[发明专利]选择性透过膜及其制造方法

说明书

一种具有由磷脂双层膜构成的覆盖层并且该覆盖层能承受水处理时的压力、不会剥离的选择透过膜及其制造方法。该选择性透过膜具有膜主体和覆盖层，该膜主体具有选择透过性，该覆盖层形成于该膜主体的表面并且由含有通道物质的磷脂双层膜构成，所述选择性透过膜的特征在于，磷脂双层膜含有作为磷脂的第一磷脂和第二磷脂，该第一磷脂在酰基中含有不饱和脂肪酸，该第二磷脂中，构成两个酰基的脂肪酸由碳数为16～24的饱和脂肪酸构成。

技术领域

本发明涉及在水处理领域使用的选择性透过膜及其制造方法，特别涉及具有由磷脂双层膜构成的覆盖层的选择性透过膜及其制造方法。

背景技术

在海水、碱水的淡水化、工业用水以及超纯水的制造、废水回收等领域，反渗透(RO)膜被广泛地用作选择性透过膜。RO膜处理具有能高度去除离子、低分子有机物的优点。相比于精密过滤(MF)膜、超滤(UF)膜，需要高运转压力。为了提高RO膜的透水性，对于聚酰胺RO膜，一直以来在控制表皮层的褶皱结构、增大表面积等方面下功夫。

RO膜会被处理水中包含的生物代谢物等有机物污染。被污染的膜，因为透水性降低，需要定期用化学药品洗涤。由于用化学药品洗涤，导致膜劣化，分离性能降低。

作为防止膜被污染的方法，已知用含有通道物质的磷脂双层膜覆盖RO膜等选择性透过膜的方法。通过用磷脂双层膜覆盖，在选择性透过膜上形成仿生表面，从而能够期待防止由生物代谢物带来的污染的效果。

水通道蛋白是选择性地输送水分子的膜蛋白质，其作为水通道物质备受瞩目，暗示了组装有该蛋白质的磷脂双层膜有可能比以往的聚酰胺RO膜在理论上具有更高的透水性(非专利文献1)。

作为具有组装有水通道物质的磷脂双层膜的选择性透过膜的制造方法，有用多孔支撑体夹持组装有水通道物质的脂质双层的方法、在多孔支撑体的孔内部组装脂质双层的方法、在疏水性膜周围形成脂质双层的方法等(专利文献1)。

用多孔支撑体夹持磷脂双层膜的方法，会提高磷脂双层膜的耐压性。然而，有可能导致与被处理水接触的多孔支撑体自身被污染、在多孔支撑体中产生浓差极化而使截留率大幅降低、多孔支撑体成为阻碍而使透水性降低等。

用组装有水通道物质的磷脂双层膜覆盖具有选择透过性的RO膜主体表面，在使该磷脂双层膜暴露的状态下使RO膜作为分离层发挥功能，该情形下磷脂双层膜的耐压性低。由于磷脂双层膜与被处理水直接接触，所以担心磷脂双层膜容易剥离。

在专利文献2中记载了通过采用阳离子型磷脂使其牢固地负载于纳米过滤膜，但没有关于将脂肪酸为饱和脂肪酸的磷脂与脂肪酸为不饱和脂肪酸的磷脂联用的记载。

已知磷脂双层因温度上升而从磷脂流动性低的凝胶相向流动性高的液晶相转移(非专利文献2)。发生该相转移的温度被称为相转移温度。已报告了通过组装相转移温度不同的两种磷脂作为形成磷脂双层的磷脂，磷脂双层相会分离成两相：凝胶相和液晶相(非专利文献3)。

专利文献1：日本特许第5616396号；

专利文献2：日本特开2014-100645号；

非专利文献1：Pohl,P et al.,Proceedings of the National Academy ofSciences 2001,98,9624-9629；

非专利文献2：野岛庄七等,脂质体,(1988),南江堂；

非专利文献3：J.A.Svetlovics et al.,Biophysical Journal,2012,102,2526-2535。

如上所述，在比相转移温度更高的温度条件下，磷脂双层将从磷脂流动性低的凝胶相向流动性高的液晶相转移。