JPS62258705A - 複合逆浸透膜 - Google Patents

複合逆浸透膜

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JPS62258705A
JPS62258705A JP62095474A JP9547487A JPS62258705A JP S62258705 A JPS62258705 A JP S62258705A JP 62095474 A JP62095474 A JP 62095474A JP 9547487 A JP9547487 A JP 9547487A JP S62258705 A JPS62258705 A JP S62258705A
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    • B01D69/125In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は逆浸透法例えば水溶液の脱塩に用いる際に適す
る複合膜に関するものである。更に詳細には本発明は1
つの層がメタ−フェニレンジアミンと塩化シクロヘキサ
ン−1,3,5−トリカルボニル、塩化トリメソイル及
び場合によっては塩化テレフタロイル、塩化イソフタロ
イルまたはその混合物のいずれかとの共重合体である多
層膜に関するものである。
水溶液の脱塩に用いる際に適する透過1択性(perm
selecLive )の膜は多くの特許の目的である
、リヒター(R1chter )らによる米国特許第3
゜567.632号は有機性の、窒素結合された芳香族
重合体製の膜を開示している。カドッテ(Cadott
e)による米国特許第4,277.344号に微細孔性
ポリスルポン基体(5ubstrate )並びに芳香
族三酸ハロゲン化物及び芳香族ジアミンから製造される
積層されたポリアミド層が存在する透過選択性の多層膜
が開示されている。スカシ(Scala)らによる米国
特許第3.744,642号に1つの層が多孔性基体で
あり、そして並列した層がポリアミド、ポリフェニルエ
ステルまたはポリスルホンアミドである多層膜が開示さ
れている。ウェイランド(Weyland)らによる米
国特許第3,649.68’7号に交叉結合剤:l。
3.5−シクロヘキサン!・リイソシアネートの生成物
中での塩化1,3.5−シクロヘキサントリカリボニル
の使用が開示されている。ハラ(Hara)らによる米
国特許第4,353,802号に多官能性芳香族酸ハロ
ゲン化物を用いて膜材料を交叉結合させる半透性複合膜
が開示されている。更に最近、米11]]特許第4,5
20,044号及び同第4 、529 、646’tc
:FrXIKA孔性ポリスルホン担体及び塩化1,3.
5−シクロヘキサントリカルボニルから製造されるポリ
アミド層が存在する透過選択性の多層膜が開示されてい
る。
本発明は微細孔性担体層並びに塩化トリメソイル、塩化
シクロヘキサン−1,3,5−)−リカルボニル及び温
合によっては塩化テレフタロイル、塩化イソフタロイル
埜たはその混合物のいずれかを用いてm−フェニレンジ
アミンから誘導されるコポリアミドの積層された屑から
なる多層膜に関するものである。
好適な具体例において微細孔性基体はポリスルポンであ
り、そしてポリスルポンの細孔径は直径約20nmより
小さい。
シクロヘキサン−1,3,5−トリカルボン酸は2つの
幾何学的異性体として存在する:シス及びトランス[ア
ルフレッド・スティッ(AlfredS Leitz)
 、J r、ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミス
トリー(J 、 Organic Chew、 ) 3
3.7.2978〜9 (1968)参照コ。
これらのものは2つの異なった有機化合物であり、長時
間(24時間)の昇温下での加熱、または適当な化学反
応によってのみ互換される。またこれらの2つの異性体
形は対応する酸塩化物及びポリアミドを含むアミドとし
て存在する。
本発明の膜の便利な製造方法は界面縮合重合、即ちポリ
スルホン基体をメタ−フェニレンジアミンの溶液と接触
させ、次にポリスルホン基体を用いる酸塩化物の溶液と
接触させることによる。用いる塩化シクロヘキサントリ
カルボニルはシス型、トランス型またはその混合型でも
あり得る0反応は拡散制御され、そして自己限定される
ため、この方法により極めて薄いフィルムが生じる。
本発明の膜において、微細孔性基体は通常的0.5〜5
ミルの厚さであり、そしてコポリアミド層は通常的20
〜200nmの厚さである。
カドッテによる米国特許第4,277.344号及びサ
ンデッド(S undeL )による同第4.520.
044号または同第4.529,646号の方法はこの
タイプの複合膜を製造するに必要とされる条件を例示し
ている。この方法は本質的に数工程からなる: 直径20nmより小さい細孔を有する微細孔性基体を製
造する。これはポリスルホンをジメチルボルムアミド中
のその15%溶液からキャスティングし、直ちに水中で
冷却してポリスルポンを沈殿させ、そして溶媒を抽出す
ることにより達成し得る。
次にこの基体(乾燥し、そして貯蔵されるが、または新
たで、そして湿潤した)に水中にて1〜10%、好まし
くは2〜4%の濃度で芳香族ジアミンの水溶液を担持さ
せ、そして過剰の溶液を排液、ローリング(rolli
ng)またはスボンジング(Sponging)法によ
り表面から除去する。生じる複合体の性能においてジア
ミンの濃度が重要な因子である6 必要に応じてキャストポリスルホンは0.1〜10重量
%、好ましくは0.5〜5重量%、そして最も好ましく
は1〜3重量%の芳香族ジアミンを含む水溶液中で冷却
し得る。この技術により上記の2工程の水性冷却に続い
てのジアミン担持工程を用いて得られるものより浸れた
複合1模がしばしば生成される。
次に担持された基体をF reon@T Fクロロフル
オロカーボン液体もしくはヘキサンまたはその混合物(
ポリスルホン基体の多孔性横這に悪影響を及ぼさない溶
媒)中の混合された酸塩化物の溶液中に室温で5〜90
、好ましくは15〜35秒間浸漬する。ポリアミドの生
成により元は光った基体が曇って加工される。出発塩化
シクロヘキサントリカルボニルの元のシス/トランス幾
何異性比は最終のポリアミド中に保持されると考えられ
る。
次に生じる複合体を20〜100°C2好ましくは50
〜70℃の温度で5〜180秒間、好ましくは15〜6
0秒間乾燥して表面ポリアミドをポリスルポン基体に接
着させる。
残留ジアミン及び反応副生物は水中でソーキング(so
aking)することにより抽出する。
本発明はm−フェニレンジアミンと10〜85重量%、
好ましくは15〜40重菫%(存在する多官能性酸を基
準として)の塩化トリメソイル、90〜20重量%、好
ましくは85〜60重量%(存在する多官能性酸を基準
として)の塩化シクロヘキサン−1,3,5,−1−リ
カルボニル及び40重量%(存在する多官能性酸を基準
として)の塩化テレフタロイル、塩化イソフタロイルま
たはその混合物との共重合体を用いることにより良好な
塩透過は保持しながら膜のフラックスを改善し得る発見
に関するものである。最良の(最低の)塩透過/ K 
w比は10〜40重丈%(多官能性酸をjlとして)の
塩化トリメソイル、50〜80重量%(多官能性酸を基
準として)の塩化シクロヘキサン−1,3,5,−1リ
カルボニル及び10〜30重量%(多官能性酸を基準と
して)の塩化イソフタロイル及び/または塩化テレフタ
ロイルの範囲で得られる。処理条件を変えることにより
、改善されたフラックス及び海水を淡水化する際に適当
に低い塩透過を有する膜または高い塩透過を有するが極
めて高いフラックスで塩水を淡水化するための膜を製造
し得る。
実施例 1 20〜90%の塩化シクロヘキサン−1,3゜5−トリ
カルボニル(HTCl )及び10〜80%の塩化トリ
メンイル(TMesCI)組成物範囲をカバーするため
に統計的に設計された一連の膜を製造した。製造方法は
次の工程を含む:1)a)ビスフェノールA及びp、p
’ −ジクロロフェノールから誘導される分子電約35
,000のポリスルホン15%、複合有機リン酸エステ
ルであるGafac RE610 0.2%及びジメチ
ルホルムアミド中の水0.3%の溶液を6ミル<1.5
X10−’m)に設定したガードナー(G ardne
r )ナイフを用いてガラス板上にキャスティングし; b)10秒後にこのキャスティング物を5%ジメチルホ
ルムアミド及び1.3%m−フェニレンジアミンの水溶
液中にて室温で1分間冷却し;C)この微細孔性ポリス
ルホン基体を1.3%水性1n−フェニレンジアミン中
で4分間抽出し、そして d)軟質ゴムローラーを用いて水性In−フェニレンジ
アミンの表面液滴をポリスルホンの表面から除去するこ
とにより微細孔性ム体を製造し;2)この基体分 a)1,2.2−)シクロロー1.1.2−)リフルオ
ロエタン中の混合した酸塩化物(表中に示す)の0.1
%溶液中に10秒間浸漬し、排液し、そして b)Pi合膜を20〜23℃で30分間乾燥することに
より酸塩1ヒ物と反応させ;そして3)生じた複合体を a)水中に57°Cで5分間浸漬し; b)脱イオン化された水中に10〜14日間貯蔵し;そ
して C)試験セル中にて75〜80psiで15%エタノー
ルを用いて1時間処理し、次に試験前に脱イオン化水で
すすぐことにより抽出した。
膜を2.0〜2. 1g/lのNaC1溶液を用いて2
25及び420psi(1,5及び2.75M P a
 )の圧力で試験した。最初の試験を5〜7時間後に4
20psi(2,75MPa)で、次に最後の試@(表
中に示す)を更に17時間後に225pqi(1,5M
Pa)で行った6表中に示ず試験は420psi(2,
75MPa)で行った。
東−一上一一人 A    O,090゜01    3.58   1
1.28B    O,050,052,5213,0
9CO,040,030,033,0410,24D 
   O,020,050,031,799,10E 
   O,020,081,6311,30F    
O,050,020,034,3712,11G   
 O,050,052,3413,11HO,040,
020,042,0810,911,5810,24 I    O,050,020,034,6913,0
7K    O,050,010,043,1013,
63L    O,050,052,2911,29M
    O,060,020,022,2612,59
3,1812,12 N    O,060,010,032,7214,8
700,060,042,2214,88P    O
,070,032,4011,283,2010,23

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、微細孔性担体層並びにその上に積層される本質的に
    メタ−フェニレンジアミンから誘導される反復単位並び
    に存在する重合された酸塩化物を基準として10〜80
    重量%の塩化トリメソイルから誘導される反復単位、9
    0〜15重量%の塩化シクロヘキサン−1,3,5−ト
    リカルボニルから誘導される反復単位及び40重量%ま
    での塩化イソフタロイル、塩化テレフタロイルまたはそ
    の混合物から誘導される反復単位からなる界面で重合す
    るコポリアミドからなる高フラックスで良好な塩排除を
    有する複合逆浸透膜。 2、存在する重合された酸塩化物を基準として15〜4
    0重量%の反復単位が塩化トリメソイルから誘導され、
    そして85〜60重量%の反復単位が塩化シクロヘキサ
    ン−1,3,5−トリカルボニルから誘導される、特許
    請求の範囲第1項記載の逆浸透膜。 3、存在する重合された酸塩化物を基準として10〜4
    0重量%の反復単位が塩化トリメソイルから誘導され、
    50〜80重量%の反復単位が塩化シクロヘキサン−1
    ,3,5−トリカルボニルから誘導され、そして10〜
    30重量%の反復単位が塩化テレフタロイルと混合して
    いてもよい塩化イソフタロイルから誘導される、特許請
    求の範囲第1項記載の逆浸透膜。
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