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JP2003112022A - Complex semipermeable membrane - Google Patents

Complex semipermeable membrane

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Publication number
JP2003112022A
JP2003112022A JP2001308344A JP2001308344A JP2003112022A JP 2003112022 A JP2003112022 A JP 2003112022A JP 2001308344 A JP2001308344 A JP 2001308344A JP 2001308344 A JP2001308344 A JP 2001308344A JP 2003112022 A JP2003112022 A JP 2003112022A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semipermeable membrane
thin film
carbon atoms
same
composite semipermeable
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.)
Pending
Application number
JP2001308344A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuji Shintani
卓司 新谷
Naoki Kurata
直記 倉田
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.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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 Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP2001308344A priority Critical patent/JP2003112022A/en
Publication of JP2003112022A publication Critical patent/JP2003112022A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a complex semipermeable membrane which retains highly selective-separating performance and is excellent in oxidizing resistance and water permeability. SOLUTION: In the complex semipermeable membrane comprising a thin membrane and a porous supporting membrane which supports the thin membrane, the thin membrane comprises a polyamide resin having a constitutional unit in which a diamine residue and a di- or tricarboxylic acid residue have been brought into amido bonding to each other and the diamine residue results from bonding an aliphatic diamine to each of both sides of an aromatic ring through a sulfonamido bond.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液状混合物の成分
を選択的に分離するための複合半透膜に関し、詳しく
は、多孔性支持体上にポリアミドを主成分とする薄膜を
備えた実用的な透水性と塩阻止性および耐久性を有した
複合半透膜に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite semipermeable membrane for selectively separating components of a liquid mixture, and more specifically, a practical semi-permeable membrane provided with a thin film containing polyamide as a main component on a porous support. Relates to a composite semipermeable membrane having excellent water permeability, salt blocking property and durability.

【0002】かかる複合半透膜は、超純水の製造、かん
水または海水の脱塩などに好適であり、また染色排水や
電着塗料排水などの公害発生原因である汚れなどから、
その中に含まれる汚染源あるいは有効物質を除去・回収
し、排水のクローズ化に寄与することができる。また、
食品用途などで有効成分の濃縮などにも用いることがで
きる。
Such a composite semipermeable membrane is suitable for the production of ultrapure water, desalination of salt water or seawater, and stains, which cause pollution such as dyeing drainage and electrodeposition paint drainage,
It can contribute to the closure of wastewater by removing and recovering the pollution source or effective substance contained in it. Also,
It can also be used for concentration of active ingredients in food applications and the like.

【0003】[0003]

【従来の技術】上記の如き用途に使用される半透膜とし
ては、相分離法等により非対称構造が同一素材で形成さ
れた非対称膜と、多孔性支持体上に選択分離性を有する
薄膜を異なる素材で形成してなる複合半透膜とが知られ
ている。
2. Description of the Related Art As a semipermeable membrane used for the above-mentioned applications, an asymmetric membrane having an asymmetric structure made of the same material by a phase separation method or the like and a thin film having a selective separation property on a porous support are used. A composite semipermeable membrane formed of different materials is known.

【0004】現在、後者の半透膜として、多官能芳香族
アミンと多官能酸ハロゲン化物との界面重縮合反応によ
って得られるポリアミドからなる複合半透膜は、透水性
や選択分離性の高い逆浸透膜(特開昭55−14710
6号、特開昭62−121603号、特開昭63−21
8208号、特開平2−187135号公報等)として
良く知られている。
Currently, as the latter semipermeable membrane, a composite semipermeable membrane made of polyamide obtained by an interfacial polycondensation reaction of a polyfunctional aromatic amine and a polyfunctional acid halide is a reverse membrane having high water permeability and high selective separation. Permeation membrane (JP-A-55-14710)
6, JP-A-62-1212603, JP-A-63-21
8208, JP-A-2-187135, etc.).

【0005】一方、脂肪族ジアミンであるエチレンジア
ミンと多官能酸ハロゲン化物との界面重縮合反応によっ
て得られるポリアミドからなる複合半透膜は、耐酸化剤
性に優れ、選択分離性の高い逆浸透膜として、特開昭5
8−24303号、特開昭59−26101号および特
開昭59−179103号公報等に記載されている。
On the other hand, a composite semipermeable membrane made of a polyamide obtained by an interfacial polycondensation reaction of ethylenediamine, which is an aliphatic diamine, and a polyfunctional acid halide is a reverse osmosis membrane which is excellent in oxidant resistance and has high selective separation. As JP-A-5
No. 8-24303, JP-A-59-26101 and JP-A-59-179103.

【0006】さらには、複素環を有するジアミンである
ピペラジンのような2級ジアミンと多官能酸ハロゲン化
物との界面重縮合反応によって得られるポリアミドから
なる複合半透膜においても耐酸化剤性に優れていること
が良く知られている。
Furthermore, a composite semipermeable membrane made of polyamide obtained by an interfacial polycondensation reaction of a secondary diamine such as piperazine, which is a diamine having a heterocyclic ring, and a polyfunctional acid halide is also excellent in oxidation resistance. It is well known that

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の膜も実用的な半透膜に要求される透水性、塩阻止性お
よび耐酸化剤性を十分に合わせ持つものではなく、より
高い特性が望まれている。つまり、ポリアミド系逆浸透
膜において、主鎖に芳香環を有さない脂肪族系ジアミン
からなるポリアミドは、前述したように耐酸化剤性には
優れるが、透水性の面で満足できるものではなかった。
また、多官能芳香族アミンからなるポリアミドは、透水
性や選択分離性は高いが耐酸化剤性に劣っていた。
However, these membranes also do not have sufficient water permeability, salt-inhibiting property and oxidant resistance required for a practical semipermeable membrane, and higher properties are desired. It is rare. That is, in the polyamide-based reverse osmosis membrane, the polyamide composed of an aliphatic diamine having no aromatic ring in the main chain is excellent in oxidation resistance as described above, but is not satisfactory in terms of water permeability. It was
In addition, a polyamide composed of a polyfunctional aromatic amine has high water permeability and high selective separation, but is inferior in oxidant resistance.

【0008】そこで、本発明の目的は、実用レベルにお
いて高い選択分離性を保ち、耐酸化剤性と透水性の両面
が優れた複合半透膜を提供することにある。
[0008] Therefore, an object of the present invention is to provide a composite semipermeable membrane which has a high level of selective separation at a practical level and is excellent in both oxidation resistance and water permeability.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、芳香環の両側に脂
肪族ジアミンを結合させることにより、高い選択分離性
を保ちながら透水性が改善できることを見いだし、さら
には芳香環と脂肪族ジアミンとの結合基をスルホンアミ
ド結合とすることで、通常のアミド結合よりさらに耐酸
化剤性を向上させることを見出し、本発明を完成するに
至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to achieve the above object, and as a result, by bonding an aliphatic diamine to both sides of an aromatic ring, water permeation while maintaining high selective separation. To improve the resistance to oxidants than the usual amide bond by forming a sulfonamide bond as the bonding group between the aromatic ring and the aliphatic diamine, and complete the present invention. Came to.

【0010】即ち、本発明の複合半透膜は、薄膜とこれ
を支持する多孔性支持膜とからなる複合半透膜におい
て、前記薄膜が下記の一般式(I)及び/又は(II)で
表される構成単位を有するポリアミド系樹脂を含むこと
を特徴とする。
That is, the composite semipermeable membrane of the present invention is a composite semipermeable membrane comprising a thin film and a porous support membrane supporting the thin film, wherein the thin film has the following general formula (I) and / or (II). It is characterized in that it contains a polyamide resin having a constitutional unit represented.

【0011】[0011]

【化4】 (但し、R11、R12、R15、及びR16は水素原子又は炭
素数1〜5のアルキル基を示し、それぞれが同じでも異
なっていてもよい。R13、及びR14は炭素数2〜10の
アルキレン基を示し、それぞれが同じでも異なっていて
もよい。R17は置換位置と置換数が任意の置換基であ
り、H、COOH、SO3 H、NO2 、OH、CH3
又はClを示す。R18は2価の有機基を示す。)
[Chemical 4] (However, R 11 , R 12 , R 15 , and R 16 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and may be the same or different. R 13 and R 14 each have 2 carbon atoms. And each of them may be the same or different, R 17 is a substituent having an arbitrary substitution position and number of substitutions, and H, COOH, SO 3 H, NO 2 , OH, CH 3 ,
Or Cl. R 18 represents a divalent organic group. )

【化5】 (但し、R21、R22、R25、及びR26は水素原子又は炭
素数1〜5のアルキル基を示し、それぞれが同じでも異
なっていてもよい。R23、及びR24は炭素数2〜10の
アルキレン基を示し、それぞれが同じでも異なっていて
もよい。R27は置換位置と置換数が任意の置換基であ
り、H、COOH、SO3 H、NO2 、OH、CH3
又はClを示す。R28は3価の有機基を示す。) 本発明の別の複合半透膜は、薄膜とこれを支持する多孔
性支持膜とからなる複合半透膜において、前記薄膜が下
記の一般式(III)で表されるジアミン成分と、2価以上
の多官能酸ハロゲン化物との縮合反応によって得られる
構成単位を有するポリアミド系樹脂を含むことを特徴と
する。
[Chemical 5] (However, R 21 , R 22 , R 25 , and R 26 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and each may be the same or different. R 23 and R 24 have 2 carbon atoms. The alkylene groups are represented by 10 to 10, each of which may be the same or different, and R 27 is a substituent having any substitution position and number of substitutions, such as H, COOH, SO 3 H, NO 2 , OH, CH 3 ,
Or Cl. R 28 represents a trivalent organic group. ) Another composite semipermeable membrane of the present invention is a composite semipermeable membrane comprising a thin film and a porous support membrane supporting the thin film, wherein the thin film comprises a diamine component represented by the following general formula (III): It is characterized by containing a polyamide resin having a constitutional unit obtained by a condensation reaction with a polyfunctional acid halide having a valence of 3 or more.

【0012】[0012]

【化6】 (但し、R31、R32、R35、及びR36は水素原子又は炭
素数1〜5のアルキル基を示し、それぞれが同じでも異
なっていてもよい。R33、及びR34は炭素数2〜10の
アルキレン基を示し、それぞれが同じでも異なっていて
もよい。R37は置換位置と置換数が任意の置換基であ
り、H、COOH、SO3 H、NO2 、OH、CH3
又はClを示す。) 上記において、前記多官能酸ハロゲン化物が芳香族多官
能酸ハロゲン化物であることが好ましい。
[Chemical 6] (However, R 31 , R 32 , R 35 , and R 36 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different. R 33 and R 34 each have 2 carbon atoms. And each of them may be the same or different, R 37 is a substituent having an arbitrary substitution position and number of substitutions, and H, COOH, SO 3 H, NO 2 , OH, CH 3 ,
Or Cl. ) In the above, it is preferable that the polyfunctional acid halide is an aromatic polyfunctional acid halide.

【0013】[作用効果]本発明の複合半透膜による
と、芳香環の両側に脂肪族ジアミンがスルホンアミド結
合を介して結合したジアミン成分を用いることにより、
実施例の結果が示すように、実用レベルにおいて高い選
択分離性を保ち、耐酸化剤性と透水性の両面が優れたも
のとなる。
[Operation and Effect] According to the composite semipermeable membrane of the present invention, by using a diamine component in which an aliphatic diamine is bound to both sides of an aromatic ring through a sulfonamide bond,
As shown by the results of the examples, it is possible to maintain a high level of selective separation at a practical level and to have both excellent oxidant resistance and water permeability.

【0014】当該ジアミン成分と反応させる多官能酸ハ
ロゲン化物が芳香族多官能酸ハロゲン化物である場合、
モノマーの反応性、成膜の塩阻止性や透水性などがより
良好になる。
When the polyfunctional acid halide to be reacted with the diamine component is an aromatic polyfunctional acid halide,
The reactivity of the monomer, the salt blocking property of the film formation, the water permeability, and the like are improved.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の複合半透膜は、薄膜とこれを支持
する多孔性支持膜とからなり、前記薄膜が前記一般式
(I)及び/又は(II)で表される構成単位を有するポ
リアミド系樹脂を含むことを特徴とする。また、前記一
般式(III)で表されるジアミン成分と、2価以上の多官
能酸ハロゲン化物との縮合反応によって得られる構成単
位を有するポリアミド系樹脂を含むことを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. The composite semipermeable membrane of the present invention comprises a thin film and a porous support film supporting the thin film, and the thin film comprises a polyamide resin having a structural unit represented by the general formula (I) and / or (II). It is characterized by including. Further, it is characterized by containing a polyamide-based resin having a constitutional unit obtained by a condensation reaction of the diamine component represented by the general formula (III) and a polyfunctional acid halide having a valence of 2 or more.

【0016】一般式(I)〜(III) におけるR11
12、R15、及びR16、R21、R22、R 25、及びR26
並びに、R31、R32、R35、及びR36は、水素原子又は
炭素数1〜5のアルキル基を示し、それぞれが同じでも
異なっていてもよい。アルキル基の具体例としては、−
CH3 、−C25 、−C37 、−C49 、−C5
11などがあげられ、直鎖又は分岐の何れでもよい。な
かでも、反応時の立体障害などの点から水素原子又は炭
素数1〜3の直鎖アルキル基が好ましい。
R in the general formulas (I) to (III)11,
R12, R15, And R16, Rtwenty one, Rtwenty two, R twenty five, And R26,
And R31, R32, R35, And R36Is a hydrogen atom or
Indicates an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, even if each is the same
It may be different. Specific examples of the alkyl group include-
CH3 , -C2 HFive , -C3 H7 , -CFour H9 , -CFive 
H 11Etc., and may be linear or branched. Na
However, from the viewpoint of steric hindrance during the reaction, hydrogen atoms or carbon
A linear alkyl group having a prime number of 1 to 3 is preferable.

【0017】一般式(I)〜(III) におけるR13、及び
14、R23、及びR24、並びに、R 33、及びR34は、炭
素数2〜10のアルキレン基を示し、それぞれが同じで
も異なっていてもよい。アルキレン基の具体例として
は、−C24 −、−C36−、−C48 −、−C5
10−、−C612−、−C714−、−C8
16−、−C918−、−C1020−などがあげられ、直
鎖又は分岐の何れでもよい。なかでも、反応時の立体障
害などの点から炭素数2〜6のアルキレン基が好まし
い。
R in the general formulas (I) to (III)13,as well as
R14, Rtwenty three, And Rtwenty four, And R 33, And R34Is charcoal
Indicates an alkylene group having a prime number of 2 to 10, each having the same
May also be different. Specific examples of alkylene groups
Is -C2 HFour -, -C3 H6-, -CFour H8 -, -CFive
 HTen-, -C6 H12-, -C7 H14-, -C8 H
16-, -C9 H18-, -CTenH20
It may be chained or branched. Among them, steric hindrance during reaction
From the standpoint of harm, an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms is preferred.
Yes.

【0018】また、R17、R27、及びR37は、芳香環へ
の置換位置と置換数が任意の置換基であり、H、COO
H、SO3 H、NO2 、OH、CH3 、又はClを示
す。なかでも成膜の透水性や塩阻止性などの観点から、
17、R27、及びR37が、Hであることが好ましい。置
換数が複数の場合、それらは同じでも異なっていてもよ
い。芳香環への置換数は、通常0〜1である。
Further, R 17 , R 27 and R 37 are substituents having arbitrary substitution positions and substitution numbers on the aromatic ring, such as H, COO.
Indicates H, SO 3 H, NO 2 , OH, CH 3 or Cl. Above all, from the viewpoint of water permeability and salt blocking property of film formation,
R 17 , R 27 , and R 37 are preferably H. When the number of substitutions is plural, they may be the same or different. The number of substitutions on the aromatic ring is usually 0 to 1.

【0019】このような一般式(III)で表されるジアミ
ン成分としては、各種のものが市販され、それらを何れ
も用いることができる。また、ベンゼンジスルホクロリ
ドとジアミンとの反応などによって製造したものを使用
することができる。
Various kinds of diamine components represented by the general formula (III) are commercially available, and any of them can be used. Further, those produced by the reaction of benzenedisulfochloride and diamine can be used.

【0020】一方、一般式(I)〜(II)におけるR18
及びR28は、2価又は3価の有機基であり、上記の如き
一般式(III)で表されるジアミン成分と縮合反応により
本発明の薄膜を形成する2価以上の多官能酸ハロゲン化
物の残基に相当するものである。当該多官能酸ハロゲン
化物としては、特に限定されるものではなく、例えばプ
ロパントリカルボン酸クロライド、ブタントリカルボン
酸クロライド、ペンタントリカルボン酸クロライド、グ
ルタリルハライド、アジポイルハライド、シクロプロパ
ントリカルボン酸クロライド、シクロブタンテトラカル
ボン酸クロライド、シクロペンタントリカルボン酸クロ
ライド、シクロペンタンテトラカルボン酸クロライド、
シクロヘキサントリカルボン酸クロライド、テトラハイ
ドロフランテトラカルボン酸クロライド、シクロペンタ
ンジカルボン酸クロライド、シクロブタンジカルボン酸
クロライド、シクロヘキサンジカルボン酸クロライド、
テトラハイドロフランジカルボン酸クロライドなどがあ
げられる。但し、反応性、成膜の塩阻止性や透水性など
の観点から、多官能芳香族酸ハロゲン化物であることが
好ましく、このような多官能芳香族酸ハロゲン化物とし
ては、トリメシン酸クロライド、トリメリット酸クロラ
イド、テレフタル酸クロライド、イソフタル酸クロライ
ド、ピロメリト酸クロライド、ビフェニルジカルボン酸
クロライド、ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、ベ
ンゼントリスルホン酸クロライド、ベンゼンジスルホン
酸クロライド、クロロスルホニルベンゼンジカルボン酸
クロライドなどがあげられる。
On the other hand, R 18 in the general formulas (I) to (II)
And R 28 is a divalent or trivalent organic group, and is a divalent or higher polyfunctional acid halide which forms the thin film of the present invention by a condensation reaction with the diamine component represented by the general formula (III) as described above. Corresponding to the residue of. The polyfunctional acid halide is not particularly limited, for example, propane tricarboxylic acid chloride, butane tricarboxylic acid chloride, pentane tricarboxylic acid chloride, glutaryl halide, adipoyl halide, cyclopropane tricarboxylic acid chloride, cyclobutane tetra. Carboxylic acid chloride, cyclopentane tricarboxylic acid chloride, cyclopentane tetracarboxylic acid chloride,
Cyclohexane tricarboxylic acid chloride, tetrahydrofuran tetracarboxylic acid chloride, cyclopentane dicarboxylic acid chloride, cyclobutane dicarboxylic acid chloride, cyclohexane dicarboxylic acid chloride,
Examples thereof include tetrahydrofurandicarboxylic acid chloride. However, from the viewpoints of reactivity, salt-inhibiting property of film formation, water permeability, and the like, polyfunctional aromatic acid halides are preferable. Examples of such polyfunctional aromatic acid halides include trimesic acid chloride and trimethic acid chloride. Examples thereof include meritic acid chloride, terephthalic acid chloride, isophthalic acid chloride, pyromellitic acid chloride, biphenyldicarboxylic acid chloride, naphthalenedicarboxylic acid dichloride, benzenetrisulfonic acid chloride, benzenedisulfonic acid chloride and chlorosulfonylbenzenedicarboxylic acid chloride.

【0021】一方、本発明におけるポリアミド系樹脂
は、架橋構造を有することが好ましく、その場合、3価
以上の多官能酸ハロゲン化物を使用することが好まし
い。3価以上の多官能酸ハロゲン化物を使用する場合、
架橋部分では一般式(II)で表される構成単位となる
が、未架橋部分が存在する場合には、一般式(I)で表
される構成単位となり、R18はカルボキシル基やその塩
などが残存する2価の有機基となる。
On the other hand, the polyamide resin in the present invention preferably has a crosslinked structure, and in that case, it is preferable to use a trifunctional or higher polyfunctional acid halide. When using a trifunctional or higher polyfunctional acid halide,
In the crosslinked portion, it becomes a constitutional unit represented by the general formula (II), but when an uncrosslinked portion exists, it becomes a constitutional unit represented by the general formula (I), and R 18 represents a carboxyl group or a salt thereof. Becomes a remaining divalent organic group.

【0022】上記薄膜を形成するポリアミド系樹脂は、
単独重合体でもよいが、上記の如き構成単位の複数や他
の構成単位を含む共重合体、あるいは単独重合体を複数
混合したブレンド体でもよい。例えば、一般式(I)で
表される構成単位、及び一般式(II)で表される構成単
位を有するポリアミド系樹脂が挙げられる。上記の他の
構成単位としては、主鎖に芳香環を含むがスルホンアミ
ド結合を有さないジアミン成分、その他ポリアミド系半
透膜に使用されるジアミン成分などが挙げられる。
The polyamide resin forming the thin film is
Although it may be a homopolymer, it may be a copolymer containing a plurality of constitutional units as described above or other constitutional units, or a blend obtained by mixing a plurality of homopolymers. For example, a polyamide resin having a structural unit represented by the general formula (I) and a structural unit represented by the general formula (II) can be mentioned. Examples of the above-mentioned other structural units include a diamine component containing an aromatic ring in the main chain but not having a sulfonamide bond, and other diamine components used in a polyamide semipermeable membrane.

【0023】本発明におけるポリアミド系樹脂には、一
般式(I)及び/又は(II)で表される構成単位を50
モル%以上含むことが好ましく、80モル%以上含むこ
とがより好ましい。50モル%未満であると、脂肪族ジ
アミンの置換基である芳香環の効果が小さくなり、実用
的な透水性と優れた塩阻止性および耐酸化剤性を同時に
満足しにくくなる傾向がある。
The polyamide resin of the present invention contains 50 or more structural units represented by the general formulas (I) and / or (II).
It is preferably contained in an amount of not less than mol%, more preferably not less than 80% by mol. When it is less than 50 mol%, the effect of the aromatic ring which is a substituent of the aliphatic diamine becomes small, and it tends to be difficult to satisfy practical water permeability and excellent salt-inhibiting property and oxidant resistance at the same time.

【0024】本発明における薄膜(分離活性層)の厚み
は、薄膜の製法等にもよるが、0.01〜100μmが
好ましく、0.1〜10μmがより好ましい。当該厚み
が薄い方が透過流束の面で優れるが、薄くなりすぎると
薄膜の機械的強度が低下して欠陥が生じ易く、塩阻止性
能に悪影響を及ぼす傾向があるからである。
The thickness of the thin film (separation active layer) in the present invention is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm, though it depends on the method of manufacturing the thin film. This is because the thinner the thickness, the better in terms of the permeation flux. However, if the thickness is too thin, the mechanical strength of the thin film is reduced, defects are likely to occur, and salt blocking performance tends to be adversely affected.

【0025】本発明において上記薄膜を支持する多孔性
支持膜は、薄膜を支持しうるものであれば特に限定され
ず、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンのよ
うなポリアリールエーテルスルホン、ポリイミド、ボリ
フッ化ビニリデンなど種々のものをあげることができる
が、特に化学的、機械的、熱的に安定である点からポリ
スルホン、ポリアリールエーテルスルホンからなる多孔
性支持膜が好ましく用いられる。かかる多孔性支持膜
は、通常約25〜125μm、好ましくは約40〜75
μmの厚みを有するが、必ずしもこれらに限定されるも
のではない。
In the present invention, the porous support membrane that supports the thin film is not particularly limited as long as it can support the thin film. For example, polysulfone, polyarylethersulfone such as polyethersulfone, polyimide, polyfluoride. Various materials such as vinylidene can be used, but a porous support membrane made of polysulfone or polyarylethersulfone is preferably used because it is chemically, mechanically, and thermally stable. Such a porous support membrane is usually about 25 to 125 μm, preferably about 40 to 75 μm.
Although it has a thickness of μm, the thickness is not necessarily limited thereto.

【0026】また、多孔性支持膜は、対称構造でも非対
称構造でもよいが、薄膜の支持機能と通液性を両立させ
る上で、非対称構造が好ましい。なお、多孔性支持膜の
薄膜形成側面の平均孔径は、1〜1000nmが好まし
い。
The porous support membrane may have a symmetric structure or an asymmetric structure, but an asymmetric structure is preferable in order to achieve both a thin film support function and liquid permeability. The average pore diameter on the thin film formation side of the porous support film is preferably 1 to 1000 nm.

