DK174738B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af porøse membraner - Google Patents

Fremgangsmåde til fremstilling af porøse membraner Download PDF

Info

Publication number
DK174738B1
DK174738B1 DK199001663A DK166390A DK174738B1 DK 174738 B1 DK174738 B1 DK 174738B1 DK 199001663 A DK199001663 A DK 199001663A DK 166390 A DK166390 A DK 166390A DK 174738 B1 DK174738 B1 DK 174738B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
oil
polymer
solvent
fiber
fluid
Prior art date
Application number
DK199001663A
Other languages
English (en)
Other versions
DK166390A (da
DK166390D0 (da
Inventor
Douglas Lyons Ford
Clinton Virgil Kopp
Robert John William Streeton
Original Assignee
Memtec Ltd
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
Application filed by Memtec Ltd filed Critical Memtec Ltd
Publication of DK166390A publication Critical patent/DK166390A/da
Publication of DK166390D0 publication Critical patent/DK166390D0/da
Application granted granted Critical
Publication of DK174738B1 publication Critical patent/DK174738B1/da

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/26Polyalkenes
    • B01D71/262Polypropylene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/24Formation of filaments, threads, or the like with a hollow structure; Spinnerette packs therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0009Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0023Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
    • B01D67/003Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by selective elimination of components, e.g. by leaching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • B01D69/085Details relating to the spinneret
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/26Polyalkenes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/28Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02Details relating to pores or porosity of the membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/0283Pore size
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/04Foams characterised by the foaming process characterised by the elimination of a liquid or solid component, e.g. precipitation, leaching out, evaporation
    • C08J2201/052Inducing phase separation by thermal treatment, e.g. cooling a solution

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Description

DK 174738 B1 I
Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af porøse H
polymerstrukturer.
Porøse polymerstrukturer, der har porer i området fra 0,01 til 10 I
μηι, er almindeligt anvendt til mi krofil trering. Sådanne membranstruktu- I
5 rer kan fremstilles ud fra termoplasti ske polymerer under anvendelse af I
præcipitationsteknikker og dannes i forskellige former, herunder hule H
fibre eller flade plader, I
Den termiske præcipitationsteknik til membrandannelse begynder med H
dannelsen af en opløsning af en termoplastisk polymer i et opløsnings- H
10 middel ved forhøjet temperatur. Opløsningen køles derefter, og ved en H
specifik temperatur, der afhænger af polymeren, opløsningsmidlet, kon- H
centrationen af polymeren i opløsningsmidlet og afkølingshastigheden H
finder faseparation sted, og den flydende polymer udskilles fra opløs- H
ningsmidlet. H
15 Alle praktiske præcipitationsmetoder følger den samme almene frem- H
gangsmåde, som Smolders et al gør rede for i Kolloid Z.u.Z. Polymere 43, H
14-20 (1971). Artiklen skelner mellem spinodal og binodal dekomponering
af en polymeropløsning. H
Når opløsningen af en polymer i et opløsningsmiddel får lov til at H
20 køle med en uendeligt lav hastighed, nås en temperatur, under hvilken H
faseseparationen finder sted, og den flydende polymer udskilles fra op- H
løsningsmidlet. Dette kaldes binodal dekomponering af polymeropløsnin- H
gen. H
Når afkølingshastigheden er endelig, er temperaturen, hvorved fase- H
25 separationen finder sted, i almindelighed lavere end i tilfælde af bino- H
dal dekomponering. Dette kaldes spinodal dekomponering af polymeropløs- H
ningen. H
Til praktiske formål skal alle præcipitationsprocesser være rime- H
ligt hurtige og således falde inden for kategorien af spinodal dekompo- H
30 nering. H
Ved de fleste processer er de relative polymer- og opløsningsmid- H
del koncentrationer således, at faseseparationen resulterer i fine dråber H
af opløsningsmiddel, der danner en kontinuert polymerfase. Disse fine H
dråber danner membranens porer. Efterhånden som kølingen fortsætter, H
35 størkner polymeren omkring opløsningsmiddeldråberne. Når faseseparatio- H
nen finder sted, er der stadig nogen opløselighed af polymeren i opløs- H
ningsmidlet og opløsningsmidlet i polymeren. H
I DK 174738 B1 I Efterhånden som temperaturen sænkes, aftager disse opløseligheder, I og flere og flere opløsningsmiddeldråber kommer til syne i polymermatri- I een. Krystallisering af dråberne i polymeren resulterer i krympning og I revnedannelse, hvorved der dannes indbyrdes forbindelser mellem porerne.
I 5 Til sidst fjernes opløsningsmidlet fra porerne.
I Kendte præcipitationsfremgangsmåder til dannelse af porøse membra- ner hviler på udskillelse af den flydende polymer fra opløsningsmidlet I efterfulgt af køling, således at den størknede polymer derefter kan ad- I skilles fra opløsningsmidlet. Om opløsningsmidlet er flydende eller I 10 fast, når det fjernes fra polymeren, afhænger af temperaturen, hvorved I operationen udføres, og af opløsningsmidlets smeltepunkt.
I Sande opløsninger kræver, at der er et opløsningsmiddel og et op- løst materiale. Opløsningsmidlet udgør en kontinuert fase, og det I opløste materiale er fordelt vilkårligt i opløsningsmidlet på molekyle- 15 niveau. En sådan situation er næsten ukendt ved polymeropløsninger. Lan- I ge polymerkæder har en tendens til at bøje tilbage mod sig selv og etab- lere midlertidige vekselvirkninger eller bindinger med andre polymerkæ- I der, med hvilke de kommer i kontakt. Disse vekselvirkninger etableres og I brydes kontinuert, og nye fremkommer. Polymeropløsninger er således I 20 sjældent sande opløsninger, men ligger et sted mellem sande opløsninger I og blandinger.
I mange tilfælde er det også vanskeligt at angive, hvad der er op- I løsningsmidlet, og hvad der er det opløste materiale. I den kendte tek- nik er det accepteret praksis at kalde en blanding af polymer og opløs- I 25 ningsmiddel en opløsning, hvis den er optisk klar uden åbenbare inklu- sioner af den ene fase i den anden. Faseseparation anses sædvanligvis I for at være det punkt, hvor der optræder en optisk påviselig separation.
I Der er endnu et tilfælde, hvor den opvarmede blanding af polymer, I opløsningsmiddel og andre eventuelt tilstedeværende komponenter hverken I 30 er en opløsning eller en blanding i ordenes almindelige betydning. Dette I er tilfældet, når et overfladeaktivt middel middel er til stede i tilstrækkelig koncentration til at danne ordnede strukturer såsom mi cel- I ler.
I Ifølge US patentskrift nr. 3.378.508 opvarmes en polymer med et op- I 35 løsningsmiddel, som er et anionisk overfladeaktivt middel. Opløsningen I afkøles derefter, og membrandannelsen fremkommer, hvilket er i overens- I stemmel se med beskrivelsen af den spinodale dekomponeringsteknik. Da det
DK 174738 B1 I
anioniske overfladeaktive opløsningsmiddel er et faststof ved stuetempe- I
ratur, sker fjernelse af opløsningsmidlet ved fjernelse af det faste H
overfladeaktive middel fra porerne.
I US patentskrift nr. 4.247.498 beskrives anvendelsen af den spino- H
5 dale dekomponeringsteknik med langsom afkøling af opløsningen i forhold I
til et bredt spektrum af polymerer og opløsningsmidler. Ifølge US pa- H
tentskrift nr. 4.247.498 tillader den langsomme køling af opløsningen H
opløsningsmiddeldråberne at flyde sammen i nogen grad, før polymeren H
størkner omkring dem. Efterhånden som opløsningen køles, dannes flere og H
10 flere dråber af opløsningsmidlet. Deres sammenflydningshastighed styres H
af opløsningsmidlets diffusionshastighed gennem den flydende polymerma- H
trix. Længere tid ved højere temperatur muliggør større diffusion af op- H
løsningsmidlet. Den langsomme køling indvirker også på den hastighed,
hvormed krystal kim dannes i polymeren. Resultatet er en membran indehol- H
15 dende store celler, der er indbyrdes forbundet af fine kanaler. Det po- H
røse materiale ifølge US patentskrift nr. 4.247.498 ekstruderes i luft H
til dannelse af en blok med hud på overfladen. H
I US patentskrift nr. 4.564.448 omtales en porøs overflade, der er
opnået ved teknikken til ekstrudering af polymeropløsningen i et bad af H
20 det til dannelse af opløsningen anvendte opløsningsmiddel med en badtem- H
peratur over den temperatur, hvor faseseparationen finder sted. H
I GB patentskrift nr. 2.115.425 omtales en spinodal dekomponerings- H
teknik med den modifikation, at opløsningsmidlet for polymeren er en H
blanding af opløsningsmidler, hvoraf det ene er et meget godt opløs- H
25 ningsmiddel for polymeren og det andet er et dårligt opløsningsmiddel.
Forholdet mellem de to opløsningsmidler indstilles til opnåelse af et H
komposit opløsningsmiddel, der har den ønskede temperatur i forhold til H
opløsningsvirkningen for polymeren. Variering af forholdet mellem de to H
opløsningsmidler indvirker på strukturen af den fremkomne membran. H
30 Den i ovennævnte US patentskrift nr. 3.378.508 omtalte fremgangsmå- H
de består i opvarmning af en blanding af en fast termoplastisk polymer H
af mono-ethylenisk umættede carbonhydrider og et vandopløseligt anionisk H
overfladeaktivt middel til en temperatur, hvor polymeren og det overfla- H
deaktive middel er indbyrdes opløselige, køling af blandingen til en H
35 temperatur, hvor polymeren og det overfladeaktive middel danner to sam-
menblandede separate faser og opløsning af fasen af overfladeaktivt mid- H
del fra polymeren. H
I DK 174738 B1 I Ifølge US patentskrift nr. 3.378.508 blandes carbonhydridet og det I overfladeaktive middel ved forhøjede temperaturer, ved hvilke de to ma- I terialer er indbyrdes opløselige til opnåelse af en fuldstændigt ensar- I tet fordeling af det overfladeaktive middel i polymeren. Patentskriftet 5 omtaler, at eventuelle vandopløselige anioniske overfladeaktive midler I og faste termoplasti ske polymerer af mono-ethylenisk umættede carbonhy- I drider danner en homogen blanding med en temperatur, der bestemmes af I det højeste af enten det overfladeaktive middels smeltepunkt eller poly- I merens blødgøringstemperatur.
I 10 US patentskrift nr. 3.378.507 beskriver detaljeret foretagne forsøg I på i polyethylen at inkorporere ikke-ioniske og kationiske overfladeak- I tive midler såsom nonylphenoxypoly(oxyethylen)ethanol, polyoxyethylerede I fedtalkoholer, polyoxyethylerede fedtsyrer, polyoxyethyleret vegetabilsk I olie, copolymerer af polyoxyethylen og polyoxypropylen, polyethylengly- I 15 colethere og blandede alkylarainsalte indeholdende i gennemsnit 18 car- I bonatomer i al kylgruppen.
De ikke-ioniske overfladeaktive midler viste sig at være inkompa- ti ble med polyethylen og blandede sig ikke med polyethylen. Skønt de I kationiske overfladeaktive midler kunne formales i polyethylenen, kunne I 20 det kationiske overfladeaktive middel ikke derefter udvaskes med vand, I ethanol eller andre opløsningsmidler.
I I modsætning til, hvad der beskrives i US patentskrift nr.
I 3.378.507 har det vist sig, at visse kationiske og ikke-ioniske overfla- I deaktive midler kan anvendes til dannelse af porøse materialer. F.eks.
I 25 har det vist sig, at, mens US patentskriftet angiver, at nonylphenoxypo- ly(oxyethylen)ethanol ikke kan anvendes, kan i det mindste nogle af den- I ne klasse af overfladeaktive midler anvendes.
I En indvirkende faktor er polariteten af det kationiske eller ikke- ioniske overfladeaktive middel, der kan beskrives i relation til den I 30 hydrofile-lipofile balance af det overfladeaktive middel. Inden for et I vist hydrofil-lipofil balanceområde har det vist sig, at der ikke er I nogen begrænsning med hensyn til typen af overfladeaktivt middel, der kan anvendes til dannelse af porøse membraner ud fra en polymeropløs- I ning.
I 35 US-A-4.115.495 fremlægger en fremgangsmåde til fremstilling af en polymer, porøs, hul fiber omfattende følgende trin: I a) opvarme en blanding af en termoplastisk polyolefin og et
DK 174738 B1 I
opløsningsmiddel til en temperatur og i et tidsrum, der er tilstrækkelig I
for at polymeren og opløsningsmidlet kan opløses gensidigt, I
b) indføre den smeltede blanding i et ekstrusionshoved tilpasset I
til at forme den smeltede blanding til en hulfiber, H
5 c) indføre en hulrumsdannende væske i hulrummet af den formede, H
smeltede blanding, I
d) køle den formede, smeltede blanding i ekstrusionshovedet til en H
temperatur således, at væske-væske-faseadskillelse i ikke-1igevægt H
forekommer til dannelse af en bikontinuert matriks bestående af H
10 polymeren og opløsningsmidlet, hvori polymeren og opløsningsmidlet H
danner to sammenblandede adskilte faser med stort H
grænsefladeoverfladeareal, og
e) fjerne opløsningsmidlet fra polymeren. H
Den foreliggende opfindelse er karakteriseret ved at: H
15 f) indføre en belægningsfluidium rundt om den ydre overflade af den H
formede, smeltede blanding, H
g) indføre et kølefluidium rundt om belægningsfluidiumet, og H
h) udvælge som opløsningsmiddel et kationisk eller ikke-ionisk H
overfladeaktivt middel, havende en hydrofi 1-1 ipofi 1 balance i området H
20 fra 4,0 til 6,0. I
De ovenfor omtalte hydrofil-lipofil balanceværdier er relativt lave I
for overfladeaktive midler - med andre ord egnede overfladeaktive midler H
er relativt hydrofobe (dvs. 1 i pofi le). Overfladeaktive midler med hydro- I
fil-lipofil balanceværdier, der er lavere end det foretrukne område, har H
25 for god opløsningsevne til, at membranen kan dannes, når dopen køles, og H
overfladeaktive midler med højere hydrofil-lipofil balanceværdier oplø- I
ser ikke polymeren. H
Nonylphenoxypolyethylenglycoler (der også benævnes nonylphenoxypo- I
ly(oxyethylen)ethanoler) betegnes med den grafiske formel H
<y I
CgHjg/ I
Det andet element i serien, hvor n = 2, nonyphenoxyethoxyethanol er H
et foretrukket overfladeaktivt middel ifølge opfindelsen og er det mest H
I DK 174738 B1 I fremherskende element 1 serien i en blanding af nonylphenoxypolyethy- I lenglycoler, som udgør et kommercielt tilgsngeligt opløsningsmiddel TE- I RIC N2 (Teric er et registreret varemærke). Nonylphenoxyethoxyethanol I betegnes med den grafiske formel:
I ,0-C2H40C2H40H
\=J (II)
I CgH
I 10 I Opløsningsmidler i denne serie repræsenterer en fordeling af no- I nylphenoxypolyethylenglycoler. Nonylphenoxypolyethylenglycolerne er ind- I ledningsvis en blanding repræsenteret ved Poisson fordeling, men den I nøjagtige fordeling i slutproduktet afhænger af yderligere behandling I 15 såsom afdestillation af komponenter med lavt kogepunkt til dannelse af I materialet tilvejebragt af leverandøren.
I Det andet element i serien kan anvendes ved fremgangsmåden ifølge I opfindelsen til tilvejebringelse af en porøs struktur, men efterhånden I som n øges ud over 2, bliver materialet mere og mere polært og frembrin- I 20 ger ikke porøse strukturer ved anvendelse ved fremgangsmåden ifølge op- findel sen. I tilfælde af TERIC N2 er det foretrukne område af hydrofil- lipofil balance 5,6 til 5,8.
I Et andet anvendeligt opløsningsmiddel er SYNPROLAM 35X2, som er et I aminethoxylat med den almene formel I 25
I CH2CH2O) j(H
I R -
I ^--(CH2CH20)yH
I 30 I hvor x + y = 2 til 50, og R er en blanding af Cjj og fedtradikaler i det omtrentlige forhold på 70:30, hvoraf ca. halvdelen er lineære og I resten for det meste forgrenede arter. I tilfælde af SYNPROLAM 35X2 er x I 35 + y = 2. Endnu et andet anvendeligt opløsningsmiddel er BR1J 92, som er I en polyoxyethylen (2) oleylalkohol. SYNPROLAM og BRIJ er registrerede I varemærker.
DK 174738 B1 I
Andre opløsningsmidler med en hydrofil-lipofil balance i området I
fra 4,0 til 6,0, der kan anvendes ved udførelsen af fremgangsmåden i føl - I
ge opfindelsen, omfatter: I
5 (a) ethoxylerede derivater af cetyl-oleylal kohol såsom TERIC 17A2 I
(b) kondensater af ethylenoxid med tall-olie såsom TERIC T2 I
(c) selvemulgerende derivater af fedtsyrer med høj molekylvægt H
såsom TERIC 124 I
(d) sorbitanmonooleat H
10 (e) sorbitanmonostearat I
(f) POE cetyloleylal kohol såsom ATLAS G-70140 I
(g) ATMER 685 non-ionisk overfladeaktivt middel H
(hj POE (2) cetylalkohol I
(i) POE (2) stearylal kohol I
15 (j) POE fedtalkoholer såsom CIRRASOL ΕΝ-MB og CIRRASOL EN-MP I
(k) POE (2) syntetisk primær alkohol såsom RENEX 702 I
ATLAS, ATMER, CIRRASOL og RENEX er registrerede varemærker. I
Selv om den foretrukne polyolefin er polypropylen, kan andre H
polyolifiner, såsom polybutylen, anvendes H
20 I en foretrukken udførelsesform af opfindelsen dannes det porøse H
polymermateriale som en hul fiber under anvendelse af et firdobbelt co- H
ekstruderingshoved med fire koncentriske passager. Aksi al passagen modta- I
ger et hulrumsdannende fluidum, den næste passage i retning udad inde- I
holder en homogen blanding af polymeren og et overfladeaktivt opløs- H
25 ningsmiddel til dannelse af membranen, den næste koncentriske passage i I
retning udad har et belægningsfluidum og den yderste passage har et H
koldt kølefluidum, hulrums-, belægnings- og kølefluiderne indeholder H
ikke det overfladeaktive middel. H
Hvert fluidum transporteres til ekstruderingshovedet ved hjælp af I
30 individuelle doseringspumper. De fire komponenter opvarmes individuelt H
og transporteres via varmeisolerede og varmetracerede rør. Ekstrude- H
ringshovedet har et antal temperaturzoner, hulrumsfluidet, membrandopen H
og belægningsfluidet bringes på samme temperatur i en omhyggeligt over- H
våget temperaturzone, hvor polymeropløsningen, der udgør dopen, formes. H
35 Kølefluidet føres ind i en kølezone, hvor dopen gennemgår en ikke-lige- I
vægts væske-væskefaseseparation til dannelse af en bikontinuert matrix H
med et stort grænsefladeoverfladeareal af to væsker, hvori polymerfasen H
I DK 174738 B1 I 8 I størkner, før aggreret adskillelse til distinkte faser med et lille I grænsefladeoverfladeareal kan finde sted.
I Hul fibermembranen forlader ekstruderingshovedet i fuldstændig for- I met tilstand, og der er ikke behov for nogen yderligere formningsbehand- I 5 ling, bortset fra fjernelse af det overfladeaktive opløsningsmiddel fra I membranen i en postekstruderingsoperation, som er fælles for membran- I fremstillingsprocesser. Et flygtigt opløsningsmiddel, der ikke opløser I polymeren, anvendes til fjernelse af det overfladeaktive opløsningsmid- I del for polymeren fra den færdige membran.
I 10 Det hulrumsdannende fluidum kan vælges blandt mange forskellige I substanser såsom soyabønneolie og en inert gas såsom nitrogen. Den samme I substans kan anvendes som belægnings- og kølefluider. Vand kan anvendes I som kølefluidet. Andre substanser, der kan anvendes som hulrumsdannede I materiale, belægningsfluidum og kølefluidum, omfatter: I 15 (a) paraffinolie I (b) jordnøddeolie I (c) teelolie I (d) bolekoolie I (e) sennepsolie I 20 (f) olivenolie I (g) senecaolie I (h) kokosnødolie I (i) kaffeolie I (j) rapsfrøolie I 25 (k) majsolie I (1) bomuldsfrøolie I (m) glycerol I (n) glyceryl trioleat I (o) trimyristin I 30 (p) jojobaolie I (q) makassarolie I (r) neemolie I (s) ricinusolie I (t) violrodolie I 35 (u) saflorolie I (v) olein-, palmitin-, stearin-, arachidin-, arachidon-, behen-, I lignocerin-, linol-, linolen-, elaidin-, vaccen og
DK 174738 B1 I
glycerider deraf samt blandinger med deres natrium-, kalium- I
og calciumsalte, H
(w) dioctylphthalat og andre phthalatestere af alkoholer med I
seks carbonatomer eller mere. I
5 Den homogene blanding af den termoplasti ske polymer og det overfla- I
deaktive opløsningsmiddel (dvs. dopen) kan indeholde et anti-oxidations- I
middel. I tilfælde af polypropylen er det foretrukne anti-oxidationsmid- H
del ETHANOX 330 (ETHANOX er et registreret varemærke), som har den ke- I
miske betegnelse l,3,5-trimethyl-2,4,6-tris-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy- H
10 benzyl)benzen. Enhver hindret phenol, der opløses i dopen, vil kunne an- H
vendes. H
Det har vist sig, at i tilfælde af polypropylen/TERIC N2-systemet, I
kan polymerkoncentrationen i dopen være fra 15 til 50 vægt%, selv om det H
foretrukne interval er 20 til 40 vægt%. I
15 Opløsningsmiddelviskositeten kan være i intervallet fra 10 til 1000 I
mPa.s, og kølevæskeviskositeten kan være fra 20 til 100 mPa.s, selv om I
50 til 70 mPa.s er foretrukket. Under anvendelse af det ovenfor beskrev- I
ne ekstruder!ngsapparat kan den hule fiber ekstruderes med en hastighed H
på 40 til 120 m/min., selv om det foretrukne interval er 50 til 85 I
20 m/min. H
Hul fibermembranen er karakteriseret ved en kniplingsagtig eller H
trådagtig struktur. I beskrivelsen betyder udtrykket "kniplingsagtig",
at membranen består af en mængde polymerstrenge, der er bundet sammen på H
flere steder langs hver streng. Hvert forbindelsespunkt har kun lidt
25 større dimensioner end strengenes tværsnit. Længden af hver streng er H
fra 5 til 50 gange strengens diameter, og strengene varierer i H
tværsnitsform fra cirkulær til elliptisk, i sidstnævnte tilfælde kan H
ellipsens storakse være op til 5 gange ellipsens lilleakse. Beskrivelsen H
"kniplingsagtig eller trådagtig struktur" kan også visualiseres som et H
30 tredimensional afrundet netværk udledt fra en bi kontinuert struktur. H
Hul fibermembranen har en kniplingsagtig struktur, hvori der er en H
vis svag orientering af strengene i fiberens aksialretning, således at H
når en hulrum gasreturblæsningsmetode benyttes til rensning af fibrene, H
forøges visse dimensioner af mellemrummene i gennemsnit, hvorved det H
35 bliver muligt let at fjerne eventuelt i mellemrummene afsat materiale.
Mellemrummene er af en i almindelighed aksialt langstrakt form, og ved H
anvendelse af gasreturblæsning forvrides mellemrummene fra den aksialt H
I DK 174738 B1 I 10 I langstrakte form til en i hovedsagen kvadratisk form til udvidelse af I mel 1emrummenes minimumstørrelse. Gasreturblæsningen vil ligeledes I strække fibren til forøgelse af mellemrummenes minimumstørrelse.
I Med henblik på at lette forståelsen af opfindelsen og dens virkning I 5 i praksis henvises nu til de ledsagende tegninger, hvori I fig. 1 er et fasediagram for et generaliseret polymer/opløsnings- I middel system, og I fig. 2 er en skematisk mikrografisk fremstilling af strukturen af I det porøse polymermateriale ifølge en udførelsesform af I 10 den foreliggende opfindelse.
I Fig. 1 er et temperatur-sammensætningsfasediagram for et general i - I seret polymer/opløsningsmiddelsystem, der viser væske-væske og faststof- I væskefaseseparation. Abscissen betegner sammensætningen af blandingen I fra ingen polymer til venstre til ren polymer til højre. Ordinaten be- I 15 tegner temperaturen. Til højre i diagrammet betegner linie 10, der skrå- I ner opad i en regulær, skæv vinkel, delingen mellem fuldstændig opløs- I ning over linien og faststofvæskeseparation under linien. Området over I linie 10 strækker sig til venstre for diagrammet over toppen af den I opadtil konvekse linie eller kurve 11, således at hele den øverste del I 20 af diagrammet over linien 10 og 11 repræsenterer betingelser, der resul- I terer i fuldstændig opløsning af polymeren i opløsningsmidlet.
Under kurve 11 er der en opadtil konveks kortstregslinie 12, som betegner delingen mellem væske-væske ikke-ligevægtsfaseseparation over I linie 12 og væske-væske ligevægtsfaseseparation under linie 12. Linie 12 I 25 er vist med korte streger, fordi den virkelige placering af linien er I ubestemt.
I Området mellem kortstregslinien 12 og den fuldt optrukne linie 11 I er et metastabilt område, over hvilket komponenterne skal danne en fase, I og under hvilket komponenterne skal danne distinkte væskefaser. Området I 30 mellem den vandrette stiplede linie 13 og den fuldt optrukne linie 11 er blandbarhedsgabet. Den fuldt optrukne linie 11 betegner faseseparation, I når temperaturen sænkes uendeligt langsomt, og kortstregslinien 12 be- I tegner faseseparation, når temperaturen sænkes uendeligt hurtigt. Efter- I som fremstil!ingsmåden ifølge opfindelsen er en ikke-ligevægtsproces, I 35 passerer processen fra et punkt over blandbarhedsgabet gennem den bino- I dale kurve (fuldt optrukken linie 11) til det metastabilie område i lod- I ret retning, og et eller andet sted i dette område dannes den væske-væ-
DK 174738 B1 I
ske bikontinuerte matrix, og den fortsætter lodret ned gennem den spino- I
dale kurve (kortstregslinie 12) til væske-væske området og yderligere I
ned forbi den stiplede linie 13, hvor den polymerrige fase størkner, til H
et punkt et eller andet sted i faststof-væske området. H
5 Placeringen langs den vandrette akse, hvor kølingen udføres, be- I
stemmer, hvilken struktur der opnås. En kornet struktur forekommer i al- H
mindelighed ved placeringer til venstre for apeks af den binodale og den H
spinodale kurve. En kornet struktur er efter vor mening af ringe kommer-
ciel værdi til de mikroporøse membraner, hvor der anvendes gasreturskyl- H
10 ning. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvender betingelser til højre H
for apeks af den binodale og den spinodale kurve, der resulterer i en H
kniplingsagtig struktur. Efter vor mening må enhver membran fremstillet H
ved termisk præcipitation og med en kniplingsagtig struktur være frem- H
stillet ved spinodal dekomponering. I
15 Fig. 2 viser skematisk et tredimensionalt mi krofotografi taget af H
et foretrukket porøst polymermateriale fremstillet ved fremgangsmåden H
ifølge den foreliggende opfindelse. De mørkfe områder 14 betegner fast H
polymermateriale ved billedets overflade. De skraverede områder 15 be- H
tegner fast polymermateriale lidt under billedets overflade. De punkte- H
20 rede områder 16 betegner polymerbroer godt under billedets overflade. De H
blanke områder betegner den alveolare struktur. H
Beskrivelse af foretrukne udførelsesformer: H
25 Opfindelsen beskrives i det følgende under henvisning til fremstil- H
lingen af porøse hul fibermembraner. H
Eksempel 1 H
En dope dannedes ved blanding og efterfølgende opvarmning af 2600 g H
30 polypropylenpellets, 7300 g TERIC N2 og 100 g anti-oxidationsmiddel H
ΕΤΗΑΝ0Χ 330. Dopens temperatur hævedes til over 220*C med omrøring under H
vakuum for at sikre, at blandingen blev homogen. Dopen ekstruderedes H
derefter gennem matricen med firdobbelt passage ved en temperatur på H
220’C. I
35 Nitrogen anvendtes som det hulrumsdannende fluidum og soyabønneolie H
som belægningsfluidet og kølefluidet. Dopestrømningshastigheden var 22 H
cm3/min., hulrumspumpestrømningshastigheden 7,6 cm3/min belægnings- H
I DK 174738 B1 I 12 I pumpestrømningshastigheden 5,0 cm3/min. og kølepumpestrømningshastig- I heden var 1750 cm3/nrin.
I Fiberens cirkularitet forud for ekstrahering af opløsningsmidlet I var 95% og brudforlængelse var 175%. Efter ekstrahering af opløsnings- I 5 midlet var fiberens fysiske egenskaber: I hulrum 340 μπι I Ydre diameter 640 Mm
Cirkularitet I 10 Koncentricitet I Boblepunkt >170 kPa I % porer over 0,16 Mm >50% I Middel porestørrelse 0,20 μιη I Vandpermeabilitet ved 50 kPa >40 cm3/min/m
I 15 F1ydekraft 0,8 N
I Brudkraft 1,0 N
I Brudforlængelse >150% I Overfladeporebredde (nominel) 1 Mm I Den således dannede fibers struktur var i hovedsagen kniplingsag- I 20 tig.
I Kniplingsstrukturen kan ikke i sig selv bruges til en præcis kvali- I tativ beskrivelse i udtryk, der anvendes til beskrivelse af membraner
I ifølge kendt teknik såsom celler og porer. I den kendte teknik såsom US
I patentskrift nr. 4.519.909 relaterer celler til sfærer, og porer relate- I 25 rer til cylindre. 1 nogle henseender kan afsnittene i kniplingsstruktu- I ren, hvor en kavitet skærer en anden, være ækvivalent med en "celle" og I selve skæringen med en "pore". Topologisk relaterer sådanne "celler" i I kniplingsstrukturen til tilstødende sfærer, og sådanne "porer" relaterer I til cirkler dannet ved deres skæring, hvorimod cellerne ifølge den kend- I 30 te teknik relaterer til adskilte sfærer, og porerne relaterer til for- I bindingscylindrene.
I Ligesom sådanne "porer" og "celler" har kniplingsstrukturen alveo- I ler, der er større kaviteter end celler, og disse er forbundet med et I stort antal "celler". Kniplingsstrukturen udfylder rummene mellem alveo- I 35 lerne.
I En typisk kniplingsstruktur kan have i det væsentlige sfæriske I "celler" på mellem 0,1 til 5 Mm, der har i det væsentlige cirkulære "po-
DK 174738 B1 I
rer” på 0,1 til 0,5 pra, som indbyrdes forbinder cellerne til hinanden. H
"Porerne" forbinder ligeledes cellerne med alveoler på ca. 8 til 20 pm. H
Vandpermeabilitetstests viste, at permeabili teten af en typisk fi- H
ber fra ydersiden til hul rumen var en trediedel af permeabili teten fra I
5 hulrumentil ydersiden. I
Selv om opfindelsen er blevet beskrevet i forbindelse med en poly- H
propylen/TERIC N2-opløsning, er det indlysende, at opfindelsen ikke er H
begrænset dertil. Soyabønneolie med eller uden ricinusolie kan sættes H
til opløsningen som co-opløsningsmiddel, og SYNPROLAM 35X2 eller BRIJ 92 H
10 kan anvendes i stedet for TERIC N2. Et opløsningsmiddel kan sættes til H
belægningsfluidet. H
Overfladeporemodifi kation kan gennemføres ved både temperaturkon- H
trol og variation af sammensætningen af belægningsfluidet. Membraner H
kan fremstilles med langstrakte porer i aksi al retningen, men med symme- H
15 trisk morforlogi i radial- og periferiretningen. Overfladeporøsiteten H
kan varieres i radial porøsitet fra en "hud" til fuldstændig radial iso- H
tropi og yderligere til opnåelse af en overflade, som er mere porøs end H
resten af membranen {revers asymmetri). H
Under ekstruderi ngen blander belægningsfluidet sig betydeligt med H
20 den smeltede polymeropløsning i større omfang end kølefluidet blander H
sig, når belægningsfluidet udelades. Belægningsfluidet regulerer membra- H
nens overfladeporøsitet. Det varme belægningsfluidum forbedrer den plud- H
selige kølevirkning af kølefluidet på dopen. Belægningsfluidet er en se- H
parat co-ekstrudering og er hverken en del af membranekstruderingen el- H
25 ler kølesam-ekstruderingen. H
Selv om den nøjagtige strukturdannelsesmekanisme ikke er klar, ser H
det ud til, at et væske-væske bi kontinuert system dannes, der ved opret- H
holdelse i tilstrækkelig lang tid bliver to adskilte lag. Under denne H
process kan systemet eventuelt bringes til at passere gennem en knip- H
30 lingsagtig struktur fulgt af et stadium af næsten sfæriske celler med H
indbyrdes forbindelsesporer. For en given polymer- og opløsningsmiddel- H
blanding afhænger cellernes størrelsesområde af kølehastigheden og græn- H
sefladeoverfladespændingen mellem de polymerrige og polyraerfattige fa- H
ser, mens porestørrelsen afhænger af kølehastigheden og i mindre grad af H
35 polymerens molekylvægt.
Det skal bemærkes, at fiberen bevæger sig ned langs kølerøret med H
en lineær hastighed, der er væsentligt forskellig fra kølefluidets. Den I DK 174738 B1 I 14 I ekstruderede fiber bevæger sig med en hastighed, der er tre til fire gange hurtigere end kølefluidets middelhastighed. En sådan hastigheds- forskel beregnet på basis af middelhastigheden, betyder også, at fiberen bevæger sig med en hastighed, der er ca. det dobbelte af kølefluidets I 5 maksimumhastighed. Ovennævnte middel- og maksimumhastighed af køleflui- det betragtes som hastigheden uden tilstedeværende fibre.
I Skønt ovennævnte eksempel refererer til anvendelsen af nitrogen som I den hulrumsdannende væske, kan en hvilken som helst mættet damp såvel som mange forskellige væsker anvendes. Ved anvendelse af nitrogen (eller I 10 en mættet damp) har det den virkning, at hulrumsoverfladeporestørrelsen I reduceres, hvorved opnås større asymmetri. Anvendelse af en mættet damp I har den egenskab, at den kondenseres i hul rumen under kølingen, hvorved I kølefluidet får mulighed for at passere gennem de porøse vægge, og bi- I bringer de størknende membran nogen grad af mekanisk kompression.
I 15 I Eksempel 2 5,2 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 14,6 kg TERIC N2 I med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en I temperatur på 230*C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings og kø- I 20 lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 31,3*C.
Fiberens dimensioner var 322 μιη hul rumsdi ameter og 671 μιη udvendig I diameter.
I Den fremkomne fiber havde en vandpermeabilitet på 106 cm3/min/m ved I 96 kPa, 367 cm3/min/m ved 398 kPa og 478 cm3/min/m ved 599 kPa, en I 25 middel porestørrelse på 0,301 μιη og 90,7% porer over 0,16 μπι.
I Eksempel 3 I 5,2 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 14,6 kg TERIC N2 I med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en I 30 temperatur på 230°C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kø- lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 29,9*C.
I Fiberens dimensioner var 324 μπι hulrumsdiameter og 652 μιη udvendig I diameter.
I Den fremkomne fiber havde en vandpermeabilitet på 126 cm3/min/m ved I 35 96 kPa, 430 cm3/min/m ved 398 kPa og 543 cm3/min/m ved 599 kPa, en I middel porestørrelse på 0,380 μιη og 95,2% porer over 0,16 μπι.
DK 174738 B1 I
Eksempel 4 I
5.2 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 14,6 kg TERIC N2 I
med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en H
temperatur på 230*C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kø-
5 lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 31,7’C. I
Fiberens dimensioner var 323 øm hulrumsdiameter og 640 øm udvendig H
diameter. H
Den fremkomne fiber havde en vandpermeabilitet på 94 cm3/min/m ved H
95 kPa, 330 cm3/min/m ved 396 kPa og 448 cm3/min/m ved 598 kPa, en I
10 middel porestørrelse på 0,310 μπι og 87,9% porer over 0,16 øm. H
Eksempel 5 I
5.2 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 14,6 kg TERIC N2 I
med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en H
15 temperatur på 230°C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kø- H
lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 31,8°C. H
Fiberens dimensioner var 320 øm hulrumsdiameter og 627 øm udvendig H
diameter. H
Den fremkomne fiber havde en vandpermeabilitet på 80 cm3/min/m ved H
20 98 kPa, 288 cm3/min/m ved 399 kPa og 393 cm3/min/m ved 600 kPa, en H
middel porestørrelse på 0,260 øm og 80,9% porer over 0,16 øm. H
Eksempel 6 H
5.2 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 14,6 kg TERIC N2 H
25 med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en H
temperatur på 230*C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kø- H
lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 30,5eC. H
Fiberens dimensioner var 325 øm hulrumsdiameter og 642 øm udvendig H
diameter. H
30 Den fremkomne fiber havde en vandpermeabilitet på 73 cm3/min/m ved H
98 kPa, 288 cm3/min/m ved 399 kPa og 393 cm3/min/m ved 600 kPa, en I
middel porestørrelse på 0,260 øm og 80,9% porer over 0,16 øm. H
Eksempel 7 H
35 6,75 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 18,25 kg TERIC N2 H
med 0,25 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en H
temperatur på 230eC med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kø- H
I DK 174738 B1 I 16 I lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 30,1’C.
I Fiberens nominelle dimensioner var 320 μπι hulrumsdiameter og 650 øm I udvendig diameter.
I Den fremkomne fiber havde en vandpermeabilitet på 68 cm3/min/m ved I 5 95 kPa, 288 cm3/min/m ved 402 kPa og 347 cm3/min/m ved 600 kPa, en I middel porestørrelse på 0,270 μπι og 80,1% porer over 0,16 μπι.
ft Eksempel 8 I 5,2 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 14,6 kg TERIC N2 I 10 med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en I temperatur på 230"C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kø- I lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 31,5*C.
I Fiberens dimensioner var 310 μπι hulrumsdiameter og 599 μπι udvendig I diameter.
I 15 Den fremkomne fiber havde en vandpermeabilitet på 52 cm3/min/m ved I 96 kPa, 241 cm3/min/m ved 397 kPa og 305 cm3/min/m ved 598 kPa, en I middel porestørrelse på 0,322 μ?η og 65,7% porer over 0,16 μπι.
I Eksempel 9 I 20 5,2 kg Shell polypropylen LY6100 opløstes i en blanding af 9,8 kg I soyabønneolie og 4,6 kg ricinusolie med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel I Ethanox 330 og ekstruderedes ved en temperatur på 195*C med soyabønne- I olie som hulrums-, belægnings- og kølefluider. Kølefluidumstemperaturen I var 26,2°C.
I 25 Fiberens nominelle dimensioner var 320 μm hulrumsdiameter og 650 μπι I udvendig diameter.
I Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 175 kPa, en middelpore- I størrelse på 0,3 μπι og 87,4% porer over 0,16 μπι. 1 30 Eksempel 10 I 5,2 kg Hoechst polypropylen PPR1070 opløstes i en blanding af 9,8 I kg soyabønneolie og 4,6 kg ricinusolie med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel I Ethanox 330 og ekstruderedes ved en temperatur på 197*C med soyabønne- I olie som hulrums-, belægnings- og kølefluider. Kølefluidumstemperaturen I 35 var 26,0*C.
I Fiberens nominelle dimensioner var 320 μπι hulrumsdiameter og 650 μπι I udvendig diameter.
DK 174738 B1 I
Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 133 kPa, en middelpore- H
størrelse på 0,45 m og 100,0% porer over 0,16 /xm. I
Eksempel 11 H
5 5,2 kg Hoechst polypropylen PPR1060F opløstes i en blanding af 10,8 I
kg soyabønneolie og 5,0 kg ricinusolie og ekstruderedes ved en tempera- H
tur på 186°C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kølefluider. H
Kølefluidumstemperaturen var 27,5*C. H
Fiberens nominelle dimensioner var 320 /nm hulrumsdiameter og 650 /zm H
10 udvendig diameter. H
Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 245 kPa, en middelpore- H
størrelse på 0,19 /zm og 86,2% porer over 0,16 pi. H
Eksempel 12 I
15 5,2 kg Hoechst polypropylen PPN1060 opløstes i 14,6 kg TERIC N2 med I
0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en tempe- H
ratur på 196"C med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og køleflui- H
der. Kølefluidumstemperaturen var 25,4eC. H
Fiberens nominelle dimensioner var 320 Mm hulrumsdiameter og 650 Mm H
20 udvendig diameter. H
Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 140 kPa, en middelpore-
størrelse på 0,24 mn °9 89,6% porer over 0,16 Mm. H
Eksempel 13 H
25 4,8 kg Hoechst polypropylen PPN1070 opløstes i 15,0 kg TERIC N2 med I
0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en tempe-
ratur på 198eC med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og køleflui- H
der. Kølefluidumstemperaturen var 20,7*C. H
Fiberens nominelle dimensioner var 320 Mm hulrumsdiameter og 650 Mm H
30 udvendig diameter. H
Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 175 kPa, en middelpore- H
størrelse på 0,23 μηπ og 82,8% porer over 0,16 μπι. I
Eksempel 14 H
35 5,2 kg Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 14,6 kg TERIC N2 I
med 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en H
temperatur på 238eC med soyabønneolie som hulrums-, belægnings- og kø- H
I DK 174738 B1 I 18 I lefluider. Kølefluidumstemperaturen var 21,4*C.
I Fiberens nominelle dimensioner var 320 pm hulrumsdiameter og 650 Mm I udvendig diameter.
I Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 280 kPa, en middel pore- I 5 størrelse på 0,18 μη» og 83,4% porer over 0,16 pm.
I Eksempel 15 I 5,2 kg Shell polypropylen LY6100 opløstes i 14,6 kg TERIC NZ med I 0,2 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en tempe- I 10 ratur på 190*C med dioctyphthalat som hulrums-, belægnings- og køleflu- I ider. Kølefluidumstemperaturen var 26,5*C.
I Fiberens nominelle dimensioner var 320 pm hulrumsdiameter og 650 pm I udvendig diameter.
I 15 Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 310 kPa, en middelpore- I størrelse på 0,24 Mm og 79% porer over 0,16 Mm.
I Eksempel 16 I 350 g Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i en blanding af 100 g I 20 ricinusolie og 55 g dioctylphthalat med 1 g anti-oxidationsmiddel I Ethanox 330 og ekstruderedes ved en temperatur på 190*C med en blanding I af dioctylphthalat og ricinusolie som hulrums- og belægningsfluider og I dioctylphthalat som kølefluidum. Kølefluidumstemperaturen var 28,9#C.
I Fiberens nominelle dimensioner var 320 pm hulrumsdiameter og 650 pm I 25 udvendig diameter, og den havde en mi kroporøs struktur.
I Eksempel 17 I 300 g Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i en blanding af 450 g I oleinsyre og 250 g af dimersyren Pripol 1017 fra Unichem med 1 g anti-
30 oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en temperatur på 190*C
I med oleinsyre som hulrums- og belægningsfluider og en blanding af I ethyl cel lul ose og vand med en viskositet på 560 centipoise som køleflui- I dum. Kølefluidumstemperaturen var 32°C.
I Fiberens nominelle dimensioner var 320 pm hulrumsdiameter og 650 pm I 35 udvendig diameter, og den havde en mikroporøs struktur.
Eksempel 18
DK 174738 B1 I
525 g Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 975 g ricinusolie
med 1,5 g anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes ved en tem- I
peratur på 190eC med dioctylphthalat som hulrums-, belægnings- og kø- H
lefluider. Kølefluidumstemperaturen forhøjedes gradvis fra 25 til 33"C. I
5 Fiberens nominelle dimensioner var 320 Mm hulrumsdiameter og 650 /un H
udvendig diameter. H
Eksempel 19 H
450 g Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i 1,05 kg dibutyl- I
10 phthalat med 1,5 kg anti-oxidationsmiddel Ethanox 330 og ekstruderedes H
ved en temperatur, der gradvis steg fra 200eC til 230*C med di butyl- H
phthalat som hulrums-, belægnings- og kølefluider. Kølefluidumstempera- H
turen øgedes gradvis fra 25’C til 33*C. H
Fiberens nominelle dimensioner var 320 /xm hulrumsdiameter og 650 Mm H
15 udvendig diameter, og den havde en mi kroporøs struktur. H
Eksempel 20 H
500 g Hoechst polypropylen PPN1060F opløstes i en blanding af 350 g H
dioctylphthalat og 1050 g dibutylphathalat med 10 kg anti-oxidationsmid- H
20 del Ethanox 330 og ekstruderedes ved en temperatur på 230°C med dioc- H
tylphthalat som hulrums-, belægnings- og kølefluider og 99% dibutyl- I
phthalat og 1% dioctylphthalat som kølefluidum. Kølefluidumstemperaturen H
var 32,6°C. I
Fiberens nominelle dimensioner var 320 μτα hulrumsdiameter og 650 Mm H
25 udvendig diameter. H
Den fremkomne fiber havde et boblepunkt på 460 kPa, en middel pore-
størrelse på 0,10 μπι og 15% porer over 0,16 Mm. H

Claims (17)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en polymer, porøs hulfiber I omfattende trinene at: I 5 a) opvarme en blanding af en termoplastisk polyolefin og et I opløsningsmiddel til en temperatur og i et tidsrum, der er tilstrækkelig I for at polymeren og opløsningsmidlet kan opløses gensidigt, I b) indføre den smeltede blanding i et ekstrusionshoved tilpasset til at forme den smeltede blanding til en hulfiber, I 10 c) indføre en hulrumsdannende væske i hulrummet af den formede, I smeltede blanding, I d) køle den formede, smeltede blanding i ekstrusionshovedet til en I temperatur således, at væske-væske-faseadskillelse i ikke-ligevægt forekommer til dannelse af en bi kontinuert matriks bestående af I 15 polymeren og opløsningsmidlet, hvori polymeren og opløsningsmidlet danner to sammenblandede adskilte faser med stort I grænsefladeoverfladeareal, og e) fjerne opløsningsmidlet fra polymeren, KENDETEGNET ved at I f) indføre en belægningsfluidium rundt om den ydre overflade af den I 20 formede, smeltede blanding, I g) indføre et kølefluidium rundt om belægningsfluidiumet, og I h) udvælge som opløsningsmiddel et kationisk eller ikke-ionisk I overfladeaktivt middel, havende en hydrofil-1ipofil balance i området I fra 4,0 til 6,0. 25
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at ekstrude- ringshovedet har en første temperaturzone, hvori fiberen dannes, og en I anden temperaturzone, hvori den dannede fiber køles og bringes til at I størkne. I 30
3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, at det hul rums- I dannende fluidum og belægningsfluidet indføres i ekstruderingshovedet i I den første temperaturzone, og af kølefluidet indføres i ekstruderingsho- I vedet i den anden temperaturzone.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 1,2 eller 3 KENDETEGNET ved, at I fiberens diameter reduceres efter dannelse af hul fiberformen, idet DK 174738 B1 I forholdet mellem fiberens endelige diameter og begyndelsesdiameteren er I i området fra 0,25 til 10.
5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de H 5 foregående krav, KENDETEGNET ved, at fiberen bevæger sig gennem H ekstruderingshovedet med en lineær hastighed, der er forskellig fra I kølefluidets. I
6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, KENDETEGNET ved, at fiberen bevæ- H 10 ger sig med en hastighed, der er 3 til 4 gange større end kølefluidets I gennemsnitshastighed. I
7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående H krav, KENDETEGNET ved, at det hulrumsdannende fluidum er nitrogengas I 15 eller en mættet damp. H
8. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående H krav, KENDETEGNET ved, at at belægningsfluidet er valgt blandt H soyabønneolie, paraffinolie, jordnødolie, teelolie, bolekoolie, H 20 sennepsolie, olivenolie, senecaolie, kokosnøddeolie, kaffeolie, H rapsfrøolie, majsolie, bomuldsfrøolie, glycerol, glyceryl trioleat, trimyristin, jojobaolie, makassarolie, neemolie, ricinusolie, H violrodolie og saflorolie samt olein-, pal mi ti n-, stearin-, arachidin-, I arachidon-, behen-, lignocerin-, linol-, linolen-, elaidin-, vaccensyre H 25 og glycerider deraf samt blandinger med deres natrium-, kalium- og calciumsalte. H
9. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående H krav, KENDETEGNET ved, at kølefluidet er valgt blandt soyabønneolie, 30 vand, paraffinolie, jordnødolie, teelolie, bolekoolie, sennepsolie, olivenolie, senecaolie, kokosnødolie, kaffeolie, rapsfrøolie, majsolie, I bomuldsfrøolie, glycerol, glyceryl trioleat, trimyristin, jojobaolie, H makasserolie, neemolie, ricinusolie, violrodolie og saflorolie samt olein-, palmitin-, stearin-, arachidin-, arachidon-, behen-, lignocerin- H 35. linolein-, linolen-, elaidin-, vacceninsyrer og glycerider deraf samt I blandet med deres natrium-, kalium- og calciumsalte. H I DK 174738 B1 I 22
10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, KENDETEGNET ved, at kølefluidet I er det samme som belægningsfluidet.
11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, KENDETEGNET ved, at det hulrums- 5 dannende fluidum er det samme som belægnings- og kølefluidet.
12. Fremgangsmåde ifølge krav 3, KENDETEGNET ved, at det hul rums- I dannende fluidum og belægningsfluidet opvarmes til temperaturen af den I smeltede blanding før indførsel i ekstruderingshovedet.
13. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående I krav, KENDETEGNET ved, at polymeren er valgt blandt polypropylen eller I polybutylen. I 15
14. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående I krav, KENDETEGNET ved, at det overfladeaktive middel er valgt blandt I nonylphenoxyethoxyethanol, et aminethoxylat, en I polyoxyethylen(2)oleylalkohol, ethoxylerede derivater af cetyl- I oleylalkohol, kondensater af ethylenoxid med tall olie, selv-emulgerende I 20 derivater af fedtsyrer med høj molekylvægt, sorbitanmonooleat, I sorbitanmonostearat, POE cetyl-oleyl al kohol, ATMER 685 ikke-ionisk I overfladeaktivt middel, POE (2) cetylalkohol, POE (2) stearylal kohol, I POE fedtalkoholer og POE (2) syntetisk primær alkohol. I 25
15. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående I krav, KENDETEGNET ved, at den fiberdannende blanding, omfatter et anti- oxidationsmiddel.
16. Fremgangsmåde ifølge krav 15, KENDETEGNET ved, at anti-oxida- I 30 tionsmidlet er valgt blandt (l,3,5-trimethyl-2,4,6-tris-3,5-di-tert-bu- I tyl-4-hydroxybenzyl)benzen og en opløselig hindret phenol.
17. Fremgangsmåde ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at polymeren er I polypropylen, og at opløsningsmidlet er nonylphenoxyethoxyethanol, og at I 35 koncentrationen af polymeren i opløsningsmidlet er fra 15% til 50 vægt%.
DK199001663A 1988-11-10 1990-07-10 Fremgangsmåde til fremstilling af porøse membraner DK174738B1 (da)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPJ139588 1988-11-10
AUPJ139588 1988-11-10
PCT/AU1989/000481 WO1990005007A1 (en) 1988-11-10 1989-11-10 Porous membranes
AU8900481 1989-11-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK166390A DK166390A (da) 1990-07-10
DK166390D0 DK166390D0 (da) 1990-07-10
DK174738B1 true DK174738B1 (da) 2003-10-13

Family

ID=3773496

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK199001664A DK173864B1 (da) 1988-11-10 1990-07-10 Anlæg, ekstruderingshoved samt fremgangsmåde til fremstilling af hulfibermenbraner
DK199001663A DK174738B1 (da) 1988-11-10 1990-07-10 Fremgangsmåde til fremstilling af porøse membraner

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK199001664A DK173864B1 (da) 1988-11-10 1990-07-10 Anlæg, ekstruderingshoved samt fremgangsmåde til fremstilling af hulfibermenbraner

Country Status (14)

Country Link
EP (2) EP0423249B1 (da)
JP (2) JP2981752B2 (da)
KR (3) KR0153450B1 (da)
CN (2) CN1030169C (da)
BR (2) BR8907138A (da)
CA (2) CA2002798C (da)
DE (2) DE68914156T2 (da)
DK (2) DK173864B1 (da)
HK (2) HK129694A (da)
IE (2) IE62001B1 (da)
MX (2) MX173564B (da)
NO (2) NO178610C (da)
PT (2) PT92293B (da)
WO (2) WO1990005006A1 (da)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02208331A (ja) * 1989-02-08 1990-08-17 Asahi Chem Ind Co Ltd 改質したセルロース多孔体
JPH02208330A (ja) * 1989-02-08 1990-08-17 Asahi Chem Ind Co Ltd 糸状またはフィルム状セルロース多孔体及びその製造方法
CA2082511C (en) * 1990-05-09 2002-09-10 Thomas W. Beck Polyvinylidene fluoride membrane
US5489406A (en) * 1990-05-09 1996-02-06 Memtec Limited Method of making polyvinylidene fluoride membrane
EP0965610A4 (en) * 1997-03-06 2002-04-24 Asahi Chemical Ind MICROPOROUS MEMBRANE AND PREPARATION METHOD
JP4623780B2 (ja) * 1999-09-21 2011-02-02 旭化成ケミカルズ株式会社 溶融製膜方法
JP4775984B2 (ja) * 1999-09-21 2011-09-21 旭化成ケミカルズ株式会社 中空糸状多孔膜の溶融製膜方法
JP4605840B2 (ja) * 1999-09-21 2011-01-05 旭化成ケミカルズ株式会社 中空糸状多孔膜の製膜方法
CN1214854C (zh) * 2000-06-03 2005-08-17 门布拉内有限公司 具有改进的水解稳定性的聚酰胺膜及其生产方法
US7140496B2 (en) 2001-08-01 2006-11-28 Asahi Kasei Medical Co., Ltd. Multilayer microporous membrane
WO2010096601A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Tredegar Film Products Corporation Hydrophilic apertured formed film
AU2010269488B2 (en) 2009-07-06 2013-07-11 Sekisui Chemical Co., Ltd. Polymer membrane for water treatment
CN103189131A (zh) * 2010-08-06 2013-07-03 台达电子工业股份有限公司 多孔材料的制造方法
DE102010035698A1 (de) * 2010-08-27 2012-03-01 Innowa Gmbh Mehrkanalmembran
KR20120111990A (ko) * 2011-03-31 2012-10-11 유인식 식물 지방산이 함유된 합성섬유의 제조방법
CN106938526B (zh) * 2011-09-02 2020-06-30 3M创新有限公司 结网
JP6529260B2 (ja) 2011-10-05 2019-06-12 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 三次元ポリマーストランドネット、ダイ及びその製造方法
US10389876B2 (en) 2014-02-28 2019-08-20 Ultratec, Inc. Semiautomated relay method and apparatus
CN105561812A (zh) * 2014-10-09 2016-05-11 中国石油化工股份有限公司 耐氧化聚丙烯腈超滤膜及其制备方法
CN104786472A (zh) * 2015-03-20 2015-07-22 巢湖市荷花渔网有限公司 一种鱼线牵伸冷却液
AU2017272761B2 (en) 2016-05-31 2021-12-23 Toray Industries, Inc. Porous hollow-fiber membrane and production process therefor
CN106521654B (zh) * 2016-10-21 2019-04-12 中国科学院大连化学物理研究所 中空纤维膜纺丝喷头及制备中空纤维膜的方法
WO2018079807A1 (ja) * 2016-10-31 2018-05-03 東洋紡株式会社 セルロースアセテート系非対称中空糸膜
US11007490B2 (en) 2016-10-31 2021-05-18 Toyobo Co., Ltd. Cellulose acetate-based hollow fiber membrane
US10889915B2 (en) * 2018-01-31 2021-01-12 Saudi Arabian Oil Company Producing fibers using spinnerets
CN112267300B (zh) * 2020-09-11 2021-10-26 东华大学 一种静电纺纤维基超薄连续纳米蛛网纤维材料及其制备方法
CN117248892B (zh) * 2023-11-16 2024-02-13 东营长缨石油技术有限公司 亲油疏水性油田用示踪剂及其制备方法与应用

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3378507A (en) * 1961-12-20 1968-04-16 Gen Electric Producing microporous polymers
US4020230A (en) * 1975-10-03 1977-04-26 The Dow Chemical Company Microporous polyethylene hollow fibers and process of preparing them
IL52259A (en) * 1976-06-22 1981-02-27 Akzo Nv Dialysis membrane and its manufacture
JPS603842B2 (ja) * 1976-09-03 1985-01-31 住友電気工業株式会社 非対称孔径薄膜材料とその製造方法
US4110153A (en) * 1977-09-08 1978-08-29 Ppg Industries, Inc. Method of forming a microporous diaphragm
NO153879C (no) * 1978-07-31 1986-06-11 Akzo Nv Fremstilling av en membran med poroes overflate.
DE3026718A1 (de) * 1980-07-15 1982-02-04 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal Hohlfasermembran fuer die plasmaseparation
JPS5766114A (en) * 1980-10-14 1982-04-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd Porous polyethylene hollow fiber and its production
DE3205289C2 (de) * 1982-02-15 1984-10-31 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal Verfahren zur Herstellung von porösen Körpern mit einstellbarem Gesamtporenvolumen, einstellbarer Porengröße und einstellbarer Porenwandung
EP0133882B1 (de) * 1983-07-30 1990-04-04 Akzo Patente GmbH Poren aufweisende Formkörper
US4778601A (en) * 1984-10-09 1988-10-18 Millipore Corporation Microporous membranes of ultrahigh molecular weight polyethylene
US4726989A (en) * 1986-12-11 1988-02-23 Minnesota Mining And Manufacturing Microporous materials incorporating a nucleating agent and methods for making same

Also Published As

Publication number Publication date
NO902026D0 (no) 1990-05-08
CA2002798A1 (en) 1990-05-10
EP0423249A1 (en) 1991-04-24
EP0408688A1 (en) 1991-01-23
EP0423249B1 (en) 1994-03-23
BR8907138A (pt) 1991-02-13
CN1043636A (zh) 1990-07-11
EP0408688B1 (en) 1994-03-23
PT92293B (pt) 1995-08-09
PT92292B (pt) 1995-08-09
EP0408688A4 (en) 1991-04-17
DK166390A (da) 1990-07-10
IE62001B1 (en) 1994-12-14
KR0153291B1 (ko) 1999-10-15
CN1035927C (zh) 1997-09-24
IE893629L (en) 1990-05-10
HK129794A (en) 1994-12-02
NO902027L (no) 1990-07-05
CN1049108A (zh) 1991-02-13
IE893628L (en) 1990-05-10
DE68914149T2 (de) 1994-08-11
PT92293A (pt) 1990-05-31
EP0423249A4 (en) 1991-05-22
DK173864B1 (da) 2002-01-07
CA2002799A1 (en) 1990-05-10
MX173564B (es) 1994-03-16
BR8907137A (pt) 1991-02-13
DE68914156T2 (de) 1994-08-25
NO902027D0 (no) 1990-05-08
IE62012B1 (en) 1994-12-14
NO902026L (no) 1990-07-09
KR0153450B1 (ko) 1998-12-01
CN1030169C (zh) 1995-11-01
KR900007928A (ko) 1990-06-02
DK166490A (da) 1990-07-10
DE68914156D1 (de) 1994-04-28
NO178610B (no) 1996-01-22
PT92292A (pt) 1990-05-31
DK166490D0 (da) 1990-07-10
WO1990005006A1 (en) 1990-05-17
NO178289C (no) 1996-02-28
DE68914149D1 (de) 1994-04-28
NO178289B (no) 1995-11-20
DK166390D0 (da) 1990-07-10
KR0154525B1 (ko) 1998-11-16
WO1990005007A1 (en) 1990-05-17
MX171938B (es) 1993-11-24
JP2981770B2 (ja) 1999-11-22
NO178610C (no) 1996-05-02
KR900007461A (ko) 1990-06-01
CA2002799C (en) 2001-01-30
JPH03502180A (ja) 1991-05-23
JPH03502661A (ja) 1991-06-20
HK129694A (en) 1994-12-02
CA2002798C (en) 2000-08-01
JP2981752B2 (ja) 1999-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK174738B1 (da) Fremgangsmåde til fremstilling af porøse membraner
US5395570A (en) Hollow fibre membrane extrusion
US5489406A (en) Method of making polyvinylidene fluoride membrane
US4399035A (en) Polyvinylidene fluoride type resin hollow filament microfilter and process for producing the same
US6074718A (en) Self supporting hollow fiber membrane and method of construction
EP0734759B1 (en) Polyvinylidene fluoride membrane
US5698101A (en) Hollow fiber membranes
KR101381080B1 (ko) 열유도상분리에 의한 지지층과 비용매유도상분리에 의한 친수화 활성층으로 이루어진 복층구조의 친수성 중공사막 및 이의 제조방법
US5277851A (en) Process of making a porous hollow fiber membrane
AU621428B2 (en) Porous membranes
AU653528B2 (en) Porous PVdF membranes
JP2512909B2 (ja) 中空糸多孔質膜の製造方法
JP2023007470A (ja) 中空糸膜

Legal Events

Date Code Title Description
PUP Patent expired