結(jié)垢抑制劑、過濾膜及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及可有效抑制多孔過濾膜的結(jié)垢、同時還具有對消除結(jié)垢用試劑的抗性 的結(jié)垢抑制劑，并涉及具備該結(jié)垢抑制劑的過濾膜及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近，在超濾、微濾、反滲透等中使用的多孔過濾膜被應(yīng)用于諸如飲用水生產(chǎn)、上 下水道處理、或者廢液處理等多個工業(yè)領(lǐng)域。
[0003] 這種多孔過濾膜大多作為超濾膜或微濾膜用于例如水質(zhì)凈化中，作為其主要材 料，多使用透水量和機械化學耐久性優(yōu)異的聚偏二氟乙烯。然而，以該聚偏二氟乙烯為主要 材料的多孔過濾膜的疏水性高，容易結(jié)垢。
[0004] 結(jié)垢是指在原水中含有的被稱為污染物的原因物質(zhì)，例如難溶性成分、蛋白質(zhì)、多 糖類等高分子溶質(zhì)、膠體、微固體、微生物沉積到多孔過濾膜上，使?jié)B透速率降低的現(xiàn)象，作 為膜性能下降的主要原因而為人所知。
[0005] 作為這種結(jié)垢的對策，存在定期使表面活性劑溶液流過、或進行稱為反洗的通常 使水反向流過以清洗多孔過濾膜，從而除去結(jié)垢的方法。此外對下列方法進行探討：使用了 用于結(jié)垢抑制的預(yù)處理劑的方法；或者通過在制造過濾膜時進行處理，賦予過濾膜自身降 低結(jié)垢的效果的方法。
[0006] 這些對于結(jié)垢的抑制存在一定的效果，但對于因蛋白質(zhì)或微生物導致的結(jié)垢則效 果不夠充分。在利用預(yù)處理劑的方法中，需要持續(xù)使用該預(yù)處理材料，此外，賦予過濾膜自 身降低結(jié)垢的效果的過濾膜存在無法在水處理廠使用的問題。
[0007] 作為對于因蛋白質(zhì)或微生物導致的結(jié)垢的比較高效的方法，已知有使膜表面親水 化的方法。例如，專利文獻1公開了將多孔過濾膜浸漬于含有聚乙烯醇的溶液中，對其進行 覆蓋的方法。但是，在這種方法中，次氯酸鈉等堿導致進行化學清洗后無法得到充分的結(jié)垢 抑制效果等的化學抗性（chemical resistance)差。
[0008] 專利文獻2公開了將多孔過濾膜浸漬于含有2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿（下 文有時簡稱為MPC)和正丁基甲基丙烯酸酯（下文有時簡稱為BM)的聚合物的溶液中，利 用該聚合物覆蓋聚偏二氟乙烯制多孔過濾膜的方法，專利文獻3公開了在用MPC和BMA制 造的聚合物所構(gòu)成的水處理用過濾膜中使用的防垢劑。
[0009] 然而，用這些MPC-BMA共聚物處理過的水處理用過濾膜雖然對于以木瓜蛋白酶和 牛血清白蛋白等蛋白質(zhì)為污染物質(zhì)制備的污染水模型發(fā)揮出高結(jié)垢抑制效果，但在使用實 際的污染水時，有時會迅速發(fā)生結(jié)垢，無法獲得有效的抑制效果。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011] 專利文獻
[0012] 專利文獻1 :特開昭54-17978號公報
[0013] 專利文獻2 :特開第2012-55870號公報
[0014] 專利文獻3 :特開第2006-239636號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0016] 本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)垢抑制劑，該結(jié)垢抑制劑能夠有效抑制在水處 理膜等中使用的多孔過濾膜的結(jié)垢，而且具有對發(fā)生結(jié)垢時所使用的堿等藥劑的化學抗 性，在化學清洗后也可保持充分的效果。
[0017] 本發(fā)明的另一技術(shù)問題在于提供一種過濾膜，該過濾膜能夠有效抑制結(jié)垢，而且 具有對發(fā)生結(jié)垢時所使用的堿等藥劑的化學抗性，在化學清洗后也可長期抑制透水量的下 降。
[0018] 本發(fā)明的又一技術(shù)問題在于提供一種可易于獲得本發(fā)明的過濾膜的制造方法。
[0019] 解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0020] 本發(fā)明的發(fā)明人為解決上述技術(shù)問題而進行了深入研宄，結(jié)果認為：在上述專利 文件1所記載的使用聚乙烯醇的方法中，化學抗性差的原因在于，堿性試劑使各處的PH發(fā) 生變化，阻礙了聚乙烯醇之間起作用的氫鍵，結(jié)垢抑制劑的層強度變?nèi)?，其一部分從過濾膜 脫落。
[0021] 然后，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于解決此類問題，以規(guī)定比例包含規(guī)定的含磷酰膽 堿的共聚物與規(guī)定皂化度及聚合物的聚乙烯醇的組合物是有效的，從而完成了本發(fā)明。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種結(jié)垢抑制劑（下文有時簡稱為本發(fā)明的抑制劑），該結(jié) 垢抑制劑為用于多孔過濾膜的結(jié)垢抑制劑，其包含（A)含有（al)MPC結(jié)構(gòu)單元及（a2)BM 結(jié)構(gòu)單元、上述（al)與（a2)的摩爾比（(alV(a2))為10/90~70/30、且重均分子量為 10, 000~300, 000的共聚物（下文有時簡稱為（A)成分）和（B)皂化度為72~93摩爾％、 且聚合度為300~1，000的聚乙烯醇（下文有時簡稱為（B)成分），上述（A)成分和（B)成 分的質(zhì)量比（(AV(B))為25/75~75/25。
[0023] 上述"結(jié)構(gòu)單元"是指對應(yīng)于構(gòu)成MPC共聚物的各單體的部分。
[0024] 此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種具備本發(fā)明的抑制劑的過濾膜。
[0025] 進一步根據(jù)本發(fā)明，提供了一種過濾膜的制造方法，其包括將本發(fā)明的抑制劑附 著于多孔過濾膜的工序。
[0026] 更進一步根據(jù)本發(fā)明，提供了一種水質(zhì)凈化方法，其特征在于，作為水質(zhì)凈化的過 濾膜，使用本發(fā)明的過濾膜。
[0027] 發(fā)明效果
[0028] 本發(fā)明的抑制劑由于以特定比例包含上述㈧成分及⑶成分，能夠有效抑制多 孔過濾膜的結(jié)垢，而且對發(fā)生結(jié)垢時所使用的堿等試劑的化學抗性也優(yōu)異。
[0029] 本發(fā)明的過濾膜由于具備本發(fā)明的抑制劑，該抑制劑難以從膜上脫落，在化學清 洗后也可長期抑制透水量的下降。因此，本發(fā)明的過濾膜有效用作在超濾、微濾、反滲透等 中使用的過濾膜。此外，本發(fā)明的制造方法可以容易的制造本發(fā)明的過濾膜。
【附圖說明】
[0030] 圖1為表示在實施例及比較例中進行的、水質(zhì)凈化的結(jié)垢抑制的確認試驗中所使 用的試驗裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面對本發(fā)明進行詳細說明。
[0032] 本發(fā)明的抑制劑以特定比例包含含有特定比例的（al)MPC結(jié)構(gòu)單元及（a2) BMA結(jié) 構(gòu)單元的共聚物的（A)成分和特定聚乙烯醇的（B)成分。
[0033] 在（A)成分中，各結(jié)構(gòu)單元（al)及（a2)的結(jié)構(gòu)比以摩爾比計為（(alV(a2))= 10/90~70/30,優(yōu)選為20/80~50/50,更加優(yōu)選為30/70~40/60。在（al)不足10摩 爾％、（a2)超過90摩爾％時，以及（al)超過70摩爾％、（a2)不足30摩爾％時，可能不會 表現(xiàn)出充分的結(jié)垢抑制效果。
[0034] 在⑷成分中，最優(yōu)選的是上述（al)MPC結(jié)構(gòu)單元及（a2)BMA結(jié)構(gòu)單元共計為100 摩爾％，但在不損害本發(fā)明的抑制劑的效果的范圍內(nèi)，也可以含有其他單體結(jié)構(gòu)單元。此 時，優(yōu)選（al)MPC結(jié)構(gòu)單元及（a2) BM結(jié)構(gòu)單元在（A)成分中的總量為90~100摩爾％的 范圍。
[0035] (A)成分中的、各結(jié)構(gòu)單元的含量的測定例如可通過X射線光電子能譜法進行。
[0036] (A)成分的共聚物可以是交替共聚物、無規(guī)共聚物、嵌段共聚物等任意結(jié)構(gòu)，也可 以是這些共聚物的混合物。還可以具有接枝結(jié)構(gòu)。
[0037] (A)成分的分子量通過凝膠滲透色譜法（GPC)用標準聚乙二醇換算的重均分子量 為10, 000~300, 000,優(yōu)選為30, 000~300, 000。該分子量不足10, 000時，（A)成分有可 能會在短時間內(nèi)從下述本發(fā)明的過濾膜表面洗脫。另一方面，分子量超過300, 000時，（A) 成分難以溶解于作為溶劑的水中，可能會難以制造本發(fā)明的過濾膜。
[0038] 作為（A)成分的聚合方法，可以使用溶液聚合、本體聚合、乳液聚合、懸浮聚合等 公知的方法。例如可采用如下方法，在引發(fā)劑的存在下，從公