JPH04110025A - Production of permeating and vaporizing membrane - Google Patents

Production of permeating and vaporizing membrane

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JPH04110025A
JPH04110025A JP22795190A JP22795190A JPH04110025A JP H04110025 A JPH04110025 A JP H04110025A JP 22795190 A JP22795190 A JP 22795190A JP 22795190 A JP22795190 A JP 22795190A JP H04110025 A JPH04110025 A JP H04110025A
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JP
Japan
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membrane
hollow fiber
pervaporation
separation
semipermeable
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JP22795190A
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Toshio Aritomi
俊男 有冨
Mitsugi Yamamoto
貢 山本
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Tokuyama Corp
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Tokuyama Corp
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the permeating and vaporizing membrane having stabilized separating performance even when industrially used for a long period by treating a semipermeable asymmetric membrane consisting of an aromatic condensed polymer in a humid hot atmosphere. CONSTITUTION:An asymmetric semipermeable membrane consisting of an aromatic condensed polymer such as polysulfone and polyimide and having a dense layer on at least one surface is treated in a humid hot atmosphere at 90-200 deg.C. The high-temp. vapor molecule as the heating medium is allowed to intrude into the gap between the membranes in the treatment, the separative performance is controlled in a desired range, and the elongation of the membrane for an org. solvent is suppressed. Accordingly, a permeating and vaporizing membrane exhibiting stabilized separative performance even when industrially used for a long time is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、改良された浸透気化法に用いる分離膜(以下
、単に浸透気化膜ともいう)の製造方法に関する。さら
に詳しくは、芳香族縮合系高分子からなり、かつ少なく
とも一方の表面に緻密層を有する浸透気化膜の選択透過
性能、寸法安定性を改善する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a separation membrane (hereinafter also simply referred to as a pervaporation membrane) used in an improved pervaporation method. More specifically, the present invention relates to a method for improving the permselective performance and dimensional stability of a pervaporation membrane made of an aromatic condensation polymer and having a dense layer on at least one surface.

〔従来の技術及びその問題点〕[Conventional technology and its problems]

一般に有機液体の混合物あるいは有機化合物の溶液など
、とりわけ沸点近接化合物、共沸混合物なとの分離技術
として有効な浸透気化法においては、良好な分離能とと
もに工業的に耐久性に優れた分離膜か求められる。即ち
、このような浸透気化法においては、分離膜を介して一
方に有機系の液体混合物か供給され、かつ他方を減圧ま
たは真空にして特定の液体成分を気化させて取り出すた
め、分離能とともに耐薬品性、耐熱性、機械的強度、寸
法安定性なとの耐久性を有する分離膜か必要である。
The pervaporation method, which is generally effective as a separation technology for organic liquid mixtures or solutions of organic compounds, especially for compounds with close boiling points and azeotropic mixtures, requires separation membranes that have good separation performance and are industrially durable. Desired. In other words, in this type of pervaporation method, an organic liquid mixture is supplied to one side through a separation membrane, and the other side is reduced in pressure or vacuum to vaporize and take out specific liquid components. A separation membrane that has durability in terms of chemical resistance, heat resistance, mechanical strength, and dimensional stability is required.

従来、この浸透気化法に用いる分離膜としては、例えば
セルロース、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリ
エステル、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリイミ
ド、あるいはこれらに類似の共重合体などからなる高分
子の半透性膜が知られている。このうち、一般にエンジ
ニアリングプラスチックとして知られる高分子は、耐熱
性、耐薬品性などが良好であるが、上記した如き浸透気
化法において、良好な分離能を示す分離膜の素材として
は未だ充分でない。従って、さらにこれを電子線などで
表面処理した膜、芳香環を有する縮合系の高分子鎖にス
ルホン酸基、カルボン酸基、第4級アンモニウム塩基な
とのイオン交換基を導入した膜(特開平2−3s92o
)なとか、提案されている。
Conventionally, semipermeable polymeric membranes made of cellulose, polyvinyl alcohol, polyamide, polyester, polysulfone, polycarbonate, polyimide, or copolymers similar to these have been known as separation membranes used in this pervaporation method. ing. Among these, polymers generally known as engineering plastics have good heat resistance and chemical resistance, but they are not yet sufficient as materials for separation membranes that exhibit good separation performance in the pervaporation method described above. Therefore, membranes whose surfaces are further treated with electron beams, etc., and membranes whose ion exchange groups such as sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, and quaternary ammonium bases are introduced into condensed polymer chains having aromatic rings (especially Kaihei 2-3s92o
) has been proposed.

しかしなから、かかる特に芳香族縮合系高分子を素材と
した膜は、上記した如き浸透気化法に供した場合に、分
離処理する有機溶媒か膜中に浸透して膜か膨潤するため
、長期間の安定した分離性能を得ることか難しい。さら
に、このような膜の膨潤は、膜の構造を変化させ分離性
能を劣化させるばかりか、ひいては亀裂させて漏れを生
じさせる。また、異種の高分子を用いて、一方を支持層
とし他方を活性層とした複合化膜においては、それぞれ
高分子の膨潤度が異なるために、なおさら亀裂が生じ易
い。従って、浸透気化法による特に有機溶媒の分離にお
いて、安定した分離性能を維持するためには、分離膜の
膨潤をできるたけ抑制する必要かある。そのため、膜を
予め加熱処理する方法か採られているか、未た充分な膨
潤の抑制効果か得られない。
However, when membranes made of aromatic condensation polymers are subjected to the pervaporation method described above, the organic solvent to be separated permeates into the membrane and causes the membrane to swell. It is difficult to obtain stable separation performance over a period of time. Moreover, such swelling of the membrane not only changes the structure of the membrane and deteriorates the separation performance, but also causes cracking and leakage. In addition, in a composite membrane using different types of polymers, one of which is a support layer and the other an active layer, cracks are more likely to occur because the swelling degree of each polymer is different. Therefore, in order to maintain stable separation performance, particularly in the separation of organic solvents by pervaporation, it is necessary to suppress the swelling of the separation membrane as much as possible. Therefore, a sufficient swelling suppressing effect cannot be obtained unless a method is adopted in which the membrane is heat-treated in advance.

また、特開平2−139022号公報には、他の膜性能
を実質的に変えずに透水速度のみを向上させる為に、芳
香族ポリスルホンからなる多孔質膜を、湿熱処理する方
法か提案されている。しかしなから、この特開平2−1
39022号公報には、浸透気化法に用いる緻密構造を
有する(実質的に多孔質膜でない)半透性膜、その膨潤
を抑制する効果について、便ら示唆されていない。
Additionally, JP-A-2-139022 proposes a method of subjecting porous membranes made of aromatic polysulfone to moist heat treatment in order to improve only the water permeation rate without substantially changing other membrane properties. There is. However, this JP-A-2-1
Publication No. 39022 does not suggest anything about the semipermeable membrane having a dense structure (substantially not a porous membrane) used in the pervaporation method, and the effect of suppressing the swelling thereof.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、上記した課題を解決するために、鋭意研
究した。その結果、製膜された芳香族縮合系高分子から
なる浸透気化膜を湿熱雰囲気で処理することによって、
分離性能および有機溶媒中ての寸法安定性を、所望の範
囲に抑制し得ることを見出して、本発明に至ったもので
ある。即ち、本発明は、少なくとも一方の表面に緻密層
を有する非対称構造の芳香族縮合系高分子からなる半透
性膜(以下、単に半透性非対称膜ともいう)を、90℃
乃至200℃の湿熱雰囲気で処理することを特徴とする
浸透気化膜の製造方法である。
The present inventors conducted extensive research in order to solve the above problems. As a result, by treating the pervaporation film made of aromatic condensation polymer in a moist heat atmosphere,
The present invention was achieved by discovering that separation performance and dimensional stability in organic solvents can be suppressed within desired ranges. That is, the present invention provides a semipermeable membrane (hereinafter also simply referred to as a semipermeable asymmetric membrane) made of an asymmetric aromatic condensation polymer having a dense layer on at least one surface at 90°C.
This is a method for producing a pervaporation membrane characterized by processing in a moist heat atmosphere at a temperature of 200°C to 200°C.

本発明における浸透気化膜の素材である芳香族縮合系高
分子としては、一般にエンジニアリングプラスチックと
して広く知られている例えばポリスルホン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリア
ミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリ−2,6〜ジメ
チルフエニレンオキサイド、ポリフェニレンスルフィド
など、従来公知の芳香環を有する縮合系高分子がすべて
有効である。
The aromatic condensation polymer that is the material for the pervaporation membrane in the present invention is generally known as an engineering plastic, such as polysulfone, polyethersulfone, polyimide, polyetherimide, polyamide, polyphenylene oxide, poly-2, All conventional condensation polymers having an aromatic ring, such as 6-dimethylphenylene oxide and polyphenylene sulfide, are effective.

このような芳香族縮合系高分子よりなる少なくとも一方
の表面に緻密層を有する半透性非対称膜の形状は、特に
制限されず、例えば、平膜、スパイラル状膜、中空糸状
膜、管状膜なと、浸透気化法における分離膜としての使
用態様、分離する処理液の種類などに応じて適宜、選択
される。例えば中空糸状の分離膜としては、厚さか一般
に30〜500μm、内径が0.03〜2 mmの半透
性非対称膜がが好適に用いられる。
The shape of such a semipermeable asymmetric membrane having a dense layer on at least one surface made of an aromatic condensation polymer is not particularly limited, and may be, for example, a flat membrane, a spiral membrane, a hollow fiber membrane, or a tubular membrane. The membrane is selected as appropriate depending on the manner of use as a separation membrane in the pervaporation method, the type of processing liquid to be separated, etc. For example, as the hollow fiber separation membrane, a semipermeable asymmetric membrane having a thickness of generally 30 to 500 μm and an inner diameter of 0.03 to 2 mm is preferably used.

本発明における半透性非対称膜は、芳香族縮合系高分子
を有機溶媒に溶解して調製した溶液(ドープ液)を用い
て製造される。芳香族縮合系高分子を溶解する有機溶媒
としては、後述する凝固液と相溶性を有するものか好ま
しく採用され、例えばジメチルアセトアミド、N−メチ
ル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、2−ピロ
リドン、テトラクロロエタンなどが挙げられる。また、
ドープ液は、後述する膜状物への成形を容易にするため
に、芳香族縮合系高分子の濃度を一般に10〜30重量
%、特に15〜25重量%に調製することか好ましい。
The semipermeable asymmetric membrane in the present invention is manufactured using a solution (dope solution) prepared by dissolving an aromatic condensation polymer in an organic solvent. As the organic solvent for dissolving the aromatic condensation polymer, those having compatibility with the coagulating liquid described below are preferably used, such as dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, 2-pyrrolidone, and tetrachloroethane. Examples include. Also,
In order to facilitate molding into a film-like material as described below, it is preferable that the concentration of the aromatic condensation polymer in the dope solution is generally adjusted to 10 to 30% by weight, particularly 15 to 25% by weight.

さらに必要に応じて、半透性非対称膜の緻密層を調整す
るために例えばポリビニルピロリドン、塩化リチウム、
硝酸カリウムなどを添加してドープ液を調製することも
てきる。
Furthermore, if necessary, to adjust the dense layer of the semipermeable asymmetric membrane, e.g. polyvinylpyrrolidone, lithium chloride,
A dope solution can also be prepared by adding potassium nitrate or the like.

膜状物として平膜を得る場合には、上記のドープ液を平
板上に流延した後、凝固液中に浸漬して固化させる方法
か採用される。また、膜状物か中空糸膜の場合には、一
般に中空糸製造用の環状ノズルによりドープ液を凝固液
中に押出して成形する公知手段が採用される。例えば、
ノズルベツドの中央に開口しているオリフィスの中央に
チューブか突出しているチューブ・イン・オリフィス型
ノズルを用いて、該オリフィスの開口内周面とチューブ
の外周面との環状の空隙部からトープ液を押出し、同時
にチューブの内孔から芯液を供給して、中空糸を形成す
る方法である。この芯液としては、ドープ液を中空糸の
内部から凝固させることかなく、しかもトープ液の芳香
族縮合系高分子を溶解することかない液であれはよく、
一般に水か用いられる。次に、このように形成された未
固化の中空糸膜は、速やかに所定の凝固液に浸漬して、
中空糸の外部から凝固させることにより、固化した中空
糸膜を得ることか出来る。また、チューブ・イン・オリ
フィス型ノズルを凝固浴の水面下に浸漬し、押出した中
空糸膜の内部および外部を同時に凝固させて、中空糸膜
を形成させることもてきる。なお、凝固液の温度は、特
に20℃以下、好ましくは1〜10℃に維持することか
、浸透気化膜として良好な緻密層を有する半透性非対称
膜を得るために推奨される。
In order to obtain a flat film as a film-like product, a method is employed in which the above-mentioned dope solution is cast onto a flat plate and then immersed in a coagulation liquid to solidify it. In the case of a membrane-like material or a hollow fiber membrane, a publicly known method of extruding a dope solution into a coagulating solution using an annular nozzle for producing hollow fibers is generally employed. for example,
Using a tube-in-orifice type nozzle with a tube or protruding tube at the center of an orifice opening in the center of the nozzle bed, the tope liquid is poured from the annular gap between the inner peripheral surface of the opening of the orifice and the outer peripheral surface of the tube. This method forms hollow fibers by extruding and simultaneously supplying core liquid from the inner hole of the tube. The core liquid should be a liquid that does not coagulate the dope liquid from inside the hollow fiber and does not dissolve the aromatic condensation polymer of the tope liquid.
Generally water is used. Next, the unsolidified hollow fiber membrane thus formed is immediately immersed in a predetermined coagulating liquid.
A solidified hollow fiber membrane can be obtained by coagulating from the outside of the hollow fiber. It is also possible to form a hollow fiber membrane by immersing a tube-in-orifice nozzle under the water surface of a coagulation bath and simultaneously coagulating the inside and outside of the extruded hollow fiber membrane. In addition, it is recommended to maintain the temperature of the coagulating liquid at 20° C. or lower, preferably 1 to 10° C., in order to obtain a semipermeable asymmetric membrane having a dense layer that is good as a pervaporation membrane.

本発明における最大の特徴は、上記したような方法によ
り製膜された半透性非対称膜を90°〜200℃の湿熱
雰囲気て処理することにあり、浸透気化膜として分離性
能および有機溶媒に対する寸法安定性を所望の範囲に制
御することかできる。
The greatest feature of the present invention is that the semipermeable asymmetric membrane formed by the method described above is treated in a moist heat atmosphere of 90° to 200°C, and as a pervaporation membrane, it has excellent separation performance and dimensions for organic solvents. Stability can be controlled within a desired range.

本発明における湿熱雰囲気での処理は、水分の存在下に
90〜200℃の温度に加熱する方法てあれはよく、例
えはガラス容器等の耐熱性の容器内にて半透性非対称膜
を90℃から100℃の温水に曝す方法、あるいはオー
トクレーブ等のような耐圧性の容器内にて半透性非対称
膜を100℃以上の高温高圧水蒸気に曝す方法により達
成される。処理温度は、一般に90℃〜200℃が特に
100〜150℃か好適である。また処理時間は、一般
に1分以上を必要とし、特に安定した膜性能を得るには
、5分から100分か好ましい。さらに具体的な処理態
様は、例えば水を入れたオートクレーブ内に半透性非対
称膜を浸漬し、その後に内温を90℃から200℃の温
度に加熱すれば良い。この時に到達する最高温度を種々
に変化させることにより、該半透性非対称膜を浸透気化
膜としての分離性能および有機溶媒に対する寸法安定性
を所望の範囲に制御することかできる。しかしなから、
上記の半透性非対称膜を単に大気中て加熱処理する方法
では、熱か膜内部まで充分に伝導しないためか、所望の
効果を得ることができない。また、処理温度か90℃よ
り低温度の場合にも、充分な効果が達成されず、 さらに200℃より高温度の場合は、膜の性状か損われ
るために好ましくない。
The treatment in a moist heat atmosphere in the present invention may be performed by heating the semipermeable asymmetric membrane to a temperature of 90 to 200°C in the presence of moisture, for example, in a heat-resistant container such as a glass container. This can be achieved by exposing the semipermeable asymmetric membrane to hot water at a temperature of 100°C to 100°C, or by exposing the semipermeable asymmetric membrane to high-temperature, high-pressure steam at 100°C or higher in a pressure-resistant container such as an autoclave. The treatment temperature is generally 90°C to 200°C, particularly preferably 100°C to 150°C. Further, the treatment time generally requires 1 minute or more, and in order to obtain particularly stable membrane performance, 5 minutes to 100 minutes is preferable. As a more specific treatment mode, for example, the semipermeable asymmetric membrane may be immersed in an autoclave filled with water, and then heated to an internal temperature of 90°C to 200°C. By varying the maximum temperature reached at this time, the separation performance of the semipermeable asymmetric membrane as a pervaporation membrane and the dimensional stability against organic solvents can be controlled within a desired range. However, because
In the method of simply heating the semipermeable asymmetric membrane in the atmosphere, the desired effect cannot be obtained, probably because the heat is not sufficiently conducted to the inside of the membrane. Furthermore, if the treatment temperature is lower than 90°C, sufficient effects will not be achieved, and if the treatment temperature is higher than 200°C, the properties of the film will be impaired, which is undesirable.

