JPS61257204A - 低圧高性能半透性複合膜および製造法 - Google Patents
低圧高性能半透性複合膜および製造法Info
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- JPS61257204A JPS61257204A JP60098023A JP9802385A JPS61257204A JP S61257204 A JPS61257204 A JP S61257204A JP 60098023 A JP60098023 A JP 60098023A JP 9802385 A JP9802385 A JP 9802385A JP S61257204 A JPS61257204 A JP S61257204A
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- Japan
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- membrane
- porous support
- polyaminoether
- acid chloride
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
- B01D69/1251—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction by interfacial polymerisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/125—In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
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】
[技術分野]
本発明は、液状混合物の成分を選択透過分離するための
半透膜の製造法に関するものであり、特にカン水を脱塩
して淡水化することができ、また染色廃水や、電着塗料
廃水等の公害発生原因である汚水等から、その中に含ま
れる汚染あるいは有効物質を選択的に除去又は回収し、
ひいては、廃水のクローズド化に寄与し、さらには、半
導体の製造に用いられる超純水の製造に用いることがで
きる、低圧高性能半透性複合膜とその製造法に関するも
のである。
半透膜の製造法に関するものであり、特にカン水を脱塩
して淡水化することができ、また染色廃水や、電着塗料
廃水等の公害発生原因である汚水等から、その中に含ま
れる汚染あるいは有効物質を選択的に除去又は回収し、
ひいては、廃水のクローズド化に寄与し、さらには、半
導体の製造に用いられる超純水の製造に用いることがで
きる、低圧高性能半透性複合膜とその製造法に関するも
のである。
[従来技術]
従来、工業的に利用されている半透膜には、酢酸セルロ
ーズから作った非対称膜として、例えば米国特許第3,
133,132号及び同第3,133.137号等に記
載された口・プ型の膜がある。
ーズから作った非対称膜として、例えば米国特許第3,
133,132号及び同第3,133.137号等に記
載された口・プ型の膜がある。
しかし、この膜は、耐加水分解性、耐微生物性、耐薬品
性などに問題があり、特に透過性を向上しようとすると
耐圧性、耐久性を兼ね備えた膜が製造できず、一部使用
されているが広範囲の用途に実用化されるに至っていな
い。これらの酢酸セルローズ非対称膜の欠点をなくした
新しい素材に対する研究は米国、日本を中心に盛んに行
なわれているが、芳香族ポリアミド、ポリアミドヒドラ
ジド(米国特許第3,567.632号)、ポリアミド
酸(特公昭50−121168号)、架橋ポリアミド酸
(特公昭52−152879号)、ポリイミダゾピロロ
ン、ポリスルホンアミド、ポリベンズイミダゾール、ポ
リベンズイミダシロン、ポリアリーレンオキシドなど、
その一部の欠点を改良する素材は得られているものの、
選択分離性あるいは透過性等の面では酢酸セルローズ膜
より劣っている。
性などに問題があり、特に透過性を向上しようとすると
耐圧性、耐久性を兼ね備えた膜が製造できず、一部使用
されているが広範囲の用途に実用化されるに至っていな
い。これらの酢酸セルローズ非対称膜の欠点をなくした
新しい素材に対する研究は米国、日本を中心に盛んに行
なわれているが、芳香族ポリアミド、ポリアミドヒドラ
ジド(米国特許第3,567.632号)、ポリアミド
酸(特公昭50−121168号)、架橋ポリアミド酸
(特公昭52−152879号)、ポリイミダゾピロロ
ン、ポリスルホンアミド、ポリベンズイミダゾール、ポ
リベンズイミダシロン、ポリアリーレンオキシドなど、
その一部の欠点を改良する素材は得られているものの、
選択分離性あるいは透過性等の面では酢酸セルローズ膜
より劣っている。
一方、ロブ型とは型を異にする半透膜として多孔性支持
体上に実質的に膜性能を司どる活性層を被覆した複合膜
が開発されている。複合膜においては、活性層と多孔性
支持体を各々の用途に最適な素材を選ぶことが可能とな
り、製膜技術の自由度が増す。また常時湿潤状態で保存
しなければならないロブ型膜とは異なり、乾燥状態の保
存が可能であるなどの利点がある。
体上に実質的に膜性能を司どる活性層を被覆した複合膜
が開発されている。複合膜においては、活性層と多孔性
支持体を各々の用途に最適な素材を選ぶことが可能とな
り、製膜技術の自由度が増す。また常時湿潤状態で保存
しなければならないロブ型膜とは異なり、乾燥状態の保
存が可能であるなどの利点がある。
これらの複合膜には多孔性支持体上に直接活性層を被覆
した型のものと、多孔性支持体上にゲル化層を介して活
性層を被覆した型のものとの2種類がある。前者の具体
例は米国特許第3,744゜642号、同第3,926
,798M、特開昭55−1471068、同53−1
4046号、特開昭58−24303号などがあり、こ
の型の複合膜は高透過性を実現しようとすると、活性層
を非常に薄く塗るため、多孔性支持体のきず、あるいは
異物などによって欠点を生じやすく、一般にその工業的
生産において、安定に再現性よく高性能膜を得るのが困
難と言われている。また、後者の具体例としては、特開
昭49−133282号、特公昭49−133282号
、特公昭55−49524号、特公昭55−38164
号、特公昭59−27202gなどが知られている。こ
れらの半透膜の特徴は、前述のゲル化層を設けない複合
膜で問題となった、工業生産時の製膜の困難性は解消さ
れるものの、活性層の厚さが高々100人であることに
より実際に逆浸透処理に供する場合にその薄さゆえに、
耐久性に問題が生じることが多い。この欠点を解消する
ため、活性層の膜厚をコントロールする技術として特開
昭56−40403丹が提案されている。
した型のものと、多孔性支持体上にゲル化層を介して活
性層を被覆した型のものとの2種類がある。前者の具体
例は米国特許第3,744゜642号、同第3,926
,798M、特開昭55−1471068、同53−1
4046号、特開昭58−24303号などがあり、こ
の型の複合膜は高透過性を実現しようとすると、活性層
を非常に薄く塗るため、多孔性支持体のきず、あるいは
異物などによって欠点を生じやすく、一般にその工業的
生産において、安定に再現性よく高性能膜を得るのが困
難と言われている。また、後者の具体例としては、特開
昭49−133282号、特公昭49−133282号
、特公昭55−49524号、特公昭55−38164
号、特公昭59−27202gなどが知られている。こ
れらの半透膜の特徴は、前述のゲル化層を設けない複合
膜で問題となった、工業生産時の製膜の困難性は解消さ
れるものの、活性層の厚さが高々100人であることに
より実際に逆浸透処理に供する場合にその薄さゆえに、
耐久性に問題が生じることが多い。この欠点を解消する
ため、活性層の膜厚をコントロールする技術として特開
昭56−40403丹が提案されている。
[本発明の目的]
本発明者らは、従来逆浸透処理に用いられてきた操作圧
力の1/3〜1/2の低圧化でも高透過性及び耐久性の
優れた低圧高性能半透性複合膜を得ることを目的として
鋭意努力した結果、本発明に到達したものである。
力の1/3〜1/2の低圧化でも高透過性及び耐久性の
優れた低圧高性能半透性複合膜を得ることを目的として
鋭意努力した結果、本発明に到達したものである。
[本発明の構成]
本発明は上記目的を達成するため下記の構成からなる。
r(1) (A>一般式
(ただし、XはCD、、13rもしくは111およびj
はモル分率であって、i+j=1.0.5≦i≦1、O
≦j≦0.5の関係を満たす)で示される反復単位を有
するポリエーテルと、2個以上の1級もしくは2級アミ
ノ基を有するシクロパラフィン系アミノ化合物との反応
で得られるポリアミノエーテルおよび (B) ジアミノシクロヘキサン、アミノベンジルア
ミン、ごスピペリジルプロパン、キシリレンジアミン、
ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから選ばれる少な
くとも1種類のジアミンとを(C)、(A>および(B
)のアミノ基と反応性を有する、多官能芳香族クロライ
ドで界面架橋重合することによって得られる架橋ポリエ
ーテルアミドを素材とする超薄膜層と多孔性支持体上に
設けてなる、低圧高性能半透性複合膜。
はモル分率であって、i+j=1.0.5≦i≦1、O
≦j≦0.5の関係を満たす)で示される反復単位を有
するポリエーテルと、2個以上の1級もしくは2級アミ
ノ基を有するシクロパラフィン系アミノ化合物との反応
で得られるポリアミノエーテルおよび (B) ジアミノシクロヘキサン、アミノベンジルア
ミン、ごスピペリジルプロパン、キシリレンジアミン、
ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから選ばれる少な
くとも1種類のジアミンとを(C)、(A>および(B
)のアミノ基と反応性を有する、多官能芳香族クロライ
ドで界面架橋重合することによって得られる架橋ポリエ
ーテルアミドを素材とする超薄膜層と多孔性支持体上に
設けてなる、低圧高性能半透性複合膜。
(2) 多孔性支持体上に、下記成分(A>および(
B)を主成分として含有する水溶液を塗布し、水の一部
を蒸発させた後、水と非混和性で、多孔性支持体を溶、
解することのない溶媒に溶解した下記成分(C)を含有
する溶液を塗布し、架橋反応を行なわせた後、熱処理す
ることを特徴とする低圧高性能半透性複合膜の製造方法
。
B)を主成分として含有する水溶液を塗布し、水の一部
を蒸発させた後、水と非混和性で、多孔性支持体を溶、
解することのない溶媒に溶解した下記成分(C)を含有
する溶液を塗布し、架橋反応を行なわせた後、熱処理す
ることを特徴とする低圧高性能半透性複合膜の製造方法
。
(Δ)、一般式
(ただし、XはCα、3rもしくは111およびjはモ
ル分率であって、i+j=1.0.5≦i≦1、O≦j
≦0.5の関係を満たす)で示される反復単位を有する
ポリエーテルと、2個以上の1級もしくは2級アミノ基
を有するシクロパラフィン系アミノ化合物との反応で得
られるポリアミノエーテル (B)、ジアミノシクロヘキサン、アミノベンジルアミ
ン、ビスピペリジルプロパン、キシリレンジアミン、ビ
ス(アミノメチル)シクロヘキサンから選ばれる少なく
とも1種類のジアミン(C)、(A>および(B)のア
ミノ基と反応性を有する、多官能芳香族クロライドで界
面架橋重合することによって得られる架橋ポリエーテル
アミド。」 本発明において、多孔性支持体とは実質的には分離性能
を有ざない層で、実質的に分離性能を有する薄膜に強度
を与えるために用いられるものであり、均一な微細な孔
あるいは片面からもう一方の面まで徐々に大きな微細な
孔をもっていて、その微細孔の大きさはその片面の表面
が約100〜1ooo人であるような構造の支持体が好
ましい。
ル分率であって、i+j=1.0.5≦i≦1、O≦j
≦0.5の関係を満たす)で示される反復単位を有する
ポリエーテルと、2個以上の1級もしくは2級アミノ基
を有するシクロパラフィン系アミノ化合物との反応で得
られるポリアミノエーテル (B)、ジアミノシクロヘキサン、アミノベンジルアミ
ン、ビスピペリジルプロパン、キシリレンジアミン、ビ
ス(アミノメチル)シクロヘキサンから選ばれる少なく
とも1種類のジアミン(C)、(A>および(B)のア
ミノ基と反応性を有する、多官能芳香族クロライドで界
面架橋重合することによって得られる架橋ポリエーテル
アミド。」 本発明において、多孔性支持体とは実質的には分離性能
を有ざない層で、実質的に分離性能を有する薄膜に強度
を与えるために用いられるものであり、均一な微細な孔
あるいは片面からもう一方の面まで徐々に大きな微細な
孔をもっていて、その微細孔の大きさはその片面の表面
が約100〜1ooo人であるような構造の支持体が好
ましい。
上記の多孔性支持体は、ミリポアフィルタ(VSWP)
や東洋ろ紙(UKlo)のような各種市販材料から選択
することもできるが、通常は“オフィス・オブ・セイリ
ーン・ウォーター・リサーチ・アンド・ディベロップメ
ント・プログレス・レポート”N、、359 (196
8)に記載された方法に従って、製造できる。その素材
にはポリスルホンや酢酸セルローズ、硝酸セルローズや
ポリ塩化ビニル等のホモポリマおるいはブレンドしたも
のが通常使用され、例えば、ポリスルホンのジメチルホ
ルムアミド(DMF)溶液を密に織ったテトロン布ある
いは不織布の上に一定の厚さに注型し、それをドデシル
′/iA酸ソーダ0.5重邑%及びDMF2重量%含む
水溶液中で湿式凝固させることによって、表面の大部分
が直径数百Å以下の微細な孔を有した多孔性支持体が得
られる。
や東洋ろ紙(UKlo)のような各種市販材料から選択
することもできるが、通常は“オフィス・オブ・セイリ
ーン・ウォーター・リサーチ・アンド・ディベロップメ
ント・プログレス・レポート”N、、359 (196
8)に記載された方法に従って、製造できる。その素材
にはポリスルホンや酢酸セルローズ、硝酸セルローズや
ポリ塩化ビニル等のホモポリマおるいはブレンドしたも
のが通常使用され、例えば、ポリスルホンのジメチルホ
ルムアミド(DMF)溶液を密に織ったテトロン布ある
いは不織布の上に一定の厚さに注型し、それをドデシル
′/iA酸ソーダ0.5重邑%及びDMF2重量%含む
水溶液中で湿式凝固させることによって、表面の大部分
が直径数百Å以下の微細な孔を有した多孔性支持体が得
られる。
本発明において一般式[I]で示されるポリエーテルか
らポリアミノエーテルは誘導される。
らポリアミノエーテルは誘導される。
上式中Xは塩素、臭素又はヨウ素を示し、1及びjはモ
ル分率を示し、次の関係を滴定する。
ル分率を示し、次の関係を滴定する。
i+j=1
0.5<i≦1
0≦j≦0. 5
一般式[I]で示されるポリエーテルの具体例としては
ポリエピクロルヒドリン、ポリエピブロムヒドリン、ポ
リエピヨードヒドリンなどのホモポリマーおよびエチレ
ンオキサイドとの共重合ポリマーなどがある。特に有用
なものはアミンとの反応の進行のしやすさの点でポリエ
ピヨードヒドリンがある。ポリエーテルは1級及び/又
は2級アミノ基を分子内に2個以上有するアミノ化合物
によって、公知の方法によって容易に反応し、水溶性ポ
リアミノエーテルを合成できる。この除用いるシクロパ
ラフィン系アミノ化合物としては特に選択分離、透過性
能の点から、“ピペラジン、4−アミノメチルピペリジ
ンが好ましい。本発明でジアミノシクロヘキサンとは、
1,2ジアミノシクロヘキサン、1,3ジアミノシクロ
ヘキサン、1.4ジアミノシクロヘキサンを示し、アミ
ノベンジルアミンとは、m−アミノベンジルアミン、p
−アミノベンジルアミン、0−アミノベンジルアミンを
示す。
ポリエピクロルヒドリン、ポリエピブロムヒドリン、ポ
リエピヨードヒドリンなどのホモポリマーおよびエチレ
ンオキサイドとの共重合ポリマーなどがある。特に有用
なものはアミンとの反応の進行のしやすさの点でポリエ
ピヨードヒドリンがある。ポリエーテルは1級及び/又
は2級アミノ基を分子内に2個以上有するアミノ化合物
によって、公知の方法によって容易に反応し、水溶性ポ
リアミノエーテルを合成できる。この除用いるシクロパ
ラフィン系アミノ化合物としては特に選択分離、透過性
能の点から、“ピペラジン、4−アミノメチルピペリジ
ンが好ましい。本発明でジアミノシクロヘキサンとは、
1,2ジアミノシクロヘキサン、1,3ジアミノシクロ
ヘキサン、1.4ジアミノシクロヘキサンを示し、アミ
ノベンジルアミンとは、m−アミノベンジルアミン、p
−アミノベンジルアミン、0−アミノベンジルアミンを
示す。
また、ビスピペリジルプロパンは、下式で表ねその中で
最も好ましいものは キシリレンジアミン、ビス(アミツメデル)シクロヘキ
サンは、m−キシリレンジアミン、0−キシリレンジア
ミン、p−キシリレンジアミンとその核水添物をいう。
最も好ましいものは キシリレンジアミン、ビス(アミツメデル)シクロヘキ
サンは、m−キシリレンジアミン、0−キシリレンジア
ミン、p−キシリレンジアミンとその核水添物をいう。
これらの中から選ばれた少なくとも1種のジアミン類は
、前記ポリアミノエーテルとともに、水または、低級ア
ルコールに溶解し、超薄膜形成反応に供される。この際
、水/低級アルコールの選択は、任意であるが、一般に
水の方が価格的に安価であるため、好ましい。水溶液中
におけるジアミンの濃度は、各種ジアミンの水への溶解
度と、得られる超薄膜の親水性によって決定されるが、
一般には、0.05重1%〜5重母%の範囲が好ましく
、また、ポリアミノエーテルの濃度は、0.5〜5重量
%の範囲が好ましい。
、前記ポリアミノエーテルとともに、水または、低級ア
ルコールに溶解し、超薄膜形成反応に供される。この際
、水/低級アルコールの選択は、任意であるが、一般に
水の方が価格的に安価であるため、好ましい。水溶液中
におけるジアミンの濃度は、各種ジアミンの水への溶解
度と、得られる超薄膜の親水性によって決定されるが、
一般には、0.05重1%〜5重母%の範囲が好ましく
、また、ポリアミノエーテルの濃度は、0.5〜5重量
%の範囲が好ましい。
一方、本発明で水と非混和性で、多孔性支持体を溶解す
ることのない溶媒とは多孔性支持体の゛素材に応じて選
択することができる。例えば多孔性支持体にポリスルホ
ンを用いる場合には脂肪族炭化水素や限られたハロゲン
炭化水素などi挙げることができ、n−ヘキサン、四塩
化炭素、トリクロロトリフルオロエタン等を例示するこ
とができる。特に好ましいのは上記の毒性、安全性等を
考慮すると、トリクロロトリフルオロエタンが好適に用
いられる。
ることのない溶媒とは多孔性支持体の゛素材に応じて選
択することができる。例えば多孔性支持体にポリスルホ
ンを用いる場合には脂肪族炭化水素や限られたハロゲン
炭化水素などi挙げることができ、n−ヘキサン、四塩
化炭素、トリクロロトリフルオロエタン等を例示するこ
とができる。特に好ましいのは上記の毒性、安全性等を
考慮すると、トリクロロトリフルオロエタンが好適に用
いられる。
また多官能芳香族酸塩化物とは、酸塩化物基を少なくと
も2個以上有するものであり、n−ヘキサン又は、トリ
クロロトリフルオロエタンに少なくとも0.01%可溶
なことが条件にあげられる。
も2個以上有するものであり、n−ヘキサン又は、トリ
クロロトリフルオロエタンに少なくとも0.01%可溶
なことが条件にあげられる。
芳香族環の数は、多くとも3個以内であり、これより多
いと、前記溶媒に対する溶解度が悪くなること、並びに
得られる活性層の疎水性が増して透過能が悪くなること
により好ましくない。酸塩化物基の数は1個であると、
架橋反応が進行せず好ましくない。このような条件を満
たす、最適な芳香族多官能酸塩化物としては、トリメシ
ン酸塩化物があり、その他の例としてはイソフタロイル
クロライド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸クロライ
ド、トリメリット酸クロライド、ピロメリット酸クロラ
イドなどを挙げることができる。
いと、前記溶媒に対する溶解度が悪くなること、並びに
得られる活性層の疎水性が増して透過能が悪くなること
により好ましくない。酸塩化物基の数は1個であると、
架橋反応が進行せず好ましくない。このような条件を満
たす、最適な芳香族多官能酸塩化物としては、トリメシ
ン酸塩化物があり、その他の例としてはイソフタロイル
クロライド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸クロライ
ド、トリメリット酸クロライド、ピロメリット酸クロラ
イドなどを挙げることができる。
本発明の高性能半透性複合膜は前記ポリアミノエーテル
と前記ジアミンから選ばれる少なくとも1種のジアミン
とを主成分として含有する水溶液(以下総称して組成分
という)を多孔性支持体の少なくとも片面に被覆し、次
いで風乾及び/又は加熱処理により、水の一部又は全部
を蒸発させた後、水と混和性で多孔性支持体を溶解する
ことのない溶媒に溶解したアミノ基と反応性を有し、反
応して新しい結合を生成することのできる、芳香族多官
能酸塩化物を主成分とした溶液を塗布し、架橋反応を行
なわせた後、乾燥することによって得られる。
と前記ジアミンから選ばれる少なくとも1種のジアミン
とを主成分として含有する水溶液(以下総称して組成分
という)を多孔性支持体の少なくとも片面に被覆し、次
いで風乾及び/又は加熱処理により、水の一部又は全部
を蒸発させた後、水と混和性で多孔性支持体を溶解する
ことのない溶媒に溶解したアミノ基と反応性を有し、反
応して新しい結合を生成することのできる、芳香族多官
能酸塩化物を主成分とした溶液を塗布し、架橋反応を行
なわせた後、乾燥することによって得られる。
本発明の高性能半透性複合膜を得る組成物の各成分濃度
は先に記した範囲内で用いるのがよく、この際更に組成
物が多孔性支持体表面に濡れ性を向上させ、均一に付着
させるために界面活性剤を加えると効果があり、中でも
アニオン系の界面活性剤が好ましい。その界面活性剤と
しては、一般に0.01〜2重量%程度用いると良い。
は先に記した範囲内で用いるのがよく、この際更に組成
物が多孔性支持体表面に濡れ性を向上させ、均一に付着
させるために界面活性剤を加えると効果があり、中でも
アニオン系の界面活性剤が好ましい。その界面活性剤と
しては、一般に0.01〜2重量%程度用いると良い。
これらの組成物には多孔性支持体を劣化させない水溶性
有機溶剤を加えても良い。更に、少量の他の多官能アミ
ノ化合物として、例えば、ピペラジン、4−7ミノメチ
ルピペラジン、m−フェニレンジアミン等を加えると、
選択分離性を所望の性質をもつものに変えることもでき
る。また、該芳香族多官能酸塩化物としては0.01〜
2重量%程度をn−ヘキサン又はトリクロロトリフルオ
ロエタン等に溶解して用いる。
有機溶剤を加えても良い。更に、少量の他の多官能アミ
ノ化合物として、例えば、ピペラジン、4−7ミノメチ
ルピペラジン、m−フェニレンジアミン等を加えると、
選択分離性を所望の性質をもつものに変えることもでき
る。また、該芳香族多官能酸塩化物としては0.01〜
2重量%程度をn−ヘキサン又はトリクロロトリフルオ
ロエタン等に溶解して用いる。
多孔性支持体への組成物の被覆には公知の塗布手段がい
ずれも適用可能であり、例えば、支持体上に組成物をコ
ーティングする方法、支持体を組成物に浸漬する方法な
どが挙げられる。これらのうち、組成物をコーティング
する方法は多孔性支持体の片面に均一に被覆することが
でき、また作業性も好ましい。多孔性支持体を組成物に
浸漬する方法で行なう場合には、被覆工程で予め、多孔
性支持体の他の片面に組成物が付着しないような手段を
とることが好ましい。このような被覆工程で余分な組成
物を除去するための液切り工程を設けるのが一般的であ
る。液切り方法としては例えば膜面を垂直方向に保持し
て自然流化させる′方法等がある。
ずれも適用可能であり、例えば、支持体上に組成物をコ
ーティングする方法、支持体を組成物に浸漬する方法な
どが挙げられる。これらのうち、組成物をコーティング
する方法は多孔性支持体の片面に均一に被覆することが
でき、また作業性も好ましい。多孔性支持体を組成物に
浸漬する方法で行なう場合には、被覆工程で予め、多孔
性支持体の他の片面に組成物が付着しないような手段を
とることが好ましい。このような被覆工程で余分な組成
物を除去するための液切り工程を設けるのが一般的であ
る。液切り方法としては例えば膜面を垂直方向に保持し
て自然流化させる′方法等がある。
被覆した多孔性支持体の乾燥には、風乾又は加熱乾燥器
等を用いて通常常温〜150℃の範囲、時間はその方法
、つまり熱の導入法又は乾燥器の形式によって、乾燥速
度が異なるので、それらに合せて1〜60分間の範囲で
選択する。ざらに芳香族多官能酸塩化物の水と非混和性
溶液を塗布し液切り後、風乾又は加熱処理して半透膜を
得る。
等を用いて通常常温〜150℃の範囲、時間はその方法
、つまり熱の導入法又は乾燥器の形式によって、乾燥速
度が異なるので、それらに合せて1〜60分間の範囲で
選択する。ざらに芳香族多官能酸塩化物の水と非混和性
溶液を塗布し液切り後、風乾又は加熱処理して半透膜を
得る。
この乾燥工程は通常常温〜150℃の範囲で行ない、時
間は温度に応じて決定する。このようにして得られた高
透過性半透性複合膜はこのままでも使用できるが、半透
性複合膜の活性層の表面は保護ポリマフィルムで被覆す
ることができ、保護フィルムを被覆することは実用上望
ましい。活性層表面上への保護フィルムの被覆は乾燥し
た半透性複合膜の表面を保護フィルムでのポリマ溶液で
塗布した俊、乾燥することによって行なわれる。このよ
うなポリマの例としては、例えばポリビニルアルコール
、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドンのような水溶
性ポリマが挙げられ、特にポリビニルアルコールが被膜
の強さから好ましい。これらのポリマは一般に0.5〜
10重量%の水溶液として使用され、必要に応じて架橋
促進触媒などを加える。またその被覆方法は浸漬法だけ
に限定されるものではなく、噴霧法やハケによる塗布も
可能である。このようにして被覆された半透性複合膜は
熱風乾燥型中で乾燥して最終製品となる。
間は温度に応じて決定する。このようにして得られた高
透過性半透性複合膜はこのままでも使用できるが、半透
性複合膜の活性層の表面は保護ポリマフィルムで被覆す
ることができ、保護フィルムを被覆することは実用上望
ましい。活性層表面上への保護フィルムの被覆は乾燥し
た半透性複合膜の表面を保護フィルムでのポリマ溶液で
塗布した俊、乾燥することによって行なわれる。このよ
うなポリマの例としては、例えばポリビニルアルコール
、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドンのような水溶
性ポリマが挙げられ、特にポリビニルアルコールが被膜
の強さから好ましい。これらのポリマは一般に0.5〜
10重量%の水溶液として使用され、必要に応じて架橋
促進触媒などを加える。またその被覆方法は浸漬法だけ
に限定されるものではなく、噴霧法やハケによる塗布も
可能である。このようにして被覆された半透性複合膜は
熱風乾燥型中で乾燥して最終製品となる。
その乾燥条件は一般に60〜120℃の範囲で2〜10
分間乾燥するのが良好である。
分間乾燥するのが良好である。
[実施例コ
以下の実施例において、選択分離性能として、食塩の排
除率:Rej(%)は電気伝導度の測定による通常の手
段によって決定した。また、透過性能として、水通過速
度:FluX(mワイ・日)は単位面積、単位時間当り
の水の透過量で決定した。又、A (a/TI?−se
c −atm ) 、3 (cm/5ec)の両値は次
式で与えられる。
除率:Rej(%)は電気伝導度の測定による通常の手
段によって決定した。また、透過性能として、水通過速
度:FluX(mワイ・日)は単位面積、単位時間当り
の水の透過量で決定した。又、A (a/TI?−se
c −atm ) 、3 (cm/5ec)の両値は次
式で与えられる。
A=FluX/ (△P−△7r) X119.6X1
0−”B= (100−Rej ) /Rej xFl
uxx 115.7xlO−”参考例1 、ポリエピクロルヒドリンから、アミン変性ポリエピク
ロルヒドリンの合成。
0−”B= (100−Rej ) /Rej xFl
uxx 115.7xlO−”参考例1 、ポリエピクロルヒドリンから、アミン変性ポリエピク
ロルヒドリンの合成。
ポリエピクロルヒドリン92.50をメチルエチルケト
ン280ccに溶解し、ヨウ化ナトリウム120qを加
え、25時間攪拌遠流し、水で再沈すると、クロル基の
80%がヨード基に置換したポリエビヨードヒドリンが
得られた。このポリエビヨードヒドリン10gをジメチ
ルホルムアミド90gに溶解し、4−アミノメチルピペ
リジン31gを加え、35℃で2時間加熱攪拌した。室
温に放冷し、500m1のベンゼンに上記溶液をすばや
く攪拌しながら加えると、白色のポリマが再沈できた。
ン280ccに溶解し、ヨウ化ナトリウム120qを加
え、25時間攪拌遠流し、水で再沈すると、クロル基の
80%がヨード基に置換したポリエビヨードヒドリンが
得られた。このポリエビヨードヒドリン10gをジメチ
ルホルムアミド90gに溶解し、4−アミノメチルピペ
リジン31gを加え、35℃で2時間加熱攪拌した。室
温に放冷し、500m1のベンゼンに上記溶液をすばや
く攪拌しながら加えると、白色のポリマが再沈できた。
このポリマは赤外吸収スペクトルの結果、ポリエピヨー
ドヒドリンのヨード基の約80%がアミノ基に変換した
アミン変性ポリエピクロルヒドリンであることがわかっ
た。この5重量%水溶液はガスクロマトグラフィーの結
果、0.6重回%の4−アミノメチルピペリジンを含有
していた。
ドヒドリンのヨード基の約80%がアミノ基に変換した
アミン変性ポリエピクロルヒドリンであることがわかっ
た。この5重量%水溶液はガスクロマトグラフィーの結
果、0.6重回%の4−アミノメチルピペリジンを含有
していた。
参考例2
タテ30cm、ヨコ2Qcmの大きさのポリエステル繊
維からなるタフタ(タテ糸、ヨコ糸ともに150デニー
ルのマルチフィラメント糸、織密度タテ90本/インチ
、ヨコ67本/インチ、厚さ160μ)をガラス板上に
固定し、その上にポリスルホン(ユニオン・カーバイド
社製の1jdel P−3500)の16重口%ジメチ
ルホルムアミド(DMF)溶液を200μの厚みで室温
(20’C)でキャストし、ただちに純水中に浸漬して
5分間放置することによって繊維補強ポリスルホン支持
体(以下FR−PS支持体と略す)を作成する。このよ
うにして得られたFR−PS支持体(厚さ210〜21
5μ)の純水透過係数は、圧力1kCJ10+f、温度
25℃で測定して、0.005〜0.01g/J◆se
c ◆atmであった。
維からなるタフタ(タテ糸、ヨコ糸ともに150デニー
ルのマルチフィラメント糸、織密度タテ90本/インチ
、ヨコ67本/インチ、厚さ160μ)をガラス板上に
固定し、その上にポリスルホン(ユニオン・カーバイド
社製の1jdel P−3500)の16重口%ジメチ
ルホルムアミド(DMF)溶液を200μの厚みで室温
(20’C)でキャストし、ただちに純水中に浸漬して
5分間放置することによって繊維補強ポリスルホン支持
体(以下FR−PS支持体と略す)を作成する。このよ
うにして得られたFR−PS支持体(厚さ210〜21
5μ)の純水透過係数は、圧力1kCJ10+f、温度
25℃で測定して、0.005〜0.01g/J◆se
c ◆atmであった。
比較例1
参考例1で得られたアミン変性ポリエビハロヒドリン3
重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.1重足%水溶液に
1N苛性ソーダを加えてPH10゜5に調製し、参考例
2で得られたポリスルホン支持体上に注いで2分間含浸
させ、室温で1分間垂直に保持して液切りした後、その
ままの状態で熱風乾燥器に入れ、90℃で1分間乾燥し
た。ざらにトリメシン酸クロライド0.025重量%ト
リクロロトリフルオロエタン溶液を膜面に塗布した後、
膜面に付着しているトリクロロトリフルオロエタンを揮
散させた。その後100’Cの温度で乾燥を行なった。
重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.1重足%水溶液に
1N苛性ソーダを加えてPH10゜5に調製し、参考例
2で得られたポリスルホン支持体上に注いで2分間含浸
させ、室温で1分間垂直に保持して液切りした後、その
ままの状態で熱風乾燥器に入れ、90℃で1分間乾燥し
た。ざらにトリメシン酸クロライド0.025重量%ト
リクロロトリフルオロエタン溶液を膜面に塗布した後、
膜面に付着しているトリクロロトリフルオロエタンを揮
散させた。その後100’Cの温度で乾燥を行なった。
このようにして得られた複合半透膜を実施例1と同条件
で逆浸透試験を行なったところ、24時間後に水透過速
度は3.19tn’/m”・日、食塩の排除率は83.
8%であった。ここでA3/Bは296X10−” (
g3−Cm−”Sec ’ −atm ’> (以下A
3/Bの単位は省略)である。
で逆浸透試験を行なったところ、24時間後に水透過速
度は3.19tn’/m”・日、食塩の排除率は83.
8%であった。ここでA3/Bは296X10−” (
g3−Cm−”Sec ’ −atm ’> (以下A
3/Bの単位は省略)である。
比較例2
1.2ジアミノシクロヘキサン1.Owtχ水溶液中に
、参考例2で得られたポリスルホン支持体を5分間浸漬
した後、支持体を引き出し表面に付着している水溶液を
圧空で吹き付けて取り除いた。
、参考例2で得られたポリスルホン支持体を5分間浸漬
した後、支持体を引き出し表面に付着している水溶液を
圧空で吹き付けて取り除いた。
ついでこの支持体表面にトリメシン酸クロライド0.1
重量%トリクロロトリフルオロエタン溶液を塗布した後
、室温にて風乾した。このようにして得られた複合半透
膜を実施例1と同一条件で逆浸透試験を行なったところ
、水透過速度は0.27Trl!/T112・日、食塩
の排除率は96.2%であった。A3/B=10.38
X10 ”であった。
重量%トリクロロトリフルオロエタン溶液を塗布した後
、室温にて風乾した。このようにして得られた複合半透
膜を実施例1と同一条件で逆浸透試験を行なったところ
、水透過速度は0.27Trl!/T112・日、食塩
の排除率は96.2%であった。A3/B=10.38
X10 ”であった。
実施例1
参考例1によって、得られたアミン変性ポリエビハロヒ
ドリン3重量%、1,2ジアミノシクロヘキサン0.6
重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.1重量%水溶液に
1N苛性ソーダを加えてPl−(10,5に調製し、参
考例2で得られたポリスルホン支持体上に注いで2分間
含浸させ、室温で1分間垂直に保持して液切りした後、
そのままの状態で熱風乾燥器に入れ、90°Cで1分間
乾燥した。さらにトリメシン酸クロライド0.025重
量%トリクロロトリフルオロエタン溶液を膜面に塗布し
た後、膜面に付着しているトリクロロトリフルオロエタ
ンを揮散させた。そのi!100℃の温度で乾燥を行な
った。このようにして得られた複合半透膜を圧力15k
cJ/ffl、温度25°C10゜15wt%食塩水の
条件で逆浸透試験を行なったところ、水透過速度は3.
13m″/ m2・日、食塩の排除率は92.8%であ
った。A3/B=710×10−10であった。
ドリン3重量%、1,2ジアミノシクロヘキサン0.6
重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.1重量%水溶液に
1N苛性ソーダを加えてPl−(10,5に調製し、参
考例2で得られたポリスルホン支持体上に注いで2分間
含浸させ、室温で1分間垂直に保持して液切りした後、
そのままの状態で熱風乾燥器に入れ、90°Cで1分間
乾燥した。さらにトリメシン酸クロライド0.025重
量%トリクロロトリフルオロエタン溶液を膜面に塗布し
た後、膜面に付着しているトリクロロトリフルオロエタ
ンを揮散させた。そのi!100℃の温度で乾燥を行な
った。このようにして得られた複合半透膜を圧力15k
cJ/ffl、温度25°C10゜15wt%食塩水の
条件で逆浸透試験を行なったところ、水透過速度は3.
13m″/ m2・日、食塩の排除率は92.8%であ
った。A3/B=710×10−10であった。
実施例2〜4
実施例1において用いた1、2ジアミノシクロヘキサン
の量を下記表1に示した最を用いる他は全く同様にして
複合膜を得た。これらの膜を実施例1と同一条件で逆浸
透試験を行なった。その結果を表1に示す。
の量を下記表1に示した最を用いる他は全く同様にして
複合膜を得た。これらの膜を実施例1と同一条件で逆浸
透試験を行なった。その結果を表1に示す。
表1
実施例5〜6
実施例1において用いた1、2ジアミノシクロヘキサン
の代りに下記表2に示したアミンを用いる他は全く同様
にして複合膜を得た。これらの膜を実施例1と同一条件
で逆浸透試験を行なった。
の代りに下記表2に示したアミンを用いる他は全く同様
にして複合膜を得た。これらの膜を実施例1と同一条件
で逆浸透試験を行なった。
その結果を表2に示した。
比較例3 。
ビスピペリジルプロパン’l、□vtX水溶液中に、参
考例2で得られたポリスルホン支持体を5分間浸漬した
後、支持体を引き出し表面に付着している水溶液を圧空
で吹き付けて取り除いた。ついでこの支持体表面にトリ
メシン酸クロライド0.1重足%トリクロロトリフルオ
ロエタン溶液を塗布した後、室温にて風乾した。このよ
うにして得られた複合半透膜を実施例1と同一条件で逆
浸透試験を行なったところ、水透過速度は0.24m’
/ゴ・日、食塩の排除率は90.4%であった。八3/
B=3.05x10 ”であった。
考例2で得られたポリスルホン支持体を5分間浸漬した
後、支持体を引き出し表面に付着している水溶液を圧空
で吹き付けて取り除いた。ついでこの支持体表面にトリ
メシン酸クロライド0.1重足%トリクロロトリフルオ
ロエタン溶液を塗布した後、室温にて風乾した。このよ
うにして得られた複合半透膜を実施例1と同一条件で逆
浸透試験を行なったところ、水透過速度は0.24m’
/ゴ・日、食塩の排除率は90.4%であった。八3/
B=3.05x10 ”であった。
実施例7
参考例1によって、得られたアミン変性ポリエピハロヒ
ドリン3型組%、ごスピペリジルプロパン0.2重量%
、ドデシル硫酸ナトリウム0.1重量%水溶液に1N苛
性ソーダを加えてPH10゜5に調製し、参考例2で得
られたポリスルホン支持体上に注いで2分間含浸させ、
室温で1分間垂直に保持して液切りした後、そのままの
状態で熱風乾燥器に入れ、90’Cで1分間乾燥した。
ドリン3型組%、ごスピペリジルプロパン0.2重量%
、ドデシル硫酸ナトリウム0.1重量%水溶液に1N苛
性ソーダを加えてPH10゜5に調製し、参考例2で得
られたポリスルホン支持体上に注いで2分間含浸させ、
室温で1分間垂直に保持して液切りした後、そのままの
状態で熱風乾燥器に入れ、90’Cで1分間乾燥した。
ざらにトリメシン酸クロライド0.025重四%トリク
ロロトリフルオロエタン溶液を膜面に塗布した後、膜面
に付着しているトリクロロトリフルオロエタンを揮散さ
せた。ざの後100’Cの温度で乾燥を行なった。この
ようにして得られた複合半透膜を圧力15に+1/co
!、温度25℃、0.15wt%食塩水の条件で逆浸透
試験を行なったところ、水透過速度は2.46m”/m
2・日、食塩の排除率は実施例8〜10 実施例7において用いたビスピペリジルプロパンの量を
下記表3に示した量を用いる他は全く同様にして複合膜
を得た。これらの膜を実施例1と同一条件で逆浸透試験
を行なった。その結果を表3に示した。
ロロトリフルオロエタン溶液を膜面に塗布した後、膜面
に付着しているトリクロロトリフルオロエタンを揮散さ
せた。ざの後100’Cの温度で乾燥を行なった。この
ようにして得られた複合半透膜を圧力15に+1/co
!、温度25℃、0.15wt%食塩水の条件で逆浸透
試験を行なったところ、水透過速度は2.46m”/m
2・日、食塩の排除率は実施例8〜10 実施例7において用いたビスピペリジルプロパンの量を
下記表3に示した量を用いる他は全く同様にして複合膜
を得た。これらの膜を実施例1と同一条件で逆浸透試験
を行なった。その結果を表3に示した。
実施例11〜15
実施例1におけるポリアミノエーテル、1,2ジアミノ
シクロヘキサン等を含む水溶液の代りに第4表に示す成
分を含有する水溶液を用いて、実施例1と同様に製膜し
、逆浸透テストを行なった。
シクロヘキサン等を含む水溶液の代りに第4表に示す成
分を含有する水溶液を用いて、実施例1と同様に製膜し
、逆浸透テストを行なった。
[本発明の効果コ
本発明の高透過性半透性複合膜は液状の混合物の成分を
透過分離するためのものであり、特に用途としては、カ
ン水を脱塩して淡水化することができ、ざらには、半導
体の製造で多量に使用される超純水の製造に好適に用い
られる。前記ジアミン類を成分として加えることにより
、膜の性能指標であるΔ3/B(例えばH,に、ロンズ
デール、デサリネーション13. P317(1973
)を向上することができ、その性能が向上し、高透過性
を示すと同時に機械的強度、耐熱性にも優れて、低圧で
高透過性を示す複合膜が得られる。また低沸点あるいは
高価な有機溶剤を用いないので、製造工程において有害
な溶剤蒸気が発生せず、また熱処理温度等を厳格にコン
トロールする必要もなく、容易に高透過性半透性複合膜
を製造することができるものである。
透過分離するためのものであり、特に用途としては、カ
ン水を脱塩して淡水化することができ、ざらには、半導
体の製造で多量に使用される超純水の製造に好適に用い
られる。前記ジアミン類を成分として加えることにより
、膜の性能指標であるΔ3/B(例えばH,に、ロンズ
デール、デサリネーション13. P317(1973
)を向上することができ、その性能が向上し、高透過性
を示すと同時に機械的強度、耐熱性にも優れて、低圧で
高透過性を示す複合膜が得られる。また低沸点あるいは
高価な有機溶剤を用いないので、製造工程において有害
な溶剤蒸気が発生せず、また熱処理温度等を厳格にコン
トロールする必要もなく、容易に高透過性半透性複合膜
を製造することができるものである。
Claims (2)
- (1)(A)、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、XはCl、BrもしくはI、iおよびjはモ
ル分率であつて、i+j=1、0.5≦i≦1、0≦j
≦0.5の関係を満たす)で示される反復単位を有する
ポリエーテルと、2個以上の1級もしくは2級アミノ基
を有するシクロパラフィン系アミノ化合物との反応で得
られるポリアミノエーテルおよび (B)、ジアミノシクロヘキサン、アミノベンジルアミ
ン、ビスピペリジルプロパン、キシリレンジアミン、ビ
ス(アミノメチル)シクロヘキサンから選ばれる少なく
とも1種類のジアミンとを(C)、(A)および(B)
のアミノ基と反応性を有する、多官能芳香族クロライド
で界面架橋重合することによつて得られる架橋ポリエー
テルアミドを素材とする超薄膜層と多孔性支持体上に設
けてなる、低圧高性能半透性複合膜。 - (2)多孔性支持体上に、下記成分(A)および(B)
を主成分として含有する水溶液を塗布し、水の一部を蒸
発させた後、水と非混和性で、多孔性支持体を溶解する
ことのない溶媒に溶解した下記成分(C)を含有する溶
液を塗布し、架橋反応を行なわせた後、熱処理すること
を特徴とする低圧高性能半透性複合膜の製造法。 (A)、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、XはCl、BrもしくはI、iおよびjはモ
ル分率であつて、i+j=1、0.5≦i≦1、0≦j
≦0.5の関係を満たす)で示される反復単位を有する
ポリエーテルと、2個以上の1級もしくは2級アミノ基
を有するシクロパラフイン系アミノ化合物との反応で得
られるポリアミノエーテル (B)、ジアミノシクロヘキサン、アミノベンジルアミ
ン、ビスピペリジルプロパン、キシリレンジアミン、ビ
ス(アミノメチル)シクロヘキサンから選ばれる少なく
とも1種類のジアミン(C)、(A)および(B)のア
ミノ基と反応性を有する、多官能芳香族クロライドで界
面架橋重合することによって得られる架橋ポリエーテル
アミド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60098023A JPS61257204A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 低圧高性能半透性複合膜および製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60098023A JPS61257204A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 低圧高性能半透性複合膜および製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61257204A true JPS61257204A (ja) | 1986-11-14 |
Family
ID=14208301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60098023A Pending JPS61257204A (ja) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | 低圧高性能半透性複合膜および製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61257204A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100029894A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Warakomski John M | Polyamide polymer |
-
1985
- 1985-05-10 JP JP60098023A patent/JPS61257204A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100029894A1 (en) * | 2008-07-31 | 2010-02-04 | Warakomski John M | Polyamide polymer |
US8236922B2 (en) * | 2008-07-31 | 2012-08-07 | Dow Global Technologies Llc | Polyamide polymer |
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