JPS5924647B2 - 逆浸透用複合膜の製造法 - Google Patents

逆浸透用複合膜の製造法

Info

Publication number
JPS5924647B2
JPS5924647B2 JP54072264A JP7226479A JPS5924647B2 JP S5924647 B2 JPS5924647 B2 JP S5924647B2 JP 54072264 A JP54072264 A JP 54072264A JP 7226479 A JP7226479 A JP 7226479A JP S5924647 B2 JPS5924647 B2 JP S5924647B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carbon atoms
polysulfone
membrane
reverse osmosis
drying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54072264A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS55165103A (en
Inventor
哲男 渡辺
紀穂 春宮
優 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Priority to JP54072264A priority Critical patent/JPS5924647B2/ja
Publication of JPS55165103A publication Critical patent/JPS55165103A/ja
Publication of JPS5924647B2 publication Critical patent/JPS5924647B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0083Thermal after-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0095Drying
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリスルホンからなる多孔性膜を支持体とし、
該ポリスルホンとは異なる重合体からなる障壁層を前記
支持体表面に形成してなる逆浸透用複合膜の製造法に関
する。
従来、逆浸透の原理を応用した液体分離膜として、各種
の逆浸透膜が提案されているが、それらの中でも同一重
合体からなる非対称構造を有する膜、たとえば酢酸セル
ロース膜などにくらべて多孔性の支持体表面に緻密な障
壁層を形成させた複合膜は支持体および障壁層を構成す
る重合体の種類、組合せあるいは膜構造を各々独立に選
択することによつて膜性能を大巾に改良、向上させるこ
とができ、用途、目的に応じた膜を製造できるなど多く
のメリットがあり、注目されている。
この逆浸透用複合膜の製造法としては、大別して、前記
微多孔性支持体膜上に膜形成性重合体を塗布し、これを
固化せしめて複合膜を製造する方法(以下、ポリマ被覆
型という)と該支持体膜上にモノマ、オリゴマ−もしく
はその初期反応生成物など現場重合型反応成分を塗布し
、重合反応等を行つて膜を形成せしめる方法(以下、モ
ノマ被覆型という)の2種があるが、これらの複合膜の
製造法、特にモノマ被覆型においては、得られる複合膜
の膜性能が変動し易く、品質、性能が安定した膜を再現
性よく得ることが難しいという工業上の問題がある。た
とえば、ピービ一・レポート(P.B.RepOrt)
第234198に記載されているように、米国特許第3
926,798号明細書に開示されているモノマ被覆型
の複合膜の製造においては、逆浸透用膜としての基本的
性能である水透過性能が、それぞれ約2,3倍も変動す
ると云われており、このような膜特性の変動のない安定
した品質、性能を有する膜の製造が強く要望されている
本発明者らはこのような問題点に着目し、鋭意研究を進
めて、本発明を見出したものである。
すなわち、本発明の目的とするところは、逆浸透用複合
膜としてその固有の膜特性を保持し、かつ膜性能の変動
の著しく少ない工業的に有利な製造法を提供するにある
。このような本発明の目的は前記特許請求の範囲に記載
したように、ポリスルホンからなる支持体膜上に膜形成
性のモノマおよびまたはオリゴマ等の初期反応物など現
場重合型反応成分を含有する溶液を塗布し、約140℃
以下の温度で乾燥した後、該温度より少なくとも10℃
高温の温度条件下で熱処理することによつて達成するこ
とができる〜 本発明に用いられるポリスルホンからなる支持体膜とし
ては公知の微多孔性を有するポリスルホン膜、たとえば
、ポリスルホンのジメチルホルムアミド溶液などをフイ
ルム状に流延し、該ポリスルホンの非溶剤であつてジメ
チルホルムアミドに対して混和性の媒体、たとえば水中
に導いてポリスルホンをゲル化(凝固)せしめる。
湿式製膜法によつて得られる微多孔性膜を例示すること
ができる。該ポリスルホン支持体膜は乾燥、特に100
℃以上の加熱下で乾燥する際、膜自体の熱収縮などに起
因して、膜表面および内部の孔径が変化し、水透過性な
ど膜特性が変動することがあるので、好ましくは、未乾
燥あるいは含水状態に保つのがよい。該ポリスルホン支
持体膜上に塗布されるモノマオリゴマもしくは初期反応
生成物など現場重合型反応成分としては該ポリスルホン
の非溶剤であつて、次のA.B.C.D及び/又はEを
主成分とするものを用いる。
A.フルフリルアルコール B.次の一般式で示される化合物 (Rl,R2,R3は水素又は炭素数2〜5の有機基で
あり、その少なくとも2つは水酸基又はグリシジル基を
有する炭素数2〜5の有機基である)、C.前記Bの化
合物の分子間縮合物、D.前記Bの化合物と炭素数2〜
3のエポキシ化合物、炭素数2〜8の多価アルコール、
ポリエチレンオキサイド又はホルムアルデヒドから選ば
れる少なくとも1種との混合物、E.前記Bの分子間縮
合物と炭素数2〜8の多価アルコール、炭素数2〜17
の多価カルボン酸、フルフリルアルコールおよびテトラ
ヒドロフルフリルアルコールから選ばれる少なくとも1
種との混合物前記Bの化合物の具体例としては、1,3
,5−トリス(2/−ヒドロキシエチル)イソシアヌル
酸(以下、THEICと略す)、ビス(2−ヒドロキシ
プロピル)イソシアヌル酸、1,3,5−トリス(グリ
シジル)イソシアヌル酸などがあげられ、この中特にT
HEICが好ましく用いられる。
前記Bの分子間縮合物は、前記Bの化合物から公知の方
法により容易に得られるが、例えばTHEICを用いた
場合には、THEICに少量の水を加え加熱してペース
ト状にし、酸触媒として硫酸を加え、140℃で10分
間加熱後減圧下で生成水を含む系内の水を除去すること
により、THEICの分子間縮合物が得られる。出発原
料の1つであるエポキシ化合物の具体例としては、エチ
レンオキサイド、プロピレンオキサイドなどがあげられ
、また多価アルコールの具体例としてはエチレングリコ
ール、グリセリン、ソルビトール、イノシトールなどが
あげられる。
また多価カルボン酸としては、シユウ酸、マレイン酸、
1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸、ブタンテ
トラカルボン酸などの水溶性のものが用いられる。酸触
媒としては、硫酸が最も好ましいが、その他にメタンス
ルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、
リン酸、塩酸等も使用できる。
反応成分と酸触媒との重量比は、その組合せにより最適
化することが好ましいが、前記Bの化合物のみを用いた
場合には20:1、他の反応成分を用いた場合には1:
0.5〜1:1程度とするのが良い。塗液には前記の反
応成分、酸触媒、水もしくは水溶性有機溶剤の他に、支
持体を劣化させない溶媒(ポリスルホン支持体の場合に
は、メタノール、工汐ノール、プロパノール、イソプロ
パノール等)が加えられてもよく、また支持体表面のぬ
れ性を向上させて塗液を均一に付着させるために界面活
性剤(たとえばアニオン界面活性剤、ノニオン界面活性
剤)などが加えられてもよい。
該障壁層形成用溶液の濃度は溶液中に含有されるモノマ
、オリゴマ及び/又は初期反応生成物等の反応成分の種
類によつて異なるが、好ましくは1.0〜10.0重量
%の範囲に調製したものがよい。
また、支持体膜上に塗布する厚さもモノマ、オリゴマ及
び/又は初期反応生成物など反応成分の種類、得られる
複合膜に要求される膜性能によつて異なるが、通常は支
持体表面上の障壁層の厚さが0.01〜0.10μにな
るようにするのがよい。本発明に於て前記ポリスルホン
支持体膜への障壁層形成用塗液の被覆法も公知の手段を
採用すればよく、特に限定されない。たとえば該塗液を
コーテイング又はスプレーする方法、ポリスルホン支持
体膜を塗液中に浸漬する方法などがいずれも適用可能で
ある。前述したようにポリスルホン支持体膜として含水
状態のものを用い、塗液としてポリスルホンに対しては
非溶剤であるが水とは混和性の溶剤、すなわち水やイソ
プロピルアルコールなどを溶媒とするものを用いると支
持体膜中の水分と塗液の溶媒とが置換され、支持体膜表
面への塗液の付着がよくなる。
特にこの膜中の含有水分と溶媒との置換はコーテイング
又はスプレーにくらべて浸漬法による方が効果が大きく
、塗液の付着むらがなく、膜厚が一定で膜性能の良好な
複合膜が得られ易い。かくして、障壁層形成用塗布液で
被覆された支持体膜は所望により、支持体膜を垂直に保
つか又は傾斜させて液切りを行つた後、塗液層を重合さ
せる。尚、液切り時の温湿度雰囲気、角度、時間などを
一定に保つことにより膜性能の変動を少なくすることが
できる。次に、本発明に於ては上述の如くして支持体膜
上に被覆した塗液、すなわち、反応成分である前記モノ
マ、オリゴマ及び/又は初期反応生成物を反応せしめて
支持体膜上に一体化した障壁層を形成させる必要がある
が、本発明は先ず140℃以下の温度で乾燥したのち、
次いで該乾燥温度よりも約10℃以上高温の温度条件下
で熱処理する点に特徴がある。
すなわち、前述したように、前記モノマ、オリゴマ及び
/又は初期反応生成物を含有する塗液から障壁層を形成
させるためには、塗液中の溶媒を除去し、該モノマ、オ
リゴマ及び/又は初期反応生成物を重合させ、かつ支持
体膜中の水分を除去する必要があり、この障壁層形成工
程においては僅かな条件の変動が膜特性の大巾な変動を
もたらすのである。たとえば、ポリスルホン支持体膜の
膜厚及び含水量の変動に伴つて塗液の付着量も変動し、
これに伴つて水分、溶媒の乾燥速度、反応成分の反応速
度も変化すると考えられる。しかるに、本発明のように
、先ず約140℃以下で乾燥した後、この乾燥温度より
約10℃以上の温度で熱処理するときは、膜性能の変動
が著しく少ない一定性能及び品質を有する複合膜を再現
性よく製造することができる。
この理由は十分明らかではないが、おそらく第1段の乾
燥工程においては支持体膜中の含有水分及び塗液の溶媒
の除去が優先し、特に前述したようにポリスルホン支持
体膜の熱収縮は得られる複合膜の性能変動の大きな原因
になると考えられるが、本発明においては乾燥工程でポ
リスルホン支持体膜表面層に存在する孔隙に浸入した塗
液中の反応成分が一部重合し、生成したポリマが熱変形
を受けにくいため、これによつて支持体膜の収縮が抑制
されるものと思われる。また、乾燥工程で用〜・る乾燥
器としては、乾燥効率及び有機溶媒蒸気の爆発、人体へ
の影響を考慮すると、スチームヒーターによる熱風型が
好ましいが、熱処理工程で用いる装置としては実質的に
溶媒が除去されているので各種の熱処理装置、好ましく
は熱風型を用いることができる。
本発明によれば (1)逆浸透用複合膜の性能、特に水透過性、溶質排除
率など脱塩性能の変動が著しく小さく、たとえばそれぞ
れの性能の変動係数が0.10および0.0010以下
の脱塩性能を有する複合膜を再現性よく製造することが
できる。
(2)複合膜性能が向上し、たとえば圧力56Kq曜温
度25℃の条件で海水の脱塩を行つた場合、水透過量が
0.30w1/イ・上塩排除率が99。
7%である複合膜を容易に得ることができる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例 1 20?X3O?の大きさの長方形のポリエステル繊維か
らなる汐プタ(メテ糸、ヨコ糸とも150デニールのマ
ルチフイラメント、織密度メテ90本/インチ、ヨコ6
7本/インチ、厚さ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U
delP−3,500)の15重量%ジメチルホルムア
ミド(DMF)溶液を200μの厚みで室温(15〜3
0℃)でキヤストし、直ちに室温のドデシルベンゼンス
ルホン酸ナトリウム0.5重量%を含む水溶液中に浸漬
して5分間放置後純水で1時間洗浄することによつて繊
維補強ポリスルホン子持体(以下FR−PS支持体と略
す。
)を作成する。このFR−PS支ジ※持体(厚さ200
μ)の純水透過係数は圧力1KgA址温度25℃で測定
して0.01〜0.0209/CwL−Sec.atm
である。THEICl重量%、フルフリルアルコール2
重量%、硫酸2重量%、ドデシル硫酸ナトリウム1重量
%およびイソプロピルアルコール20重量%を含む水溶
液からなる塗液を調整し、この塗液に水で濡れたFR−
PS支持体を室温で5分間浸漬する。
次いで、FR−PS支持体を取り出して長辺の両端を2
儂幅の鉄板(150g/枚)にはさんで室温で1分間つ
るして垂直に保持した後、そのままの状態で熱風乾燥器
中で140℃で3分間乾燥を行なつた後、150℃で5
分間熱処理を行なう。以上の方法および条件で4回製膜
し、各製膜について各3点逆浸透性能を測定した。測定
条件および測定結果を表−1に示す。比較例 1 実施例1において乾燥および熱処理を150℃で8分間
の条件で1回行なう以外は同様に実施した。
測定結果を表−1に示す。実施例 2,3 実施例1において乾燥温度を変更する以外は同様に製膜
を行ない、各製膜について各1点(合計4点)逆浸透性
能を測定した。
測定結果を表−2に示す。比較例 2〜5 実施例2,3において温度を変更して乾燥および熱処理
を1回で実施した場合および同一温度で2回実施した場
合を表−2に示す。
実施例 4,5 実施例1において塗液としてフルフリルアルコール2重
量%、硫酸2重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.7重
量%およびイソプロピルアルコール20重量%からなる
水溶液を使用し、乾燥温度を変更する以外は同様に製膜
を行ない、各製膜について各1点(合計4点)逆浸透性
能を測定した。
測定結果を表−3に示す。比較例 6〜9 実施例4,5において温度を変更して乾燥および熱処理
を1回で実施した場合および同一温度で2回で実施した
場合を表−3に示す。
測定条件;表−1と同様 上欄は範囲,下欄は平均値 実施例 6,7 実施例1においてTHEICの代わりにソルビトールを
使用し、乾燥温度を変更する以外は同様に製膜を行ない
、各製膜について各1点(合計4点)逆浸透性能を測定
した。
測定結果を表−4に示す。比較例 10〜13 実施例6,7において温度を変更して乾燥および熱処理
を1回で実施した場合および同一温度で2回で実施した
場合を表−4に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ポリスルホンからなる多孔性支持体膜上に該ポリス
    ルホンの非溶剤であつて、下記A、B、C、D及び/又
    はEを主成分とする膜形成性現場重合型反応成分を含有
    する溶液を塗布し、約140℃以下の温度で乾燥した後
    、前記乾燥温度より少なくとも10℃高温の温度条件下
    で熱処理することを特徴とする逆浸透用複合膜の製造法
    。 A、フルフリルアルコール B、次の一般式で示される化合物 ▲数式、化学式、表等があります▼ (R_1、R_2、R_3は水素又は炭素数2〜5の有
    機基であり、その少なくとも2つは水酸基又はグリシジ
    ル基を有する炭素数2〜5の有機基である。 )C、前記Bの化合物の分子間縮合物D、前記Bの化合
    物と炭素数2〜3のエポキシ化合物、炭素数2〜8の多
    価アルコール、ポリエチレンオキサイド又はホルムアル
    デヒドから選ばれる少なくとも1種との混合物。 F、前記Bの分子間縮合物と炭素数2〜8の多価アルコ
    ール、炭素数2〜17の多価カルボン酸、フルフリルア
    ルコールおよびテトラヒドロフルフリルアルコールから
    選ばれる少なくとも1種との混合物。 2 特許請求の範囲第1項において、ポリスルホンから