【0027】本発明における薄膜を多孔質支持膜上に形
成させる際に、その方法については何ら制限なく、あら
ゆる公知の手法を用いることができる。例えば、界面縮
合法、相分離法、薄膜塗布法などが挙げられる。中で
も、多孔質支持膜上にジアミン成分を含有した水溶液を
塗布した後に、かかる多孔質支持膜を多官能酸ハロゲン
化物を含有した非水溶性溶液に接触させることにより多
孔質支持膜上に薄膜を形成させる界面縮合法が好まし
い。かかる界面縮合法の条件等の詳細は、特開昭58−
24303号公報、特開平1−180208号公報等に
記載されており、それらの公知技術を適宜採用すること
ができる。
When the thin film of the present invention is formed on the porous support film, any known method can be used without any limitation on the method. For example, an interfacial condensation method, a phase separation method, a thin film coating method and the like can be mentioned. Among them, after applying an aqueous solution containing a diamine component on the porous support film, a thin film is formed on the porous support film by contacting the porous support film with a water-insoluble solution containing a polyfunctional acid halide. The interfacial condensation method of forming is preferred. Details of the conditions of the interfacial condensation method are described in JP-A-58-58.
It is described in JP-A No. 24303, JP-A No. 1-180208, etc., and those known techniques can be appropriately adopted.

【0028】また、その反応場に、製膜を容易にし、あ
るいは得られる複合半透膜の性能を向上させるための目
的で、各種の試薬を存在させることが可能である。これ
らの試薬として、例えばポリビニルアルコール、ポリビ
ニルピロリドン、ポリアクリル酸などの重合体、ソルビ
トール、グリセリンなどのような多価アルコール、特開
平2−187135号公報に記載のテトラアルキルアン
モニウムハライドやトリアルキルアンモニウムと有機酸
の塩などのアミン塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナト
リウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリ
ウムなどの界面活性剤、縮重合反応にて生成するハロゲ
ン化水素を除去しうる水酸化ナトリウム、リン酸三ナト
リウム、トリエチルアミン、カンファースルホン酸、あ
るいは公知のアシル化触媒、また、特開平8−2244
52号公報に記載の溶解度パラメーターが8〜14(c
al/cm31/2 の化合物などがあげられる。
Various reagents can be present in the reaction field for the purpose of facilitating film formation or improving the performance of the obtained composite semipermeable membrane. Examples of these reagents include polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polymers such as polyacrylic acid, polyhydric alcohols such as sorbitol and glycerin, and tetraalkylammonium halides and trialkylammonium described in JP-A-2-187135. Amine salts such as salts of organic acids, surfactants such as sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfate, sodium laurylsulfate, sodium hydroxide capable of removing hydrogen halide produced by polycondensation reaction, trisodium phosphate , Triethylamine, camphorsulfonic acid, or known acylation catalysts, and JP-A-8-2244
The solubility parameter described in JP-A-52-52 is 8 to 14 (c
Al / cm 3 ) 1/2 compounds and the like.

【0029】本発明における複合半透膜は、耐酸化剤性
が大幅に向上されるという特徴を有し、そのためかかる
複合膜を用いて塩及び/又は有機物を含有する原水を膜
分離処理し、かかる塩及び/又は有機物が実用上十分に
除去された透過水を得る方法において、原水中に殺菌剤
としての効果を有する酸化剤を添加して水処理をおこな
うことが可能である。
The composite semipermeable membrane in the present invention is characterized in that the resistance to the oxidant is greatly improved, and therefore, raw water containing salt and / or organic matter is subjected to membrane separation treatment using such a composite membrane, In the method of obtaining permeated water in which such salts and / or organic substances are practically sufficiently removed, it is possible to perform water treatment by adding an oxidizing agent having an effect as a bactericide to raw water.

【0030】[0030]

【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例等について説明する。なお、実施例等において、阻
止率(脱塩率)は次式により求めた。
EXAMPLES Examples and the like specifically showing the constitution and effects of the present invention will be described below. In the examples and the like, the inhibition rate (desalination rate) was calculated by the following formula.

【0031】阻止率(%)=(1−(膜透過液中の溶質
濃度/膜供給液中の溶質濃度))×100 (実施例1)多孔性ポリスルホン支持膜(薄膜形成側平
均孔径20nm、非対称膜)の表面を1,3−ベンゼン
スルホン酸ビス(2−エチルアミノ)アミド2重量%、
ラウリル硫酸ナトリウム0.2重量%を含有した水溶液
に30秒間浸漬した後、支持膜をゆっくり引き上げ、支
持膜表面から余分な水溶液を取り除いた。ついでかかる
支持膜の表面をトリメシン酸クロライド0.1重量%を
含有するn−へキサン溶液に10秒間接触させて界面重
縮合反応を行わせ、多孔性支持膜上に重合体薄膜(厚み
1μm)を形成させ、その後120℃に設定された熱風
乾燥機中にて3分間乾燥させることにより複合半透膜を
得た。
Rejection rate (%) = (1- (solute concentration in membrane permeate / solute concentration in membrane feed)) × 100 (Example 1) Porous polysulfone supporting membrane (average pore diameter on the thin film forming side: 20 nm, 2% by weight of 1,3-benzenesulfonic acid bis (2-ethylamino) amide on the surface of the asymmetric membrane),
After being immersed in an aqueous solution containing 0.2% by weight of sodium lauryl sulfate for 30 seconds, the supporting film was slowly pulled up to remove the excess aqueous solution from the surface of the supporting film. Then, the surface of the supporting film is brought into contact with an n-hexane solution containing 0.1% by weight of trimesic acid chloride for 10 seconds to cause an interfacial polycondensation reaction, and a polymer thin film (thickness 1 μm) is formed on the porous supporting film. Was formed and then dried in a hot air dryer set at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a composite semipermeable membrane.

