JP2005193192A - Polysulfone-based porous membrane and its production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱誘起相分離法を用いて、純水透過性能や分画性能、強度、耐熱性、耐薬品性、低吸水性に優れ、さらに工程制御性、コスト性、孔形成性に優れたポリスルホン系多孔膜およびその製造方法に関する。 The present invention is excellent in pure water permeation performance, fractionation performance, strength, heat resistance, chemical resistance, low water absorption, and process controllability, cost performance, and pore formation using a thermally induced phase separation method. The present invention relates to a polysulfone-based porous membrane and a method for producing the same.
近年、選択透過性を有する分離膜を用いた分離手段の技術がめざましく進展している。このような分離操作の技術は、例えば飲料水、超純水および医薬品の製造工程、醸造製品の除菌・仕上げにおいて、分離手段、洗浄手段および殺菌手段等を含む一連の浄化システムとして実用化されている。これらの用途分野においては、水のファイン化(高度処理)や安全性向上、精度向上などが高いレベルで要求されており分離膜の利用が進んでいる。 In recent years, the technology of separation means using a separation membrane having selective permeability has been remarkably advanced. Such separation operation technology has been put into practical use as a series of purification systems including separation means, washing means, sterilization means, etc., for example in the manufacturing process of drinking water, ultrapure water and pharmaceuticals, and sterilization and finishing of brewed products. ing. In these application fields, water refinement (advanced treatment), safety improvement, and accuracy improvement are required at a high level, and the use of separation membranes is progressing.
分離膜に求められる特性には、透過性能や分画性能だけでなく、強度や耐熱性、耐薬品性に優れることや、さらに低吸水性であることなどが挙げられ、上記のような状況を鑑み、これらの要求特性はさらに高度化している。透過性能や分画性能に関しては、両者のバランスが重要であり、より高い透過速度でより小さな粒子を除去できることが望ましい。強度に関しては、濾過中はもとよりバブリングによる洗浄に耐えうる強度を有することが必要である。また、耐熱性に優れる分離膜は、熱水中の異物除去に利用できるなど適用範囲が広く、薬品洗浄を行なうにあたっては耐薬品性に優れていることも必要である。さらに、低吸水性の分離膜は濾過中の寸法安定性に優れ、より高度な濾過処理を実現することができる。 The characteristics required of the separation membrane include not only permeation performance and fractionation performance, but also excellent strength, heat resistance, chemical resistance, and low water absorption. In view of these, these required characteristics are becoming more sophisticated. The balance between the transmission performance and the fractionation performance is important, and it is desirable that smaller particles can be removed at a higher transmission speed. With respect to strength, it is necessary to have strength that can withstand washing by bubbling as well as during filtration. In addition, a separation membrane having excellent heat resistance has a wide range of applications, such as being usable for removing foreign substances in hot water, and it is also necessary to have excellent chemical resistance when performing chemical cleaning. Furthermore, the low water-absorbing separation membrane is excellent in dimensional stability during filtration, and can realize a more advanced filtration treatment.
このような状況のもと、様々なポリマーからなる分離膜が製造されている。分離膜の強度や耐熱性、耐薬品性、吸水性等の性能は膜素材の特性に由来するところが大きいが、分離膜の透過性能や分画性能は製膜方法に大きく依存する。透過性能や分画性能に優れた分離膜を製造する方法として、相分離を利用する場合が多い。そのような相分離を利用した製造法は、非溶剤誘起相分離法と熱誘起相分離法に大きく分けることができる。 Under such circumstances, separation membranes made of various polymers have been manufactured. The performance of the separation membrane, such as strength, heat resistance, chemical resistance, and water absorption, largely depends on the characteristics of the membrane material, but the permeation performance and fractionation performance of the separation membrane depend greatly on the membrane production method. Phase separation is often used as a method for producing a separation membrane having excellent permeation performance and fractionation performance. Production methods using such phase separation can be broadly divided into non-solvent induced phase separation methods and thermally induced phase separation methods.
非溶剤誘起相分離法では、ポリマーと溶剤からなる均一なポリマー溶液が、非溶剤の進入や溶剤の外部雰囲気への蒸発による濃度変化によって相分離を起こす。このような非溶剤誘起相分離法を利用した分離膜の素材には、強度や耐熱性、耐薬品性、さらに低吸水性にも優れるポリスルホンがよく用いられており、従来から、ポリスルホン系樹脂をN,N−ジメチルアセトアミド等の溶剤に溶解後に、凝固浴中で非溶剤誘起相分離を発現させることで分離膜を製造することが知られている(例えば、特許文献1 参照)。しかし、一般に非溶剤誘起相分離法は、非溶剤中での相分離制御が難しく、非溶剤が必須であるため製造コストがかかり、マクロボイド(粗大孔)が発生しやすいなど、膜物性、工程制御性およびコスト性の面で問題がある。 In the non-solvent induced phase separation method, a uniform polymer solution composed of a polymer and a solvent causes phase separation due to the concentration change due to the ingress of the non-solvent or evaporation of the solvent to the outside atmosphere. Polysulfone, which is excellent in strength, heat resistance, chemical resistance, and low water absorption, is often used as a material for separation membranes using such a non-solvent-induced phase separation method. It is known that a separation membrane is produced by developing non-solvent induced phase separation in a coagulation bath after being dissolved in a solvent such as N, N-dimethylacetamide (see, for example, Patent Document 1). However, in general, the non-solvent induced phase separation method is difficult to control the phase separation in the non-solvent, and the non-solvent is indispensable. Therefore, the manufacturing cost is high, and macro-voids (coarse pores) are easily generated. There are problems in terms of controllability and cost.
一方、熱誘起相分離法は通常、以下のステップよりなる。(1)ポリマーと高い沸点を持った溶剤の混合物を高温で溶融させる。(2)成型後、相分離を誘発させるために適当な速度で冷却させ、ポリマーを固化させる。(3)用いた溶剤を抽出する。 On the other hand, the thermally induced phase separation method usually comprises the following steps. (1) A mixture of a polymer and a solvent having a high boiling point is melted at a high temperature. (2) After molding, the polymer is cooled by cooling at an appropriate rate to induce phase separation. (3) Extract the used solvent.
また、熱誘起相分離法が、非溶剤誘起相分離法と比較して有利な点は以下のとおりである。(a)膜の強度を弱める要因となるマクロボイドが発生しない。(b)非溶剤誘起相分離法では、溶剤のほかに非溶剤が必要であるため、製造工程における制御が困難であり、再現性も低い。一方、熱誘起相分離法では非溶剤が必要ないため制御性およびコスト性に優れ、また再現性も高い。(c)孔径制御が比較的容易で、孔径分布がシャープで良好な孔を形成する孔形成性に優れる。 The advantages of the thermally induced phase separation method compared to the non-solvent induced phase separation method are as follows. (A) Macrovoids that cause a decrease in film strength are not generated. (B) In the non-solvent induced phase separation method, a non-solvent is required in addition to the solvent, so that control in the production process is difficult and reproducibility is low. On the other hand, the heat-induced phase separation method does not require a non-solvent, so it has excellent controllability and cost, and has high reproducibility. (C) The pore diameter control is relatively easy, the pore diameter distribution is sharp, and the hole forming property for forming good holes is excellent.
熱誘起相分離には固−液型と液−液型が存在し、どちらを発現するかは、ポリマーと溶剤の相容性に起因する。両者の相容性が非常に高い場合は固−液型熱誘起相分離を発現するが、相容性が低くなると液−液型熱誘起相分離を発現し、ついに両者は非相容となる。一般に、液−液型熱誘起相分離ではスピノーダル分解により相分離が進行するため、固−液型熱誘起相分離と比較して共連続構造が発現し易いという特徴を持ち、その結果、孔の連通性や均一性などの孔形成性に優れる分離膜を製造することができる。つまり、透過性能と分画性能に優れる分離膜を製造するには、液−液型熱誘起相分離を発現する適切なポリマーと溶剤の組み合わせを選択することが好ましい。一般に、ポリマーと溶剤が液−液型熱誘起相分離を発現する領域は狭いため、該方法により分離膜を製造する場合、ポリマーと溶剤の適切な組み合わせを選ぶことが極めて重要であることが知られている(例えば、非特許文献1)。
本発明の目的は、熱誘起相分離法を用いて、純水透過性能や分画性能、強度、耐熱性、耐薬品性、低吸水性に優れ、さらに工程制御性、コスト性、孔形成性に優れたポリスルホン系多孔膜およびそれを製造する方法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide pure water permeation performance, fractionation performance, strength, heat resistance, chemical resistance, and low water absorption using a heat-induced phase separation method. It is an object of the present invention to provide a polysulfone-based porous membrane excellent in the above and a method for producing the same.
上記の課題を解決する本発明のポリスルホン系多孔膜は、ポリスルホン系ポリマーと溶剤との熱誘起相分離により形成された多孔膜である。 The polysulfone-based porous membrane of the present invention that solves the above problems is a porous membrane formed by thermally induced phase separation of a polysulfone-based polymer and a solvent.
上記した本発明のポリスルホン系多孔膜は、ポリスルホン系ポリマーと、該ポリスルホン系ポリマーと特定の温度領域で相容して一相状態になり、かつ温度変化により相分離を起こしうる溶剤とを、該ポリスルホン系ポリマーと溶剤が相容する温度で混練させた混合液を原液として調製した後、冷却することで熱誘起相分離と該ポリスルホン系ポリマーの析出とを起こさせ、次いで溶剤を抽出させることにより製造することができる。 The polysulfone-based porous membrane of the present invention described above comprises a polysulfone-based polymer and a solvent that is compatible with the polysulfone-based polymer in a specific temperature region to be in a one-phase state and that can cause phase separation due to a temperature change. After preparing a mixed liquid kneaded at a temperature at which the polysulfone polymer and the solvent are compatible as a stock solution, cooling causes heat-induced phase separation and precipitation of the polysulfone polymer, and then the solvent is extracted. Can be manufactured.
本発明におけるポリスルホン系ポリマーとは、スルホン結合を有する高分子化合物の総称であり、特に規定するものではないが、例を挙げると下記(1)式で示されるポリスルホン系ポリマーが広く市販されており入手も容易なため好ましい。この(1)式で示される化学構造をもつポリスルホン系ポリマーは、ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社により「ユーデル」の商標名で市販されており、分子量等によって幾つかの種類が存在するが、特定の温度領域で溶剤と相容して一相状態となり、かつ温度変化により熱誘起相分離を起こしうることが必要である。さらに、分子量は高いほど得られる多孔膜の強度が向上するので好ましいが、分子量により相分離形態が変化することに留意する必要がある。例えば、分子量が高くなるにつれて一般に溶剤との相容性が低くなるので、固−液型熱誘起相分離から液−液型熱誘起相分離を経て、ついには非相容となる。 The polysulfone polymer in the present invention is a general term for polymer compounds having a sulfone bond, and is not particularly specified. However, for example, a polysulfone polymer represented by the following formula (1) is widely available on the market. It is preferable because it is easily available. The polysulfone-based polymer having the chemical structure represented by the formula (1) is marketed under the trade name “Udel” by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd., and there are several types depending on the molecular weight and the like. It is necessary to be compatible with the solvent in the region to be in a single phase and to be able to cause thermally induced phase separation due to temperature changes. Furthermore, the higher the molecular weight, the better the strength of the resulting porous membrane, which is preferable. However, it should be noted that the phase separation form changes depending on the molecular weight. For example, as the molecular weight increases, the compatibility with the solvent generally decreases, so that the liquid-liquid type thermally induced phase separation goes through the liquid-liquid type thermally induced phase separation and finally becomes incompatible.
本発明において用いられる溶剤は、特定の温度領域でポリスルホン系ポリマーと相容し、かつ温度変化によりポリスルホン系ポリマーと熱誘起相分離を起こすものが用いられる。相分離には固−液型熱誘起相分離と液−液型熱誘起相分離が存在するが、(1)式で示されるポリスルホン系ポリマーの場合、2−(ベンジルオキシ)エタノール、サリチル酸ブチル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、トリメリット酸トリメチル、フルフリルアルコール、N−メチルベンゼンスルホン酸アミド、ベンジルアルコール等が液−液型熱誘起相分離を発現するため特に好ましい。さらに、溶剤に、(熱誘起相分離温度+30)℃における30秒間での重量減量率が10%以下のものを用いると、膜表面における開孔性(開孔率)が良好となるためより好ましい。この溶剤の重量減量率は、例えば示差熱・熱重量測定装置(以下、TG(熱重量)−DTA(示差熱)と略記することがある)を用いて測定される。このような溶剤としては、例えば、2−(ベンジルオキシ)エタノール、ジメチルスルホキシド、トリメリット酸トリメチル、N−メチルベンゼンスルホン酸アミド、ベンジルアルコールなどが挙げられる。 As the solvent used in the present invention, a solvent that is compatible with the polysulfone-based polymer in a specific temperature region and causes heat-induced phase separation from the polysulfone-based polymer due to a temperature change is used. The phase separation includes solid-liquid type thermally induced phase separation and liquid-liquid type thermally induced phase separation. In the case of the polysulfone polymer represented by the formula (1), 2- (benzyloxy) ethanol, butyl salicylate, Dimethyl sulfoxide, sulfolane, trimethyl trimellitic acid, furfuryl alcohol, N-methylbenzenesulfonic acid amide, benzyl alcohol and the like are particularly preferable because they exhibit liquid-liquid type thermally induced phase separation. Furthermore, it is more preferable to use a solvent having a weight loss rate of 10% or less at (thermally induced phase separation temperature + 30) ° C. for 30 seconds because the pore opening property (opening rate) on the membrane surface becomes good. . The weight loss rate of the solvent is measured using, for example, a differential thermal / thermogravimetric measuring device (hereinafter sometimes abbreviated as TG (thermogravimetric) -DTA (differential heat)). Examples of such a solvent include 2- (benzyloxy) ethanol, dimethyl sulfoxide, trimethyl trimellitic acid, N-methylbenzenesulfonic acid amide, and benzyl alcohol.
本発明において熱誘起相分離温度は以下のように定義する。ポリスルホン系ポリマーと溶剤からなる混合液において、相分離形態が固−液熱誘起相分離の場合は、混合液が一相状態である温度から10℃/minの速度で冷却する過程において、ポリスルホン系ポリマーのガラス転移温度を相分離温度と定義する。また液−液熱誘起相分離の場合は、混合液が一相状態である温度から10℃/minの速度で冷却する過程においてスピノーダル分解を起こし始める温度と定義する。 In the present invention, the thermally induced phase separation temperature is defined as follows. In a mixed liquid composed of a polysulfone-based polymer and a solvent, when the phase separation form is solid-liquid heat induced phase separation, in the process of cooling at a rate of 10 ° C./min from the temperature at which the mixed liquid is in a one-phase state, The glass transition temperature of the polymer is defined as the phase separation temperature. In the case of liquid-liquid heat induced phase separation, the temperature is defined as a temperature at which spinodal decomposition starts in the process of cooling at a rate of 10 ° C./min from the temperature at which the mixed solution is in a single phase.
ポリスルホン系ポリマーと溶剤からなる混合液が発現する相分離状態が、固−液型熱誘起相分離と液−液型熱誘起相分離のいずれであるかを判断する方法としては、顕微鏡下で観察される滴構造形成温度と、示差走査熱量計(以下、DSCと略記することがある)により観察されるガラス転移温度を比較する方法が一般的である。まず、予め混練しておいた混合液をプレパラート上に調製して、これをホットプレート上に置き、高温側から所定の冷却速度で冷却しつつ、顕微鏡を用いて滴構造形成温度を測定する。またDSCを用いて、同混合物を高温側から所定の冷却速度で冷却することでガラス転移温度を測定する。両測定より得られた滴構造形成温度とガラス転移温度がほぼ同じであれば固−液型熱誘起相分離であり、滴構造形成温度の方が高い場合は液−液型熱誘起相分離であると判断することができる。なお構造制御の観点から、相分離状態は液−液型熱誘起相分離であることが好ましく、さらに滴構造形成温度とガラス転移温度の温度差が5℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは10℃以上である。 As a method for judging whether the phase separation state of a mixed liquid composed of a polysulfone-based polymer and a solvent is solid-liquid type thermally induced phase separation or liquid-liquid type thermally induced phase separation, observe under a microscope. In general, a method is used to compare the droplet structure forming temperature and the glass transition temperature observed by a differential scanning calorimeter (hereinafter sometimes abbreviated as DSC). First, a liquid mixture kneaded in advance is prepared on a preparation, placed on a hot plate, and cooled at a predetermined cooling rate from the high temperature side, and a droplet structure forming temperature is measured using a microscope. Further, the glass transition temperature is measured by cooling the mixture from the high temperature side at a predetermined cooling rate using DSC. If the droplet structure formation temperature and glass transition temperature obtained from both measurements are almost the same, solid-liquid type thermally induced phase separation is used. If the droplet structure formation temperature is higher, liquid-liquid type thermally induced phase separation is used. It can be judged that there is. From the viewpoint of structure control, the phase separation state is preferably liquid-liquid type thermally induced phase separation, and the temperature difference between the droplet structure forming temperature and the glass transition temperature is preferably 5 ° C. or more, more preferably It is 10 ° C or higher.
