制造层压体的方法及层压体技术

本发明专利技术的一个实施方式的制造层压体的方法是制造包括片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层的层压体的方法，所述方法包括：用其中含氟树脂分散于溶剂中的半透膜层形成用组合物涂布所述支撑体的外表面的涂布步骤；所述涂布步骤之后的将所述支撑体的涂布面浸渍到水中的浸渍步骤；和加热其中浸渍有所述支撑体的水的加热步骤。本发明专利技术另一实施方式的层压体是用于分离分子或离子的层压体，所述层压体包括片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层，其中所述半透膜层的自所述支撑体的外表面起算的平均浸渗距离为5μm以下。

Method for manufacturing laminate and laminate

A method of manufacturing laminates according to one embodiment of the present invention is a method of manufacturing laminates comprising a sheet or tubular porous support and a semi-permeable film layer stacked on the outer surface of the support. The method includes: coating the support with a composition for forming a semi-permeable film layer dispersed in a solvent with a fluorine resin therein. The coating step of the outer surface of the body; the impregnation step of immersing the coating surface of the support body into water after the coating step; and the heating step of heating the water in which the support body is impregnated. Another embodiment of the present invention is a laminate for separating molecules or ions. The laminate comprises a sheet or tubular porous support and a semi-permeable membrane layer stacked on the outer surface of the support. The average infiltration distance of the semi-permeable membrane layer calculated from the outer surface of the support is less than 5 microns.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造层压体的方法及层压体
本专利技术涉及制造层压体的方法，且涉及层压体。本申请要求于2016年3月16日提交的日本专利申请No.2016-053065和于2016年6月24日提交的日本专利申请No.2016-125417的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
技术介绍
中空纤维或平膜状的多孔分离膜被用作去除微粒的半透膜。多孔分离膜利用半透膜的选择透过性，由此过滤并分离物质以除去不能通过半透膜的微粒。由于通过半透膜的物质的扩散速度慢，因此要求多孔分离膜的厚度小；然而，薄分离膜易于破裂。已经提出了通过将固定到支撑体上的含氟树脂薄膜拉伸使其多孔化而得到的半透膜作为具有小厚度且不易破裂的多孔分离膜(参见日本特开2010-94579号公报)。该多孔分离膜通过在低于30℃的温度下拉伸堆叠在可拉伸支撑体上的树脂涂层而形成从而抑制分离膜发生破裂。根据上述相关技术的多孔分离膜，用作半透膜的含氟树脂薄膜通过施加含氟树脂分散体、干燥施加的含氟树脂分散体、并且烧结干燥的含氟树脂分散体而制备。另外，通过所述方法制造的半透膜具有小于20μm的平均厚度和45nm以下的孔径。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-94579号公报
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式的制造层压体的方法是制造包括片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层的层压体的方法，所述方法包括：用其中含氟树脂分散于溶剂中的半透膜层形成用组合物涂布所述支撑体的外表面的涂布步骤；所述涂布步骤后的将所述支撑体的涂布面浸渍到水中的浸渍步骤；和加热其中浸渍有所述支撑体的水的加热步骤。本专利技术另一实施方式的层压体是用于分离分子或离子的层压体，所述层压体包括片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层，其中所述半透膜层的自所述支撑体的外表面起算的平均浸渗距离为5μm以下。附图说明[图1]图1是表示本专利技术的一个实施方式的制造层压体的方法的流程图。[图2]图2是表示本专利技术的一个实施方式的层压体的示意剖视图。[图3]图3是表示与图2中示出的实施方式不同的实施方式的层压体的示意剖视图。具体实施方式[本公开解决的技术问题]当多孔分离膜用作用于分离气体和离子的逆浸渗膜(RO膜)、离子交换膜等的半透膜时，从分离精度的观点来看，需要平均厚度为10μm以下且孔径小于10nm的半透膜。然而，如果像上述相关技术的多孔分离膜那样通过施加分散体制备平均厚度为10μm以下且孔径小于10nm的半透膜，则所获得的膜不会有足够的强度。因此，在生产过程中和生产完成后，难以处理尚未固定到支撑体上的含氟树脂薄膜，并且由于例如随着溶剂蒸发而发生的收缩，易于产生针孔和裂纹。当在通过拉伸含氟树脂薄膜形成的半透膜中存在针孔等时，发生泄漏污染，因此相关技术的多孔分离膜对分子或离子没有足够的分离精度。本专利技术是在上述情况下完成的，其目的在于提供即使在半透膜层的平均厚度为10μm以下且孔径小于10nm时也几乎不产生针孔和裂纹的层压体的制造方法，以及提供层压体。[本专利技术实施方式的说明]本专利技术的一个实施方式的制造层压体的方法是制造包括片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层的层压体的方法，所述方法包括：用其中含氟树脂分散于溶剂中的半透膜层形成用组合物涂布所述支撑体的外表面的涂布步骤；所述涂布步骤之后的将所述支撑体的涂布面浸渍到水中的浸渍步骤；和加热其中浸渍有所述支撑体的水的加热步骤。根据所述制造层压体的方法，在支撑体的外表面用其中分散有含氟树脂的半透膜层形成用组合物涂布后，对其中浸渍有所述支撑体的涂布面的水进行加热以挥发并除去溶剂，从而涂布面周围的水防止半透膜层形成用组合物浸渗到支撑体中。因此，可以获得固定在支撑体上的均质半透膜层。因此，所述制造层压体的方法可以在控制半透膜层具有10μm以下的平均厚度和小于10nm的孔径的同时防止产生针孔和裂纹。优选地，所述方法还包括在加热步骤之后的对层压体进行退火的退火步骤。当所述方法还包括在加热步骤之后的对层压体进行退火的退火步骤时，增加含氟树脂的密度，提高半透膜层的强度，并且提高抑制半透膜层中产生针孔和裂纹的效果。溶剂的沸点优选为50℃以上且150℃以下。当溶剂的沸点在上述范围内时，半透膜层形成用组合物中的溶剂可以通过加热水而蒸发，并且可以在相对短的时间内形成半透膜层。因此，可以进一步抑制半透膜层形成用组合物浸渗到支撑体中，由此提高半透膜层的均质性。因此，能够提高抑制半透膜层中产生针孔和裂纹的效果。支撑体的孔隙率优选为30％以上且90％以下。当支撑体的孔隙率在上述范围内时，可以提高加热步骤中的溶剂气化效率。因此，能够进一步抑制半透膜层形成用组合物浸渗到支撑体中，由此进一步提高半透膜层的均质性。因此，能够提高抑制半透膜层中产生针孔和裂纹的效果。此外，可以在保持所制造层压体的强度的同时提高透过其中的物质的扩散速度。本专利技术的另一个实施方式的层压体是用于分离分子或离子的层压体，所述层压体包含片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层，其中所述半透膜层的自所述支撑体的外表面起算的平均浸渗距离为5μm以下。在所述层压体中，半透膜层直接堆叠在支撑体上；由此支撑体与半透膜层一体化，提高半透膜层的强度，由此有利于制造期间或制造后的操作。此外，由于半透膜层的自支撑体的外表面起算的平均浸渗距离等于或小于上述上限，所以即使半透膜层的厚度减小，但是位于支撑体外侧的半透膜层相对于整个半透膜层的比例也相对较大。结果，能够维持半透膜层的均质性，因此即使减少半透膜层的厚度时，也能够抑制半透膜层中产生针孔和裂纹。因此，在所述层压体中，半透膜层可以具有10μm以下的平均厚度和小于10nm的孔径。此外，因为层压体中的支撑体是多孔的，所以通过其中的物质的扩散速度几乎不受阻碍。因此，所述层压体适用于分离分子或离子。半透膜层优选含有非晶含氟树脂作为主要成分。当半透膜层的主要成分为非晶含氟树脂时，半透膜层对于支撑体的涂布性得到改善，并且可以减少半透膜层中的针孔和裂纹。层压体的葛尔莱数优选为600秒以上。当层压体的葛尔莱数等于或大于上述下限时，可以进一步减少半透膜层中的针孔和裂纹。层压体优选选择性地允许动力学直径小于0.40nm的分子透过。此外，层压体优选选择性地允许氦气、氢气、二氧化碳、氧气、氮气或甲烷透过。通过选择性地允许这些气体透过，层压体可以适当地用于各种工业用途。在此，“孔隙率”是指在多孔体的任意方向取的截面中孔所占的面积的比例。“主要成分”是指含量最高的成分。例如，主要成分是含量为50质量％以上的成分。“葛尔莱数”是指根据JIS-P8117(2009)测量的在1.22kPa的平均压差下100cm3空气通过6.45cm2样品所需的时间。“动力学直径”是指从Lennard-Jones势能的表达式导出的动力学直径。“平均浸渗距离”是指在半透膜层渗入支撑体中的孔中时自支撑体的外表面起算的在深度方向上的距离的平均值。平均浸渗距离是通过用扫描电子显微镜(SEM)观察层压体的截面，并对在10个点处测量的值取平均而求得的。[本公开的效果]根据制造所述层压体的方法，虽然半透膜层的平均厚度为10μm以下且孔径小于10nm，但能够制造其中几乎不产生针孔和裂纹的层压体。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造层压体的方法，所述层压体包含片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层，所述方法包括：用其中含氟树脂分散于溶剂中的半透膜层形成用组合物涂布所述支撑体的外表面的涂布步骤；所述涂布步骤之后的将所述支撑体的涂布面浸渍到水中的浸渍步骤；和加热其中浸渍有所述支撑体的水的加热步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.16 JP 2016-053065;2016.06.24 JP 2016-125411.一种制造层压体的方法，所述层压体包含片状或管状的多孔支撑体和堆叠在所述支撑体的外表面上的半透膜层，所述方法包括：用其中含氟树脂分散于溶剂中的半透膜层形成用组合物涂布所述支撑体的外表面的涂布步骤；所述涂布步骤之后的将所述支撑体的涂布面浸渍到水中的浸渍步骤；和加热其中浸渍有所述支撑体的水的加热步骤。2.根据权利要求1所述的制造层压体的方法，其还包括在所述加热步骤之后的对所述层压体进行退火的退火步骤。3.根据权利要求1或2所述的制造层压体的方法，其中所述溶剂的沸点为...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文弘，室谷保彦，
申请(专利权)人：住友电工超效能高分子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP