WO2017033593A1 - 高分子機能性膜、モジュール、及び、装置 - Google Patents

高分子機能性膜、モジュール、及び、装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2017033593A1
WO2017033593A1 PCT/JP2016/070357 JP2016070357W WO2017033593A1 WO 2017033593 A1 WO2017033593 A1 WO 2017033593A1 JP 2016070357 W JP2016070357 W JP 2016070357W WO 2017033593 A1 WO2017033593 A1 WO 2017033593A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
polyfunctional monomer
functional film
formula
polymer functional
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/070357
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
基 原田
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015241981A external-priority patent/JP2018167134A/ja
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Publication of WO2017033593A1 publication Critical patent/WO2017033593A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/40—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. salts, amides, imides, nitriles, anhydrides, esters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/08—Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
    • B01J39/16—Organic material
    • B01J39/18—Macromolecular compounds
    • B01J39/20—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00—Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/08—Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/12—Macromolecular compounds
    • B01J41/14—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/12—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor characterised by the use of ion-exchange material in the form of ribbons, filaments, fibres or sheets, e.g. membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/52—Amides or imides
    • C08F20/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F20/56—Acrylamide; Methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20—Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22—Films, membranes or diaphragms

Definitions

  • the present invention relates to a polymer functional membrane, a module, and an apparatus.
  • ion exchange membranes As membranes having various functions as polymer functional membranes, ion exchange membranes, reverse osmosis membranes, forward osmosis membranes, gas separation membranes and the like are known.
  • ion exchange membranes are used for electrodeionization (EDI), continuous electrodeionization (CEDI), electrodialysis (ED), reverse electrodialysis (EDR), and the like.
  • Electrodesalting (EDI) is a water treatment process in which ions are removed from an aqueous liquid using ion exchange membranes and electrical potentials to achieve ion transport. Unlike other water purification techniques such as conventional ion exchange, it does not require the use of chemicals such as acid or caustic soda and can be used to produce ultrapure water.
  • Electrodialysis (ED) and reverse electrodialysis (EDR) are electrochemical separation processes that remove ions and the like from water and other fluids.
  • conventional ion exchange membranes those described in Patent Document 1 or 2 are known.
  • the problems to be solved by the present invention include a polymer functional film having a low electrical resistance (hereinafter referred to as “membrane resistance”) and excellent pH resistance, and the polymer functional film. It is to provide modules and devices.
  • ⁇ 1> A polymer compound obtained by curing a composition containing a polyfunctional monomer, wherein the polyfunctional monomer has an ionic group and two or more ⁇ -alkylacryloylamino groups or ⁇ - When the ionic group is a cationic group, the ClogP value of the polyfunctional monomer is ⁇ 5.2 or more, and the ionic group is an anionic group, A polyfunctional monomer having a CLogP value of ⁇ 1.9 or more and a content of the polyfunctional monomer based on the total mass after drying of 500 ppm or more and 3,000 ppm or less, ⁇ 2> The polymer functional film according to ⁇ 1>, wherein the polyfunctional monomer includes a compound represented by the following formula PCL-I or formula II:
  • R A′1 and R A′2 each independently represents an alkyl group
  • R A′3 to R A′6 each independently represents an alkyl group or an aryl group
  • Z A ′ 1 and Z A′2 each independently represent —O— or —NRa—
  • Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • L A′1 and L A′2 each independently represent an alkylene group
  • R X represents an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, —O— or a divalent linking group in which these are combined
  • X A′1 and X A′2 each independently represent an organic or inorganic group Represents an anion
  • R 21 and R 22 each independently represents an alkyl group
  • R 23 , R 24 , R 25 and R 26 each independently represent a substituent
  • k 21 and k 24 each independently represent Represents an integer of 0 to 4
  • k 22 and k 23 each independently represents an alkyl
  • M 21 independently represents a hydrogen ion, an organic base ion or a metal ion
  • n 21 and n 22 each independently represents an integer of 1 to 4
  • m 21 and m 22 each independently Represents 0 or 1
  • J 1 represents a single bond, —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —CR 28.
  • R 29 — represents an alkenylene group
  • R 28 and R 29 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom
  • p 21 represents an integer of 1 or more
  • q 21 represents an integer of 1 or more.
  • ⁇ 3> The polymer functional film according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the ⁇ -alkylacryloylamino group or the ⁇ -substituted alkyl group of the ⁇ -alkylacryloyloxy group is a methyl group
  • ⁇ 4> The polymer functional film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the content of the polyfunctional monomer with respect to the total mass after drying is 1,000 ppm to 3,000 ppm
  • ⁇ 5> The polymer functional film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the content of the polyfunctional monomer with respect to the total mass after drying is 1,000 ppm to 2,000 ppm.
  • ⁇ 6> The polymer functional film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the composition further contains another monomer different from the polyfunctional monomer, ⁇ 7>
  • film, ⁇ 9> A module comprising the polymer functional film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>, ⁇ 10>
  • An apparatus comprising the polymer functional film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8>.
  • the description of the constituent elements described below may be made based on typical embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to such embodiments.
  • “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
  • the description which does not describe substitution and unsubstituted includes the thing which has a substituent with the thing which does not have a substituent.
  • the “alkyl group” includes not only an alkyl group having no substituent (unsubstituted alkyl group) but also an alkyl group having a substituent (substituted alkyl group).
  • the geometrical isomer that is the substitution pattern of the double bond in each formula may be either E-form or Z-form, unless otherwise specified, even if one of the isomers is described for the convenience of display. Or a mixture thereof.
  • the chemical structural formula in this specification may be expressed as a simplified structural formula in which a hydrogen atom is omitted.
  • “(meth) acrylate” represents acrylate and methacrylate
  • “(meth) acryl” represents acryl and methacryl
  • (meth) acryloyl” represents acryloyl and methacryloyl
  • (meth) ) Acrylamide refers to acrylamide and methacrylamide.
  • the “acrylic resin” is a homopolymer or copolymer of a compound selected from the group consisting of a (meth) acrylate compound and a (meth) acrylamide compound. It is a resin copolymerized by 50% by mass or more. In the present invention, a combination of two or more preferred embodiments is a more preferred embodiment.
  • the polymer functional film of the present invention includes a polymer compound obtained by curing a composition containing a polyfunctional monomer.
  • the ClogP value of the polyfunctional monomer is ⁇ 5.2 or more and the ionic group is an anionic group
  • the polyfunctional monomer has a CLogP value of ⁇ 1.9 or more, and the polyfunctional monomer with respect to the total mass after drying.
  • the content of is not less than 500 ppm and not more than 3,000 ppm.
  • H + ions or OH ⁇ ions which are monovalent ions, have a smaller ion radius than, for example, the same monovalent ions Na + and Cl ⁇ , High density. That is, H + ions or OH ⁇ ions are considered to be more hydrophilic. Therefore, by using a polymer compound obtained by curing a monomer having a high CLogP value as the polymer compound constituting the film, the skeleton of the film becomes hydrophobic, and the affinity with H + ions or OH ⁇ ions decreases.
  • the chemical structure is not easily affected by the same ions, and the pH resistance is improved.
  • the polymer functional film contains a specific amount of monomer.
  • the polymer functional membrane of the present invention can be suitably used as a membrane for performing ion exchange, reverse osmosis, forward osmosis, gas separation and the like, and is preferably an ion exchange membrane.
  • the thickness of the polymeric functional membrane of the present invention is preferably 30 to 1,000 ⁇ m, more preferably 50 to 500 ⁇ m, even more preferably 100 to 400 ⁇ m, including the support, when the support has a support.
  • any electrically neutral and inactive group can be used without inhibiting the function of the polymer functional film. .
  • the polymer functional film of the present invention contains a polymer compound.
  • the above polymer compound is a polyfunctional monomer having an ionic group and two or more ⁇ -alkylacryloylamino groups or ⁇ -alkylacryloyloxy groups in one molecule (hereinafter referred to as “specific polyfunctional monomer”).
  • the ionic group is a cationic group
  • the ClogP value of the specific polyfunctional monomer is a polymer compound obtained by curing a composition containing the above (hereinafter also referred to as “specific composition”). Is ⁇ 5.2 or more, and when the ionic group is an anionic group, the ClogP value of the specific polyfunctional monomer is ⁇ 1.9 or more.
  • the polymer compound in the present invention is preferably an ion exchange resin. As long as it is an ion exchange resin, it may be an anion exchange resin or a cation exchange resin.
  • the polymer functional membrane of the present invention is preferably an anion exchange membrane.
  • the polymer functional membrane of the present invention is preferably a cation exchange membrane.
  • the content of the structural unit derived from the specific polyfunctional monomer in the polymer compound is preferably 20 to 90% by mass and more preferably 30 to 80% by mass with respect to the total mass of the polymer compound. Preferably, it is 40 to 80% by mass. Details of the components contained in the specific composition such as the specific polyfunctional monomer will be described later.
  • the polymer functional film in the present invention may have a support.
  • the support is preferably a porous support.
  • the porous support as the reinforcing material is preferably a resin porous support, and examples thereof include non-woven fabrics such as synthetic woven fabrics and synthetic non-woven fabrics, sponge-like films, and films having fine through holes.
  • the polymer functional film of the present invention is preferably a film having at least a part of the polymer compound of the present invention inside the porous support.
  • the said polymeric functional film is a film
  • the material forming the porous support in the present invention is, for example, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyester, polyamide and copolymers thereof, or polysulfone, polyethersulfone, polyphenylenesulfone, polyphenylenesulfide.
  • porous supports are commercially available from, for example, Mitsubishi Paper Industries Co., Ltd., Nippon Kogyo Paper Industry Co., Ltd., Asahi Kasei Fibers Co., Ltd., Japan Vilene Co., Ltd., Tapils Co., Ltd., and Freudenberg Filtration Technologies.
  • the porous support when performing a polymerization (curing) reaction by irradiation with actinic light, the porous support preferably does not block the wavelength region of actinic light, that is, allows the irradiation of the wavelength used for polymerization (curing) to pass.
  • the porous support is preferably capable of penetrating the specific composition forming the polymer compound in the present invention.
  • the porous support preferably has hydrophilicity.
  • general methods such as corona treatment, plasma treatment, fluorine gas treatment, ozone treatment, sulfuric acid treatment, and silane coupling agent treatment can be used.
  • the porous support in the present invention is preferably a non-woven fabric, and more preferably a non-woven fabric made of a composite fiber of polyethylene and polypropylene.
  • the fiber diameter of the composite fiber is preferably 0.5 to 15 ⁇ m, more preferably 1 to 13 ⁇ m, and particularly preferably 2 to 10 ⁇ m.
  • the thickness of the porous support in the present invention is preferably 20 to 200 ⁇ m, more preferably 30 to 150 ⁇ m, and particularly preferably 40 to 120 ⁇ m.
  • the content of the specific polyfunctional monomer with respect to the total mass after drying is preferably 500 ppm to 3,000 ppm, and preferably 1,000 ppm to 3,000 ppm. More preferably, it is 2,000 ppm or more and 2,000 ppm or less.
  • the drying is performed by storing the polymer functional membrane in a vacuum oven at 60 ° C. for 24 hours. In order to prevent moisture from being adsorbed in the air, the total mass after drying is determined by weighing the mass within one minute after removal from the oven.
  • the content of the specific polyfunctional monomer is determined by cutting the polymer functional membrane into 5 cm square, immersing it in 10 g of dimethyl sulfoxide, and performing extraction for 24 hours using a mix rotor.
  • the content (concentration) of was determined by quantification using HPLC (High Performance Liquid Chromatography).
  • content of the said specific polyfunctional monomer can be adjusted with the grade which wash
  • the specific composition used in the present invention is preferably a curable composition, and more preferably a photocurable composition.
  • the “curability” in the present invention is not particularly limited as long as a solid or gel-like object can be formed by some stimulus such as light or heat.
  • the “photocurability” in the present invention is not particularly limited as long as a solid or gel-like material can be formed by irradiation with actinic rays.
  • the “active light” is not particularly limited as long as it is an active light that can impart energy capable of generating an initiation species from a photopolymerization initiator described later by irradiation thereof, and is widely used for ⁇ rays, ⁇ Including X-rays, X-rays, ultraviolet rays (UV), visible rays, electron beams and the like. Among these, light containing at least ultraviolet rays is preferable.
  • each component which the specific composition used for this invention contains is demonstrated.
  • the specific polyfunctional monomer used in the present invention has an ionic group and two or more ⁇ -alkylacryloylamino groups or ⁇ -alkylacryloyloxy groups in one molecule.
  • the ⁇ -substituted alkyl group contained in the ⁇ -alkylacryloylamino group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
  • the ⁇ -substituted alkyl group contained in the ⁇ -alkylacryloyloxy group is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably a methyl group.
  • the specific polyfunctional monomer contains 2 or more ⁇ -alkylacryloylamino groups or ⁇ -alkylacryloyloxy groups, preferably 2 to 6, and preferably 2 to 4 in a molecule. More preferably, two are more preferable.
  • the ionic group possessed by the specific polyfunctional monomer used in the present invention may be an anionic group or a cationic group.
  • the polymer compound is preferably a cation exchange resin, and when the ionic group is a cationic group, the polymer compound is preferably an anion exchange resin.
  • a sulfo group, a phosphonic acid group, a phosphoric acid group, and a carboxy group are preferable, and a sulfo group is more preferable.
  • the anionic group may form a salt or a quaternary ammonium salt, an alkali metal salt, an alkaline earth metal salt, or the like.
  • the cationic group is not particularly limited and is preferably a group having an onium salt structure, and more preferably a group having a quaternary ammonium salt structure.
  • the cationic group may form a salt, and may form a carboxylate, a halogen salt, a sulfate, or the like.
  • the ClogP value of the specific polyfunctional monomer is ⁇ 5.2 or more, and preferably ⁇ 5.0 or more.
  • the upper limit is not particularly limited, and it is preferably 1 or less because the specific polyfunctional monomer can be cured in a state dissolved in water.
  • the specific multifunctional monomer has a CLogP value of ⁇ 1.9 or more, preferably ⁇ 1.7 or more.
  • the upper limit is not particularly limited, and it is preferably 1 or less because the specific polyfunctional monomer can be cured in a state dissolved in water.
  • the CLogP value is an estimated value of the water / octanol partition coefficient.
  • the ionized structure not containing a counter ion can be calculated using ChemDraw 14.0.
  • a compound having a sulfonic acid group is calculated for a structure in which the sulfonic acid group is replaced with —SO 3 — .
  • the specific polyfunctional monomer preferably includes a compound represented by the following formula PCL-I or formula II.
  • the polymer compound obtained by curing the specific composition is preferably an anion exchange resin.
  • R A′1 and R A′2 each independently represents an alkyl group
  • R A′3 to R A′6 each independently represents an alkyl group or an aryl group
  • Z A ′ 1 and Z A′2 each independently represent —O— or —NRa—
  • Ra represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • L A′1 and L A′2 each independently represent an alkylene group
  • R X represents an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, —O— or a divalent linking group in which these are combined
  • X A′1 and X A′2 each independently represent an organic or inorganic group Represents an anion.
  • R 21 and R 22 each independently represents an alkyl group
  • R 23 , R 24 , R 25 and R 26 each independently represent a substituent
  • k 21 and k 24 each independently represent Represents an integer of 0 to 4
  • k 22 and k 23 each independently represents an integer of 0 to 3
  • R 23 , R 24 , R 25 and R 26 may be the same or different from each other and may be bonded to each other to form a ring
  • a 21 , A 22 , A 23 and A 24 are each independently a single bond or a divalent group.
  • M 21 independently represents a hydrogen ion, an organic base ion or a metal ion
  • n 21 and n 22 each independently represents an integer of 1 to 4
  • m 21 and m 22 each independently Represents 0 or 1
  • J 1 represents a single bond, —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —CR 28.
  • R 29 — represents an alkenylene group
  • R 28 and R 29 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group or a halogen atom
  • p 21 represents an integer of 1 or more
  • q 21 represents an integer of 1 or more.
  • R A′1 and R A′2 each independently represent an alkyl group, preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a methyl group Is more preferable.
  • R A′1 and R A′2 are preferably the same group.
  • Z A′1 and Z A′2 are preferably both —NRa— from the viewpoint of resistance of the ion exchange membrane after curing to acid and alkali.
  • R A′3 to R A′6 are preferably each independently an alkyl group.
  • R A′3 to R A′6 may be the same or different from each other, and are preferably the same.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group in R A′3 to R A′6 is preferably 1 to 9, more preferably 1 to 3, further preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a hexyl group, a pentyl group, an octyl group, and a nonyl group, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group is preferable, and a methyl group or an ethyl group Is more preferable, and a methyl group is still more preferable.
  • the alkyl group may have a branched structure or a ring structure.
  • X A′1 and X A′2 each independently represent an inorganic or organic anion, and there is no particular limitation as long as it is an anion that neutralizes the charge, even if it is a monovalent anion, It may be a polyvalent anion, preferably a monovalent anion, more preferably an aliphatic or aromatic sulfonate ion, an aliphatic or aromatic carboxylate ion, a halide ion, or a sulfate ion. More preferred are halide ions or aliphatic or aromatic carboxylate ions.
  • halide ion in X A′1 and X A′2 a chloride ion, a bromide ion or an iodide ion is preferable, and a chloride ion or a bromide ion is more preferable.
  • an acetate anion is preferable.
  • the number of carbon atoms of L A′1 and L A′2 is independently preferably 1 to 10, more preferably 2 to 10, still more preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4, 3 is most preferred.
  • R X in the formula PCL-I is preferably an alkylene group, an arylene group or a divalent linking group obtained by combining these, more preferably an alkylene group or a group obtained by combining an alkylene group and an arylene group, and an alkylene group and an arylene group.
  • a group in combination with a group is more preferred.
  • the alkylene group preferably has 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 9, more preferably 2 to 8, still more preferably 3 to 8, and particularly preferably 3 to 5. Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a hexylene group, an octamethylene group, and a nonamethylene group.
  • Examples of the arylene group include a phenylene group and a naphthylene group, and preferably have 6 to 12 carbon atoms.
  • Examples of the group in which the alkylene group and the arylene group are combined include an alkylene group-arylene group-alkylene group, and —CH 2 —C 6 H 4 —CH 2 — is preferable.
  • the molecular weight of the compound represented by the formula PCL-I is preferably 250 to 800, more preferably 250 to 700, and still more preferably 250 to 600.
  • the specific polyfunctional monomer may contain a compound represented by the formula PCL-I alone or in combination of two or more.
  • the content of the compound represented by the formula PCL-I in the specific composition is 10 to 70% by mass with respect to the total mass of the specific composition. It is preferably 20 to 60% by mass, more preferably 30 to 60% by mass.
  • the content of the structural unit derived from the compound represented by the formula PCL-I is 20 to 90% by mass with respect to the total mass of the polymer compound. It is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 80% by mass.
  • the polymer compound obtained by curing the specific composition is preferably a cation exchange resin.
  • R 21 and R 22 each independently represents an alkyl group, and the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, More preferably, it is a methyl group.
  • R 21 and R 22 are preferably the same group.
  • R 23 , R 24 , R 25 and R 26 each independently represents a substituent, and the substituent includes an alkyl group (preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, More preferably 1 to 4 carbon atoms), an aryl group (preferably 3 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms), an alkenyl group (preferably 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms). More preferably 2 to 4 carbon atoms), an alkynyl group (preferably 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, still more preferably 2 to 4 carbon atoms), an alkoxy group (preferably 1 to 2 carbon atoms).
  • an alkyl group preferably having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, More preferably 1 to 4 carbon atoms
  • an aryl group preferably 3 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms
  • aryloxy group (preferably 3 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms), halogen atom, acyl group (preferably Carbon number To 20, more preferably 2 to 12 carbon atoms, still more preferably 2 to 4 carbon atoms), acyloxy groups (preferably 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, still more preferably 2 to 4 carbon atoms). ), A cyano group.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • the aryl group may be a heteroaryl group containing an N atom, an O atom, or an S atom as a hetero atom.
  • k 21 and k 24 each independently represents an integer of 0 to 4, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
  • k 22 and k 23 each independently represents an integer of 0 to 3, preferably 0 or 1, and more preferably 0.
  • a 21 , A 22 , A 23 and A 24 each independently represents a single bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group include a linear, branched or cyclic alkylene group (preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms).
  • Examples include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, an octylene group, and a decylene group, and in the case of a cyclic alkylene group, that is, a cycloalkylene group, preferably 3 carbon atoms.
  • cycloalkylene group having 3 to 8 carbon atoms, and still more preferably 3 to 6 carbon atoms
  • a linear, branched or cyclic alkynylene group preferably having 2 to 30 carbon atoms, more preferably An alkenylene group having 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, and examples thereof include an ethenylene group and a propenylene group.
  • the cyclic alkenylene group is preferably a 5- or 6-membered cycloalkenylene group), an alkyleneoxy group (preferably an alkylene group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 1 to 4 carbon atoms).
  • An oxy group such as a methyleneoxy group, an ethyleneoxy group, a propyleneoxy group, a butyleneoxy group, a pentyleneoxy group, a hexyleneoxy group, an octyleneoxy group, and a decyleneoxy group
  • an aralkylene group preferably Aralkylene groups having 7 to 30 carbon atoms, more preferably 7 to 13 carbon atoms, such as benzylidene groups and cinnamylidene groups, and arylene groups (preferably having 6 to 30 carbon atoms, more preferably having 6 to 6 carbon atoms).
  • arylene groups for example, phenylene group, cumenylene group, mesitylene group .
  • the further substituent is preferably a hydroxy group or a halogen atom.
  • M 21 each independently represents a hydrogen ion, an organic base ion or a metal ion.
  • Organic base ions include ammonium ions (eg, ammonium, methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, diethylammonium, triethylammonium, dibenzylammonium), organic heterocyclic ions (nitrogen-containing heterocyclic ions are preferred,
  • the heterocycle in the nitrogen heterocycle ion is preferably a 5- or 6-membered ring, which may be an aromatic ring or a mere heterocycle, and may be condensed with another ring such as a benzene ring, Spiro ring and bridged ring may be formed, for example, pyridinium, N-methylimidazolium, N-methylmorpholinium, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecanium, 1,8 -Diazabicyclo [4.3.0] -7-nonenium, gu
  • the metal ions include metal ions selected from alkali metal ions (for example, lithium ions, sodium ions, potassium ions) and alkaline earth metal ions (for example, beryllium ions, magnesium ions, calcium ions), Alkali metal ions are preferred.
  • alkali metal ions for example, lithium ions, sodium ions, potassium ions
  • alkaline earth metal ions for example, beryllium ions, magnesium ions, calcium ions
  • Alkali metal ions are preferred.
  • the plurality of M 21 may be the same as or different from each other.
  • M 21 is preferably a hydrogen ion, an organic base ion or an alkali metal ion, more preferably a hydrogen ion, an organic heterocyclic ion, a lithium ion, a sodium ion or a potassium ion, and a hydrogen ion, pyridinium, N-alkylmorpholinium ( Particularly preferred are N-methylmorpholinium), N-alkylimidazolium (preferably N-methylimidazolium), lithium ion or sodium ion.
  • n 21 and n 22 each independently represents an integer of 1 to 4, and m 21 and m 22 each independently represents 0 or 1.
  • n 21 and n 22 are each independently preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • m 21 and m 22 are preferably 0.
  • J 1 represents a single bond, —O—, —S—, —SO 2 —, —CO—, —CR 28 R 29 —, or an alkenylene group
  • R 28 and R 29 are each independently a hydrogen atom Represents an alkyl group or a halogen atom.
  • J 1 represents a single bond, -O -, - SO 2 - , - CO -, - CR 28 R 29 -, or (preferably ethylene group) alkenylene group is preferably a single bond, -SO 2 —, —CR 28 R 29 — or an alkenylene group is more preferable, and a single bond is particularly preferable.
  • R 28 and R 29 are each independently preferably an alkyl group or a halogen atom, more preferably a methyl group or a fluorine atom.
  • p 21 represents an integer of 1 or more, preferably 1-5, more preferably 1-3, 1 being particularly preferred.
  • q 21 represents an integer of 1 or more, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, and still more preferably 1.
  • the compound represented by the above formula II is preferably a compound represented by the following formula III.
  • R 21, R 22, R 23, R 24, R 25, R 26, k 21, k 22, k 23, k 24, A 21, A 22, A 23, A 24, M 21, m 21 , m 22 , n 21 , n 22 are R 21 , R 22 , R 23 , R 24 , R 25 , R 26 , k 21 , k 22 , k 23 , k 24 , A 21 in the above formula II, respectively.
  • a 22 , A 23 , A 24 , M 21 , m 21 , m 22 , n 21 , n 22 , and the preferred range is also the same.
  • the molecular weight of the compound represented by Formula II is preferably 250 to 800, more preferably 250 to 700, and still more preferably 250 to 600.
  • the specific polyfunctional monomer may contain the compound represented by Formula II alone or in combination of two or more.
  • the content of the compound represented by Formula II in the specific composition is 10 to 70% by mass with respect to the total mass of the specific composition. It is preferably 20 to 60% by mass, more preferably 25 to 50% by mass.
  • the polymer functional membrane of the present invention is a cation exchange membrane
  • the content of the structural unit derived from the compound represented by Formula II is 20 to 90% by mass with respect to the total mass of the polymer compound. It is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 80% by mass.
  • the specific composition in the present invention may contain a monofunctional monomer as another monomer different from the specific polyfunctional monomer.
  • the monofunctional monomer is not particularly limited, and a compound represented by the following formula IA is preferably used.
  • the compound represented by the formula IA is preferably contained in the specific composition when the polymer compound is an anion exchange resin.
  • R A1 represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • R A2 to R A4 each independently represents an alkyl group or an aryl group
  • two or more of R A2 to R A4 are bonded to each other to form a ring.
  • Z A1 is -O- or -N (R N) - represents
  • R N represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • L A1 represents an alkylene group
  • the alkyl group in R A1 , R A2 to R A4 and R N is preferably a linear or branched alkyl group, and preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms. Is more preferable, 1 or 2 is particularly preferable, and 1 is most preferable.
  • the carbon number of the aryl group in R A2 to R A4 is preferably 6 to 16, more preferably 6 to 12, and still more preferably 6 to 10. For example, a phenyl group and a naphthyl group are mentioned.
  • the ring formed by bonding two or more of R A2 to R A4 to each other is preferably a 5- or 6-membered monocyclic or bridged ring, and preferably has 4 to 16 carbon atoms, preferably 4 to 10 carbon atoms. More preferred. Examples include pyrrolidine ring, piperazine ring, piperidine ring, morpholine ring, thiomorpholine ring, indole ring, and quinuclidine ring.
  • the number of carbon atoms of L A1 is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 10, still more preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4, and most preferably 3.
  • X A1- is preferably a halide ion or an aliphatic or aromatic carboxylate ion. Examples of the halide ion in X A1- include fluoride ion, chloride ion, bromide ion, and iodide ion.
  • the carbon number of the aliphatic carboxylate ion in X A1- is preferably 1 to 20, more preferably 2 to 10, still more preferably 2 to 5, particularly preferably 2 or 3, and most preferably 2.
  • the aliphatic carboxylic acid in the aliphatic carboxylate ion may be either a carboxylic acid in which a carboxyl group is bonded to a saturated hydrocarbon or a carboxylic acid in which a carboxyl group is bonded to an unsaturated hydrocarbon, and the carboxyl group is bonded to a saturated hydrocarbon.
  • the aromatic carboxylate ion in X A1- is preferably an arylcarboxylate ion or a heteroarylcarboxylate ion.
  • the heteroaryl group in the heteroarylcarboxylate ion is preferably a 5- or 6-membered ring.
  • the hetero atom constituting the heterocyclic ring is preferably a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom, and more preferably a nitrogen atom.
  • the aromatic carboxylate ion has preferably 1 to 17 carbon atoms, more preferably 2 to 13 carbon atoms, and still more preferably 6 to 11 carbon atoms.
  • benzoate ion, naphthalenecarboxylate ion, nicotinate ion, and isonicotinic acid ion can be mentioned.
  • R A1 is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.
  • R A2 to R A4 are preferably each independently a methyl group or an ethyl group.
  • Z A1 is preferably —N (R N ) —.
  • R N is preferably a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.
  • X A1- is preferably a halide ion.
  • the compound represented by the formula IA is preferably a compound represented by any one of the following formulas IA-1 to IA-26, but the present invention is not limited thereto.
  • the molecular weight of the compound represented by the formula IA is preferably 150 to 350, more preferably 150 to 300, and still more preferably 150 to 270.
  • the compounds represented by the formula IA may be used singly or in combination of two or more. Further, the content of the compound represented by the formula IA in the specific composition is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 5 to 30% by mass with respect to the total mass of the specific composition. More preferably, it is 10 to 25% by mass.
  • IC-Compound represented by Formula IC- As the monofunctional monomer, a compound represented by the following formula IC is also preferably used.
  • the compound represented by the formula IC is preferably contained in the specific composition when the polymer compound is a cation exchange resin.
  • R C1 represents a hydrogen atom or an alkyl group
  • L C1 represents an alkylene group or an arylene group
  • X C1 + represents an inorganic or organic cation.
  • R C1 is preferably a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group, more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and still more preferably a hydrogen atom.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, still more preferably 1 to 4, particularly preferably 1 or 2, and most preferably 1.
  • the alkylene group of L C1 preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms, and still more preferably 3 to 8 carbon atoms.
  • Examples thereof include an ethylene group, a propylene group, a 1-methylmethylene group, a 1,1-dimethylmethylene group, a 1,1-dimethylethylene group, a butylene group, a hexamethylene group, and an octamethylene group.
  • the carbon number of the arylene group of L C1 is preferably 6 to 16, more preferably 6 to 12, and still more preferably 6 to 10. Examples thereof include a phenylene group and a naphthylene group.
  • the alkylene group and arylene group of L C1 may have a substituent.
  • the type of the substituent is not particularly limited, and preferred examples include a halogen atom, an alkyl group, an alkynyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, and an aryl group.
  • the inorganic cation in X C1 + is preferably a proton or an alkali metal ion, more preferably a proton, a lithium ion, a sodium ion or a potassium ion.
  • Examples of the organic cation in X C1 + include a quaternary ammonium cation and a cation obtained by alkylating a nitrogen atom of an aromatic nitrogen-containing heterocycle.
  • Examples of the quaternary ammonium cation include a tetramethylammonium cation, a tetraethylammonium cation, and a dimethylbenzylammonium cation.
  • Examples of the cation obtained by alkylating the nitrogen atom of the aromatic nitrogen-containing heterocycle include a pyridinium cation.
  • X C1 + is preferably a proton, an alkali metal ion, a quaternary ammonium cation or a pyridinium cation.
  • —SO 3 — and X C1 + may form a covalent bond, an ionic bond, or X C1 + may be free.
  • the molecular weight of the compound represented by the formula IC is preferably 150 to 350, more preferably 150 to 300, and still more preferably 150 to 270.
  • the compounds represented by the formula IC may be used singly or in combination of two or more. Further, the content of the compound represented by the formula IC in the specific composition is preferably 1 to 40% by mass, more preferably 10 to 40% by mass with respect to the total mass of the specific composition, More preferably, it is contained at 40% by mass.
  • the specific composition used in the present invention preferably further contains another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer.
  • another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer a monomer having two or more acrylamide groups or a monomer having two or more acryloyloxy groups is preferable.
  • a compound represented by the following formula PCL-I ′ is preferable.
  • the compound represented by the formula PCL-I ′ is preferably included in the specific composition when the polymer compound is an anion exchange resin.
  • R A′3 to R A′6 , Z A′1 , Z A′2 , L A′1 , L A′2 , R x , X A′1 and X A′2 are R A′3 to R A′6 , Z A′1 , Z A′2 , L A′1 , L A′2 , R x , X A′1 and X A′2 in the above formula PCL-I, respectively.
  • the preferred range is also the same.
  • the molecular weight of the compound represented by the formula PCL-I ′ is preferably 250 to 800, more preferably 250 to 700, and still more preferably 250 to 600.
  • the specific composition may contain one compound or two or more compounds represented by the formula PCL-I ′.
  • the content of the compound represented by the formula PCL-I ′ in the specific composition is preferably 10 to 70% by mass and more preferably 20 to 60% by mass with respect to the total mass of the specific composition. Preferably, it is 30 to 60% by mass.
  • a compound represented by the following formula II ′ is preferable as another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer.
  • the compound represented by the formula II ′ is preferably contained in the specific composition when the polymer compound is a cation exchange resin.
  • R 23 , R 24 , R 25 , R 26 , k 21 , k 22 , k 23 , k 24 , A 21 , A 22 , A 23 , A 24 , M 21 , m 21 , m 22 , n 21 , n 22 , J 1 , p 21 and q 21 are respectively R 23 , R 24 , R 25 , R 26 , k 21 , k 22 , k 23 , k 24 , A 21 , A in the above formula II. 22 , A 23 , A 24 , M 21 , m 21 , m 22 , n 21 , n 22 , J 1 , p 21 and q 21 have the same meaning, and the preferred range is also the same.
  • the molecular weight of the compound represented by Formula II ′ is preferably 250 to 800, more preferably 250 to 700, and still more preferably 250 to 600.
  • the specific composition may contain the compound represented by Formula II ′ alone or in combination of two or more.
  • the content of the compound represented by formula II ′ in the specific composition is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 60% by mass, based on the total mass of the specific composition, More preferably, it is 25 to 50% by mass.
  • the specific composition may contain a polyfunctional monomer having no ionic group as another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer.
  • the polyfunctional monomer having no ionic group is not particularly limited, and a known monomer can be used, alkylene bisacrylamide is preferable, and methylene bisacrylamide is more preferable.
  • the total mass of the monomers is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and 60% by mass or more with respect to the total mass of the specific composition. Is more preferable, and it is especially preferable that it is 70 mass% or more. Moreover, it is preferable that the total mass of a monomer is 80 mass% or less with respect to the total mass of a specific composition, and, as for the specific composition in this invention, it is more preferable that it is 75 mass% or less. When the total mass of the monomer is 30% by mass or more with respect to the total mass of the specific composition, the strength of the cured product is excellent, and when the total mass is 60% by mass or more, the water permeability of the cured product is excellent. Moreover, if the total mass of a monomer is 80 mass% or less with respect to the total mass of a specific composition, it will be excellent in the physical property of a specific composition and will be easy to handle.
  • the specific composition used in the present invention preferably further contains (i) another monomer different from the specific polyfunctional monomer.
  • the other monomer different from the specific polyfunctional monomer includes the monofunctional monomer and / or another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer.
  • the specific composition used in the present invention preferably contains (ii) the specific polyfunctional monomer and another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer, and (iii) the specific polyfunctional monomer. It is more preferable to contain other polyfunctional monomers different from the specific polyfunctional monomer and the monofunctional monomer. According to the above aspect, the ionic group density in the specific composition can be increased, and a polymer functional film having low film resistance can be obtained.
  • (ii) As an embodiment containing the specific polyfunctional monomer and another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer, (ii-1) a compound represented by the formula PCL-I, a formula PCL- More preferably, it contains a compound represented by I ′ or a compound represented by Formula II and a compound represented by Formula II ′.
  • An embodiment containing the specific polyfunctional monomer, another polyfunctional monomer different from the specific polyfunctional monomer, and the monofunctional monomer is represented by (iii-1) Formula PCL-I Containing a compound, a compound represented by formula PCL-I ′, and a compound represented by formula IA, or (iii-2) a compound represented by formula II and a compound represented by formula II ′ And a compound represented by the formula IC.
  • the specific composition preferably includes a polymerization initiator, and more preferably includes a photopolymerization initiator in order to perform curing with light.
  • the photopolymerization initiator that can be used in the present invention is a compound capable of initiating and promoting polymerization of a monomer such as a compound having an ethylenically unsaturated group by actinic rays.
  • the photopolymerization initiator is preferably a radical photopolymerization initiator.
  • a water-soluble photoinitiator is preferable as a photoinitiator.
  • the water-soluble photopolymerization initiator means a photopolymerization initiator that is dissolved in distilled water at 25 ° C.
  • the water-soluble photopolymerization initiator is more preferably a photopolymerization initiator that dissolves 1% by mass or more in distilled water at 25 ° C., and particularly preferably a photopolymerization initiator that dissolves 3% by mass or more.
  • photopolymerization initiators aromatic ketone compounds, acylphosphine compounds, aromatic onium salt compounds, oxime ester compounds, organic peroxide compounds, thio compounds, hexaarylbiimidazole compounds, borate compounds, azinium compounds, metallocene compounds, activity Examples thereof include ester compounds, compounds having a carbon halogen bond, and alkylamine compounds. Among these, an aromatic ketone compound or an acylphosphine compound is preferable, and a compound represented by the following formula PPI-1 or formula PPI-2 is more preferable.
  • R P1 and R P2 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group or an aryloxy group
  • R P3 represents an alkyl group, an alkoxy group or an aryloxy group
  • L is 0 to Represents an integer of 5.
  • R P4 represents an alkyl group, aryl group, alkylthio group or arylthio group
  • R P5 represents an alkyl group, aryl group, alkylthio group, arylthio group or acyl group
  • R P6 represents an alkyl group or aryl group Represents a group.
  • R P1 and R P2 , or R P4 and R P5 may be bonded to each other to form a ring.
  • R P1 and R P2 are each independently preferably an alkyl group, an alkoxy group or an aryloxy group, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.
  • An alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.
  • the ring formed by combining R P1 and R P2 with each other is preferably a 5- or 6-membered ring, and more preferably a cyclopentane ring or a cyclohexane ring.
  • R P3 is preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
  • the alkyl group, alkoxy group, and aryloxy group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, and a hydroxy group.
  • the aryl group is preferably a phenyl group.
  • R P3 is more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably a hydroxyethoxy group.
  • the bonding position of R P3 on the aromatic ring is not particularly limited, and may be any position other than the position where the carbonyl group is bonded.
  • L represents an integer of 0 to 5, preferably an integer of 0 to 3, and more preferably 0 or 1.
  • the alkyl group in R P4 to R P6 is preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.
  • the aryl group in R P4 to R P6 is preferably an aryl group having 6 to 16 carbon atoms.
  • the aryl group may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, and a hydroxy group.
  • the alkylthio group or arylthio group in R P4 and R P5 is preferably an alkylthio group having 1 to 12 carbon atoms or an arylthio group having 6 to 12 carbon atoms.
  • the acyl group in R P5 is preferably an alkylcarbonyl group or an arylcarbonyl group, more preferably an alkylcarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms or an arylcarbonyl group having 7 to 17 carbon atoms.
  • R P5 is more preferably an arylcarbonyl group, particularly preferably an optionally substituted phenylcarbonyl group.
  • the acyl group may have a substituent, and examples of the substituent include a halogen atom, an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, and a hydroxy group.
  • R P6 is preferably an aryl group, more preferably a phenyl group which may have a substituent.
  • a compound represented by the formula PPI-1 is particularly preferred over a compound represented by the formula PPI-2.
  • Specific examples of the compound represented by Formula PPI-1 or Formula PPI-2 are shown below, but the present invention is not limited thereto.
  • the specific composition in this invention may contain the polymerization initiator individually by 1 type, and may contain 2 or more types.
  • the content of the polymerization initiator is preferably 0.05 to 20 parts by mass, more preferably 0.05 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the specific composition. 0.1 to 5 parts by mass is particularly preferable.
  • the total solid content in the specific composition in the present invention represents an amount excluding volatile components such as a solvent.
  • the specific composition in the present invention may contain a solvent.
  • the solvent may be included singly or in combination of two or more.
  • the content of the solvent in the specific composition is preferably 1 to 60% by mass, more preferably 5 to 50% by mass, and more preferably 10 to 45% by mass with respect to the total mass of the specific composition. More preferably, the content is 15 to 40% by mass.
  • the water permeability of the obtained cured product is more excellent, the film resistance is reduced, and the handleability is also excellent.
  • the curing (polymerization) reaction proceeds uniformly and smoothly. Further, when the porous support is impregnated with the specific composition of the present invention, the impregnation proceeds smoothly.
  • the solvent water or a mixed solution of water and a solvent having a solubility in water of 5% by mass or more is preferably used. Moreover, as said solvent, what is freely mixed with water is preferable. For this reason, the solvent selected from water and a water-soluble solvent is preferable.
  • the water-soluble solvent alcohol solvents, aprotic polar solvents, ether solvents, amide solvents, ketone solvents, sulfoxide solvents, sulfone solvents, nitrile solvents, and organic phosphorus solvents are particularly preferable. .
  • alcohol solvent examples include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • aprotic polar solvent examples include dimethyl sulfoxide, dimethylimidazolidinone, sulfolane, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, acetonitrile, acetone, dioxane, tetramethylurea, hexamethylphosphoramide, hexamethylphosphorotriamide, Pyridine, propionitrile, butanone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, ethylene glycol diacetate, ⁇ -butyrolactone and the like are mentioned as preferred solvents.
  • dimethyl sulfoxide N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylimidazolidinone, sulfolane, acetone or acetonitrile, and tetrahydrofuran are preferred. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the solvent preferably includes water, more preferably water or a mixed solvent of water and an alcohol solvent, and particularly preferably a mixed solvent of water and an alcohol solvent.
  • a mixed solvent of water and an alcohol solvent a mixed solvent of water and isopropanol is particularly preferable.
  • the specific composition in the present invention may contain a polymerization inhibitor.
  • a polymerization inhibitor a well-known polymerization inhibitor can be used, and a phenol compound, a hydroquinone compound, an amine compound, a mercapto compound, etc. are mentioned.
  • the phenol compound include hindered phenols (phenols having a t-butyl group at the ortho position, typically 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol) and bisphenols. It is done.
  • a monomethyl ether hydroquinone is mentioned as a hydroquinone compound.
  • the amine compound include N-nitroso-N-phenylhydroxylamine and N, N-diethylhydroxylamine.
  • polymerization inhibitors may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the polymerization inhibitor is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the specific composition. More preferably, the content is 0.01 to 0.5 parts by mass.
  • the specific composition in the present invention may contain a neutralizing agent for counterion exchange of the ionic group of the monomer used.
  • a neutralizing agent for counterion exchange of the ionic group of the monomer used.
  • an alkali metal compound is preferably exemplified.
  • the alkali metal compound lithium, sodium, potassium hydroxide salts, halide salts, nitrates and the like are preferable. Of these, sodium and lithium compounds are more preferable.
  • a neutralizing agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The addition amount of the neutralizing agent is preferably 0.1 to 35 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass, and still more preferably 5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the specific composition.
  • composition in the present invention may contain known additives other than those described above as necessary.
  • additives for example, surfactants, viscosity improvers, polymer compounds, polymer dispersants, crater inhibitors. , Plasticizers, viscosity modifiers, antioxidants, and / or preservatives.
  • the specific composition in the present invention may contain various polymer compounds in order to adjust film physical properties.
  • High molecular compounds include acrylic resin, polyurethane resin, polyamide resin, polyester resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, shellac, vinyl resin, rubbers, waxes, and other natural resins. Etc. can be used. Moreover, these may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
  • the specific composition in this invention may contain the polymer dispersing agent. Specific examples of the polymer dispersant include polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, polyethylene oxide, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polyacrylamide.
  • An anti-crater agent is one that reduces irregularities on the film surface.
  • the anti-crater agent is also called a surface tension adjusting agent, a surface adjusting agent, a leveling agent or a slip agent.
  • a surface tension adjusting agent for example, an organic modified polysiloxane (mixture of polyether siloxane and polyether), polyether modified polysiloxane copolymer, silicone modified copolymer Compounds of the structure.
  • the crater inhibitor is preferably 0 to 10 parts by mass, more preferably 0 to 5 parts by mass, and still more preferably 0.5 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content of the specific composition.
  • the specific composition in the present invention may contain a surfactant such as a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an organic fluoro compound in order to adjust the liquid properties of the coating liquid when forming a film.
  • a surfactant such as a nonionic surfactant, a cationic surfactant, or an organic fluoro compound in order to adjust the liquid properties of the coating liquid when forming a film.
  • the surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, higher fatty acid salt, sulfonate of higher fatty acid ester, sulfate ester of higher alcohol ether, sulfonate of higher alcohol ether, higher alkyl Anionic surfactants such as alkyl carboxylates of sulfonamides, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers, polyoxyethylene
  • Method for producing polymer functional membrane There is no restriction
  • the method for producing a polymer functional film in the present invention preferably includes a coating step of coating and / or impregnating a specific composition on a support.
  • the polymer functional membrane of the present invention may be prepared in a batch system using a fixed support (batch system), or may be prepared in a continuous system using a moving support system (continuous system). May be.
  • the support may be in the form of a roll that is continuously rewound.
  • the step of placing a support on a belt that is continuously moved and polymerizing with a continuous application of a coating solution that is a specific composition to form a film can be performed continuously. However, only one of the coating process and the film forming process may be performed continuously.
  • a temporary support it peels a film
  • a temporary support does not need to consider material permeation, and may be any material as long as it can be fixed for film formation, including a metal plate such as an aluminum plate.
  • the porous support can be impregnated with the composition, and polymerization can be performed without using a support other than the porous support.
  • compositions can be applied in various ways, such as curtain coating, extrusion coating, air knife coating, slide coating, nip roll coating, forward roll coating, reverse roll coating, dip coating, kiss coating, rod bar coating, slot die coating or spray coating.
  • the porous support can be applied or impregnated. Multiple layers can be applied simultaneously or sequentially.
  • curtain coating, slide coating, slot die coating and extrusion coating are preferred.
  • the production of the functional polymer film in a continuous manner is carried out by continuously applying the specific composition to the moving support, more preferably by applying the specific composition application portion and irradiation for polymerizing the specific composition. It is manufactured by a manufacturing unit including a source, a film winding unit, and a means for moving the support from the specific composition coating unit to the irradiation source and the film winding unit.
  • the polymer functional membrane of the present invention is produced through a process of removing the membrane from the support.
  • the specific composition coating part can be placed upstream of the active light irradiation source, and the irradiation source is placed upstream of the composite film winding part.
  • the viscosity of the specific composition at 50 ° C. is 4,000 mPa.s. less than s, preferably 1 to 1,000 mPa.s. s is more preferable, and 1 to 500 mPa.s is preferable. s is most preferred.
  • the viscosity at 50 ° C. is 1 to 100 mPa.s. s is preferred.
  • the specific composition can be applied to the moving support at a speed exceeding 15 m / min, and can be applied at a speed exceeding 400 m / min at the maximum.
  • a support when using a support to increase the mechanical strength of the membrane, before applying the specific composition to the surface of the support, to improve the wettability and adhesion of the support, for example, corona discharge treatment Further, it may be subjected to glow discharge treatment, flame treatment, ultraviolet irradiation treatment and the like.
  • the hardening process in the manufacturing method of the polymeric functional film in this invention is a process of irradiating a specific composition with an actinic ray and polymerizing.
  • the polymerization is preferably carried out by light irradiation under conditions where the polymerization occurs rapidly enough to form a film within 30 seconds.
  • the start of the polymerization is preferably within 60 seconds, more preferably within 15 seconds, particularly preferably within 5 seconds, and most preferably within 3 seconds after applying the specific composition to the support.
  • the time for irradiating the specific composition with light is preferably less than 10 seconds, more preferably less than 5 seconds, particularly preferably less than 3 seconds, and most preferably less than 2 seconds.
  • irradiation is performed continuously, and the polymerization time is determined by the speed at which the specific composition moves through the irradiation beam.
  • UV light ultraviolet ray
  • IR light infrared light
  • the active light is preferably ultraviolet light.
  • the irradiation wavelength is preferably compatible with the absorption wavelength of any photoinitiator included in the specific composition, for example, UV-A (400 to 320 nm), UV-B (320 to 280 nm), UV-C (280 to 200 nm).
  • Ultraviolet sources are mercury arc lamps, carbon arc lamps, low pressure mercury lamps, medium pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, swirling flow plasma arc lamps, metal halide lamps, xenon lamps, tungsten lamps, halogen lamps, lasers and ultraviolet light emitting diodes.
  • Medium pressure or high pressure mercury vapor type UV lamps are particularly preferred.
  • additives such as metal halides may be present to modify the emission spectrum of the lamp. In most cases, lamps having an emission maximum between 200 and 450 nm are particularly suitable.
  • the energy output of the actinic radiation source is preferably 20 to 1,000 W / cm, more preferably 40 to 500 W / cm, but higher if this can achieve the desired exposure dose. It does n’t matter if it ’s low.
  • the degree of curing of the film can be adjusted by changing the exposure intensity.
  • the exposure dose is high energy UV radiometer (UV Power Puck TM manufactured by EIT-Instrument Markets). Preferably at least 40 mJ / cm 2 or more, more preferably from 100 to 2,000 mJ / cm 2 , even more preferably from 150 to 1,500 mJ / cm 2 , measured in the UV-B range indicated by the above apparatus. is there.
  • the exposure time can be chosen freely, but is preferably short and most preferably less than 2 seconds. When the application speed is high, a plurality of light sources may be used to obtain a necessary exposure dose. In this case, the plurality of light sources may have the same or different exposure intensity.
  • the manufacturing method of the polymeric functional film in this invention may also include the washing
  • the cleaning method is not particularly limited, and the film can be cleaned by immersing the cured film in a solvent.
  • a known solvent can be used without particular limitation, and dimethyl sulfoxide and methanol are preferable.
  • the immersion time may be appropriately set according to the target value of the content of the specific polyfunctional monomer contained in the polymer functional film, preferably 1 to 10 minutes, and more preferably 1 to 5 minutes. What is necessary is just to set the temperature at the time of immersion suitably, 10-60 degreeC is preferable and 20-50 degreeC is more preferable.
  • the polymeric functional membrane of the present invention is particularly intended for use in ion exchange.
  • the polymer functional membrane of the present invention is not limited to ion exchange applications, and can be suitably used for reverse osmosis and gas separation.
  • the polymer functional membrane of the present invention is useful as an ion exchange membrane, and can be used for electrodesalting, continuous electrodesalting, electrodialysis, polarity switching electrodialysis, reverse electrodialysis, and the like. Moreover, it can be used not only for general purposes but also for medical purposes, and recently it can also be used for solid polymer electrolyte fuel cells.
  • the module of the present invention (also referred to as “stack”) includes the polymer functional film of the present invention.
  • anion exchange membranes and cation exchange membranes are alternately arranged between a pair of electrodes, and the anion exchange membrane and / or cation exchange membrane is preferably the polymer functional membrane of the present invention.
  • modules include spiral, hollow fiber, pleated, tubular, plate & frame, and stack types.
  • the apparatus of the present invention includes the polymer functional film of the present invention. The apparatus is preferably used for the above-mentioned use.
  • Benzidine-2,2′-disulfonic acid was added to 288.3 g of sodium hydrogen carbonate (3.43 mol, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1,343 mL of ion-exchanged water and stirred at room temperature.
  • 268.6 g (0.78 mol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added little by little.
  • the mixture was cooled under ice cooling and stirring was continued.
  • 138.7 mL (1.53 mol, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) of acryloyl chloride was added dropwise little by little so that the inside of the system was kept at 10 ° C. or lower while stirring under ice cooling.
  • Benzidine-2,2′-disulfonic acid was added to 288.3 g of sodium hydrogen carbonate (3.43 mol, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1,343 mL of ion-exchanged water and stirred at room temperature. 268.6 g (0.78 mol, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added little by little. After stirring at room temperature for 30 minutes, the mixture was cooled under ice cooling and stirring was continued. 160 mL of methacryloyl chloride (1.53 mol, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise little by little so that the system was kept at 10 ° C. or lower while stirring under ice cooling.
  • DMAPAA-Q dimethylaminopropylacrylamide methyl chloride quaternary salt (3-acrylamidopropyltrimethylammonium chloride), manufactured by Kojin Film & Chemicals Co., Ltd., the following compounds: AMPS: AMPS (registered trademark), 2-acrylamide-2 -Methylpropanesulfonic acid, manufactured by Lubrizol Co., Ltd., the following compound.
  • the specific composition-impregnated support obtained as described above was subjected to a curing reaction using a UV exposure machine (manufactured by Fusion UV Systems, Model Light Hammer LH6, D-bulb, speed 15 m / min, 100% strength).
  • a UV exposure machine manufactured by Fusion UV Systems, Model Light Hammer LH6, D-bulb, speed 15 m / min, 100% strength.
  • an ion exchange membrane (polymer functional membrane) was produced.
  • the curing time was 0.8 seconds.
  • the exposure time was 0.47 seconds.
  • the obtained film was removed from the aluminum plate and immersed in methanol for the time described in Table 1 or Table 2. Subsequently, it was stored in a 0.1 mol / L NaCl aqueous solution for at least 12 hours. The thickness of the obtained film was 134 ⁇ m.
  • the membrane is cut into 5 cm square, immersed in 10 g of dimethyl sulfoxide, extracted for 24 hours using a mix rotor, and the content (concentration) of unreacted specific polyfunctional monomer in the extraction solution. was quantified using HPLC.
  • the measurement results are shown in Table 3.
  • the ion exchange membrane in the example described as “A” in the column of the exchange membrane type is an anion exchange membrane
  • the ion exchange membrane in the example described as “C” is a cation exchange membrane.
  • AA film resistance 2 [Omega ⁇ cm 2 below
  • A membrane resistance 2 [Omega ⁇ cm 2 or more 3 [Omega] ⁇ cm 2 less
  • B less than electrode resistance 3 [Omega] ⁇ cm 2 or more 4 ⁇ ⁇ cm 2
  • C membrane resistance 4ohm ⁇ cm 2 or more
  • the breaking stress change value is less than 2 MPa.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

多官能モノマーを含有する組成物を硬化させた高分子化合物を含み、上記多官能モノマーが、イオン性基と、一分子中に２個以上の、α－アルキルアクリロイルアミノ基又はα－アルキルアクリロイルオキシ基と、を有し、上記イオン性基がカチオン性基である場合、上記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－５．２以上であり、上記イオン性基がアニオン性基である場合、上記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－１．９以上であり、乾燥後の全質量に対する上記多官能モノマーの含有量が５００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下である高分子機能性膜、並びに、上記高分子機能性膜を備えたモジュール及び装置。

Description

高分子機能性膜、モジュール、及び、装置
　本発明は、高分子機能性膜、モジュール、及び、装置に関する。
　高分子機能性膜としての各種の機能を有する膜として、イオン交換膜、逆浸透膜、正浸透膜又はガス分離膜等が知られている。
　例えば、イオン交換膜は、電気脱塩（ＥＤＩ：Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、連続的な電気脱塩（ＣＥＤＩ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）、電気透析（ＥＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ）、逆電気透析（ＥＤＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｄｉａｌｙｓｉｓ　ｒｅｖｅｒｓａｌ）等に用いられる。
　電気脱塩（ＥＤＩ）は、イオン輸送を達成するためにイオン交換膜と電位を使用して、水性液体からイオンが取り除かれる水処理プロセスである。従来のイオン交換のような他の浄水技術と異なり、酸又は苛性ソーダのような化学薬品の使用を要求せず、超純水を生産するために使用することができる。電気透析（ＥＤ）及び逆電気透析（ＥＤＲ）は、水及び他の流体からイオン等を取り除く電気化学の分離プロセスである。
　従来のイオン交換膜としては、特許文献１又は２に記載のものが知られている。
国際公開第２０１３／０１１２７２号 国際公開第２０１３／０１１２７３号
　本発明が解決しようとする課題は、膜の電気抵抗（以下「膜抵抗」という。）が低く、かつ、ｐＨ耐性に優れた高分子機能性膜、並びに、上記高分子機能性膜を備えたモジュール及び装置を提供することである。
　本発明の上記課題は、以下の＜１＞、＜９＞又は＜１０＞に記載の手段により解決された。好ましい実施態様である＜２＞～＜８＞と共に以下に記載する。
　＜１＞　多官能モノマーを含有する組成物を硬化させた高分子化合物を含み、上記多官能モノマーが、イオン性基と、一分子中に２個以上の、α－アルキルアクリロイルアミノ基又はα－アルキルアクリロイルオキシ基と、を有し、上記イオン性基がカチオン性基である場合、上記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－５．２以上であり、上記イオン性基がアニオン性基である場合、上記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－１．９以上であり、乾燥後の全質量に対する上記多官能モノマーの含有量が５００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする高分子機能性膜、
　＜２＞　上記多官能モノマーが、下記式ＰＣＬ－Ｉ又は式ＩＩで表される化合物を含む、＜１＞に記載の高分子機能性膜、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＲA’1及びＲA’2はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、ＲA’3～ＲA’6はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表し、ＺA’1及びＺA’2はそれぞれ独立に、－Ｏ－又は－ＮＲａ－を表し、Ｒａは水素原子又はアルキル基を表し、ＬA’1及びＬA’2はそれぞれ独立に、アルキレン基を表し、ＲXはアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、－Ｏ－又はこれらが組み合わされた二価の連結基を表し、ＸA’1及びＸA’2はそれぞれ独立に、有機又は無機のアニオンを表す、
　式ＩＩ中、Ｒ21及びＲ22はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26はそれぞれ独立に、置換基を表し、ｋ21及びｋ24はそれぞれ独立に、０～４の整数を表し、ｋ22及びｋ23はそれぞれ独立に、０～３の整数を表し、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26が複数存在する場合、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26はそれぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよく、Ａ21、Ａ22、Ａ23及びＡ24はそれぞれ独立に、単結合又は二価の連結基を表し、Ｍ21はそれぞれ独立に、水素イオン、有機塩基イオン又は金属イオンを表し、ｎ21及びｎ22はそれぞれ独立に、１～４の整数を表し、ｍ21及びｍ22はそれぞれ独立に、０又は１を表し、Ｊ1は単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ2－、－ＣＯ－、－ＣＲ28Ｒ29－又はアルケニレン基を表し、Ｒ28及びＲ29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表し、ｐ21は１以上の整数を表し、ｑ21は１以上の整数を表す、
　＜３＞　上記α－アルキルアクリロイルアミノ基、又は、上記α－アルキルアクリロイルオキシ基のα位置換アルキル基が、メチル基である、＜１＞又は＜２＞に記載の高分子機能性膜、
　＜４＞　乾燥後の全質量に対する上記多官能モノマーの含有量が１，０００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下である、＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載の高分子機能性膜、
　＜５＞　乾燥後の全質量に対する上記多官能モノマーの含有量が１，０００ｐｐｍ以上２，０００ｐｐｍ以下である、＜１＞～＜４＞のいずれか１つに記載の高分子機能性膜、
　＜６＞　上記組成物が、上記多官能モノマーとは異なる他のモノマーを更に含有する、＜１＞～＜５＞のいずれか１つに記載の高分子機能性膜、
　＜７＞　上記組成物が、上記多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーを更に含有する、＜１＞～＜６＞のいずれか１つに記載の高分子機能性膜、
　＜８＞　上記組成物が、上記多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーと、単官能モノマーとを更に含有する、＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載の高分子機能性膜、
　＜９＞　＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の高分子機能性膜を備えたモジュール、
　＜１０＞　＜１＞～＜８＞のいずれか１つに記載の高分子機能性膜を備えた装置。
　本発明によれば、膜抵抗が低く、かつ、ｐＨ耐性に優れた高分子機能性膜、並びに、上記高分子機能性膜を備えたモジュール及び装置を提供することができた。
　以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されない。なお、本明細書において「～」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
　本明細書における基（原子団）の表記において、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基（無置換アルキル基）のみならず、置換基を有するアルキル基（置換アルキル基）をも包含する。
　更に、各式における二重結合の置換様式である幾何異性体は、表示の都合上、異性体の一方を記載したとしても、特段の断りがない限り、Ｅ体であってもＺ体であっても、これらの混合物であってもよい。
　また、本明細書における化学構造式は、水素原子を省略した簡略構造式で記載する場合もある。
　なお、本明細書中において、“（メタ）アクリレート”はアクリレート及びメタクリレートを表し、“（メタ）アクリル”はアクリル及びメタクリルを表し、“（メタ）アクリロイル”はアクリロイル及びメタクリロイルを表し、”（メタ）アクリルアミド”はアクリルアミド及びメタクリルアミドを表す。また、“アクリル樹脂”は、（メタ）アクリレート化合物及び（メタ）アクリルアミド化合物よりなる群から選ばれた化合物の単独重合体又は共重合体であり、共重合体の場合は、上記化合物を樹脂全体の５０質量％以上共重合した樹脂である。
　また、本発明において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
（高分子機能性膜）
　本発明の高分子機能性膜（以下、単に「機能性膜」又は「膜」ともいう。）は、多官能モノマーを含有する組成物を硬化させた高分子化合物を含み、上記多官能モノマーが、イオン性基と、一分子中に２個以上の、α－アルキルアクリロイルアミノ基又はα－アルキルアクリロイルオキシ基と、を有し、上記イオン性基がカチオン性基である場合、上記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－５．２以上であり、上記イオン性基がアニオン性基である場合、上記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－１．９以上であり、乾燥後の全質量に対する上記多官能モノマーの含有量が５００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
　本発明者は、鋭意検討した結果、特定の高分子化合物を含有することにより、膜抵抗が低く、かつ、ｐＨ耐性に優れた高分子機能性膜が得られることを見出した。
　効果が得られる詳細なメカニズムは不明であるが、一価のイオンであるＨ+イオン、あるいはＯＨ-イオンは、例えば同じ一価イオンのＮａ+やＣｌ-と比較してイオン半径が小さく、電子密度が高い。つまり、Ｈ+イオンあるいはＯＨ-イオンは、より親水的であると考えられる。そのため、膜を構成する高分子化合物として、ＣＬｏｇＰ値が高いモノマーを硬化させた高分子化合物を使用することにより、膜の骨格が疎水化し、Ｈ+イオンあるいはＯＨ-イオンとの親和性が下がる。その結果、同イオンによる化学構造の破壊の影響を受けにくくなり、ｐＨ耐性が向上すると推測している。
　また、一般的に、高分子化合物を形成した後の残存モノマー量は少なければ少ない程よいと考えられているが、本発明では、高分子機能性膜中にもモノマーが特定の量で含まれる状態にすることにより、高分子化合物中にも未反応の架橋部が残存しており、膜抵抗の上昇を抑制していると推測している。
　本発明の高分子機能性膜は、イオン交換、逆浸透、正浸透、ガス分離等を行うための膜として好適に用いることができ、イオン交換膜であることが好ましい。
　本発明の高分子機能性膜の厚さは、支持体を有する場合は支持体を含めて、３０～１，０００μｍが好ましく、５０～５００μｍがより好ましく、１００～４００μｍが更に好ましい。
　また、本発明に用いられる各化合物や成分における置換基としては、電気的に中性で、不活性な基であれば、高分子機能性膜の機能を阻害せず使用することが可能である。
＜高分子化合物＞
　本発明の高分子機能性膜は、高分子化合物を含む。
　上記高分子化合物は、イオン性基と、一分子中に２個以上の、α－アルキルアクリロイルアミノ基又はα－アルキルアクリロイルオキシ基と、を有する多官能モノマー（以下、「特定多官能モノマー」ともいう。）を含有する組成物（以下、「特定組成物」ともいう。）を硬化させた高分子化合物であり、上記イオン性基がカチオン性基である場合、上記特定多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－５．２以上であり、上記イオン性基がアニオン性基である場合、上記特定多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－１．９以上である。
　本発明における高分子化合物は、イオン交換樹脂であることが好ましい。イオン交換樹脂であれば、アニオン交換樹脂であってもカチオン交換樹脂であってもよい。
　上記高分子化合物がアニオン交換樹脂である場合、本発明の高分子機能性膜は、アニオン交換膜であることが好ましい。
　上記高分子化合物がカチオン交換樹脂である場合、本発明の高分子機能性膜は、カチオン交換膜であることが好ましい。
　高分子化合物中の、特定多官能モノマーに由来する構成単位の含有量は、高分子化合物の全質量に対し、２０～９０質量％であることが好ましく、３０～８０質量％であることがより好ましく、４０～８０質量％であることが更に好ましい。
　特定多官能モノマー等の、特定組成物に含まれる成分の詳細については、後述する。
＜支持体＞
　本発明における高分子機能性膜は、支持体を有していてもよい。上記支持体は、多孔質支持体であることが好ましい。
　補強材料としての多孔質支持体は、樹脂製多孔質支持体であることが好ましく、例えば、合成織布、合成不織布等の不織布、スポンジ状フィルム、又は、微細な貫通孔を有するフィルムが挙げられる。
　多孔質支持体を用いる場合、本発明の高分子機能性膜は、本発明における高分子化合物の少なくとも一部を多孔質支持体の内部に有する膜であることが好ましい。
　また、上記高分子機能性膜は、多孔質支持体の表面及び／又は内部に本発明における高分子化合物を有する膜であることが好ましい。
　本発明における多孔質支持体を形成する素材は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド及びそれらのコポリマーであるか、あるいは、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、酢酸セルロース、ポリプロピレン、ポリ（４－メチル－１－ペンテン）、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリクロロトリフルオロエチレン及びそれらのコポリマーに基づく多孔質膜が挙げられる。
　市販の多孔質支持体は、例えば、三菱製紙（株）、ニッポン高度紙工業（株）、旭化成せんい（株）、日本バイリーン（株）、タピルス社、Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から市販されている。
　なお、多孔質支持体は、活性光線照射による重合（硬化）反応を行う場合、活性光線の波長領域を遮らないこと、すなわち、重合（硬化）に用いられる波長の照射を通過させることが好ましい。
　多孔質支持体は、本発明における高分子化合物を形成する特定組成物を浸透することができるものであることが好ましい。
　また、多孔質支持体は、親水性を有することが好ましい。支持体に親水性を付与するには、コロナ処理、プラズマ処理、フッ素ガス処理、オゾン処理、硫酸処理、シランカップリング剤処理などの一般的な方法を使用することができる。
　本発明における多孔質支持体は、不織布が好ましく、不織布の中でも、ポリエチレンとポリプロピレンとの複合繊維からなる不織布がより好ましい。また、この複合繊維の繊維径は、０．５～１５μｍが好ましく、１～１３μｍがより好ましく、２～１０μｍが特に好ましい。
　本発明における多孔質支持体の厚さは、２０～２００μｍが好ましく、３０～１５０μｍがより好ましく、４０～１２０μｍが特に好ましい。
＜高分子機能性膜における特定多官能モノマーの含有量＞
　また、本発明の高分子機能性膜は、乾燥後の全質量に対する特定多官能モノマーの含有量が５００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であり、１，０００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、１，０００ｐｐｍ以上２，０００ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
　上記乾燥は、高分子機能性膜を６０℃の真空オーブン中に２４時間保管することで行う。空気中の水分の吸着を防ぐため、オーブンから取り出してから一分以内に質量を秤量したものを乾燥後の全質量とする。
　また、特定多官能モノマーの含有量は、高分子機能性膜を５ｃｍ角に切出し、ジメチルスルホキシド１０ｇ中に浸漬し、ミックスローターを用いて２４時間抽出作業を行い、抽出溶液中の特定多官能モノマーの含有量（濃度）を、ＨＰＬＣ（High Performance Liquid Chromatography）を用いて定量することにより求めた。
　また、上記特定多官能モノマーの含有量は、特定組成物の硬化直後に、膜を洗浄する度合いや、特定組成物の組成、硬化条件により調整することができる。
＜特定組成物＞
　本発明に用いられる特定組成物は、硬化性組成物であることが好ましく、光硬化性組成物であることがより好ましい。
　なお、本発明における「硬化性」とは、光や熱など、何らかの刺激により固体又はゲル状のモノを形成可能であれば、特に制限はない。本発明における「光硬化性」とは、活性光線の照射により固体又はゲル状のものを形成可能であれば、特に制限はない。
　また、「活性光線」とは、その照射により後述する光重合開始剤より開始種を発生させることができるエネルギーを付与することができる活性光線であれば、特に制限はなく、広くα線、γ線、Ｘ線、紫外線（ＵＶ）、可視光線、電子線などを包含する。これらの中でも、紫外線を少なくとも含む光が好ましい。
　以下、本発明に用いられる特定組成物が含有する各成分について説明する。
〔特定多官能モノマー〕
　本発明に用いられる特定多官能モノマーは、イオン性基と、一分子中に２個以上の、α－アルキルアクリロイルアミノ基又はα－アルキルアクリロイルオキシ基と、を有する。
　α－アルキルアクリロイルアミノ基に含まれるα位置換アルキル基としては、炭素数１～１０のアルキル基が好ましく、炭素数１～４のアルキル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。
　α－アルキルアクリロイルオキシ基に含まれるα位置換アルキル基としては、炭素数１～１０のアルキル基が好ましく、炭素数１～４のアルキル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。
　また、特定多官能モノマーは、α－アルキルアクリロイルアミノ基、又は、α－アルキルアクリロイルオキシ基を、一分子中に２個以上含み、２～６個含むことが好ましく、２～４個含むことがより好ましく、２個含むことが更に好ましい。
　本発明に用いられる特定多官能モノマーが有するイオン性基は、アニオン性基であってもカチオン性基であってもよい。上記イオン性基がアニオン性基である場合、高分子化合物はカチオン交換樹脂であることが好ましく、上記イオン性基がカチオン性基である場合、高分子化合物はアニオン交換樹脂であることが好ましい。
　上記アニオン性基としては、特に制限されず、カルボキシ基（－ＣＯＯＨ）、スルホ基（－ＳＯ3Ｈ）、ホスホン酸基（－Ｐ（＝Ｏ）（ＯＨ）2）、ホスフィン酸基（－ＰＨ（＝Ｏ）ＯＨ）、リン酸基（－ＯＰ（＝Ｏ）（ＯＨ）2）、硝酸基（－ＮＯ3）、炭酸基（－ＨＣＯ3）、チオール基（－ＳＨ）が例示される。これらの中でも、スルホ基、ホスホン酸基、リン酸基、カルボキシ基が好ましく、スルホ基がより好ましい。なお、上記アニオン性基は、塩を形成していてもよく、第四級アンモニウム塩、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等を形成していてもよい。
　上記カチオン性基としては、特に制限されず、オニウム塩構造を有する基が好ましく、第四級アンモニウム塩構造を有する基がより好ましい。なお、上記カチオン性基は、塩を形成していてもよく、カルボン酸塩、ハロゲン塩、硫酸塩等を形成していてもよい。
　上記イオン性基がカチオン性基である場合、上記特定多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値は－５．２以上であり、－５．０以上であることが好ましい。上限は特に限定されず、１以下であれば、特定多官能モノマーを水に溶解した状態で硬化することが可能となるため好ましい。
　上記イオン性基がアニオン性基である場合、上記特定多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－１．９以上であり、－１．７以上であることが好ましい。上限は特に限定されず、１以下であれば、特定多官能モノマーを水に溶解した状態で硬化することが可能となるため好ましい。
　ＣＬｏｇＰ値は、水／オクタノール分配係数の推算値であり、イオン性モノマーの場合は、対イオンを含まない電離した構造について、ChemDraw 14.0を用いて計算することができる。例えばスルホン酸基を有する化合物は、スルホン酸基を－ＳＯ3 -と置き換えた構造について計算する。
－式ＰＣＬ－Ｉ又は式ＩＩで表される化合物－
　特定多官能モノマーは、下記式ＰＣＬ－Ｉ又は式ＩＩで表される化合物を含むことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
－式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物－
　特定多官能モノマーが、式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物を含む場合、特定組成物を硬化させた高分子化合物は、アニオン交換樹脂であることが好ましい。
　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＲA’1及びＲA’2はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、ＲA’3～ＲA’6はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表し、ＺA’1及びＺA’2はそれぞれ独立に、－Ｏ－又は－ＮＲａ－を表し、Ｒａは水素原子又はアルキル基を表し、ＬA’1及びＬA’2はそれぞれ独立に、アルキレン基を表し、ＲXはアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、－Ｏ－又はこれらが組み合わされた二価の連結基を表し、ＸA’1及びＸA’2はそれぞれ独立に、有機又は無機のアニオンを表す。
　式ＩＩ中、Ｒ21及びＲ22はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26はそれぞれ独立に、置換基を表し、ｋ21及びｋ24はそれぞれ独立に、０～４の整数を表し、ｋ22及びｋ23はそれぞれ独立に、０～３の整数を表し、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26が複数存在する場合、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26はそれぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよく、Ａ21、Ａ22、Ａ23及びＡ24はそれぞれ独立に、単結合又は二価の連結基を表し、Ｍ21はそれぞれ独立に、水素イオン、有機塩基イオン又は金属イオンを表し、ｎ21及びｎ22はそれぞれ独立に、１～４の整数を表し、ｍ21及びｍ22はそれぞれ独立に、０又は１を表し、Ｊ1は単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ2－、－ＣＯ－、－ＣＲ28Ｒ29－又はアルケニレン基を表し、Ｒ28及びＲ29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表し、ｐ21は１以上の整数を表し、ｑ21は１以上の整数を表す。
　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＲA’1及びＲA’2はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、炭素数１～１０のアルキル基が好ましく、炭素数１～４のアルキル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。また、ＲA’1及びＲA’2は、同じ基であることが好ましい。
　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＺA’1及びＺA’2は、硬化後のイオン交換膜の酸やアルカリに対する耐性の観点から、どちらも－ＮＲａ－であることが好ましい。
　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＲA’3～ＲA’6はそれぞれ独立に、アルキル基であることが好ましい。ＲA’3～ＲA’6は、互いに同一でも異なっていてもよく、同一であることが好ましい。
　ＲA’3～ＲA’6におけるアルキル基の炭素数は、１～９が好ましく、１～３がより好ましく、１又は２が更に好ましく、１が特に好ましい。アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ヘキシル基、ペンチル基、オクチル基、ノニル基が挙げられ、メチル基、エチル基、プロピル基又はイソプロピル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が更に好ましい。
　上記アルキル基は、分岐構造を有していてもよいし、環構造を有していてもよい。
　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＸA’1及びＸA’2はそれぞれ独立に、無機又は有機のアニオンを表し、電荷を中和するアニオンであれば特に制限はなく、一価アニオンであっても、多価アニオンであってもよく、一価アニオンであることが好ましく、脂肪族若しくは芳香族スルホン酸イオン、脂肪族若しくは芳香族カルボン酸イオン、ハロゲン化物イオン、又は、硫酸イオンであることがより好ましく、ハロゲン化物イオン、又は、脂肪族若しくは芳香族カルボン酸イオンであることが更に好ましい。
　ＸA’1及びＸA’2におけるハロゲン化物イオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンが好ましく、塩化物イオン又は臭化物イオンがより好ましい。
　ＸA’1及びＸA’2における脂肪族若しくは芳香族カルボン酸イオンとしては、酢酸アニオンが好ましい。
　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＬA’1及びＬA’2の炭素数はそれぞれ独立に、１～１０が好ましく、２～１０がより好ましく、２～６が更に好ましく、２～４が特に好ましく、３が最も好ましい。
　式ＰＣＬ－ＩにおけるＲXは、アルキレン基、アリーレン基及びこれらを組み合わせた二価の連結基が好ましく、アルキレン基、又は、アルキレン基とアリーレン基とを組み合わせた基がより好ましく、アルキレン基とアリーレン基とを組み合わせた基が更に好ましい。
　上記アルキレン基の炭素数は、１～１２が好ましく、１～９が好ましく、２～８がより好ましく、３～８が更に好ましく、３～５が特に好ましい。アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基が挙げられる。
　上記アリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基が挙げられ、炭素数は６～１２が好ましい。
　上記アルキレン基とアリーレン基とを組み合わせた基としては、例えば、アルキレン基－アリーレン基－アルキレン基が挙げられ、－ＣＨ2－Ｃ6Ｈ4－ＣＨ2－が好ましい。
　上記式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物の分子量は、２５０～８００であることが好ましく、２５０～７００であることがより好ましく、２５０～６００であることが更に好ましい。
　特定多官能モノマーは、式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物を、１種単独で含有しても、２種以上を含有してもよい。
　本発明の高分子機能性膜がアニオン交換膜である場合、特定組成物における、式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物の含有量は、特定組成物の全質量に対し、１０～７０質量％であることが好ましく、２０～６０質量％であることがより好ましく、３０～６０質量％であることが更に好ましい。
　本発明の高分子機能性膜がアニオン交換膜である場合、式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物に由来する構成単位の含有量は、高分子化合物の全質量に対し、２０～９０質量％であることが好ましく、３０～８０質量％であることがより好ましく、４０～８０質量％であることが更に好ましい。
－式ＩＩで表される化合物－
　特定多官能モノマーが、式ＩＩで表される化合物を含む場合、特定組成物を硬化させた高分子化合物は、カチオン交換樹脂であることが好ましい。
　式ＩＩ中、Ｒ21及びＲ22はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、上記アルキル基は、炭素数１～４のアルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。また、Ｒ21及びＲ22は、同じ基であることが好ましい。
　式ＩＩ中、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26はそれぞれ独立に、置換基を表し、置換基としては、アルキル基（好ましくは炭素数１～２４、より好ましくは炭素数１～１２、更に好ましくは炭素数１～４）、アリール基（好ましくは炭素数３～２０、より好ましくは炭素数６～１０）、アルケニル基（好ましくは炭素数２～２０、より好ましくは炭素数２～１２、更に好ましくは炭素数２～４）、アルキニル基（好ましくは炭素数２～２０、より好ましくは炭素数２～１２、更に好ましくは炭素数２～４）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１～２４、より好ましくは炭素数１～１２、更に好ましくは炭素数１～４）、アリーロキシ基（好ましくは炭素数３～２０、より好ましくは炭素数６～１０）、ハロゲン原子、アシル基（好ましくは炭素数２～２０、より好ましくは炭素数２～１２、更に好ましくは炭素数２～４）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数２～２０、より好ましくは炭素数２～１２、更に好ましくは炭素数２～４）、シアノ基が挙げられる。上記アルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれでもよい。また、上記アリール基は、ヘテロ原子としてＮ原子、Ｏ原子又はＳ原子を含有するヘテロアリール基であってもよい。また、上記置換基は更に上記置換基により置換されてもよい。
　ｋ21及びｋ24はそれぞれ独立に、０～４の整数を表し、０又は１であることが好ましく、０であることがより好ましい。ｋ22及びｋ23はそれぞれ独立に、０～３の整数を表し、０又は１であることが好ましく、０であることがより好ましい。
　Ａ21、Ａ22、Ａ23及びＡ24は、それぞれ独立に、単結合又は二価の連結基を表す。二価の連結基としては、例えば、直鎖、分岐若しくは環状のアルキレン基（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数１～１２、更に好ましくは炭素数１～４のアルキレン基であり、例えばメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、へキシレン基、オクチレン基、デシレン基が挙げられる。なお、環状のアルキレン基、すなわち、シクロアルキレン基の場合、好ましくは炭素数３～１２、より好ましくは炭素数３～８、更に好ましくは炭素数３～６のシクロアルキレン基である。）、直鎖、分岐若しくは環状のアルキニレン基（好ましくは炭素数２～３０、より好ましくは炭素数２～１２、更に好ましくは炭素数２～４のアルケニレン基であり、例えばエテニレン基、プロペニレン基が挙げられる。なお、環状のアルケニレン基は５又は６員環のシクロアルケニレン基が好ましい。）、アルキレンオキシ基（好ましくは炭素数１～３０、より好ましくは炭素数１～１２、更に好ましくは炭素数１～４のアルキレンオキシ基であり、例えばメチレンオキシ基、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基、ブチレンオキシ基、ペンチレンオキシ基、へキシレンオキシ基、オクチレンオキシ基、デシレンオキシ基が挙げられる。）、アラルキレン基（好ましくは炭素数７～３０、より好ましくは炭素数７～１３のアラルキレン基であり、例えばベンジリデン基、シンナミリデン基が挙げられる。）、アリーレン基（好ましくは炭素数６～３０、より好ましくは炭素数６～１５のアリーレン基であり、例えば、フェニレン基、クメニレン基、メシチレン基、トリレン基、キシリレン基が挙げられる。）、エーテル基（－Ｏ－）、チオエーテル基（－Ｓ－）、スルホニル基（－ＳＯ2－）、カルボニル基（－Ｃ（＝Ｏ）－）が挙げられる。これらは更に置換基を有していてもよい。更なる置換基としてはヒドロキシ基又はハロゲン原子が好ましい。
　Ｍ21はそれぞれ独立に、水素イオン、有機塩基イオン又は金属イオンを表す。有機塩基イオンとしては、アンモニウムイオン（例えば、アンモニウム、メチルアンモニウム、ジメチルアンモウム、トリメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、ジベンジルアンモニウム）、有機へテロ環イオン（含窒素ヘテロ環イオンが好ましく、上記含窒素ヘテロ環イオンにおけるヘテロ環としては、５又は６員環が好ましく、芳香環であっても単なるヘテロ環であってもよい。またベンゼン環などの他の環で縮環されていてもよく、スピロ環、架橋環を形成していてもよい。例えば、ピリジニウム、Ｎ－メチルイミダゾリウム、Ｎ－メチルモルホリニウム、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］－７－ウンデカニウム、１，８－ジアザビシクロ［４．３．０］－７－ノネニウム、グアニジウム）から選択される有機塩基イオンが挙げられる。金属イオンとしては、例えば、アルカリ金属イオン（例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン）、アルカリ土類金属イオン（例えば、ベリリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン）から選択される金属イオンが挙げられ、アルカリ金属イオンが好ましい。Ｍ21が複数存在する場合、複数存在するＭ21は、互いに同じでも異なっていてもよい。
　Ｍ21は、水素イオン、有機塩基イオン又はアルカリ金属イオンが好ましく、水素イオン、有機へテロ環イオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン又はカリウムイオンがより好ましく、水素イオン、ピリジニウム、Ｎ－アルキルモルホリニウム（好ましくは、Ｎ－メチルモルホリニウム）、Ｎ－アルキルイミダゾリウム（好ましくは、Ｎ－メチルイミダゾリウム）、リチウムイオン又はナトリウムイオンが特に好ましい。
　ｎ21及びｎ22は、それぞれ独立に、１～４の整数を表し、ｍ21及びｍ22はそれぞれ独立に、０又は１を表す。
　ｎ21及びｎ22は、それぞれ独立に、１～３が好ましく、１又は２がより好ましく、１が特に好ましい。ｍ21及びｍ22は０であることが好ましい。
　Ｊ1は単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ2－、－ＣＯ－、－ＣＲ28Ｒ29－、又は、アルケニレン基を表し、Ｒ28及びＲ29は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。
　Ｊ1は、単結合、－Ｏ－、－ＳＯ2－、－ＣＯ－、－ＣＲ28Ｒ29－、又は、アルケニレン基（好ましくは、エチレン基）であることが好ましく、単結合、－ＳＯ2－、－ＣＲ28Ｒ29－、又は、アルケニレン基がより好ましく、単結合が特に好ましい。
　Ｒ28及びＲ29は、それぞれ独立に、アルキル基又はハロゲン原子が好ましく、メチル基又はフッ素原子がより好ましい。
　ｐ21は１以上の整数を表し、１～５が好ましく、１～３がより好ましく、１が特に好ましい。ｑ21は１以上の整数を表し、１～４が好ましく、１～２がより好ましく、１が更に好ましい。
　上記式ＩＩで表される化合物は、下記式ＩＩＩで表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　式ＩＩＩ中、Ｒ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、ｋ21、ｋ22、ｋ23、ｋ24、Ａ21、Ａ22、Ａ23、Ａ24、Ｍ21、ｍ21、ｍ22、ｎ21、ｎ22は、それぞれ、上記式ＩＩにおけるＲ21、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、ｋ21、ｋ22、ｋ23、ｋ24、Ａ21、Ａ22、Ａ23、Ａ24、Ｍ21、ｍ21、ｍ22、ｎ21、ｎ22と同義であり、好ましい範囲も同じである。
　式ＩＩで表される化合物の具体例を以下に示すが、本発明はこれらの具体例に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　式ＩＩで表される化合物の分子量は、２５０～８００であることが好ましく、２５０～７００であることがより好ましく、２５０～６００であることが更に好ましい。
　特定多官能モノマーは、式ＩＩで表される化合物を、１種単独で含有しても、２種以上を含有してもよい。
　本発明の高分子機能性膜がカチオン交換膜である場合、特定組成物における、式ＩＩで表される化合物の含有量は、特定組成物の全質量に対し、１０～７０質量％であることが好ましく、２０～６０質量％であることがより好ましく、２５～５０質量％であることが更に好ましい。
　本発明の高分子機能性膜がカチオン交換膜である場合、式ＩＩで表される化合物に由来する構成単位の含有量は、高分子化合物の全質量に対し、２０～９０質量％であることが好ましく、３０～８０質量％であることがより好ましく、４０～８０質量％であることが更に好ましい。
〔単官能モノマー〕
－式ＩＡで表される化合物－
　本発明における特定組成物は、特定多官能モノマーとは異なる他のモノマーとして、単官能モノマーを含有してもよい。単官能モノマーとしては、特に制限されず、下記式ＩＡで表される化合物が好ましく用いられる。式ＩＡで表される化合物は、高分子化合物がアニオン交換樹脂である場合に、特定組成物に含まれることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　式ＩＡ中、ＲA1は水素原子又はアルキル基を表し、ＲA2～ＲA4はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表し、ＲA2～ＲA4のうち２つ以上が互いに結合して環を形成してもよく、ＺA1は－Ｏ－又は－Ｎ（ＲN）－を表し、ＲNは水素原子又はアルキル基を表し、ＬA1はアルキレン基を表し、ＸA1-は有機又は無機のアニオンを表す。
　ＲA1、ＲA2～ＲA4及びＲNにおけるアルキル基は、直鎖又は分岐のアルキル基であることが好ましく、その炭素数は、１～１０が好ましく、１～６がより好ましく、１～４が更に好ましく、１又は２が特に好ましく、１が最も好ましい。
　ＲA2～ＲA4におけるアリール基の炭素数は、６～１６が好ましく、６～１２がより好ましく、６～１０が更に好ましい。例えば、フェニル基、ナフチル基が挙げられる。
　ＲA2～ＲA4のうち２つ以上が互いに結合して形成する環としては、５又は６員環の単環若しくは架橋環が好ましく、その炭素数は、４～１６が好ましく、４～１０がより好ましい。例えば、ピロリジン環、ピペラジン環、ピペリジン環、モルホリン環、チオモルホリン環、インドール環、キヌクリジン環が挙げられる。
　ＬA1の炭素数は、１～１０が好ましく、２～１０がより好ましく、２～６が更に好ましく、２～４が特に好ましく、３が最も好ましい。
　ＸA1-はハロゲン化物イオン、又は、脂肪族若しくは芳香族カルボン酸イオンが好ましい。
　ＸA1-におけるハロゲン化物イオンは、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオンが挙げられる。
　ＸA1-における脂肪族カルボン酸イオンの炭素数は、１～２０が好ましく、２～１０がより好ましく、２～５が更に好ましく、２又は３が特に好ましく、２が最も好ましい。
　上記脂肪族カルボン酸イオンにおける脂肪族カルボン酸は、飽和炭化水素にカルボキシル基が結合したカルボン酸、不飽和炭化水素にカルボキシル基が結合したカルボン酸のいずれでもよく、飽和炭化水素にカルボキシル基が結合したカルボン酸が好ましい。
　ＸA1-における芳香族カルボン酸イオンは、アリールカルボン酸イオン及びヘテロアリールカルボン酸イオンが好ましい。ここで、ヘテロアリールカルボン酸イオンにおけるヘテロアリール基は、５又は６員環が好ましい。ヘテロ環を構成するヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子が好ましく、窒素原子がより好ましい。芳香族カルボン酸イオンの炭素数は、１～１７が好ましく、２～１３がより好ましく、６～１１が更に好ましい。例えば、安息香酸イオン、ナフタレンカルボン酸イオン、ニコチン酸イオン、イソニコチン酸イオンが挙げられる。
　ＲA1は、水素原子又はメチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
　ＲA2～ＲA4はそれぞれ独立に、メチル基又はエチル基であることが好ましい。
　ＺA1は、－Ｎ（ＲN）－であることが好ましい。
　ＲNは、水素原子又はメチル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
　ＸA1-は、ハロゲン化物イオンであることが好ましい。
　式ＩＡで表される化合物は、下記式ＩＡ－１～式ＩＡ－２６のいずれかで表される化合物であることが好ましいが、本発明はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　式ＩＡで表される化合物の分子量は、１５０～３５０であることが好ましく、１５０～３００であることがより好ましく、１５０～２７０であることが更に好ましい。
　特定組成物には、式ＩＡで表される化合物を、１種単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
　また、特定組成物中の式ＩＡで表される化合物の含有量は、特定組成物の全質量に対し、１～４０質量％であることが好ましく、５～３０質量％であることがより好ましく、１０～２５質量％であることが更に好ましい
－式ＩＣで表される化合物－
　また、単官能モノマーとしては、下記式ＩＣで表される化合物も好ましく用いられる。式ＩＣで表される化合物は、高分子化合物がカチオン交換樹脂である場合に、特定組成物に含まれることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
　式ＩＣ中、ＲC1は水素原子又はアルキル基を表し、ＬC1はアルキレン基又はアリーレン基を表し、ＸC1+は無機又は有機のカチオンを表す。
　ＲC1は、水素原子、又は、直鎖若しくは分岐のアルキル基であることが好ましく、水素原子又はメチル基であることがより好ましく、水素原子であることが更に好ましい。アルキル基の炭素数は、１～１０が好ましく、１～６がより好ましく、１～４が更に好ましく、１又は２が特に好ましく、１が最も好ましい。
　ＬC1のアルキレン基の炭素数は、１～１０が好ましく、２～８がより好ましく、３～８が更に好ましい。例えば、エチレン基、プロピレン基、１－メチルメチレン基、１，１－ジメチルメチレン基、１，１－ジメチルエチレン基、ブチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基が挙げられる。
　ＬC1のアリーレン基の炭素数は、６～１６が好ましく、６～１２がより好ましく、６～１０が更に好ましい。例えば、フェニレン基、ナフチレン基が挙げられる。
　ＬC1のアルキレン基及びアリーレン基は、置換基を有していてもよい。置換基の種類は特に制限されず、ハロゲン原子、アルキル基、アルキニル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基が好ましく挙げられる。
　ＸC1+における無機のカチオンとしては、プロトン又はアルカリ金属イオンが好ましく、プロトン、リチウムイオン、ナトリウムイオン又はカリウムイオンがより好ましい。
　ＸC1+における有機のカチオンとしては、第四級アンモニウムカチオン、芳香族含窒素ヘテロ環の窒素原子をアルキル化したカチオンなどが挙げられる。
　第四級アンモニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、ジメチルベンジルアンモニウムカチオンが挙げられ、芳香族含窒素ヘテロ環の窒素原子をアルキル化したカチオンとしては、ピリジニウムカチオンが挙げられる。
　中でも、ＸC1+は、プロトン、アルカリ金属イオン、第四級アンモニウムカチオン又はピリジニウムカチオンが好ましい。
　なお、式ＩＣ中、－ＳＯ3 -とＸC1+とは、共有結合を形成していても、イオン結合を形成していてもよいし、ＸC1+が遊離していてもよい。
　以下に、式ＩＣで表される化合物の具体例を示すが、本発明は、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　式ＩＣで表される化合物の分子量は、１５０～３５０であることが好ましく、１５０～３００であることがより好ましく、１５０～２７０であることが更に好ましい。
　特定組成物には、式ＩＣで表される化合物を、１種単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
　また、特定組成物中の式ＩＣで表される化合物の含有量は、特定組成物の全質量に対し、１～４０質量％含むことが好ましく、１０～４０質量％含むことがより好ましく、２０～４０質量％含むことが更に好ましい。
〔特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマー〕
　本発明に用いられる特定組成物は、特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーを更に含有することが好ましい。
　特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーとしては、アクリルアミド基を２以上有するモノマー、又は、アクリロイルオキシ基を２以上有するモノマーが好ましい。
　特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーとしては、下記式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物が好ましい。式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物は、高分子化合物がアニオン交換樹脂である場合に、特定組成物に含まれることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　式ＰＣＬ－Ｉ’中、ＲA'3～ＲA’6、ＺA’1、ＺA’2、ＬA’1、ＬA’2、Ｒx、ＸA’1及びＸA’2はそれぞれ、上記式ＰＣＬ－ＩにおけるＲA’3～ＲA’6、ＺA’1、ＺA’2、ＬA’1、ＬA’2、Ｒx、ＸA’1及びＸA’2と同義であり、好ましい範囲も同じである。
　以下に、式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物の具体例を示すが、本発明は、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物の分子量は、２５０～８００であることが好ましく、２５０～７００であることがより好ましく、２５０～６００であることが更に好ましい。
　特定組成物は、式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物を、１種単独で含有しても、２種以上を含有してもよい。
　特定組成物における、式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物の含有量は、特定組成物の全質量に対し、１０～７０質量％であることが好ましく、２０～６０質量％であることがより好ましく、３０～６０質量％であることが更に好ましい。
　また、特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーとしては、下記式ＩＩ’で表される化合物が好ましい。式ＩＩ’で表される化合物は、高分子化合物がカチオン交換樹脂である場合に、特定組成物に含まれることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　式ＩＩ’中、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、ｋ21、ｋ22、ｋ23、ｋ24、Ａ21、Ａ22、Ａ23、Ａ24、Ｍ21、ｍ21、ｍ22、ｎ21、ｎ22、Ｊ１、ｐ２１及びｑ２１は、それぞれ、上記式ＩＩにおけるＲ23、Ｒ24、Ｒ25、Ｒ26、ｋ21、ｋ22、ｋ23、ｋ24、Ａ21、Ａ22、Ａ23、Ａ24、Ｍ21、ｍ21、ｍ22、ｎ21、ｎ22、Ｊ１、ｐ２１及びｑ２１と同義であり、好ましい範囲も同じである。
　以下に、式ＩＩ’で表される化合物の具体例を示すが、本発明は、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　式ＩＩ’で表される化合物の分子量は、２５０～８００であることが好ましく、２５０～７００であることがより好ましく、２５０～６００であることが更に好ましい。
　特定組成物は、式ＩＩ’で表される化合物を、１種単独で含有しても、２種以上を含有してもよい。
　特定組成物における、式ＩＩ’で表される化合物の含有量は、特定組成物の全質量に対し、１０～７０質量％であることが好ましく、２０～６０質量％であることがより好ましく、２５～５０質量％であることが更に好ましい。
　また、特定組成物は、特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーとして、イオン性基を有しない多官能モノマーを含有してもよい。
　イオン性基を有しない多官能モノマーとしては、特に制限されず、公知のモノマーを使用することができ、アルキレンビスアクリルアミドが好ましく、メチレンビスアクリルアミドがより好ましい。
　本発明における特定組成物は、モノマーの全質量が、特定組成物の全質量に対し、３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、６０質量％以上であることが更に好ましく、７０質量％以上であることが特に好ましい。
　また、本発明における特定組成物は、モノマーの全質量が、特定組成物の全質量に対し、８０質量％以下であることが好ましく、７５質量％以下であることがより好ましい。
　モノマーの全質量が、特定組成物の全質量に対し、３０質量％以上であれば、硬化物の強度に優れ、また、６０質量％以上であれば、硬化物の透水率の低減に優れる。
　また、モノマーの全質量が、特定組成物の全質量に対し、８０質量％以下であれば、特定組成物の物性に優れ、取り扱いが容易となる。
〔モノマーの組み合わせ〕
　本発明に用いられる特定組成物は、（i）上記特定多官能モノマーとは異なる他のモノマーを更に含有することが好ましい。上記特定多官能モノマーとは異なる他のモノマーは、上記単官能モノマー、及び／又は、上記特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーを含む。
　本発明に用いられる特定組成物は、（ii）上記特定多官能モノマーと、上記特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーとを含有することがより好ましく、（iii）上記特定多官能モノマーと、上記特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーと、上記単官能モノマーとを含有することが更に好ましい。上記態様によれば、特定組成物中のイオン性基密度を高濃度にすることが可能となり、膜抵抗が小さい高分子機能性膜を得ることができる。
　（ii）上記特定多官能モノマーと、上記特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーとを含有する態様としては、（ii－１）式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物と、式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物とを含有するか、式ＩＩで表される化合物と、式ＩＩ’で表される化合物とを含有することがより好ましい。
　（iii）上記特定多官能モノマーと、上記特定多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーと、上記単官能モノマーとを含有する態様としては、（iii－１）式ＰＣＬ－Ｉで表される化合物と、式ＰＣＬ－Ｉ’で表される化合物と、式ＩＡで表される化合物とを含有するか、（iii－２）式ＩＩで表される化合物と、式ＩＩ’で表される化合物と、式ＩＣで表される化合物とを含有することがより好ましい。
〔重合開始剤〕
　特定組成物は、重合開始剤を含むことが好ましく、光による硬化を行うため、光重合開始剤を含むことがより好ましい。
　本発明に用いることができる光重合開始剤は、活性光線により、エチレン性不飽和基を有する化合物等のモノマーの重合を開始、促進可能な化合物である。
　光重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤であることが好ましい。
　また、光重合開始剤としては、水溶性の光重合開始剤が好ましい。
　ここで、水溶性の光重合開始剤は、２５℃において蒸留水に０．１質量％以上溶解する光重合開始剤を意味する。水溶性の光重合開始剤は、２５℃において蒸留水に１質量％以上溶解する光重合開始剤が更に好ましく、３質量％以上溶解する光重合開始剤が特に好ましい。
　光重合開始剤としては、芳香族ケトン化合物、アシルホスフィン化合物、芳香族オニウム塩化合物、オキシムエステル化合物、有機過酸化化合物、チオ化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、ボレート化合物、アジニウム化合物、メタロセン化合物、活性エステル化合物、炭素ハロゲン結合を有する化合物、及び、アルキルアミン化合物等が挙げられる。
　中でも、芳香族ケトン化合物、又は、アシルホスフィン化合物が好ましく、下記式ＰＰＩ－１又は式ＰＰＩ－２で表される化合物がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　式ＰＰＩ－１において、ＲP1及びＲP2はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表し、ＲP3はアルキル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表し、Ｌは０～５の整数を表す。式ＰＰＩ－２において、ＲP4はアルキル基、アリール基、アルキルチオ基又はアリールチオ基を表し、ＲP5はアルキル基、アリール基、アルキルチオ基、アリールチオ基又はアシル基を表し、ＲP6はアルキル基又はアリール基を表す。ここで、ＲP1とＲP2、又は、ＲP4とＲP5が互いに結合して環を形成してもよい。
　ＲP1及びＲP2はそれぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基が好ましく、炭素数１～８のアルキル基、炭素数１～８のアルコキシ基、炭素数６～１０のアリール基がより好ましく、炭素数１～８のアルキル基が更に好ましく、メチル基が特に好ましい。
　ＲP1及びＲP2が互いに結合して形成する環は、５又は６員環が好ましく、シクロペンタン環又はシクロヘキサン環がより好ましい。
　ＲP3は炭素数１～１８のアルキル基、炭素数１～１０のアルコキシ基又は炭素数６～１２のアリール基が好ましい。アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基は置換基を有してもよい。上記置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。
　上記アリール基は、フェニル基が好ましい。
　ＲP3は、炭素数１～４のアルキル基又は炭素数１～４のアルコキシ基であることがより好ましく、ヒドロキシエトキシ基が特に好ましい。
　また、芳香環上のＲP3の結合位置は、特に制限はなく、カルボニル基が結合している位置以外であればよい。
　Ｌは、０～５の整数を表し、０～３の整数が好ましく、０又は１がより好ましい。
　ＲP4～ＲP6におけるアルキル基は、炭素数１～８のアルキル基が好ましい。ＲP4～ＲP6におけるアリール基は、炭素数６～１６のアリール基が好ましい。アリール基は置換基を有してもよい。上記置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。
　ＲP4及びＲP5におけるアルキルチオ基又はアリールチオ基は、炭素数１～１２のアルキルチオ基又は炭素数６～１２のアリールチオ基が好ましい。
　ＲP5におけるアシル基は、アルキルカルボニル基又はアリールカルボニル基が好ましく、炭素数２～１２のアルキルカルボニル基又は炭素数７～１７のアリールカルボニル基がより好ましい。
　ＲP5は、アリールカルボニル基であることが更に好ましく、置換基を有してもよいフェニルカルボニル基が特に好ましい。アシル基は置換基を有してもよく、上記置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、ヒドロキシ基等が挙げられる。
　ＲP6は、アリール基であることが好ましく、置換基を有してもよいフェニル基であることがより好ましい。
　光重合開始剤としては、式ＰＰＩ－２で表される化合物よりも、式ＰＰＩ－１で表される化合物が特に好ましい。
　以下に、式ＰＰＩ－１又は式ＰＰＩ－２で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　本発明における特定組成物は、重合開始剤を１種単独で含有していてもよく、２種以上を含有していてもよい。
　本発明における特定組成物において、重合開始剤の含有量は、特定組成物中の全固形分１００質量部に対し、０．０５～２０質量部が好ましく、０．０５～１０質量部がより好ましく、０．１～５質量部が特に好ましい。なお、本発明における特定組成物中における全固形分とは、溶媒等の揮発性成分を除いた量を表す。
〔溶媒〕
　本発明における特定組成物は、溶媒を含んでいてもよい。
　溶媒は、１種単独で含んでいてもよく、２種以上を含んでいてもよい。
　特定組成物中の溶媒の含有量は、特定組成物の全質量に対し、１～６０質量％であることが好ましく、５～５０質量％であることがより好ましく、１０～４５質量％であることが更に好ましく、１５～４０質量％であることが特に好ましい。上記範囲であると、得られる硬化物の透水率がより優れ、膜抵抗が小さくなり、また、取り扱い性にも優れる。
　溶媒を含むことで、硬化（重合）反応が、均一にしかもスムーズに進行する。また、多孔質支持体へ本発明における特定組成物を含浸させる場合に含浸がスムーズに進行する。
　溶媒は、水、又は、水と水に対する溶解度が５質量％以上の溶媒との混合液が好ましく用いられる。また、上記溶媒としては、水に対して自由に混合するものが好ましい。このため、水及び水溶性溶媒から選択される溶媒が好ましい。
　水溶性溶媒としては、特に、アルコール系溶媒、非プロトン性極性溶媒である、エーテル系溶媒、アミド系溶媒、ケトン系溶媒、スルホキシド系溶媒、スルホン系溶媒、ニトリル系溶媒、有機リン系溶媒が好ましい。
　アルコール系溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは１種類単独又は２種類以上を併用して用いることができる。
　また、非プロトン性極性溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、アセトン、ジオキサン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルホスホルアミド、ヘキサメチルホスホロトリアミド、ピリジン、プロピオニトリル、ブタノン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、エチレングリコールジアセテート、γ－ブチロラクトン等が好ましい溶媒として挙げられる。中でも、ジメチルスルホキシド、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルイミダゾリジノン、スルホラン、アセトン又はアセトニトリル、テトラヒドロフランが好ましい。これらは１種類単独又は２種類以上を併用して用いることができる。
　中でも、溶媒としては、水を含むことが好ましく、水、又は、水及びアルコール系溶媒の混合溶媒であることがより好ましく、水及びアルコール系溶媒の混合溶媒であることが特に好ましい。
　水及びアルコール系溶媒の混合溶媒としては、水及びイソプロパノールの混合溶媒が特に好ましい。
　また、水及びアルコール系溶媒の混合溶媒の混合比は、質量比で、水：アルコール系溶媒＝２０：１～３：１であることが好ましく、水：アルコール系溶媒＝１０：１～４：１であることがより好ましい。
〔重合禁止剤〕
　本発明における特定組成物は、重合禁止剤を含んでいてもよい。
　重合禁止剤としては、公知の重合禁止剤が使用でき、フェノール化合物、ハイドロキノン化合物、アミン化合物、メルカプト化合物などが挙げられる。
　フェノール化合物としては、ヒンダードフェノール（オルト位にｔ－ブチル基を有するフェノールであり、代表的には、２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェノールが挙げられる。）、ビスフェノールが挙げられる。ハイドロキノン化合物としては、モノメチルエーテルハイドロキノンが挙げられる。また、アミン化合物としては、Ｎ－ニトロソ－Ｎ－フェニルヒドロキシルアミン、Ｎ，Ｎ－ジエチルヒドロキシルアミン等が挙げられる。
　なお、これらの重合禁止剤は、１種単独でも、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　重合禁止剤の含有量は、特定組成物中の全固形分１００質量部に対し、０．０１～５質量部であることが好ましく、０．０１～１質量部であることがより好ましく、０．０１～０．５質量部であることが更に好ましい。
〔中和剤〕
　本発明における特定組成物は、使用するモノマーのイオン性基の対イオン交換のために、中和剤を含有してもよい。
　中和剤としては、アルカリ金属化合物が好ましく挙げられる。
　アルカリ金属化合物としては、リチウム、ナトリウム、カリウムの水酸化物塩、ハロゲン化物塩、硝酸塩等が好ましい。中でも、ナトリウムやリチウム化合物がより好ましい。
　上記化合物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、硝酸リチウム、ヨウ化リチウム、リチウム塩素酸塩、チオシアン酸リチウム、過塩素酸リチウム、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムヘキサフルオロホスフェート、及び、リチウムヘキサフルオロアルセナートが挙げられる。
　これらのアルカリ金属化合物は、水和物であってもよい。
　また、中和剤は、１種単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　中和剤の添加量は、特定組成物の全固形分１００質量部に対し、０．１～３５質量部が好ましく、１～３０質量部がより好ましく、５～３０質量部が更に好ましい。
〔その他の添加剤〕
　本発明における特定組成物には、必要に応じ、上述した以外の公知の添加剤を含んでいてもよく、例えば、界面活性剤、粘度向上剤、高分子化合物、高分子分散剤、クレーター防止剤、可塑剤、粘度調製剤、酸化防止剤、及び／又は、防腐剤等を含有してもよい。
　本発明における特定組成物は、膜物性を調整するため、各種高分子化合物を添加することもできる。
　高分子化合物としては、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シェラック、ビニル樹脂、ゴム類、ワックス類、その他の天然樹脂等が使用できる。また、これらは、１種単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。
　また、本発明における特定組成物は、高分子分散剤を含んでいてもよい。
　高分子分散剤として、具体的にはポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリアクリルアミド等が挙げられる。
　クレーター防止剤とは、膜表面の凹凸を低減するものである。クレーター防止剤は、表面張力調整剤、表面調整剤、レベリング剤又はスリップ剤とも称し、例えば、有機変性ポリシロキサン（ポリエーテルシロキサンとポリエーテルの混合物）、ポリエーテル変性ポリシロキサンコポリマー、シリコーン変性コポリマーの構造の化合物が挙げられる。
　市販品としては、例えば、Ｅｖｏｎｉｋ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社製のＴｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４３２、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　１１０、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　１３０、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４０６、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４１０、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４１１、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４１５、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４２０、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４３５、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４４０、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４５０、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　４８２、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　Ａ１１５、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　Ｂ１４８４、Ｔｅｇｏ　Ｇｌｉｄｅ　ＺＧ４００（いずれも商品名）が挙げられる。
　クレーター防止剤は、特定組成物の全固形分１００質量部に対し、０～１０質量部が好ましく、０～５質量部がより好ましく、０．５～２質量部が更に好ましい。
　本発明における特定組成物は、膜を形成する際の塗布液の液物性調整のために、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤や、有機フルオロ化合物などの界面活性剤を含有してもよい。
　界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩、高級アルコールエーテルのスルホン酸塩、高級アルキルスルホンアミドのアルキルカルボン酸塩、アルキルリン酸塩などのアニオン界面活性剤、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アルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、グリセリンのエチレンオキサイド付加物、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどの非イオン性界面活性剤、また、この他にもアルキルベタインやアミドベタインなどの両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられ、従来公知である界面活性剤及びその誘導体から適宜選ぶことができる。
　界面活性剤の含有量は、特定組成物の全固形分１００質量部に対し、０．０００１～５質量部が好ましく、０．００１～２質量部がより好ましく、０．０１～１質量部が更に好ましい。
（高分子機能性膜の製造方法）
　本発明における高分子機能性膜の製造方法は、特に制限はなく、公知の方法を用いることができ、塗布工程及び硬化工程を含むことが好ましい。
＜塗布工程＞
　本発明における高分子機能性膜の製造方法は、特定組成物を支持体に塗布及び／又は含浸させる塗布工程を含むことが好ましい。
　本発明の高分子機能性膜は、固定された支持体を用いてバッチ式で調製（バッチ方式）してもよいし、移動する支持体を用いて連続式で膜を調製（連続方式）してもよい。支持体は、連続的に巻き戻されるロール形状でもよい。なお、連続方式の場合、連続的に動かされるベルト上に支持体を載せ、特定組成物である塗布液の連続的な塗布と重合して膜を形成する工程を連続して行うことができる。ただし、塗布工程と膜形成工程の一方のみを連続的に行ってもよい。
　なお、支持体と別に、特定組成物を支持体に含浸させ重合が終わるまでの間、仮支持体（重合終了後、仮支持体から膜を剥がす）を用いてもよい。
　このような仮支持体は、物質透過を考慮する必要がなく、例えば、アルミ板等の金属板を含め、膜形成のために固定できるものであれば、どのようなものでも構わない。
　また、組成物を多孔質支持体に含浸させ、多孔質支持体以外の支持体を用いずに重合させることもできる。
　特定組成物は、種々の方法、例えば、カーテンコーティング、押し出しコーティング、エアナイフコーティング、スライドコーティング、ニップロールコーティング、フォワードロールコーティング、リバースロールコーティング、浸漬コーティング、キスコーティング、ロッドバーコーティング、スロットダイコーティング又は噴霧コーティングにより、多孔質支持体に塗布若しくは含浸することができる。複数の層の塗布は、同時又は連続して行うことができる。同時重層塗布するには、カーテンコーティング、スライドコーティング、スロットダイコーティング及び押し出しコーティングが好ましい。
　高分子機能性膜の連続方式での製造は、特定組成物を、移動している支持体に連続的に、より好ましくは、特定組成物塗布部と、この特定組成物を重合するための照射源と、膜巻取り部と、支持体を上記特定組成物塗布部から照射源及び膜巻取り部に移動させるための手段とを含む製造ユニットにより製造する。
　本発明において、（ｉ）特定組成物である塗布液を支持体に塗布及び含浸、又は塗布と含浸の少なくとも一方を施し、（ｉｉ）上記特定組成物を光照射により硬化し、（ｉｉｉ）所望により膜を支持体から取り外す、という過程を経て本発明の高分子機能性膜が作製されることが好ましい。
　上記製造ユニットでは、特定組成物塗布部は活性光線の照射源に対し上流の位置に置くことができ、照射源は複合膜巻取り部に対し上流の位置に置かれる。高速塗布機で塗布するのに十分な流動性を有するために、特定組成物の５０℃での粘度は、４，０００ｍＰａ．ｓ未満が好ましく、１～１，０００ｍＰａ．ｓがより好ましく、１～５００ｍＰａ．ｓが最も好ましい。スライドビードコーティングのようなコーティング法の場合の５０℃での粘度は１～１００ｍＰａ．ｓが好ましい。
　高速塗布機では、特定組成物を、１５ｍ／分を超える速度で、移動する支持体に塗布することができ、最高４００ｍ／分を超える速度で塗布することもできる。
　特に、膜の機械的強度を高めるために支持体を使用する場合、特定組成物を支持体の表面に塗布する前に、支持体の湿潤性及び付着力を改善するために、例えばコロナ放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線照射処理などに付してもよい。
＜硬化工程＞
　本発明における高分子機能性膜の製造方法における硬化工程は、特定組成物に活性光線を照射して重合させる工程であることが好ましい。
〔活性光線照射〕
　重合中に、モノマーが重合してポリマーを形成する。重合は、３０秒以内に膜を形成するのに十分な迅速さで重合が起こる条件で、光照射により行うことが好ましい。
　重合の開始は、上記特定組成物を支持体に塗布して好ましくは６０秒以内、より好ましくは１５秒以内、特に好ましくは５秒以内、最も好ましくは３秒以内である。
　特定組成物に光を照射する時間は、好ましくは１０秒未満、より好ましくは５秒未満、特に好ましくは３秒未満、最も好ましくは２秒未満である。連続法では照射を連続的に行い、特定組成物が照射ビームを通過して移動する速度によって、重合時間を決める。
　強度の高い紫外線（ＵＶ光）を重合に用いる場合、比較的大きい量の熱が生じる可能性がある。過熱を防ぐために、光源のランプ及び特定組成物を塗布した支持体、及び光源のランプと特定組成物を塗布した支持体の少なくとも一方を冷却用空気などで冷却することが好ましい。著しい線量の赤外光（ＩＲ光）がＵＶビームと一緒に照射される場合、ＩＲ反射性石英プレートをフィルターにしてＵＶ光を照射することが好ましい。
　活性光線は紫外線が好ましい。照射波長は、特定組成物中に包含される任意の光重合開始剤の吸収波長と適合することが好ましく、例えばＵＶ－Ａ（４００～３２０ｎｍ）、ＵＶ－Ｂ（３２０～２８０ｎｍ）、ＵＶ－Ｃ（２８０～２００ｎｍ）である。
　紫外線源は、水銀アーク灯、炭素アーク灯、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、旋回流プラズマアーク灯、金属ハロゲン化物灯、キセノン灯、タングステン灯、ハロゲン灯、レーザー及び紫外線発光ダイオードである。中圧又は高圧水銀蒸気タイプの紫外線発光ランプがとりわけ好ましい。これに加えて、ランプの発光スペクトルを改変するために、金属ハロゲン化物などの添加剤が存在していてもよい。大抵の場合、２００～４５０ｎｍに発光極大を有するランプがとりわけ適している。
　活性光線の照射源のエネルギー出力は、好ましくは２０～１，０００Ｗ／ｃｍ、より好ましくは４０～５００Ｗ／ｃｍであるが、所望の暴露線量を実現することができるならば、これより高くても、低くても構わない。暴露強度を変更することで、膜の硬化度を調整することができる。暴露線量は、Ｈｉｇｈ Ｅｎｅｒｇｙ ＵＶ Ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ（ＥＩＴ－Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｍａｒｋｅｔｓ社製のＵＶ Ｐｏｗｅｒ ＰｕｃｋＴＭ）
により、上記装置で示されたＵＶ－Ｂ範囲で測定して、好ましくは少なくとも４０ｍＪ／ｃｍ2以上、より好ましくは１００～２，０００ｍＪ／ｃｍ2、更に好ましくは１５０～１，５００ｍＪ／ｃｍ2である。暴露時間は自由に選ぶことができるが、短いことが好ましく、２秒未満であることが最も好ましい。
　なお、塗布速度が速い場合、必要な暴露線量を得るために、複数の光源を使用してもよい。この場合、複数の光源は暴露強度が同じでも異なってもよい。
＜洗浄工程＞
　本発明における高分子機能性膜の製造方法は、硬化直後の特定組成物を洗浄する、洗浄工程を含んでもよい。
　洗浄方法としては、特に制限されず、硬化後の膜を溶媒に浸漬することにより膜を洗浄することができる。
　上記溶媒としては、特に制限なく公知の溶媒を使用することが可能であり、ジメチルスルホキシドやメタノールが好ましい。
　また、浸漬時間は、高分子機能性膜に含まれる、特定多官能モノマーの含有量の目標値に応じて、適宜設定すればよく、１～１０分が好ましく、１～５分がより好ましい。
　浸漬時の温度は、適宜設定すればよく、１０～６０℃が好ましく、２０～５０℃がより好ましい。
＜高分子機能性膜の用途＞
　本発明の高分子機能性膜は、特にイオン交換に使用することを意図している。しかしながら、本発明の高分子機能性膜は、イオン交換の用途に限定されず、逆浸透及びガス分離にも好適に用いることができる。
　本発明の高分子機能性膜は、イオン交換膜として有用であり、電気脱塩、連続的な電気脱塩、電気透析、極性転換方式電気透析、逆電気透析等に使用することができる。しかも一般用途だけでなく、医療用途にも使用することができ、最近では固体高分子電解質型燃料電池にも使用できる。
（モジュール、及び、装置）
　本発明のモジュール（「スタック」ともいう。）は、本発明の高分子機能性膜を備える。モジュールは一対の電極間に、アニオン交換膜とカチオン交換膜とが交互に配置されており、このアニオン交換膜及び／又はカチオン交換膜は、本発明の高分子機能性膜であることが好ましい。モジュールの例としては、スパイラル型、中空糸型、プリーツ型、管状型、プレート＆フレーム型、スタック型などが挙げられる。
　本発明の装置は、本発明の高分子機能性膜を備える。装置は上記用途に用いられることが好ましい。
　以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されない。なお、特に断りのない限り、「部」、「％」は質量基準である。
（合成例）
＜化合物Ｍ－１の合成＞
　以下の合成スキームで化合物Ｍ－１を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
　パラジクロロキシレン１７５ｇ（１．００ｍｏｌ、東京化成工業（株）製）、アセトニトリル１，２２０ｇ、メタノール２４４ｇ、ｔ－ブチルハイドロペルオキシド１ｇ（東京化成工業（株）製）の混合溶液に、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド３１３ｇ（２．００ｍｏｌ、東京化成工業（株）製）を加え、５０℃にて２時間加熱撹拌した。続いて、アセトン１２２０ｇを加え、室温にて１時間撹拌し、生じた結晶を濾過して４５０ｇ（収率９２％）の化合物Ｍ－１を得た。
＜化合物Ｍ－２の合成＞
　以下の合成スキームで化合物Ｍ－２を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　パラジクロロキシレン１７５ｇ（１．００ｍｏｌ、東京化成工業（株）製）、アセトニトリル１，２２０ｇ、メタノール２４４ｇ、ｔ－ブチルハイドロペルオキシド１ｇ（東京化成工業（株）製）の混合溶液に、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］メタクリルアミド３４１ｇ（２．００ｍｏｌ、東京化成工業（株）製）を加え、５０℃にて２時間加熱撹拌した。続いて、アセトン１２２０ｇを加え、室温にて１時間撹拌し、生じた結晶を濾過して４１２ｇ（収率８０％）の化合物Ｍ－２を得た。
＜化合物Ｍ－３の合成＞
　以下の合成スキームで化合物Ｍ－３を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
　１，３－ジブロモプロパン８０．８ｇ（０．４０ｍｏｌ、和光純薬工業（株）製）、メトキシフェノール０．６１７ｇ（和光純薬工業（株）製）、アセトニトリル３０９ｍＬ、メタノール１０３ｍＬの混合溶液に、Ｎ－［３－（ジメチルアミノ）プロピル］アクリルアミド１２５ｇ（０．８０ｍｏｌ、和光純薬工業（株）製）を加え、５０℃にて７時間加熱撹拌した。続いてアセトン２．２Ｌを添加し、上澄みをデカンテーションにて除去した。その後、メトキシフェノール０．１ｇ、水３０ｇを添加した。得られた溶液を３５℃、４０ｍｍＨｇで３０分濃縮し、化合物Ｍ－３の８１％溶液１８８ｇ（含水率１９％、収率７４％）を得た。
＜化合物Ｍ－４の合成＞
　以下の合成スキームで化合物Ｍ－４を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
　炭酸水素ナトリウム２８８．３ｇ（３．４３ｍｏｌ、和光純薬工業（株）製）、イオン交換水１，３４３ｍＬを加えて、室温下で撹拌しているところに、ベンジジン－２，２’－ジスルホン酸２６８．６ｇ（０．７８ｍｏｌ、東京化成工業（株）製）を少しずつ加えた。室温下で３０分撹拌した後、氷冷下に冷却し、撹拌を続けた。氷冷下で撹拌しているところに塩化アクリロイル１３８．７ｍＬ（１．５３ｍｏｌ、和光純薬工業（株）製）を系内が１０℃以下を保つように少しずつ滴下した。滴下終了後、氷冷却下で１時間、その後、室温下で３時間撹拌した。反応混合物にイソプロピルアルコール２，６８６ｍＬを少しずつ加えて、生じた不溶物を濾過により取り除いた。得られた濾液を３０Ｌのステンレス製のバケツに移し、室温下で撹拌しているところに、イソプロピルアルコール１０，７４４ｍＬを少しずつ加えた。得られた結晶を濾過し、その後、イソプロピルアルコール：水（５：１）の混合溶液１，０７４ｍＬで結晶を洗浄し、目的の化合物Ｍ－４を３０６ｇ（収率：８７％）得た。
＜化合物Ｍ－５の合成＞
　以下の合成スキームで化合物Ｍ－５を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　炭酸水素ナトリウム２８８．３ｇ（３．４３ｍｏｌ、和光純薬工業（株）製）、イオン交換水１，３４３ｍＬを加えて、室温下で撹拌しているところに、ベンジジン－２，２’－ジスルホン酸２６８．６ｇ（０．７８ｍｏｌ、東京化成工業（株）製）を少しずつ加えた。室温下で３０分撹拌した後、氷冷下に冷却し、撹拌を続けた。氷冷下で撹拌しているところに塩化メタクリロイル１６０ｍＬ（１．５３ｍｏｌ、和光純薬工業（株）製）を系内が１０℃以下を保つように少しずつ滴下した。滴下終了後、氷冷却下で１時間、その後、室温下で３時間撹拌した。反応混合物にイソプロピルアルコール２，６８６ｍＬを少しずつ加えて、生じた不溶物を濾過により取り除いた。得られた濾液を３０Ｌのステンレス製のバケツに移し、室温下で撹拌しているところに、イソプロピルアルコール１０，７４４ｍＬを少しずつ加えた。得られた結晶を濾過し、その後、イソプロピルアルコール：水（５：１）の混合溶液１，０７４ｍＬで結晶を洗浄し、目的の化合物Ｍ－５を２９９ｇ（収率：８０％）得た。
（実施例１～９、参考例１～２及び比較例１～３）
＜特定組成物の調製＞
　各実施例、参考例及び比較例において、表１又は表２に記載の溶媒、光重合開始剤、重合禁止剤、中和剤及びモノマーを、撹拌して均一溶液とし、特定組成物を調製した。撹拌は５０℃の条件下で行った。
　表１又は表２中、数値は該当する成分の含有量（質量部）を表し、「－」は該当する成分を含有しないことを表し、「合計（質量部）」は組成物中の全成分の合計質量部を表す。
　表１及び表２に記載の化合物の詳細は下記の通りである。
〔溶媒〕
・純水：純水、和光純薬工業（株）製
〔重合禁止剤〕
・ＭＥＨＱ：モノメチルエーテルハイドロキノン、シグマ・アルドリッチ社製
・Ｇｅｎｏｒａｄ１６：Ｒａｈｎ　ＡＧ社製
〔中和剤〕
・ＮａＯＨ：水酸化ナトリウム、東京化成工業（株）製
〔モノマー〕
・ＤＭＡＰＡＡ－Ｑ：ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化メチル４級塩（塩化３－アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム）、興人フィルム＆ケミカルズ（株）製、下記化合物
・ＡＭＰＳ：ＡＭＰＳ（登録商標）、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ社製、下記化合物
・Ｍ－１：上記合成例による合成品、ＣｌｏｇＰ値：－５．９
・Ｍ－２：上記合成例による合成品、ＣｌｏｇＰ値：－４．９
・Ｍ－３：上記合成例による合成品、ＣｌｏｇＰ値：－５．３
・Ｍ－４：上記合成例による合成品、ＣｌｏｇＰ値：－２．２
・Ｍ－５：上記合成例による合成品、ＣｌｏｇＰ値：－１．６
〔光重合開始剤〕
・Ｄａｒｏｃｕｒ　１１７３：Ｄａｒｏｃｕｒ（登録商標）　１１７３、光重合開始剤、ＢＡＳＦ社製、下記化合物
・Ｉｒｇａｃｕｒｅ　２９５９：Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）　２９５９、光重合開始剤、ＢＡＳＦ社製、下記化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
＜イオン交換膜の作製＞
　各実施例、参考例及び比較例において、調製した特定組成物を、１５０μｍのワイヤ巻き棒を用いて、手動で約５ｍ／分の速さで、アルミ板に塗布した。続いて、アルミ板に塗布した特定組成物を支持体としての不織布（Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ社製、ＦＯ－２２２３－１０　厚さ：１００μｍ）に接触させ、支持体に特定組成物を含浸させた。次いで、ワイヤを巻いていない棒を用いて余分な特定組成物を除去した。塗布時の特定組成物の温度は約５０℃であった。その後、ＵＶ露光機（Ｆｕｓｉｏｎ　ＵＶ　Ｓｙｓｔｅｍｓ社製、型式Ｌｉｇｈｔ　Ｈａｍｍｅｒ　ＬＨ６、Ｄ－バルブ、速度１５ｍ／分、１００％強度）を用いて、上記のようにして得た特定組成物含浸支持体を硬化反応することにより、イオン交換膜（高分子機能性膜）を作製した。硬化時間は０．８秒であった。露光時間は０．４７秒であった。
　得られた膜をアルミ板から取り外し、表１又は表２に記載の時間、メタノールに浸漬した。続いて、０．１ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ水溶液中で少なくとも１２時間保存した。得られた膜の厚さは、１３４μｍであった。
　また、上記保存後に、膜を５ｃｍ角に切出し、ジメチルスルホキシド１０ｇ中に浸漬し、ミックスローターを用いて２４時間抽出作業を行い、抽出溶液中の未反応の特定多官能モノマーの含有量（濃度）を、ＨＰＬＣを用いて定量した。測定結果は表３に記載した。
　なお、表３中、交換膜種の欄に「Ａ」と記載された例におけるイオン交換膜はアニオン交換膜であり、「Ｃ」と記載された例におけるイオン交換膜はカチオン交換膜である。
＜膜抵抗（Ω・ｃｍ2）の評価＞
　０．５ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ水溶液中に約２時間浸漬した膜の両面を乾燥濾紙で拭い、得られた膜を２室型セル（有効膜面積１ｃｍ2、電極には白金電極を使用）に挟んだ。２室型セルの両室に０．５ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ水溶液２０ｍＬを満たし、２５℃の恒温水槽中に置いて平衡に達するまで放置した。２室型セル中の液温が２５℃になってから、交流ブリッジ（周波数１，０００Ｈｚ）により電気抵抗ｒ1を測定した。
　次に、２室型セルから膜を取り除き、０．５ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＣｌ水溶液のみとなるようにして両極間の電気抵抗ｒ2を測定した。そして、膜抵抗Ｒ（Ω・ｃｍ2）をｒ1－ｒ2として求めた。
　得られた値を基に次に示す基準により４段階で評価した。
　評価結果は表３に記載した。
　ＡＡ：膜抵抗が２Ω・ｃｍ2未満
　Ａ：膜抵抗が２Ω・ｃｍ2以上３Ω・ｃｍ2未満
　Ｂ：膜抵抗が３Ω・ｃｍ2以上４Ω・ｃｍ2未満
　Ｃ：膜抵抗が４Ω・ｃｍ2以上
＜ｐＨ耐性の評価＞
　ｐＨ耐性の評価として、酸浸漬後の破断応力測定試験及びアルカリ浸漬後の破断応力試験を、以下のようにして行った。
（１）浸漬前の破断応力測定試験
　各実施例、参考例及び比較例におけるイオン交換膜を、４０℃にした純水に、２４時間浸漬した。浸漬後、取り出した膜の表面の水分のみを拭き取り、湿潤状態の膜の破断応力を測定した。
　破断応力の測定は（株）島津製作所製のオートグラフＡＧＳ－Ｊを用い、１．５×８ｃｍの短冊状試料に対し、チャック間距離６ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分の条件により行った。
（２）酸浸漬後の破断応力測定試験
　１ｍｏｌ／Ｌ塩酸（和光純薬工業（株）製）と、緩衝剤としてクエン酸及びクエン酸三ナトリウム・二水和物（いずれも和光純薬工業（株）製）とを純水により希釈し、ｐＨ２のクエン酸緩衝液を調製した。
　各実施例、参考例及び比較例におけるイオン交換膜を、４０℃の上記クエン酸緩衝液に、２４時間浸漬した。
　取り出した膜を、４０℃の純水に、更に２４時間浸漬した。浸漬後、取り出した膜の表面の水分のみを拭き取り、湿潤状態の膜の破断応力を測定した。
（３）アルカリ浸漬後の破断応力測定試験
　水酸化ナトリウム顆粒（和光純薬工業（株）製）と、緩衝剤としてリン酸二水素ナトリウム・二水和物（和光純薬工業（株）製）とを純水により希釈し、ｐＨ１２のリン酸緩衝液を調製した。
　各実施例、参考例及び比較例におけるイオン交換膜を、４０℃の上記リン酸緩衝液に、２４時間浸漬した。
　取り出した膜を、４０℃の純水に、更に２４時間浸漬した。浸漬後、取り出した膜の表面の水分のみを拭き取り、湿潤状態の膜の破断応力を測定した。
〔評価〕
　下記評価基準に従い、イオン交換膜のｐＨ耐性を評価した。酸浸漬後の破断応力測定試験結果と、アルカリ浸漬後の破断応力測定試験結果のそれぞれについて、浸漬前の破断応力測定試験結果との差（以下、「破断応力変化値」ともいう。）を算出し、下記評価基準に従って評価した。それぞれの評価結果は表３に記載した。
　ＡＡ：破断応力変化値が２ＭＰａ未満である。
　Ａ：破断応力変化値が２ＭＰａ以上、５ＭＰａ未満である。
　Ｂ：破断応力変化値が５ＭＰａ以上、８ＭＰａ未満である。
　Ｃ：破断応力変化値が８ＭＰａ以上である。
＜総合評価＞
　膜抵抗、及び、ｐＨ耐性の評価結果をもとに、下記評価基準に従い、総合評価を行った。総合評価がＡＡ、Ａ又はＢであれば、実用上問題なく使用でき、ＡＡ又はＡであることが好ましく、ＡＡであることがより好ましい。
　ＡＡ：ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＡＡ、かつ、膜抵抗の評価結果がＡ又はＡＡ
　Ａ：ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＡＡ、かつ、膜抵抗の評価結果がＢ、又は、ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＡ、かつ、膜抵抗の評価結果がＡ
　Ｂ：ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＢ、かつ、膜抵抗の評価結果がＡＡ、又は、ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＡ、かつ、膜抵抗の評価結果がＢ
　Ｃ：ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＢ、かつ、膜抵抗の評価結果がＡ、又は、ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＡＡ、かつ、膜抵抗の評価結果がＣ
　Ｄ：ｐＨ耐性の評価結果がいずれもＣ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
　表３中、「多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値」の欄には、特定組成物中に含まれる多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が記載されており、特定組成物中に多官能モノマーが２種含まれる場合には、－４．９／－５．９のように２種のＣＬｏｇＰ値をそれぞれ記載した。また、実施例１～９におけるイオン交換膜は、イオン交換膜として好適に使用することができた。

Claims (10)

  1. 　多官能モノマーを含有する組成物を硬化させた高分子化合物を含み、
    　前記多官能モノマーが、イオン性基と、一分子中に２個以上の、α－アルキルアクリロイルアミノ基又はα－アルキルアクリロイルオキシ基と、を有し、
    　前記イオン性基がカチオン性基である場合、前記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－５．２以上であり、
    　前記イオン性基がアニオン性基である場合、前記多官能モノマーのＣＬｏｇＰ値が－１．９以上であり、
    　乾燥後の全質量に対する前記多官能モノマーの含有量が５００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする
    　高分子機能性膜。
  2. 　前記多官能モノマーが、下記式ＰＣＬ－Ｉ又は式ＩＩで表される化合物を含む、請求項１に記載の高分子機能性膜。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

    　式ＰＣＬ－Ｉ中、ＲA’1及びＲA’2はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、ＲA’3～ＲA’6はそれぞれ独立に、アルキル基又はアリール基を表し、ＺA’1及びＺA’2はそれぞれ独立に、－Ｏ－又は－ＮＲａ－を表し、Ｒａは水素原子又はアルキル基を表し、ＬA’1及びＬA’2はそれぞれ独立に、アルキレン基を表し、ＲXはアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基、－Ｏ－又はこれらが組み合わされた二価の連結基を表し、ＸA’1及びＸA’2はそれぞれ独立に、有機又は無機のアニオンを表す。
    　式ＩＩ中、Ｒ21及びＲ22はそれぞれ独立に、アルキル基を表し、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26はそれぞれ独立に、置換基を表し、ｋ21及びｋ24はそれぞれ独立に、０～４の整数を表し、ｋ22及びｋ23はそれぞれ独立に、０～３の整数を表し、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26が複数存在する場合、Ｒ23、Ｒ24、Ｒ25及びＲ26はそれぞれ互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよく、Ａ21、Ａ22、Ａ23及びＡ24はそれぞれ独立に、単結合又は二価の連結基を表し、Ｍ21はそれぞれ独立に、水素イオン、有機塩基イオン又は金属イオンを表し、ｎ21及びｎ22はそれぞれ独立に、１～４の整数を表し、ｍ21及びｍ22はそれぞれ独立に、０又は１を表し、Ｊ1は単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、－ＳＯ2－、－ＣＯ－、－ＣＲ28Ｒ29－又はアルケニレン基を表し、Ｒ28及びＲ29はそれぞれ独立に、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表し、ｐ21は１以上の整数を表し、ｑ21は１以上の整数を表す。
  3. 　前記α－アルキルアクリロイルアミノ基、又は、前記α－アルキルアクリロイルオキシ基のα位置換アルキル基が、メチル基である、請求項１又は２に記載の高分子機能性膜。
  4. 　乾燥後の全質量に対する前記多官能モノマーの含有量が１，０００ｐｐｍ以上３，０００ｐｐｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の高分子機能性膜。
  5. 　乾燥後の全質量に対する前記多官能モノマーの含有量が１，０００ｐｐｍ以上２，０００ｐｐｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の高分子機能性膜。
  6. 　前記組成物が、前記多官能モノマーとは異なる他のモノマーを更に含有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の高分子機能性膜。
  7. 　前記組成物が、前記多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーを更に含有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の高分子機能性膜。
  8. 　前記組成物が、前記多官能モノマーとは異なる他の多官能モノマーと、単官能モノマーとを更に含有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の高分子機能性膜。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の高分子機能性膜を備えたモジュール。
  10. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の高分子機能性膜を備えた装置。
     
PCT/JP2016/070357 2015-08-24 2016-07-11 高分子機能性膜、モジュール、及び、装置 WO2017033593A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-164955 2015-08-24
JP2015164955 2015-08-24
JP2015241981A JP2018167134A (ja) 2015-08-24 2015-12-11 高分子機能性膜、モジュール、及び、装置
JP2015-241981 2015-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017033593A1 true WO2017033593A1 (ja) 2017-03-02

Family

ID=58101173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/070357 WO2017033593A1 (ja) 2015-08-24 2016-07-11 高分子機能性膜、モジュール、及び、装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017033593A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014171951A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Fujifilm Corp 機能性複合膜及びその製造方法、並びに機能性複合膜を具備したイオン交換膜及びプロトン伝導膜
JP2014176840A (ja) * 2013-02-15 2014-09-25 Fujifilm Corp 高分子機能性膜及びその製造方法
JP2014526959A (ja) * 2011-07-19 2014-10-09 フジフィルム・マニュファクチュアリング・ヨーロッパ・ベスローテン・フエンノートシャップ 硬化性組成物および膜
JP2016137434A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 富士フイルム株式会社 高分子機能性膜及びその製造方法、積層体、並びに、装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014526959A (ja) * 2011-07-19 2014-10-09 フジフィルム・マニュファクチュアリング・ヨーロッパ・ベスローテン・フエンノートシャップ 硬化性組成物および膜
JP2014176840A (ja) * 2013-02-15 2014-09-25 Fujifilm Corp 高分子機能性膜及びその製造方法
JP2014171951A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Fujifilm Corp 機能性複合膜及びその製造方法、並びに機能性複合膜を具備したイオン交換膜及びプロトン伝導膜
JP2016137434A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 富士フイルム株式会社 高分子機能性膜及びその製造方法、積層体、並びに、装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6126498B2 (ja) 高分子機能性膜及びその製造方法
EP2979748B1 (en) Polymer functional film and method for producing same
US9441083B2 (en) Functional polymer membrane and method of producing the same
WO2014050992A1 (ja) 高分子機能性膜及びその製造方法
JP6241941B2 (ja) 硬化性組成物、高分子機能性硬化物、水溶性アクリルアミド化合物およびその製造方法
EP3112401B1 (en) Ion-exchange membrane and method for producing same
EP3187516B1 (en) Curable composition, cured product of functional polymer, stack or device provided with functional polymer film, amide compound and method for producing same
WO2016027595A1 (ja) 高分子膜形成用組成物及びその製造方法、高分子膜、分離膜モジュール、並びに、イオン交換装置
US10610833B2 (en) Functional polymer membrane, method for manufacturing same, composition for forming functional polymer membrane, separation membrane module, and ion-exchange device
EP3040365A1 (en) Ion exchange film, composition for forming ion exchange film, and production method for ion exchange film
JP5972814B2 (ja) 高分子機能性膜及びその製造方法
JP5893578B2 (ja) 機能性複合膜及びその製造方法、並びに機能性複合膜を具備したイオン交換膜及びプロトン伝導膜
JP2014201612A (ja) イオン交換膜の製造方法
JP5907848B2 (ja) 高分子機能性膜及びその製造方法
WO2017038276A1 (ja) 光硬化性組成物、硬化物、部材、及び、装置
WO2017038328A1 (ja) イオン交換ポリマー、硬化性組成物、硬化物、部材、及び、装置
EP3181619A1 (en) Polymer functional film, production method thereof, and stack or device provided with polymer functional film
JP2016137434A (ja) 高分子機能性膜及びその製造方法、積層体、並びに、装置
JP2014069156A (ja) 高分子機能性膜及びその製造方法
WO2017033593A1 (ja) 高分子機能性膜、モジュール、及び、装置
JP2017000941A (ja) 高分子機能性膜、モジュール、及び、装置
JP2018167134A (ja) 高分子機能性膜、モジュール、及び、装置
JP6271747B2 (ja) 高分子機能性膜形成用組成物、高分子機能性膜及びその製造方法、分離膜モジュール、並びに、イオン交換装置
JP2018103062A (ja) 高分子機能性膜及びその製造方法、高分子機能性膜形成用組成物、分離膜モジュール、並びに、イオン交換装置
WO2016024453A1 (ja) 硝酸イオン除去用高分子機能性膜及びその製造方法、分離膜モジュール、並びに、イオン交換装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16838940

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16838940

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP