高分子功能性膜及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在离子交换膜、反渗透膜、正渗透膜或气体分离膜等中有用的高分子 功能性膜及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为高分子功能性膜，已知有作为具有各种功能的膜的离子交换膜、反渗透膜、正 渗透膜或气体分离膜等。
[0003] 例如，离子交换膜被用于电气脱盐（EDI :Electrodeionization)、连续电气脱盐 (CEDI Continuous Electrodeionization)、电渗析（ED :Electrodialysis)、反向电渗析 (EDR ：Electrodialysis reversal)等中。
[0004] 电气脱盐（EDI)是为了达成离子传输而使用离子交换膜和电位从水性液体中去 除离子的水处理工艺。与现有的离子交换之类的其它净水技术不同，电气脱盐不要求使用 酸或氢氧化钠之类的化学药品，可用于生产超纯水。电渗析（ED)和反向电渗析（EDR)为从 水和其它流体中去除离子等的电化学分离工艺。
[0005] 在离子交换膜中人们进行了膜电阻的改良研宄。（例如参见专利文献1~3)。在 电气脱盐（EDI)、电渗析（ED)、反向电渗析（EDR)中，生成从水和其它流体中去除了离子等 的去离子水和被除去后的离子等的浓缩水。因此，在分离工艺中，与离子交换膜接触的流体 的浓度发生变化。从而，要求其可作为与很宽浓度范围的流体接触时的高分子功能性膜的 性能的进一步提高。此外，还进一步要求除此以外的高分子功能性膜特性的提高。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :国际公开第2011/073637号小册子 [0009] 专利文献2 :国际公开第2011/073638号小册子 [0010] 专利文献3 :国际公开第2011/025867号小册子
【发明内容】
[0011] 发明所要解决的课题
[0012] 根据本发明人的研宄可知，对于现有的高分子功能性膜来说，例如膜电阻和透水 率还有能够进一步提高的余地，通过使膜电阻和透水率进一步降低，具有可特别提高作为 高分子功能性膜的功能的可能性。
[0013] 本发明的课题在于提供选择透过性（迀移率）优异、透水率和电阻低、能够用于广 泛用途的高分子功能性膜及其制造方法。其中，本发明的课题特别在于提供膜电阻和透水 率低、离子迀移率优异、作为离子交换膜的高分子功能性膜及其制造方法。
[0014] 解决课题的手段
[0015] 鉴于上述问题，本发明人对适于高分子功能性膜的膜结构进行了深入研宄。其结 果发现，使含有具有特定结构的聚合性化合物的组合物发生固化反应从而将孔隙体积分数 调整为特定范围内的高分子功能性膜不仅显示出良好的离子迀移率，而且在作为离子交换 膜使用时的电阻低，并且显示出低透水率。本发明是基于这些技术思想而达成的。
[0016] 即，本发明的上述课题通过下述手段得以解决。
[0017] 〈1> 一种高分子功能性膜，其是使含有（A)聚合性化合物和（B)共聚单体的组合物 进行固化反应而成的孔隙体积分数为〇. 6%以上3. 0%以下的高分子功能性膜。
[0018] 〈2>如〈1>所述的高分子功能性膜，其中，（A)聚合性化合物在分子内具有至少1 个烯键式不饱和基团，且该（A)聚合性化合物为水溶性的。
[0019] 〈3>如〈1>或〈2>所述的高分子功能性膜，其中，（A)聚合性化合物为选自（甲基） 丙稀酸醋化合物、（甲基）丙稀酰胺化合物、乙烯基醚化合物、芳香族乙烯基化合物、N-乙稀 基酰胺化合物和烯丙基化合物中的化合物。
[0020] 〈4>如〈1>~〈3>的任一项所述的高分子功能性膜，其中，⑷聚合性化合物为下 述通式（1)所表示的化合物，且（B)共聚单体为单官能聚合性化合物。
[0021] [化 1]
[0022]通式（1)
[0023]
【主权项】
1. 一种高分子功能性膜，其是使含有（A)聚合性化合物和（B)共聚单体的组合物进行 固化反应而成的孔隙体积分数为0. 6%以上3. 0%以下的高分子功能性膜。
2. 如权利要求1所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)聚合性化合物在分子内具有至 少1个烯键式不饱和基团，且该（A)聚合性化合物为水溶性的。
3. 如权利要求1或2所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)聚合性化合物为选自（甲 基）丙稀酸醋化合物、（甲基）丙稀酰胺化合物、乙烯基醚化合物、芳香族乙烯基化合物、 N-乙烯基酰胺化合物和烯丙基化合物中的化合物。
4. 如权利要求1~3的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)聚合性化合物为 下述通式（1)所表示的化合物，且上述（B)共聚单体为单官能聚合性化合物， [化1]
通式（1)中，R1表示氢原子或甲基；L1表示碳原子数为2~4的直链亚烷基或者支化亚 烷基；其中，L1中，键接在L 1两端的氧原子和氮原子不采取键接在L 1的同一碳原子上的结 构；L2表示2价连接基团；k表示2或3 ;x、y和z各自独立地表示0~6的整数，x+y+z满 足0~18。
5. 如权利要求1~4的任一项所述的高分子功能性膜，其中，（A)聚合性化合物相对于 上述（B)共聚单体的摩尔比r为0. l〈r〈3. 5。
6. 如权利要求1~5的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)共聚单体具有解 离基团。
7. 如权利要求6所述的高分子功能性膜，其中，上述解离基团选自磺基或其盐、羧基或 其盐、铵基和吡啶鑰基。
8. 如权利要求6或7所述的高分子功能性膜，其中，上述解离基团为磺基或其盐、或者 羧基或其盐。
9. 如权利要求1~8的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)共聚单体为（甲 基）丙烯酸酯化合物或（甲基）丙烯酰胺化合物。
10. 如权利要求1~9任一项所述的高分子功能性膜，其中，相对于上述组合物的总固 体成分100质量份，上述（A)聚合性化合物的固体成分含量为10质量份~85质量份。
11. 如权利要求1~10的任一项所述的高分子功能性膜，其中，该高分子功能性膜具有 支持体。
12. 如权利要求11所述的高分子功能性膜，其中，上述支持体为合成织物或合成非织 造物、海绵状膜、或者具有微细贯通孔的膜。
13. 如权利要求11或12所述的高分子功能性膜，其中，上述支持体为聚烯烃。
14. 如权利要求1~13的任一项所述的高分子功能性膜，其中，上述高分子功能性膜为 离子交换膜、反渗透膜、正渗透膜或气体分离膜。
15. -种高分子功能性膜的制造方法，在该制造方法中，使含有（A)聚合性化合物和 (B)共聚单体的组合物发生固化反应，以使孔隙体积分数为0. 6%以上3. O %以下。
16. 如权利要求15所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述⑷聚合性化合物为 下述通式（1)所表示的化合物，且上述（B)共聚单体为单官能聚合性化合物， [化2]
通式（1)中，R1表示氢原子或甲基；L1表示碳原子数为2~4的直链亚烷基或者支化亚 烷基；其中，L1中，键接在L 1两端的氧原子和氮原子不采取键接在L 1的同一碳原子上的结 构；L2表示2价连接基团；k表示2或3 ;x、y和z各自独立地表示0~6的整数，x+y+z满 足0~18。
17. 如权利要求15或16所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，在上述组合物中进 一步含有（C)溶剂，相对于该组合物的总质量100质量份，该溶剂的含量为1质量份~35 质量份。
18. 如权利要求17所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述（C)溶剂为水或水溶 性溶剂。
19. 如权利要求15~18的任一项所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，在使上述 组合物涂布和/或浸渗至支持体后使该组合物进行固化反应。
20. 如权利要求15~19的任一项所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述固化 反应为对上述组合物照射能量射线来进行聚合的固化反应。
【专利摘要】一种高分子功能性膜，其是使含有(A)聚合性化合物和(B)共聚单体的组合物进行固化反应而成的孔隙体积分数为0.6％以上3.0％以下的高分子功能性膜。
【IPC分类】B01D67-00, B01D71-82, C08J5-22, B01J41-14, C08J5-18, B01J47-12, B01D71-40, C08F220-58, B01J39-20
【公开号】CN104684634
【申请号】CN201380050819
【发明人】高本哲文, 天生聪仁, 户井原渚, 池田森人, 佐野聪, 小玉启祐
【申请人】富士胶片株式会社
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年9月26日
【公告号】EP2902097A1, US20150259227, WO2014050992A1