多孔膜、膜组件、水处理装置及多孔膜的制造方法制造方法及图纸

本申请提供一种能以不繁杂的工序制造、具有高亲水性和透水性、用于膜分离活性污泥法(MBR法)时的耐污染性优异的多孔膜。多孔膜为含有聚合物(A)和聚合物(B)的多孔膜，聚合物(A)为成膜聚合物，聚合物(B)为具有式(1)所示的单元(b1)和基于含羟基的(甲基)丙烯酸酯的单元(b2)的聚合物，多孔膜中的单元(b1)的浓度(质量％)为单元(b2)的浓度(质量％)以上。

Porous membrane, membrane module, water treatment device and manufacturing method of porous membrane

The application provides a porous membrane which can be manufactured in a non complicated process, has high hydrophilicity and water permeability, and has excellent pollution resistance when used in the MBR process. The porous membrane is a porous membrane containing polymer (a) and polymer (b), polymer (a) is a film-forming polymer, polymer (b) is a polymer having unit (B1) as shown in formula (1) and unit (B2) based on hydroxyl containing (meth) acrylate, and the concentration (mass%) of unit (B1) in the porous membrane is more than the concentration (mass%) of unit (B2).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔膜、膜组件、水处理装置及多孔膜的制造方法
本专利技术涉及多孔膜、膜组件、水处理装置及多孔膜的制造方法。本申请基于2017年3月27日在日本申请的特愿2017-061772号和2017年11月10日在日本申请的特愿2017-217681号主张优先权，并在本文中引用上述申请的内容。
技术介绍
多孔膜可利用于饮用水制造、净化水处理、废水处理等水处理领域、其他各种领域。近年来，向多孔膜提出了诸如高截留性能和亲水性的膜性能的要求。此外，也向多孔膜的制造工序提出了简略化的要求。作为多孔膜，已知有以下的制品。专利文献1公开了：由于传统的自由基聚合中不能随意对聚合物链段的控制和物性的调整进行设计，因此采用可控自由基聚合合成具有两亲性嵌段的共聚物，使用该共聚物制造具有渗透通量和亲水性的多孔膜。专利文献2公开了一种低污染性优异的聚偏二氟乙烯系树脂多孔膜，其为在聚偏二氟乙烯树脂上复合有聚乙烯吡咯烷酮树脂和丙烯酸酯系树脂而成。专利文献3公开了一种亲水性多孔膜，其含有：作为成膜聚合物的聚偏二氟乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮系树脂、以及将(甲基)丙烯酸酯大分子单体与亲水性(甲基)丙烯酸酯共聚而成的聚合物。此外，作为具有亲水性的多孔膜，已知有以下的制品。专利文献1公开了一种聚合物膜，其含有：99～20质量％的疏水性母体聚合物，以及，1～80质量％的具有至少一个亲水性嵌段和至少一个疏水性嵌段且具有与聚合物母体的相容性的两亲性嵌段共聚物。专利文献4公开了一种分离膜，其为具有分离功能层的分离膜，分离功能层含有熔融黏度3300Pa·s以上的聚偏二氟乙烯系树脂，且分离功能层具有三维网状结构，且分离功能层采用非溶剂致相分离法形成，分离功能层进一步含有亲水性聚合物，亲水性聚合物为选自聚乙烯吡咯烷酮系树脂、丙烯酸系树脂和纤维素酯系树脂的一种以上的聚合物。专利文献5公开了一种由树脂组合物形成的多孔膜，该树脂组合物含有：成膜聚合物，以及，使含有甲基丙烯酸酯大分子单体和其他单体(亲水性(甲基)丙烯酸酯等)的单体组合物聚合而获得的亲水性聚合物。现有技术文献专利文献【专利文献1】日本国特表2012-506772号公报【专利文献2】日本国特开2006-205067号公报【专利文献3】国际公开第2014/142311号【专利文献4】日本国专利第5732719号公报【专利文献5】日本国专利第5768928号公报
技术实现思路
专利技术所解决的课题然而，对于专利文献1，在多孔膜的制造中，为合成嵌段共聚物，有必要采用实质上的可控自由基聚合。因此，有必要阶段性地地合成各嵌段共聚物，制造工序繁杂。专利文献2中所述的多孔膜，通过在膜中含有聚乙烯吡咯烷酮而具有耐污染性。然而，由于聚乙烯吡咯烷酮为水溶性，所以会在多孔膜的使用中溶解于水。因此，存在多孔膜的使用中耐污染性缓慢降低的课题。此外，存在聚乙烯吡咯烷酮易于被在多孔膜的使用中所使用的次氯酸钠水溶液等氧化剂分解的课题。专利文献3公开了使用(甲基)丙烯酸酯大分子单体和聚乙烯吡咯烷酮树脂的均匀的多孔膜，然而没有对耐污染性进行公开。此外，专利文献1的聚合物膜中所含的两亲性嵌段共聚物，由于在其合成中采用了实质上的可控自由基聚合，所以需要阶段性地合成各嵌段，制造繁杂。此外，(1)的聚合物膜由于并非为多层结构，所以为表现出亲水性，有必要使整体聚合物膜含有两亲性嵌段共聚物。因此，需要大量的两亲性嵌段共聚物，聚合物膜的制造成本提高。专利文献4的分离膜由于形成了在球晶结构之上具有网状结构的分离功能层，所以需要将制膜工序分为2个阶段，制造繁杂。此外，虽然对病毒的除去性能提高，但并非是为赋予膜以分离活性污泥法(MBR法)中的耐污染性的目的而设计的膜。专利文献5的多孔膜由于并非为多层结构，所以为表现出亲水性，有必要使整个多孔膜含有特定的亲水性聚合物。因此，需要大量的特定的亲水性聚合物，多孔膜的制造成本提高。本专利技术的一个方式的课题为提供一种可由不繁杂的工序进行制造，具有高亲水性和透水性，用于膜分离活性污泥法(MBR法)时的耐污染性优异的多孔膜。此外，本专利技术的其他方式的课题为提供一种具有高亲水性和透水性，膜分离活性污泥法中的耐污染性优异，且能以低成本简便地制造的多孔膜及其制造方法，以及使用该多孔膜的膜组件和水处理装置。解决课题的手段本专利技术具有以下的方式。[1]一种多孔膜，其为含有聚合物(A)和聚合物(B)的多孔膜，聚合物(A)为成膜聚合物，聚合物(B)为具有下式(1)所示的单元(b1)和基于含羟基的(甲基)丙烯酸酯的单元(b2)的聚合物，【化1】(式中，s为2或3，t为0～2的整数。)，多孔膜中的单元(b1)的浓度(质量％)在单元(b2)的浓度(质量％)以上。[2]根据[1]所述的多孔膜，所述聚合物(B)进一步具有：含有下式(2)所示的基团的单元(b3)。【化2】(式中，R1～Rn各自独立地为氢原子、烷基、环烷基、芳基或杂环基，X1～Xn各自独立地为氢原子或甲基，n为3～10,000的整数。)[3]根据[1]或[2]所述的多孔膜，所述单元(b1)为基于丙烯酸-2-甲氧基乙酯的单元。[4]根据[1]～[3]的任一项所述的多孔膜，其为将被处理水过滤为处理水的多孔膜，其具有含有所述聚合物(A)的多个多孔层，所述多个多孔层之中，至少所述多孔膜的被处理水侧的最表层中所含的全部聚合物中的所述聚合物(B)的浓度(质量％)，大于所述最表层以外的其他多孔层中所含的全部聚合物中的所述聚合物(B)的浓度(质量％)。[5]根据[1]～[4]的任一项所述的多孔膜，膜的形态为中空纤维膜。[6]根据[1]～[5]的任一项所述的多孔膜，多孔膜中进一步含有支撑体。[7]一种膜组件，其具备[1]～[6]的任一项所述的多孔膜。[8]一种水处理装置，其具备[7]所述的膜组件。[9]一种多孔膜的制造方法，该多孔膜的制造方法中，使用含有聚合物(A)、聚合物(B)和具有基于乙烯基吡咯烷酮的单元的聚合物(C)的制膜原液，制成多孔膜前驱体的膜，该多孔膜具有从所述多孔膜前驱体中除去一部分或全部的所述聚合物(C)的多孔层，聚合物(A)为成膜聚合物，聚合物(B)为具有下式(1)所示的单元(b1)和基于含羟基的(甲基)丙烯酸酯的单元(b2)的聚合物，【化3】(式中，s为2或3，t为0～2的整数。)，制膜原液中的单元(b1)的浓度(质量％)在单元(b2)的浓度(质量％)以上。[10]根据[9]所述的多孔膜的制造方法，所述聚合物(B)进一步具有：含有下式(2)所示的基团的单元(b3)。【化4】(式中，R1～Rn各自独立地为氢原子、烷基、环烷基、芳基或杂环基，X1～Xn各自独立地为氢原子或甲基，n为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔膜，其为含聚合物A和聚合物B的多孔膜，其中，/n聚合物A为成膜聚合物，/n聚合物B为具有下式(1)所示的单元b1和基于含羟基的(甲基)丙烯酸酯的单元b2的聚合物，/n【化1】/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170327 JP 2017-061772;20171110 JP 2017-2176811.一种多孔膜，其为含聚合物A和聚合物B的多孔膜，其中，
聚合物A为成膜聚合物，
聚合物B为具有下式(1)所示的单元b1和基于含羟基的(甲基)丙烯酸酯的单元b2的聚合物，
【化1】



式中，s为2或3，t为0～2的整数，
多孔膜中的单元b1的浓度在单元b2的浓度以上，浓度的单位均为质量％。


2.根据权利要求1所述的多孔膜，所述聚合物B进一步具有含有下式(2)所示的基团的单元b3，
【化2】



式中，R1～Rn各自独立地为氢原子、烷基、环烷基、芳基或杂环基，X1～Xn各自独立地为氢原子或甲基，n为3～10,000的整数。


3.根据权利要求1或2所述的多孔膜，所述单元b1为基于丙烯酸-2-甲氧基乙酯的单元。


4.根据权利要求1～3的任一项所述的多孔膜，其为将被处理水过滤为处理水的多孔膜，
所述多孔膜具有含有所述聚合物A的多个多孔层，
所述多个多孔层之中，至少所述多孔膜的被处理水侧的最表层中所含的全部聚合物中的所述聚合物B的浓度，大于所述最表层以外的其他多孔层中所含的全部聚合物中的所述聚合物B的浓度，浓度的单位均为质量％。


5.根据权利要求1～4的任一项所述的多孔膜，膜的形态为中空纤维膜。


6.根据权利要求1～5的任一项所述的多孔膜，多孔膜中进一步具有支撑体。


7.一种膜组件，其中，所述膜组件具备权利要求1～6的任一项所述的多孔膜。


8.一种水处理装置，其中，所述水处理装置具备权...

【专利技术属性】
技术研发人员：疋田真悟，寺町正史，藤井祐树，久保惠美，篠田亚美，福田广辉，守诚一朗，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP