JPS6159763B2 - - Google Patents

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JPS6159763B2
JPS6159763B2 JP53133156A JP13315678A JPS6159763B2 JP S6159763 B2 JPS6159763 B2 JP S6159763B2 JP 53133156 A JP53133156 A JP 53133156A JP 13315678 A JP13315678 A JP 13315678A JP S6159763 B2 JPS6159763 B2 JP S6159763B2
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JP
Japan
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solvent
polymer
membrane
formula
compound
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JP53133156A
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JPS5559804A (en
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Hiromasa Minematsu
Takeyuki Kawaguchi
Yutaka Takeya
Yuzuru Hayashi
Shigeyoshi Hara
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5559804A publication Critical patent/JPS5559804A/ja
Publication of JPS6159763B2 publication Critical patent/JPS6159763B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/28Polymers of vinyl aromatic compounds
    • B01D71/281Polystyrene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/28Polymers of vinyl aromatic compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/125In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は逆浞透甚耇合膜およびその補造方法に
関する。曎に詳现には、埮倚孔性高分子支持膜䞊
に薄膜を圢成せしめた高い遞択透過性及び透氎性
に加えお耐薬品性・耐熱性・耐バクテリア性等に
優れた新芏な逆浞透甚耇合膜に関するものであ
る。 圓初、ロりブ及びスリラゞダンらにより開発さ
れた酢酞セルロヌス系逆浞透膜がそのすぐれた基
本性胜ず補造の容易さの故に広く甚いられおき
た。しかしながら、酢酞セルロヌス系膜は酞・ア
ルカリ等による加氎分解性・バクテリアによる分
解劣化性及び圧密性等の問題点が明らかになり、
これら欠点を解決する為、合成高分子による逆浞
透甚膜が皮々提案されおいる。それらの䞭で珟圚
実甚化されおいるテナポン瀟の党芳銙族ポリアミ
ドは、耐加氎分解性・耐バクテリア分解性等は倧
きく向䞊したものの、基本性胜の面は酢酞セルロ
ヌスを凌駕するものではなく、耐圧密性耐薬品
性等の問題点は䟝然未解決のたたであ぀た。これ
らの膜はいずれも盞分離法ずいわれる方法で調敎
される䞍均質膜ず呌ばれるもので、分離に関䞎す
る均質局ず膜の匷床保持等に関係する倚孔質局が
同䞀玠材からな぀おいた。 ずころがあらかじめ倚孔質局を別玠材で調敎し
おおき、その䞊で芪氎性ポリマヌず架橋剀を反応
せしめ、架橋䞋溶化した薄膜䞊の分離局を圢成せ
しめるずいう補膜方法が提案され、基本性胜の向
䞊に加えお耐加氎分解性耐バクテリア分解性
耐圧密性等に倧きな改善を行い埗るこずが瀺唆さ
れた。ノヌス・スタヌ研究所ではかかる芪氎性反
応性ポリマヌずしおポリ゚チレンむミンを、又架
橋剀ずしおむ゜フタル酞クロラむドやトルむレン
ゞむ゜シアネヌトの劂きポリ酞クロラむド又はポ
リむ゜シアネヌトを甚いおその可胜性が実珟され
うるこずを立蚌したが、この堎合圢成される架橋
局が非垞に匱く、そのスパむラルモゞナヌルの圢
態にはかなり難いものである事が刀明した。 その欠点を改善する為に、ナニバヌサルオむル
プロタクツ瀟では、アミン倉圢ポリ゚ピクロルヒ
ドリンを芪氎性・反応性ポリマヌずしお甚いる事
により䞊蚘の欠点を克服し、かかる耇合膜のスパ
むラルモゞナヌル化に成功した。しかしながら、
かかるアミン倉性ポリ゚ピクロルヒドリンは補造
が非垞に難かしく、か぀再珟性よく安定な性胜を
出すずいう点においおも問題があ぀た。たたこれ
らの膜は掻性局䞭に倚数のカチオン性基を含有し
おいる為、逆浞透法で凊理する氎䞭にアニオン界
面掻性剀が含有される堎合には、これによ぀お性
胜が阻害される等の実甚䞊の問題があるこずが刀
明し、フルフリヌルアルコヌル又はプノヌルホ
ルムアルデヒド暹脂の可溶性前駆䜓を倚孔膜䞊で
硫酞等の酞觊媒によ぀お架橋せしめた耇合膜の怜
蚎が、ノヌス・スタヌ研究所で行なわれた。しか
しこの堎合には、架橋前の掻性膜圢成材が䜎分子
量のものである為に充分な硬化反応を行なわせる
為にはきびしい反応条件が必芁な事、又圢成され
た膜は硬いものである為に膜ずしおもろいものに
なり易い事等の実甚䞊の倧きな欠点が存圚した。
そこで本発明者等は、䞊蚘の劂き欠点のない実甚
的にすぐれた耇合膜を埗べく鋭意研究した結果、
本発明に到達したものである。 〓〓〓
即ち本発明は、  䞋蚘匏 䜆し、匏䞭は〜の敎数を、は又は
〜の敎数を衚わし≊を満足するもので
あり、が〜即ちが存圚するの堎合
は、はハメツト定数のパラ眮換定数σpか
らメタ眮換定数σnを枛じた差σp−σn
が負である電子䟛䞎性基であ぀お、第玚及び第
玚アミノ基以倖のものを衚わす。たた、R′は
氎玠原子又はメチル基を衚わす。 で衚わされるポリヒドロキシスチレン構造単䜍を
党繰返し単䜍䞭の少なくずも30モル含有する重
合䜓であ぀お、氎及ぎ、氎ず任意の割合で混和し
うる沞点120℃以䞋の有機極性溶媒からなる溶媒
矀から遞ばれた少なくずも皮類からなる溶媒に
0.1100ml以䞊溶解するずころのヒドロキシス
チレン系重合䜓(A)より䞻ずしおなる薄膜を、埮倚
孔性支持膜䞊にお、䞊蚘構造匏䞭の
【匏】構造郚分ず官胜性以䞊に反応し うる化合物B1で架橋しおなる遞択透過性耇合
膜であり、又  䞋蚘匏 䜆し、匏䞭は〜の敎数を、は又は
〜の敎数を衚わし≊を満足するもので
あり、が〜即ちが存圚するの堎合
は、はハメツト定数のパラ眮換定数σpか
らメタ眮換定数σnを枛じた差σp−σn
が負である電子䟛䞎性基であ぀お、第玚及び第
玚アミノ基以倖のものを衚わす。たた、R′は
氎玠原子又はメチル基を衚わす。 で衚わされるポリヒドロキシスチレン構造単䜍を
党繰返し単䜍䞭の少なくずも30モル含有する重
合䜓であ぀お、氎及び、氎ず任意の割合で混和し
うる沞点120℃以䞋の有機極性溶媒からなる溶媒
矀から遞ばれた少なくずも皮類からなる溶媒に
0.1100ml以䞊溶解するずころのヒドロキシス
チレン系重合䜓(A)ず、実質的に䞊蚘溶媒矀から遞
ばれた溶媒からなり補膜に甚いる埮倚孔性支持膜
を実質的におかさない溶媒系C1ずからなる溶
液を、 埮倚孔性支持膜に塗垃又は含浞させ、必芁に応
じお該溶媒の䞀郚又は倧郚分を蒞発せしめた埌
かくしお埗られた膜状物を〔〕a1䞊蚘構造
匏䞭の
【匏】構造郚分ず官胜性 以䞊に反応しうる化合物B1の少なくずも䞀皮
及び芁すれば該反応の觊媒B2を、該化合物
B1に察しお実質的に䞍掻性であり、前蚘重合
䜓(A)及び埮倚孔性支持膜を激しく浞さず、䞔぀沞
点が120℃以䞋である溶媒に加えおなる溶液
C2に浞挬させるか、a2該化合物B1のガス
状物ず接觊させさらに必芁に応じお熱凊理する
か、 〔〕 該化合物B1の少なくずも䞀皮、及び
芁すれば該觊媒B2を加えた溶媒で塗垃又は
含浞せしめた埌、熱凊理する 事を特城ずする遞択透過性耇合膜の補造方法であ
る。 本発明における匏〔〕で衚わされるポリヒド
ロキシスチレン構造単䜍䞭のヒドロキシル基は、
逆浞透膜ずしお必芁な氎玠結合胜を有する芪氎性
を付䞎するばかりでなく、それが結合しおいる芳
銙該に電子を䞎え、求電子詊薬に察する反応性を
高め、䞔぀ヒドロキシル基自身がある皮の求電子
詊薬ず容易に反応する性質を有するために、実斜
容易な広範な架橋反応が適甚可胜であり、容易に
実甚性の優れた架橋耇合膜を䞎えるのである。 本発明に甚いられる重合䜓(A)におけるヒドロキ
シスチレン構造単䜍匏〔〕におけるは
〜の敎数をずりうるが、補造の容易さ、埗られ
た重合䜓の安定性を考慮するず〜の敎数特に
〓〓〓〓
が奜たしい。 匏〔〕䞭のは前述した栞炭玠やヒドロキシ
ル基の酞玠に察する求栞眮換反応を倧きく阻害す
る䜜甚を有するニトロ基シアノ基アセチル基
等の劂く、ハメツト定数のパラ眮換定数σp
からメタ眮換定数σnを枛じた差σp−σ
nが正である匷電子吞匕基は存圚しおはなら
ず、䞊蚘差σp−σnが負ずなる電子䟛䞎性基
でなくおはならない。かかる眮換基の数は求電子
眮換反応に関䞎しうる栞炭玠原子が少なくずも
個存圚しうる為には以䞋でなくおはならない
が、以䞋が奜たしい。かかる眮換基は、䞊蚘
求電子架橋反応に関䞎しうるものであ぀おも差支
えない。 奜適な眮換基ずしおは、メチル基゚チル基
等の䜎玚アルキル基メトキシ基゚トキシ基等
のアルコキシ基アセトキシ基等のカルバルコキ
シ基塩玠臭玠等のハロゲン原子クロルメチ
ル基メチロヌル基メトキシメチル基等の眮換
メチル基等をあげるこずができる。 又、R′ずしおは䜎玚アルキル基ずなりうる
が、氎玠原子であるこずが奜たしい。 かかるポリヒドロキシスチレン構造単䜍䞭で、
奜適なものずしお、次の劂きものを挙げるこずが
できる。 (‐a) オルドメタヌ又はパラヌヒドロキシス
チレン構造単䜍 (‐b) 臭玠化ヒドロキシスチレン構造単䜍 (‐c) 塩玠化ヒドロキシスチレン構造単䜍 (‐d) ビニルハむドロキノン構造単䜍 (‐e) ―メチルヒドロキシスチレン構造単䜍 (‐f) メトキシヒドロキシスチレン構造単䜍 (‐g) メチルヒドロキシスチレン構造単䜍 (‐h) クロルメチルヒドロキシスチレン構造
単䜍 (‐b) ヒドロキシメチルヒドロキシスチレン
構造単䜍 以䞊の䞭でも、―のヒドロキシスチレン
構造単䜍ず―の臭玠化ヒドロキシスチレ
ン構造単䜍を有する重合䜓は商業的に入手が可胜
であり、その点で有利に䜿甚しうる。 かかるヒドロキシスチレン構造単䜍を有する重
合䜓(A)は、同䞀構造を有する䞍飜和化合物の重合
〓〓〓〓
によ぀お埗る事も出来るが、前駆構造を有する重
合䜓から高分子反応によ぀お埗る事も出来る。䟋
えばスルホン化ポリスチレンやハロゲン化ポリス
チレンをアルカリで加氎分解する方法アルコキ
シポリスチレンの加氎分解による方法等公知のフ
゚ノヌル類の生成反応を察応する重合䜓に適甚す
るこずによ぀お埗る事が出来る。 たた眮換ヒドロキシスチレン重合䜓を埗る堎合
に眮換基のないヒドロキシスチレン重合䜓に高分
子反応によ぀お眮換基を付䞎するこずもできる。
䟋えば文献パツカムゞダヌナル・オブ・ケミ
カル・゜サむ゚テむ1964幎2617ペヌゞ蚘茉の劂
く、パラヒドロキシスチレン重合䜓にクロルメチ
ル゚ヌテルを反応させおクロルメチル基―
CH2Clを導入する事が出来、これを曎に加氎分
解するこずで容易に電子䟛䞎性のヒドロキシメチ
ル基―CH2OHに倉換する事が出来るわけで
ある。 本発明においお甚いうる重合䜓(A)は、前蚘構造
単䜍匏〔〕以倖の構造単䜍以䞋構造単䜍
〔〕ず略称する。を70モルを越えない範囲で
含有する事が出来る。かかる構造単䜍〔〕は、
前蚘ヒドロキシスチレン系単量䜓或はその前駆䜓
ず共重合せしめる事によ぀お重合䜓(A)䞭に導入す
る事が出来る。又、該前駆動自身も構造単䜍
〔〕ずみなし埗る。 かかる構造単䜍〔〕は、重合䜓(A)の可撓性
芪氎性溶解性架橋反応性等を調敎する目的で
導入され、かかる構造単䜍の具䜓䟋ずしおは、䟋
えば無氎マレむン酞アクリル酞メタアクリル
酞アクリロニトリルアクリルアミドアクリ
ル酞゚ステル類メタクリル酞゚ステル類ビニ
ル゚ステル類スチレン等からの構造単䜍を挙げ
るこずが出来るが特にこれらの限定を受けるもの
ではない。 かかる構造単䜍は前蚘の劂く、倚くずも70モル
以䞋奜たしくは50モル以䞋導入するこずによ
぀お、䞊蚘の劂き目的を達成するものであるこず
が奜たしい。 本発明で甚いられる重合䜓(A)の分子量は特に限
定を受けないが、溶解性耇合膜補膜の容易さ
補膜埌の遞択透過性膜の特性などを考慮しお決め
られるべきものであるが、通垞は、500〜1000000
奜たしくは、1000〜100000皋床の数平均分子量を
持぀おいるこずが奜たしい。 たたかかる共重合䜓(A)は前述の劂き、可溶
性の条件を満足しなければならないが、特に氎、
或いは、メタノヌル゚タノヌルむ゜プロパノ
ヌルメチルセロ゜ルヌブゞオキサンテトラ
ヒドロフラン及びこれらの混合溶媒に0.1100
以䞊奜たしくは、0.5100ml以䞊可溶なもの
が望たしい。 本発明においお甚いられる、架橋剀ずしお働く
化合物B1ずしおは䞻ずしおヒドロキシスチレ
ン構造単䜍〔〕のベンれン栞炭玠原子に、求電
子反応で結合する事により架橋剀ずしお䜜甚しう
るものず、ヒドロキシル基の酞玠原子に察し、求
電子反応で結合する事により架橋剀ずしお䜜甚し
うるものに倧別出来る。なお、同じ化合物によ぀
おも、甚いる觊媒によ぀お䞊蚘の架橋郚分が逆に
なる堎合もある。 前者の架橋甚化合物の代衚的な䟋ずしおは、䞀
連のアルデヒド類メチロヌル化合物及びそれら
の反応性誘導䜓をあげる事が出来る。 かかる化合物の具䜓的な䟋ずしおは、ホルムア
ルデヒドパラホルムアルデヒドト゜オキサ
ングリオキザヌルフルフラヌルアセトアル
デヒドパラアルデヒドクロトンアルデヒド
アクロレむン等の脂肪族アルデヒド或はその反応
性誘導䜓類ヘキサメチロヌルメラミン
N′―ゞメチロヌル゚チレン尿玠 ゞメチロヌル尿玠ポリヌゞメチロヌルアクリル
アミド等、個以䞊の―メチロヌル基を有する
―メチロヌル化合物、フルフリヌルアルコヌ
ルωω′―ゞヒドロキシ――キシレンゞ
メチロヌルゞプニル゚ヌテル等の―メチロヌ
ル化合物類ゞクロロメチルゞプニル゚ヌテ
ルヘキサメトキシメチルメラミンゞメチ
ロヌルゞプニル゚ヌテルゞアセテヌト等䞊蚘メ
チロヌル化合物の反応性誘導䜓をあげる事が出来
る。 かかる化合物によ぀お、架橋反応を、円滑に進
行せしめるには、酞性觊媒B2は共存せしめる
〓〓〓〓
のが必芁である。 かかる觊媒の具䜓的な䟋は、硫酞クロルスル
ホン酞リン酞メタンスルホン酞トル゚ンス
ルホン酞リン酞アンモニア硫酞アンモニア
硫酞第鉄硫酞アルミニりム等をあげる事が出
来る。特に硫酞クロルスルホン酞は、単に、酞
性觊媒ずしお䜜甚するだけでなく、甚いる量によ
぀おはヒドロキシスチレン構造単䜍䞭のベンれン
栞にスルホン酞基を導入する事が出来、これによ
぀お芪氎性を増加せしめ、透氎性を倧巟に増加せ
しめる事が出来るので、特に奜適に䜿甚出来る。
この堎合、この導入されたスルホン基を倚䟡金
属むオンで造塩せしめるず透氎性ばかりでなく、
塩排陀率等の遞択透過性を向䞊させる事が出来る
堎合がある。さらに、硫酞クロルスルホン
酞スルフリルクロラむドは、䞊蚘した劂き架橋
剀を加えなくおも、これらの化合物は、觊媒スル
ホン剀の䜜甚みならず、スルホン架橋―SO2
―を圢成しお、重合䜓(A)を架橋する事が出来、
架橋甚化合物B1ずしおも奜適に甚いる事が出
来る。 さらにフタル酞無氎物トリメリト酞無氎物
―スルホン安息銙酞無氎物―ベンれンゞス
ルホルニルクロラむドむ゜フタル酞クロラむド
等のカルボン酞無氎物カルボン酞スルホン酞混
合無氎物スルホン酞ハラむドカルボン酞ハラ
むド等及びトルむレンゞむ゜シアネヌト等のポリ
む゜シアネヌト類は、塩化亜鉛塩化鉄塩化ア
ルミ硫酞ポリリン酞等のフリヌデルクラフツ
型の酞性觊媒の共存䞋では、芳銙栞の栞炭玠原子
を攻撃する架橋剀ずしお甚いる事が出来る。 埌者の堎合にあたる架橋甚化合物の具䜓的な䟋
ずしおは、プノヌル性氎酞基ずの反応性を考慮
するず、む゜フタル酞クロラむドトリメシン酞
クロラむド―ベンれンゞスルホニルクロラむ
ド―クロロスルホニル安息銙酞クロラむド
4′―ゞクロロ―3′―ゞニトロゞプニル
スルホン4′―ゞクロロゞプニルスルホン
等の酞ハラむドや掻性化芳銙族ハラむド等を個
以䞊有する化合物及びトルむレンゞむ゜シアネヌ
ト等の倚官胜の掻性カルボニル化合物をあげる事
が出来る。 かかる化合物を、ヒドロキシル基ず結合する架
橋剀ずしお甚いる堎合には、苛性゜ヌダ苛性カ
リトリ゚チルアミン等の匷塩基性化合物によ぀
おプノヌル性ヒドロキシル基をプノラヌト型
に転化しおおく必芁がある。ただ、䞊蚘架橋剀は
プノラヌト基ずは容易に反応するので、同䞀の
溶液で塗垃するのではなく別の溶液を甚いお塗垃
するのが奜たしい。なおもし、逆にフリヌデルク
ラフツ型の酞性觊媒を甚いた堎合には、栞炭玠原
子に反応する架橋剀ずしお、これらの化合物が働
く事は、前述の通りである。 なお、架橋剀の特別な堎合ずしお、ヒドロキシ
スチレン構造単䜍そのものが、互いに反応しあ぀
お、架橋する、即ち架橋剀ずしおの化合物
B1をかねる堎合がある。 䟋えば、ブロム化ヒドロキシスチレン構造単䜍
―の堎合は、適圓なアルカリ觊媒の共存
䞋では、互いに反応しおゞアリヌル゚ヌテル型の
架橋構造を圢成せしめる事が出来るし、―
―でしめした劂きメチロヌル眮換或
はクロルメチル眮換ヒドロキシスチレン構造単䜍
は、酞性觊媒の共存化にゞアリヌルメチレン型の
架橋構造を圢成せしめる事が出来る。 さらに、銅ピリゞンコンプレツクスや、酞化鉛
等の酞化觊媒の共存䞋に、酞玠を䜜甚させる事に
よ぀おヒドロキシスチレン構造単䜍〔〕䞭のフ
゚ノヌル郚分を酞化結合させる事によ぀お架橋せ
しめる事も出来る。 たた、他の構造単䜍〔〕䞭にヒドロキシスチ
レン構造単䜍ず反応しうる結合を導入しおおく等
の方法をずる事も出来る。 本発明の遞択透過性耇合膜を逆浞膜甚ずしお甚
いる堎合には、架橋剀甚化合物B1ずしお䞊蚘
したアルドヒド類メチロヌル化合物類硫酞
クロルスルホン酞を甚い觊媒兌スルホン酞基導入
剀ずしお、硫酞或はクロルスルホン酞を甚いた
堎合が特に透氎性の芋地から奜たしい。 本発明に斌お甚いられる埮倚孔性支持膜の材質
ずしおは、塗垃するヒドロキシスチレン系重合䜓
(A)の溶媒系(C)あるいは架橋剀ずしお働く化合物
B1に溶解したり、膚最しない限り特別に限定
されるものではないが、非察称埮倚孔質構造を容
易に぀くれ、か぀耐薬品性耐PH性に優れおいる
こずが望たしい。 かかる埮倚孔性支持膜ずしおはポリスルホン及
びポリ塩化ビニルが奜適なものずしお挙げるこず
〓〓〓〓
が出来るが、これらに限定されるものではない。
特にポリスルホンは本発明の埮倚孔性支持膜の材
質ずしおすぐれた性胜を有するものである。ポリ
スルホン埮倚孔性支持膜は公知の方法、䟋えばア
メリカ内務省塩氎局研究開発レポヌト、No.359に
蚘茉の方法で補造するこずができる。かかる膜基
材は衚面の孔の倧きさが䞀般に玄100〜1000オン
グストロヌムの間にあるものが奜たしいが、これ
に限られるものではなく、最終の膜の甚途などに
応じお、衚面の孔の倧きさ50Å〜5000Åの間で倉
化しうる。これらの基材は察称構造でも非察称構
造でも䜿甚できるが、望たしくは非察称構造のも
のがよい。しかしながら、これらの基材は膜定数
が10-4cm2・sec・atm以䞋の堎合は透氎量が
䜎くなりすぎ、たたcm2・sec・atm以䞊の
堎合は脱塩率が極めお䜎くなりやすく奜たしくな
い。埓぀お奜たしい支持膜定数ずしおは〜10-4
cm2・sec・atm、特に奜たしくは10-1〜10-3
cm2・sec・atmの範囲のものが最も奜たしい
結果を䞎える。なお、ここでいう膜定数ずは、
Kgcm2の圧力䞋での玔氎の透過量を衚わす倀で、
単䜍はcm2・sec・atmである。 このような基材は、裏偎を織垃又は䞍織垃など
で補匷した圢態で䜿甚するのが奜たしい。かかる
織垃又は䞍織垃ずしおは、ポリ゚チレンテレフタ
レヌトポリプロピレンナむロン又は塩化ビニ
ル等によるものが奜適な䟋ずしお挙げられる。 かくの劂く補匷された埮倚孔性支持膜䞊で、ヒ
ドロキシスチレン系重合䜓の架橋膜を圢成するに
は、該膜䞊に該重合䜓及び架橋剀曎に芁すれば反
応進剀を溶解した溶液を塗垃しお熱凊理するか、
或いは該重合䜓のみを溶解した溶液又はそれに反
応促進剀を加えた溶液を先ず塗垃し、぀づいお、
奜たしくは該重合䜓を実質的に溶解しない溶媒に
架橋剀を溶解せしめた溶液反応促進剀を含有し
おもよいを塗垃した埌、熱凊理するこずにより
達成される。埌者の方法は、(i)架橋剀ず該重合䜓
ずが同䞀溶剀に溶解しない堎合(ii)䞡者ず共に溶解
するず短時間に該重合䜓ず架橋剀ずか反応し、ゲ
ル化が進行する堎合或いは(iii)架橋膜の膜厚を特に
现かくコントロヌルした堎合等に有効に適甚され
る。 前蚘重合䜓溶液や、架橋剀溶液を支持膜䞊に塗
垃する方法は、䟋えば浞挬法流延法スプレヌ
法等の埓来公知の方法を採甚するこずができる。 ヒドロキシスチレン系重合䜓(A)の溶液を調敎す
る際に甚いる溶媒ずしおは、支持膜を溶解したり
著るしく膚最させたりしない限り、劂䜕なる溶媒
でも䜿甚しうるが、支持膜の材質がポリスルホン
の堎合は、氎メタノヌル゚タノヌルむ゜プ
ロパノヌルあるいはこれらの混合物が奜適に甚い
られる。該溶液䞭の該重合䜓の濃床は0.1〜10.0
重量、奜たしくは0.2〜5.0重量である。又架
橋剀の濃床も0.1〜10.0重量、奜たしくは1.0〜
5.0重量ずするこずにより、効果的に目的を達
成しうる。ただし、架橋剀ず該重合䜓ずが別個の
溶液ずしお甚いられる堎合は、架橋剀濃床は少し
高めにした方が奜たしい結果を䞎える堎合があ
り、埓぀お、その濃床は、0.1〜15.0重量の範
囲から遞ばれ3.0〜10.0重量圓りが奜たしい。 重合䜓及び架橋剀が同䞀の溶液に調補された堎
合、支持膜に該溶液を塗垃した埌、必芁に応じ䜙
分の溶液をドレむン等の方法により陀去したり、
宀枩にお〜20分攟眮しお溶媒を䞀郚又は倧郚分
陀去し、熱凊理する。 重合䜓ず架橋剀ずを別々の溶液で調敎した堎合
は、先ず該重合䜓溶液を支持膜䞊に塗垃埌、必芁
に応じ䜙分の溶液を陀去した埌、溶媒を宀枩又は
加熱䞋に陀去也燥し、その埌架橋剀溶液を曎に塗
垃しお、必芁に応じお宀枩近蟺で也燥した埌、熱
凊理する。 熱凊理は、70℃〜160℃、奜たしくは90℃〜140
℃においお玄分間〜30分間、奜たしくは分間
〜20分間行う。これにより、ベンれン栞架橋反
応、あるいはヒドロキシル基による架橋反応を完
結せしめるこずができ、かくしお埮倚孔性支持膜
䞊に逆浞透性胜を有するヒドロキシスチレン系重
合䜓の架橋薄膜を有する耇合膜を埗るこずができ
る。 尚、これらの耇合膜には、膜圢成埌モゞナヌル
化される迄の適圓な段階でポリビニルアルコヌル
や、ポリビニルピロリドン等の氎溶性重合䜓の保
護被膜を斜けおもよい。 かくしお埗られた、本発明による架橋型の遞択
透過性耇合膜は逆浞透膜ずしお甚いる堎合、架橋
構造を有するために苛酷な䜿甚条件䞋においお
も、非垞に安定した性胜をしめすばかりでなく基
本性胜の面でも、埓来、商業化されおいるセルロ
〓〓〓〓
ヌズ―アセテヌト膜等に比しお、非垞に倧きな透
氎量無機塩有機物等に関する高排陀率をしめ
し、実甚的に極わめお優れた性胜を発揮する。 本発明による遞択透過性耇合膜は、甚いる埮倚
孔支持膜の圢態によ぀お、平膜、チナヌブ膜䞭
空系膜等の圢態で埗る事が出来、各々、スパむラ
ルモゞナヌルプレヌトフレヌムモゞナヌ
ルチナヌブラヌモゞナヌル䞭空系モゞナヌ
ルの圢態で広範な甚途に甚いる事が出来る。 なお、本発明による遞択透過性耇合膜のうち、
硫酞クロルスルホン酞等によ぀お架橋ず同時
に、スルホン化を行な぀たものは、カチオン亀換
膜ずしお、各皮の甚途に甚いる事も出来る。 以䞋、実斜䟋をあげ本発明をさらに詳しく説明
する。 逆浞透詊隓法 通垞の連続匏ポンプ型逆浞透装眮を甚い、PH
7.0℃にお、5000ppmのNaCl 氎溶液を原液
ずし、操䜜圧力は420Kgcm2℃にお行぀た。 なお、実斜䟋䞭の塩排陀率ずは次匏により求め
られる倀である。 塩排陀率 −透過氎䞭の濃床原液䞭の
濃床×100 参考䟋  䞍織垃補匷ポリスルホン倚孔質膜の補造法 密に織぀たダクロンDacron補䞍織垃目
付量180m2をガラス板䞊に固定した。次い
で、該䞍織垃䞊にポリスルホン12.5wtメチル
セロ゜ルブ12.5wtおよび残郚ゞメチルホルム
アミドを含む溶液を厚さ玄0.2mmの局状にキダス
トし、盎ちにポリスルホン局を宀枩の氎济䞭にお
ゲル化させるこずにより、䞍織垃補匷倚孔性ポリ
スルホン膜をえた。 この様にしお埗られた倚孔性ポリスルホン局は
厚みが玄40〜70Όであり、非察称構造を有しおお
り、か぀衚面には玄50〜600Åの埮孔が倚数存圚
するこずが電子顕埮鏡写真により芳察された。た
たこれらの倚孔性基材はKgcm2における玔氎
の透過量膜定数が玄3.0〜7.0×10-2cm2・
sec×atmであ぀た。 実斜䟋  ポリ―ヒドロキシスチレン商品名
ResinM平均分子量3000〜8000䞞善石油株匏䌚
瀟補及び濃硫酞を各々が2wt濃床ずなる様に
メタノヌルに溶解し、参考䟋で埗たポリスルホ
ン埮倚孔質膜をこのメタノヌル溶液䞭に浞挬し
た。分間浞挬埌にずり出し、膜を垂盎にしお10
分間宀枩にお攟眮埌、熱颚也燥噚䞭120℃にお10
分間熱凊理をした。かくしお埗られた耇合膜を前
蚘条件で逆浞透詊隓を行぀たずころ衚の劂き逆
浞透膜ずしおの性胜が埗られた。 実斜䟋 〜 ポリ―ヒドロキシスチレン及び硫酞濃床を衚
蚘茉の劂く倉えた以倖は、実斜䟋ず党く同じ
操䜜を繰り返しお耇合膜を埗、それで逆浞透詊隓
を行぀た。結果を同様に衚に瀺す。 比范䟋  架橋剀である硫酞を甚いずにポリ―ヒドロキ
シスチレンのみの2wtメタノヌル溶液を甚いお
実斜䟋ず同様にしお耇合膜を埗たが、衚に瀺
す劂く、塩排陀率の極めお䜎い膜しか埗られなか
぀た。 実斜䟋  ポリヒドロキシスチレンの代りに、ブロム化ポ
リ――ヒドロキシスチレン商品名ResinMB
ブロム含有量47〜52wt平均分子量6000〜
10000、䞞善石油株匏䌚瀟補を甚いる以倖は実
斜䟋ず同様の操䜜によ぀お、耇合膜を埗又、逆
浞透詊隓を行぀た。その性胜を衚に瀺す。 比范䟋  ポリヒドロキシスチレンの代りに実斜䟋で甚
いたブロム化ポリヒドロキシスチレンを甚いる他
は、比范䟋ず同様の操䜜で膜を埗た。その性胜
を衚に䜵蚘したが、実斜䟋に比しお塩排陀率
が極めお䜎いのが刀る。 〓〓〓〓
【衚】 実斜䟋  ポリ――ヒドロキシスチレンをメタノヌルに
溶解しお1wt溶液を䜜りこれに参考䟋で埗た
ポリスルホン埮倚孔質膜を分間浞挬した埌、宀
枩にお10分間攟眮した。ひき぀づき、該ポリスル
ホン膜を5wt硫酞氎溶液䞭に分間浞挬した
埌、膜をずり出し、膜を垂盎に立おおドレむン
し、熱颚也燥噚䞭120℃にお10分間熱凊理をした
ずころ透氎量207.1m2・hr塩排陀率78.3の
性胜をしめす膜が埗られた。 実斜䟋  ポリ――ヒドロキシスチレン2wt濃硫酞
2wt及びAlNO33・9H2O 0.5wtなるメタノ
ヌル溶液を甚いお、実斜䟋ず同じ操䜜をくり返
しお、透氎量198.9m2hr塩排陀率84の性胜
をしめす膜を埗た。 実斜䟋 〜11 ポリ――ヒドロキシスチレン2wt濃硫酞
2wt及び1.5wtの衚蚘茉の架橋剀をそれぞ
れ含有する溶液を甚いお実斜䟋ず同様な条件
で、架橋耇合膜を埗た。埗られた膜の性胜を同じ
く衚に瀺す。
【衚】 実斜䟋 12〜14 実斜䟋で甚いたのず同じポリヒドロキシスチ
レンを2wt及び苛性゜ヌダを1wt含有する氎
溶液に、前蚘したず同じポリスルホン埮孔膜を
分間浞挬した。垞枩で30分也燥の埌、衚に蚘茉
した劂き、架橋剀の2wtヘキサン溶液に浞挬
し、ひきあげおから宀枩窒玠気流䞋で10分間也
燥させた埌、熱颚也燥機で120℃10分間熱凊理
をおこな぀た。埗られた膜の性胜を同じく衚に
瀺す。 〓〓〓〓
【衚】 〓〓〓〓

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  䞋蚘匏 〔䜆し、匏䞭は〜の敎数を、は又は
    〜の敎数を衚わし≊を満足するもの
    であり、が〜即ちが存圚するの堎合
    は、はハメツト定数のバラ眮換定数σpか
    らメタ眮換定数σnを枛じた差σp−σn
    が負である電子䟛䞎性基であ぀お、第玚及び第
    玚アミノ基以倖のものを衚わす。たたR′は氎
    玠原子又はメチル基を衚わす。 で衚わされるポリヒドロキシスチレン構造単䜍を
    党繰返し単䜍䞭の少なくずも30モル含有する重
    合䜓であ぀お、氎及び、氎ず任意の割合で混和し
    うる沞点120℃以䞋の有機極性溶媒からなる溶媒
    矀から遞ばれた少なくずも皮類からなる溶媒に
    0.1100ml以䞊溶解するずころのヒドロキシス
    チレン系重合䜓(A)より䞻ずしおなる薄膜を、埮倚
    孔性支持膜䞊にお、䞊蚘構造匏䞭の
    【匏】構造郚分ず官胜性以䞊に反応し うる化合物B1で架橋しおなる遞択透過性耇合
    膜。〕  䞋蚘匏 〔䜆し、匏䞭は〜の敎数を、は又は
    〜の敎数を衚わし≊を満足するもの
    であり、が〜即ちが存圚するの堎合
    は、はハメツト定数のバラ眮換定数σpか
    らメタ眮換定数σnを枛じた差σp−σn
    が負である電子䟛䞎性基であ぀お、第玚及び第
    玚アミノ基以倖のものを衚わす。たたR′は氎
    玠原子又はメチル基を衚わす。〕 で衚わされるポリヒドロキシスチレン構造単䜍を
    党繰返し単䜍䞭の少なくずも30モル含有する重
    合䜓であ぀お、氎及び、氎ず任意の割合で混和し
    うる沞点120℃以䞋の有機極性溶媒からなる溶媒
    〓〓〓
    矀から遞ばれた少なくずも皮類からなる溶媒に
    0.1100ml以䞊溶解するずころのヒドロキシス
    チレン系重合䜓ず、実質的に䞊蚘溶媒矀から遞
    ばれた溶媒からなり補膜に甚いる埮倚孔性支持膜
    を実質的におかさない溶媒系C1ずからなる溶
    液を 埮倚孔性支持膜に塗垃又は含浞させ、そのたた
    或いは該溶媒の䞀郚又は倧郚分を蒞発せしめた
    埌かくしお埗られた膜状物を 〔〕 a1䞊蚘構造匏䞭の
    【匏】構造郚分ず官胜性以䞊に反応 しうる化合物B1の少なくずも䞀皮又はそれず
    該反応の觊媒B2を、該化合物B1に察しお
    実質的に䞍掻性であり、前蚘重合䜓(A)及び埮倚孔
    性支持膜を激しく浞さず、䞔぀沞点が120℃以䞋
    である溶媒に加えおなる溶液C2に浞挬させる
    か、 a2該化合物B1のガス状物ず接觊させそ
    のたた又は曎に熱凊理するか、 〔〕 該化合物B1の少なくずも䞀皮、又は
    それず該觊媒B2を加えた溶液で塗垃又は含
    浞せしめた埌、熱凊理する 事を特城ずする遞択透過性耇合膜の補造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10928842B2 (en) 2012-08-28 2021-02-23 Delos Living Llc Systems and methods for enhancing wellness associated with habitable environments
US11338107B2 (en) 2016-08-24 2022-05-24 Delos Living Llc Systems, methods and articles for enhancing wellness associated with habitable environments

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JPS49117370A (ja) * 1973-03-13 1974-11-09

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