また、ポリスルホン系ポリマーと、該ポリスルホン系ポリマーと特定の温度領域で相容して一相状態となり、かつ温度変化により相分離を起こしうる溶剤との混合液に、さらに無機粒子、および無機粒子と親和性を有する凝集剤を添加し、上記ポリスルホン系ポリマーと溶剤が相容する温度で混練させた混合液を紡糸原液として調製し、押出した後、冷却することで熱誘起相分離により上記ポリスルホン系ポリマーを析出させて、上記ポリスルホン系ポリマー以外の成分である溶剤、無機粒子および凝集剤を抽出させることにより、膜表面に平均孔径3μm以上の微細孔を有し、純水透過速度が30000L/m2/hr/98kPa以上で、分画粒子径が1μm以上であるポリスルホン系多孔膜を製造することができる。 In addition, a mixture of a polysulfone-based polymer and a solvent that is compatible with the polysulfone-based polymer in a specific temperature region to be in a one-phase state and can undergo phase separation due to a temperature change, further, inorganic particles, and inorganic particles Add a flocculant having an affinity, prepare a mixed solution kneaded at a temperature at which the polysulfone polymer and solvent are compatible as a spinning stock solution, extrude, cool, and then heat-induced phase separation to cool the polysulfone system By precipitating the polymer and extracting the solvent, inorganic particles and flocculant which are components other than the polysulfone-based polymer, the membrane surface has fine pores with an average pore diameter of 3 μm or more, and a pure water permeation rate of 30000 L / m. A polysulfone-based porous membrane having a fractional particle diameter of 1 μm or more can be produced at 2 / hr / 98 kPa or more.
本発明において用いられる無機粒子は、多孔膜が大きな孔径を有するための核となるものであり、薬品などによる抽出が容易で粒径分布の比較的狭い微粒子が望ましい。その例として、例えば、シリカ、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、鉄、亜鉛などの金属酸化物または水酸化物、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の塩類などを例示することができる。特に、凝集性を有する無機粒子は、通常であればポリスルホン系ポリマーと溶剤とが相分離してしまうような組成に添加することでポリスルホン系ポリマーと溶剤とが相容状態にあるときの安定性が向上する結果、均質な多孔膜を製造することが可能となり、より大きな孔径を有する多孔膜を製造することができる。このような凝集性の点から無機粒子としてはシリカが最良である。また多孔膜の孔径制御、特に孔の連通性を向上させることを目的として、異なる凝集粒子径を有する無機粒子を混合することもできる。 The inorganic particles used in the present invention are the core for the porous membrane to have a large pore size, and are desirably fine particles that can be easily extracted with chemicals and have a relatively narrow particle size distribution. Examples thereof include, for example, metal oxides or hydroxides such as silica, calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium phosphate, iron and zinc, and salts such as sodium, potassium and calcium. be able to. In particular, cohesive inorganic particles are usually added to a composition that causes phase separation between the polysulfone polymer and the solvent, so that the stability when the polysulfone polymer and the solvent are in a compatible state is improved. As a result, it becomes possible to produce a homogeneous porous film, and a porous film having a larger pore diameter can be produced. From such a cohesive point, silica is the best inorganic particle. In addition, inorganic particles having different agglomerated particle diameters can be mixed for the purpose of improving the pore diameter control of the porous membrane, in particular, improving the pore connectivity.
本発明において用いられる凝集剤とは、無機粒子と親和性があり、さらに無機粒子の凝集性を向上させる働きを有する化合物をいう。凝集剤は、このような要件に加えて、ポリスルホン系ポリマーと溶剤とが相容する温度以上の沸点を有することが必要である。なお、無機粒子の凝集性を向上させる点から、凝集剤は親水基を有する化合物であることがより好ましい。ただし、溶剤が上記凝集剤の要件をも満たす場合は、新たに凝集剤を添加する必要はない。凝集剤の例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類、モノラウリン酸デカグリセリルのようなポリグリセリン脂肪酸エステル類、モノステアリン酸ポリオキシエチレングリセリンのようなポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンラウリルエーテルやポリオキシエチレンセチルエーテルのようなポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチルエーテルのようなポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルのようなポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタンのようなポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類などが挙げられる。さらに、無機粒子の凝集状態を制御するためや、系全体の溶融状態を安定化させるためにこれらを任意の割合で混合することもできる。 The aggregating agent used in the present invention refers to a compound that has an affinity for inorganic particles and has a function of improving the aggregating properties of the inorganic particles. In addition to such requirements, the flocculant must have a boiling point equal to or higher than the temperature at which the polysulfone polymer and the solvent are compatible. In addition, it is more preferable that the aggregating agent is a compound having a hydrophilic group from the viewpoint of improving the aggregation property of the inorganic particles. However, it is not necessary to add a new flocculant when the solvent also satisfies the requirements for the flocculant. Examples of flocculants include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, and glycerin, polyglycerin fatty acid esters such as decaglyceryl monolaurate, and polyoxyethylene glyceryl monostearate. Polyoxyethylene glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers such as polyoxyethylene polyoxypropylene cetyl ether , Polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene monopalmitate Polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as Nsorubitan thereof. Furthermore, in order to control the aggregation state of the inorganic particles or to stabilize the molten state of the entire system, they can be mixed at an arbitrary ratio.
上記したポリスルホン系ポリマーおよび溶剤、またはポリスルホン系ポリマー、溶剤、無機粒子および凝集剤、からなる混合液の組成は熱誘起相分離を発現し、より好ましくは液−液型熱誘起相分離を発現する組成範囲内である必要がある。さらに製造された多孔膜が実用に耐える強度を持ち、所望の透過性能と分画性能を満たす範囲内で自由に設定することができる。混合液の組成は上記した各構成成分の化学構造等により異なるが、ポリスルホン系ポリマーと溶剤からなる混合液の場合、ポリスルホン系ポリマー:溶剤=5〜60:95〜40の範囲内にあることが好ましく、さらに好ましくは10〜40:90〜60の範囲内である。また、ポリスルホン系ポリマーと溶剤、さらに無機粒子と凝集剤からなる混合液の場合、ポリスルホン系ポリマー:溶剤:無機粒子:凝集剤=15〜30:25〜80:5〜30:5〜40の範囲内にあることが望ましい。混合液の組成がこの範囲を外れると、成型安定性が低下して均質な多孔膜を製造することが困難となり、また、ポリスルホン系ポリマーの量が上記した量より多いときには、均質な多孔膜を製造することは可能であっても得られる多孔膜の空隙率が低く、また孔径が小さくなるので、所望の透過性能を得ることが困難となる傾向にある。 The composition of the above-described polysulfone-based polymer and solvent, or a mixed liquid composed of the polysulfone-based polymer, the solvent, the inorganic particles, and the flocculant exhibits heat-induced phase separation, and more preferably exhibits liquid-liquid type heat-induced phase separation. It must be within the composition range. Furthermore, the manufactured porous membrane has a strength that can withstand practical use, and can be freely set within a range satisfying desired permeation performance and fractionation performance. The composition of the mixed solution varies depending on the chemical structure of each component described above, but in the case of a mixed solution composed of a polysulfone polymer and a solvent, it may be within the range of polysulfone polymer: solvent = 5-60: 95-40. More preferably, it exists in the range of 10-40: 90-60. Further, in the case of a mixed liquid composed of a polysulfone-based polymer and a solvent, and further inorganic particles and an aggregating agent, polysulfone-based polymer: solvent: inorganic particles: aggregating agent = 15-30: 25-80: 5-30: 5-40 It is desirable to be within. If the composition of the mixed solution is out of this range, the molding stability is lowered and it becomes difficult to produce a homogeneous porous membrane, and when the amount of the polysulfone polymer is larger than the above amount, the homogeneous porous membrane is Even if it can be produced, the porosity of the resulting porous membrane is low and the pore diameter is small, so that it tends to be difficult to obtain desired permeation performance.
上記した混合液には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、親水化剤、滑剤、アンチブロッキング剤、染料、増粘剤などの各種添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。 In the above-mentioned mixed liquid, various additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a hydrophilizing agent, a lubricant, an antiblocking agent, a dye, and a thickener are added as necessary within the range not impairing the object of the present invention. Can be added.
上記した混合液は、二軸混練設備、プラストミル、ミキサーなどを用いて混練される。混練温度はポリスルホン系ポリマーと溶剤とが相容し、かつ混合液の各成分が分解しない範囲で設定する。混合液は混練された後、十分に気泡が除去され、ギヤポンプなどの計量ポンプで計量した後、シートダイや二重環構造のノズルより押出し、所望の形状に成型される。中空糸状にするときは、二重環構造のノズルの中心部から、空気、窒素などの気体、または上記混合液の押出し温度以上の沸点を有する液体を同時に押出す必要がある。上記二重環構造のノズルの中心部から押出すのに用いられる液体としては、ポリスルホン系ポリマーを溶解させなければ特に制限はなく、テトラエチレングリコールやプロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリンなどの多価アルコール類や、ポリスルホン系ポリマーと熱誘起相分離を起こす能力を有する溶剤であっても良い。これらを用いると、得られる中空糸の内表面構造を制御することがより容易になるため効果的である。 The above-mentioned mixed solution is kneaded using a biaxial kneading equipment, a plast mill, a mixer, or the like. The kneading temperature is set in such a range that the polysulfone polymer and the solvent are compatible with each other and each component of the mixed solution is not decomposed. After the mixed solution is kneaded, bubbles are sufficiently removed, measured with a metering pump such as a gear pump, and then extruded through a sheet die or a nozzle having a double ring structure, and formed into a desired shape. When forming into a hollow fiber shape, it is necessary to simultaneously extrude a gas such as air, nitrogen, or a liquid having a boiling point equal to or higher than the extrusion temperature of the above mixed liquid from the center of the nozzle having a double ring structure. The liquid used for extruding from the center of the nozzle having the above-mentioned double ring structure is not particularly limited as long as the polysulfone polymer is not dissolved, and polyhydric alcohols such as tetraethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol, and glycerin. Or a solvent having the ability to cause heat-induced phase separation with a polysulfone polymer. Use of these is effective because it becomes easier to control the inner surface structure of the obtained hollow fiber.
シートダイやノズルより押出された押出成型物は、例えば冷却といった温度の変化によりポリスルホン系ポリマーと溶剤とが熱誘起相分離を起こした後、ポリスルホン系ポリマーが固化する。混合液が、ポリスルホン系ポリマーの貧溶媒中との接触により固化する時には、上記混合液と貧溶媒の界面にあたる部分が緻密なスキン層を形成し、得られる多孔膜が不均一な構造となり、高い分離精度が得られないおそれがある。冷却の方法は、空気中で行なう方法、液体中に導入する方法、一旦空気中を通した後に液体中に導入する方法などがありいずれの方法を用いても良いが、冷却の速度が多孔膜の強度や伸度、さらに孔径制御に大きく影響するので冷却速度をコントロールできるように雰囲気温度を温風で制御したり、冷却に用いられる液体の温度を制御することが望ましい。冷却に用いられる液体としては工業的には水が好ましいが、溶剤を用いることも可能である。 The extruded product extruded from the sheet die or nozzle undergoes heat-induced phase separation between the polysulfone-based polymer and the solvent due to a change in temperature such as cooling, and then the polysulfone-based polymer is solidified. When the mixed solution is solidified by contact with the poor solvent of the polysulfone polymer, a portion corresponding to the interface between the mixed solution and the poor solvent forms a dense skin layer, and the resulting porous film has a non-uniform structure and is high. Separation accuracy may not be obtained. The cooling method includes a method of performing in air, a method of introducing into the liquid, a method of once passing through the air and then introducing into the liquid, and any method may be used. Therefore, it is desirable to control the ambient temperature with warm air so that the cooling rate can be controlled, or to control the temperature of the liquid used for cooling. As the liquid used for cooling, water is industrially preferable, but a solvent can also be used.
次いで、上記より形成された成型物から溶剤等を抽出して多孔膜を得る。これら成分の抽出は、押出、固化などの操作と共に工程中で連続して行なうことができるし、成型物を一旦枠やカセなどに巻き取った後に行なっても、あるいは成型物を所定の形状のケースに収納してモジュール化した後に行なっても良い。抽出に用いる抽出剤は、抽出温度においてポリスルホン系ポリマーの非溶剤であることが必要である。例えば溶剤がベンジルアルコールの場合は、アセトンやメタノールなどが挙げられる。多孔膜はこれらの処理を行なった後に、例えば枠やカセに巻き取った状態で乾燥される。 Subsequently, a solvent etc. are extracted from the molding formed from the above, and a porous film is obtained. The extraction of these components can be carried out continuously in the process together with operations such as extrusion and solidification, or can be carried out after the molded product is once wound up on a frame or cassette, or the molded product can be formed into a predetermined shape. You may carry out after storing in a case and modularizing. The extraction agent used for extraction needs to be a non-solvent of the polysulfone polymer at the extraction temperature. For example, when the solvent is benzyl alcohol, acetone or methanol can be used. The porous film is dried after being subjected to these treatments, for example, in a state of being wound around a frame or a cassette.
また、本発明において多孔膜の強度を向上させるために延伸処理を行なうことも可能である。延伸の方法としては、熱延伸、冷延伸、熱固定などの方法を目的とする強度に応じて適宜組み合わせて実施することができる。但し、延伸の程度が過ぎると、得られた多孔膜がフィブリル化を起こして孔がスリット状になり、分離精度が低くなったり、延伸方向に対して垂直方向に対する強度が逆に低下してしまうために好ましくない。膜の濾過においてはあらゆる方向の強度が重要であるため、膜の表面がスリット状の孔にならず円形または楕円形を保持する範囲内で延伸比率を制御する必要がある。延伸は成型後に溶剤が存在している状態で行なっても、溶剤等を抽出した後で行なっても良い。このような延伸を行なうことで、強度が向上するだけでなく空隙率が高くなる。 In the present invention, it is also possible to perform a stretching treatment in order to improve the strength of the porous membrane. As the stretching method, methods such as hot stretching, cold stretching, and heat setting can be appropriately combined according to the intended strength. However, if the degree of stretching is too high, the resulting porous membrane will be fibrillated and the pores will be slit-like, resulting in low separation accuracy and a decrease in strength in the direction perpendicular to the stretching direction. Therefore, it is not preferable. In membrane filtration, strength in all directions is important. Therefore, it is necessary to control the stretching ratio within a range in which the membrane surface does not become slit-like holes but retains a circular or elliptical shape. The stretching may be performed in a state where a solvent is present after molding, or may be performed after extracting the solvent. By performing such stretching, not only the strength is improved but also the porosity is increased.
このようにポリスルホン系ポリマーと溶剤を原液として得られた本発明のポリスルホン系多孔膜は、純水透過速度が100L/m2/hr/98kPa以上である。さらに、無機粒子と凝集剤を原液に添加することで、平均孔径3μm以上の微細孔を有し、純水透過速度が30000L/m2/hr/98kPa以上、分画粒子径1μm以上の多孔膜を製造することが可能である。孔径が大きくなると湿潤状態でも100kPa以下の低い圧力で空気などの気体が透過できるようになるため、気体逆洗などの物理的手段による洗浄が可能となる。また膜の断面は網目状の構造が望ましいが、対称構造や非対称構造、またはフィンガーライク構造やボイドを有していても良い。また、多孔膜内の空間の体積比である空隙率は40〜95%、好ましくは60〜90%である。空隙率が40%よりも小さくなると十分な純水透過速度を得ることが困難であり、95%を超えると膜の強度が低下し、膜濾過の実施中に多孔膜の破断や折れが発生して、分離膜としての耐久性に欠ける。 Thus, the polysulfone porous membrane of the present invention obtained using the polysulfone polymer and the solvent as a stock solution has a pure water permeation rate of 100 L / m 2 / hr / 98 kPa or more. Furthermore, by adding inorganic particles and an aggregating agent to the stock solution, the porous membrane has fine pores having an average pore diameter of 3 μm or more, a pure water permeation rate of 30000 L / m 2 / hr / 98 kPa or more, and a fractional particle diameter of 1 μm or more. Can be manufactured. When the pore size is increased, a gas such as air can permeate at a low pressure of 100 kPa or less even in a wet state, so that cleaning by physical means such as gas backwashing is possible. The cross section of the film is preferably a net-like structure, but may have a symmetric structure, an asymmetric structure, a finger-like structure, or a void. The porosity, which is the volume ratio of the space in the porous membrane, is 40 to 95%, preferably 60 to 90%. When the porosity is lower than 40%, it is difficult to obtain a sufficient pure water permeation rate. When the porosity exceeds 95%, the strength of the membrane decreases, and the porous membrane breaks or breaks during membrane filtration. And lacks durability as a separation membrane.
乾燥後の多孔膜を所定本数ずつ束ねて所定形状のケースに収納した後、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等で端部を固定化することによって膜モジュールが得られる。例えば中空糸膜の場合、膜モジュールとしては、中空糸膜の両端が開口固定されているタイプのもの、中空糸膜の一端が開口されかつ他端が密封されているが固定化されていないタイプのもの等、種々の形態のものが公知である。 A membrane module is obtained by bundling a predetermined number of porous membranes after drying and storing them in a case having a predetermined shape, and then fixing the ends with urethane resin, epoxy resin, or the like. For example, in the case of a hollow fiber membrane, as a membrane module, a type in which both ends of the hollow fiber membrane are fixed open, a type in which one end of the hollow fiber membrane is open and the other end is sealed but not fixed The thing of various forms, such as a thing, is well-known.
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本発明はこれによってなんら限定を受けるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. In addition, this invention does not receive any limitation by this.
実施例1
ポリスルホン(ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製、ユーデルP−3500)と、溶剤として2−(ベンジルオキシ)エタノール(日本乳化剤株式会社製、ベンジルグリコール)とを、重量比で20:80の割合になるように二軸混練押出機中に添加した。この混合液の組成を表1に示す。二軸混練押出機中で加熱混練(温度230℃)して、押出機先端のヘッド(温度210℃)内の押出口に装着した中空糸膜成型用紡口の押出し面にある外径2.0mm、内径1.1mmの二重環構造ノズルから押出した。このときテトラエチレングリコールを押出物の中空部内に注入した。
Example 1
Polysulfone (manufactured by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd., Udel P-3500) and 2- (benzyloxy) ethanol (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., benzyl glycol) as a solvent so that the weight ratio is 20:80. It added in the twin-screw kneading extruder. The composition of this mixed solution is shown in Table 1. 1. Outer diameter on the extrusion surface of the spinneret for forming a hollow fiber membrane, which is heated and kneaded (temperature: 230 ° C.) in a twin-screw kneading extruder and attached to the extrusion port in the head (temperature: 210 ° C.) at the tip of the extruder. Extrusion was performed from a double ring structure nozzle having a diameter of 0 mm and an inner diameter of 1.1 mm. At this time, tetraethylene glycol was injected into the hollow portion of the extrudate.
ノズルから空気中に押出した押出成型物において熱誘起相分離を発現させるために、空中を20cm走行させた。次いで、水浴中(温度10℃)に入れ、約80cm水浴中を通過させて冷却固化させた。得られた中空糸を40℃のアセトン中で60分の浸漬を2回繰り返して溶剤(2−(ベンジルオキシ)エタノール)と注入液(テトラエチレングリコール)を抽出除去した後に、水洗、乾燥工程を経て中空糸膜を得た。製造した中空糸膜について以下の手法に従って試験を行なった。試験結果を表2に示す。なお、ポリスルホン(ユーデルP−3500)と溶剤の2−(ベンジルオキシ)エタノールを重量比で20:80の割合からなる混合液の熱誘起相分離温度は22℃、また溶剤の2−(ベンジルオキシ)エタノールの52℃における30秒間の重量減量率は0.1%未満(<0.1%)であった。 In order to develop heat-induced phase separation in the extruded product extruded from the nozzle into the air, the air traveled 20 cm. Next, the mixture was placed in a water bath (temperature: 10 ° C.) and passed through an about 80 cm water bath to be cooled and solidified. The obtained hollow fiber was immersed twice in acetone at 40 ° C. for 60 minutes twice to extract and remove the solvent (2- (benzyloxy) ethanol) and the injection solution (tetraethylene glycol), and then washed with water and dried. A hollow fiber membrane was obtained. The manufactured hollow fiber membrane was tested according to the following method. The test results are shown in Table 2. The heat-induced phase separation temperature of a mixture of polysulfone (Udel P-3500) and the solvent 2- (benzyloxy) ethanol in a weight ratio of 20:80 was 22 ° C., and the solvent 2- (benzyloxy) ) The weight loss rate of ethanol at 52 ° C. for 30 seconds was less than 0.1% (<0.1%).
(平均孔径)
中空糸膜を走査型電子顕微鏡(株式会社日立製作所製、S−3000N)を用いて写真撮影し、写真の視野範囲内に見えるすべての孔の内半径を計測し、計測する孔数が100個以上になるまで上記操作を行なった。その後、上記計測した内半径の平均値を求め、これを平均孔径とした。なお、孔径が0.1μmより小さいため内半径を計測できない場合は、<0.1μmと表記される。
(Average pore diameter)
The hollow fiber membrane is photographed using a scanning electron microscope (S-3000N, manufactured by Hitachi, Ltd.), the inner radius of all the holes visible in the field of view of the photograph is measured, and the number of holes to be measured is 100 The above operation was performed until the above was reached. Then, the average value of the measured inner radius was calculated | required and this was made into the average hole diameter. When the inner radius cannot be measured because the hole diameter is smaller than 0.1 μm, it is expressed as <0.1 μm.
(分画粒子径)
異なる粒子径を有する少なくとも2種類の粒子の阻止率を測定し、その測定値を元にして下記の近似式(2)において、Rが90となるSの値を求め、これを分画粒子径とした。
R=100/(1−m×exp(−a×log(s))) …(2)
(2)式中、aおよびmは中空糸膜によって定まる定数であって、2種類以上の阻止率の測定値をもとに算出される。なお、0.01μm径の粒子の阻止率が90%以上の場合の分画粒子径は、<0.01μmと表記される。
(Fractional particle size)
The rejection rate of at least two kinds of particles having different particle diameters is measured, and the value of S at which R is 90 is obtained in the following approximate formula (2) based on the measured values. It was.
