分离膜、分离膜元件、净水器及分离膜的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供具有高透水性及高的2价/1价离子选择除去性的分离膜。本发明专利技术的分离膜具有支承膜、和形成于所述支承膜上的分离功能层，所述分离功能层含有多官能胺与多官能酰卤化物形成的聚合物，所述多官能胺以多官能脂肪族胺为主，所述分离功能层具有中空的褶皱状结构，所述分离功能层的比表面积为1.1以上且10.0以下。

Manufacturing methods of separation membrane, separation membrane element, water purifier and separation membrane

The aim of the present invention is to provide a separation membrane with high water permeability and high 2 valence /1 valence ion selective removal. The separation film of the invention is a supporting film, and forming a separation function layer on the supporting membrane, the separation function layer containing a polyfunctional amine and the polyfunctional acyl halide to form a polymer, the polyfunctional amine with multifunctional aliphatic amine, the separation layer has a fold structure function in the air the separation function layer, surface area is above 1.1 and below 10.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分离膜、分离膜元件、净水器及分离膜的制造方法
本专利技术涉及用于从1价离子和2价离子的混合溶液中将2价离子选择性分离的分离膜、及分离膜元件，尤其涉及可适用于家庭用净水器的分离膜、分离膜元件、具有该分离膜元件的净水器及该分离膜的制造方法。
技术介绍
关于混合物的分离，有各种用于除去溶解于溶剂(例如水)中的物质(例如盐类)的技术，近年来，作为用于节约能源及节省资源的工艺，膜分离法的利用正在普及。作为膜分离法中使用的膜，有微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等，这些膜已被用于例如由海水、咸水、包含有害物质的水等制造饮用水，以及被用于饮用水的软化、食品用途、工业用超纯水的制造、废水处理、有价值物质的回收等。对于使用了膜分离法的分离技术而言，为了实现运行成本的进一步降低，要求更高的透水性能。另外，在用于饮用水的软化、食品用途、有价值物质的回收等情况下，溶质除去性、溶质选择除去性也是重要的性能，使用了2价离子除去性能、2价离子选择除去性作为指标。作为利用膜的选择性除去方法，例如，专利文献1中公开了一种由聚酰胺形成的复合纳滤膜，所述聚酰胺是通过使哌嗪或者哌嗪及4，4’-联哌啶这样的二胺成分与多官能芳香族羧酰氯进行反应而得到的。专利文献2～4中公开了使用复合反渗透膜来分离1价离子和2价离子，所述复合反渗透膜是通过使哌嗪与均苯三甲酰氯进行反应而得到的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-277298号公报专利文献2：日本特公平1-38522号公报专利文献3：日本特开2010-137192号公报专利文献4：日本特开昭62-201606号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，就上述专利文献1～3中记载的纳滤膜、反渗透膜而言，透水性能并不充分。另外，就专利文献4记载的半透膜而言，2价离子选择除去性并不充分。因此，本专利技术的目的在于提供透过性能及2价离子选择除去性均优异的分离膜。用于解决课题的手段本申请的专利技术人为了实现上述目的而反复进行了深入研究，结果发现，通过具有下述分离功能层，能够得到透水性能及2价离子选择除去性均优异的分离膜，所述分离功能层是含有多官能性脂肪族胺与多官能酰卤化物形成的聚合物、且呈褶皱状形成的分离功能层，其具有特定的比表面积。即，本专利技术采用下述<1>～<14>的构成。<1>分离膜，所述分离膜具有支承膜、和形成于所述支承膜上的分离功能层，其中，所述分离功能层含有多官能胺与多官能酰卤化物形成的聚合物，所述多官能胺以多官能脂肪族胺为主，所述分离功能层具有中空的褶皱状结构，所述分离功能层的比表面积为1.1以上且10.0以下。<2>如<1>所述的分离膜，其中，上述褶皱状结构的褶皱的平均数密度为5个/μm2以上且300个/μm2以下。<3>如<2>所述的分离膜，其中，上述多官能脂肪族胺的logP为-1.0以上且0.0以下。<4>如<3>所述的分离膜，其中，上述多官能脂肪族胺为下述通式(1)表示的哌嗪系化合物。[化学式1](其中，R1表示碳原子数1～6的烷基、苯基、苄基、COOR3、CONHR3、CON(R3)2或OR3，R3表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基或苄基。另一方面，R2表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基、苄基、COOR4、CONHR4、CON(R4)2或OR4，R4表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基或苄基。)<5>如<1>～<4>中任一项所述的分离膜，其中，上述分离功能层在pH为4和pH为9时的ZETA电位的绝对值各自为20mV以下。<6>如<5>所述的分离膜，其中，上述分离功能层中的来自上述多官能脂肪族胺的氨基及酰胺基、与来自上述多官能酰卤化物的羧基及酰胺基的存在比满足下述式(2)的关系。0.8≤来自多官能脂肪族胺的氨基及酰胺基的摩尔数/来自多官能酰卤化物的羧基及酰胺基的摩尔数≤1.2(2)<7>分离膜元件，所述分离膜元件具有：集水管；分离膜，所述分离膜具有供给侧的面和透过侧的面；供给侧流路部件，所述供给侧流路部件配置于所述分离膜的供给侧的面之间；和透过侧流路部件，所处透过侧流路部件配置于所述分离膜的透过侧的面之间，其中，所述分离膜为<1>～<6>中任一项所述的分离膜。<8>如<7>所述的分离膜元件，其中，在与有效膜面积(m2)的关系满足下述式(3)的供给压力(MPa)下，使用温度为25℃、pH为7、MgSO4浓度为2000mg/L的盐水，以15％的回收率进行过滤处理时的透过水流量为1.0L/分钟以上，并且MgSO4的除去率为90％以上。有效膜面积(m2)×供给压力(MPa)≤0.3(3)<9>如<7>或<8>所述的分离膜元件，其中，有效膜面积为0.3m2以上且3.0m2以下。<10>如<7>～<9>中任一项所述的分离膜元件，其中，透过侧流路部件为在多孔性片材上配置突起物而得到的片材、或对多孔性片材实施凹凸加工而得到的凹凸片材。<11>净水器，其具有<7>～<10>中任一项所述的分离膜元件。<12>分离膜的制造方法，其具有在支承膜上通过多官能脂肪族胺水溶液与含有多官能酰卤化物的溶液的界面缩聚而形成分离功能层的形成工序，该形成工序具有：使多官能脂肪族胺与多官能酰卤化物于40℃～70℃相接触的工序；以及，使所述多官能脂肪族胺与所述多官能酰卤化物于-5℃～25℃进行界面缩聚的工序。<13>如<12>所述的分离膜的制造方法，其中，上述多官能脂肪族胺水溶液的pH为8.5～11.0。<14>如<12>或<13>所述的分离膜的制造方法，其中，上述多官能脂肪族胺的logP为-1.0～0.0。<15>如<14>所述的分离膜的制造方法，其中，上述多官能脂肪族胺为下述通式(1)表示的哌嗪系化合物。[化学式2](其中，R1表示碳原子数1～6的烷基、苯基、苄基、COOR3、CONHR3、CON(R3)2或OR3，R3表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基或苄基。另一方面，R2表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基、苄基、COOR4、CONHR4、CON(R4)2或OR4，R4表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基或本文档来自技高网...

【技术保护点】
分离膜，所述分离膜具有支承膜、和形成于所述支承膜上的分离功能层，其中，所述分离功能层含有多官能胺与多官能酰卤化物形成的聚合物，所述多官能胺以多官能脂肪族胺为主，所述分离功能层具有中空的褶皱状结构，所述分离功能层的比表面积为1.1以上且10.0以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.31 JP 2015-151733;2016.03.30 JP 2016-069541.分离膜，所述分离膜具有支承膜、和形成于所述支承膜上的分离功能层，其中，所述分离功能层含有多官能胺与多官能酰卤化物形成的聚合物，所述多官能胺以多官能脂肪族胺为主，所述分离功能层具有中空的褶皱状结构，所述分离功能层的比表面积为1.1以上且10.0以下。2.如权利要求1所述的分离膜，其中，所述褶皱状结构的褶皱的平均数密度为5个/μm2以上且300个/μm2以下。3.如权利要求2所述的分离膜，其中，所述多官能脂肪族胺的logP为-1.0以上且0.0以下。4.如权利要求3所述的分离膜，其中，所述多官能脂肪族胺为下述通式(1)表示的哌嗪系化合物，[化学式1]其中，R1表示碳原子数1～6的烷基、苯基、苄基、COOR3、CONHR3、CON(R3)2或OR3，R3表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基或苄基；另一方面，R2表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基、苄基、COOR4、CONHR4、CON(R4)2或OR4，R4表示氢原子、碳原子数1～6的烷基、苯基或苄基。5.如权利要求1～4中任一项所述的分离膜，其中，所述分离功能层在pH为4和pH为9时的ZETA电位的绝对值各自为20mV以下。6.如权利要求5所述的分离膜，其中，所述分离功能层中的来自所述多官能脂肪族胺的氨基及酰胺基、与来自所述多官能酰卤化物的羧基及酰胺基的存在比满足下述式(2)的关系，0.8≤来自多官能脂肪族胺的氨基及酰胺基的摩尔数/来自多官能酰卤化物的羧基及酰胺基的摩尔数≤1.2(2)。7.分离膜元件，所述分离膜元件具有：集水管；分离膜，所述分离膜具有供给侧的面和透过侧的面；供给侧流路部件，所述供给侧流路部件配置于所述分离膜的供给侧的面之间；和透过侧流路部件，所述透过侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岩雅和，宫本龙马，田中宏明，中辻宏治，高木健太朗，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP