复合半透膜、分离膜元件、及其制造方法技术

本发明专利技术提供即使在对所使用的多孔性支撑体的厚度、制造条件等加以变更的情况下也能够维持充分的截留性能的复合半透膜、使用该复合半透膜的分离膜元件、及其制造方法。本发明专利技术的复合半透膜是在多孔性支撑体的表面具有分离功能层的复合半透膜，所述多孔性支撑体是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层的多孔性支撑体，本发明专利技术复合半透膜的特征在于，所述多孔性支撑体在利用透射光测得的缺陷的大小与频度的关系方面具有下述关系：与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度为0.3mm以上的缺陷的频度F1为50个/480m

Composite semipermeable membrane, membrane element, and its manufacturing method

The present invention provides to change even in the use of porous supporting body thickness and manufacturing conditions under the condition can be maintained, fully use the composite semipermeable membrane separation membrane element, the rejection performance of the composite membrane and manufacturing method thereof. This invention provides a composite semipermeable membrane is a composite semipermeable membrane has a separation function layer on the surface of the porous support, the porous support is a porous supporting body with polymer porous layer on one side of the nonwoven fabric layer, the invention is characterized in that a composite semipermeable membrane, has the relationship between the defects in using porous support the size of the optical transmission and frequency: membrane production line with polymer porous layer perpendicular to the direction of the width of the frequency of F1 defects above 0.3mm for 50 /480m

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合半透膜、分离膜元件、及其制造方法
本专利技术涉及用于从各种液体中对特定物质等进行分离·浓缩的复合半透膜、使用该复合半透膜的分离膜元件、及复合半透膜的制造方法。
技术介绍
近年来，在难以稳定确保水资源的干燥·半干燥地区的沿海地带的大城市中，正在尝试对海水进行脱盐而制成淡水。此外，在中国、新加坡等水资源匮乏的地区，正在进行将工业废水、家庭废水净化后再利用的尝试。此外，最近，还在尝试通过从由油田设备等流出的油分混合物的高悬浊质浓度废水中除去油分、盐分从而对这样的水加以再利用的解决方案。已发现对于这样的水处理而言，从成本、效率等方面考虑，使用复合半透膜的膜法是有效的。已知这样的复合半透膜可通过下述方式制造：利用界面聚合等，在于无纺布层的单面具有聚合物多孔层的多孔性支撑体的表面形成分离功能层。该情况下，作为使用的无纺布，认为不易因起毛等而产生膜的不均匀化、针孔等缺陷的无纺布是理想的(参见专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-61373号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，根据本申请的专利技术人的研究揭示，前述这样的多孔性支撑体的缺陷并非仅起因于无纺布，形成聚合物多孔层时的气泡混入等也会导致该缺陷。因此，在仅对无纺布加以改善的情况下，对于由多孔性支撑体的缺陷导致的复合半透膜性能下降的改善是有限的。另外，到目前为止，尚未充分掌握多孔性支撑体的缺陷与所得的复合半透膜的截留性能之间的相关性，尚不清楚从与截留性能的关系考虑何种程度的缺陷尺寸和频度是可容许的。此外，已经发现，如果为了增加每单位体积膜元件内的有效膜面积而将多孔性支撑体的厚度减薄，则如上文所述的多孔性支撑体的缺陷的频度增高，复合半透膜的截留性能容易下降。因此，本专利技术的目的在于提供即使在对所使用的多孔性支撑体的厚度、制造条件等加以变更的情况下也能够维持充分的截留性能的复合半透膜、使用该复合半透膜的分离膜元件、及其制造方法。用于解决问题的手段本申请的专利技术人对多孔性支撑体的缺陷与所得的复合半透膜的截留性能之间的相关性进行了深入研究，结果发现，通过控制多孔性支撑体中的特定尺寸的缺陷的频度，能够解决上述问题，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的复合半透膜是在多孔性支撑体的表面具有分离功能层的复合半透膜，所述多孔性支撑体是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层的多孔性支撑体，本专利技术的复合半透膜的特征在于，所述多孔性支撑体在利用透射光测得的缺陷的大小与频度的关系方面具有下述关系：与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度为0.3mm以上的缺陷的频度F1为50个/480m2以下。根据本专利技术的复合半透膜，即使在对所使用的多孔性支撑体的厚度、制造条件等加以变更的情况下，也能够维持充分的截留性能，其理由如下。首先，如图1所示，确认到即使是多孔性支撑体中存在直径为50μm(0.05mm)左右的缺陷的情况下，也会在分离功能层中产生开口(直径为约30μm)。因此，可以说即使是0.05mm左右的缺陷，也有可能导致所得的复合半透膜的截留性能下降。但是，就复合半透膜的截留性能而言，对分离对象物具有99.7％左右的截留性能是其目标性能，因此，还有对多孔性支撑体的缺陷的大小及频度、与所得的复合半透膜的截留性能之间的相关性进行研究的余地。为了如下文所述的实施例那样例如确保对硫酸镁的截留率为99.7％，与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度为0.3mm以上的缺陷的频度F1必须为50个/480m2以下。虽然也研究了0.2mm以上的缺陷的频度、或0.4mm以上的缺陷的频度、其他尺寸的缺陷的频度、与所得的复合半透膜的截留性能之间的相关性，但发现它们的相关性差，而0.3mm以上的缺陷的频度F1与截留性能的相关性是最高的。需要说明的是，与分离对象物相比，由多孔性支撑体的缺陷导致的分离功能层的开口的大小是足够大的，因此，认为如上文所述的相关性可充分适用于分离对象物为离子性的盐类的情况。本专利技术中，通过如上文所述地控制·调整所使用的多孔性支撑体的缺陷的大小和频度，从而可提供即使在对所使用的多孔性支撑体的厚度、制造条件等加以变更的情况下也能够维持充分的截留性能的复合半透膜。另外，关于上述多孔性支撑体，就利用透射光测得的缺陷的大小与频度的关系而言，与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度小于0.3mm的缺陷的频度F2优选为30个/480m2以下。此外，上述频度F1优选为20个/480m2以下。通过满足这些条件，能够更可靠地提高复合半透膜的截留性能(例如，对硫酸镁的截留率为99.8％以上)。上述聚合物多孔层的厚度为10～35μm时，将会容易产生由无纺布导致的缺陷、制膜时的缺陷，而在本专利技术中，可以提供即使在上述这样的厚度的情况下也能够维持充分的截留性能的复合半透膜。本专利技术的分离膜元件的特征在于使用上述任一处记载的复合半透膜。因此，就本专利技术的分离膜元件而言，即使在对所使用的多孔性支撑体的厚度、制造条件等加以变更的情况下，也能够维持充分的截留性能，能够减小多孔性支撑体的厚度，由此，能够增加单位体积内的有效膜面积，从而增加分离膜元件的流量。另一方面，本专利技术的复合半透膜的制造方法包括在多孔性支撑体的表面形成分离功能层的工序，所述多孔性支撑体是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层的多孔性支撑体，所述制造方法的特征在于，所述多孔性支撑体在利用透射光测得的缺陷的大小与频度的关系方面具有下述关系：与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度为0.3mm以上的缺陷的频度F1为50个/480m2以下。如上文中说明的那样，采用本专利技术的复合半透膜的制造方法，即使在对所使用的多孔性支撑体的厚度、制造条件等加以变更的情况下也可以制造能够维持充分的截留性能的复合半透膜。该情况下，优选包括下述工序：在对长尺寸的多孔性支撑体进行输送的同时，向该多孔性支撑体照射光，利用透射光对缺陷的大小与频度的关系进行连续测定。测定反射光的情况下，难以检测出多孔性支撑体的内部缺陷，而在透射光的情况下，容易检测出内部缺陷，因此能够以更高的精度对缺陷进行检测。附图说明[图1]为用于说明本专利技术的复合半透膜的作用效果的扫描电子显微镜(SEM)照片。[图2]为示出本专利技术中可使用的螺旋型复合半透膜元件的结构的一个例子的部分切口立体图。具体实施方式本专利技术的复合半透膜在多孔性支撑体的表面具有分离功能层，所述多孔性支撑体是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层的多孔性支撑体。上述复合半透膜的厚度为40～200μm左右。若该复合半透膜过薄，则会因处理时的压力而在膜面产生脱落等，导致高压处理变得困难。因此，厚度优选为55μm以上，更优选为75μm以上。另一方面，复合半透膜越薄，则在一定的元件空间内能装填的膜越多，因此越能够提高其性能。因此，优选使厚度为120μm以下，更优选为90μm以下。如上所述的复合半透膜根据其过滤性能、处理方法而被称为RO(反渗透)膜、NF(纳滤)膜、FO(正渗透)膜，可以用于超纯水制造、海水淡化、盐水的脱盐处理、废水的再利用处理等。作为分离功能层，可举出聚酰胺系、纤维素系、聚醚系、硅系等的分离功能层，优选具有聚酰胺系的分离功能层。作为聚酰胺系的分离功能层，通常为不存在能够目视识别的孔的均质膜，且具有所期望的离子分离能力。作为该分离功能层，只要是不易从上述聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合半透膜，其是在多孔性支撑体的表面具有分离功能层的复合半透膜，所述多孔性支撑体是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层的多孔性支撑体，所述复合半透膜的特征在于，所述多孔性支撑体在利用透射光测得的缺陷的大小与频度的关系方面具有下述关系：与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度为0.3mm以上的缺陷的频度F1为50个/480m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.05 JP 2014-1814621.复合半透膜，其是在多孔性支撑体的表面具有分离功能层的复合半透膜，所述多孔性支撑体是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层的多孔性支撑体，所述复合半透膜的特征在于，所述多孔性支撑体在利用透射光测得的缺陷的大小与频度的关系方面具有下述关系：与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度为0.3mm以上的缺陷的频度F1为50个/480m2以下。2.如权利要求1所述的复合半透膜，其中，所述多孔性支撑体在利用透射光测得的缺陷的大小与频度的关系方面具有下述关系：与聚合物多孔层的制膜生产线方向垂直的宽度小于0.3mm的缺陷的频度F2为30个/480m2以下。3.如权利要求1或2所述的复合半透膜，其中，所述多孔性支撑体的所述频...

【专利技术属性】
技术研发人员：水池敦子，越前将，松井和彩，山口泰辅，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP