复合半透膜制造技术

本发明专利技术提供维持高的脱盐性且具有更优异的透水性的复合半透膜。复合半透膜(1)具备多孔性支承层(10)和形成于多孔性支承层(10)上的含有芳香族聚酰胺的分离功能层(20)，分离功能层(20)具有多个中空的单元(21)，并且，在使用了透射型电子显微镜的倍率8000倍的截面观察中，截面积为1000nm2～8000nm2的单元(21)的各面积的合计值在2.8μm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合半透膜


[0001]本公开涉及复合半透膜。

技术介绍

[0002]以往，自来水等的净化、海水或盐水的脱盐、工业用的超纯水的制造等使用复合半透膜。作为记载有这种技术的文献，例如有专利文献1。专利文献1中记载了具备分离功能层的复合分离膜，该分离功能层是具有第1层部分和第2层部分的聚酰胺层，上述第1层部分具有多个突起，上述第2层部分覆盖多个突起的至少一部分。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2011
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189340公报

技术实现思路

[0006]然而，在净化自来水等的净化系统中，要求具备高的脱盐性且具备高的透水性的复合半透膜。现有的复合半透膜的透水性低，因此有时在净化系统设置加压泵等。专利文献1的复合分离膜虽然具有优异的脱盐性和透水性，但在提高低压条件下的透水性这点上仍有进一步改善的余地。
[0007]本公开是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供维持高的脱盐性且具有更优异的透水性的复合半透膜。
[0008]本公开涉及一种复合半透膜，具备多孔性支承层和形成于上述多孔性支承层上的含有芳香族聚酰胺的分离功能层，上述分离功能层具有多个中空的单元，并且，在使用了透射型电子显微镜的倍率8000倍的截面观察中，截面积为1000nm2～8000nm2的上述单元的各面积的合计值在2.8μm
×
2.8μm的不同的2个区域中合计为1.8
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105nm2～1.0
×
107nm2。
[0009]另外，本公开涉及一种复合半透膜，具备多孔性支承层和形成于上述多孔性支承层上的含有芳香族聚酰胺的分离功能层，上述分离功能层具有多个中空的单元，并且，在使用了透射型电子显微镜的倍率8000倍的截面观察中，截面积为1000nm2～8000nm2的上述单元在2.8μm
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2.8μm的不同的2个区域中合计包含60个～3500个。
附图说明
[0010]图1是表示包含本公开的一实施方式所涉及的复合半透膜的膜元件的图。
[0011]图2是表示本公开的一实施方式所涉及的复合半透膜的图。
[0012]图3是表示本公开的一实施方式所涉及的复合半透膜的制造方法的图。
[0013]图4是表示本公开的实施例1、实施例2和比较例1的累积的单元的截面积的图。
[0014]图5是表示本公开的实施例1、实施例2和比较例1的单元的截面积的分布的图。
[0015]图6是表示本公开的实施例1、实施例2和比较例1的单元的截面积的分布的图。
具体实施方式
[0016]以下，利用附图对本公开的实施方式进行详细说明。但是，本公开不限于以下的实施方式。
[0017]本实施方式所涉及的复合半透膜1为从被处理水中除去盐类等杂质的膜。复合半透膜1例如用于净化自来水等被处理水的净化装置的膜元件2。膜元件2被填充到净化装置的压力容器内。
[0018][膜元件][0019]如图1所示，膜元件2具备集水管3、复合半透膜1和网状的隔离物4。膜元件2是将由2片隔离物4夹持的复合半透膜1在集水管3的周围卷绕成螺旋状而形成的。
[0020]从膜元件2的一端供给的被处理水从利用隔离物4形成的流路供给到复合半透膜1。如图1所示，被处理水的一部分透过复合半透膜1，集中在集水管3，从膜元件2的另一端作为透过水被回收。没有透过复合半透膜1的被处理水从膜元件2的另一端作为废水被排出。
[0021][复合半透膜][0022]接下来，参照图2对本实施方式所涉及的复合半透膜1进行说明。复合半透膜1包含：多孔性支承层10和分离功能层20。
[0023]多孔性支承层10具有基材11和形成于基材11上的多孔性支承体12。
[0024]基材11为无纺布等片状的部件。例如，作为无纺布的材料，可举出聚乙烯、聚酯等。基材11的厚度优选为30μm～120μm。在本实施方式中，基材11的厚度约为90μm。
[0025]多孔性支承体12为具有细孔结构的膜。多孔性支承体12的细孔的尺寸没有特别限制，例如，优选为300nm以下，更优选为30nm以下。
[0026]多孔性支承体12的厚度优选为20μm～100μm。在本实施方式中，多孔性支承体12的厚度约为50μm。
[0027]作为多孔性支承体12的材料，例如可以使用聚砜、聚醚砜、乙酸纤维素、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚苯硫醚、聚苯硫醚砜、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯等。其中，从化学稳定性、机械稳定性、热稳定性高的观点考虑，特别优选聚砜。
[0028]分离功能层20是形成于多孔性支承层10上的具有多个中空的单元21的层。分离功能层20主要含有芳香族聚酰胺而构成。芳香族聚酰胺例如可以通过多官能性芳香族胺与多官能性卤素氧化物的界面缩聚反应而合成。
[0029]作为多官能性芳香族胺，优选选自间苯二胺(MPD)、对苯二胺、1,3,5－三氨基苯、1,2,4
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三氨基苯、3,5
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二氨基苯甲酸、2,4
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二氨基甲苯、2,4
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二氨基苯甲醚、阿米酚、苯二甲胺、N
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甲基
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间苯二胺和N
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甲基
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对苯二胺中的至少一种多官能性芳香族胺，它们可以单独使用，或者并用2种以上。
[0030]作为多官能性酰卤化物，例如，作为三官能酰卤化物，可举出均苯三甲酰氯(TMC)、1,3,5
‑
环己烷三甲酰氯、1,2,4
‑
环丁烷三甲酰氯等，作为二官能酰卤化合物，可举出联苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯、萘二甲酰氯、环己烷二甲酰氯等。
[0031]分离功能层20除含有芳香族聚酰胺以外，还可以含有纤维素纳米纤维(CNF)。相对于芳香族聚酰胺，分离功能层20的CNF的含有率优选为0.001质量％～1质量％的比例，更优选为0.03质量％～0.5质量％，进一步优选为0.05质量％～0.35质量％。利用含有相对于芳香族聚酰胺为0.05质量％～0.35质量％的CNF的分离功能层20，复合半透膜1的耐氯性和耐
污性进一步提高。CNF含有率(C)是利用膜表面的FTIR数据，由1237cm
‑1附近(P1)和1486cm
‑1附近(P2)的峰强度的比率(R＝P1/P2)和式C＝5.3
‑
5.34R求出的。
[0032]分离功能层20具有中空的多个单元21。如图1所示，通过使多个单元21在分离功能层20的厚度方向重叠，可形成凹凸连续重复的褶皱结构。分离功能层20的厚度优选为100nm～2000nm，更优选为500nm～1000nm。
[0033]本实施方式的单元21在使用了透射型电子显微镜(TEM)的截面观察中，截面积为1000nm2～8000nm2的单元21在2.8μm
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2.8μm的不同的2个区域中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合半透膜，具备多孔性支承层和形成于所述多孔性支承层上的含有芳香族聚酰胺的分离功能层，所述分离功能层具有多个中空的单元，并且，在使用了透射型电子显微镜的倍率8000倍的截面观察中，截面积为1000nm2～8000nm2的所述单元的各面积的合计值在2.8μm
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2.8μm的不同的2个区域中合计为1.8
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105nm2～1.0
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107nm2。2.一种复合半透膜，具备...

【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐友邦，前浪洋辉，石川隆久，远藤守信，竹内健司，野口彻，
申请(专利权)人：国立大学法人信州大学，
类型：发明
国别省市：