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公開番号2025018122
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121565
出願日2023-07-26
発明の名称複合半透膜およびその製造方法
出願人東レ株式会社
代理人
主分類B01D 69/12 20060101AFI20250130BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】高い造水性と中性分子除去性を両立し、かつ、酸、アルカリ、酸化剤などの薬品に対する複合的な耐久性を有する複合半透膜を提供すること。
【解決手段】支持膜と、分離機能層と、を備え、上記分離機能層が、アゾ基およびニトロ基を有する架橋ポリアミドを含有し、かつ、上記分離機能層中における上記アゾ基の比率Aと、上記ニトロ基の比率Bとが0.10≦A/B≦0.50を満たす、複合半透膜を提供する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
支持膜と、分離機能層と、を備え、
前記分離機能層が、アゾ基およびニトロ基を有する架橋ポリアミドを含有し、かつ、
前記分離機能層中における前記アゾ基の比率Ａと、前記ニトロ基の比率Ｂとが０．１０≦Ａ／Ｂ≦０．５０を満たす、複合半透膜。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記分離機能層におけるアゾ基の比率Ａ、ニトロ基の比率Ｂ、アミド基の比率Ｃが０．０１０≦（Ａ＋Ｂ）／Ｃ≦０．０５０を満たす、請求項１に記載の複合半透膜。
【請求項３】
ｐＨ７、１０ｍＭ塩化ナトリウム水溶液中における、前記分離機能層表面のゼータ電位が、－７０ｍＶ以上－３５ｍＶ以下である、請求項１または２に記載の複合半透膜。
【請求項４】
前記分離機能層表面の色度ｂ＊が５以上２０以下である、請求項１または２に記載の複合半透膜。
【請求項５】
支持膜と、前記支持膜上に設けられた分離機能層と、を備える複合半透膜の製造方法であって、
（ａ）前記支持膜上で、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合によって架橋ポリアミドを形成する工程と、
（ｂ）第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する化合物（Ｉ）と酸化剤とを、前記架橋ポリアミドに同時に接触させる工程と、
を備える、複合半透膜の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｂ）において、前記化合物（Ｉ）に対する前記酸化剤の質量比が、２以上１０以下である、請求項５に記載の複合半透膜の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｂ）は、前記化合物（Ｉ）および酸化剤の両方を含む水溶液を前記架橋ポリアミドに接触させることを含み、前記水溶液の温度が２０℃以上５０℃以下であり、かつ、前記架橋ポリアミドとの接触時間が１０秒以上１０分以下である、請求項５または６に記載の複合半透膜の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）の後に、亜硫酸水素ナトリウムまたは亜硫酸イオンを前記架橋ポリアミドに接触させる工程をさらに備える、請求項５または６に記載の複合半透膜の製造方法。
【請求項９】
複合半透膜に含まれる多官能性アミン量を１０ｍｇ／ｍ
２
以上８０ｍｇ／ｍ
２
以下とする、請求項５または６に記載の複合半透膜の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液状混合物の選択的分離に有用な複合半透膜に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
混合物の分離に関して、溶媒（例えば水）に溶解した物質（例えば塩類）を除くための技術には様々なものがある。近年、省エネルギーおよび省資源のためのプロセスとして膜分離法の利用が拡大している。
【０００３】
膜分離法に使用される膜としては、例えば、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜などが挙げられる。これらの膜は、例えば、海水、かん水、有害物を含んだ水などから飲料水または工業用超純水の製造用途、排水処理用途、有価物の回収用途などに用いられている。
【０００４】
現在市販されている逆浸透膜およびナノろ過膜の多くは複合半透膜である。中でも、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合反応によって得られる架橋芳香族ポリアミドからなる分離機能層を微多孔性支持膜上に被覆して得られる複合半透膜（特許文献１）は、造水性ならびに塩および中性分子の選択分離性が高い分離膜として広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１０／０９６５６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の複合半透膜では原水中に含まれる中性分子を除去する場合、その造水性や選択分離性が十分ではなく、膜性能に課題があった。
【０００７】
また、複合半透膜は、造水プラントなどの各種水処理施設において、酸、アルカリ、酸化剤などの各種薬品に接触することがあり、これらの薬品に対する複合的な耐久性も求められる。
【０００８】
そこで本発明は、高い造水性と中性分子除去性を両立し、かつ、酸、アルカリ、酸化剤などの薬品に対する複合的な耐久性を有する複合半透膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を包含する。
［１］支持膜と、分離機能層と、を備え、上記分離機能層が、アゾ基およびニトロ基を有する架橋ポリアミドを含有し、かつ、上記分離機能層中における上記アゾ基の比率Ａと、上記ニトロ基の比率Ｂとが０．１０≦Ａ／Ｂ≦０．５０を満たす、複合半透膜。
［２］上記分離機能層におけるアゾ基の比率Ａ、ニトロ基の比率Ｂ、アミド基の比率Ｃが０．０１０≦（Ａ＋Ｂ）／Ｃ≦０．０５０を満たす、上記［１］に記載の複合半透膜。
［３］ｐＨ７、１０ｍＭ塩化ナトリウム水溶液中における、上記分離機能層表面のゼータ電位が、－７０ｍＶ以上－３５ｍＶ以下である、上記［１］または［２］に記載の複合半透膜。
［４］上記分離機能層表面の色度ｂ＊が５以上２０以下である、上記［１］～［３］のいずれかに記載の複合半透膜。
［５］支持膜と、上記支持膜上に設けられた分離機能層と、を備える複合半透膜の製造方法であって、
（ａ）上記支持膜上で、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物との重縮合によって架橋ポリアミドを形成する工程と、
（ｂ）第一級アミノ基と反応してジアゾニウム塩またはその誘導体を生成する化合物（Ｉ）と酸化剤とを、上記架橋ポリアミドに同時に接触させる工程と、
を備える、複合半透膜の製造方法。
［６］上記工程（ｂ）において、上記化合物（Ｉ）に対する上記酸化剤の質量比が、２以上１０以下である、上記［５］に記載の複合半透膜の製造方法。
［７］上記工程（ｂ）は、上記化合物（Ｉ）および酸化剤の両方を含む水溶液を上記架橋ポリアミドに接触させることを含み、上記水溶液の温度が２０℃以上５０℃以下であり、かつ、上記架橋ポリアミドとの接触時間が１０秒以上１０分以下である、上記［５］または［６］に記載の複合半透膜の製造方法。
［８］上記工程（ｂ）の後に、亜硫酸水素ナトリウムまたは亜硫酸イオンを上記架橋ポリアミドに接触させる工程をさらに備える、上記［５］～［７］のいずれかに記載の複合半透膜の製造方法。
［９］複合半透膜に含まれる多官能性アミン量を１０ｍｇ／ｍ
２
以上８０ｍｇ／ｍ
２
以下とする、上記［５］～［８］のいずれかに記載の複合半透膜の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い造水性と中性分子除去性を両立し、かつ、複合的な薬品接触に対する高い耐久性を有する複合半透膜を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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