[发明专利]复合膜

说明书

技术领域

本发明涉及新型复合膜，具体涉及在疏水性多孔质膜的一面层叠透湿性树脂层而成且以该透湿性树脂层包含于增强用多孔质膜中为特征的复合膜，特别是具有水蒸气分离特性优异的性能的复合膜。

背景技术

伴随着近年来越来越严重的干旱、沙漠化、水环境的恶化等，水处理技术变得比以往更加重要，分离膜利用技术被广泛采用。对于海水淡水化，由于反渗透法的技术进步，可靠性不断提高，成本也不断降低，采用利用反渗透膜的淡水化工艺，在水资源极度匮乏的中东地区、加勒比群岛和地中海地区等建设并运转着大量反渗透法海水淡水化工厂。

另一方面，作为由海水获得淡水的技术，提出了与蒸发法一样将热作为驱动力藉由膜获得淡水的称为膜蒸馏法的工艺，并对其进行着研究。

膜蒸发法一般是利用多孔质疏水性膜的性质的膜分离法(专利文献1)。参照图1对膜蒸馏法的构成进行说明。如果使高温一次水(海水等溶液)与该多孔质疏水性膜的一面接触而低温的淡水(纯水)与该膜的另一面接触，则由于膜呈疏水性，一次水被膜面阻止，一次水无法(作为液体)透过膜。另一方面，由于气体可透过呈多孔质的膜内，因此通过使自高温一次水蒸发的水蒸气透过膜内，使透过的水蒸气在低温部冷凝，可仅将水从一次水(溶液)分离。即，膜蒸馏法中，通过介以膜使高温供给水流向一方，在膜的另一方设置冷却面，使基于产生的温度差的蒸发压差成为蒸气透过的驱动力。膜蒸馏法存在高温供给水包含挥发成分时该挥发成分容易透过的问题，但不挥发性的溶质分离性能极高，例如从不挥发性的盐分为溶质主体的海水，可获得高纯度的淡水。

膜蒸馏法在基本原理方面与蒸发法相同，但与蒸发法相比，可例举如下各种优点：

·膜的形状的自由度大，装置的形态的限制小；

·通过提高膜的填充率，可实现装置体积的小型化；

·因为基于蒸气压差，所以存在在沸点以下的较低温度下应用的可能性，如果可以利用废热或温度不同的水源，则在能源方面非常有利；

·溶液与透过水不直接接触，所以很少需要像反渗透法那样考虑渗透压，能源成本非常低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开昭61-57205号公报

专利文献2:日本专利特开昭59-203602号公报

专利文献3:日本专利特开2010-5515号公报

发明的概要

发明所要解决的技术问题

另一方面，膜蒸馏法最大的问题是存在下述本质性问题：如果膜表面污染，则不仅水蒸气的蒸发面因污物而阻塞，而且膜失去疏水性，最终供给水侵入多孔质疏水性膜，存在漏出至冷却侧(透过侧)的危险性。

为了解决该问题，提出了在多孔质疏水性膜的表面设置亲水性树脂膜进行复合膜化(专利文献2)的方法。

但是，该方法存在下述问题：亲水性树脂膜与一次水接触时膨润，因此强度下降，因一次水的流速而磨损，或者膜产生龟裂，出现气孔等。

为了解决该亲水性树脂膜的使用时强度下降的问题，提出了在亲水性树脂膜的表面也配置疏水性多孔质膜而通过疏水性多孔质膜夹住亲水性树脂膜的方法(专利文献3)。

该方法中，亲水性树脂层不直接与一次水接触，且亲水性树脂层的表面也具有通过疏水性多孔质膜来增强的效果，可提高复合膜的耐久性，但由于亲水性树脂层不直接与原水接触，因此存在水蒸气的透过速度可能会不足的问题。

于是，本发明是为了解决如上所述的问题而完成的发明，其目的在于提供耐久性和透湿性均优异的复合膜。

解决技术问题所采用的技术方案

通过本发明提供以下的技术内容。

(1)复合膜，它是在疏水性多孔质膜的一面层叠透湿性树脂层而成的复合膜，其特征在于，该透湿性树脂层包含于增强用多孔质膜中。

(2)如(1)所述的复合膜，其特征在于，该透湿性树脂层从该增强用多孔质膜的上表面露出。

(3)如(1)或(2)所述的复合膜，其特征在于，该透湿性树脂层从该增强用多孔质膜的下面露出。

(4)如(3)所述的复合膜，其特征在于，从该增强用多孔质膜的下面露出的该透湿性树脂层的至少一部分进入该疏水性多孔质膜内，但未从该疏水性多孔质膜的下面露出。

(5)如(1)～(4)中的任一项所述的复合膜，其特征在于，该透湿性树脂层的厚度在25μm以下。

(6)如(1)～(5)中的任一项所述的复合膜，其特征在于，该透湿性树脂层的厚度在10μm以下。