复合半透膜及复合半透膜的制造方法技术

本发明专利技术涉及具备基材、支撑层和分离功能层的复合半透膜，上述支撑层包含粒子和具有多孔质结构的热塑性树脂，上述粒子存在于上述热塑性树脂内，且含有选自由二烯系聚合物、丙烯酸系聚合物及乙烯系聚合物组成的组中的至少1种材料，将上述支撑层沿厚度方向切断而得的截面中，在从上述支撑层的表面起在厚度方向上为3μm且在沿着上述表面的方向上为3μm的范围内，上述粒子存在6个以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合半透膜及复合半透膜的制造方法
本专利技术涉及用于液状混合物的选择性分离的复合半透膜及其制造方法。通过本专利技术获得的复合半透膜能够适合用于例如海水、卤水的淡水化。
技术介绍
关于混合物的分离，用于除去溶剂(例如水)中溶解的物质(例如盐类)的技术各种各样。近年来，作为用于节约能源及节约资源的工序，膜分离法的利用正在扩大。膜分离法中使用的膜有微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。这些膜使用于例如从海水、卤水、含有有害物质的水等中获得饮用水的情况、工业用超纯水的制造、废水处理、有价值材料的回收等中。现在市售的反渗透膜及纳滤膜大部分是复合半透膜，有支撑膜上具有凝胶层与聚合物交联而成的活性层的复合半透膜，和具有支撑膜上缩聚单体而成的活性层的复合半透膜这2种。其中，包含通过多官能性胺与多官能性酰卤化物的缩聚反应而得的交联聚酰胺的分离功能层被覆于支撑膜上而得的复合半透膜被广泛用作透水性能、除盐性能高的分离膜(专利文献1)。复合半透膜与塑料网等原水流路材料、特里科经编织物等透过水流路材料及根据需要用于提高耐压性的膜一起卷绕在穿设有多个孔的筒状集水管的周围，被广泛用作螺旋型复合半透膜元件。使用复合半透膜进行分离时，要求膜具有机械强度。例如，在水中所含杂质沉淀于复合半透膜表面，由此引起复合半透膜的堵塞，纯水的制造效率下降的情况下，有时采用用高压水流冲洗复合半透膜的方法。此时，若复合半透膜的强度弱，则发生膜的剥离而损伤，从而无法得到令人满意的除盐率。支撑膜通常包含基材及多孔质支撑体，其基材与多孔质支撑体的界面附近容易发生剥离。专利文献2公开了提高渗透方向上的高透水性及流量，通过聚酰胺层确保耐污染性及耐化学性的方案。专利文献3公开了用于进行膜形成的由无纺布形成的半透膜支撑体。专利文献4中公开了复合半透膜的多孔质支撑体中使用聚氯乙烯、氯化氯乙烯树脂的例子。专利文献5公开了复合半透膜的多孔质支撑体中使用ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)的例子。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开5-76740号公报专利文献2：日本特开2009-233666号公报专利文献3：日本特开昭61-222506号公报专利文献4：日本特开2000-296317号公报专利文献5：国际公开第2014/192883号
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供具有高透水性的复合半透膜。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术具有以下构成。[1]复合半透膜，其为具备基材、在上述基材上配置的支撑层、和在上述支撑层上配置的分离功能层的复合半透膜，上述支撑层包含粒子、和具有多孔质结构的热塑性树脂，上述粒子存在于上述热塑性树脂内，且含有选自由二烯系聚合物、丙烯酸系聚合物及乙烯系聚合物组成的组中的至少1种材料，将上述支撑层沿厚度方向切断而得的截面中，在从上述支撑层的表面起在厚度方向上为3μm且在沿着上述表面的方向上为3μm的范围内，上述粒子存在6个以上。[2]根据[1]记载的复合半透膜，其中，在上述范围内，上述粒子存在9个以上。[3]根据[2]记载的复合半透膜，其中，在上述范围内，上述粒子存在12个以上。[4]根据[1]～[3]中任一项记载的复合半透膜，其中，上述粒子含有接枝共聚物，上述接枝共聚物为上述二烯系聚合物与能自由基聚合于上述二烯系聚合物的单体的聚合物。[5]根据[4]记载的复合半透膜，其中，上述单体为氰化乙烯基系单体及芳香族乙烯基系单体。[6]根据[5]记载的复合半透膜，其中，上述单体为丙烯腈及苯乙烯。[7]根据[1]～[6]中任一项记载的复合半透膜，其中，上述热塑性树脂为氰化乙烯基系单体与芳香族乙烯基系单体的聚合物。[8]根据[7]记载的复合半透膜，其中，上述热塑性树脂为丙烯腈与苯乙烯的共聚物。[9]根据[1]～[8]中任一项记载的复合半透膜，其中，上述热塑性树脂的重均分子量Mw为60,000以上且140,000以下。[10]根据[1]～[9]中任一项记载的复合半透膜，其中，将上述支撑层溶解于丙酮所得的、上述支撑层的每单位体积的不溶性成分量为60mg/m2/μm以上。[11]根据[10]记载的复合半透膜，其中，上述不溶性成分量为66mg/m2/μm以上。[12]复合半透膜的制造方法，其为[1]～[11]中任一项记载的复合半透膜的制造方法，上述制造方法具有支撑层形成工序，和在由上述支撑层形成工序形成的支撑层上形成上述分离功能层的工序，上述支撑层形成工序包含：(i)制备以按重量比计为30：70～50：50的范围含有上述粒子和上述热塑性树脂的树脂溶液的工序，(ii)将上述树脂溶液涂布于上述基材上的工序，及(iii)通过将涂布有上述树脂溶液的基材浸渍于凝固浴中，使上述热塑性树脂凝固的工序。[13]根据[12]记载的复合半透膜的制造方法，其中，上述树脂溶液包含乙烯·一氧化碳·(甲基)丙烯酸酯共聚物。专利技术的效果本专利技术的复合半透膜通过在支撑层内具有一定量以上的粒子，从而即使在低压条件下使用时，也具有高透水性，上述粒子含有选自由二烯系聚合物、丙烯酸系聚合物、乙烯系聚合物组成的组中的至少1中材料。附图说明[图1]图1为将本专利技术的支撑层沿厚度方向切断而得的截面图像的一个例子。[图2]图2为将经染色的本专利技术的支撑层沿厚度方向切断而得的截面图像的一个例子。具体实施方式1.复合半透膜本专利技术涉及的复合半透膜具备基材、在基材上配置的支撑层、和在支撑层上配置的分离功能层。以下，将由基材及支撑层形成的膜称为“支撑膜”。(1-1)支撑膜支撑膜实质上不具有离子等的分离性能，对复合半透膜赋予强度。(1-1-1)基材作为基材，可举出聚酯系聚合物、聚酰胺系聚合物、聚烯烃系聚合物、或它们的混合物、共聚物等。其中，特别优选机械稳定性、热稳定性高的聚酯系聚合物的布帛。作为布帛的形态，可优选使用长纤维无纺布、短纤维无纺布，进而优选使用机织针织物。此处，长纤维无纺布是指平均纤维长度为300mm以上且平均纤维直径为3～30μm的无纺布。基材的透气量优选为0.5cc/cm2/秒以上且5.0cc/cm2/秒以下。通过使基材的透气量在上述范围内，形成支撑层的高分子溶液含浸于基材，因此与基材的粘接性提高，能够提高支撑膜的物理稳定性。需要说明的是，透气度能够基于JISL1096(2010)利用Frazier(弗雷泽)型试验机进行测定。例如，从基材切出200mm×200mm的大小作为样品。将该样品装于Frazier型试验机，调节吸气风扇及气孔使倾斜形气压计的压力为125Pa，根据此时的垂直形气压计所示压力和使用的气孔的种类，能够计算透过基材的空气量，即透气度。Frazier型试验机可使用KatoTe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复合半透膜，其为具备基材、在所述基材上配置的支撑层、和在所述支撑层上配置的分离功能层的复合半透膜，/n所述支撑层包含粒子、和具有多孔质结构的热塑性树脂，/n所述粒子存在于所述热塑性树脂内，且含有选自由二烯系聚合物、丙烯酸系聚合物及乙烯系聚合物组成的组中的至少1种材料，/n将所述支撑层沿厚度方向切断而得的截面中，在从所述支撑层的表面起在厚度方向上为3μm且在沿着所述表面的方向上为3μm的范围内，所述粒子存在6个以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 JP 2018-034863;20180228 JP 2018-0348641.复合半透膜，其为具备基材、在所述基材上配置的支撑层、和在所述支撑层上配置的分离功能层的复合半透膜，
所述支撑层包含粒子、和具有多孔质结构的热塑性树脂，
所述粒子存在于所述热塑性树脂内，且含有选自由二烯系聚合物、丙烯酸系聚合物及乙烯系聚合物组成的组中的至少1种材料，
将所述支撑层沿厚度方向切断而得的截面中，在从所述支撑层的表面起在厚度方向上为3μm且在沿着所述表面的方向上为3μm的范围内，所述粒子存在6个以上。


2.根据权利要求1所述的复合半透膜，其中，在所述范围内，所述粒子存在9个以上。


3.根据权利要求2所述的复合半透膜，其中，在所述范围内，所述粒子存在12个以上。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合半透膜，其中，所述粒子含有接枝共聚物，
所述接枝共聚物为所述二烯系聚合物与能自由基聚合于所述二烯系聚合物的单体的聚合物。


5.根据权利要求4所述的复合半透膜，其中，所述单体为氰化乙烯基系单体及芳香族乙烯基系单体。


6.根据权利要求5所述的复合半透膜，其中，所述单体为丙烯腈及苯乙烯。


7.根据权利要求1～6...

【专利技术属性】
技术研发人员：高谷清彦，西口芳机，古野修治，山田博之，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP