复合半透膜制造技术

本发明专利技术的目的在于提供即使在浑浊成分多、容易堵塞的排水处理中处理效率也高、在伴随高压连续使用的压力上升操作时处理效率也不易降低的复合半透膜。本发明专利技术涉及一种复合半透膜，其是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层、且在该聚合物多孔层上具有聚酰胺系分离功能层的复合半透膜，其中，所述聚合物多孔层的厚度与无纺布层的厚度所成的比为0.22～0.45。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于从各种液体分离·浓缩特定物质等的复合半透膜。
技术介绍
近年来，在难以稳定地确保水资源的干燥·半干燥地域的沿岸部大都市中尝试了将海水脱盐进行淡化。此外，在中国、新加坡等水资源缺乏的地域尝试了将工业排水、家庭排水净化后进行再利用。此外，最近还作出了通过由从油田工厂等排出的夹杂油分的浑浊度高的排水除去油分、盐分而将此种水进行再利用的尝试。在此种水处理中：在成本、效率等方面，使用复合半透膜的膜法是有效的。在此种水处理方法中，连续地以1～7MPa左右的高压将被处理水连续地供给至具有螺旋型的复合半透膜元件的膜组件(module)中(参照专利文献1或2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平09-299947号公报专利文献2：日本特开2006-130497号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题尤其，随着与近年来的膜处理效率的提高相伴的能量效率的提高，研究了用于对浑浊成分多且容易堵塞的排水进行有效处理的复合半透膜。在对此种浑浊成分多的排水进行膜处理时，很多情况下，需要暂时停止膜处理，对复合半透膜实施使水流与氯等清洗剂一起逆流等的清洗。然而，在上述清洗方法中存在随着运转的停止而使处理效率降低、由清洗剂所致的膜劣化的问题。针对此种问题，为了在实际的运转中尽可能地减少清洗次数，有时采取根据所需的透过流量而升高加压压力的方法。本专利技术的目的在于提供即使在使用此种方法的情况下处理效率(尤其Flux)也高、并且即使在高压下的压力上升操作时处理效率也不易降低的复合半透膜。用于解决技术问题的手段本专利技术人等对高压连续使用时的透过通量(Flux)降低进行了深入研究，结果发现主要原因在于高压使用初期的膜状态的变化，并且发现能够通过使复合半透膜采用本专利技术的构成来解决在高压使用下的不良情况。以下，对本专利技术进行说明。本专利技术涉及一种复合半透膜，其是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层、并且在该聚合物多孔层上具有聚酰胺系分离功能层的复合半透膜，其中，上述聚合物多孔层的厚度与无纺布层的厚度所成的比为0.22～0.45。就上述复合半透膜而言，其在以压力1.5MPa透过纯水时的初始透过通量(F0)为1.0m3/m2/d以上，进一步以5.5MPa的压力加压通入纯水4小时后，其在以压力1.5MPa透过纯水时的透过通量(F1)为1.0m3/m2/d以上，并且加压通水前后的透过通量比(F1/F0)为0.8以上、即透过通量保持率(F1/F0×100)为80％以上。上述复合半透膜中的上述聚合物多孔层的厚度优选为10μm以上且35μm以下。进而，更优选为32μm以下、特别优选为29μm以下、最优选为23μm以下。上述无纺布层的厚度优选为120μm以下。上述聚酰胺系分离功能层优选为使用包含哌嗪或间苯二胺的多官能胺成分作为原料成分的分离功能层。另外，通过用皂化度99％以上的聚乙烯醇涂覆上述聚酰胺系分离功能层的表面，可以进一步提高本专利技术的功能。上述本专利技术的复合半透膜并不特别限定于此，优选：将对折的信封状膜和流路材料层叠，将层叠物卷绕到壁面具有多个孔的有孔中空管上，制成使用端构件及包装材料而一体化的螺旋型复合半透膜元件后使用。若在此种复合半透膜元件中使用本专利技术的复合半透膜，则可以使用30～40组的上述信封状膜，因此还有助于元件的高效率化。另外，发现：在上述螺旋型复合半透膜元件中，使用的设置于上述信封状膜的内面部的流路材料的厚度为0.9mm以上且1.3mm以下，从而能够进一步提高使用本专利技术的复合半透膜的螺旋型复合半透膜元件的透过通量保持率。附图说明图1为表示能够用于本专利技术的螺旋型复合半透膜元件的结构的一例的部分切口立体图。具体实施方式本专利技术中发现一种复合半透膜，其是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层、并且在该聚合物多孔层上具有聚酰胺系分离功能层的复合半透膜，上述聚合物多孔层的厚度与上述无纺布层的厚度所成的比(聚合物多孔层的厚度/无纺布层的厚度)为0.22～0.45，从而即使在1～7MPa左右的高压处理下连续使用复合半透膜，透过通量(Flux)与以往相比也不易显著降低。上述复合半透膜只要是在包含无纺布和聚合物多孔层的复合半透膜支撑体的聚合物多孔层上具有聚酰胺系分离功能层的复合半透膜，则并无特别限定，在平膜的情况下，其厚度为40～200μm左右。若该复合半透膜过薄，则因处理时的压力而使膜面产生脱落等，难以进行高压处理。因此，优选为55μm以上、更优选为75μm以上。另一方面，复合半透膜越薄，在一定的元件空间能填装的膜越多，因此其性能越能提高。因此，优选为120μm以下、更优选为90μm以下。此种复合半透膜根据其过滤性能、处理方法而被称作RO(反渗透)膜、NF(纳滤)膜、FO(正渗透)膜，可以用于超纯水制造、海水淡化、海水的脱盐处理、排水的再利用处理等。作为上述聚酰胺系分离功能层，通常为没有能够目视确认的孔的均质膜，且其具有所需的离子分离能力。作为该分离功能层，只要是不易从上述聚合物多孔层剥离的聚酰胺系薄膜，则并无特别限定，例如常见的有使多官能胺成分与多官能酰卤成分在多孔性支撑膜上发生界面聚合而成的聚酰胺系分离功能层。已知此种聚酰胺系分离功能层具有褶状的微细结构，该层的厚度并无特别限定，为0.05～2μm左右，优选为0.1～1μm。已知：若该层过薄，则容易产生膜面缺陷，若该层过厚，则透过性能变差。在上述聚合物多孔层的表面形成上述聚酰胺系分离功能层的方法并无特别限制，可以使用所有公知的方法。例如可列举界面聚合法、相分离法、薄膜涂布法等方法，但是在本专利技术中特别优选使用界面聚合法。界面聚合法为例如如下方法：在上述聚合物多孔层上覆盖含多官能胺成分的胺水溶液后，使该胺水溶液覆盖面接触含有多官能酰卤成分的有机溶液，由此发生界面聚合，形成表皮层。在该方法中，优选涂布胺水溶液及有机溶液后适当除去剩余成分再进行，作为此时的除去方法，优选使用使对象膜倾斜而流出的方法、吹送气体而吹去的方法、使橡胶等刮板接触而刮落的方法等。另外，在上述工序中，直至上述胺水溶液与上述有机溶液接触为止的时间还取决于胺水溶液的组成、粘度及多孔性支撑膜的表面的孔径，为1～120秒左右，优选为2～40秒左右。在上述的间隔过长的情况下，胺水溶液渗透、扩散至多孔性支撑膜的内部深处，未反应多官能胺成分大量地残留在多孔性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合半透膜，其是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层、并且在该聚合物多孔层上具有聚酰胺系分离功能层的复合半透膜，其中，所述聚合物多孔层的厚度与无纺布层的厚度所成的比为0.22～0.45。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.05 JP 2013-2297891.一种复合半透膜，其是在无纺布层的单面具有聚合物多孔层、并且
在该聚合物多孔层上具有聚酰胺系分离功能层的复合半透膜，其中，所述
聚合物多孔层的厚度与无纺布层的厚度所成的比为0.22～0.45。
2.根据权利要求1所述的复合半透膜，
其在以压力1.5MPa透过纯水时的初始透过通量F0为1.0m3/m2/天以
上，
进一步以5.5MPa的压力加压通入纯水4小时后，其在以压力1.5MPa
透过纯水时的透过通量F1为1.0m3/m2/天以上，并且这两者之比...

【专利技术属性】
技术研发人员：越前将，高本敦人，榊原康之，松井和彩，山口泰辅，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP