JPS62234503A - 複合半透膜及びその製造方法 - Google Patents
複合半透膜及びその製造方法Info
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (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】
〈産業上の利用分母〉
本発明は新規な複合半透膜およびその製造方法に関する
ものである。
ものである。
〈従来の技術、発明が解決しようとする問題点〉近年、
加水の淡水化をはじめ廃水処理、純水製造あるいは食品
工業、医療の分野で酢酸セルロース等の半透膜を用いた
逆浸透、限外−過システムカ広く実用化されてきている
。これらの膜分離プロセスにおいて重要なのは使用する
半透膜の選択透過性、すなわち溶質の排除性と透水性で
あり、とりわけプロセスの経済性を決定するのは透水性
の大きさであると言っても過言でない。さらに膜性能と
しては透水性の他に耐熱性が高く、使用pH範囲が広く
、また耐酸化性に優れたものが要求されている。
加水の淡水化をはじめ廃水処理、純水製造あるいは食品
工業、医療の分野で酢酸セルロース等の半透膜を用いた
逆浸透、限外−過システムカ広く実用化されてきている
。これらの膜分離プロセスにおいて重要なのは使用する
半透膜の選択透過性、すなわち溶質の排除性と透水性で
あり、とりわけプロセスの経済性を決定するのは透水性
の大きさであると言っても過言でない。さらに膜性能と
しては透水性の他に耐熱性が高く、使用pH範囲が広く
、また耐酸化性に優れたものが要求されている。
従来ロウブ(Loeb) およびスリラジャン(Sc
urirajan) らにより開発された非対称構造
の酢酸セルロース逆浸透膜が、その優れた基本性能にも
かかわらず種々の問題点、例えば加水分解性、圧密化性
、微生物による分解劣化性及び乾燥できないなどの問題
点を有しており、さらに低圧運転では透水性が低い欠点
がある。そこで多数の合成ポリマーがこれらの欠点を補
う膜素材として提案されている。しかし提案されている
膜についても一長一短がありすべての点において優れた
膜は見い出されていない。
urirajan) らにより開発された非対称構造
の酢酸セルロース逆浸透膜が、その優れた基本性能にも
かかわらず種々の問題点、例えば加水分解性、圧密化性
、微生物による分解劣化性及び乾燥できないなどの問題
点を有しており、さらに低圧運転では透水性が低い欠点
がある。そこで多数の合成ポリマーがこれらの欠点を補
う膜素材として提案されている。しかし提案されている
膜についても一長一短がありすべての点において優れた
膜は見い出されていない。
一方、膜形部として非対称膜とは異なる複合膜が開発さ
れている。この複合膜は多孔性支持体上に半透性を有す
る超薄膜を形成したものであって、膜全体が同一素材か
らなる非対称膜と異なり、多孔性支持体および超薄膜の
素材をそれぞれ独立に広く選択できるので膜性能の向上
が期待されるう これらの複合膜としては、例えば特開昭49−49−1
8f1号公報には多孔性支持体上にポリエチレンイミン
を2.4−トリレンジイソシアネート等の多官能性化合
物にて架橋した超薄膜を形成することからなる複合半透
膜が開示されている。しかしながらこの複合半透膜は透
水性の点で不充分であり、且つ耐塩素性はない。
れている。この複合膜は多孔性支持体上に半透性を有す
る超薄膜を形成したものであって、膜全体が同一素材か
らなる非対称膜と異なり、多孔性支持体および超薄膜の
素材をそれぞれ独立に広く選択できるので膜性能の向上
が期待されるう これらの複合膜としては、例えば特開昭49−49−1
8f1号公報には多孔性支持体上にポリエチレンイミン
を2.4−トリレンジイソシアネート等の多官能性化合
物にて架橋した超薄膜を形成することからなる複合半透
膜が開示されている。しかしながらこの複合半透膜は透
水性の点で不充分であり、且つ耐塩素性はない。
またノース働スター研究所のカドッテ(cadotte
)等〔ピー・ビーレポート轟25819B〕はピペラジ
ン水溶液を多孔性支持体に含浸後インクタル酸クロリド
と接触せしめ、多孔性支持体表面にポリピペラジンアミ
ドの超薄膜を形成することにより耐塩素性に優れた逆浸
透膜が得られることを提案している。この膜は確かに耐
塩素性の点で改善されているものの膜の機械的強度が脆
弱であり又、透水性の点で不充分であった。
)等〔ピー・ビーレポート轟25819B〕はピペラジ
ン水溶液を多孔性支持体に含浸後インクタル酸クロリド
と接触せしめ、多孔性支持体表面にポリピペラジンアミ
ドの超薄膜を形成することにより耐塩素性に優れた逆浸
透膜が得られることを提案している。この膜は確かに耐
塩素性の点で改善されているものの膜の機械的強度が脆
弱であり又、透水性の点で不充分であった。
特開昭55−189802号公報には多孔性支持体上に
ピペラジンとトリメシン酸クロリド等の8官能性の多官
能化合物との架橋薄膜を設けてなる複合半透膜が開示さ
れているがこの膜も耐塩素性の点で改良されているもの
の透水性、塩排除性の点で必ずしも満足できるものでは
ない。
ピペラジンとトリメシン酸クロリド等の8官能性の多官
能化合物との架橋薄膜を設けてなる複合半透膜が開示さ
れているがこの膜も耐塩素性の点で改良されているもの
の透水性、塩排除性の点で必ずしも満足できるものでは
ない。
また、これら上記の半透複合膜はいずれも比較的高圧(
40気圧以上)条件で運転されるのが一般的な使用方法
であり、低圧(20気圧以下)条件での運転では透水性
が低く実用的な膜とは言えない。
40気圧以上)条件で運転されるのが一般的な使用方法
であり、低圧(20気圧以下)条件での運転では透水性
が低く実用的な膜とは言えない。
く問題点を解決するための手段〉
このような状況に鑑み、本発明者らはより優れた複合半
透膜を見い出すべく、鋭意検討を重ねた結果、多孔性支
持体上で、特定のポリヒドロキシ化合物と特定のポリア
ミン化合物とを、多官能性化合物を用いて架橋せしめた
複合半透膜は、低圧運転においても高い透水性と優れた
塩排除性を有し、且つ耐酸化性に優れることを見出し本
発明を完成した。
透膜を見い出すべく、鋭意検討を重ねた結果、多孔性支
持体上で、特定のポリヒドロキシ化合物と特定のポリア
ミン化合物とを、多官能性化合物を用いて架橋せしめた
複合半透膜は、低圧運転においても高い透水性と優れた
塩排除性を有し、且つ耐酸化性に優れることを見出し本
発明を完成した。
すなわち本発明は多孔性支持体上で、■下記一般式(1
) 、 (ID 、 (I[) 、 (IV)HO+C
H2CH2o+ H(I) (但しtは1〜500の整数を示す。)CH2−OH CH2−OH (但しmは1〜4の整数を示す。) (R+ )p + (OR)n (ID(但しnは
2〜4の整数を示す。Roはハロゲン原子または低級ア
ルキル基を示し、pはOまたはp −)−n≦6を満足
する正の整数を示す。) (但し、Xは単なる結合もしくは2価の結合基を示し、
r、qはそれぞれ1または2を示す。R2,R,はそれ
ぞれハロゲン原子または低級アルキル基を示し、t、s
はそれぞれOまたはS+r≦5.t+q≦5を満足する
正の整数を示す。) で示される化合物から選ばれる1厘または2厘以上のポ
リヒドロキシ化合物と■分子中に第2級アミン基を2個
以上有し、かつ第1級アミン基を有さないアミノ化合物
とを■ヒドロキシル基および第2級アミノ基と反応し得
る多官能性化合物を用いて架橋せしめてなることを特徴
とする複合半透膜およびその製造方法を提供するもので
ある。
) 、 (ID 、 (I[) 、 (IV)HO+C
H2CH2o+ H(I) (但しtは1〜500の整数を示す。)CH2−OH CH2−OH (但しmは1〜4の整数を示す。) (R+ )p + (OR)n (ID(但しnは
2〜4の整数を示す。Roはハロゲン原子または低級ア
ルキル基を示し、pはOまたはp −)−n≦6を満足
する正の整数を示す。) (但し、Xは単なる結合もしくは2価の結合基を示し、
r、qはそれぞれ1または2を示す。R2,R,はそれ
ぞれハロゲン原子または低級アルキル基を示し、t、s
はそれぞれOまたはS+r≦5.t+q≦5を満足する
正の整数を示す。) で示される化合物から選ばれる1厘または2厘以上のポ
リヒドロキシ化合物と■分子中に第2級アミン基を2個
以上有し、かつ第1級アミン基を有さないアミノ化合物
とを■ヒドロキシル基および第2級アミノ基と反応し得
る多官能性化合物を用いて架橋せしめてなることを特徴
とする複合半透膜およびその製造方法を提供するもので
ある。
以下本発明について詳述する。
本発明において使用されるポリヒドロキシ化合物は上記
の一般式(1) 、 (1) 、 GIDおよび面で示
される化合物であるが、一般式(1)で示されるポリヒ
ドロキシ化合物の具体例としては例えばポリエチレング
リコール(平均分子量約200〜20.000)、トリ
エチレングリコール、エチレングリコールなどの多価ア
ルコールが挙げられる。
の一般式(1) 、 (1) 、 GIDおよび面で示
される化合物であるが、一般式(1)で示されるポリヒ
ドロキシ化合物の具体例としては例えばポリエチレング
リコール(平均分子量約200〜20.000)、トリ
エチレングリコール、エチレングリコールなどの多価ア
ルコールが挙げられる。
一般式(1)で示される化合物としては例えば、グリセ
リン、エリスリトール、キシリトール、ソルビトールな
どの多価アルコールが挙げられる。
リン、エリスリトール、キシリトール、ソルビトールな
どの多価アルコールが挙げられる。
また一般式Iで示される化合物としては、例えばヒドロ
キノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、フロ
ログルシンなどの多価フェノール、これらの芳香核がさ
らに塩素、臭素、ヨウ素もしくは炭素数1〜4のアルキ
ル基で置換されたRがノ・ロゲン原子もしくは低級アル
キル基である多価フェノールが挙げられるが、ヒドロキ
ノンが好ましい。
キノン、レゾルシン、カテコール、ピロガロール、フロ
ログルシンなどの多価フェノール、これらの芳香核がさ
らに塩素、臭素、ヨウ素もしくは炭素数1〜4のアルキ
ル基で置換されたRがノ・ロゲン原子もしくは低級アル
キル基である多価フェノールが挙げられるが、ヒドロキ
ノンが好ましい。
一般式面で示されるポリヒドロキシ化合物の具体例とし
ては例えば、4.4″−ジヒドロキシビフェニル、2.
2−ビス(4−ヒドロキノン簀 エニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メ
タン、1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン
、ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタ
ン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(
4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エーテル等のXが単なる結合、2価の炭化水素基、
−soさ−、−co −、−s −。
ては例えば、4.4″−ジヒドロキシビフェニル、2.
2−ビス(4−ヒドロキノン簀 エニル)プロパン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メ
タン、1.1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン
、ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシルメタ
ン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(
4−ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エーテル等のXが単なる結合、2価の炭化水素基、
−soさ−、−co −、−s −。
−〇−である多価フェノールおよびこれらの芳香核が塩
素、臭素、ヨウ素1数1〜4のアルキル基等で置換され
たR、 、 R,が/%ロゲン原子もしくは低級アルキ
ル基である多価フェノール例、t ハ8−クロルー4.
4′−ヒト0キシフエ1ル、3.3′−ジクロロ−4,
4′−ヒドロキシビフェニル、ビス(4−ヒドロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)ケトン等が例示される。こ
れらの中では2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパンが好ましい。
素、臭素、ヨウ素1数1〜4のアルキル基等で置換され
たR、 、 R,が/%ロゲン原子もしくは低級アルキ
ル基である多価フェノール例、t ハ8−クロルー4.
4′−ヒト0キシフエ1ル、3.3′−ジクロロ−4,
4′−ヒドロキシビフェニル、ビス(4−ヒドロキシ−
3,5−ジメチルフェニル)ケトン等が例示される。こ
れらの中では2.2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパンが好ましい。
また本発明におけるアミノ化合は1分子中にfg2aア
ミノ基を2個以上有し、かつ@1級アミ ン を有しな
い脂肪族、脂環族、芳香族アミノ化合物であり、かかる
アミノ化合物としては、下記の一般式(Y) 、 (V
l)、 (Vf) 、 (Vl) テ示すレル化合物
が例示される。
ミノ基を2個以上有し、かつ@1級アミ ン を有しな
い脂肪族、脂環族、芳香族アミノ化合物であり、かかる
アミノ化合物としては、下記の一般式(Y) 、 (V
l)、 (Vf) 、 (Vl) テ示すレル化合物
が例示される。
R4N HY−N HRs (Y)(但し、Yは炭
素数20以下の脂肪族、脂環族、芳香族基であり、R4
s R6は炭素数1〜8のアルキル基を示す。) を示す。a、bはθ〜4の整数を示す。)(但しR11
* R?は炭素数1〜Bのアルキル基を、d、e、fは
θ〜4の整数を示す。)(但しRIGは炭素数1〜3の
アルキル基をgは1〜2を、lはO〜4の整数を示す。
素数20以下の脂肪族、脂環族、芳香族基であり、R4
s R6は炭素数1〜8のアルキル基を示す。) を示す。a、bはθ〜4の整数を示す。)(但しR11
* R?は炭素数1〜Bのアルキル基を、d、e、fは
θ〜4の整数を示す。)(但しRIGは炭素数1〜3の
アルキル基をgは1〜2を、lはO〜4の整数を示す。
)5これらのアミン化合物の具体例としては、前記一般
式(v)については例えばN 、 N’−ジメチルエチ
レンシアばン、N 、 N’−ジエチルプロパンジアミ
ン、N 、 N’−ジメチル−m−フェニレンジアミン
、N 、 N’−ジメチル−p−フェニレンジアミン、
N 、 N’−ジメチル−1,4−シクロヘキシノンジ
アミン等が例示される。
式(v)については例えばN 、 N’−ジメチルエチ
レンシアばン、N 、 N’−ジエチルプロパンジアミ
ン、N 、 N’−ジメチル−m−フェニレンジアミン
、N 、 N’−ジメチル−p−フェニレンジアミン、
N 、 N’−ジメチル−1,4−シクロヘキシノンジ
アミン等が例示される。
一般式(至)については例丸ば、1.8−ジピペラシル
プロパン、ジピペラジルメタン等が一般式(Vl)につ
いては例九ば1.8−ジ(4−ピペリジノ)プロパン、
1.2−ジ(4−ピペリジノ)エタン、4.4′−ビピ
ペリジン、Ill 、 8’ −ジメチル−4,4′−
ビビヘリジン等が挙げられる。
プロパン、ジピペラジルメタン等が一般式(Vl)につ
いては例九ば1.8−ジ(4−ピペリジノ)プロパン、
1.2−ジ(4−ピペリジノ)エタン、4.4′−ビピ
ペリジン、Ill 、 8’ −ジメチル−4,4′−
ビビヘリジン等が挙げられる。
また一般式(Vl)については、例えばピペラジン、2
−メチルビペラジン、2.5ジメチルピペラジン、ホモ
ピペラジy等が例示される。
−メチルビペラジン、2.5ジメチルピペラジン、ホモ
ピペラジy等が例示される。
これ等のアミノ化合物は1種または2種以上の混合物と
じて用いても良い。
じて用いても良い。
本発明に用いられる多孔性支持体とは多孔性支持体のみ
では有効な分離性能を示さず、分離性能を発現する薄膜
を支持し該膜に強度を与えるために用いられるものであ
る。かかる多孔性支持体としては、例えばポリスルホン
、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリ
ビニルクロライド、酢酸セルロース、硝酸セルロース等
の素材からなる公知の多孔性支持体が用いられる。例え
ばポリスルホン多孔性支持体は米国塩水局レボ−) (
O3W Report ) A 859に記載されてい
る方法で得ることができる。
では有効な分離性能を示さず、分離性能を発現する薄膜
を支持し該膜に強度を与えるために用いられるものであ
る。かかる多孔性支持体としては、例えばポリスルホン
、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリ
ビニルクロライド、酢酸セルロース、硝酸セルロース等
の素材からなる公知の多孔性支持体が用いられる。例え
ばポリスルホン多孔性支持体は米国塩水局レボ−) (
O3W Report ) A 859に記載されてい
る方法で得ることができる。
またこれらの多孔性支持体はそのままで、または必要に
応じてポリエステル等の織布等を補強のため裏打ちして
使用することもできる。
応じてポリエステル等の織布等を補強のため裏打ちして
使用することもできる。
本発明の複合半透膜は多孔性支持体上でポリヒドロキシ
化合物とアミノ化合物とを多官能性化合物を用いて架m
:i合せしめ、半透性を有する超薄膜を多孔性支持体と
に密着形成させたものであるがかかる超薄膜は通常、ポ
リヒドロ、キシ化合物とアミノ化合物との混合溶液を多
孔性支持体に塗布又は含浸させた後乾燥処理し、次いで
これに多官能性化合物とを接触させることより製造され
る ポリヒドロキシ化合物とアミノ化合物の混合割合はポリ
ヒドロキシ化合物100重量部に対して、通常アミン化
合物5〜500重量部、好ましくは10〜800重量部
、さらに好ましくは50〜200重量部の範囲である。
化合物とアミノ化合物とを多官能性化合物を用いて架m
:i合せしめ、半透性を有する超薄膜を多孔性支持体と
に密着形成させたものであるがかかる超薄膜は通常、ポ
リヒドロ、キシ化合物とアミノ化合物との混合溶液を多
孔性支持体に塗布又は含浸させた後乾燥処理し、次いで
これに多官能性化合物とを接触させることより製造され
る ポリヒドロキシ化合物とアミノ化合物の混合割合はポリ
ヒドロキシ化合物100重量部に対して、通常アミン化
合物5〜500重量部、好ましくは10〜800重量部
、さらに好ましくは50〜200重量部の範囲である。
また溶媒としてはポリヒドロキシ化合物とアミン化合物
を均一に溶解し且つ多孔性支持体を変質させないもので
あればよく、具体的には例えハ、メタノール、エタノー
ル、プロパツール、水やこれらの混合物が用いられる。
を均一に溶解し且つ多孔性支持体を変質させないもので
あればよく、具体的には例えハ、メタノール、エタノー
ル、プロパツール、水やこれらの混合物が用いられる。
混合溶液におけるポリヒドロキシ化合物とアミン化合物
の合計量の濃度は一般に0.01〜10!ffi%の範
囲で選ぶことができるが、好ましくは0.05〜5重量
%、さらに好ましくは0.2〜8重量%である。混合溶
液には、多孔性支持体に塗布又は含浸する際の表面張力
を低下させるために、界面活性剤を含有させてもよく、
また多官能性化合物との反応触媒として苛性アルカリ、
リン酸ナトリウム、ピリジン等の塩基を添加しても良い
。
の合計量の濃度は一般に0.01〜10!ffi%の範
囲で選ぶことができるが、好ましくは0.05〜5重量
%、さらに好ましくは0.2〜8重量%である。混合溶
液には、多孔性支持体に塗布又は含浸する際の表面張力
を低下させるために、界面活性剤を含有させてもよく、
また多官能性化合物との反応触媒として苛性アルカリ、
リン酸ナトリウム、ピリジン等の塩基を添加しても良い
。
ポリヒドロキシ化合物とアミン化合物との混合溶液を多
孔性支持体に塗布又は含浸させる方法としては、公知の
手段のいずれも適用可能であり、多孔性支持体表面にコ
ーティングする方法や、多孔性支持体を混合溶液に浸漬
する方法等により行われる。例えば、混合溶液を多孔性
支持体に塗布又は含浸させた後、多孔性支持体に付着し
ている余分の溶液を除くために例えば垂直状態で液切り
をすると共に、更に溶媒の一部又は大部分を蒸発させる
べく乾燥処理を行うのが好ましい。
孔性支持体に塗布又は含浸させる方法としては、公知の
手段のいずれも適用可能であり、多孔性支持体表面にコ
ーティングする方法や、多孔性支持体を混合溶液に浸漬
する方法等により行われる。例えば、混合溶液を多孔性
支持体に塗布又は含浸させた後、多孔性支持体に付着し
ている余分の溶液を除くために例えば垂直状態で液切り
をすると共に、更に溶媒の一部又は大部分を蒸発させる
べく乾燥処理を行うのが好ましい。
乾燥条件は特に限定されないが通常、溶媒の沸点以下の
温度で時間は1分間以上であり、好ましくは20〜go
’c、t〜20分、より好ましくは20〜40℃、5へ
20分である。
温度で時間は1分間以上であり、好ましくは20〜go
’c、t〜20分、より好ましくは20〜40℃、5へ
20分である。
かかる乾燥処理により多孔性支持体表面にポリヒドロキ
ク化合物とアミノ化合物からなるより安定した被膜が形
成されるので、その後の多官能性化合物との架橋産金に
よって形成される超薄膜と多孔性支持体の密着性が向上
すると共に、膜の均一性、ひいては膜性能の向上および
安定性に優れた効果を示す。
ク化合物とアミノ化合物からなるより安定した被膜が形
成されるので、その後の多官能性化合物との架橋産金に
よって形成される超薄膜と多孔性支持体の密着性が向上
すると共に、膜の均一性、ひいては膜性能の向上および
安定性に優れた効果を示す。
本発明に使用される多官能性化合物はヒドロキシル基及
び第2級アミノ基と反応し得る官能基を有する化合物で
あって、例えば酸ハライド基、スルホニルハライドM、
N−へロホルミル基及び酸無水物基の一部又は2厘以上
を分子内に2個以上有する化合物等が挙げられる。より
具体的化合物としては、例えばイソフタル酸クロリド、
テレフタル酸クロリド、トリメシン酸クロリド、ピロメ
リット酸クロリド、シクロヘキサンジカルボン酸クロリ
ド、ピペラジンN、N’−ジカルボニルクロリド、ジピ
ベリジルメタンーN、N’−ジカルボニルクロリド、ピ
リジン−2゜6−ジカルボン酸り目リド、1−クロロス
ルホニルベンゼン−8,4−ジカルボン着クロリド、ベ
ンゼン−m−ジスルホン酸クロリド、4−クロロホルミ
ルフタル酸無水物、ピロメリット酸無水物等が例示され
る。
び第2級アミノ基と反応し得る官能基を有する化合物で
あって、例えば酸ハライド基、スルホニルハライドM、
N−へロホルミル基及び酸無水物基の一部又は2厘以上
を分子内に2個以上有する化合物等が挙げられる。より
具体的化合物としては、例えばイソフタル酸クロリド、
テレフタル酸クロリド、トリメシン酸クロリド、ピロメ
リット酸クロリド、シクロヘキサンジカルボン酸クロリ
ド、ピペラジンN、N’−ジカルボニルクロリド、ジピ
ベリジルメタンーN、N’−ジカルボニルクロリド、ピ
リジン−2゜6−ジカルボン酸り目リド、1−クロロス
ルホニルベンゼン−8,4−ジカルボン着クロリド、ベ
ンゼン−m−ジスルホン酸クロリド、4−クロロホルミ
ルフタル酸無水物、ピロメリット酸無水物等が例示され
る。
上記の多官能化合物のうち特に好ましい化合物はトリメ
シン酸クロリド、イソフタル酸クロリド、テレフタル酸
クロリドである。これら多官能性化合物は1種又は2種
以上混合して用いてもよい。
シン酸クロリド、イソフタル酸クロリド、テレフタル酸
クロリドである。これら多官能性化合物は1種又は2種
以上混合して用いてもよい。
多官能性化合物は多孔性支持体やポリヒドロキシ化合物
及びアミン化合物との付加重合生成物を実質的に膨潤又
は溶解しない溶媒に溶解して使用される。かかる溶媒と
しては、例えばn−ヘキサン、n−へブタン、n−オク
タン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、1,1.2
−) IJ /コロ−1,2,2−トIJフルオロエタ
ン等のハロゲン化炭化水素系溶媒があげられる。
及びアミン化合物との付加重合生成物を実質的に膨潤又
は溶解しない溶媒に溶解して使用される。かかる溶媒と
しては、例えばn−ヘキサン、n−へブタン、n−オク
タン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、1,1.2
−) IJ /コロ−1,2,2−トIJフルオロエタ
ン等のハロゲン化炭化水素系溶媒があげられる。
溶媒中の多官能性化合物の濃度は一般的には0.1〜5
.Omfi*%、好ましく1.tO,5〜8.0ffi
t%である。
.Omfi*%、好ましく1.tO,5〜8.0ffi
t%である。
多官能性化合物とポリヒドロキシ化合物及びアミン化合
物の架橋重合反応は、例えば前記多孔性支持体上にポリ
ヒドロキシ化合物及びアミン化合物の塗膜を形成したも
のを多官能性化合物の溶液中に10秒〜5分間程度浸漬
し、次いで必要に応じて余分の多官能性化合物の溶液を
液切りした後、通常80〜180 ’C1好ましくは7
0〜150“C5さらに好ましくは90〜180℃の温
度で加熱処理を行う。
物の架橋重合反応は、例えば前記多孔性支持体上にポリ
ヒドロキシ化合物及びアミン化合物の塗膜を形成したも
のを多官能性化合物の溶液中に10秒〜5分間程度浸漬
し、次いで必要に応じて余分の多官能性化合物の溶液を
液切りした後、通常80〜180 ’C1好ましくは7
0〜150“C5さらに好ましくは90〜180℃の温
度で加熱処理を行う。
処理時間は特に限定されず、処理温度により適宜決める
ことができるが、温度が90〜180°Cの場合、6〜
80分間程度が好ましい。
ことができるが、温度が90〜180°Cの場合、6〜
80分間程度が好ましい。
かくして得られた複合半透膜はこのままでも使用できる
が、膜表面を保護するために、例えばポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン等のポリマーで被覆するこ
とが好ましい。
が、膜表面を保護するために、例えばポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン等のポリマーで被覆するこ
とが好ましい。
被覆方法としては通常、ポリマー溶液を膜表面に塗布後
乾燥する方法が採用される。
乾燥する方法が採用される。
〈発明の効果〉
本発明の複合半透膜は後述の実施例に示す如く低圧運転
においても優れた塩排除性と透水性を有すると共に耐酸
化性に優れた膜であり、そ用途としてはカン水の脱塩、
食品工業、医薬品工業での有価物・の濃縮・回収に有用
な寝である。
においても優れた塩排除性と透水性を有すると共に耐酸
化性に優れた膜であり、そ用途としてはカン水の脱塩、
食品工業、医薬品工業での有価物・の濃縮・回収に有用
な寝である。
く実施例〉
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
参考例1
ポリスルホン(UCC社製、P−8500)157if
1%、メチルセロノルプ12.5!t%ジメチルホルム
アミド72.5重量%からなる溶液をポリエステル製織
布(タフタ#71)とに厚み200μになるよう流延し
たのち、直ちに17℃の水中に浸漬することによりポリ
エステル織布補強ポリスルホン多孔性支持体を形成した
ユ 実施例1 参考例1で得られたポリスルホン多孔性支持体をピペラ
ジン0.25重量%、ポリエチレングリコール(分子量
2万)0.25’重量%、水酸化ナトリウム0.5mf
t%、メタノール20這1%及び水γ9.0遁量%から
なる溶液に20°Cで5分間浸漬後引上げ、室温下で1
分間液切りしだ後50″Cで10分間乾乾燥理し、次い
でトリメシン酸クロリドの1. OM量%n −ヘキサ
ン溶液中に室温にて1分間浸漬したのち、熱風乾燥器中
において110℃で10分間熱処理を行った。このよう
にして得られた複合膜は0.21這%の硫酸マグネシウ
ム水溶液を原液とし運転圧力14)k/−G、25°C
にて逆浸透テストを行ったところ、20時間後に水透過
流速76.7 t 7m2・hr 、塩排除率99.0
%の性能を示した。
1%、メチルセロノルプ12.5!t%ジメチルホルム
アミド72.5重量%からなる溶液をポリエステル製織
布(タフタ#71)とに厚み200μになるよう流延し
たのち、直ちに17℃の水中に浸漬することによりポリ
エステル織布補強ポリスルホン多孔性支持体を形成した
ユ 実施例1 参考例1で得られたポリスルホン多孔性支持体をピペラ
ジン0.25重量%、ポリエチレングリコール(分子量
2万)0.25’重量%、水酸化ナトリウム0.5mf
t%、メタノール20這1%及び水γ9.0遁量%から
なる溶液に20°Cで5分間浸漬後引上げ、室温下で1
分間液切りしだ後50″Cで10分間乾乾燥理し、次い
でトリメシン酸クロリドの1. OM量%n −ヘキサ
ン溶液中に室温にて1分間浸漬したのち、熱風乾燥器中
において110℃で10分間熱処理を行った。このよう
にして得られた複合膜は0.21這%の硫酸マグネシウ
ム水溶液を原液とし運転圧力14)k/−G、25°C
にて逆浸透テストを行ったところ、20時間後に水透過
流速76.7 t 7m2・hr 、塩排除率99.0
%の性能を示した。
比較例1
ポリエチレングリコールを用いない以外は実施例1と同
様にして複合膜を得た。実施例1と同じ条件で逆浸透テ
ストを行ったところ、水透過流速40. O17m2a
k r、塩排除率9866%の性能を示し実施例1に
くらべて水透過流速は相当低かった。
様にして複合膜を得た。実施例1と同じ条件で逆浸透テ
ストを行ったところ、水透過流速40. O17m2a
k r、塩排除率9866%の性能を示し実施例1に
くらべて水透過流速は相当低かった。
実施例2〜4
ポリエチレングリコール(分子量2万)の代りにポリエ
チレングリコール(分子ffi 200)、ポリエチレ
ングリコール(分子j12,000)又はソルビトール
を用いる他は実施例1と同様の方法で複合膜を得た。こ
れらの複合膜を実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行
った。
チレングリコール(分子ffi 200)、ポリエチレ
ングリコール(分子j12,000)又はソルビトール
を用いる他は実施例1と同様の方法で複合膜を得た。こ
れらの複合膜を実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行
った。
20時間後の性能を表−1に示す。
表−1
実施例5
実施例1と同様の方法で得た膜を有効塩素1100pp
を含むNa0CA水溶液に100時間浸漬し耐塩素性
テストを行い、実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行
った。
を含むNa0CA水溶液に100時間浸漬し耐塩素性
テストを行い、実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行
った。
耐塩素性テスト前の性能は水道過流速77.5L/m2
・hr 、塩排除率99.0%であり耐塩素性テスト後
の性能は水道過流速75.9 t/m・hr、塩排除率
99.1%を示し塩素性に優れた膜であることを示した
。
・hr 、塩排除率99.0%であり耐塩素性テスト後
の性能は水道過流速75.9 t/m・hr、塩排除率
99.1%を示し塩素性に優れた膜であることを示した
。
実施例6
実施例1においてトリメシン酸クロリドの代りにトリメ
シン酸クロリド(TλfG)とイソフタル酸クロリド(
IPC)の混合系(TMC/IPC=1/2)を用い他
は実施例1と同様にして複合膜を得た。
シン酸クロリド(TλfG)とイソフタル酸クロリド(
IPC)の混合系(TMC/IPC=1/2)を用い他
は実施例1と同様にして複合膜を得た。
実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行ったところ水道
過流速68.817m2・hr 、塩排除率98.7%
の性能を示した。
過流速68.817m2・hr 、塩排除率98.7%
の性能を示した。
実施例7〜3
実施例1においてピペラジンの代りに表−2に示すアミ
ン化合物を用い、他は実施例1と同様の方法で複合膜を
得た。実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行い表−2
に示す性能を示した。
ン化合物を用い、他は実施例1と同様の方法で複合膜を
得た。実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行い表−2
に示す性能を示した。
表−2
実施例10
実施例1と同様な方法で得た複合膜を0.2瀘量%塩化
す) IJウム水溶液を原液とし運転圧力20!/−・
G、26゛Cで逆浸透テストを行ったところ20時間後
に水通過流束151L/m2・hr、塩排除率56.8
%の性能を示した。
す) IJウム水溶液を原液とし運転圧力20!/−・
G、26゛Cで逆浸透テストを行ったところ20時間後
に水通過流束151L/m2・hr、塩排除率56.8
%の性能を示した。
実施例11
参考例1で得られたポリスルホン多孔性支持体をピペラ
ジン0.25m!1%、ビスフェノール−A、0.25
重量%、水酸化ナトリウム0.51黛%、メタノール
20Mf1%及び水79、Oi量%からなる溶液に20
℃で5分間浸漬後引上げ、室温下で1分間液切りしだ後
