[go: up one dir, main page]

JPH11179176A - Composite porous polysulfone membrane and its production - Google Patents

Composite porous polysulfone membrane and its production

Info

Publication number
JPH11179176A
JPH11179176A JP35375697A JP35375697A JPH11179176A JP H11179176 A JPH11179176 A JP H11179176A JP 35375697 A JP35375697 A JP 35375697A JP 35375697 A JP35375697 A JP 35375697A JP H11179176 A JPH11179176 A JP H11179176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysulfone
porous membrane
membrane
organic polymer
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP35375697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotoshi Ishizuka
浩敏 石塚
Atsuto Takamoto
敦人 高本
Hajime Hisada
肇 久田
Hisao Hachisuga
久雄 蜂須賀
Kenichi Ikeda
健一 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Priority to JP35375697A priority Critical patent/JPH11179176A/en
Publication of JPH11179176A publication Critical patent/JPH11179176A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve pollution resistance without remarkable deterioration of the permeation and separation performance of an original porous polysulfone membrane. SOLUTION: A solution of 0.05-2 wt.% of a hydrophilic organic polymer like polyvinyl butyral having a molecular weight smaller than the fractional molecular weight of a porous polysulfone membrane is applied on the polysulfone membrane, and thereafter, the solution is heated and dried, the hydrophilic organic polymer is adhered to the surfaces of pores to be held to produce a composite porous polysulfone membrane the surface zeta potential of which is at the lowest -20 mV at pH 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリスルホン複合
多孔質膜およびその製造方法に関する。さらに詳しく
は、限外濾過膜、精密濾過膜、逆浸透複合膜の支持膜な
どとして好適に使用し得る膜面汚染を受けにくいポリス
ルホン複合多孔質膜およびその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polysulfone composite porous membrane and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polysulfone composite porous membrane which is preferably used as an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, a support membrane of a reverse osmosis composite membrane, etc., and which is not easily contaminated by a membrane surface, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリスルホン多孔質膜は、耐熱性、耐薬
品性に優れているために、超純水の製造、医薬品や食品
工業における精製、濃縮、除菌、および工業排水、生活
排水の処理など様々な分野で使用されている。しかし、
ポリスルホン多孔質膜は上記のような優れた特性を有す
る反面、疎水性であるため有機物が膜に吸着し汚染され
やすく、透過性能が急激に低下する場合がある。
2. Description of the Related Art Porous polysulfone membranes are excellent in heat resistance and chemical resistance. Therefore, ultrapure water production, purification, concentration and disinfection in the pharmaceutical and food industries, and treatment of industrial wastewater and domestic wastewater. It is used in various fields. But,
Although the polysulfone porous membrane has the above excellent properties, it is hydrophobic, so that organic substances are easily adsorbed on the membrane and contaminated, and the permeation performance may be rapidly lowered.

【0003】ポリスルホン多孔質膜の耐汚染性を改善す
るために種々の膜表面の改質方法、すなわち親水化処理
方法が提案されている。例えば、ポリスルホン多孔質膜
にポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポ
リビニルアルコールなどの水溶性高分子を付着させ架橋
する方法(特開昭61−268302号公報、特開昭6
2−125802号公報、特開昭63−31501号公
報など)、ポリスルホン多孔質膜にスルホン基を導入す
る方法(特開昭63−54452号公報など)、ポリス
ルホン多孔質膜表面に親水性ポリフェノールを付着させ
る方法(特開平5−301036号公報)、プラズマ処
理やスパッタエッチングによる膜表面の親水化処理方法
(特開昭54−95982号公報、特開昭59−186
604号公報など)、エチレン−ビニルアルコール共重
合体等の水不溶性の親水性高分子を付着させる方法(特
開平8−131794号公報、特開平6−170193
号公報など)などが知られている。
Various methods for modifying the surface of a polysulfone membrane, ie, a hydrophilization method, have been proposed to improve the contamination resistance of the porous polysulfone membrane. For example, a method in which a water-soluble polymer such as polyethylene glycol, polyvinylpyrrolidone, or polyvinyl alcohol is attached to a porous polysulfone membrane and crosslinked (JP-A-61-268302, JP-A-6-268302).
JP-A-2-125802, JP-A-63-31501, etc.), a method of introducing a sulfone group into a polysulfone porous membrane (JP-A-63-54452, etc.), a method in which a hydrophilic polyphenol is added to the surface of a polysulfone porous membrane. A method of attaching (JP-A-5-301036), a method of hydrophilizing the film surface by plasma treatment or sputter etching (JP-A-54-95982, JP-A-59-186)
604) and a method of attaching a water-insoluble hydrophilic polymer such as an ethylene-vinyl alcohol copolymer (JP-A-8-131794, JP-A-6-170193).
And the like are known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法は、 (1)親水化剤が溶出し膜面汚染防止効果の持続性に欠
ける。 (2)膜面汚染防止効果が不十分である。 (3)親水化処理により膜の分画性能が著しく変化した
り、透過性能が大幅に低下する。 (4)親水化処理効果は十分であっても処理操作が煩雑
であったり処理コストが高く工業的に実施するには不向
きである。 などいずれかの問題が有り、必ずしも実用的かつ効果的
な膜面汚染防止処理方法とは言い難いものであった。
However, these methods have the following disadvantages. (1) The hydrophilizing agent is eluted and the effect of preventing the contamination of the membrane surface is lacking. (2) The effect of preventing film surface contamination is insufficient. (3) The fractionation performance of the membrane is significantly changed by the hydrophilization treatment, and the permeation performance is significantly reduced. (4) Even if the effect of the hydrophilic treatment is sufficient, the treatment operation is complicated or the treatment cost is high, which is not suitable for industrial implementation. However, it is not always a practical and effective method for preventing film surface contamination.

【0005】本発明は、上記問題に鑑みて為されたもの
であり、ポリスルホン多孔質膜本来の透過性能と分離性
能とを大きく低下させることなく、耐汚染性を改善した
ポリスルホン複合多孔質膜およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of the above problems, and a polysulfone composite porous membrane having improved contamination resistance without significantly lowering the original permeation performance and separation performance of the polysulfone porous membrane. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method thereof.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のポリスルホン複合多孔質膜は、ポリスルホ
ン多孔質膜の細孔表面に親水性の有機重合体が付着保持
され、かつpH6における表面ゼータ電位が−20mV
以上であることを特徴とする。このようなポリスルホン
多孔質膜とすることにより、ポリスルホン多孔質膜本来
の透過性能と分離性能とを大きく低下させることなく耐
汚染性を改善することが可能となる。
In order to achieve the above object, the polysulfone composite porous membrane of the present invention has a hydrophilic organic polymer adhered and held on the pore surface of the polysulfone porous membrane and has a pH of 6 Surface zeta potential is -20mV
It is characterized by the above. By using such a polysulfone porous membrane, it becomes possible to improve the contamination resistance without greatly reducing the original permeation performance and separation performance of the polysulfone porous membrane.

【0007】前記ポリスルホン多孔質膜においては、前
記有機重合体が、ポリビニルアルコール系重合体である
ことが好ましい。
In the polysulfone porous membrane, it is preferable that the organic polymer is a polyvinyl alcohol polymer.

【0008】さらに前記ポリビニルアルコール系重合体
のケン化度は90モル%以上であることが好ましい。こ
の好ましい例によれば、ポリビニルアルコール系重合体
の結晶化が進行しやすくなり、ポリビニルアルコール系
重合体の水または水溶液への不溶化を図りやすくなる。
Further, the degree of saponification of the polyvinyl alcohol-based polymer is preferably at least 90 mol%. According to this preferred example, the crystallization of the polyvinyl alcohol-based polymer proceeds easily, and the polyvinyl alcohol-based polymer is easily insolubilized in water or an aqueous solution.

【0009】また、本発明のポリスルホン複合多孔質膜
の製造方法は、親水性の有機重合体を含む溶液をポリス
ルホン多孔質膜に塗布する工程を含むポリスルホン複合
多孔質膜の製造方法であって、前記有機重合体の平均分
子量が前記ポリスルホン多孔質膜の分画分子量よりも小
さく、前記溶液における前記有機重合体の濃度が0.0
5〜2重量%であることを特徴とする。このような製造
方法により、細孔の表面に親水性の有機重合体が付着保
持され、かつpH6における表面ゼータ電位が−20m
V以上となった上記ポリスルホン複合多孔質膜を、容易
かつ合理的に製造することができる。
Further, the method for producing a polysulfone composite porous membrane of the present invention is a method for producing a polysulfone composite porous membrane, which comprises a step of applying a solution containing a hydrophilic organic polymer to the polysulfone porous membrane. The average molecular weight of the organic polymer is smaller than the cut-off molecular weight of the polysulfone porous membrane, and the concentration of the organic polymer in the solution is 0.0
5 to 2% by weight. According to such a production method, a hydrophilic organic polymer is adhered and held on the surface of the pores, and the surface zeta potential at pH 6 is -20 m
The polysulfone composite porous membrane having a V or more can be easily and rationally manufactured.

【0010】ここで、ポリスルホン多孔質膜の分画分子
量は、ポリエチレンオキサイド(PEO)を標準物質と
して用いることにより求められる。この分画分子量は、
具体的には、濃度500ppmとした種々の平均分子量
を有するPEO水溶液を操作圧力1kgf/cm2、膜
面線速2m/秒の条件で濾過して各々の平均分子量に対
応する阻止率を測定し、この結果をグラフ上にプロット
して求められる阻止率が90%となるときのPEOの平
均分子量である。なお、ここで、 阻止率(%)=1−(透過液濃度/原液濃度)×100 である。
Here, the molecular weight cutoff of the polysulfone porous membrane can be determined by using polyethylene oxide (PEO) as a standard substance. This fractional molecular weight is
Specifically, PEO aqueous solutions having various average molecular weights with a concentration of 500 ppm were filtered under the conditions of an operating pressure of 1 kgf / cm 2 and a linear velocity of the membrane surface of 2 m / sec, and the rejection corresponding to each average molecular weight was measured. The average molecular weight of PEO when the rejection obtained by plotting the results on a graph is 90%. Here, the rejection rate (%) = 1− (concentration of permeate / concentration of stock solution) × 100.

【0011】前記ポリスルホン複合多孔質膜の製造方法
においては、前記有機重合体がポリビニルアルコール系
重合体であることが好ましい。
In the method for producing a polysulfone composite porous membrane, the organic polymer is preferably a polyvinyl alcohol-based polymer.

【0012】また、前記ポリスルホン複合多孔質膜の製
造方法においては、前記溶液を前記ポリスルホン多孔質
膜に塗布する工程の後に、このポリスルホン多孔質膜を
100〜180℃で乾燥させる工程を実施することが好
ましい。乾燥処理における温度を100℃以上とするこ
とにより、結晶化を十分に進行させることができ、付着
した有機重合体の水などへの溶出を長期間抑制できる。
一方、温度を180℃以下とすることにより、有機重合
体の溶融や熱分解を抑制することができる。
Further, in the method for producing a polysulfone composite porous membrane, a step of drying the polysulfone porous membrane at 100 to 180 ° C. is performed after the step of applying the solution to the polysulfone porous membrane. Is preferred. By setting the temperature in the drying treatment to 100 ° C. or higher, crystallization can be sufficiently advanced, and the elution of the attached organic polymer into water or the like can be suppressed for a long time.
On the other hand, by setting the temperature to 180 ° C. or lower, melting and thermal decomposition of the organic polymer can be suppressed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明において、基材として用い
られるポリスルホン多孔質膜は、例えば下記一般式
(I)〜(IV)で表される繰り返し単位を有するポリス
ルホン樹脂からなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a porous polysulfone membrane used as a substrate is made of, for example, a polysulfone resin having a repeating unit represented by the following general formulas (I) to (IV).

【0014】[0014]

【化1】 Embedded image

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】[0017]

【化4】 Embedded image

【0018】ポリスルホン多孔質膜の構造は、膜表面の
緻密層およびこの層と一体的に形成された多孔質層とか
らなる非対称構造、膜の厚さ方向にほぼ均一な微多孔が
存在する均質構造のいずれでもよい。また、ポリスルホ
ン多孔質膜の形状は、特に限定されるものではないが、
不織布のような補強材に支持されたシート状の膜を用い
ると、ポリスルホン複合多孔質膜の製造が比較的容易に
連続化できて好ましい。
The structure of the polysulfone porous membrane has an asymmetric structure composed of a dense layer on the membrane surface and a porous layer formed integrally with this layer, and a homogeneous structure in which substantially uniform microporosity exists in the thickness direction of the membrane. Any of the structures may be used. Further, the shape of the polysulfone porous membrane is not particularly limited,
It is preferable to use a sheet-like membrane supported by a reinforcing material such as a nonwoven fabric because the production of a polysulfone composite porous membrane can be relatively easily continuous.

【0019】ポリスルホン多孔質膜は、分画分子量2万
以上、さらには分画分子量10万以上の膜が好ましい。
ポリスルホン複合多孔質膜とした際に、基材であるポリ
スルホン多孔質膜の透過性能を基本的には保持したまま
用いることが容易となるからである。
The polysulfone porous membrane is preferably a membrane having a molecular weight cut-off of 20,000 or more, more preferably 100,000 or more.
This is because, when a polysulfone composite porous membrane is used, it is easy to use the porous polysulfone membrane that is the base material while basically maintaining the permeation performance.

【0020】本発明において、基材となるポリスルホン
多孔質膜の細孔に導入され、この細孔の表面に付着保持
される親水性の有機重合体は、ポリエチレングリコ−
ル、ポリエチレンイミン、ポリアクリル酸、ポリビニル
ピロリドンなどであってもよいが、ポリビニルアルコー
ル系重合体が好ましい。ここで、ポリビニルアルコール
系重合体とは、ビニルアルコールを主な単量体とする重
合体であり、ポリビニルアルコールおよびポリビニルア
ルコールと他のビニル単量体との共重合体を含むもので
ある。ここにいうビニル単量体には、例えば、エチレ
ン、ビニルピロリドン、アクリロニトリル、塩化ビニル
が含まれる。ポリビニルアルコール系共重合体は、この
ようなビニル単量体を50モル%未満含むものが好まし
い。
In the present invention, the hydrophilic organic polymer introduced into the pores of the polysulfone porous membrane serving as the base material and adhered and retained on the surface of the pores is polyethylene glycol-based.
, Polyethyleneimine, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, etc., but a polyvinyl alcohol polymer is preferred. Here, the polyvinyl alcohol-based polymer is a polymer having vinyl alcohol as a main monomer, and includes polyvinyl alcohol and a copolymer of polyvinyl alcohol and another vinyl monomer. The vinyl monomer mentioned here includes, for example, ethylene, vinylpyrrolidone, acrylonitrile, and vinyl chloride. The polyvinyl alcohol copolymer preferably contains such a vinyl monomer in less than 50 mol%.

【0021】ポリビニルアルコール系重合体としては、
ポリビニルアルコールが好ましい。ポリビニルアルコー
ルは、例えば平均重合度200〜3500、ケン化度1
0〜100モル%のものを使用できるが、90モル%以
上、さらには99〜100モル%のケン化度を有するこ
とが好ましい。このようなケン化度の高いポリビニルア
ルコールは、分子鎖間水素結合の影響により、熱水には
可溶であるが常温近辺では水不溶性を示す。
As the polyvinyl alcohol-based polymer,
Polyvinyl alcohol is preferred. Polyvinyl alcohol has, for example, an average degree of polymerization of 200 to 3500 and a degree of saponification of 1
Although 0 to 100 mol% can be used, it preferably has a saponification degree of 90 mol% or more, more preferably 99 to 100 mol%. Such polyvinyl alcohol having a high degree of saponification is soluble in hot water due to the influence of intermolecular hydrogen bonds, but shows water insolubility at around room temperature.

【0022】このようにケン化度が90モル%以上(よ
り好ましくは99〜100モル%)のポリビニルアルコ
ールを使用すると、残存する酢酸ビニル基が結晶化を妨
げることもなく十分な結晶構造が形成される。したがっ
て、上記のように、ポリビニルアルコールがポリスルホ
ン複合多孔質膜の通常の使用温度域では水または水溶液
に対して不溶となり、ポリビニルアルコールを細孔中に
安定して保持することが可能となる。このようなケン化
度についての条件を満たすポリビニルアルコールを用い
ると、処理水と接する膜表面での水酸基(OH基)が多
いことに起因して親水性が増加するために、耐汚れ性
(有機汚染物に耐性)も向上する。さらに、複合化によ
る透過水量の低下も抑制され、非常に良好な膜性能を実
現することができる。
When polyvinyl alcohol having a degree of saponification of 90 mol% or more (more preferably 99 to 100 mol%) is used, a sufficient crystal structure is formed without remaining vinyl acetate groups hindering crystallization. Is done. Therefore, as described above, the polyvinyl alcohol becomes insoluble in water or an aqueous solution in a normal use temperature range of the polysulfone composite porous membrane, and the polyvinyl alcohol can be stably held in the pores. When polyvinyl alcohol that satisfies such a condition for the degree of saponification is used, the hydrophilicity increases due to the large number of hydroxyl groups (OH groups) on the surface of the film in contact with the treated water, so that the stain resistance (organic Resistance to contaminants). Further, a decrease in the amount of permeated water due to the compounding is suppressed, and very good membrane performance can be realized.

【0023】ケン化度についての好ましい条件を実現す
るために、製造工程中においてケン化剤を加えることも
好ましい。ケン化剤を使用する場合には、用いるポリビ
ニルアルコールのケン化度は低くても上記と同様の好ま
しい効果を得ることができるが、実用的な製膜時間内で
十分なケン化を生じさせるためには、ポリビニルアルコ
ールのケン化度は、10モル%以上であることが好まし
い。ケン化剤としては、特に限定されないが、水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウムなどが好適に用いられる。
It is also preferable to add a saponifier during the production process in order to achieve the preferred conditions for the degree of saponification. When a saponifying agent is used, the same advantageous effects as described above can be obtained even when the degree of saponification of the polyvinyl alcohol used is low, but sufficient saponification occurs within a practical film-forming time. Preferably, the degree of saponification of polyvinyl alcohol is 10 mol% or more. The saponifying agent is not particularly limited, but sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like are preferably used.

【0024】本発明のポリスルホン複合多孔質膜は、ポ
リスルホン多孔質膜に、例えば低級アルコールと水との
混合溶媒に溶解させた、親水性の有機重合体溶液(好ま
しくはポリビニルアルコール系重合体溶液)を塗布した
後、この多孔質膜を乾燥することによって製造される。
低級アルコール/水混合溶媒は、膜を濡れやすくし、か
つポリビニルアルコール系重合体溶液を膜内部まで浸透
させるために用いられるものであり、低級アルコールの
割合は、20〜70重量%、さらには30〜50重量%
が好ましい。なお、低級アルコールとしては、メタノー
ル、エタノール、イソプロパノールが好適に用いられ
る。
The polysulfone composite porous membrane of the present invention is a hydrophilic organic polymer solution (preferably a polyvinyl alcohol polymer solution) dissolved in a polysulfone porous membrane, for example, in a mixed solvent of lower alcohol and water. And then drying the porous membrane.
The lower alcohol / water mixed solvent is used to make the membrane easy to wet and to allow the polyvinyl alcohol-based polymer solution to penetrate into the inside of the membrane. The proportion of the lower alcohol is 20 to 70% by weight, and more preferably 30 to 30% by weight. ~ 50% by weight
Is preferred. In addition, as lower alcohol, methanol, ethanol, and isopropanol are preferably used.

【0025】有機重合体溶液の濃度は、上記のように
0.05〜2重量%とされ、好ましくは0.1〜1重量
%とされる。濃度を0.05%以上とすることにより、
有機重合体の膜への付着量を確保してpH6における表
面ゼータ電位を−20mV以上とすることが容易とな
る。一方、濃度を2%以下とすることにより、溶液を膜
の細孔内に浸透しやすくすることができる。濃度が高く
粘性抵抗が大きくなりすぎると、膜表面に有機重合体の
バリアー層が形成されて膜の透過性能が損なわれるおそ
れが生ずる。
The concentration of the organic polymer solution is 0.05 to 2% by weight as described above, and preferably 0.1 to 1% by weight. By making the concentration 0.05% or more,
It is easy to secure the amount of the organic polymer adhering to the membrane and make the surface zeta potential at pH 6 equal to or higher than -20 mV. On the other hand, by setting the concentration to 2% or less, the solution can be easily permeated into the pores of the membrane. If the concentration is too high and the viscous resistance is too large, a barrier layer of an organic polymer is formed on the surface of the membrane, and the permeability of the membrane may be impaired.

【0026】膜表面のバリアー層の形成を防止するため
に、上記のように、有機重合体としては、ポリスルホン
多孔質膜の分画分子量よりも小さい平均分子量を有する
ものが選択される。具体的には、用いる多孔質膜の分画
分子量にもよるが、ポリビニルアルコールの平均分子量
は、2万〜20万が好ましい。
In order to prevent the formation of a barrier layer on the membrane surface, as described above, an organic polymer having an average molecular weight smaller than the fractional molecular weight of the polysulfone porous membrane is selected. Specifically, the average molecular weight of polyvinyl alcohol is preferably from 20,000 to 200,000, although it depends on the molecular weight cut-off of the porous membrane used.

【0027】有機重合体溶液をポリスルホン多孔質膜に
塗布する方法は、特に限定されないが、浸漬法、転写
法、噴霧法などを挙げることができ、特にポリスルホン
多孔質膜がシート状の場合には、ロールコータ、グラビ
アコータ、バーコータ、ダイコータなどが好適である。
The method for applying the organic polymer solution to the polysulfone porous membrane is not particularly limited, and examples thereof include an immersion method, a transfer method, and a spraying method. In particular, when the polysulfone porous membrane is in the form of a sheet, , A roll coater, a gravure coater, a bar coater, a die coater and the like are preferable.

【0028】有機重合体溶液を塗布したポリスルホン多
孔質膜を、上記のように100〜180℃、好ましくは
130〜160℃の温度で加熱乾燥することにより、本
発明のポリスルホン複合多孔質膜を得ることができる。
この温度範囲で乾燥を行なうことにより、有機重合体
は、熱分解することなく膜の細孔表面に強固に付着保持
されて結晶化し、水や低級アルコール/水混合溶媒に不
溶性を示すようになる。
The polysulfone composite porous membrane of the present invention is obtained by heating and drying the polysulfone porous membrane coated with the organic polymer solution at a temperature of 100 to 180 ° C., preferably 130 to 160 ° C. as described above. be able to.
By drying in this temperature range, the organic polymer is firmly adhered and retained on the pore surface of the membrane without thermal decomposition and crystallized, and becomes insoluble in water or a lower alcohol / water mixed solvent. .

【0029】以上説明した方法により得たポリスルホン
多孔質膜は、細孔表面にほぼ均一にポリビニルアルコー
ル系重合体などの重合体が付着保持されている。このよ
うなポリスルホン複合多孔質膜は、好ましくは走査型電
子顕微鏡により倍率2万倍前後で観察しても、その表面
には見かけ上重合体付着層が観察されないものである。
In the polysulfone porous membrane obtained by the above-described method, a polymer such as a polyvinyl alcohol-based polymer is adhered and held almost uniformly on the pore surface. Such a polysulfone composite porous membrane preferably has no apparent polymer-adhered layer on its surface even when observed at a magnification of about 20,000 with a scanning electron microscope.

【0030】もっとも、このポリスルホン複合多孔質膜
は、例えば表面ゼータ電位を測定することにより未処理
膜と判別することが可能であって、pH6における表面
ゼータ電位が、−20mV以上、さらに好ましくは下記
実施例に示すように−18mV〜−8mVの値を示す。
また、このポリスルホン複合多孔質膜は、好ましくは5
m3/m2・day・kgf/cm2以上の透過水量(測定温度25℃)
を備え、実用的な溶液処理を可能にするものである。
However, this polysulfone composite porous membrane can be distinguished from an untreated membrane by, for example, measuring the surface zeta potential. The surface zeta potential at pH 6 is -20 mV or more, and more preferably As shown in the examples, values of -18 mV to -8 mV are shown.
The polysulfone composite porous membrane preferably has a thickness of 5 μm.
Permeated water volume of m 3 / m 2 · day · kgf / cm 2 or more (measuring temperature 25 ° C)
To enable practical solution processing.

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 (実施例1〜3及び比較例1〜3)ケン化度99モル
%、重合度1700(平均分子量 約75,000)の
ポリビニルアルコール(PVA)をイソプロパノール/
水=3/7(重量比)の混合溶媒に溶解し、0、0.0
2、0.1、0.5、1、2.5重量%の各濃度のPV
A溶液を調製した。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited to these examples. (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3) Polyvinyl alcohol (PVA) having a degree of saponification of 99 mol% and a degree of polymerization of 1700 (average molecular weight of about 75,000) was added to isopropanol /
Dissolved in a mixed solvent of water = 3/7 (weight ratio),
PV at each concentration of 2, 0.1, 0.5, 1, 2.5% by weight
A solution was prepared.

【0032】これら各溶液を、分画分子量75万、25
℃における透過水量50m3/m2・day・kgf/cm2の不織布で
補強されたシート状のポリスルホン多孔質膜(日東電工
(株)製、NTU−3175M)の表面にバーコータに
より塗布し、1分後に130℃の乾燥炉にて5分間乾燥
した。
Each of these solutions was subjected to a molecular weight cut off of 750,000, 25
The surface of a sheet-like polysulfone porous membrane (NTU-3175M, manufactured by Nitto Denko Corporation) reinforced with a nonwoven fabric having a permeated water amount of 50 m 3 / m 2 · day · kgf / cm 2 at ℃ was coated with a bar coater. After one minute, it was dried in a drying oven at 130 ° C. for 5 minutes.

【0033】得られた膜を30重量%のイソプロパノー
ルにより湿潤化した後、透過水量、pH7における蛋白
質の吸着量および表面ゼータ電位を測定した。なお、吸
着量測定には標準蛋白質としてのγ−グロブリンを用い
た。
After the obtained membrane was wetted with 30% by weight of isopropanol, the amount of permeated water, the amount of adsorbed protein at pH 7 and the surface zeta potential were measured. Note that γ-globulin as a standard protein was used for the adsorption amount measurement.

【0034】また、ゼータ電位の測定には大塚電子社
製、電気泳動光散乱装置ELS−800を用い、十分に
水洗いした複合多孔質膜をpH6.0のNaCl溶液に
おいて電気泳動測定し、得られた電気移動度より下記に
示すスモルコフスキー(Smoluchouski)の式を用いて算
出した。
The zeta potential was measured using an electrophoretic light scattering device ELS-800 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., and the composite porous membrane sufficiently washed with water was subjected to electrophoretic measurement in a NaCl solution having a pH of 6.0. It was calculated from the electrical mobility using the Smoluchouski equation shown below.

【0035】U=εζ/4πη ここで、Uは電気移動度、εは溶液の誘電率、ηは溶液
の粘度である(ゼータ電位はζ=4πηU/εで求めら
れる。)。
U = εζ / 4πη where U is the electric mobility, ε is the dielectric constant of the solution, and η is the viscosity of the solution (the zeta potential is determined by ζ = 4πηU / ε).

【0036】ゼータ電位の測定は、具体的には、大きさ
30×60mmの膜試料を用い、電気泳動させるための
標準粒子は表面をヒドロキシプロピルセルロースでコー
ティングしたポリスチレン粒子(粒径520nm)を1
0mMのNaCl溶液に分散させたものを用いた。
Specifically, the zeta potential was measured using a membrane sample having a size of 30 × 60 mm, and standard particles for electrophoresis were polystyrene particles (particle diameter: 520 nm) whose surfaces were coated with hydroxypropylcellulose.
What was dispersed in a 0 mM NaCl solution was used.

【0037】表1に示した各測定結果より、PVA濃度
がそれぞれ0.1、0.5、1重量%である実施例1〜
3のポリスルホン複合多孔質膜は、表面ゼータ電位が−
20mV以上であって、PVAを付着させていない比較
例1の膜(未処理膜)に比べて親水化されており、その
結果蛋白質の吸着量も未処理膜に比べて約1/2または
それ以下となっていることが確認された。一方、透過水
量は未処理膜の80%以上であって実用的な溶液処理能
力が保持されていることも確認された。
From the results of the measurements shown in Table 1, Examples 1 to 5 in which the PVA concentrations were 0.1, 0.5 and 1% by weight, respectively.
The polysulfone composite porous membrane of No. 3 has a surface zeta potential of −
It is more than 20 mV and is more hydrophilic than the membrane of Comparative Example 1 to which PVA is not attached (untreated membrane). As a result, the amount of adsorbed protein is about 1/2 or less than that of the untreated membrane. It was confirmed that: On the other hand, it was also confirmed that the permeated water amount was 80% or more of the untreated membrane, and a practical solution processing ability was maintained.

【0038】また、0.02重量%と低濃度のPVA溶
液で処理した比較例2の膜では、表面ゼータ電位、蛋白
質の吸着量ともに未処理膜とほとんど変わらず、耐汚染
性の改善は認められなかった。一方、2.5重量%と高
濃度のPVA溶液で処理した比較例3の膜では、耐汚染
性の改善は顕著であったが透過性能が全く失われてい
た。この膜の断面を倍率4千倍の走査型電子顕微鏡で観
察したところ、PVA層と考えられる厚さ約1μmの緻
密な層が観察された。
In the membrane of Comparative Example 2 treated with a PVA solution having a low concentration of 0.02% by weight, both the surface zeta potential and the amount of adsorbed protein were almost the same as those of the untreated membrane, and the stain resistance was improved. I couldn't. On the other hand, in the membrane of Comparative Example 3 treated with the PVA solution having a high concentration of 2.5% by weight, the stain resistance was remarkably improved, but the permeation performance was completely lost. When a cross section of this film was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 4,000 times, a dense layer having a thickness of about 1 μm considered to be a PVA layer was observed.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】(実施例4)ケン化度99モル%、重合度
700(平均分子量 約30,000)のPVAをイソ
プロパノール/水=3/7(重量比)の混合溶媒に溶解
し、0.1重量%のPVA溶液を調製した。この溶液を
分画分子量5万、25℃における透過水量10m3/m2・da
y・kgf/cm2の不織布で補強されたシート状のポリスルホ
ン多孔質膜(日東電工(株)製、NTU−3150)の
表面にバーコータにより塗布し、1分後に130℃の乾
燥炉にて5分間乾燥した。
Example 4 PVA having a degree of saponification of 99 mol% and a degree of polymerization of 700 (average molecular weight of about 30,000) was dissolved in a mixed solvent of isopropanol / water = 3/7 (weight ratio). A weight percent PVA solution was prepared. The solution fractional molecular weight of 50,000, and permeate flow 10m 3 / m 2 · da at 25 ° C.
It is applied to the surface of a sheet-like polysulfone porous membrane (NTU-3150, manufactured by Nitto Denko Corporation) reinforced with a nonwoven fabric of y · kgf / cm 2 using a bar coater, and after 1 minute, dried in a drying oven at 130 ° C. Dried for minutes.

【0041】この膜の表面ゼータ電位および蛋白質吸着
量を測定したところ、各々−15mV、100μg/c
2であった。また、25℃における透過水量は9.5m
3/m2・day・kgf/cm2と未処理膜と比べて95%の保持率を
示した。さらに、この膜を50℃の純水中に1ケ月間浸
漬した後、表面ゼータ電位および蛋白質吸着量を測定し
たところ、各々−15mV、95μg/cm2といずれ
もほとんど変化なく、PVAが溶出することなく膜に強
固に付着していることが確認された。
When the surface zeta potential and the amount of adsorbed protein of this membrane were measured, they were -15 mV and 100 μg / c, respectively.
m 2 . The amount of permeated water at 25 ° C. is 9.5 m
3 / m 2 · day · kgf / cm 2 , showing a retention of 95% as compared with the untreated membrane. Furthermore, after this membrane was immersed in pure water at 50 ° C. for one month, the surface zeta potential and the amount of adsorbed protein were measured. As a result, PVA was eluted at -15 mV and 95 μg / cm 2 , respectively, with almost no change. It was confirmed that the film adhered firmly to the film without any problem.

【0042】(実施例5)実施例4において乾燥条件を
室温(25℃)で30分間とした以外は実施例4と同様
にしてポリスルホン多孔質膜にPVAを付着させた。こ
の膜の表面ゼータ電位および蛋白質吸着量を測定したと
ころ、各々−14mV、100μg/cm 2といずれも
実施例4の特性とほぼ同じであった。しかしながら、5
0℃の純水中に1ケ月間浸漬後の表面ゼータ電位および
蛋白質吸着量を測定したところ、各々−30mV、18
0μg/cm2であった。この変化は放置した間にPV
Aが膜から溶出したためであると推定され、乾燥温度を
室温程度とすると乾燥温度を100〜180℃程度とし
た場合よりも長期的には膜面汚染防止機能が劣化するこ
とが確認された。
(Example 5) The drying conditions in Example 4 were changed.
Same as Example 4 except for 30 minutes at room temperature (25 ° C.)
Then, PVA was attached to the polysulfone porous membrane. This
Of the surface zeta potential and the amount of protein adsorbed on the membrane
Roller, each -14mV, 100μg / cm TwoAnd both
The characteristics were almost the same as those of Example 4. However, 5
Surface zeta potential after immersion in pure water at 0 ° C for one month and
When the protein adsorption amount was measured, each was -30 mV, 18
0 μg / cmTwoMet. This change is caused by PV
It is estimated that A was eluted from the membrane.
When the temperature is about room temperature, the drying temperature is about 100-180 ° C.
In the longer term than the case where
Was confirmed.

【0043】(比較例4)実施例4においてケン化度9
9モル%、重合度2600(平均分子量 約114,0
00)のPVAを用いた以外は実施例4と同様にして膜
にPVAを付着させてポリスルホン複合多孔質膜を得
た。この膜の表面ゼータ電位および蛋白質吸着量を測定
したところ、各々−5mV、20μg/cm2であっ
た。しかしながら、25℃における透過水量は0.5m3
/m2・day・kgf/cm2と著しく低下していた。この膜の断面
を倍率4千倍の走査型電子顕微鏡で観察したところ、P
VA層と考えられる厚さ約1μmの緻密な層が観察され
た。
Comparative Example 4 A saponification degree of 9 in Example 4.
9 mol%, degree of polymerization 2600 (average molecular weight about 114,0
PVA was adhered to the membrane in the same manner as in Example 4 except that the PVA of (00) was used to obtain a polysulfone composite porous membrane. When the surface zeta potential and the amount of adsorbed protein of this membrane were measured, they were -5 mV and 20 μg / cm 2 , respectively. However, the amount of permeated water at 25 ° C. is 0.5 m 3
/ m 2 · day · kgf / cm 2 . When a cross section of this film was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 4,000 times, P
A dense layer having a thickness of about 1 μm, which is considered to be a VA layer, was observed.

【0044】(実施例6)実施例1の膜および比較例1
の膜(PVAを付着させていない膜)を用いて、各々膜
面積約5m2のスパイラル型モジュールを作製し、工業
用水を原水として透過水量1.3m3/m2・day、回
収率95%の条件で定量濾過方式により1カ月間運転し
た。その結果、上記定量濾過に必要な操作圧力は、初期
においてはいずれの膜でも0.2kgf/cm2であっ
たが、比較例1の膜では1カ月後には3.4kgf/c
2にまで上昇し、膜面汚染の進行が示唆された。一
方、実施例1の膜では、操作圧力は1カ月後においても
0.8kgf/cm2であってPVAを付着させたこと
による膜面汚染の防止効果が確認された。
Example 6 Film of Example 1 and Comparative Example 1
Using the film (film not to adhere the PVA), respectively to produce a spiral module with a membrane area of about 5 m 2, permeate flow industrial water as raw water 1.3m 3 / m 2 · day, 95% recovery The operation was performed for one month by the quantitative filtration method under the following conditions. As a result, the operation pressure required for the quantitative filtration was 0.2 kgf / cm 2 in any of the membranes at the initial stage, but 3.4 kgf / c in the membrane of Comparative Example 1 after one month.
m 2 , indicating the progress of membrane surface contamination. On the other hand, in the membrane of Example 1, the operation pressure was 0.8 kgf / cm 2 even after one month, and the effect of preventing the membrane surface from being adhered by PVA was confirmed.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリスルホン多孔質膜の細孔表面に親水性の有機重合体
が付着保持され、かつpH6における表面ゼータ電位が
−20mV以上としたポリスルホン複合多孔質膜とする
ことにより、ポリスルホン多孔質膜の透過性能を保持し
たまま耐汚染性を改善した限外濾過膜、精密濾過膜およ
び逆浸透複合膜として好適に使用しうる。また、本発明
によれば、親水性の有機重合体を含む溶液をポリスルホ
ン多孔質膜に塗布する工程を含むポリスルホン複合多孔
質膜の製造方法であって、前記有機重合体の平均分子量
が前記ポリスルホン多孔質膜の分画分子量よりも小さ
く、前記溶液における前記有機重合体の濃度が0.05
〜2重量%であるポリスルホン複合多孔質膜の製造方法
とすることにより、本発明のポリスルホン複合多孔質膜
を容易かつ合理的に製造することができる。
As described above, according to the present invention,
By making a polysulfone composite porous membrane in which a hydrophilic organic polymer is adhered and held on the pore surface of the polysulfone porous membrane and the surface zeta potential at pH 6 is -20 mV or more, the permeation performance of the polysulfone porous membrane is improved. It can be suitably used as an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, or a reverse osmosis composite membrane having improved stain resistance while being retained. Further, according to the present invention, there is provided a method for producing a polysulfone composite porous membrane comprising a step of applying a solution containing a hydrophilic organic polymer to a polysulfone porous membrane, wherein the average molecular weight of the organic polymer is Smaller than the molecular weight cutoff of the porous membrane, the concentration of the organic polymer in the solution is 0.05
By using the method for producing a polysulfone composite porous membrane having a content of about 2% by weight, the polysulfone composite porous membrane of the present invention can be easily and rationally produced.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蜂須賀 久雄 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 池田 健一 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hisao Hachisuka 1-1-2 Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation (72) Inventor Kenichi Ikeda 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Nitto Denko Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリスルホン多孔質膜の細孔表面に親水
性の有機重合体が付着保持され、かつpH6における表
面ゼータ電位が−20mV以上であることを特徴とする
ポリスルホン複合多孔質膜。
1. A polysulfone composite porous membrane, characterized in that a hydrophilic organic polymer is adhered and held on the pore surface of the polysulfone porous membrane, and that the surface zeta potential at pH 6 is -20 mV or more.
【請求項2】 前記有機重合体が、ポリビニルアルコー
ル系重合体である請求項1に記載のポリスルホン複合多
孔質膜。
2. The polysulfone composite porous membrane according to claim 1, wherein the organic polymer is a polyvinyl alcohol-based polymer.
【請求項3】 前記ポリビニルアルコール系重合体のケ
ン化度が90モル%以上である請求項2に記載のポリス
ルホン複合多孔質膜。
3. The polysulfone composite porous membrane according to claim 2, wherein the degree of saponification of the polyvinyl alcohol-based polymer is 90 mol% or more.
【請求項4】 親水性の有機重合体を含む溶液をポリス
ルホン多孔質膜に塗布する工程を含むポリスルホン複合
多孔質膜の製造方法であって、前記有機重合体の平均分
子量が前記ポリスルホン多孔質膜の分画分子量よりも小
さく、前記溶液における前記有機重合体の濃度が0.0
5〜2重量%であることを特徴とするポリスルホン複合
多孔質膜の製造方法。
4. A method for producing a polysulfone composite porous membrane, comprising a step of applying a solution containing a hydrophilic organic polymer to a polysulfone porous membrane, wherein the organic polymer has an average molecular weight of the polysulfone porous membrane. The molecular weight of the organic polymer in the solution is less than 0.0
A method for producing a polysulfone composite porous membrane, which comprises 5 to 2% by weight.
【請求項5】 前記有機重合体が、ポリビニルアルコー
ル系重合体である請求項4に記載のポリスルホン複合多
孔質膜の製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the organic polymer is a polyvinyl alcohol-based polymer.
【請求項6】 前記溶液を前記ポリスルホン多孔質膜に
塗布する工程の後に、このポリスルホン多孔質膜を10
0〜180℃で乾燥させる工程を実施する請求項4また
は5に記載のポリスルホン複合多孔質膜の製造方法。
6. After the step of applying the solution to the polysulfone porous membrane, the polysulfone porous membrane is
The method for producing a polysulfone composite porous membrane according to claim 4 or 5, wherein a step of drying at 0 to 180 ° C is performed.
JP35375697A 1997-12-22 1997-12-22 Composite porous polysulfone membrane and its production Pending JPH11179176A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35375697A JPH11179176A (en) 1997-12-22 1997-12-22 Composite porous polysulfone membrane and its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP35375697A JPH11179176A (en) 1997-12-22 1997-12-22 Composite porous polysulfone membrane and its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11179176A true JPH11179176A (en) 1999-07-06

Family

ID=18433010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35375697A Pending JPH11179176A (en) 1997-12-22 1997-12-22 Composite porous polysulfone membrane and its production

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11179176A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8794451B2 (en) 2008-02-21 2014-08-05 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Hollow-fiber ultrafiltration membrane with excellent fouling resistance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8794451B2 (en) 2008-02-21 2014-08-05 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Hollow-fiber ultrafiltration membrane with excellent fouling resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0888810B1 (en) Composite reverse osmosis membrane and method of reverse osmotic treatment of water using the same
Pang et al. Preparation and characterization of ZrO2/PES hybrid ultrafiltration membrane with uniform ZrO2 nanoparticles
JP4908208B2 (en) Membrane post-treatment
US6413425B1 (en) Reverse osmosis composite membrane and reverse osmosis treatment method for water using the same
US7182894B2 (en) Process for the preparation of free standing membranes
CN103446898A (en) Alginate-base organic-inorganic composite hydrogel filtering membrane and preparation method thereof
GB1600820A (en) Coated membranes
JP2008508998A5 (en)
CN113289498B (en) Positively charged nanofiltration membrane and preparation method thereof
JP2001520111A (en) Method for producing composite membrane having thin hydrophilic coating layer on hydrophobic support membrane
CN111888953B (en) Method for reducing surface roughness of reverse osmosis membrane
CN113117524A (en) Two-dimensional material MXene modified polypiperazine amide nanofiltration membrane and preparation method thereof
CN110382094A (en) Selectivity penetrates film, its manufacturing method and method for treating water
JP6642860B2 (en) Water treatment separation membrane and method for producing the same
JPH1066845A (en) Reverse osmosis composite membrane
CN113398777A (en) Three-layer structure composite forward osmosis membrane with MXene drainage layer and preparation method thereof
WO2005063365A1 (en) A process for the preparation of free standing membranes
Hazarika et al. Flux enhancement of cellulose nitrate membrane through plasma assisted route for waste and mud water treatment
CN115920659A (en) Guanidine salt composite polyamide nanofiltration membrane as well as preparation method and application thereof
KR101286521B1 (en) Composite membrane for ro/nf membrane process application and preparation method thereof
KR102056872B1 (en) Positive charged poly(vinylidene fluoride) porous membranes and manufacturing method thereof
JPH10337454A (en) Reverse osmotic multipie membrane and reverse osmosis treatment of water using the same
CN113926317A (en) Positively charged composite membrane and preparation method and application thereof
JPH11179176A (en) Composite porous polysulfone membrane and its production
JPH0278426A (en) Laminated membrane and production thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050127

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20050203

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20050602

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02