〔発明の作用、効果〕[Action and effect of the invention]

本発明は、芳香族縮合系高分子からなる少なくとも一方
の表面に緻密層を有する半透性非対称膜を90〜200
℃の温熱雰囲気で処理する簡便な方法であり、該半透性
非対称膜を所定の処理温度を種々に変化させることによ
り、浸透気化膜として分離性能を所望の範囲に制御でき
るとともに、有機溶媒に対する膜の伸びを2%以内に抑
制することかできる。この理由は明確ではないか、温熱
処理において熱媒体である高温度の蒸気分子(水分子)
か、膜の高分子間隙に侵入することにより、所望する熱
処理の効果が顕著に達成されるものと推測される。
The present invention provides a semipermeable asymmetric membrane having a dense layer on at least one surface made of an aromatic condensation polymer.
This is a simple method in which the semipermeable asymmetric membrane is treated in a heated atmosphere of The elongation of the film can be suppressed to within 2%. The reason for this is not clear, but high-temperature steam molecules (water molecules) are the heat medium in thermal treatment.
Alternatively, it is presumed that the desired effect of heat treatment can be significantly achieved by penetrating into the polymer interstices of the film.

したがって、本発明により得られる浸透気化膜は、工業
的に長期間の使用において安定した分離性能を示し産業
上の有用性が極めて大きい。
Therefore, the pervaporation membrane obtained by the present invention exhibits stable separation performance during long-term industrial use, and is extremely useful in industry.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の内容を具体的に実施例によって説明する
が、本発明はこれら実施例によって拘束されるものでは
ない。
EXAMPLES Hereinafter, the content of the present invention will be specifically explained using Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 下記式で表わされる繰り返し単位 (但し、Ar、、 Arlは2価の芳香族基を示す。)
を有するポリエーテルイミド(ゼネラル・エレクトリッ
ク社製、商品名 ウルテム1000)  100重量部
を良溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン400重量
部に混合溶解後、濾過、脱泡して紡糸原液(ドープ液)
を得た。この原液を二重管ノズルロ金の外管より、吐出
し、内管の芯部に水を供給し、ついて5℃の凝固水浴中
を通過させなから、相変化させることにより中空糸を形
成させ、同じく5℃の洗浄槽に24時間浸漬して内部の
溶媒を完全に除去した後、常温で乾燥させた。得られた
ポリエーテルイミドの中空糸膜について走査型電子顕微
鏡で観察すると外径1000μm1内径600μmおよ
び膜圧200μmであり、該膜の内外周に均一な5μm
の緻密槽を確認した。このポリエーテルイミド中空糸膜
をオートクレーブ内で第1表に示す各種温度の水蒸気か
存在する湿熱雰囲気で60分間処理した後、常温で乾燥
した。
Example 1 Repeating unit represented by the following formula (where Ar, Arl represent a divalent aromatic group)
After mixing and dissolving 100 parts by weight of polyetherimide (manufactured by General Electric Company, trade name: Ultem 1000) in 400 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone, which is a good solvent, it was filtered and defoamed to obtain a spinning dope (dope). liquid)
I got it. This stock solution is discharged from the outer tube of the double-tube nozzle, water is supplied to the core of the inner tube, and then passed through a coagulation water bath at 5°C to undergo a phase change to form hollow fibers. After immersing it in the same 5° C. cleaning tank for 24 hours to completely remove the internal solvent, it was dried at room temperature. Observation of the resulting polyetherimide hollow fiber membrane using a scanning electron microscope revealed that the outer diameter was 1000 μm, the inner diameter was 600 μm, and the membrane thickness was 200 μm, with a uniform 5 μm thickness on the inner and outer peripheries of the membrane.
A compact tank was confirmed. This polyetherimide hollow fiber membrane was treated in an autoclave for 60 minutes in a moist heat atmosphere in the presence of water vapor at various temperatures shown in Table 1, and then dried at room temperature.

次いて、上記の中空糸膜をそれぞれ15anに切断して
、それらの10本を束ねてガラス管に挿入し、両端を樹
脂による端末処理を行いモジュール化した。このモジュ
ールを装着した浸透気化装置を用いて、供給液を中空糸
膜の内部にLoan/secの線速て通液し、中空糸膜
の外部を2 Torrにして、水/イソプロピルアルコ
ール= 10/90 (wt%比)の混合液を供給液と
して60℃において浸透気化分離を実施して、透過流束
(g/hr−rrV)、分離係数および膜の伸び率につ
いて測定を行った。
Next, each of the above-mentioned hollow fiber membranes was cut into 15 ann pieces, 10 of them were bundled and inserted into a glass tube, and both ends were treated with resin to form a module. Using a pervaporation device equipped with this module, the feed liquid was passed through the hollow fiber membrane at a linear velocity of Loan/sec, the outside of the hollow fiber membrane was set at 2 Torr, and water/isopropyl alcohol = 10/sec. Pervaporation separation was carried out at 60° C. using a mixed solution of 90 (wt% ratio) as a feed liquid, and the permeation flux (g/hr-rrV), separation coefficient, and elongation rate of the membrane were measured.

なお、透過流束は透過側ガスをトライアイス−メタノー
ルトラップて補集し、単位膜面積および単位時間当りの
透過液の重量て表したものである。
Note that the permeation flux is obtained by collecting gas on the permeate side using a tri-ice-methanol trap, and is expressed as the weight of permeate per unit membrane area and unit time.

また、分離係数(α)は、水−アルコールの混合液にお
いては て定義されるものである。式中のF (H2O)とF(
R,OH)は、それぞれ供給液の水の重量分率とアルコ
ールの重量分率を、またP (H2O)とP (ROH
)は、それぞれ透過液の水の重量分率をアルコールの重
量分率をそれぞれ示すものであり、ガスクロマトグラフ
でそれぞれ定量した。膜の伸び率(%)は、て定義され
、Xは浸透気化分離の実施前における膜の長で方向の長
さ、Yは浸透気化分離の実施後における膜の長て方向の
長さを示す。
Further, the separation coefficient (α) is defined for a water-alcohol mixture. In the formula, F (H2O) and F(
R, OH) are the weight fractions of water and alcohol in the feed, respectively, and P (H2O) and P (ROH
) indicate the weight fraction of water and alcohol in the permeate, respectively, and were determined using a gas chromatograph. The elongation rate (%) of the membrane is defined as, where X is the length of the membrane before pervaporative separation and Y is the length of the membrane in the longitudinal direction after pervaporative separation. .

それらの結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

第  1  表 の伸び率を測定し、それらの結果を第2表に示した。Table 1 The elongation rate was measured and the results are shown in Table 2.

第  2  表 実施例2 実施例1て得たポリエーテルイミドの中空糸膜をオート
クレーブ内において140℃の湿熱雰囲気で、処理時間
を変えて処理した。かかる処理の前と後における膜を用
いて、実施例1と同様の方法により分離係数(α)、透
過流束(Q)および膜実施例3 実施例1て得たポリエーテルイミドの中空糸膜をオート
クレーブ内で140℃160分間の温熱雰囲気で処理し
た。この中空糸膜を用いて、実施例1と同様にモジュー
ル化し、浸透気化装置に装着した。
Table 2 Example 2 The polyetherimide hollow fiber membrane obtained in Example 1 was treated in an autoclave in a moist heat atmosphere at 140° C. for different treatment times. Using the membranes before and after such treatment, the separation coefficient (α), permeation flux (Q) and the like were measured in the same manner as in Example 1. Membrane Example 3 Polyetherimide hollow fiber membrane obtained in Example 1 was treated in a heated atmosphere at 140° C. for 160 minutes in an autoclave. Using this hollow fiber membrane, it was made into a module in the same manner as in Example 1, and installed in a pervaporation device.

この浸透気化装置を用いて、供給液を中空糸膜の内部に
10cm/secの線速て通液し、中空糸膜外部を2 
Torrにして、水/エタノール(wt%比)か10/
90. 5/95である混合液をそれぞれ供給液として
、55℃において浸透気化分離を実施して、透過流束(
Q)、分離係数(α)及び膜の伸び率を測定した。それ
ら結果を第3表に示す。
Using this pervaporation device, the feed liquid is passed inside the hollow fiber membrane at a linear velocity of 10 cm/sec, and the outside of the hollow fiber membrane is
Torr, water/ethanol (wt% ratio) or 10/
90. Pervaporative separation was carried out at 55°C using the 5/95 mixed liquid as the feed liquid, and the permeation flux (
Q), separation coefficient (α) and membrane elongation rate were measured. The results are shown in Table 3.

第  3  表 注)表中の階3は、比較例に相当するもので、実施例1
て得た湿熱雰囲気で処理していないポリエーテルイミド
中空糸膜である。
Table 3 Note) Floor 3 in the table corresponds to a comparative example, and Example 1
This is a polyetherimide hollow fiber membrane that has not been treated in a moist heat atmosphere.

実施例4 実施例1て得たトープ液をガラス板上に約300μmの
厚さて流延した後、5℃の水に浸漬して凝固させること
により、厚さ約100μmのポリエーテルイミドの平膜
を得た。次いて、このポリエーテルイミド膜を140℃
の湿熱雰囲気化で60分間処理し、常温で乾燥させた後
、実施例1と同様な方法によりモジュール化し浸透気化
装置に装着した。
Example 4 The tope liquid obtained in Example 1 was cast onto a glass plate to a thickness of about 300 μm, and then immersed in water at 5° C. to solidify, thereby forming a flat film of polyetherimide with a thickness of about 100 μm. I got it. Next, this polyetherimide film was heated to 140°C.
After being treated in a moist heat atmosphere for 60 minutes and dried at room temperature, it was made into a module by the same method as in Example 1 and installed in a pervaporation device.

この浸透気化装置を用いて、水/イソプロピルアルコー
ル= 10/90 (wt、%比)の混合液を供給し、
60℃で浸透気化を行ったところ、分離係数(α)が6
30、透過流束(Q)が750g /hr−rdてあり
、膜の膨潤によるしわも発生も認められなかった。
Using this pervaporation device, supply a mixed solution of water/isopropyl alcohol = 10/90 (wt, % ratio),
When pervaporation was performed at 60℃, the separation coefficient (α) was 6.
30. The permeation flux (Q) was 750 g/hr-rd, and no wrinkles or wrinkles due to swelling of the membrane were observed.

連続実施して1週間後の分離性能に変化はなかった。There was no change in separation performance after one week of continuous implementation.

他方、湿熱雰囲気で処理していない平膜状のポリエーテ
ルイミド膜を用いて実施した場合には、分離係数(α)
か390、透過流束(Q)か1480g/hr−mであ
り、膜の膨潤により、しわの発生か認められ、連続実施
の1週間後において分離係数(α)か200に低下した
On the other hand, when conducting the test using a flat polyetherimide membrane that has not been treated in a moist heat atmosphere, the separation coefficient (α)
The permeation flux (Q) was 390 g/hr-m, the permeation flux (Q) was 1480 g/hr-m, wrinkles were observed due to swelling of the membrane, and the separation coefficient (α) decreased to 200 after one week of continuous operation.

実施例5 アモコケミカルジャパン(中より入手した下記式で表わ
される繰り返し単位 を存するポリスルホン(商品名: Lldel Po1
ysul−fone、 flL平均分子量35.000
)の100ffi ffl部を良溶媒であるN−メチル
−2−ピロリドンの400重量部に混合溶解後、ろ過、
脱泡して紡糸原液(ドープ液)を得た。このドープ液を
用いて、実施例1と同様の方法で中空糸膜を作製した。
Example 5 Polysulfone containing a repeating unit represented by the following formula (trade name: Lldel Po1) obtained from Amoco Chemical Japan
ysul-fone, flL average molecular weight 35.000
) was mixed and dissolved in 400 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone, which is a good solvent, and then filtered.
Defoaming was performed to obtain a spinning stock solution (dope solution). A hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 using this dope solution.

得られたポリスルホンの中空糸膜を140℃の湿熱雰囲
気で60分間処理し常温で乾燥させた後、実施例1と同
様にモジュール化し浸透気化装置に装着した。
The obtained polysulfone hollow fiber membrane was treated in a moist heat atmosphere at 140° C. for 60 minutes and dried at room temperature, and then modularized in the same manner as in Example 1 and installed in a pervaporation device.

この浸透気化装置を用いて実施例1と同様の浸透気化分
離を実施した結果、分離係数(α)は410、透過流束
(Q)は830 g / hr−nfおよび膜の伸び率
は1,9%であった。
As a result of carrying out pervaporation separation similar to Example 1 using this pervaporation device, the separation coefficient (α) was 410, the permeation flux (Q) was 830 g/hr-nf, and the elongation rate of the membrane was 1. It was 9%.

他方、湿熱雰囲気で処理していないポリスルホン中空糸
膜を用いた場合には、分離係数(α)は220、透過流
束(Q)は1940g/hr−fflおよび膜の伸び率
5.7%であった。
On the other hand, when using a polysulfone hollow fiber membrane that has not been treated in a moist heat atmosphere, the separation coefficient (α) is 220, the permeation flux (Q) is 1940 g/hr-ffl, and the elongation rate of the membrane is 5.7%. there were.

実施例6 実施例1て得たポリエーテルイミドの中空糸膜を100
℃の沸騰水中で60分間処理した。この中空糸膜を実施
例1と同じ方法てモジュール化して浸透気化装置に装着
した。
Example 6 The polyetherimide hollow fiber membrane obtained in Example 1 was
It was treated in boiling water at ℃ for 60 minutes. This hollow fiber membrane was made into a module using the same method as in Example 1 and installed in a pervaporation device.

このモジュールを浸透気化装置を用いて、供給液を中空
糸の内部に10on/seeの線束て通液し中空糸外部
を2 Torrにして、水/イソプロピルアルコール(
wt%比)かto/90と5/95の混合液をそれぞれ
供給液として、60℃において透過流束(Q)、分離係
数(α)および膜の伸び率を測定した。それらの結果を
第4表に示す。
Using a pervaporation device, the supply liquid was passed through the inside of the hollow fiber using a wire bundle of 10 on/see, the outside of the hollow fiber was set at 2 Torr, and water/isopropyl alcohol (
The permeation flux (Q), separation coefficient (α), and elongation rate of the membrane were measured at 60° C. using mixed solutions of 5/90 and 5/95 (wt% ratio) as feed liquids, respectively. The results are shown in Table 4.

第  4  表 第  4 表 比較例1 実施例1て得たポリエーテルイミドの中空糸膜を乾燥器
内で、140℃の大気下で60分間処理した。
Table 4 Table 4 Comparative Example 1 The polyetherimide hollow fiber membrane obtained in Example 1 was treated in a dryer at 140° C. in the atmosphere for 60 minutes.

この中空糸膜を実施例1と同じ方法でモジュール化して
浸透気化装置に装着した。
This hollow fiber membrane was made into a module in the same manner as in Example 1 and installed in a pervaporation device.

この浸透気化装置を用いて、供給液を中空糸の内部に1
0cm/secの線束で通液し、中空糸外部を2 To
rrにして、水/イソプロピルアルコール(wt%比)
か10/90.5/95である混合液をそれぞれ供給液
とし、60℃において浸透気化分離を実施して、透過流
束(Q)、分離係数(α)及び膜の伸び率を測定した。
Using this pervaporation device, the feed liquid is pumped into the inside of the hollow fiber.
The liquid was passed with a line flux of 0 cm/sec, and the outside of the hollow fiber was 2 To
rr, water/isopropyl alcohol (wt% ratio)
Using a mixed solution of 10/90.5/95 as a feed liquid, pervaporative separation was performed at 60° C., and the permeation flux (Q), separation coefficient (α), and elongation rate of the membrane were measured.

それらの結果を第5表に示す。The results are shown in Table 5.

なお、上記の浸透気化分離をさらに1ケ月の連続実施し
たところ、次第に中空糸膜は伸びていき、モジュールの
端末処理部分において切損か発生した。
In addition, when the above-mentioned pervaporation separation was carried out continuously for another month, the hollow fiber membrane gradually stretched, and breakage occurred at the end treatment part of the module.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、少なくとも一方の表面に緻密層を有する非対称構造
の芳香族縮合系高分子からなる半透性膜を、90〜20
0℃の湿熱雰囲気で処理することを特徴とする浸透気化
膜の製造方法。
1. A semipermeable membrane made of an aromatic condensation polymer with an asymmetric structure having a dense layer on at least one surface,
A method for producing a pervaporation membrane, characterized by processing in a moist heat atmosphere at 0°C.
JP22795190A 1990-08-31 1990-08-31 Production of permeating and vaporizing membrane Pending JPH04110025A (en)

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