそれぞれ装着する。
下部電極３をそれぞれ設置し、上部電極にはイオン交換
基を導入し得る高分子物質の溶液をキャストして作製し
たターゲット４を、また下部電極上には多孔質支持体５
をそれぞれ装着する。
スパッタリング処理は、まず油拡散ポンプなどの真空ポ
ンプ（図示せず）を用いて、反応器内の空気を排気口６
から排気して、１０−’ Ｔｏｒｒのオーダー迄減圧し
、次いでバリアプルリークバルブ７を調整しながら圧力
調整バルブ８を開け、アルゴンなどの不活性ガスのボン
ベ９からアルゴンガスなどを反応器内に導入し、そこで
の圧力をｉ ｘ １ｏ−３Ｔｏｒｒとする０ここで、排
気筒のメインバルブ（図示せず）を絞って、圧力を８
Ｘ １０−”Ｉ’ｏｒｒとする。
ンプ（図示せず）を用いて、反応器内の空気を排気口６
から排気して、１０−’ Ｔｏｒｒのオーダー迄減圧し
、次いでバリアプルリークバルブ７を調整しながら圧力
調整バルブ８を開け、アルゴンなどの不活性ガスのボン
ベ９からアルゴンガスなどを反応器内に導入し、そこで
の圧力をｉ ｘ １ｏ−３Ｔｏｒｒとする０ここで、排
気筒のメインバルブ（図示せず）を絞って、圧力を８
Ｘ １０−”Ｉ’ｏｒｒとする。
なお、符号１０は、圧力計である。
スパッタリング操作は、高周波電源（１３，５６Ｍ Ｈ
２）１１およびバリアプルコンデンサー１２かう発振さ
せた、有効電力２０ Ｗの高周波放電によって行われ、
多孔質支持体表面に所定の膜厚、一般には約０．１〜２
μｍの膜厚のイオン交換基を導入し得る高分子物質の薄
膜が形成された時点で放電を停止し、アルゴンガスなど
の導入を中止することにより行われる。
２）１１およびバリアプルコンデンサー１２かう発振さ
せた、有効電力２０ Ｗの高周波放電によって行われ、
多孔質支持体表面に所定の膜厚、一般には約０．１〜２
μｍの膜厚のイオン交換基を導入し得る高分子物質の薄
膜が形成された時点で放電を停止し、アルゴンガスなど
の導入を中止することにより行われる。
このようにして多孔質支持体上にイオン交換基を導入し
得る高分子物質の薄膜を形成させた後、そこにイオン交
換基の導入が行われる。導入されるイオン交換基の種類
は、イオン交換基を導入し得る高分子物質の種類によっ
ても異なり、例えばそれが活性塩素含有高分子物質の場
合には、Ｎ、Ｎ。
得る高分子物質の薄膜を形成させた後、そこにイオン交
換基の導入が行われる。導入されるイオン交換基の種類
は、イオン交換基を導入し得る高分子物質の種類によっ
ても異なり、例えばそれが活性塩素含有高分子物質の場
合には、Ｎ、Ｎ。
Ｎ′、Ｎ′−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミン
、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン
、Ｎ、 Ｎ。
、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン
、Ｎ、 Ｎ。
Ｈ２Ｎ／−テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミンなど
の３級ジアミンによって代表される脂肪族または芳香族
の１級、２級または３級の各種アミンによる第４アンモ
ニウム塩化によって、またポリエチレンイミンの場合に
は塩化シアヌルなどによってそれぞれ陰イオン交換基が
導入され、更にスチレン−ブタジェン共重合体の場合に
はベンゼン核をスルホン化することにより、また塩化ビ
ニル−アクリロニトリル共重合体の場合にはニトリル基
を加水分解することによりそれぞれ陽イオン交換基が導
入される。
の３級ジアミンによって代表される脂肪族または芳香族
の１級、２級または３級の各種アミンによる第４アンモ
ニウム塩化によって、またポリエチレンイミンの場合に
は塩化シアヌルなどによってそれぞれ陰イオン交換基が
導入され、更にスチレン−ブタジェン共重合体の場合に
はベンゼン核をスルホン化することにより、また塩化ビ
ニル−アクリロニトリル共重合体の場合にはニトリル基
を加水分解することによりそれぞれ陽イオン交換基が導
入される。
このようにして得られる複合型イオン交換膜は、溶媒を
用いないためそれとの関係で広範囲の材料を選択し得る
多孔質支持体とその表面に形成させたイオン交換膜層と
が強固にかつ均一に接合されており、このためにイオン
交換膜としての性能が十分に発揮されるという効果を奏
する。従って、本発明に係る複合型イオン交換膜は、拡
散透析、限外口過、逆浸透などの各種の用途に有効に用
いられる。
用いないためそれとの関係で広範囲の材料を選択し得る
多孔質支持体とその表面に形成させたイオン交換膜層と
が強固にかつ均一に接合されており、このためにイオン
交換膜としての性能が十分に発揮されるという効果を奏
する。従って、本発明に係る複合型イオン交換膜は、拡
散透析、限外口過、逆浸透などの各種の用途に有効に用
いられる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例
ポリフッ化ビニリデン（ペンウォルト社製品力イナー）
２０重量％およびポリエチレングリコール（半押化学薬
品製品＄６０００）２重量％を含有するジメチルアセト
アミド溶液を、スペーサー厚０．２謹でガラス板上にキ
ャストし、水を凝固剤とする乾湿式法により、多孔質膜
を製膜し、これを前記スパッタリング反応器の下部電極
上に搭載した。また、この反応器の上部電極面には、ス
チレン−クロルメチルスチレン共重合体の３重量％四塩
化炭素溶液をキャストし、それを乾燥させてターゲット
とした。スパッタリング操作は、有効電力２０ Ｗで１
５分間行われた。
２０重量％およびポリエチレングリコール（半押化学薬
品製品＄６０００）２重量％を含有するジメチルアセト
アミド溶液を、スペーサー厚０．２謹でガラス板上にキ
ャストし、水を凝固剤とする乾湿式法により、多孔質膜
を製膜し、これを前記スパッタリング反応器の下部電極
上に搭載した。また、この反応器の上部電極面には、ス
チレン−クロルメチルスチレン共重合体の３重量％四塩
化炭素溶液をキャストし、それを乾燥させてターゲット
とした。スパッタリング操作は、有効電力２０ Ｗで１
５分間行われた。
このようにしてポリフッ化ビニリデン多孔質支持体上に
スチレン−クロルメチルスチレン共重合体の薄膜（厚さ
０．８μｍ）を形成させた複合膜は、次に３０℃のＮ、
Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチル−１，６−へ（７） キサンジアミンの５０重ｔ％水溶液中に５時間浸漬キせ
、陰イオン交換基としての第４アンモニウム塩基を導入
した後水洗した。
スチレン−クロルメチルスチレン共重合体の薄膜（厚さ
０．８μｍ）を形成させた複合膜は、次に３０℃のＮ、
Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチル−１，６−へ（７） キサンジアミンの５０重ｔ％水溶液中に５時間浸漬キせ
、陰イオン交換基としての第４アンモニウム塩基を導入
した後水洗した。
得られる複合型陰イオン交換膜を、２室型透析セルに製
形し、２ＮＨ２Ｓ０４およびＩＮ Ｐｅ５ｏ４水溶液の
混合溶液を用いて、３０℃で２回透析試験を行ない、硫
酸の透析速度および両者の透析速度比を測定した。測定
された平均値は、次の如くである。
形し、２ＮＨ２Ｓ０４およびＩＮ Ｐｅ５ｏ４水溶液の
混合溶液を用いて、３０℃で２回透析試験を行ない、硫
酸の透析速度および両者の透析速度比を測定した。測定
された平均値は、次の如くである。
硫酸の透析速度 １３．２モル／ｈｒ−ｍ２（％に／ｌ
）Ｈ２ＳＯ４／′Ｆ８ｓｏ 透析速度比 １４．０
）Ｈ２ＳＯ４／′Ｆ８ｓｏ 透析速度比 １４．０
図面は、本発明で用いられる高周波スパッタリング装置
の一態様の概要図である。 （符号の説明） １・・・・・・反応器 ２・・・・・・上部電極 ３・・・・・・下部電極 ４・・・・・・ターゲット ５・・・・・・多孔質支持体 ９・・・・・・ボンベ １１・・・・・・高周波電源 １２・・・・・・バリアプルコンデンサー代理人 弁理
士 吉 １）俊 夫
の一態様の概要図である。 （符号の説明） １・・・・・・反応器 ２・・・・・・上部電極 ３・・・・・・下部電極 ４・・・・・・ターゲット ５・・・・・・多孔質支持体 ９・・・・・・ボンベ １１・・・・・・高周波電源 １２・・・・・・バリアプルコンデンサー代理人 弁理
士 吉 １）俊 夫
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多孔質支持体上に、高周波スパッタリングによって
イオン交換基を導入し得る高分子物質の薄膜を形成させ
た後、該薄膜にイオン交換基を導入することを特徴とす
る複合型イオン交換膜の製造法。 ２、多孔質支持体が多孔質含フツ素重合体膜である特許
請求の範囲第１項記載の複合型イオン交換膜の製造法。 ３、イオン交換基を導入し得る高分子物質が活性塩素含
有重合体である特許請求の範囲第１項記載の複合型イオ
ン交換膜の製造法。 ４、陰イオン交換基として第４アンモニウム塩基が導入
される特許請求の範囲第１項記載の複合型イオン交換膜
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216854A JPS60108436A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合型イオン交換膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58216854A JPS60108436A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合型イオン交換膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60108436A true JPS60108436A (ja) | 1985-06-13 |
Family
ID=16694942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58216854A Pending JPS60108436A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 複合型イオン交換膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60108436A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767559A (en) * | 1970-06-24 | 1973-10-23 | Eastman Kodak Co | Sputtering apparatus with accordion pleated anode means |
| JPS5833247A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 画像の変褪色防止方法 |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP58216854A patent/JPS60108436A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767559A (en) * | 1970-06-24 | 1973-10-23 | Eastman Kodak Co | Sputtering apparatus with accordion pleated anode means |
| JPS5833247A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-26 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 画像の変褪色防止方法 |
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