[發明專利]復合半透膜、分離膜元件、及其制造方法

在審

• 申請號: 201580046298.2
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN106794433A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 水池敦子;越前將;松井和彩;山口泰輔
• 申請（專利權）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: B01D69/10
• 分類號: B01D69/10;B01D65/10;B01D69/12;G01N21/88
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 楊宏軍,牛蔚然

技術領域

本發明涉及用于從各種液體中對特定物質等進行分離·濃縮的復合半透膜、使用該復合半透膜的分離膜元件、及復合半透膜的制造方法。

背景技術

近年來，在難以穩定確保水資源的干燥·半干燥地區的沿海地帶的大城市中，正在嘗試對海水進行脫鹽而制成淡水。此外，在中國、新加坡等水資源匱乏的地區，正在進行將工業廢水、家庭廢水凈化后再利用的嘗試。此外，最近，還在嘗試通過從由油田設備等流出的油分混合物的高懸濁質濃度廢水中除去油分、鹽分從而對這樣的水加以再利用的解決方案。已發現對于這樣的水處理而言，從成本、效率等方面考慮，使用復合半透膜的膜法是有效的。

已知這樣的復合半透膜可通過下述方式制造：利用界面聚合等，在于無紡布層的單面具有聚合物多孔層的多孔性支撐體的表面形成分離功能層。該情況下，作為使用的無紡布，認為不易因起毛等而產生膜的不均勻化、針孔等缺陷的無紡布是理想的(參見專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-61373號公報

發明內容

發明所要解決的問題

但是，根據本申請的發明人的研究揭示，前述這樣的多孔性支撐體的缺陷并非僅起因于無紡布，形成聚合物多孔層時的氣泡混入等也會導致該缺陷。因此，在僅對無紡布加以改善的情況下，對于由多孔性支撐體的缺陷導致的復合半透膜性能下降的改善是有限的。

另外，到目前為止，尚未充分掌握多孔性支撐體的缺陷與所得的復合半透膜的截留性能之間的相關性，尚不清楚從與截留性能的關系考慮何種程度的缺陷尺寸和頻度是可容許的。此外，已經發現，如果為了增加每單位體積膜元件內的有效膜面積而將多孔性支撐體的厚度減薄，則如上文所述的多孔性支撐體的缺陷的頻度增高，復合半透膜的截留性能容易下降。

因此，本發明的目的在于提供即使在對所使用的多孔性支撐體的厚度、制造條件等加以變更的情況下也能夠維持充分的截留性能的復合半透膜、使用該復合半透膜的分離膜元件、及其制造方法。

用于解決問題的手段

本申請的發明人對多孔性支撐體的缺陷與所得的復合半透膜的截留性能之間的相關性進行了深入研究，結果發現，通過控制多孔性支撐體中的特定尺寸的缺陷的頻度，能夠解決上述問題，從而完成了本發明。

即，本發明的復合半透膜是在多孔性支撐體的表面具有分離功能層的復合半透膜，所述多孔性支撐體是在無紡布層的單面具有聚合物多孔層的多孔性支撐體，本發明的復合半透膜的特征在于，所述多孔性支撐體在利用透射光測得的缺陷的大小與頻度的關系方面具有下述關系：與聚合物多孔層的制膜生產線方向垂直的寬度為0.3mm以上的缺陷的頻度F1為50個/480m²以下。

根據本發明的復合半透膜，即使在對所使用的多孔性支撐體的厚度、制造條件等加以變更的情況下，也能夠維持充分的截留性能，其理由如下。

首先，如圖1所示，確認到即使是多孔性支撐體中存在直徑為50μm(0.05mm)左右的缺陷的情況下，也會在分離功能層中產生開口(直徑為約30μm)。因此，可以說即使是0.05mm左右的缺陷，也有可能導致所得的復合半透膜的截留性能下降。

但是，就復合半透膜的截留性能而言，對分離對象物具有99.7％左右的截留性能是其目標性能，因此，還有對多孔性支撐體的缺陷的大小及頻度、與所得的復合半透膜的截留性能之間的相關性進行研究的余地。為了如下文所述的實施例那樣例如確保對硫酸鎂的截留率為99.7％，與聚合物多孔層的制膜生產線方向垂直的寬度為0.3mm以上的缺陷的頻度F1必須為50個/480m²以下。雖然也研究了0.2mm以上的缺陷的頻度、或0.4mm以上的缺陷的頻度、其他尺寸的缺陷的頻度、與所得的復合半透膜的截留性能之間的相關性，但發現它們的相關性差，而0.3mm以上的缺陷的頻度F1與截留性能的相關性是最高的。需要說明的是，與分離對象物相比，由多孔性支撐體的缺陷導致的分離功能層的開口的大小是足夠大的，因此，認為如上文所述的相關性可充分適用于分離對象物為離子性的鹽類的情況。

本發明中，通過如上文所述地控制·調整所使用的多孔性支撐體的缺陷的大小和頻度，從而可提供即使在對所使用的多孔性支撐體的厚度、制造條件等加以變更的情況下也能夠維持充分的截留性能的復合半透膜。