    なる多孔性支持体膜を含水状態に保持することを特徴と
    する逆浸透用複合膜の製造法。
JP54072264A 1979-06-11 1979-06-11 逆浸透用複合膜の製造法 Expired JPS5924647B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP54072264A JPS5924647B2 (ja) 1979-06-11 1979-06-11 逆浸透用複合膜の製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP54072264A JPS5924647B2 (ja) 1979-06-11 1979-06-11 逆浸透用複合膜の製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS55165103A JPS55165103A (en) 1980-12-23
JPS5924647B2 true JPS5924647B2 (ja) 1984-06-11

Family

ID=13484245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54072264A Expired JPS5924647B2 (ja) 1979-06-11 1979-06-11 逆浸透用複合膜の製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5924647B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5892402A (ja) * 1981-11-27 1983-06-01 Teijin Ltd 有機物選択透過性複合膜による分離方法
CN111054220B (zh) * 2019-12-30 2021-11-09 安徽普朗膜技术有限公司 一种有机管式膜的干燥方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55165103A (en) 1980-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4915834A (en) Multi-layer membrane and the use thereof for the separation of liquid mixtures according to the pervaporation process
US5334314A (en) Composition membrane for separating water from fluids containing organic components by means of pervaporation
US5156740A (en) Multi-layer membrane and the use thereof for the separation of liquid mixtures according to the pervaporation process
US4557949A (en) Method of making a reverse osmosis semipermeable membrane
KR102168152B1 (ko) 복합막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이산화탄소 분리막
CA1333462C (en) Polyamide reverse osmosis membranes
US4383923A (en) Semipermeable membranes
JPH0440376B2 (ja)
JPS5824447B2 (ja) 逆浸透膜の製造方法
EP0044872B1 (en) Process for selectively separating water-soluble valuable materials from an aqueous solution containing same
JPH024429A (ja) マクロ多孔質の親水性不斉膜、その製造方法および該膜の保持能力の改良方法
JPS5924647B2 (ja) 逆浸透用複合膜の製造法
JPS6211881B2 (ja)
US5217701A (en) Process for producing carbon materials
JPH10309449A (ja) 有機物分離用高分子膜及びその製造方法
US5863610A (en) Process for depositing a fluorocarbonsulfonic ionomer on a support and articles prepared therewith
JPH05507233A (ja) 半透性複合膜
CA1324469C (en) Process for producing carbon materials
US5646205A (en) Ion complex membrane and a method for producing same
JPS62140608A (ja) 複合半透膜、その製造方法及び水溶液の処理方法
JPH0114801B2 (ja)
JPS6259613B2 (ja)
JP2900184B2 (ja) 芳香族系共重合分離膜
GB2037222A (en) Process for producing semipermeable membranes
JPH01288305A (ja) スルホン酸型複合膜の改質方法