JP2004168828A - Method for producing porous membrane - Google Patents

Method for producing porous membrane Download PDF

Info

Publication number
JP2004168828A
JP2004168828A JP2002333647A JP2002333647A JP2004168828A JP 2004168828 A JP2004168828 A JP 2004168828A JP 2002333647 A JP2002333647 A JP 2002333647A JP 2002333647 A JP2002333647 A JP 2002333647A JP 2004168828 A JP2004168828 A JP 2004168828A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
porous membrane
producing
nickel
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2002333647A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Kurashina
正樹 倉科
Shigeki Ogawa
繁樹 小川
Hideaki Habara
英明 羽原
Hiroyuki Fujiki
浩之 藤木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co 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 Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP2002333647A priority Critical patent/JP2004168828A/en
Publication of JP2004168828A publication Critical patent/JP2004168828A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a porous membrane, by which an additive polymer can efficiently be removed from a film comprising a membrane-forming polymer and the additive polymer in a short time. <P>SOLUTION: This method for producing the porous membrane comprises bringing a film comprising the polymer (1) and the polymer (2) having higher oxidative decomposability than that of the polymer (1) into contact with an aqueous solution containing an oxidizing agent and an oxidizing agent decomposition-accelerating agent to decompose away at least one part of the polymer (2). The decomposition of the oxidizing agent is accelerated, and the decomposition of the polymer (2) can thereby be accelerated. Hence, the polymer (2) can efficiently be removed in a short time to achieve a high penetration performance. Accordingly, a process such as a spinning process and a washing process can continuously be carried out, whereby the method for producing the porous membrane is a profitable producing method. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高透過係数を持つ多孔質膜の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
食品工業分野、医療分野、電子工業分野等の分野で有用成分の濃縮、回収、不要成分の除去、或いは造水等にセルロースアセテート、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン等からなる精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜等が用いられており、これらの膜の多くには、湿式又は乾湿式紡糸により製造させる多孔質中空糸膜が用いられている。
【0003】
多孔質膜に要求される性能として特に重要な性能の一つに透水性能があるが、透水性能を向上させようとした場合、一般的には膜孔径が大きくなるように紡糸原液の濃度や凝固液を調節する。湿式又は乾湿式紡糸を行う場合、原液は、膜を形成するポリマーと、添加剤ポリマーを溶剤に溶解させたものが用いられている。
【0004】
この際、添加剤ポリマーとしては、紡糸時における原液粘度を向上させ、製膜状態の安定化を図るために添加されており、ポリエチレングリコールやポリビニルピロリドン等の高分子量の親水性ポリマーを用いることが多い。
【0005】
湿式又は乾湿式紡糸により製造される多孔質膜は、凝固浴を通過して凝固が完了した段階では、膜中に高分子量の添加剤ポリマーが多量に残存しているため、このままでは高透水性の膜としての機能を発揮できない。そのため、凝固完了した後、膜中に残存している高分子量の添加剤ポリマーを除去する必要がある。
【0006】
添加剤ポリマーを除去する方法としては、酸化剤又は加水分解剤を用いてポリマーを除去する方法が知られている(例えば特許文献1参照)。
【0007】
多孔質膜の製造は、紡糸、凝固、洗浄までを連続して行うことにより、製造コストの低減が可能となる。ここで、洗浄を長時間行うことが必要な場合、連続して製造するためには、設備を極端に大きくする必要があるため、できるだけ短時間の分解処理で透水性能を発現させることが望まれる。
【0008】
分解処理時間を短縮するためには、酸化剤等の濃度を高くすることが基本的には有効ではあるが、酸化剤の濃度を高くすると、酸化剤のコストアップにつながるのみならず、洗浄に使用する設備の腐食が激しくなるため、耐食性の材料が必須となる、設備更新頻度が多くなる、等により、更なるコストアップが生じるという問題がある。
【0009】
また、使用後の酸化剤を廃棄するにあたっても、高濃度の酸化剤をそのまま排水として流すことはできないため、酸化剤を分解して濃度を下げるか、あるいは水を大量に加えて酸化剤を希釈することが必要となる。したがって、酸化剤の濃度が高いほど、手間とコストが嵩むことになる。
【0010】
【特許文献1】
特開平2−302449号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、膜を形成するポリマーと、添加剤ポリマーからなる多孔質膜より、添加剤ポリマーを短時間で効率的に除去できる多孔質膜の製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明の要旨は、ポリマー(1)と、ポリマー(1)よりも酸化分解性の高いポリマー(2)とを含む多孔質膜を、酸化剤と、該酸化剤の分解促進剤とを含む水溶液と接触させ、ポリマー(2)の少なくとも一部を分解除去する多孔質膜の製造方法、である。
【0013】
前記酸化剤が次亜塩素酸塩水溶液であり、前記分解促進剤がニッケル系触媒であると、次亜塩素酸の濃度が低くても、ポリマー(2)の分解反応を効果的に促進することができ、前記ニッケル系触媒が酸化ニッケル触媒であることがより好ましい。
【0014】
また、前記ニッケル系触媒が粉末状であると、反応速度をより向上させることができる。
【0015】
前記多孔質膜を前記水溶液と接触させる時間が10分未満であると、製造工程を連続的に行う上で好ましい。
【0016】
前記水溶液中の次亜塩素酸の濃度が100〜5000mg/Lの範囲であると、効率的に洗浄を行うことができるため好ましい。
【0017】
前記水溶液の温度が70℃以上であると、反応速度をより向上させることができる。
【0018】
ポリマー(1)が疎水性ポリマーであり、ポリマー(2)が親水性ポリマーであると、本発明の製造方法を好適に適用でき、中でもポリマー(1)がポリフッ化ビニリデンであり、ポリマー(2)がポリビニルピロリドンであると、本発明の製造方法を特に好適に適用できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明による多孔質膜の製造方法は、膜の形態に限定されるものではなく、平膜、管状膜、中空糸膜等の製造に使用することができる。
【0020】
以下、中空糸膜の製造方法を例に、本発明の実施の形態を説明する。
【0021】
本発明における多孔質膜の製造方法は、中空糸膜に成型可能なポリマー(1)を溶媒に溶解し、この溶液を紡糸原液として、紡糸口金より一旦空気中に紡出した後、ポリマー(1)の非溶媒中に導き、非溶媒中で凝固させる乾湿式紡糸法が好ましく用いられる。上記工程の他、延伸工程等を含んでも構わないし、空気中を経ずに非溶媒中に直接吐出させても構わない。
【0022】
紡糸口金としては、中空糸膜状に成形し得る任意の紡糸口金が用いられ、例えば二重環状ノズル等の紡糸口金を用いて紡糸する。このとき、紡糸口金の中心部にポリマーの非溶媒を送り、中空糸膜の内表面を凝固させるようにしてもよい。
【0023】
本発明に使われるポリマー(1)は、湿式、乾湿式紡糸により多孔質中空糸膜を形成し得るものであれば使用できるが、疎水性ポリマーが好ましく、具体的には、ポリスルホンやポリエーテルスルホンなどのポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース誘導体、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリアクリレートなどが挙げられる。また、これらの樹脂の共重合体や一部に置換基を導入したものであってもよい。さらに、2種以上の樹脂を混合したものであってもよい。
【0024】
特にフッ素系樹脂、中でもポリフッ化ビニリデンは、次亜塩素酸に対する耐久性が強く、本発明の製造方法に好ましく用いることができる。
【0025】
本発明における紡糸原液は、ポリマー(1)を溶媒に均一に溶解させて用いる。この際、ポリマー(1)の濃度は、薄すぎても、濃すぎても、紡糸安定性が損なわれる、望ましい多孔質構造が得られなくなる、等の不都合があるため、下限は10質量%が好ましく、15質量%がより好ましい。また、上限は30質量%が好ましく、25質量%がより好ましい。
【0026】
原液には、相分離を制御するための添加剤として、ポリマー(1)よりも酸化分解性の高いポリマー(2)を添加する。ここでいう「酸化分解性の高い」とは、同じ条件で酸化処理を行った時に、より容易に分解されて低分子化することを意味する。
【0027】
ポリマー(2)としては、親水性ポリマーが好ましく、具体的にはポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。中でも、ポリビニルピロリドンを用いると、良好な多孔質構造を形成し易いためより好ましい。
【0028】
ポリマー(2)の濃度下限は1質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。また、上限は20質量%が好ましく、12質量%がより好ましい。
【0029】
本発明に使われる溶媒は、膜形成性樹脂を溶解し得るものであれば特に限定されるものではないが、乾湿式紡糸の空走部において原液に吸湿させることから、水と均一に混合可能なものが好ましく、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルモルホリン−N−オキシドなどが挙げられ、これらの単独又は混合物、或いはこれら溶媒に、その溶解性を損なわない範囲で非溶媒を加えたものが好ましく用いられる。
【0030】
非溶媒を混合する場合、水、アルコール類、グリセリン、エチレングリコール等を用いることができ、水が最も好ましい。
【0031】
紡糸口金から吐出された原液は、空走部を経た後、凝固浴中の非溶媒と接触することにより、多孔質中空糸膜が形成される。凝固浴に使用する非溶媒には、水、アルコール類、グリセリン、エチレングリコール等を、単独或いは混合して用いることができる。また、前述の溶媒を混合させてもよい。
【0032】
以上のような条件で紡糸された多孔質中空糸膜は、孔径が大きく高透水性能を潜在的に有しているが、凝固が完了した段階では、膜中にポリマー(2)が多量に残存しているため、このままでは高透水性の膜としての機能を発揮できない。そのため、凝固完了段階で膜中に残存しているポリマー(2)を、酸化剤と接触させて分解除去する。
【0033】
酸化剤としては、オゾン、過酸化水素水、次亜塩素酸塩水溶液が使用できるが、中でも次亜塩素酸塩水溶液は、高い酸化力を有し、安価且つ取扱い性に優れるため好ましい。
【0034】
酸化剤として次亜塩素酸塩を用いた場合、ポリマー(2)の分解除去は、次亜塩素酸の分解によって発生した活性酸素が、酸化分解性の高いポリマー(2)を分解することによって達成されると考えられる。
【0035】
この際、次亜塩素酸の分解を促進するための分解促進剤を水溶液中に添加してやると、生成する活性酸素量が増加するため、ポリマー(2)の分解反応を促進させることができる。分解促進剤としては、ニッケル系触媒を用いることが好ましく、さらに好ましくは三二酸化ニッケル(Ni)等の酸化ニッケル触媒である。
【0036】
ニッケル系触媒の存在形態としては、ニッケル系触媒の表面積を大きくして、次亜塩素酸塩水溶液との接触面積を大きくすると、次亜塩素酸の分解促進効果を高めることに繋がる。従って、ニッケル系触媒の形状としては粉末状が好ましく、ニッケル系触媒の粉末が次亜塩素酸塩水溶液中で均一に分散している状態がさらに好ましい。
【0037】
また、ニッケル系触媒の粉末を固めて粒状や錠剤状としたものや、粒状の担体に、ニッケル系触媒の粉末を担持させたもの等を使用することもできる。
【0038】
多孔質膜と次亜塩素酸塩水溶液とを接触させてポリマー(2)の分解洗浄工程を行うにあたっては、槽内に次亜塩素酸塩水溶液を張り、その中にニッケル系触媒を分散させて、多孔質膜を所定時間浸漬させるバッチ工程にて分解洗浄を行ってもよいが、その場合、分解洗浄工程の終了時には、次亜塩素が分解され、濃度が低下してしまっているため、工程を行うごとに、次亜塩素酸塩水溶液を更新する必要がある。
【0039】
これに対し、例えばニッケル系触媒が充填された槽の一端から、濃度の高い次亜塩素酸塩水溶液を連続的に導入し、他端から次亜塩素酸濃度の低下した水溶液を取り出すようにして、多孔質膜を移動させながら槽内の水溶液と接触させるようにすると、ポリマー(2)の分解洗浄工程を連続的に行うことができるため、生産性に優れている。
【0040】
また、槽から取り出される水溶液は、ニッケル系触媒によって次亜塩素酸が分解されているため、濃度条件、及び温度条件等を適切に設定することにより、数mg/Lまで次亜塩素酸濃度を低下させることができる。従って、排水処理の程度を大幅に簡便化することが可能となる。
【0041】
次亜塩素酸塩とニッケル系触媒を含む水溶液の温度は、高いほうが分解促進による効果を発揮し易いため、好ましくは70℃以上である。温度の上限値としては、水溶液と多孔質膜との接触操作であることから、沸騰を防ぐため98℃以下が好ましい。
【0042】
次亜塩素酸塩水溶液の濃度は、100mg/L以上であれば、ニッケル系触媒による次亜塩素の分解反応が起こりやすくなる。一方、あまり濃度が高いと腐食性が高くなるため、濃度の上限は5000mg/Lが好ましく、1000mg/Lがより好ましい。
【0043】
ニッケル系触媒の添加量は、多すぎると不経済であり、また膜に付着して持ち出されたりする懸念もあるため、上限としては次亜塩素酸塩水溶液1Kgに対して100g以下であり、70g以下がより好ましい。また、少なすぎると均一に分散しないため、下限としては次亜塩素酸塩水溶液1Kgに対して0.5g以上であり、1g以上がより好ましい。
【0044】
次亜塩素酸塩水溶液と多孔質膜との接触時間は、あまり長いと紡糸工程、凝固工程との所要時間のバランスが取れず、連続的に洗浄を行うことが実質的に困難となるため、10分未満とすることが好ましく、5分以下がより好ましい。また、所望の透水性能を発現させるために、接触時間の下限としては好ましくは1分以上である。
【0045】
【実施例】
以下、実施例をもとに本発明を更に詳しく説明する。
【0046】
<実施例1>
ポリマー(1)としてポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリマー(2)としてポリビニルピロリドンを用いた。
【0047】
紡糸原液は、ポリフッ化ビニリデン樹脂(アトフィナ・ジャパン社製、商品名カイナー301F)と、ポリフッ化ビニリデン樹脂(アトフィナ・ジャパン社製、商品名カイナー9000)と、ポリビニルピロリドン(ISP社製、商品名K−90、分子量1200000)と、N、N−ジメチルアセトアミドとを、質量比が12:8:10:80となるように攪拌しながら加熱溶解して調整した。調整した紡糸原液を、乾湿式紡糸法にて紡糸を行った。
【0048】
温度70℃、次亜塩素酸濃度1000mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム水溶液600mLに、粉末状の三二酸化ニッケル(添川理化学株式会社製)を0.5g添加し、粉末がよく混合された状態で、多孔質中空糸膜を浸漬させ、ポリビニルピロリドンの分解洗浄を2分間行った。洗浄後の多孔質中空糸膜の水フラックスは、158m/m/hr/MPaであった。
【0049】
<比較例1>
実施例1と同様の条件で紡糸して得られた多孔質中空糸膜を、ニッケル触媒を添加しない以外は実施例1と同様の条件で洗浄し、水フラックスを測定した。その結果、水フラックスは97m/m/hr/MPaであった。
【0050】
【発明の効果】
本発明の多孔質中空糸膜の製造方法によると、多孔質中空糸膜の膜中に残存しているポリマー(2)を酸化剤水溶液で分解するにあたり、酸化剤の分解促進剤を併用することによって分解効果を促進させ、より短時間で分解除去できるため、紡糸等の工程と、洗浄工程を連続的に行うことが可能となる。
【0051】
この際、酸化剤として次亜塩素酸塩を使用し、分解促進剤としてニッケル系触媒を用いるとより効果的である。
【0052】
さらに、膜を形成するポリマー(1)がポリフッ化ビニリデンであり、ポリマー(2)がポリビニルピロリドンであると、本発明の製造方法をより一層効果的に適用することができる。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a porous membrane having a high permeability coefficient.
[0002]
[Prior art]
Microfiltration membranes, ultrafiltration membranes made of cellulose acetate, polyacrylonitrile, polysulfone, etc. in the fields of food industry, medical field, electronics industry, etc. Reverse osmosis membranes and the like are used, and many of these membranes use porous hollow fiber membranes produced by wet or dry-wet spinning.
[0003]
Water permeability is one of the most important performances required for porous membranes.However, when trying to improve water permeability, the concentration and coagulation of the spinning solution are generally increased to increase the membrane pore size. Adjust the liquid. When wet or dry-wet spinning is performed, a stock solution obtained by dissolving a polymer forming a film and an additive polymer in a solvent is used.
[0004]
At this time, as the additive polymer, a high-molecular-weight hydrophilic polymer such as polyethylene glycol or polyvinylpyrrolidone is added to improve the viscosity of the stock solution during spinning and stabilize the film formation state. Many.
[0005]
A porous membrane produced by wet or dry-wet spinning has a high water-permeability because a large amount of high-molecular-weight additive polymer remains in the membrane at the stage where the coagulation is completed after passing through a coagulation bath. Function cannot be exhibited. Therefore, after the solidification is completed, it is necessary to remove the high molecular weight additive polymer remaining in the film.
[0006]
As a method for removing the additive polymer, a method for removing the polymer using an oxidizing agent or a hydrolyzing agent is known (for example, see Patent Document 1).
[0007]
In the production of the porous membrane, spinning, coagulation, and washing are continuously performed, so that the production cost can be reduced. Here, when it is necessary to perform the cleaning for a long time, the equipment must be extremely large in order to manufacture continuously, so that it is desired that the water permeation performance is expressed by a decomposition treatment in a time as short as possible. .
[0008]
Increasing the concentration of the oxidizing agent is basically effective for shortening the decomposition treatment time, but increasing the concentration of the oxidizing agent not only increases the cost of the oxidizing agent but also increases the cleaning time. Since the corrosion of the equipment to be used becomes severe, there is a problem that the cost is further increased due to the necessity of a corrosion-resistant material, the frequency of equipment replacement, and the like.
[0009]
Also, when disposing of the oxidant after use, it is not possible to flow high-concentration oxidant as wastewater, so decompose the oxidant to lower its concentration or add a large amount of water to dilute the oxidant. It is necessary to do. Therefore, the higher the concentration of the oxidizing agent, the higher the labor and cost.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-2-302449
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for producing a porous film capable of efficiently removing an additive polymer in a short time from a porous film composed of a polymer forming a film and an additive polymer.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is to provide a porous membrane containing a polymer (1) and a polymer (2) having higher oxidative decomposability than the polymer (1), comprising an oxidizing agent and a decomposition accelerator of the oxidizing agent. A method for producing a porous membrane, which is brought into contact with an aqueous solution to decompose and remove at least a part of the polymer (2).
[0013]
When the oxidizing agent is an aqueous hypochlorite solution and the decomposition accelerator is a nickel-based catalyst, the decomposition reaction of the polymer (2) is effectively promoted even when the concentration of hypochlorous acid is low. More preferably, the nickel-based catalyst is a nickel oxide catalyst.
[0014]
Further, when the nickel-based catalyst is in a powder form, the reaction rate can be further improved.
[0015]
When the time for contacting the porous membrane with the aqueous solution is less than 10 minutes, it is preferable to continuously perform the production process.
[0016]
It is preferable that the concentration of hypochlorous acid in the aqueous solution be in the range of 100 to 5000 mg / L, because washing can be performed efficiently.
[0017]
When the temperature of the aqueous solution is 70 ° C. or higher, the reaction rate can be further improved.
[0018]
When the polymer (1) is a hydrophobic polymer and the polymer (2) is a hydrophilic polymer, the production method of the present invention can be suitably applied. In particular, the polymer (1) is polyvinylidene fluoride, and the polymer (2) Is polyvinyl pyrrolidone, the production method of the present invention can be particularly suitably applied.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The method for producing a porous membrane according to the present invention is not limited to the form of the membrane, and can be used for producing a flat membrane, a tubular membrane, a hollow fiber membrane, and the like.
[0020]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described using a method for producing a hollow fiber membrane as an example.
[0021]
In the method for producing a porous membrane according to the present invention, the polymer (1) that can be formed into a hollow fiber membrane is dissolved in a solvent, and this solution is used as a spinning dope and is once spun into the air from a spinneret. The dry-wet spinning method of introducing into a non-solvent and coagulating in the non-solvent is preferably used. In addition to the above steps, a stretching step or the like may be included, and the ink may be directly discharged into a non-solvent without passing through air.
[0022]
As the spinneret, any spinneret that can be formed into a hollow fiber membrane is used. For example, spinning is performed using a spinneret such as a double annular nozzle. At this time, the polymer non-solvent may be sent to the center of the spinneret to solidify the inner surface of the hollow fiber membrane.
[0023]
The polymer (1) used in the present invention can be used as long as it can form a porous hollow fiber membrane by wet or dry-wet spinning, but a hydrophobic polymer is preferable, and specifically, polysulfone or polyethersulfone is used. And polyacrylonitrile, cellulose derivatives, fluorine resins such as polyvinylidene fluoride, polyamide, polyester, polymethacrylate, polyacrylate and the like. Further, copolymers of these resins or those obtained by introducing a substituent into a part thereof may be used. Further, a mixture of two or more resins may be used.
[0024]
In particular, fluororesins, especially polyvinylidene fluoride, have high durability against hypochlorous acid and can be preferably used in the production method of the present invention.
[0025]
The stock solution for spinning in the present invention is obtained by uniformly dissolving the polymer (1) in a solvent. At this time, if the concentration of the polymer (1) is too low or too high, the spinning stability is impaired and a desired porous structure cannot be obtained. Preferably, 15% by mass is more preferred. The upper limit is preferably 30% by mass, more preferably 25% by mass.
[0026]
A polymer (2) having higher oxidative decomposability than the polymer (1) is added to the stock solution as an additive for controlling phase separation. Here, “highly oxidatively decomposable” means that when an oxidation treatment is performed under the same conditions, it is more easily decomposed to lower the molecular weight.
[0027]
As the polymer (2), a hydrophilic polymer is preferable, and specific examples include polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinyl acetate, and polyvinyl alcohol. Among them, polyvinylpyrrolidone is more preferable because a good porous structure can be easily formed.
[0028]
The lower limit of the concentration of the polymer (2) is preferably 1% by mass, more preferably 5% by mass. The upper limit is preferably 20% by mass, and more preferably 12% by mass.
[0029]
The solvent used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the film-forming resin, but can be uniformly mixed with water since the undiluted solution absorbs moisture in the free running section of the dry-wet spinning. Preferred are N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylmorpholine-N-oxide, and the like, alone or in combination, or A solvent obtained by adding a non-solvent to these solvents as long as the solubility is not impaired is preferably used.
[0030]
When mixing a non-solvent, water, alcohols, glycerin, ethylene glycol and the like can be used, and water is most preferred.
[0031]
The stock solution discharged from the spinneret passes through the idle running section and then comes into contact with the non-solvent in the coagulation bath, whereby a porous hollow fiber membrane is formed. As the non-solvent used in the coagulation bath, water, alcohols, glycerin, ethylene glycol and the like can be used alone or in combination. Further, the above-mentioned solvents may be mixed.
[0032]
The porous hollow fiber membrane spun under the above conditions has a large pore diameter and potentially high water permeability, but when coagulation is completed, a large amount of the polymer (2) remains in the membrane. Therefore, the function as a highly water-permeable membrane cannot be exhibited as it is. Therefore, the polymer (2) remaining in the film at the stage of completion of coagulation is decomposed and removed by contact with an oxidizing agent.
[0033]
As the oxidizing agent, ozone, aqueous hydrogen peroxide, and an aqueous solution of hypochlorite can be used. Among them, an aqueous solution of hypochlorite is preferable because it has high oxidizing power, is inexpensive, and has excellent handleability.
[0034]
When hypochlorite is used as an oxidizing agent, decomposition and removal of the polymer (2) are achieved by the active oxygen generated by the decomposition of hypochlorous acid decomposing the polymer (2) having high oxidative decomposability. It is thought to be done.
[0035]
At this time, when a decomposition accelerator for accelerating the decomposition of hypochlorous acid is added to the aqueous solution, the amount of active oxygen generated is increased, so that the decomposition reaction of the polymer (2) can be accelerated. As the decomposition accelerator, a nickel-based catalyst is preferably used, and more preferably, a nickel oxide catalyst such as nickel trioxide (Ni 2 O 3 ) is used.
[0036]
As a form of the nickel-based catalyst, if the surface area of the nickel-based catalyst is increased to increase the contact area with the hypochlorite aqueous solution, the effect of promoting the decomposition of hypochlorous acid is enhanced. Therefore, the shape of the nickel-based catalyst is preferably powdery, and more preferably, the state in which the nickel-based catalyst powder is uniformly dispersed in the aqueous hypochlorite solution.
[0037]
In addition, those obtained by solidifying the powder of the nickel-based catalyst into granules or tablets, those obtained by supporting the powder of the nickel-based catalyst on a granular carrier, and the like can also be used.
[0038]
In carrying out the step of decomposing and washing the polymer (2) by bringing the porous membrane into contact with the aqueous hypochlorite solution, a hypochlorite aqueous solution is placed in a tank, and a nickel-based catalyst is dispersed therein. Alternatively, the decomposition cleaning may be performed in a batch process in which the porous membrane is immersed for a predetermined time, but in this case, at the end of the decomposition cleaning process, hypochlorite is decomposed and the concentration is reduced. It is necessary to renew the hypochlorite aqueous solution each time is performed.
[0039]
On the other hand, for example, from one end of a tank filled with a nickel-based catalyst, a high-concentration hypochlorite aqueous solution is continuously introduced, and from the other end, an aqueous solution having a reduced hypochlorous acid concentration is taken out. If the porous membrane is brought into contact with the aqueous solution in the tank while being moved, the step of decomposing and washing the polymer (2) can be performed continuously, so that the productivity is excellent.
[0040]
In addition, since hypochlorous acid is decomposed by the nickel-based catalyst in the aqueous solution taken out from the tank, the concentration of hypochlorous acid can be reduced to several mg / L by appropriately setting concentration conditions, temperature conditions, and the like. Can be reduced. Therefore, it is possible to greatly simplify the degree of wastewater treatment.
[0041]
The temperature of the aqueous solution containing the hypochlorite and the nickel-based catalyst is preferably 70 ° C. or higher because the higher the temperature, the more easily the effect of accelerating the decomposition is exhibited. The upper limit of the temperature is preferably 98 ° C. or lower to prevent boiling, since the contact operation between the aqueous solution and the porous membrane is performed.
[0042]
If the concentration of the hypochlorite aqueous solution is 100 mg / L or more, the decomposition reaction of hypochlorite by the nickel-based catalyst is likely to occur. On the other hand, if the concentration is too high, the corrosiveness becomes high. Therefore, the upper limit of the concentration is preferably 5000 mg / L, and more preferably 1000 mg / L.
[0043]
If the addition amount of the nickel-based catalyst is too large, it is uneconomical and there is a concern that the nickel-based catalyst may be attached to the membrane and taken out. Therefore, the upper limit is 100 g or less per 1 kg of the hypochlorite aqueous solution, and 70 g or less. The following is more preferred. If the amount is too small, the particles will not be uniformly dispersed. Therefore, the lower limit is 0.5 g or more, more preferably 1 g or more, per 1 kg of the aqueous hypochlorite solution.
[0044]
If the contact time between the aqueous hypochlorite solution and the porous membrane is too long, the spinning step and the time required for the coagulation step cannot be balanced, and it is substantially difficult to perform continuous washing. It is preferably less than 10 minutes, more preferably 5 minutes or less. In order to achieve desired water permeability, the lower limit of the contact time is preferably 1 minute or more.
[0045]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.
[0046]
<Example 1>
Polyvinylidene fluoride resin was used as the polymer (1), and polyvinylpyrrolidone was used as the polymer (2).
[0047]
The spinning solution is a polyvinylidene fluoride resin (manufactured by Atofina Japan Co., Ltd., trade name Kynar 301F), a polyvinylidene fluoride resin (manufactured by Atofina Japan Co., trade name Kainer 9000), and polyvinylpyrrolidone (manufactured by ISP, trade name K) -90, molecular weight 1200000) and N, N-dimethylacetamide were heated and dissolved with stirring so that the mass ratio became 12: 8: 10: 80. The prepared spinning dope was spun by a dry-wet spinning method.
[0048]
0.5 g of powdered nickel trioxide (manufactured by Soegawa Rikagaku Co., Ltd.) was added to 600 mL of an aqueous solution of sodium hypochlorite having a temperature of 70 ° C. and a hypochlorous acid concentration of 1000 mg / L, and the powder was mixed well. Then, the porous hollow fiber membrane was immersed, and the polyvinyl pyrrolidone was decomposed and washed for 2 minutes. The water flux of the porous hollow fiber membrane after washing was 158 m 3 / m 2 / hr / MPa.
[0049]
<Comparative Example 1>
The porous hollow fiber membrane obtained by spinning under the same conditions as in Example 1 was washed under the same conditions as in Example 1 except that no nickel catalyst was added, and the water flux was measured. As a result, the water flux was 97 m 3 / m 2 / hr / MPa.
[0050]
【The invention's effect】
According to the method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention, in decomposing the polymer (2) remaining in the porous hollow fiber membrane with the oxidizing agent aqueous solution, a decomposition accelerator of the oxidizing agent is used in combination. Thus, the decomposition effect is promoted, and the decomposition and removal can be performed in a shorter time, so that the spinning step and the washing step can be continuously performed.
[0051]
In this case, it is more effective to use hypochlorite as an oxidizing agent and use a nickel-based catalyst as a decomposition accelerator.
[0052]
Further, when the polymer (1) forming the film is polyvinylidene fluoride and the polymer (2) is polyvinylpyrrolidone, the production method of the present invention can be more effectively applied.

Claims (9)

ポリマー(1)と、ポリマー(1)よりも酸化分解性の高いポリマー(2)とを含む多孔質膜を、酸化剤と、該酸化剤の分解促進剤とを含む水溶液と接触させ、ポリマー(2)の少なくとも一部を分解除去する多孔質膜の製造方法。A porous membrane containing a polymer (1) and a polymer (2) having higher oxidative decomposability than the polymer (1) is brought into contact with an aqueous solution containing an oxidizing agent and a decomposition accelerator of the oxidizing agent, and the polymer ( 2. A method for producing a porous membrane in which at least a part of 2) is decomposed and removed. 前記酸化剤が次亜塩素酸塩であり、前記分解促進剤がニッケル系触媒である請求項1に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to claim 1, wherein the oxidizing agent is hypochlorite, and the decomposition accelerator is a nickel-based catalyst. 前記ニッケル系触媒が酸化ニッケル触媒である請求項2に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to claim 2, wherein the nickel-based catalyst is a nickel oxide catalyst. 前記ニッケル系触媒が粉末状である請求項2又は3に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to claim 2, wherein the nickel-based catalyst is in a powder form. 前記多孔質膜を前記水溶液と接触させる時間が10分未満である請求項1〜4のいずれか一項に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to any one of claims 1 to 4, wherein a time for bringing the porous membrane into contact with the aqueous solution is less than 10 minutes. 前記水溶液中の次亜塩素酸の濃度が100〜5000mg/Lの範囲である請求項2〜5のいずれか一項に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to any one of claims 2 to 5, wherein the concentration of hypochlorous acid in the aqueous solution is in a range of 100 to 5000 mg / L. 前記水溶液の温度が70℃以上である請求項1〜6のいずれか一項に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to claim 1, wherein the temperature of the aqueous solution is 70 ° C. or higher. ポリマー(1)が疎水性ポリマーであり、ポリマー(2)が親水性ポリマーである請求項1〜7のいずれか一項に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymer (1) is a hydrophobic polymer, and the polymer (2) is a hydrophilic polymer. ポリマー(1)がポリフッ化ビニリデンであり、ポリマー(2)がポリビニルピロリドンである請求項1〜8のいずれか一項に記載の多孔質膜の製造方法。The method for producing a porous membrane according to any one of claims 1 to 8, wherein the polymer (1) is polyvinylidene fluoride and the polymer (2) is polyvinylpyrrolidone.
JP2002333647A 2002-11-18 2002-11-18 Method for producing porous membrane Pending JP2004168828A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002333647A JP2004168828A (en) 2002-11-18 2002-11-18 Method for producing porous membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002333647A JP2004168828A (en) 2002-11-18 2002-11-18 Method for producing porous membrane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004168828A true JP2004168828A (en) 2004-06-17

Family

ID=32698301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002333647A Pending JP2004168828A (en) 2002-11-18 2002-11-18 Method for producing porous membrane

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004168828A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5622833B2 (en) High durability PVDF porous membrane, method for producing the same, and cleaning method and filtration method using the same
JP2004230280A (en) Production method for hydrophilic polyvinylidene fluoride-based resin porous membrane
JP5856887B2 (en) Method for producing porous membrane
EP3023138A1 (en) Hydrophilised vinylidene fluoride-based porous hollow fibre membrane, and manufacturing method therefor
US20130248441A1 (en) Preparation method of hollow fiber membrane for water treatment using cellulose-based resin
JP2004033854A (en) Method for manufacturing porous film
KR20130040620A (en) Preparation method of hollow fiber membrane with high mechanical properties made of hydrophilic modified polyvinylidenefluoride for water treatment
CN101199919A (en) Hollow fiber membrane and preparing process thereof
JPS6138208B2 (en)
JP4803697B2 (en) Method for producing porous membrane
JPH08108053A (en) Cellulose acetate hollow-fiber separation membrane and its production
JP4724914B2 (en) Dry / wet spinning method of porous hollow fiber membrane
JPS5916503A (en) Porous hollow yarn membrane of polyvinylidene fluoride resin and its production
KR20130040621A (en) The preparation method of hollow fiber membrane with high mechanical properties using hydrophilized polyvinylidenefluoride for water treatment
JP2008036559A (en) Method of oxidization processing fluororesin-based polymer separation membrane
JP5558155B2 (en) Porous membrane manufacturing method and porous membrane
JP3169404B2 (en) Method for producing semipermeable membrane with high water permeability
JP2004168828A (en) Method for producing porous membrane
JP4605752B2 (en) Method for producing porous membrane
JPS6138207B2 (en)
JP2013031832A (en) Method for manufacturing porous membrane, and microfiltration membrane
JP2008238040A (en) Porous film
JP4502324B2 (en) Method for producing porous membrane
KR101308996B1 (en) The Preparation method of hollow fiber membrane with high permeation using hydrophilic polyvinylidenefluoride composites for water treatment
JP4380380B2 (en) Method for producing liquid separation membrane

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20051111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080124

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20080219

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Effective date: 20080708

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02