50’Cで10分間乾燥処理し、次いでトリメシン酸ク
ロリドの1.0重量%n−へキサン溶液中に室温にて1
分間浸漬したのち、熱風乾燥器中においてtto’cで
10分間熱処理を行ったつこのようにして得られた複合
膜は0.2t1%の硫酸マグネシウム水溶液を原液とし
運転圧力t4に4/−・G、25°Cにて逆浸透テスト
を行ったところ、20時間後に水道過流速64.8 L
/m’ mhr塩排除率99.5%の性能を示した。
ジン0.25m!1%、ビスフェノール−A、0.25
重量%、水酸化ナトリウム0.51黛%、メタノール
20Mf1%及び水79、Oi量%からなる溶液に20
℃で5分間浸漬後引上げ、室温下で1分間液切りしだ後
50’Cで10分間乾燥処理し、次いでトリメシン酸ク
ロリドの1.0重量%n−へキサン溶液中に室温にて1
分間浸漬したのち、熱風乾燥器中においてtto’cで
10分間熱処理を行ったつこのようにして得られた複合
膜は0.2t1%の硫酸マグネシウム水溶液を原液とし
運転圧力t4に4/−・G、25°Cにて逆浸透テスト
を行ったところ、20時間後に水道過流速64.8 L
/m’ mhr塩排除率99.5%の性能を示した。
実施例12
ビスフェノール−Aの代りにヒドロキノンを用い、他は
実施例11と同様の方法で複合膜を得た。実施例11と
同じ条件で逆浸透テストを行ったところ20時間後に水
道過流速67、 I 17m2・h r 、塩排除率9
9.1%の性能を示した。
実施例11と同様の方法で複合膜を得た。実施例11と
同じ条件で逆浸透テストを行ったところ20時間後に水
道過流速67、 I 17m2・h r 、塩排除率9
9.1%の性能を示した。
実施例18
ビスフェノールAの代りにレゾルシンを用い、他は実施
例11と同様の方法で複合膜を得た。実施例11と同じ
条件で逆浸透テストをけったところ20時間後に水道過
流速97.OL/m2・hr塩排除率97.5o/aの
性能を示した。
例11と同様の方法で複合膜を得た。実施例11と同じ
条件で逆浸透テストをけったところ20時間後に水道過
流速97.OL/m2・hr塩排除率97.5o/aの
性能を示した。
実施例14
実施例11と同様の方法で得た膜を有効塩素1100p
pを含むNa0C2水溶液に100時間浸漬し耐塩素性
テス)%行い、実施例11と固う条件で逆浸透テストを
行った。
pを含むNa0C2水溶液に100時間浸漬し耐塩素性
テス)%行い、実施例11と固う条件で逆浸透テストを
行った。
耐塩素性テスト前の性能は水道過流速69.5L/m2
・hr 、塩排除率99.1%であり耐塩素性デスト後
の性能は水道過流速71.217m・hr塩排除率99
.0 ’、/Jを示し耐塩素性に優れた膜であることを
示した。
・hr 、塩排除率99.1%であり耐塩素性デスト後
の性能は水道過流速71.217m・hr塩排除率99
.0 ’、/Jを示し耐塩素性に優れた膜であることを
示した。
実施例15
実施例11においてトリメシン酸クロリドの代りにトリ
メシン酸クロリド(TMC)とイソフタル酸クロリド(
IPC)の混合系(TMC/I PC=1/2 )を用
い他は実施例11と同様にして複合膜を得た。
メシン酸クロリド(TMC)とイソフタル酸クロリド(
IPC)の混合系(TMC/I PC=1/2 )を用
い他は実施例11と同様にして複合膜を得た。
実施例11と同じ条件で逆浸透テストを行ったところ水
道過流速59.717m2・hr 、塩排除率99.8
%の性能を示した。
道過流速59.717m2・hr 、塩排除率99.8
%の性能を示した。
実施例16
実施例11と同様な方法で得た複合膜を0.27jt量
%塩化ナトリウム水溶液を原液とし運転圧力20V4/
cId−G、 25°Cで逆浸透テストを行−だところ
20時間後に水道過流速138 t/m2・hr 、塩
排除率62.8%の性能を示した。
%塩化ナトリウム水溶液を原液とし運転圧力20V4/
cId−G、 25°Cで逆浸透テストを行−だところ
20時間後に水道過流速138 t/m2・hr 、塩
排除率62.8%の性能を示した。
実施例17
実施例1において、ピペラジン、ポリエチレングリコー
ル混合溶液に浸漬、液切り後の乾燥処理条件を50″C
からso”cに変更する以外は実施例1と同様にして複
合膜を得た。
ル混合溶液に浸漬、液切り後の乾燥処理条件を50″C
からso”cに変更する以外は実施例1と同様にして複
合膜を得た。
この膜を用いて実施例1と同じ条件で逆浸透テストを行
った。その結果を表8に示したつ実施例18 実施例17において、ピラジンの代すに1゜8−ジ(4
−、ピペリジノ)プロパンを用いること以外は実施例1
7と同様にして複合膜を得た。この膜を用いて、実施例
17と同様に逆浸透テストを行い、結果を表8に示した
。
った。その結果を表8に示したつ実施例18 実施例17において、ピラジンの代すに1゜8−ジ(4
−、ピペリジノ)プロパンを用いること以外は実施例1
7と同様にして複合膜を得た。この膜を用いて、実施例
17と同様に逆浸透テストを行い、結果を表8に示した
。
比較例2
実施例17において、ポリエチレングリコールの代りに
ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ホバール22
4)を用いる以外は実施例17と同様にして複合膜を得
た。この膜を用いて、実施例17と同様に逆浸透テスト
を行った。その結果を表8に示した。
ポリビニルアルコール((株)クラレ製、ホバール22
4)を用いる以外は実施例17と同様にして複合膜を得
た。この膜を用いて、実施例17と同様に逆浸透テスト
を行った。その結果を表8に示した。
比較例8
実施例17において、ポリエチレングリコールを用いな
い以外は実施例17と同様にして複合膜を得た。この膜
を用いて実施例17と同様に逆浸透テストを行い、その
結果を表8に示した。
い以外は実施例17と同様にして複合膜を得た。この膜
を用いて実施例17と同様に逆浸透テストを行い、その
結果を表8に示した。
比較例4
比較例8において、トリメシン酸クロリド(TMC)の
代りにTMCとイソフタル酸クロリド(IPC)の混合
物(TMC/IPC=1/2)を用いる以外は比較例8
と同様にして複合膜を得た。この暎を用いて実施例17
と同様にして逆浸透テストを行い、その結果を表8に示
した。
代りにTMCとイソフタル酸クロリド(IPC)の混合
物(TMC/IPC=1/2)を用いる以外は比較例8
と同様にして複合膜を得た。この暎を用いて実施例17
と同様にして逆浸透テストを行い、その結果を表8に示
した。
表−8
実施例19,20、比較例5.6
実施例17.18および比較例8.4と同様な方法で得
られた複合膜を用いて、0.2重量%塩化ナトリウム水
溶液を原液とし、運転圧力20KtF/cli・G、2
5’Cで逆浸透テストを行った。それぞれの結果を表4
に示した。
られた複合膜を用いて、0.2重量%塩化ナトリウム水
溶液を原液とし、運転圧力20KtF/cli・G、2
5’Cで逆浸透テストを行った。それぞれの結果を表4
に示した。
表−4
Claims (2)
- (1)多孔性支持体上で、[1]下記一般式( I )、
(II)、(III)、(IV) HO−(CH_2−CH_2−O)−_lH( I )(
但しlは1〜500の整数を示す。) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (但しmは1〜4の整数を示す。) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (但しnは2〜4の整数を示す。R_1はハロゲン原子
または低級アルキル基を示し、 pは0またはp+n≦6を満足する正の整 数を示す。) ▲数式、化学式、表等があります▼(4) (但し、Xは単なる結合もしくは2価の結 合基を示し、r、qはそれぞれ1または2 を示す。R_2、R_3はそれぞれハロゲン原子または
低級アルキル基を示し、t、sはそ れぞれ0またはs+r≦5、t+q≦5を 満足する正の整数を示す。) で示される化合物から選ばれる1種または2種以上のポ
リヒドロキシ化合物と[2]分子中に第2級アミノ基を
2個以上有し、かつ第1級アミノ基を有さないアミノ化
合物とを[3]ヒドロキシル基および第2級アミノ基と
反応し得る多官能性化合物を用いて架橋せしめてなるこ
とを特徴とする複合半透膜。 - (2)多孔性支持体に、[1]下記一般式( I )、(
II)、(III)(IV) HO−(CH_2−CH_2−O)−_lH( I )(
但しlは1〜500の整数を示す。) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (但しmは1〜4の整数を示す。) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (但しnは2〜4の整数を示す。R_1はハロゲン原子
または低級アルキル基を示し、 pは0またはp+n≦6を満足する正の整 数を示す。) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) (但し、Xは単なる結合もしくは2価の結 合基を示し、r、qはそれぞれ1または2 を示す。R_2、R_3はそれぞれハロゲン原子または
低級アルキル基を示し、t、sはそ れぞれ0またはs+r≦5、t+q≦5を 満足する正の整数を示す。) で示される化合物から選ばれる1種または2種以上のポ
リヒドロキシ化合物と[2]分子中に第2級アミノ基を
2個以上有し、かつ第1級アミノ基を有さないアミノ化
合物とを含む溶液を塗布または含浸後、[3]ヒドロキ
シル基および第2級アミノ基と反応し得る多官能性化合
物と接触させて、ポリヒドロキシ化合物とアミノ化合物
を架橋重合せしめることを特徴とする複合半透膜の製造
方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60-286766 | 1985-12-19 | ||
JP28676585 | 1985-12-19 | ||
JP60-286765 | 1985-12-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62234503A true JPS62234503A (ja) | 1987-10-14 |
Family
ID=17708756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61275673A Pending JPS62234503A (ja) | 1985-12-19 | 1986-11-19 | 複合半透膜及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62234503A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0268102A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-03-07 | Filmtec Corp | 水の軟化に有効なポリアミド膜の製造方法及び使用 |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP61275673A patent/JPS62234503A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0268102A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-03-07 | Filmtec Corp | 水の軟化に有効なポリアミド膜の製造方法及び使用 |
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