JPH10330510A - 不均質イオン交換膜 - Google Patents

不均質イオン交換膜

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JPH10330510A
JPH10330510A JP9146849A JP14684997A JPH10330510A JP H10330510 A JPH10330510 A JP H10330510A JP 9146849 A JP9146849 A JP 9146849A JP 14684997 A JP14684997 A JP 14684997A JP H10330510 A JPH10330510 A JP H10330510A
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ion
exchange resin
ion exchange
layer
membrane
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Kazuo Umemura
和郎 梅村
Ichiro Terada
一郎 寺田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電気抵抗が低く、輸率も高くかつ水透過速度の
小さい不均質イオン交換膜を得る。 【解決手段】イオン交換樹脂とバインダとを含むイオン
交換体層が複層化された不均質イオン交換膜であって、
それぞれのイオン交換体層におけるイオン交換樹脂の含
有率が異なる不均質イオン交換膜。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不均質イオン交換
膜、特に溶液より特定成分を吸着または透過分離するた
めの不均質イオン交換膜に関する。
【0002】
【従来の技術】イオン交換膜として、数多くの文献、特
許が報告されているが、もっとも実用的で有益なものと
して、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体系のイオン
交換膜がある。これらは耐薬品性、耐熱性に優れ、架橋
剤であるジビニルベンゼンの含有量を変えることによ
り、イオン交換特性や選択透過性を制御できることか
ら、あらゆる用途に対し多種の品種が合成され発展して
きた。特に製塩に関わる電気透析による海水濃縮分野に
おいては、低抵抗で輸率が高く、1価イオンを選択的に
透過する高度な機能を有する膜が開発されている。
【0003】しかし、このスチレン−ジビニルベンゼン
共重合体系のイオン交換膜は重合、反応という煩雑で敏
感な工程を伴うためコストがかかり、さらにその際に発
生する発熱や寸法変化等のコントロールが難しく、歩留
まりが低下し高価なものとなる欠点があった。
【0004】一方、イオン交換樹脂を粉砕したものとバ
インダを混合し加熱押し出しや、溶媒を用いたキャスト
製膜により製造される不均質イオン交換膜は、重合や反
応という工程がなく比較的簡便な工程によりイオン交換
膜が安価に得られるため、1950年頃から数多くの研
究がなされてきた。
【0005】例えば、バインダとしてポリプロピレンを
用いた例が特公昭51−12313に、ポリエチレン、
ポリイソブチレン、天然ゴム、ブチルゴム、ポリイソプ
レン、ポリクロロプレン、スチレン−ブタジエンゴム、
ニトリルゴム、塩化ビニル−脂肪酸ビニルエステル共重
合体を用いた例がUSP−2681319およびUSP
−2681320に、また線状低密度ポリエチレンや超
高分子量高密度ポリエチレンを用いた例がWO94−0
6850に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
イオン交換樹脂とバインダを含有する不均質イオン交換
膜は、電気抵抗を低下させるためにイオン交換樹脂の混
合率を上げると、膜を通しての水の透過速度が大きくな
るため輸率が低下し、さらには膜の機械的強度も低下す
る。一方、逆にイオン交換樹脂の混合率を下げると、電
気抵抗が大きくなる欠点があった。
【0007】本発明は、イオン交換樹脂が膜表面から脱
離しにくく、電気抵抗が低く、かつ水の透過速度が小さ
い不均質イオン交換膜を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、イオン交換樹
脂とバインダとを含むイオン交換体層が複層化された不
均質イオン交換膜であって、それぞれのイオン交換体層
におけるイオン交換樹脂の含有率が異なることを特徴と
する不均質イオン交換膜を提供する。
【0009】本発明は、イオン交換樹脂の含有率が異な
るイオン交換体層を複層化させることを特徴とする。こ
れにより、膜の電気抵抗を低く保ち、かつ輸率を高くす
ることができる。
【0010】イオン交換体層を形成するイオン交換樹脂
とバインダの混合比は、重量比でイオン交換樹脂/バイ
ンダが40/60〜75/25、特には50/50〜6
5/35であるのが好ましい。イオン交換樹脂が40重
量%未満では、得られる不均質イオン交換膜の電気抵抗
が著しく上昇するので好ましくない。イオン交換樹脂が
75重量%超では機械的強度が著しく低下し成形しがた
くなるので好ましくない。
【0011】本発明の不均質イオン交換膜において、イ
オン交換樹脂含有率が小さいイオン交換体層(以下、イ
オン交換体層Bという)のイオン交換樹脂含有率は、イ
オン交換樹脂含有率が大きいイオン交換体層(以下、イ
オン交換体層Aという)のそれに対して0.95以下で
あるのが好ましく、特には0.7〜0.9であるのが好
ましい。上記比率が0.95を超えると、膜の電気抵抗
を低く保ち、かつ輸率を高くできるという複層化の効果
が小さくなり好ましくない。
【0012】本発明において、イオン交換体層Bの厚さ
はイオン交換体層Aの厚さに対して、1/1〜1/5
0、特には1/2〜1/10であることが好ましい。上
記比率が1/1より大きい場合は前記複層化の効果が小
さくなり、1/50より小さい場合は複層化自体が困難
となるので好ましくない。
【0013】複層化されるイオン交換体層の数および配
列は、特に限定されず、2種以上のイオン交換体層が任
意に配列されうるが、特には、1枚のイオン交換体層A
と1枚のイオン交換体層Bとからなる2層構造のもの、
1枚のイオン交換体層Bを2枚のイオン交換体層Aの間
に配した3層構造のものが好ましい。
【0014】また、複層化されるイオン交換体層の組み
合わせとしては、イオン交換樹脂の種類が異なるイオン
交換体層の組み合わせ、バインダの種類が異なるイオン
交換体層の組み合わせなども任意に選択できる。
【0015】本発明の不均質イオン交換膜の厚さは10
〜2000μm、特には100〜1000μmが好まし
い。不均質イオン交換膜の厚さが10μm未満では機械
的強度が小さく、2000μm超では電気抵抗が大きく
なるので好ましくない。
【0016】イオン交換体層を形成するイオン交換樹脂
は、カチオン交換樹脂やアニオン交換樹脂、両性イオン
交換樹脂などが使用でき、これらは単独で使用してもよ
く、それらを混合して使用してもよい。特に、スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体に強酸性または強塩基性の
イオン交換基を導入したイオン交換樹脂は、汎用でコス
トも低いことから好ましく用いられる。
【0017】イオン交換体層を形成するバインダとして
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン
等のポリオレフィンの他、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリフッ化ビニリデン等のポリハロゲン化オ
レフィン、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブタジ
エンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム等の合
成ゴムや天然ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマー、
オレフィン系熱可塑性エラストマーなどを使用できる。
なかでもポリオレフィンやオレフィン系熱可塑性エラス
トマーが耐薬品性に優れており、好ましい。
【0018】イオン交換樹脂のイオン交換容量は1.0
〜5.0meq/g乾燥樹脂、特には3.0〜4.5m
eq/g乾燥樹脂であるのが好ましい。イオン交換容量
が上記範囲未満では得られる不均質イオン交換膜の電気
抵抗が高くなり、また上記範囲超では不均質イオン交換
膜の機械的強度が著しく低下するので好ましくない。
【0019】イオン交換樹脂の粒子の粒径は、最大粒径
が100μm以下であることが好ましい。最大粒径が1
00μm超では、得られるイオン交換膜の表面が疎とな
るので好ましくない。最大粒径が45μm以下の場合は
さらに好ましい。
【0020】本発明におけるイオン交換体層の成形方法
としては、イオン交換樹脂を乾燥、粉砕、分級した後、
バインダと混練し、押し出し成形や加熱プレス成形等の
熱溶融成形により作製する方法が好ましい。上記イオン
交換膜の形状は特に限定されず、平膜状、中空糸状、円
筒状、メッシュ状、多孔体、布状など種々の形状に成形
できる。また、複層化による不均質イオン交換膜の成形
方法としては、特に限定されないが、イオン交換樹脂の
粒子とバインダの混合比の異なるイオン交換体層を別々
に成形した後加熱プレス等で熱融着する方法、または多
層押し出しにより成形する方法などが用いられる。
【0021】本発明の不均質イオン交換膜は、海水濃
縮、かん水の脱塩、酸濃縮回収および有価金属回収など
の電気透析、酸回収等の拡散透析、2次電池等のセパレ
ータに有用なイオン交換膜に用いられる。特には、かん
水の電気透析脱塩による工業用水および飲料水の製造、
イオン交換樹脂とイオン交換膜を組み合せて純水を製造
する自己再生型電気透析純水製造に有用である。
【0022】
【実施例】次に本発明を実施例(例1)および比較例
(例2、例3)により説明するが、本発明はこれらによ
り限定されない。
【0023】[例1]スチレンージビニルベンゼン共重
合体系樹脂にスルホン基が導入されたカチオン交換樹脂
(三菱化学社製品名:ダイヤイオンSK−1B、イオン
交換容量4.4meq/g乾燥樹脂)を、60℃で24
時間温風乾燥後、ロータミルにて粉砕した。粉砕した粒
子はステンレスメッシュでふるい、20μm以上の粒子
を除いた。得られた20μm未満のイオン交換樹脂粒子
と、低密度ポリエチレンとエチレン−プロピレン−ジエ
ンゴムの混合比が70/30(重量比)であるバインダ
を用い、イオン交換樹脂粒子とバインダの混合比が70
/30(重量比)で混合し、ラボプラストミルで130
℃、20分混練し、混練物aを得た。また、同様の方法
で、イオン交換樹脂粒子とバインダの混合比が50/5
0(重量比)である混練物bを得た。
【0024】得られた混練物aおよび混練物bをそれぞ
れ平板プレスにて160℃で加熱溶融プレスし、混練物
aより厚さ420μmの膜aを一枚成形し、混練物bよ
り厚さ40μmの膜bを二枚成形した。次いで、二枚の
膜bの間に膜aをはさみ、再び平板プレスにより160
℃で加熱溶融プレスし、複層した不均質カチオン交換膜