【0032】このようにして得られた複合半透膜を0.
15重量%食塩水を原水として、25℃、pH6.5、
圧力1.5MPaの条件下で逆浸透テストを実施したと
ころ、食塩の阻止率は97.2%、透過流束は0.35
3 /(m2 ・日)であった。この膜を遊離塩素濃度1
00ppmの次亜塩素酸ナトリウム水溶液に浸漬し、5
0時間後に同様の条件でテストを行ったところ、食塩の
阻止率は97.5%、透過流束は0.81m3 /(m2
・日)であった。
The composite semipermeable membrane obtained in this manner was treated with 0.
Using 15 wt% saline as raw water, 25 ° C., pH 6.5,
When a reverse osmosis test was performed under a pressure of 1.5 MPa, the salt rejection was 97.2% and the permeation flux was 0.35.
It was m 3 / (m 2 · day). This film has a free chlorine concentration of 1
Immerse in a 00 ppm sodium hypochlorite aqueous solution, and
When the test was conducted under the same conditions after 0 hour, the rejection of salt was 97.5% and the permeation flux was 0.81 m 3 / (m 2
・ Day)

【0033】(実施例2)実施例1において、遊離塩素
濃度100ppmの次亜塩素酸ナトリウム水溶液に浸漬
し、100時間後にとした以外はすべて同様にテストを
行った。結果を表1に示した。
(Example 2) The same test as in Example 1 was carried out except that the sample was immersed in an aqueous sodium hypochlorite solution having a free chlorine concentration of 100 ppm and 100 hours later. The results are shown in Table 1.

【0034】(実施例3)実施例1,2において、ジア
ミン成分を1,3−ベンゼンスルホン酸ビス(N,N’
−ジエチル−2−エチルアミノ)アミド:化学式 H52 HNC24 NHSO2 PhSO2 NHC2
4 NHC25 とした以外はすべて同様にテストを行った。結果を表1
に示した。
Example 3 In Examples 1 and 2, the diamine component was replaced with 1,3-benzenesulfonic acid bis (N, N ′).
- Diethyl 2-ethylamino) amide: Chemical formula H 5 C 2 HNC 2 H 4 NHSO 2 PhSO 2 NHC 2 H
The same test was conducted except that 4 NHC 2 H 5 was used. The results are shown in Table 1.
It was shown to.

【0035】(比較例1)実施例1において、ジアミン
成分をm−フェニレンジアミンとした以外はすべて同様
にテストを行った。結果を表1に示した。
Comparative Example 1 The same test as in Example 1 was carried out except that the diamine component was m-phenylenediamine. The results are shown in Table 1.

【0036】(比較例2)実施例2において、ジアミン
成分をm−フェニレンジアミンとした以外はすべて同様
にテストを行った。結果を表1に示した。
(Comparative Example 2) The same test as in Example 2 was conducted except that m-phenylenediamine was used as the diamine component. The results are shown in Table 1.

【0037】(比較例3)実施例2において、ジアミン
成分をエチレンジアミンとした以外はすべて同様にテス
トを行った。結果を表1に示した。
Comparative Example 3 The same test as in Example 2 was carried out except that ethylenediamine was used as the diamine component. The results are shown in Table 1.

【0038】[0038]

【表1】 表1の結果が示すように、実施例の複合半透膜は、次亜
塩素酸ナトリウム水溶液への浸漬50時間後で塩阻止率
は維持しながら透過流束が増加するが、その後の100
時間浸漬では安定していることより、実用レベルにおい
て高い選択分離性を保ち、耐酸化剤性と透水性の両面が
優れている。これに対し、ジアミン成分をm−フェニレ
ンジアミンとした比較例1〜2では、次亜塩素酸ナトリ
ウム水溶液への浸漬により阻止率が低下した。また、ジ
アミン成分をエチレンジアミンとした比較例3では、初
期から透過流束が小さいものであった。
[Table 1] As shown by the results in Table 1, the composite semipermeable membranes of Examples show an increase in permeation flux while maintaining the salt rejection after 50 hours of immersion in an aqueous solution of sodium hypochlorite, but the 100% thereafter.
Since it is stable in time immersion, it retains a high level of selective separation at a practical level, and is excellent in both oxidation resistance and water permeability. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 in which the diamine component was m-phenylenediamine, the inhibition rate decreased due to the immersion in the aqueous sodium hypochlorite solution. Further, in Comparative Example 3 in which the diamine component was ethylenediamine, the permeation flux was small from the initial stage.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA03 MA07 MA25 MB02 MB06 MB11 MB18 MC29 MC45 MC54X MC58 MC61X MC62X NA04 NA10 NA40 NA45 NA46 NA64 PA01 PB02 PB03 PB08 4J001 DA01 DB01 DC08 DC14 EB03 EB04 EB14 EB28 EB67 EB69 EC33 EC44 FB03 FB05 FC03 FD05 GA16 HA03 JA12 JC01   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4D006 GA03 MA07 MA25 MB02 MB06                       MB11 MB18 MC29 MC45 MC54X                       MC58 MC61X MC62X NA04                       NA10 NA40 NA45 NA46 NA64                       PA01 PB02 PB03 PB08                 4J001 DA01 DB01 DC08 DC14 EB03                       EB04 EB14 EB28 EB67 EB69                       EC33 EC44 FB03 FB05 FC03                       FD05 GA16 HA03 JA12 JC01

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 薄膜とこれを支持する多孔性支持膜とか
らなる複合半透膜において、前記薄膜が下記の一般式
(I)及び/又は(II)で表される構成単位を有するポ
リアミド系樹脂を含むことを特徴とする複合半透膜。 【化1】 (但し、R11、R12、R15、及びR16は水素原子又は炭
素数1〜5のアルキル基を示し、それぞれが同じでも異
なっていてもよい。R13、及びR14は炭素数2〜10の
アルキレン基を示し、それぞれが同じでも異なっていて
もよい。R17は置換位置と置換数が任意の置換基であ
り、H、COOH、SO3 H、NO2 、OH、CH3
又はClを示す。R18は2価の有機基を示す。) 【化2】 (但し、R21、R22、R25、及びR26は水素原子又は炭
素数1〜5のアルキル基を示し、それぞれが同じでも異
なっていてもよい。R23、及びR24は炭素数2〜10の
アルキレン基を示し、それぞれが同じでも異なっていて
もよい。R27は置換位置と置換数が任意の置換基であ
り、H、COOH、SO3 H、NO2 、OH、CH3
又はClを示す。R28は3価の有機基を示す。)
1. A composite semipermeable membrane comprising a thin film and a porous support film supporting the thin film, wherein the thin film has a polyamide system having a structural unit represented by the following general formula (I) and / or (II). A composite semipermeable membrane comprising a resin. [Chemical 1] (However, R 11 , R 12 , R 15 , and R 16 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and may be the same or different. R 13 and R 14 each have 2 carbon atoms. And each of them may be the same or different, R 17 is a substituent having an arbitrary substitution position and number of substitutions, and H, COOH, SO 3 H, NO 2 , OH, CH 3 ,
Or Cl. R 18 represents a divalent organic group. ) [Chemical 2] (However, R 21 , R 22 , R 25 , and R 26 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different. R 23 and R 24 have 2 carbon atoms. And each of them may be the same or different, and R 27 is a substituent having an arbitrary substitution position and number of substitutions, and H, COOH, SO 3 H, NO 2 , OH, CH 3 ,
Or Cl. R 28 represents a trivalent organic group. )
【請求項2】 薄膜とこれを支持する多孔性支持膜とか
らなる複合半透膜において、前記薄膜が下記の一般式
(III)で表されるジアミン成分と、2価以上の多官能酸
ハロゲン化物との縮合反応によって得られる構成単位を
有するポリアミド系樹脂を含むことを特徴とする複合半
透膜。 【化3】 (但し、R31、R32、R35、及びR36は水素原子又は炭
素数1〜5のアルキル基を示し、それぞれが同じでも異
なっていてもよい。R33、及びR34は炭素数2〜10の
アルキレン基を示し、それぞれが同じでも異なっていて
もよい。R37は置換位置と置換数が任意の置換基であ
り、H、COOH、SO3 H、NO2 、OH、CH3
又はClを示す。)
2. A composite semipermeable membrane comprising a thin film and a porous support film supporting the thin film, wherein the thin film comprises a diamine component represented by the following general formula (III) and a divalent or higher polyfunctional acid halogen. A composite semipermeable membrane, comprising a polyamide resin having a structural unit obtained by a condensation reaction with a compound. [Chemical 3] (However, R 31 , R 32 , R 35 , and R 36 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and may be the same or different. R 33 and R 34 each have 2 carbon atoms. And each of them may be the same or different, R 37 is a substituent having an arbitrary substitution position and number of substitutions, and H, COOH, SO 3 H, NO 2 , OH, CH 3 ,
Or Cl. )
【請求項3】 前記多官能酸ハロゲン化物が芳香族多官
能酸ハロゲン化物である請求項2記載の複合半透膜。
3. The composite semipermeable membrane according to claim 2, wherein the polyfunctional acid halide is an aromatic polyfunctional acid halide.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017175598A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-12 富士フイルム株式会社 Gas separation membrane, gas separation module, gas separation device, and gas separation method
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