复合半透膜的制作方法_2

文档序号:9924605阅读:来源:国知局
要求高Flux保持率的情况下,优选W赃嗦作为主成分。
[0026] 上述有机溶液中所含的多官能酷面成分为具有2个W上反应性幾基的多官能酷 面,可列举芳香族、脂肪族及脂环式的多官能酷面。作为上述芳香族多官能酷面,例如可列 举均苯Ξ甲酯氯、对苯二甲酯氯、间苯二甲酯氯、联苯二甲酯氯、糞二甲酯氯、苯Ξ横酷氯、 苯二横酷氯、氯横酷基苯二甲酯氯等。作为上述脂肪族多官能酷面,例如可列举丙二甲酯 氯、下二甲酯氯、戊二甲酯氯、丙Ξ甲酯氯、下Ξ甲酯氯、戊Ξ甲酯氯、戊二酷面、己二酷面 等。作为上述脂环式多官能酷面,例如可列举环丙烷Ξ甲酯氯、环下烧四甲酯氯、环戊烧Ξ 甲酯氯、环戊烧四甲酯氯、环己烧Ξ甲酯氯、四氨巧喃四甲酯氯、环戊烧二甲酯氯、环下烧二 甲酯氯、环己烧二甲酯氯、四氨巧喃二甲酯氯等。运些多官能酷面可W使用1种,也可W并用 2种W上。为了得到高盐阻止性能的表皮层,优选使用芳香族多官能酷面。另外,优选多官能 酷面成分的至少一部分使用3价W上的多官能酷面来形成交联结构。
[0027] 在上述界面聚合法中,胺水溶液中的多官能胺成分的浓度并无特别限定,优选为 0.1~7重量%、更优选为1~5重量%。若多官能胺成分的浓度过低,则在表皮层容易产生缺 陷,存在盐阻止性能降低的倾向。另一方面,在多官能胺成分的浓度过高的情况下,变得过 厚,存在透过通量降低的倾向。
[00%]上述有机溶液中的多官能酷面成分的浓度并无特别限制,优选为ο. ο 1~5重量%、 更优选为0.05~3重量%。若多官能酷面成分的浓度过低,则未反应多官能胺成分增加,因 此在表皮层容易产生缺陷。另一方面,若多官能酷面成分的浓度过高,则未反应多官能酷面 成分增加,因此表皮层变得过厚,存在透过通量降低的倾向。
[0029] 作为含有上述多官能酷面的有机溶剂,只要是在水中的溶解度低、不使多孔性支 撑膜劣化、且溶解多官能酷面成分的有机溶剂,则并无特别限定,例如可列举:环己烧、庚 烧、辛烧及壬烧等饱和控;1,1,2-Ξ氯Ξ氣乙烧等面取代控等。优选沸点为300°C W下的饱 和控,更优选沸点为200°C W下的饱和控。
[0030] 在上述胺水溶液、有机溶液中可W添加 W提高各种性能、操作性为目的的添加剂。 作为上述添加剂,例如可列举:聚乙締醇、聚乙締基化咯烧酬、聚丙締酸等聚合物;山梨醇、 甘油等多元醇;十二烷基苯横酸钢、十二烷基硫酸钢及十二烷基硫酸钢等表面活性剂;用于 除去由聚合生成的面化氨的氨氧化钢、憐酸Ξ钢及Ξ乙胺等碱性化合物;酷化催化剂;W及 日本特开平8-224452号公报记载的溶解度参数为8~14(cal/cm3)i/2的化合物等。
[0031] 在上述聚酷胺系分离功能层的露出表面可W设置包含各种聚合物成分的涂层。上 述聚合物成分只要是不使分离功能层及多孔性支撑膜溶解、且在水处理操作时不溶出的聚 合物,则并无特别限定,例如可列举聚乙締醇、聚乙締基化咯烧酬、径丙基纤维素、聚乙二醇 及皂化聚乙締-乙酸乙締醋共聚物等。其中,优选使用聚乙締醇,特别优选通过使用皂化度 为99% W上的聚乙締醇或者使皂化度90% W上的聚乙締醇与上述表皮层的聚酷胺系树脂 交联而在水处理时不易溶出的构成。通过设置此种涂层,从而在调整膜表面的电荷状态的 同时,赋予亲水性,因此可W抑制污染物质的附着,并且可W通过与本发明的协同效果来进 一步提高Flux保持效果。
[0032] 作为上述无纺布层,只要是保持上述复合半透膜的分离性能和透过性能、且赋予 适度的机械强度的无纺布层,则并无特别限定,可W使用市售的无纺布。作为该材料,例如 可W使用包含聚締控、聚醋、纤维素等的材料,也可W使用将多种原材混合而成的混合材 料。尤其在成形性的方面,优选使用聚醋。另外,可W适当使用长纤维无纺布、短纤维无纺 布,但是,从成为针孔缺陷的原因的微细毛刺、膜面的均匀性的方面出发,可优选使用长纤 维无纺布。另外,作为此时的上述无纺布层单体的通气度,并不限定于此,可W使用0.5~ lOcmVcm2 · S左右的通气度,优选使用1~5cm3/cm2 · S左右的通气度。
[0033] 上述无纺布层的厚度优选为120ymW下、更优选为lOOymW下、特别优选为78ymW 下。若该厚度过厚,则透过阻力变得过高,因此Flux容易降低,相反,若该厚度过薄,则作为 复合半透膜支撑体的机械强度降低,不易得到稳定的复合半透膜,因此优选为30皿W上、更 优选为45皿W上。
[0034] 作为上述聚合物多孔层,只要是能够形成上述聚酷胺系分离功能层的聚合物多孔 层,则并无特别限定,通常为具有0.01~0.4WI1左右的孔径的微多孔层。上述微多孔层的形 成材料可列举例如在聚讽、聚酸讽中所例示的聚芳基酸讽、聚酷亚胺、聚偏氣乙締等各种材 料。尤其从化学性质、机械性质、热性质稳定的方面出发,优选形成使用聚讽、聚芳基酸讽的 聚合物多孔层。
[0035] 上述聚合物多孔层的厚度在本发明中优选为35ymW下、更优选为下。若过 厚,则可知加压后的Flux保持率容易降低。进而,特别优选下、最优选下。通过 薄至该程度地形成,从而可W进一步提高Flux保持率的稳定性。另外,若过薄,则容易产生 缺陷,因此优选为10皿W上、更优选为15皿W上。
[0036] 对上述聚合物多孔层的聚合物为聚讽时的制造方法进行例示。聚合物多孔层通常 可W通过被称作湿式法或干湿式法的方法来制造。首先,可W经过如下工序而在无纺布上 形成聚合物多孔层,即,所述工序为:溶液准备工序,制备溶解有聚讽和溶剂及各种添加剂 的溶液;覆盖工序,用上述溶液覆盖无纺布上;干燥工序,使该溶液中的溶剂蒸发而产生微 相分离;和固定化工序,使其浸溃于水浴等凝固浴而固定化。上述聚合物多孔层的厚度可W 在还计算浸渗于无纺布层的比例的基础上通过调整上述溶液浓度及覆盖量来设定。
[0037] 在本发明中发现:通过使运样得到的复合半透膜支撑体的上述聚合物多孔层的厚 度与上述无纺布层的厚度所成的比(聚合物多孔层的厚度/无纺布层的厚度)为0.22~0.45 的范围,从而使用W5.5MPa的压力加压通入纯水4小时前后的复合半透膜而W压力1.5MPa 透过纯水时的透过通量保持率为80% W上。认为运是由于:随着聚合物多孔层与无纺布层 的厚度平衡,推测Flux保持率发生大幅变化,并且由于各层的压缩程度密切相关而对分离 功能层周边的流动产生影响。该范围更优选为0.23~0.38。
[0038] 在本发明中,使上述无纺布层及上述聚合物多孔层成为上述的厚度比,形成上述 聚酷胺系分离功能层,从而可W得到W压力1.5MPa透过纯水时的初始透过通量为1.0m3/m2/ dW上、优选1.3m3/m2/dW上、更优选1.5m3/m2/dW上的复合半透膜。上述透过通量优选在加 压通水后的复合半透膜中也保持上述透过通量。尤其在本发明中,可W得到W压力1.5MPa 透过纯水时的初始透过通量(F0)为1.0m3/m2/d W上、进一步W 5.5M化的压力加压通入4小时 纯水后再W压力1.5M化透过纯水而测定的透过通量(F1)为l.OmVmVdW上、并且运两者之 比(F1/F0)为0.8 W上、优选为0.85 W上的复合半透膜。
[0039] 上述复合半透膜通常被加工成膜元件的形态、并填装到压力容器(vessel)后再使 用。作为膜元件的形态,并无特别限定,可列举框架和板(flame and plate)型等平膜型、螺 旋型、權型等,通常可W根据压力与流动效率的关系而优选制成螺旋型复合半透膜元件来 使用。上述螺旋型复合半透膜元件W层叠有对折的复合半透膜的内面侧(凹面侧)的流路材 料和外面侧的流路材料的状态缠绕到具有多个壁面孔的中屯、管(有孔中空管)的周围,再用 端构件、包装材料等进行固定来使用。
[0040] 在此种螺旋型复合膜元件中,通常,上述信封状膜被缠绕20~30组左右,若使用本 发明,则能够缠绕30~40组的信封状膜。由此更能进行大量的处理,由此可见处理效率显著 提局。
[0041 ]予W说明,流路材料通常具有确保用于不使流体布满膜面地进行供给的间隙的作 用。此种流路材料可W使用例如网、编织物、凹凸加工片等,可W根据需要适当使用最大厚 度为0.1~3mm左右的材料。在此种流路材料中,优选压力损失低的流路材料,更优选产生适 度的素流效果的流路材料。另外,流路材料设置于分离膜的两面,但是在供给液侧使用供给 侧流路材料,在透过液侧使用透过侧流路材料
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