(57)【要約】【課題】正浸透法に用いられ得る高い浸透圧を有することにより、被処理液からドロー液に水分が十分に浸透可能なドロー液を提供する。【解決手段】本発明のドロー液は、正浸透法に用いられるドロー液であって、前記ドロー液が、吸水性樹脂を含むことを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
正浸透法に用いられるドロー液であって、
前記ドロー液が、吸水性樹脂を含むことを特徴とするドロー液。
【請求項２】
前記吸水性樹脂の中位粒子径が、０．００１μｍ〜１０μｍである、請求項１に記載のドロー液。
【請求項３】
前記吸水性樹脂が、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸を含む、請求項２に記載のドロー液。
【請求項４】
前記吸水性樹脂が、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合物である、請求項１乃至３の何れか一項に記載のドロー液。
【請求項５】
前記吸水性樹脂が、後架橋剤を含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載のドロー液。
【請求項６】
前記吸水性樹脂が、水溶性エチレン性不飽和単量体と、単独重合により刺激応答性ポリマーを構成し得る単量体との共重合物である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のドロー液。
【請求項７】
中空状のケースと、前記ケース内に収納され且つ前記ケース内を被処理液が供給される第１室とドロー液が供給される第２室に区画する正浸透膜と、を含む正浸透膜モジュールと、
前記ドロー液から水を回収する造水装置と、
前記第２室と前記造水装置を繋ぐ循環経路と、を有し、
前記ドロー液が、請求項１乃至６の何れか一項に記載のドロー液を含むことを特徴とする造水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正浸透法に用いられるドロー液、及び該ドロー液を用いた造水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
世界的な水不足の深刻化により、海水淡水化技術として、海水を加熱することで水蒸気を発生させ、これを冷却して真水（淡水）を回収する方法（多段フラッシュ法）が用いられている。
近年、海水のみならず、工業排水や生活排水などの各種排水からも真水を回収可能な新たな淡水化技術が求められている。しかしながら、各種排水には、水よりも揮発性の高い有機化合物などが混入している場合が多いため、多段フラッシュ法を各種排水に適用すると、回収した真水に有機化合物が混入する虞がある。そのため、海水のみならず各種排水から真水を効率的に回収できる方法として、半透膜を用いた逆浸透法や正浸透法が着目されている。
【０００３】
逆浸透法とは、高浸透圧の被処理水（海水や各種排水など）を逆浸透膜（ＲＯ膜：Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｏｓｍｏｓｉｓ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）に接触させ、逆浸透膜の反対側へ水分を逆浸透させる方法である。しかし、逆浸透法では、逆浸透を発生させるため、被処理水に人為的に高圧力を加える必要がある。そのため、逆浸透法は、多大なエネルギーを要するという問題がある。
他方、正浸透法とは、被処理水を正浸透膜（ＦＯ膜：Ｆｏｒｗａｒｄ  Ｏｓｍｏｓｉｓ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）に接触させ、正浸透膜の反対側にある被処理水よりも高浸透圧のドロー液に水分を浸透させる方法である。即ち、正浸透法は、被処理水よりも高浸透圧のドロー液に正浸透膜を介して水分を浸透させる方法である。
正浸透法は、自然に発生する被処理水とドロー液間の浸透圧差を利用して、被処理水からドロー液に水分を浸透させている。そのため、逆浸透法と異なり、被処理水に人為的な高圧力を加える必要がない。従って、正浸透法は、ドロー液から水分を効率的に回収できれば、逆浸透法よりもエネルギー効率に優れるという利点がある。
【０００４】
ドロー液は、被処理水よりも十分に高い浸透圧を有し且つ被処理水から取り出した水分を容易に分離し易いという２つの性質を兼ね備えることが望ましい。ドロー液のこのような性質は、主としてドロー化合物（ドロー液に溶解又は分散した化合物）に依存するため、理想的なドロー液を得るべく種々のドロー化合物が探索されている。
近年、ドロー化合物として、ポリマー電解質を用いることが検討されており、そのなかでも刺激応答性ポリマーが着目されている。刺激応答性ポリマーは、特定の刺激（例えば、温度、ｐＨ、光、又は磁気）に応答してその性質が変化するポリマーである。例えば、特許文献１には、ドロー化合物として温度反応性ポリマーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−４７５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ドロー化合物としてポリマー電解質を用いると、ドロー液の浸透圧が被処理液に比して十分に高くならず、被処理液からドロー液に水分が十分に浸透しない場合がある。
【０００７】
本発明は、正浸透法に用いられ得る高い浸透圧を有するドロー液、及び該ドロー液を用いた造水システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、従来のポリマー電解質を用いたドロー液が、被処理液に比べて十分に高い浸透圧を有さない原因について鋭意研究した。その結果、ドロー液内においてポリマー電解質が対イオン凝縮を生じ易いことがその一因であると推定した。
具体的には、ドロー化合物がポリマー電解質である場合、水溶液状態又は分散液状態において、ポリマー電解質はカチオンとアニオンに電離する。通常、ポリマー電解質から電離したカチオンは、ドロー液内を拡散し、この電離したカチオンの濃度よってドロー液の浸透圧の高低が定まる。しかし、ポリマー電解質は、カチオンを電離すると、それ自体が強力な静電場を有するポリイオン（巨大なアニオン）として機能し、電離したカチオンの多くを捉えてその自由な拡散を阻害する。この現象が対イオン凝縮と称されるものである。その結果、ポリマー電解質から電離したカチオンは、ドロー液の浸透圧に寄与し難くなり、ドロー液の浸透圧が十分に高くならない場合があると本発明者らは推定した。
本発明者らは、このような推定に基づき、対イオン凝縮が生じ難いポリマー電解質について探索を行った結果、吸水性樹脂に着目し、本発明を完成した。
【０００９】
本発明のドロー液は、正浸透法に用いられるドロー液であって、前記ドロー液が、吸水性樹脂を含むことを特徴とする。
好ましくは、前記吸水性樹脂の中位粒子径は、０．００１μｍ〜１０μｍである。
また、好ましくは、前記吸水性樹脂は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸を含む。
【００１０】
好ましくは、前記吸水性樹脂は、水溶性エチレン性不飽和単量体の重合物である。
好ましくは、前記吸水性樹脂は、後架橋剤を含む。
また、好ましくは、前記吸水性樹脂は、水溶性エチレン性不飽和単量体と、単独重合により刺激応答性ポリマーを構成し得る単量体との共重合物である。
【００１１】
本発明の別の側面によれば、造水システムが提供される。
本発明の造水システムは、中空状のケースと、前記ケース内に収納され且つ前記ケース内を被処理液が供給される第１室とドロー液が供給される第２室に区画する正浸透膜と、を含む正浸透膜モジュールと、前記ドロー液から水を回収する造水装置と、前記第２室と前記造水装置を繋ぐ循環経路と、を有し、前記ドロー液が、上記に記載のドロー液を含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のドロー液は、ドロー化合物として吸水性樹脂を用いているため、正浸透法に用いられ得る高い浸透圧を有する。また、本発明の造水システムは、該ドロー液を用いているため、効率的に被処理水から真水を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の造水システムを示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のドロー液について説明した後、本発明のドロー液を用いた造水システムについて説明する。
なお、本明細書において、「〜」で結ばれた数値は、「〜」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。複数の下限値と複数の上限値が別個に記載されている場合、任意の下限値と上限値を選択し、「〜」で結ぶことができるものとする。
【００１５】
＜ドロー液＞
ドロー液は、被処理水よりも高い浸透圧を有する液体である。
ここで、ドロー液は、その状態によって溶解液状態のもの（ドロー溶液）と分散液状態のもの（ドロー分散液）に大別されるが、一般的には両者を区別することなくドロー溶液と称されることが多い。ドロー溶液はドロー溶質がドロー溶媒に溶解した溶液であり、ドロー分散液は、ドロー分散質がドロー分散媒に分散したものである。また、一般的には、ドロー溶質とドロー分散質も区別されずにドロー溶質と称されることが多い。
本明細書では、ドロー溶液とドロー分散液を「ドロー液」と総称し、ドロー溶質とドロー分散質を「ドロー化合物」と総称する。
【００１６】
本発明のドロー液は、ドロー分散質として吸水性樹脂を用いたドロー分散液である。即ち、本発明のドロー液は、吸水性樹脂が分散媒中で分散した状態で用いられる。以下、本発明のドロー液に用いられる吸水性樹脂、該吸水性樹脂の製造方法、ドロー分散媒、及びドロー液の製造方法について詳述する。
【００１７】
［吸水性樹脂］
吸水性樹脂は、水膨潤性と水不溶性の両性質を兼ね備えており、水を吸収できるポリマーである。吸水性樹脂は、特定の単量体を様々な重合方法によって重合させることで得られる。
単量体の重合方法としては、例えば、水溶液重合法、噴霧液滴重合法、乳化重合法、逆相懸濁重合法、バルク重合法、沈殿重合法などが用いられる。これらの中でも、得られる吸水性樹脂の平均粒子径を非常に小さく調整できることから、逆相懸濁重合法が好ましく用いられる。
吸水性樹脂の中位粒子径の上限値は、好ましくは１０μｍであり、より好ましくは５μｍであり、さらに好ましくは１μｍである。後述するように、吸水性樹脂の中位粒子径が小さいほど、浸透圧の高いドロー液を得易くなる。吸水性樹脂の中位粒子径の下限値は、通常、０．００１μｍであり、好ましくは０．０１μｍであり、より好ましくは０．１μｍである。
吸水性樹脂の中位粒子径が小さければ、吸水性樹脂の比表面積が広くなる。吸水性樹脂の比表面積が広いと、ドロー分散媒との接触が促進され、吸水性樹脂からイオンが遊離し易くなる。その結果、より浸透圧の高いドロー液を得られ易くなる。他方、吸水性樹脂の中位粒子径が小さすぎる場合、後述する造水装置でドロー液から真水を回収する際、真水に吸水性樹脂が混入する虞がある。上述の観点から、吸水性樹脂の中位粒子径が上述の範囲であれば、ドロー液の浸透圧を十分に高めると共に、回収した真水に吸水性樹脂が混入することを防止できる。
【００１８】
［吸水性樹脂の製造方法］
以下、本発明の吸水性樹脂の製造方法の一例として、単量体を逆相懸濁重合法によって重合する場合について説明する。本実施形態では、以下の工程１及び２を経て吸水性樹脂が作製される。
（工程１）重合反応に供される単量体を用意する工程。
（工程２）用意した単量体を、炭化水素分散媒中で重合させ、吸水性樹脂を得る工程。
【００１９】
また、工程１及び工程２の後に、必要に応じて以下の工程３を経ることにより後架橋処理された吸水性樹脂を作製することもできる。
（工程３）吸水性樹脂に後架橋を施す工程。
【００２０】
（工程１）
本工程では、重合反応に供される単量体（以下、単に「単量体」と称する場合がある）を用意する。単量体としては、工業的に入手が容易であり且つ得られる吸水性樹脂が対イオン凝縮を発生し難いと推定されることから、水溶性エチレン性不飽和単量体が好ましく用いられる。
【００２１】
水溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えば、（メタ）アクリル酸（本明細書では、「アクリル」及び「メタクリル」を合わせて「（メタ）アクリル」と表記する）及びその塩；２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸及びその塩；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等の非イオン性単量体；Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等のアミノ基含有不飽和単量体及びその４級化物等が挙げられる。
これらの水溶性エチレン性不飽和単量体の中でも、吸水性樹脂の対イオン凝縮をより効果的に発生し難くでき、且つ、単独重合により刺激応答性ポリマーを構成し得るモノマーと共重合させ易いと推定されることから、（メタ）アクリル酸又はその塩、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドが好ましく、（メタ）アクリル酸及びその塩がより好ましい。なお、これらの水溶性エチレン性不飽和単量体は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
なお、上述した水溶性エチレン性不飽和単量体と、単独重合により刺激応答性ポリマーを構成し得る単量体と、を共重合させることで、刺激応答性を有する吸水性樹脂を作製することもできる。この場合、本工程では、水溶性エチレン性不飽和単量体だけでなく単独重合により刺激応答性ポリマーを構成し得る単量体も準備される（即ち、重合反応に供される単量体には、単独重合により刺激応答性ポリマーを構成し得る単量体も含まれる）。
刺激応答性ポリマーとしては、温度応答性ポリマーが好ましい。温度応答性ポリマーは、下限臨界共溶温度型であってもよく、上限臨界共溶温度型であってよい。温度応答性ポリマーには、例えば、アルキルアクリルアミド系、ビニルエーテル系、オキシエチレン系、酢酸ビニル系、ビニルアルコール系などがあるが、相転移温度が４０℃〜７０ ℃にあるポリマーが好ましい。
単独重合により刺激応答性ポリマーを構成し得る単量体としては、例えば、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチルビニルエーテル、Ｎ−イソブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソペンチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ,Ｎ−エチルメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ,Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルピペリドンなどが挙げられる。
【００２３】
刺激応答性を有する吸水性樹脂を作製する場合、重合反応に供されるモノマーの総量に対して水溶性エチレン性不飽和単量体が占める割合の下限値は、例えば６０モル％であり、好ましくは７０モル％であり、さらに好ましくは８０モル％である。また、その上限値は、例えば９９モル％であり、好ましくは９５モル％である。
【００２４】
本工程において、重合反応に供される単量体は、水溶液の状態で用意されることが好ましい。単量体を水溶液の状態とすることにより、工程２において、単量体の炭化水素分散媒中での分散効率を上昇させることができる。
単量体の水溶液の濃度は、２０質量％〜飽和濃度の範囲であることが好ましく、２０質量％〜５５質量％であることがより好ましく、２８質量％〜５０質量％であることがさらに好ましく、３０質量％〜４５質量％であることが特に好ましい。
【００２５】
重合反応に供される単量体が、（メタ）アクリル酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などのように酸基を有する場合、必要に応じてその酸基が予めアルカリ性中和剤により中和されたものを用いてもよい。このようなアルカリ性中和剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属塩；アンモニア等が挙げられる。また、これらのアルカリ性中和剤は、中和操作を簡便にするために水溶液の状態にして用いてもよい。なお、上述したアルカリ性中和剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
アルカリ性中和剤による単量体の中和度は、ドロー液の浸透圧を高くする観点から、下限値が５０モル％であることが好ましく、より好ましくは６０モル％であり、さらに好ましくは７０モル％である。また、その上限値は１００モル％である。
【００２６】
単量体を水溶液の状態で用意する場合、該水溶液には、工程２の重合反応で使用されるラジカル重合開始剤を添加してもよい。
ラジカル重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類、メチルエチルケトンパーオキシド、メチルイソブチルケトンパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、過酸化水素等の過酸化物類、並びに、２，２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス〔２−（Ｎ−フェニルアミジノ）プロパン〕二塩酸塩、２，２’−アゾビス〔２−（Ｎ−アリルアミジノ）プロパン〕二塩酸塩、２，２’−アゾビス｛２−〔１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン−２−イル〕プロパン｝二塩酸塩、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−〔１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス〔２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）−プロピオンアミド〕、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］四水和物、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）等のアゾ化合物等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤の中でも、入手が容易で取り扱いやすいという観点から、好ましくは過硫酸塩類およびアゾ化合物が挙げられる。アゾ系化合物の中でも、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩酸塩、２，２’−アゾビス｛２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン−２−イル］プロパン｝二塩酸塩、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピオンアミジン］四水和物がより好ましく挙げられる。
上述のラジカル重合開始剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
また、ラジカル重合開始剤は、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸第一鉄、及びＬ−アスコルビン酸などの還元剤と併用して、レドックス重合開始剤として用いることもできる。
【００２８】
ラジカル重合開始剤の使用量は、例えば、重合反応に供される単量体１モルに対して０．００００５〜０．０１モルである。このような使用量を充足することにより、急激な重合反応が起こるのを回避し、且つ重合反応を適切な時間で完了させることができる。
【００２９】
また、単量体を水溶液の状態で用意する場合、該水溶液には、ラジカル重合開始剤以外の各種添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば、内部架橋剤、増粘剤、発泡剤、連鎖移動剤などが挙げられる。
【００３０】
内部架橋剤としては、例えば、（ポリ）エチレングリコール（本明細書では、「（ポリ）」とは「ポリ」の接頭語がある場合とない場合を意味する）、（ポリ）プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、（ポリ）グリセリン等のジオール、トリオール等のポリオール類と（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和酸とを反応させて得られる不飽和ポリエステル類；Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド等のビスアクリルアミド類；ポリエポキシドと（メタ）アクリル酸とを反応させて得られるジ（メタ）アクリル酸エステル類又はトリ（メタ）アクリル酸エステル類；トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のポリイソシアネートと（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチルとを反応させて得られるジ（メタ）アクリル酸カルバミルエステル類；アリル化澱粉、アリル化セルロース、ジアリルフタレート、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼン等の重合性不飽和基を２個以上有する化合物；（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセリンジグリシジルエーテル等のジグリシジル化合物、トリグリシジル化合物等のポリグリシジル化合物；エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロルヒドリン等のエピハロヒドリン化合物；２，４−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物等の反応性官能基を２個以上有する化合物；３−メチル−３−オキセタンメタノール、３−エチル−３−オキセタンメタノール、３−ブチル−３−オキセタンメタノール、３−メチル−３−オキセタンエタノール、３−エチル−３−オキセタンエタノール、３−ブチル−３−オキセタンエタノール等のオキセタン化合物等が挙げられる。これらの内部架橋剤の中でも、ポリグリシジル化合物を用いることが好ましく、ジグリシジルエーテル化合物を用いることがより好ましく、（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセリンジグリシジルエーテルを用いることが好ましい。これらの内部架橋剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
重合反応に供される単量体は、重合する際に自己架橋が生じて架橋密度が十分に高まり得るが、内部架橋剤を用いることにより、架橋密度をさらに高めることもできる。
【００３１】
内部架橋剤の使用量は、重合反応に供される単量体１モルに対して、０．０００００１〜０．０２モルであることが好ましく、０．００００１〜０．０１モルであることがより好ましく、０．００００１〜０．００５モルであることがさらに好ましく、０．００００１〜０．００２モルであることがよりさらに好ましい。内部架橋剤の使用量がこの範囲にあれば、十分な機械的強度を有する吸水性樹脂を得ることができる。十分な機械的強度を有する吸水性樹脂を後述する工程３に供すれば、ドロー分散媒中における吸水性樹脂の流動性をより高めることができ、その結果、ドロー液の流動性をより高くすることができる。
【００３２】
増粘剤としては、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸（部分）中和物、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、デキストリン、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド等を用いることができる。増粘剤を添加して水溶液粘度を調整することによって、逆相懸濁重合において得られる中位粒子径を制御することが可能である。
増粘剤の使用量は、単量体水溶液の粘度を、好ましくは１０〜５０００００ｍＰａ・ｓとする量、より好ましくは２０〜３０００００ｍＰａ・ｓとする量、よりさらに好ましくは５０〜１０００００ｍＰａ・ｓとする量であることが望ましい。なお、単量体水溶液の粘度は、２０℃、６ｒｐｍで単量体水溶液を攪拌した状態で、ブルックフィールド型粘度計を用いて測定した値である。
例えば、単量体水溶液における増粘剤の濃度は、通常０．００５質量％〜１０質量％であり、好ましくは０．０１質量％〜５質量％であり、さらに好ましくは０．０３質量〜３質量％である。
【００３３】
発泡剤としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸二ナトリウム、炭酸二カリウム、炭酸二アンモニウムなどの炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの炭酸水素塩を用いることができる。発泡剤を添加して水溶液に気泡を含有させることによって、得られる吸水性樹脂の比表面積を広くすることが可能である。
得られる吸水性樹脂の比表面積が広ければ、ドロー分散媒との接触が促進され、吸水性樹脂からイオンが遊離し易くなる。その結果、より浸透圧の高いドロー液を得られ易くなる。
例えば、単量体水溶液における発泡剤の濃度の上限値は５重量％であり、より好ましくは１重量％であり、さらに好ましくは０．５重量％である。
【００３４】
連鎖移動剤としては、例えば、次亜リン酸塩類、チオール類、チオール酸類、第２級アルコール類、アミン類等を用いることができる。
連鎖移動剤の使用量は、重合反応に供される単量体１００質量部に対して、好ましくは０．００１〜３０質量部、より好ましくは０．０１〜２０質量部である。
【００３５】
（工程２）
本工程では、工程１で用意した単量体を炭化水素分散媒中で重合することにより、吸水性樹脂を得る。具体的には、工程１で用意した単量体を炭化水素分散媒に投入し、分散液を得る。その後、単量体を分散させながら（分散液を攪拌しながら）該分散液を加熱することにより、ラジカル重合開始剤によって単量体を重合させ、吸水性樹脂を得る。
【００３６】
炭化水素分散媒としては、例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、２−メチルヘキサン、３−メチルヘキサン、２，３−ジメチルペンタン、３−エチルペンタン、ｎ−オクタン等の炭素数６〜８の脂肪族炭化水素；シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、ｔｒａｎｓ−１，２−ジメチルシクロペンタン、ｃｉｓ−１，３−ジメチルシクロペンタン、ｔｒａｎｓ−１，３−ジメチルシクロペンタン等の脂環族炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらの炭化水素分散媒の中でも、特に、工業的に入手が容易であり、品質が安定しており且つ安価である点で、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサンが好適に用いられる。これらの炭化水素分散媒は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせた混合物を用いてもよい。炭化水素分散媒の混合物の例としては、例えば、エクソールヘプタン（エクソンモービル社製：ヘプタン及びその異性体の炭化水素７５質量％〜８５質量％含有）などが挙げられる。
【００３７】
炭化水素分散媒の使用量としては、重合反応に供される単量体を均一に分散し、重合温度の制御を容易にする観点から、単量体１００質量部に対して、１００質量部〜１５００質量部であることが好ましく、２００質量部〜１４００質量部であることがより好ましい。
【００３８】
重合工程における反応温度としては、重合反応を迅速に進行させ、重合時間を短くすることにより、経済性を高めるとともに、容易に重合熱を除去して円滑に反応を行わせる観点から、２０℃〜１００℃であることが好ましく、４０℃〜９０℃であることがより好ましい。
【００３９】
本工程では、重合反応に供される単量体を炭化水素分散媒中で均一に分散させることが好ましい。単量体を均一に分散させるため、各種攪拌翼が好ましく用いられる。攪拌翼としては、例えば、プロペラ翼、パドル翼、アンカー翼、タービン翼、ファウドラー翼、リボン翼、フルゾーン翼（神鋼パンテック株式会社製）、マックスブレンド翼（住友重機械工業株式会社製）、スーパーミックス翼（サタケ化学機械工業株式会社製）等を使用することができる。
【００４０】
なお、本工程では、炭化水素分散媒は、各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、分散安定剤が挙げられる。
分散安定剤を使用することで、単量体を炭化水素分散媒中においてより良好に分散させることができ、その結果、得られる吸水性樹脂の中位粒子径を適当な範囲に調整することが容易となる。
【００４１】
分散安定剤としては、例えば、界面活性剤を用いることができ、界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらの界面活性剤は、単独で使用してもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４２】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、リオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビトールテトラ脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、アルキルポリグルコシド、ポリオキシエチレンコレステリルエーテル、ポリオキシエチレンフィトステリルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルなどが挙げられる。
【００４３】
アニオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸などの脂肪酸のナトリウム塩又はトリエタノールアミン塩、ココイルメチルタウリンナトリウム、ラウロイルメチルタウリンナトリウム、ミリストイルメチルタウリンナトリウム、パルミトイルメチルタウリンナトリウム、ステアロイルメチルタウリンナトリウムなどのＮアシルメチルタウリン塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンオレイルエーテルリン酸、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルリン酸などのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルなどが挙げられる。
【００４４】
カチオン性界面活性剤としては、例えば、塩化ステアリルトリメチルアンモニウム、臭化ステアリルトリメチルアンモニウム、塩化ベヘニルトリメチルアンモニウム、臭化ベヘニルトリメチルアンモニウム、臭化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ジステアリルジメチルアンモニウム、塩化ジベヘニルジメチルアンモニウム、臭化ジベヘニルジメチルアンモニウム、塩化ジセチルジメチルアンモニウム、臭化ジセチルジメチルアンモニウム、塩化ジラウリルジメチルアンモニウム、塩化ステアリン酸アミドプロピルトリメチルアンモニウム、ジココイルエチルヒドロキシエチルメチルアンモニウム・メチル硫酸塩などが挙げられる。
【００４５】
両性界面活性剤としては、例えば、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジルイノシトール、スフィンゴリン脂質などが挙げられる。
【００４６】
これらのなかでも、吸水性樹脂の中位粒子径を非常に小さく（上記［吸水性樹脂］の欄に例示した範囲に）調整可能であることから、好ましくはアニオン性界面活性剤が用いられ、より好ましくはポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルが用いられ、さらに好ましくはポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸が用いられる。
吸水性樹脂の中位粒子径を非常に小さい範囲で調整することができれば、吸水性樹脂の比表面積（即ち、分散媒との接触面積）が広くなり、吸水性樹脂から電離したカチオンがドロー液内で拡散し易くなる。その結果、ドロー液の浸透圧をより高めることができる。
【００４７】
界面活性剤の使用量は、炭化水素分散媒中における、単量体の分散状態を良好に保ち、かつ使用量に見合う分散効果を得るため、重合反応に供される単量体１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部〜３０質量部、より好ましくは０．３質量部〜２０質量部とされる。
【００４８】
また分散安定剤として、界面活性剤とともに高分子系分散剤を併用してもよい。使用できる高分子系分散剤としては、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸変性ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマー）、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・ブタジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、酸化型エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。なかでも、単量体の分散安定性の面から、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性エチレン・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン共重合体、無水マレイン酸・プロピレン共重合体、無水マレイン酸・エチレン・プロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、酸化型ポリエチレン、酸化型ポリプロピレン、酸化型エチレン・プロピレン共重合体等が好ましい。これらの高分子系分散剤は、単独で使用してもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４９】
高分子系分散剤の使用量は、炭化水素分散媒中における、単量体の分散状態を良好に保ち、かつ使用量に見合う分散効果を得るため、重合反応に供される単量体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜３０質量部、より好ましくは０．３〜２０質量部とされる。
【００５０】
なお、上述した分散安定剤を用いた場合、最終的に得られる本発明の吸水性樹脂には、分散安定剤が含まれる。本発明の吸水性樹脂に含まれる分散安定剤の量の下限値は、例えば、０．１ｐｐｍであり、好ましくは１０ｐｐｍであり、より好ましくは１００ｐｐｍである。また、吸水性樹脂に含まれる分散安定剤の量の上限値は、例えば、１０００００ｐｐｍであり、より好ましくは１００００ｐｐｍであり、さらに好ましくは１０００ｐｐｍであり、よりさらに好ましくは１００ｐｐｍである。
【００５１】
（工程３）
工程３は、工程２で得られた吸水性樹脂に後架橋を施す工程である。
具体的には、工程２で得られた吸水性樹脂に後架橋剤を添加し、反応温度まで加熱することで吸水性樹脂に後架橋が施される。
【００５２】
後架橋剤としては、反応性官能基を２個以上有する化合物を挙げることができる。例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリグリセリン等のポリオール類；（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセリンジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、（ポリ）グリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物；エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン、α−メチルエピクロルヒドリン等のハロエポキシ化合物；２，４−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等のイソシアネート化合物；３−メチル−３−オキセタンメタノール、３−エチル−３−オキセタンメタノール、３−ブチル−３−オキセタンメタノール、３−メチル−３−オキセタンエタノール、３−エチル−３−オキセタンエタノール、３−ブチル−３−オキセタンエタノール等のオキセタン化合物；１，２−エチレンビスオキサゾリン等のオキサゾリン化合物；エチレンカーボネート等のカーボネート化合物；ビス［Ｎ，Ｎ−ジ（β−ヒドロキシエチル）］アジプアミド等のヒドロキシアルキルアミド化合物が挙げられる。これらの後架橋剤の中でも、（ポリ）エチレングリコールジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセリンジグリシジルエーテル、（ポリ）グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、（ポリ）プロピレングリコールポリグリシジルエーテル、（ポリ）グリセロールポリグリシジルエーテル等のポリグリシジル化合物が好ましい。これらの後架橋剤は、単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５３】
後架橋剤の使用量としては、重合反応に供した単量体１モルに対して、０．０００００１〜０．０２モルであることが好ましく、０．００００１〜０．０１モルであることがより好ましく、０．００００１〜０．００５モルであることがさらに好ましく、０．００００１〜０．００２モルであることがよりさらに好ましい。
【００５４】
後架橋剤は、そのまま吸水性樹脂に添加してもよいが、適当な溶媒に溶解させて処理液としたうえで吸水性樹脂に添加することが好ましい。
後架橋剤を溶解する溶媒としては、例えば、水、親水性有機溶媒、又は混合溶媒などが挙げられる。
親水性有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類；アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類；ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド類；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類等が挙げられる。
混合溶媒は、これらの親水性有機溶媒を２種類以上組み合わせた溶媒、又は、１種以上の親水性有機溶媒と水を組み合わせた溶媒である。
【００５５】
後架橋剤の添加対象である吸水性樹脂は、重合反応に供した単量体１００質量部に対して、１質量部〜１００質量部の水分を含んでいることが好ましく、１０質量部〜７０質量部の水を含んでいることが好ましく、２０質量部〜６０質量部の水を含んでいることが好ましい。なお、水分の量は、工程２の反応系に含まれる水分と後架橋剤を添加する際に必要に応じて用いられる水分との合計量を意味する。
吸水性樹脂に含まれる水分は、例えば、工程２の反応系に熱などのエネルギーを加えることにより、水、炭化水素分散媒等を蒸留により除去することで予め調整できる。この水分の調整は、常圧下でも減圧下で行ってもよく、窒素等の気流下で行ってもよい。水分の調整を常圧下で行う場合、加熱温度は７０℃〜２５０℃が好ましく、８０℃〜１８０℃がより好ましく、８０℃〜１４０℃が更に好ましく、９０℃〜１３０℃が特に好ましい。水分の調整を減圧下で行う場合、加熱温度は４０℃〜１６０℃が好ましく、５０℃〜１２０℃がより好ましい。なお、水分の調整は、後架橋剤の添加と同時に行うこともできる。
【００５６】
後架橋反応の反応温度としては、５０℃〜２５０℃であることが好ましく、６０℃〜１８０℃であることがより好ましく、６０℃〜１４０℃であることがさらに好ましく、７０℃〜１２０℃であることがよりさらに好ましい。また、後架橋反応の反応時間としては、１分〜３００分であることが好ましく、５分〜２００分であることがより好ましい。
【００５７】
本工程を経ることで、正浸透膜モジュールに好適に使用できる吸水性樹脂を作製することができる。具体的には、本工程を経ることで、吸水性樹脂の表面がさらに架橋され（即ち表面の架橋密度が高くなり）、分散媒に分散させた際の吸水性樹脂の粘性が低下する。その結果、吸水性樹脂がドロー分散媒中で凝集し難くなり、より流動性の高いドロー液を作製することができる。また、本工程では、吸水性樹脂の表面が架橋されるため、その機械的強度が高くなる。その結果、吸水性樹脂の形状が維持され易く、正浸透膜モジュールに長期間に亘って適用できるドロー液を作製することができる。
【００５８】
なお、工程３を経て（即ち、後架橋処理を経て）吸水性樹脂を作製した場合、最終的に得られる本発明の吸水性樹脂には、後架橋剤が残存し得る。本発明の吸水性樹脂に残存し得る後架橋剤の量は、例えば、０．１ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍであり、好ましくは０．１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍであり、より好ましくは０．１ｐｐｍ〜１０ｐｐｍであり、よりさらに好ましくは０．１ｐｐｍ〜５ｐｐｍである。
【００５９】
以上、本発明の吸水性樹脂の製造方法について、その一例を挙げて説明したが、本発明の吸水性樹脂の製造方法は上述の例に限定されず、適宜製造条件を変更することができる。
例えば、工程３の後、さらに吸水性樹脂の水分の調整を行ってもよい。この場合、工程３の欄で説明した方法と同様の方法により水分の調整が可能である。
【００６０】
［ドロー分散媒］
ドロー分散媒は、吸水性樹脂を均一に分散可能な液体である。
ドロー分散媒としては、水系分散媒が好ましい。水系溶媒としては、例えば、水、親水性分散媒、水と親水性分散媒の混合分散媒などが挙げられる。前記親水性分散媒は、水に略均一に溶解する液体である。親水性分散媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類；エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類；メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類；酢酸エチルなどのエステル類；などが挙げられる。吸水性樹脂を均一に分散させ易いことから、水系分散媒は、好ましくは水、又は、水と親水性分散媒の混合溶媒であり、より好ましくは水である。
【００６１】
［ドロー液の製造方法］
上述した吸水性樹脂をドロー分散媒に分散させることで本発明のドロー液が製造される。
本発明のドロー液の濃度（ドロー液中、吸水性樹脂が占める割合）の下限値は、ドロー液の浸透圧を十分に高める観点から、好ましくは１質量％であり、より好ましくは５質量％であり、さらに好ましくは８質量％である。また、ドロー液の流動性を十分に確保する観点から、その上限値は、好ましくは６０質量％であり、より好ましくは４０質量％であり、さらに好ましくは３０質量％であり、よりさらに好ましくは１５質量％である。なお、本欄で言及したドロー液の濃度は、被処理液からの水分浸透によってドロー液が希釈される前の濃度（正浸透法による真水の回収を行う前の濃度）である。
ドロー液には、任意の添加剤が含まれていてもよい。このような添加剤としては、例えば、無機微粉末、界面活性剤、酸化剤、還元剤、金属キレート剤、ラジカル連鎖禁止剤、酸化防止剤、抗菌剤、消臭剤等が挙げられる。例えば、吸水性樹脂１００質量部に対し、無機微粉末を０．０５〜５質量部添加することで、ドロー液中における吸水性樹脂の流動性を向上させることができる。無機微粉末の例としては、親水性シリカ、疎水性シリカ、タルク、ゼオライト、酸化アルミ粉末等が挙げられる。
【００６２】
本発明のドロー液は、ドロー化合物として吸水性樹脂を用いているため、正浸透法に用いられ得る高い浸透圧と、正浸透膜モジュールに適用可能な高い流動性を有する。そのため、海水や各種排水などの被処理液から真水を効率的に回収することができる。
【００６３】
＜造水システム＞
本発明の造水システムは、上述した本発明のドロー液を使用している。
具体的には、図１に示すように、本発明の造水システム１０は、正浸透膜モジュール１と、造水装置２と、循環経路３と、循環経路３を流れるドロー液と、を有する。なお、図１において、黒矢印は被処理水の流動方向を表し、白矢印はドロー液の流動方向を表している。
造水システム１０を使用する際、正浸透膜モジュール１内に供給された被処理水が、正浸透膜モジュール１に収納された正浸透膜１２を介してドロー液と接触することにより、被処理水からドロー液に水分が浸透する。ドロー液に水分が浸透することにより、ドロー液は希釈され、この希釈されたドロー液が循環経路３の往路３１を介して造水装置２へ輸送される。造水装置２において希釈されたドロー液から真水が回収され、ドロー液の濃度が元に戻される。そして、濃度が元に戻ったドロー液は、循環経路３の復路３２を介して正浸透膜モジュール１内に供給される。
以下、本発明の造水システム１０を構成する各要素について詳述する。
【００６４】
正浸透膜モジュール１は、正浸透法を実施する装置であり、中空状のケース１１と、正浸透膜１２と、を含んでいる。正浸透膜１２は、ケース１１を、被処理液が供給される第１室１１１と、ドロー液が供給される第２室１１２と、に区画している。換言すると、ケース１１は、正浸透膜１２によって第１室１１１と第２室１１２に空間的に分離されている。
【００６５】
正浸透膜１２は、正浸透を発生させる半透膜である。図１において、正浸透膜１２は、平膜状に描写されているが、正浸透膜１２の形状は使用する正浸透膜モジュール１に合わせて適宜変更することができる。例えば、正浸透膜１２は、スパイラル膜状であってもよく、中空糸膜状であってもよい。特に、中空糸膜状に形成された正浸透膜１２を用いることにより、効率的に正浸透法を実行することができる。なお、中空糸膜状に形成された正浸透膜１２を用いる場合、正浸透膜モジュール１は、正浸透膜１２を芯管に巻きつけたクロスワインド型のモジュールであることが好ましい。
正浸透膜１２の形成材料としては、例えば、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、架橋ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリアミド酸、ポリイミド、ポリアミドヒドラジド、ポリイミダゾロン、ポリスルホンアミド、ポリベンズイミダゾール、ポリアリーレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリスルホンなどが挙げられる。
【００６６】
正浸透膜モジュール１の第１室１１１には、被処理液の流動経路４が連結されている。具体的には、第１室１１１は、流動経路４の往路４１に連結した入口１１１ａと、流動経路４の復路４２に連結した出口１１１ｂと、を有している。流動経路４は、一般的には、管路である。往路４１を通じて入口１１１ａから正浸透膜モジュール１の第１室１１１に供給された被処理液は、該第１室１１１において、その水分が正浸透膜１２を介してドロー液に浸透することで濃縮される。濃縮された被処理液は、第１室１１１の出口１１１ｂから排出され、復路４２を介して回収される。
なお、図示していないが、本発明の造水システム１０では、被処理液は、ポンプなどの流動手段によって流動経路４を一方向（黒矢印で示す方向）に流動するように構成されている。
【００６７】
正浸透膜モジュール１の第２室１１２には、ドロー液が流動する循環経路３が連結されている。具体的には、第２室１１２は、循環経路３の復路３２に連結した入口１１２ａと、循環経路３の往路３１に連結した出口１１２ｂと、を有している。循環経路３は、一般的には、管路である。復路３２を通じて入口１１２ａから正浸透膜モジュール１の第２室１１２に供給されたドロー液に対し、該第２室１１２において、被処理液から正浸透膜１２を介して水分が流入する。即ち、第２室１１２においてドロー液は希釈される。希釈されたドロー液は、第２室１１２の出口１１２ｂから排出され、往路３１を通じて造水装置２へ輸送される。造水装置２によって水分が回収されることでドロー液は濃縮され、復路３２を通じて再び正浸透膜モジュール１の第２室１１２へ輸送される。
本実施形態では、ドロー液を流動させるポンプなどの流動手段５が循環経路３の中途部に設けられている。なお、図１では、流動手段５は復路３２に設けられているが、流動手段５は往路３１に設けられていてもよく、往路３１と復路３２の両方に設けられていてもよい。
【００６８】
ケース１１内における被処理液とドロー液の流動方向は同じであってもよく、異なっていてもよいが、効率的な正浸透を実現するため、ケース１１内における両者の流動方向は異なることが好ましく、図１に示すように、両者の流動方向は対向する（即ち、両者の流動方向が逆である）ことがより好ましい。
【００６９】
正浸透膜モジュール１の第１室１１１に供給される被処理液は、ドロー液よりも浸透圧の低い液体である。被処理液は、例えば、海水、汽水、かん水、工業排水、家庭用排水、又はこれらの混合水であり、好ましくは海水、工業排水、又は家庭用排水であり、より好ましくは海水である。
正浸透膜モジュール１では、被処理液が流動した状態で正浸透法が実施される。そのため、被処理液の流動性があまりに低い場合、流動性を十分に高めたうえで正浸透膜モジュール１に供給する必要がある。例えば、流動性の低い工業排水に海水又は汽水を混ぜて流動性を高めた被処理液を調製することができる。
【００７０】
本発明の造水システム１０に用いられるドロー液は、＜ドロー液＞の欄で詳述した本発明のドロー液を含んでいる。
本発明の造水システム１０に用いられるドロー液は、実質的に本発明のドロー液のみから構成されていてもよく、本発明のドロー液に加え、従来公知のドロー液（例えば、刺激応答性ポリマーをドロー化合物として含むドロー液）をさらに含んでいてもよい。従来公知のドロー液を含む場合、本発明のドロー液が占める割合は、７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましい。
なお、「実質的に本発明のドロー液のみから構成されている」とは、完全に本発明のドロー液のみから構成されている場合だけでなく、本発明の技術分野で許容される範囲内の不純物や添加剤などが混入している場合を含んでいる。
【００７１】
造水装置２は、正浸透膜モジュール１によって希釈されたドロー液から真水を回収するシステムを有すると共に、真水が回収されたドロー液（即ち、濃縮されたドロー液）を再び循環経路３に戻す装置である。ドロー液から真水を回収するシステムとしては、例えば、膜分離システム、遠心分離システム、沈降分離システム、又はこれらの組合せが挙げられるが、回収した真水に吸水性樹脂が混入することを防止するという観点から、膜分離システムが好ましく用いられる。
膜分離システムに用いられる分離膜としては、例えば、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜などが挙げられるが、濃縮エネルギーを抑えることができるため、精密ろ過膜または限外ろ過膜が好ましく用いられる。
【００７２】
本発明の造水システム１０は、正浸透法に用いられ得る高い浸透圧を有する本発明のドロー液を使用している。そのため、海水や工業排水などの被処理液から真水を効率的に回収することができる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明のドロー液について具体的な実施例を挙げて説明する。なお、本発明のドロー液は下記の実施例に限定されるものではない。
【００７４】
［実施例１］
（重合反応）
還流冷却器、滴下ロート、窒素ガス導入管、翼径５０ｍｍのマックスブレンド翼を内径１００ｍｍの丸底円筒型セパラブルフラスコ（以下、丸底フラスコという）を準備した。
丸底フラスコに炭化水素分散媒としてｎ−ヘプタン４８０ｍＬを加え、界面活性剤としてポリオキシエチレンラウリルエーテルリン酸（別名：オレス４−リン酸）（東邦化学工業社製、商品名フォスファノールＲＢ−４１０；ＨＬＢ８．６）を１．１０ｇ添加し、５０℃まで昇温して界面活性剤をｎ−ヘプタンに溶解した。
一方、内容積３００ｍＬのビーカーに、水溶性エチレン性不飽和単量体水溶液として８０．５質量％のアクリル酸水溶液９２ｇ（１．０３モル）を加えた。上記アクリル酸水溶液を氷水冷しながら、ビーカーに２０．９質量％水酸化ナトリウム水溶液１４７．７ｇを滴下して、上記アクリル酸のうち７５モル％の中和を行った。その後、内部架橋剤として１０質量％のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液７３．６０ｇ（０．０４２モル）を添加し、さらにラジカル重合開始剤として過硫酸カリウム０．１０ｇ（０．０００３７モル）を加えて溶解し、水性液を調製した。
丸底フラスコ内の炭化水素分散媒を攪拌機（新東科学社製、商品名スリーワンモータＢＬｈ１２００）を用いて攪拌しながら上記水性液の全量を丸底フラスコに添加した。なお、撹拌機の回転数は１０００ｒｐｍであった。系内を窒素で３０分間置換した後、丸底フラスコを７０℃の水浴に浸漬して系内を昇温し、重合反応を１時間行うことにより、水を含んだゲル状の重合体（吸水性樹脂）を得た。
【００７５】
（後架橋）
次いで、１２０℃の油浴を使用して系内を昇温し、水とｎ−ヘプタンを共沸させることにより、ｎ−ヘプタンを還流しながら、１１１．７ｇの水を系外へ抜き出した。その後、丸底フラスコに後架橋剤として１０質量％のエチレングリコールジグリシジルエーテル水溶液７３．６０ｇ（０．０４２モル）を添加し、約８０℃の油浴を用いて丸底フラスコを２時間保持し、後架橋処理を行った。
その後、１２０℃の油浴を使用して系内を昇温し、ｎ−へプタンを蒸発させて乾燥させることによって、吸水性樹脂を９０．２ｇ得た。
【００７６】
（吸水性樹脂の中位粒子径の測定）
作製した吸水性樹脂の中位粒子径を、レーザー回折式粒度分布測定装置（株式会社島津製作所製、ＳＡＬＤ−２０００）を用いて測定した。その結果、中位粒子径は５μｍであった。
【００７７】
（ドロー液の調製と浸透圧の測定）
回転子を入れた１００ｍＬビーカーに水９０ｍＬを準備し、そこに作製した粒子状の吸水性樹脂を１０ｇ添加した。吸水性樹脂が水中で均一に分散するように分散液を攪拌することで、濃度１０質量％のドロー液を作製した。ドロー液は、一般的な正浸透膜モジュールに適用可能な流動性を有していた。
ドロー液の浸透圧を、浸透圧計（ＷＥＳＣＯＲ社製「蒸気圧法オズモメーター５６００型」）を用いて３回測定した。３回の測定により得られた各測定値の平均値（２０ｍｍｏｌ／ｋｇ）をドロー液の浸透圧とした。なお、浸透圧計の校正温度は２５℃であり、校正物質はイオン交換水であった。
【符号の説明】
【００７８】
１０…造水システム
１…正浸透膜モジュール
１１…ケース
１１１…第１室
１１２…第２室
１２…正浸透膜
２…造水装置
３…循環経路
【図１】
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