[发明专利]离子交换膜

说明书

技术领域

本发明涉及具有实用方面的尺寸稳定性和电渗析性能的离子交换膜、以及该离子交换膜的制造方法。

背景技术

离子交换膜作为电渗析法、扩散渗析法等中使用的离子分离膜而被用于多种多样的用途，例如浓缩海水、饮料水用途的地下咸水的脱盐、去除硝酸性氮、去除食品制造工序中的盐分、浓缩药品的有效成分等用途。这些用途中使用的主要离子交换膜是苯乙烯-二乙烯基苯系离子交换膜、氟代烃系离子交换膜。

已知苯乙烯-二乙烯基苯系离子交换膜通过利用后改性对苯乙烯-二乙烯基苯系共聚物导入磺酸基等阴离子性基团、季铵基等阳离子性基团来制造（专利文献1和2）。然而，苯乙烯-二乙烯基苯系聚合物的离子交换膜缺乏聚合物的加工性，因此需要在聚合时预先使用支承体来施予形态。此外，由于需要后改性处理，因此存在制造成本增加的问题。

已知氟代烃系离子交换膜使用在全氟骨架的侧链上键合有磺酸基的全氟烷基磺酸型高分子来制造（专利文献3）。然而，氟代烃系离子交换膜存在使用氟化碳系材料的问题，所述氟化碳系材料的高分子制造工序繁杂且难以大幅降低成本。

因而，最近报告了使用离子交换能力、选择透过能力优异、耐有机污染性优异、且加工性高、能够抑制成本的聚乙烯醇系共聚物的离子交换膜，并受到关注（专利文献4和5）。然而，使用前述聚乙烯醇系共聚物的离子交换膜由于将亲水性的聚乙烯醇用于基材，因此，通常不可缺少的是，利用戊二醛之类的二官能性羟基交联剂、甲醛之类的羟基改性剂进行不溶化处理。此外，在不溶化处理后，有时含水率也高、缺乏尺寸稳定性，寻求进一步改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-266443号公报

专利文献2：日本特开2008-285665号公报

专利文献3：日本特开2005-78895号公报

专利文献4：日本专利第4776683号公报

专利文献5：国际公开第2010/110333号单行本。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题在于，提供具有实用方面的尺寸稳定性和电渗析性能的乙烯醇系离子交换膜。

用于解决问题的方法

本发明人等为了解决上述课题而针对各种离子交换膜详细地进行了反复研究，从而完成了本发明。

即，本发明包括以下的适合方式。

〔1〕离子交换膜，其中，将离子交换膜的红外吸收光谱中的吸收波长为1690cm^-1的吸光度记作X，将吸收波长为1720cm^-1的吸光度记作Y，将相对于吸收波长1690cm^-1与1720cm^-1之间的区域的积分值记作Z，将离子交换膜的厚度记作Tcm时，满足式（A）所示的关系。

[数学式1]

30≤{Z-（X+Y）×30/2}/T（A）。

〔2〕根据前述〔1〕所述的离子交换膜，其包含：聚乙烯醇系聚合物或含有该聚合物的组合物。

〔3〕根据前述〔2〕所述的离子交换膜，其中，聚乙烯醇系聚合物或含有该聚合物的组合物包含离子性基团。

〔4〕根据前述〔3〕所述的离子交换膜，其中，离子性基团为阴离子性基团。

〔5〕根据前述〔3〕所述的离子交换膜，其中，离子性基团为阳离子性基团。

〔6〕前述〔1〕~〔5〕中任一项所述的离子交换膜的制造方法，其包括：将聚乙烯醇系聚合物或含有该聚合物的组合物进行热处理。

〔7〕根据前述〔6〕所述的制造方法，其中，前述聚合物为下述通式（1）所示的嵌段共聚物（BP）。

[化学式1]

[式中，0.5000≤o¹/（n¹+o¹）≤0.9999、0.01≤m¹/（m¹+n¹+o¹）≤0.50。M为源自具有阴离子性基团或阳离子性基团的单体M’的结构单元]。

〔8〕根据前述〔6〕所述的制造方法，其中，前述聚合物为下述通式（2）所示的接枝共聚物（GP）。

[化学式2]