(57)【要約】高性能多孔質層を製造するために最適化された配合をもつ第一の親水性ポリマー溶液を置く；前記第一の親水性ポリマー溶液の上部に、高性能緻密層を製造するのに最適化された第二の、異なる親水性ポリマー溶液を置く；及び第二の、異なる親水性ポリマー溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって、この二層ポリマー溶液を正浸透膜と圧力遅延浸透膜の一つに形成することを含む、浸漬析出により二層膜を形成する方法。浸漬析出により形成された二層膜は、高性能多孔質膜を製造するために最適化された配合を持つ第一の親水性ポリマー溶液から形成された多孔質膜と、前記多孔質層の上部であって、多孔質層により支持された、高性能緻密層を製造するために最適化された、第二の、異なる親水性ポリマー溶液から形成された緻密層とを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
浸漬析出による二層膜の形成方法であって、
高性能多孔質層を製造するために最適化された配合をもつ第一の親水性ポリマー溶液を置く；
前記第一の親水性ポリマー溶液の上部に、高性能緻密層を製造するのに最適化された第二の、異なる親水性ポリマー溶液を置いて二層溶液を形成する；及び
第二の、異なる親水性ポリマー溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって、この二層ポリマー溶液を正浸透膜と圧力遅延浸透膜の一つに形成する、各段階を含む前記方法。
【請求項２】
二層ポリマー溶液を正浸透膜と圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、第二の、異なる親水性ポリマー溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって、二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、約5〜約15ミクロンの厚さを有する緻密層と、約20〜約150ミクロンの厚さを有する多孔質層とを形成することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、約50容積％以上のポリマー密度を有する緻密層と、約15〜約30容積％のポリマー密度を有する多孔質層とを形成することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
第一の親水性ポリマー溶液を置くことは、第一の三酢酸セルロース溶液を置くことを含み；
前記第一の親水性ポリマー溶液の上部に、第二の、異なる親水性ポリマー溶液を置くことは、第一の三酢酸セルロース溶液の上部に、第二の酢酸酪酸セルロース溶液と第二の酢酸セルロース溶液の一つを置いて、二層ポリマー溶液を形成することを含み；及び
前記二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、二層ポリマー溶液を、第二の酢酸酪酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって非対称正浸透膜と、第二の酢酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
第一の親水性ポリマー溶液を置くことは、第一の三酢酸セルロース溶液を置くことを含み；
前記第一の親水性ポリマー溶液の上部に、第二の、異なる親水性ポリマー溶液を置くことは、前記第一の三酢酸セルロース溶液の上部に、第二の酢酸酪酸セルロース溶液と第二の酢酸セルロース溶液の一つを置いて、二層ポリマー溶液を形成することを含む；及び
前記二層ポリマー溶液を正浸透膜と圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、前記二層ポリマー溶液を、第二の酢酸酪酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって正浸透膜と、第二の酢酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を作ることによって圧力遅延浸透膜の一つに形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
高性能多孔質層を製造するために最適化された配合を持つ第一の親水性ポリマー溶液から形成された多孔質層と；
前記多孔質層の上部の、前記多孔質層により支持された緻密層であって、高性能緻密層を製造するために最適化された、第二の、異なる親水性ポリマー溶液から形成される緻密層とを含む、浸漬析出法により形成される二層膜。
【請求項８】
前記膜が非対称膜である、請求項７に記載の膜。
【請求項９】
前記緻密層が、約5〜約15ミクロンの厚さを含み、前記多孔質層が約20〜約150ミクロンの厚さを含む、請求項８に記載の膜。
【請求項１０】
前記緻密層は約50容積％以上のポリマー密度を含み、前記多孔質層は約15〜約30容積％のポリマー密度を含む、請求項８の膜。
【請求項１１】
前記非対称膜は、非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つを含む、請求項８の膜。
【請求項１２】
前記非対称膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸酪酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ非対称正浸透膜を含む、請求項８の膜。
【請求項１３】
前記非対称膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ非対称圧力遅延浸透膜を含む、請求項８の膜。
【請求項１４】
前記膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸酪酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ正浸透膜を含む、請求項７の膜。
【請求項１５】
前記膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ圧力遅延浸透膜を含む、請求項７の膜。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連する出願に対するクロスリファレンス
[0001]本出願は、2011年1月11日に出願された、シリアル番号61431563号の係属中の仮出願「TWO-LAYER MEMBRANE」に優先権を主張する。この開示は全体が本明細書中、参照として含まれる。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本明細書は、正浸透(forward osmosis：FO)及び圧力遅延浸透(pressure  retarded osmosis：PRO)膜プロセス用の二層膜並びに、たとえば用途に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]高度選択的半透過性膜の開発は、主に逆浸透(reverse osmosis：RO)に集中してきた。高性能RO膜は、機械的に強固な多孔質膜によって支持される、非常に薄い、緻密なポリマー層をもつ。この支持体膜の構造は、膜のフラックス(flux)と選択性には殆ど影響しない。
【０００４】
[0004]近年、FOも同様に脚光を浴びてきている。FO膜はRO膜と同様の化学種選択性(species selectivity)をもつが、FOでは、多孔質支持体層の特性(たとえばモルフォロジー及び親水性)は膜の性能に大きな影響を与える。
【０００５】
[0005]現在、市販でしか入手できないFO膜は、Hydration Technology Innovations，LLC of Ablany，OR(HTI)により製造されている。これは、浸漬析出プロセスを使用して埋め込み支持体スクリーンキャストを備えた三酢酸セルロース(cellulose triacetate：CTA)である。この膜は、複合RO膜(0.2ミクロン)上で一般的なものよりもずっと厚い緻密な拒絶層(rejection layer)(10〜20ミクロン)をもつ。しかしながらこのHTI膜は、その多孔質支持体層の開放性(openness)及び親水性のため、FO試験では複合RO膜をはるかにしのぐ性能をもつ。
【０００６】
[0006]しかし、CTA膜はpH耐性が限られているため、多くの用途において好適ではない。CTAよりもずっとpH耐性である、酢酸酪酸セルロース(cellulose acetate butyrate：CAB)及び酢酸プロピオン酸セルロース(cellulose acetate propionate：CAP)などの他のセルロースエステル類があるが、これらは浸漬析出プロセスを使用してキャストすると、FOでは性能が低下する。同様に、酢酸セルロース(cellulose acetate：CA)膜はROではCTAよりも高いフラックスをもち、このことはCAの拒絶層が優れた輸送特性を持つことを示している。しかし、FOでのCA性能は、CTAが優れた多孔質支持体層であるため、CTAの性能よりも悪い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[0007]本明細書の態様は、正浸透(FO)及び圧力遅延浸透(PRO)膜プロセス用の二層膜並びに、たとえば用途に関する。これらの態様及びこれらの実施(implementation)は、参照として本明細書に含まれる、付記請求の範囲に記載の構成要素及び段階の一つ以上またはすべてを含むことができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0008]一態様において、浸漬析出による二層膜の形成法を開示する。本形成法は、高性能多孔質膜を製造するために最適化された配合をもつ第一の親水性ポリマー溶液を置く(deposit)させる；前記第一の親水性ポリマー溶液の上部に、高性能緻密層を製造するのに最適化された第二の、異なる親水性ポリマー溶液を置き、二層ポリマー溶液を形成する；及び第二の、異なる親水性ポリマー溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって、この二層ポリマー溶液を正浸透膜と圧力遅延浸透膜の一つに形成する、各段階を含む。
【０００９】
[0009]個々の実施は、下記のものの一つ以上または全てを含むことができる。
[0010]二層ポリマー溶液を正浸透膜及び圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、緻密層を形成するために、第二の異なる親水性ポリマー溶液を水と接触させることにより、二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することを含む。
【００１０】
[0011]二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、約5〜約15ミクロンの厚さを有する緻密層と、約20〜約150ミクロンの厚さを有する多孔質層とを形成することを含む。
【００１１】
[0012]二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、約50容積％以上のポリマー密度(polymer density)を有する緻密層と、約15〜約30容積％のポリマー密度を有する多孔質層とを形成することを含む。
【００１２】
[0013]第一の親水性ポリマー溶液を置くことは、第一の三酢酸セルロース溶液を置くことを含み；
前記第一の親水性ポリマー溶液の上部に、第二の、異なる親水性ポリマー溶液を置くことは、第一の三酢酸セルロース溶液の上部に、第二の酢酸酪酸セルロース溶液と第二の酢酸セルロース溶液の一つを置いて、二層ポリマー溶液を形成することを含み；及び
前記二層ポリマー溶液を非対称正浸透膜と非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、二層ポリマー溶液を、第二の酢酸酪酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって非対称正浸透膜と、第二の酢酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって非対称圧力遅延浸透膜の一つに形成することを含む。
【００１３】
[0014]第一の親水性ポリマー溶液を置くことは、第一の三酢酸セルロース溶液を置くことを含み；
前記第一の親水性ポリマー溶液の上部に、第二の、異なる親水性ポリマー溶液を置くことは、前記第一の三酢酸セルロース溶液の上部に、第二の酢酸酪酸セルロース溶液と第二の酢酸セルロース溶液の一つを置いて、二層ポリマー溶液を形成することを含む；及び
前記二層ポリマー溶液を正浸透膜と圧力遅延浸透膜の一つに形成することは、前記二層ポリマー溶液を、第二の酢酸酪酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を形成することによって正浸透膜と、第二の酢酸セルロース溶液を水と接触させて緻密層を作ることによって圧力遅延浸透膜の一つに形成することを含む。
【００１４】
[0015]別の側面では、浸漬析出により形成される二層膜を開示し、これは、高性能多孔質層を製造するために最適化された配合を持つ第一の親水性ポリマー溶液から形成された多孔質層と；
前記多孔質層の上部の、前記多孔質層により支持された緻密層であって、前記緻密層は、高性能緻密層を製造するために最適化された、第二の、異なる親水性ポリマー溶液から形成される緻密層とを含む。
【００１５】
[0016]個々の実施は、下記のものの一つ以上または全てを含むことができる。
[0017]膜は非対称膜である。緻密層は約5〜約15ミクロンの厚さを含み、多孔質層は約20〜約150ミクロンの厚さを含む。緻密層は約50容積％以上のポリマー密度を含み、多孔質層は約15〜約30容積％のポリマー密度を含む。
【００１６】
[0018]非対称膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸酪酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ非対称正浸透膜を含む。
[0019]非対称膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ非対称圧力遅延浸透膜を含む。
【００１７】
[0020]膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸酪酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ正浸透膜を含む。
[0021]膜は、第一の三酢酸セルロース溶液から形成された多孔質層と、第二の酢酸セルロース溶液から形成された緻密層とをもつ圧力遅延浸透膜を含む。
【００１８】
[0022]二層膜及びプロセスの実施(implementation)には、以下の一つ以上またはすべてを含むことができる。
[0023]二層膜実施の一つは、高質量移動を可能にする、開放性(open)の親水性多孔質CTA支持体を有することができる。また、優れたFO性能及びpH耐性の両方を提供するために、CAB拒絶層も含むことができる。
【００１９】
[0024]別の二層膜の実施は、高質量移動を可能にする、開放性の、親水性多孔質CTA支持体を有することができる。優れたFO性能を提供し、膜フラックスを上昇させ、且つPROのプロセス経済を改善するためにCA拒絶層も含むことができる。
【００２０】
[0025]上記及び他の態様、特徴及び好都合な点は、本明細書中の記載及び図面、並びに請求の範囲から当業者には明らかである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
[0026]本明細書は、正浸透(FO)膜プロセス及び圧力遅延浸透(PRO)膜プロセス用の二層膜、並びに、たとえば、用途を特徴とする。二層膜実施の一つは、開放性の親水性多孔質CTA支持体(高質量移動を可能にする)と、優れたFO性能及びpH耐性の両方を提供するために、CAB拒絶層を含むことができる。別の二層膜の実施は、開放性の親水性多孔質CTA支持体(高質量移動が可能になる)と、優れたFO性能を提供し、膜フラックスを上昇させ、且つPROのプロセス経済を改善するためにCA拒絶層を有することができる。本明細書に開示の二層膜及び関連するプロセスの実施には多くの特徴があり、そのうちの一つの、複数の、若しくはすべての特徴または工程を任意の特定の実施において使用することができる。
【００２２】
[0027]以下の記載において、他の実施を使用することができ、構造的並びに手順上の変更は、本明細書の範囲から逸脱することなく実施できるということは理解すべきである。便宜上、様々な構成要素を典型的な材料、サイズ、形状、及び寸法等を使用して記載する。しかしながら、本明細書は記載された実施例に限定されず、他の構成も本発明の開示内容の範囲内で可能である。
【００２３】
[0028]様々な二層膜の実施がある。一部のものはCTA支持体層の高質量移動とCABまたはCAの緻密層とを合わせて、それぞれpH耐性またはより高い膜フラックスを提供する。
[0029]それにもかかわらず、本開示の典型的な目的に合うよう、二層膜の実施を形成するプロセスは一般に、浸漬析出プロセスにより二層膜をキャストすることを含むことができる。そのようなプロセスはたとえば、それぞれCAB膜またはCA膜のpH耐性またはより高い膜フラックスをもつ、CTA膜の性能を備えた柔軟な(pliable)膜を製造することができる。
【００２４】
[0030]膜に形成される層状構造のポリマー溶液を形成する方法は複雑である。重要な点は、(1)多孔質層の構造は、FOフラックス及び気体膜耐久性に非常に重要であり、CA、CAB及びCTAの間で広範囲を変動すること；(2)三種類のセルロースエステルは全て同様の溶媒に可溶性であるが、層の中で接触させると、上部層が水と接触するまでこれらは析出しないだろうということ；及び(3)浸漬析出プロセスでは、緻密層は上部層上のみに形成するだろうということと理解されている。表面層より下の層は全て、もっぱら多孔質層を形成するだろう。この多孔質層は、層を形成しているポリマーにとって特有の構造をもつべきである。
【００２５】
浸漬析出
[0031]最適の緻密層及び多孔質層性能を同時に達成するために、二層膜はキャストしなければならない。本明細書で使用する浸漬析出プロセスは、米国特許第31331324号(Loeb及びSourirajan)に開示されているものと同様であり、この特許の開示は、本明細書中、その全体が参照として含まれる。
【００２６】
[0032]本プロセスは、高性能多孔質層を製造するのに好適な配合のポリマー溶液の層を置き、次いでその上部に高性能緻密層を製造するのに最適化されたポリマー溶液を置くことを内含する。次いで二層ポリマー溶液を空気処理し、第二層を水と接触させる。緻密層は、緻密層の特徴に関して最適化された材料から形成し、多孔質層の多くは、最適な多孔質層の特徴をもつ材料から形成される。
【００２７】
[0033]本開示の典型的な目的に関しては、本プロセスは、CABポリマー溶液またはCAポリマー溶液の層を形成し、次いで第一の層の上にCTAポリマー溶液の薄層を付着させることを内含する。次いでこの二層ポリマー溶液を空気処理し、CABまたはCA層を空気と接触させる。緻密層はCABまたはCAからそれぞれ形成し、多孔質層の多くはCTAから形成する。
【００２８】
[0034]膜ポリマー性材料(たとえば親水性ポリマー、たとえばセルロースエステル)を水溶性溶媒(非水)系に溶解させて溶液を形成する。セルロース膜に好適な水溶性溶媒系としては、ケトン類(たとえばアセトン、メチルエチルケトン及び1,4-ジオキサン)、エーテル類、アルコール類が挙げられる。また溶液には、細孔形成剤(たとえば有機酸、有機酸塩、無機塩、アミドなど、たとえばリンゴ酸、クエン酸、乳酸、塩化リチウムなど)及び補強剤(たとえば、柔軟性を改善し、脆性を軽減するための薬剤、たとえばメタノール、グリセロール、エタノールなど)も含めたり/混合したりする。
【００２９】
[0035]かくして一つの実施では、CTAを水溶性溶媒(非水)系に溶解して、第一のCTA溶液を形成する。
[0036]次に、第二のCABまたはCAポリマー溶液の薄層を前記第一のCTA溶液の上部に付着させて、粘稠な二層溶液を形成することができる。
【００３０】
[0037]次に、この粘稠な二層溶液の薄層を表面に均一に置くまたは塗布して、短時間、風乾させる(たとえばエアナイフ下)。
[0038]次いで、粘稠な二層溶液のCABまたはCA層側を水と接触させる。水との接触により膜成分が凝固して、好適な膜の特徴(たとえば、多孔率、親水性、非対称性など)を形成する。かくして、水との接触により溶液中のポリマーは不安定になり、非常に迅速に表面で緻密なポリマー析出物の層となる。この層は、水がさらに溶液へ浸透するのに対する障害物として機能するので、緻密層のすぐ下のポリマーはずっとゆっくり析出して、隙間の多い(loose)、多孔質マトリックスを形成する。緻密層はCABまたはCAから形成され、多孔質層の殆どはCTAから形成する。緻密層は、他の化学種をブロックしつつ、水の通過を可能にする膜の部分である。多孔質層は単に、緻密層の支持体として機能する。緻密層はそのままで10ミクロン厚さで、実際に使用する上で機械的強度及び結合力(cohesion)に欠けるため、この支持体層は必要である。
【００３１】
[0039]すべてのポリマーを溶液から凝固させた後に、膜を洗浄し、熱処理することができる。
[0040]従って、上記例では、浸漬／析出プロセスにより、たとえば厚さ5〜15マイクロメートルの表面成分としてCABまたはCAの中実(solid)緻密またはスキン層をもつ非対称膜を形成することができる。殆どCTAの多孔質または足場(scaffold)層も形成され、この多孔質または足場層は高度に多孔質であり、多孔質または足場層内では固体の拡散が可能になる。多孔質または足場層は、たとえば20〜150ミクロンの厚さを有することができる。浸漬／析出プロセスにより作られた緻密またはスキン層及び多孔質または足場層は、キャスティングパラメーター(時間、温度、標準方法など)と、配合成分の選択(溶媒、ポリマー材料の固体対溶媒の比など)の両方により制御される多孔性をもつ。この多孔質または足場層は、できるだけ低いポリマー密度、たとえばポリマー約15〜30容量％を有することができる。上部の緻密またはスキン層は、50％よりも高いポリマー密度を有することができる。
【００３２】
[0041]ROでは、膜のフラックスは、緻密またはスキン層の厚さ、組成及びモルフォロジーに圧倒的に依存するので、多孔質層の性能を最適化するための起動力(impetus)はほとんどない。しかしながらFO及びPROでは、緻密層を横断して溶解した化学種の濃度の差によって、水が膜を通って抜き出される。緻密層の多孔質側で高濃度である場合、緻密層を通して抜き取られる水は、多孔質層中の溶解した化学種を緻密層から運び去る。プロセスを継続するためには、溶解した化学種は、多孔質層を通って緻密層に逆に拡散しなければならない。同様に、緻密層の開放側(open side)で高濃度である場合には、水が多孔質層中の流体から抜き出されるにつれて、多孔質層中の溶解した化学種の濃度が上昇する。プロセスを継続するためには、これら(溶解した化学種)は、膜の背面から出て供給溶液中に拡散しなければならない。
【００３３】
[0042]従って、本開示の目的に関しては、多孔質層はできるだけ小さな拡散抵抗を示すように、できるだけ親水性で且つ開放性であることが重要である。
[0043]多くの追加の実施が可能である。
[0044]本開示の典型的な目的に関しては、一つの実施において、溶液は親水性裏打ち材料(backing material)の表面に押し出すことができる。エアナイフを使用して、緻密またはスキン層を形成するための溶液を製造するために溶媒を幾らか蒸発させることができる。次いで、溶液がその上に押し出された裏打ち材料を凝固浴(たとえば水浴)中に導入する。水浴によって膜成分が凝固して、好適な膜の特徴(たとえば多孔性、親水性、非対称性など)が形成する。FOプロセスでは、メッシュの裏打ち繊維がそれほど横方向の抵抗を提供しない(すなわち、メッシュ裏打ちは、水が膜の表面に到達するのを大きく妨げない)ので、水の移動はメッシュの裏打ち層の孔を通しておこる。膜はたとえば約10マイクロメートルから約150マイクロメートル(多孔質裏打ち材料を除く)の全厚を有することができる。多孔質裏打ち材料は、たとえば約50マイクロメートル〜約500マイクロメートルの厚さを有することができる。
【００３４】
[0045]本開示の典型的な目的に関して、別の実施では、溶液は回転するドラム上にキャストすることができ、開放性の布帛(open fabric)が溶液中に埋め込まれるように、溶液中に引き入れられる。次いで溶液をエアナイフ下、そして凝固浴中へ通す。膜は75〜150ミクロンの全厚を有することができ、支持体布帛は50〜100ミクロンの厚さを有することができる。支持体布帛はまた、50％を超える開放領域(open area)を有することができる。支持体布帛は、織り、または不織ナイロン、ポリエステルまたはポリプロピレンであってもよく、あるいは綿または紙などの親水性支持体上にキャストされたセルロースエステル膜であってもよい。
【００３５】
[0046]さらなる実施は、請求の範囲に記載されている。
仕様、材料、製造、組み立て
[0047]二層膜の目的とする操作と一致する実質的に任意の成分を使用することができるので、実施は本明細書中に開示された具体的な成分に限定されないと理解される。従って、たとえば特定の構成要素が開示されているが、かかる構成要素は、二層膜実施の目的とする操作と一致する任意の形状、サイズ、スタイル、タイプ、モデル、バージョン、種類、等級、測定値、濃度、材料、重量、数量などを含むことができる。選択された構成要素が二層膜実施の意図する目的と一致するならば、実施は任意の特定の構成要素の使用に限定されない。
【００３６】
[0050]従って、任意の二層膜実施を限定する構成要素は、選択される構成要素がポリマー被覆加水分解膜実施の意図する操作と一致するならば、容易に成形品に成形できる多くの様々なタイプの材料のいずれかまたはその組み合わせで形成することができる。既に記載及び上記開示されたものの修正再表示としてまたはこれに加えて、FOまたはPRO膜は、薄いフィルム複合体RO膜から製造することができる。そのような膜としては、浸漬析出プロセスによりキャストされる膜(織若しくは不織ナイロン、ポリエステル若しくはポリプロピレンなどの多孔性支持体布帛上にキャストすることができる)、または好ましくは綿若しくは紙などの親水性支持体上にキャストされるセルロースエステル膜)が挙げられる。使用する膜は、逆浸透膜として試験したときに(60psi、500PPM NaCl、10％回収率、25℃)、80％〜95％範囲で脱塩をもたらす親水性の膜でありえる。膜の公称分画分子量は100ダルトンでありえる。膜は、親水性膜材料、たとえば酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、二酢酸セルロース、セルロース系材料のブレンド物、ポリウレタン、ポリアミドから製造することができる。膜は非対称であることができ（すなわち、膜は、1ミクロン以下の程度の厚さの薄い拒絶層と、最大300ミクロン全厚の緻密多孔質副層(sublayer)を有することができる）、浸漬析出プロセスにより形成することができる。膜は、裏打ちされていないか、または水が拒絶層に到達するのを妨げない非常に開放性の裏打ちを有するか、あるいは親水性で且つ容易に水を膜に運ぶ。従って、機械的強度に関しては、膜を疎水性多孔質シート裏打ち上にキャストすることができ、ここで多孔質シートは織または不織であるが、少なくとも約30％の開放領域(open area)をもつ。織の裏打ちシートは約65ミクロンの全厚をもつポリエステルスクリーン(ポリエステルスクリーン)であることができ、全体の非対称膜は厚さが165ミクロンである。この非対称膜は、ポリエステルスクリーンの上にセルロース材料をキャストすることによって浸漬析出プロセスによりキャストすることができる。ポリエステルスクリーンは、厚さが65ミクロンで、55％が開放領域でありえる。
【００３７】
[0049]様々な二層膜実施は、本明細書に記載された手順に加えられ、改良されるように慣用の手順を使用して製造することができる。
使用
[0050]二層膜の実施は、FO/水処理用途で特に有用である。かかる用途としては、浸透圧駆動による水の浄化及び濾過、海水の脱塩、汚染された水性廃棄流の浄化が挙げられる。
【００３８】
[0051]しかしながら、実施はFO用途に関連した使用に限定されない。むしろ、FO用途に関連した説明はどれも、本開示の典型的な目的に関するものであり、実施は、他の様々な用途において同様の結果で使用することができる。たとえば二層の実施は、PROシステムに関しても使用することができる。違いは、PROがタービンまたは他のエネルギー発生装置を駆動させるための浸透圧を生成するという点である。必要とされるものは、真水(浸透圧性薬剤とは対照的に)の供給に切り替えることであり、源水の代わりに海水供給流を外側に供給することができる(水処理用途の場合)。
【００３９】
[0052]上記記載が特定の実施に言及している場所においては、本発明の趣旨から逸脱することなく多くの改良がなされ得、且つこれらの実施を代替案として適用しえることは明らかである。特許請求の範囲は、本明細書に記載の本開示の趣旨及び範囲に含まれるそのような改良を網羅するものである。従って、本明細書に開示の実施は、すべての点において例示であって限定するものではなく、本明細書に開示の範囲は上記の詳細な説明ではなく特許請求の範囲により示されている。請求の範囲の等価物の意味及び範囲に入るすべての変更は、本請求の範囲に包含されるものとする。
【国際調査報告】
2014508637.tif 000002
2014508637.tif 000003