JPH01168306A - 半透性複合膜の製造方法 - Google Patents

半透性複合膜の製造方法

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JPH01168306A
JPH01168306A JP32644087A JP32644087A JPH01168306A JP H01168306 A JPH01168306 A JP H01168306A JP 32644087 A JP32644087 A JP 32644087A JP 32644087 A JP32644087 A JP 32644087A JP H01168306 A JPH01168306 A JP H01168306A
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JP
Japan
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membrane
hot water
semi
piperazine
composite
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JP32644087A
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English (en)
Inventor
Hideo Fujimaki
藤巻 英夫
Tatsuro Sasaki
達朗 佐々木
Tadahiro Uemura
忠廣 植村
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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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】 [産業上の利用分野] 本発明は、液状混合物の成分を選択透過分離するための
半透膜の製造方法に関するものであり、特に半導体の製
造に用いられる超純水の製造に用いることができ、また
カン水の脱塩化や、さらには染色廃水、電着塗料廃水等
の公害発生原因でおる汚水等から、その中に含まれる汚
染おるいは有効物質を選択的に除去または回収し、ひい
ては廃水のクローズド化に寄与することができる、高性
能半透性複合膜に関するものでおる。
[従来技術] 最近、従来の酢酸セルロース膜を上回る脱塩性能を有す
る膜であり、かつ耐塩素性を有する膜として、ピペラジ
ン系膜が注目された(例えば、特表昭58−50062
号公報、米国特許筒4.259.183号明細書、PB
レポート80−127574 、PBレポート2883
87 )。ところが、この膜は低圧で高透過性を有する
ものの、塩化ナトリウムの排除率が50%程度と低く脱
塩プロセスでの実用上問題があり、特に、半導体の製造
に用いられる超純水の製造用途にはこの低排除率に由来
する有機成分除去能力に問題があった。
また、同じく耐塩素性を有する膜としてエチレンジアミ
ン系膜が提案されたが(例えば、特開昭58−2430
3号公報、特開昭59−26101号公報、PBレポー
ト83−243170)、これらの膜は高脱塩性を有す
るものの、透過性に乏しいという問題点を有していた。
また、これらの問題を解決すべく特公昭61−2708
3号公報、特開昭62−49909号公報では、ピペラ
ジンとポリビニルアルコールとを主成分とする超薄膜を
有する複合半透膜を開示しているが、これらの膜は、脱
塩性が不充分であったり、またエステル結合を有するた
め耐アルカリ性に劣るという欠点を有していた。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明者らは、前記ピペラジン系膜(米国特許第4,2
59.183号明細書)を改良することにより、低圧操
作下で、高脱塩性、高有機物除去性、高造水量を有する
複合半透膜の製造方法を提供することを目的とする。
[目的を解決するための手段] 本発明は上記目的を達成するため下記の構成からなる。
「架(nピペラジンポリアミドを主成分とする超薄膜と
これを支持する微多孔性支持膜からなる複合半透膜の製
造方法において、イン サイチュー法により、該支持膜
上に該超薄膜を形成した後、pH2〜9の50’C以上
の熱水により、熱水処理を施すことを特徴とする複合半
透膜の製造方法。」本発明において、超薄膜層は通常界
面重縮合及成分をもつ架橋ピペラジンポリアミドを主成
分とし、実質的に分離性能を有する層でおる。その厚さ
は10nm 〜1.OOOnmの間で、その目的に応じ
て任意に選ぶことができるが、薄ければ欠点を生じやす
く、厚ければ水速過速度が低下づるため、そのバランス
から20nm〜300nmが好ましい。
本発明において架橋ピペラジンポリアミドとは、−N 
 N−で示される構成成分と置換および/または無置換
芳香環を連結しうるアミド結合を主成分とする架橋重合
体である(例えば、米国特許第4.259,183号明
細書、PBレポート288387、同80を有する場合
、高造水量かつ高説塩半透膜を得るために有効である。
本発明において、好ましい微多孔性支持膜としてはポリ
エステルまたは芳香族ポリアミドから選ばれる少なくと
も一種を主成分とする布帛により強化されたポリスルホ
ン支持膜を例示することができる。
微多孔性支持膜は、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超薄膜層に強度を与えるた
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1100
n以下であるような構造の支持膜が好ましい。上記の微
多孔性支持膜は、ミリポア社製“ミリポアフィルタ−V
SWP”(商品名)や、東洋濾紙社製パウルドラフィル
ターtJK10”(商品名)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+l Nα359 (
196B>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ス、硝酸セルロー
スやポリ塩化ビニル等のホモポリマーあるいはブレンド
したものが通常使用されるが、化学的、機械的、熱的に
安定性の高い、ポリスルホンを使用するのが好ましく、
例えば、ポリスルホンのジメヂルホルムアミド(DMF
>溶液を密に織ったポリスルホン れをドデシル硫酸ソーダ0.5重量%およびDMF2m
ffi%を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1Qnm以下の微細な孔を有し
た微多孔性支持膜が得られる。
半透性複合膜中の実質的に分離能を有する超薄膜は、前
述のピペラジンを含有する水溶液(以下総称して組成物
という)と多官能ハロゲン化物を含有する水と非混和性
の有機溶媒溶液を用い、界面歪縮合により形成される。
微多孔性支持膜に対し組成物の塗布性を向上するため、
該組成物に界面活性剤を含有させても良く、ドデシル硫
酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン
酸ナトリウム等が好ましく、特にアルキルジフェニルエ
ーテルジスルホン酸ナトリウムが造水量を向上させる効
果もあり好ましい。アルキル基は界面活性剤としての効
果の面からドデシル基が好ましいが、実際上、ドデシル
基以外のアルキル基が混合しても良く、アルキル基が2
つ以上あっても良い。
ざらに、アルカリ性金属化合物、例えばリン酸三ナトリ
ウムを添加させると反応促進に効果的でおる。
多官能ハロゲン化物とは、ピペラジン等と反応し、超薄
膜でおる架橋ポリアミドを形成するものであれば良いが
、性能面から、トリメシン酸クロライド、イソフタル酸
クロライド、テレフタル酸クロライド、及びこれらの混
合物が好ましい。また、有機溶媒は、水と非混和性であ
り、かつ該酸クロライドを溶解し微多孔性膜を破壊しな
いことが必要でおり、界面重縮合により架橋ポリアミド
を形成しうるちのrct15れば良いが、揮発性、安全
性からトリクロロトリフロロエタンがこのましい。
本発明は、上記記載のイン サイチュー法で形成された
架橋ピペラジンポリアミドを主成分とする超薄膜を前記
微多孔性支持膜上に被覆し、半透性複合膜を得、ついで
熱水処理を施すことを特徴とする。
熱水処理は膜性能向上の点で酸またはアルカリ剤によっ
て112以上、9以下に調整した熱水に浸漬することが
必要である。pH2未満、またはpH9を越えると、脱
塩率、有機物排除率ともに低く好ましくない。
pH調整には一般に用いられる緩衝液、無l峡有機酸、
水酸化ナトリウム、リン酸三トリウム等を用いることが
できる。
熱水の温度は、50’C以上でおることが必要であり、
また、熱処理効果が、短時間で、再現性よく表われ、生
産コストの点から有益である、80℃以上、100’C
以下であることが好ましい。
熱水処理時間は、1分間以上、2.0時間以下でおるこ
とが好ましい。2.0時間を越えると、その効果がほぼ
変わらず、あるいは性能低下を起こす可能性がある。ま
た、1分間以下の熱水処理では、膜性能の再現性の点で
不充分である。
[実施例] 以下の実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は
これら実施例により何ら限定されるものではない。
なお、実施例において、排除率は、次式により求めた。
膜透過液中の溶質濃度 排除率[%]=(1−) X100 膜供給液中の溶質濃度 参考例 タデ30cmヨコ20r:m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、厚ざ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・カーバイト社
製のUdel−P3500)の16重量%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膜(以
下FR−PS支持膜と略す)を作製する。このようにし
て得られたFR−PS支持膜(厚さ210〜215μ)
の純水透過係数は、圧力1Kg1cd、温度25°Cで
測定して0.005〜0.01’J/ci−sec−a
tmであった。
実施例1〜6 FR−PS支持膜を無水ピペラジン2.0重量%/リン
酸三ナトリウム2.0重量%/アルキルジフェニルエー
テルジスルホン酸ナトリウム0゜04車間%の組成を有
するアミン水溶液中に1分間浸漬した。該支持膜を垂直
方向にゆっくりと引上げ、支持膜表面から余分な水溶液
を取除いた後、3重ω%濃度の1.3.5−ベンゼント
リカルボン酸クロライド(トリメシン酸クロライド)の
トリクロロトリフルオロエタン溶液を表面が完全に濡れ
るように塗布して1分間静置した。次に膜を垂直にして
余分な溶液を液切りして除去した後、蒸溜水で洗浄した
この複合半透膜を90〜95℃の熱水に5分間浸漬し、
表1に記載したpHを有する熱水で、熱水処理した。
このようにして1qられた複合半透膜をpH6゜5に調
整した5ooppm食塩水を原水とし、7゜589/c
ri、25℃の条件下で逆浸透テストした。
引き続き、原水として0.1%イソプロピルアルコール
水溶液に変更し、同様の条件下で逆浸透テストした。そ
の結果、表1に記載の膜性能が得られた。
比較例1〜3 熱水処理時のpHが10である以外は、実施例1と同様
に行なった場合(比較例1)、熱水処理を行なわなかっ
た以外は、実施例1と同様に行なった場合(比較例2)
、pHが1.5でおる以外は、実施例1と同様に行なっ
た場合のそれぞれの結果を表1に示す。
実施例7〜9 FR−PS支持膜上に、無水ピペラジン1.0手量%/
1,3−ビス(4−ピペリジル)プロパン0.2重量%
/リン酸三ナトリウム1.0重量%/アルキルジフェニ
ルエーテルジスルホン酸ナトリウム0.5重量%の組成
を有するアミン水溶液を均一に塗布した。該支持膜を垂
直方向に保持し、支持膜表面から余分な水溶液を取除い
た俊、80℃の熱風で30秒間乾燥した。0.3重量%
の1.3.5−ベンゼントリカルボン酸クロライドのト
リクロロトリフルオロエタン溶液を表面が完全に濡れる
ように塗布して1分間静置した。次に膜を垂直にして余
分な溶液を液切りして除去した後、100℃の熱風で2
分間乾燥した。
この複合半透膜を90〜95℃の熱水に5分間浸漬し、
表2に記載したpHを有する熱水で、熱水処理した。
このようにして得られた複合半透膜をDH6゜5に調整
した500ppm食塩水を原水とし、7゜5Kg/cr
Az25°Cの条件下で逆浸透テストした。
引き続き、原水として0.1%イソプロピルアルコール
水溶液に変更し、同様の条件下で逆浸透テストした。そ
の結果、表2に記載の膜性能が得られた。
比較例4 熱水処理を施さなかった以外は、実施例7と同様に行な
った結果を表2に示す。
表    1 表、2 [発明の効果] 本発明により、低圧で、高い透過性を有し、かつ高い脱
塩性、高い有機物除去性を有する複合半透膜の製造方法
を提供することができた。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)架橋ピペラジンポリアミドを主成分とする超薄膜
    とこれを支持する微多孔性支持膜からなる複合半透膜の
    製造方法において、インサイチユー法により、該支持膜
    上に該超薄膜を形成した後、PH2〜9の50℃以上の
    熱水により、熱水処理を施すことを特徴とする複合半透
    膜の製造方法。
  2. (2)熱水処理が、80℃以上、100℃以下の水温で
    施されることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
    載の半透性複合膜の製造方法。
  3. (3)熱水処理が、1分間以上、2時間以下で施される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の半透
    性複合膜の製造方法。
JP32644087A 1987-12-23 1987-12-23 半透性複合膜の製造方法 Pending JPH01168306A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009269028A (ja) * 2009-07-03 2009-11-19 Toyobo Co Ltd 複合半透膜および複合半透膜モジュールの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009269028A (ja) * 2009-07-03 2009-11-19 Toyobo Co Ltd 複合半透膜および複合半透膜モジュールの製造方法

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