を得た。得られた膜を50℃にて2日間イオン交換水に
浸漬した後、上記膜の電気抵抗を25℃にて0.5N食
塩水中で交流1000Hzで測定したところ比抵抗は5
00Ω・cmであった。また、静的輸率を25℃にて
0.5N/1.0N食塩水で測定したところ0.88で
あった。また膜の片側に水を入れ0.35kg/cm2
の圧力をかけて水の透過性を測定したところ水透過速度
は0.5g/h・m2 であった。
【0025】[例2]イオン交換樹脂粒子とバインダの
混合比を60/40(重量比)とした他は例1の膜aと
同様にして厚さ500μmの膜を作製した。得られた膜
を50℃にて2日間イオン交換水に浸漬した後、膜の電
気抵抗、静的輸率、水透過速度を測定したところ比抵抗
は500Ω・cmと例1と同じ値であったが、静的輸率
は0.86と低い値であり、水の透過速度も10g/h
・m2 と大きい値であった。
【0026】[例3]イオン交換樹脂粒子とバインダの
混合比を50/50(重量比)とした他は例1の膜aと
同様にして厚さ500μmの膜を作製した。得られた膜
を50℃にて2日間イオン交換水に浸漬した後、膜の電
気抵抗、静的輸率、水透過速度を測定したところ水透過
速度は0.1g/h・m2 と小さく、静的輸率も0.8
8と高い値であったが、比抵抗は2470Ω・cmと大
きい値であった。
【0027】
【発明の効果】本発明の不均質イオン交換膜は、電気抵
抗が低く、輸率も高くかつ水透過速度も小さい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 25/18 C08L 25/18 // C08L 25:08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン交換樹脂とバインダとを含むイオン
    交換体層が複層化された不均質イオン交換膜であって、
    それぞれのイオン交換体層におけるイオン交換樹脂の含
    有率が異なることを特徴とする不均質イオン交換膜。
  2. 【請求項2】イオン交換樹脂の含有率が大きいイオン交
    換体層Aの厚さに対する、イオン交換樹脂の含有率が小
    さいイオン交換体層Bの厚さの比が1/1〜1/50で
    ある請求項1記載の不均質イオン交換膜。
  3. 【請求項3】イオン交換体層Aのイオン交換樹脂含有率
    に対する、イオン交換体層Bのイオン交換樹脂含有率の
    比が0.95以下である請求項1または2記載の不均質
    イオン交換膜。
  4. 【請求項4】1枚のイオン交換体層Bを2枚のイオン交
    換体層Aの間に配して複層化した請求項1、2または3
    記載の不均質イオン交換膜。
JP9146849A 1997-06-04 1997-06-04 不均質イオン交換膜 Withdrawn JPH10330510A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010095740A1 (ja) * 2009-02-23 2010-08-26 旭硝子株式会社 陽イオン交換膜およびその製造方法、並びにこれを用いた電解槽
JP2011201289A (ja) * 2010-03-03 2011-10-13 Kurita Water Ind Ltd 複層シート
WO2016132799A1 (ja) * 2015-02-19 2016-08-25 富士フイルム株式会社 複合アニオン交換膜及びその製造方法、イオン交換膜モジュール、並びに、イオン交換装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010095740A1 (ja) * 2009-02-23 2010-08-26 旭硝子株式会社 陽イオン交換膜およびその製造方法、並びにこれを用いた電解槽
US8349155B2 (en) 2009-02-23 2013-01-08 Asahi Glass Company, Limited Cation exchange membrane, production process thereof and electrolytic cell using the same
JP5494644B2 (ja) * 2009-02-23 2014-05-21 旭硝子株式会社 陽イオン交換膜およびその製造方法、並びにこれを用いた電解槽
JP2011201289A (ja) * 2010-03-03 2011-10-13 Kurita Water Ind Ltd 複層シート
WO2016132799A1 (ja) * 2015-02-19 2016-08-25 富士フイルム株式会社 複合アニオン交換膜及びその製造方法、イオン交換膜モジュール、並びに、イオン交換装置
US20170333846A1 (en) * 2015-02-19 2017-11-23 Fujifilm Corporation Composite anion exchange membrane, method for producing the same, ion exchange membrane module, and ion exchange device
US10421044B2 (en) 2015-02-19 2019-09-24 Fujifilm Corporation Composite anion exchange membrane, method for producing the same, ion exchange membrane module, and ion exchange device

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