R = 100 / (1−m × exp (−a × log (s))) (2)
In the formula (2), a and m are constants determined by the hollow fiber membrane, and are calculated based on measured values of two or more types of rejection. In addition, the fractional particle size when the blocking rate of particles having a diameter of 0.01 μm is 90% or more is expressed as <0.01 μm.
(純水透過速度)
有効長が3cmの片端開放型の中空糸膜モジュールを用いて、原水として純水を利用し、濾過圧力が50kPa、温度が25℃の条件で中空糸膜の外側から内側に濾過(外圧濾過)して時間当たりの透水量を測定し、単位膜面積、単位時間、単位圧力当たりの透水量に換算した数値で算出した。
(Pure water transmission rate)
Using a hollow fiber membrane module with an open end of 3 cm in effective length, using pure water as raw water, filtering from the outside to the inside of the hollow fiber membrane under conditions of a filtration pressure of 50 kPa and a temperature of 25 ° C. (external pressure filtration) Then, the water permeation amount per hour was measured and calculated by a numerical value converted into the water permeation amount per unit membrane area, unit time and unit pressure.
(強度、伸度)
引張試験機(株式会社島津製作所製、オートグラフAGS−100G)を用いて測定した。測定は20℃の水中で実施し、チャック間距離は50mm、引張速度は100mm/分とし、破断時の荷重を膜断面積で割ることで強度を決定した。また、伸度は下記の式(3)を用いて決定した。
伸度(%)=(破断時チャック間距離−測定開始時チャック間距離)/測定開始時チャック間距離×100 …(3)
(Strength, elongation)
Measurement was performed using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, Autograph AGS-100G). The measurement was carried out in water at 20 ° C., the distance between chucks was 50 mm, the tensile speed was 100 mm / min, and the strength was determined by dividing the load at break by the membrane cross-sectional area. Further, the elongation was determined using the following formula (3).
Elongation (%) = (Distance between chucks at break-Distance between chucks at the start of measurement) / Distance between chucks at the start of measurement × 100 (3)
(熱誘起相分離温度)
ポリスルホン系ポリマーと溶剤からなる混合液の滴構造形成温度とガラス転移温度を測定することで、熱誘起相分離温度を決定した。滴構造形成温度は、温度コントローラ(Limkam社製、TH−600PM)付きの光学顕微鏡(株式会社ニコン製、ECLIPSE E600POL)を用いて測定した。予め混練しておいた混合液を、混練時の温度で2分間ホールドすることで溶解した後、10℃/分で冷却し、その過程で観察される滴構造形成の温度を測定した。一方、ガラス転移温度は、DSC(PERKIN ELMER社製、Pyris1)を用いて測定した。予め混練しておいた混合液を、90℃/分で室温から混練温度まで加熱した後に、混練温度で2分間ホールドし、次いで10℃/分で冷却し、その過程で観察される吸熱ピークからガラス転移温度を見積もった。なお、両測定とも少なくとも2回以上実施し、その平均値から両温度を決定した。上記測定より得られた滴構造形成温度とガラス転移温度の差が±5℃の範囲であれば固−液型熱誘起相分離と判断し、ガラス転移温度を熱誘起相分離温度とした。一方、滴構造形成温度がガラス転移温度よりも5℃以上高ければ液−液型熱誘起相分離と判断し、滴構造形成温度を熱誘起相分離温度とした。
(Thermally induced phase separation temperature)
The thermally induced phase separation temperature was determined by measuring the temperature at which the droplet structure was formed and the glass transition temperature of a mixed solution composed of a polysulfone polymer and a solvent. The droplet structure formation temperature was measured using an optical microscope (Nikon Corporation, ECLIPSE E600POL) with a temperature controller (Limka, TH-600PM). The liquid mixture previously kneaded was dissolved by holding for 2 minutes at the temperature at the time of kneading, and then cooled at 10 ° C./min, and the temperature of droplet structure formation observed in the process was measured. On the other hand, the glass transition temperature was measured using DSC (manufactured by PERKIN ELMER, Pyris 1). After the pre-kneaded mixture was heated from room temperature to the kneading temperature at 90 ° C./min, held at the kneading temperature for 2 minutes, then cooled at 10 ° C./min, from the endothermic peak observed in the process The glass transition temperature was estimated. Both measurements were performed at least twice, and both temperatures were determined from the average value. If the difference between the droplet structure formation temperature and the glass transition temperature obtained from the above measurement was in the range of ± 5 ° C., it was judged as solid-liquid type thermally induced phase separation, and the glass transition temperature was defined as the thermally induced phase separation temperature. On the other hand, if the droplet structure forming temperature is higher by 5 ° C. or more than the glass transition temperature, it is determined that the liquid-liquid type thermally induced phase separation is used, and the droplet structure forming temperature is defined as the thermally induced phase separation temperature.
(溶剤の重量減量率)
溶剤をTG−DTA(理学電機株式会社製、Thermo Plus TG8120)に10mgセットし、(熱誘起相分離温度+30)℃まで500℃/分で昇温後、(熱誘起相分離温度+30)℃で30秒間ホールドし、この時間内における溶剤のTG(熱重量)の重量減量率を見積もった。
(Weight loss rate of solvent)
10 mg of solvent is set in TG-DTA (Rigaku Denki Co., Thermo Plus TG8120), heated to 500 ° C / min to (thermally induced phase separation temperature +30) ° C, and then (thermally induced phase separation temperature +30) ° C. Holding for 30 seconds, the weight loss rate of TG (thermal weight) of the solvent within this time was estimated.
実施例2
溶剤としてトリメリット酸トリメチル(東京化成工業株式会社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして中空糸膜を得た。この中空糸膜の製造に用いた混合液の組成を表1に、試験結果を表2に示す。なお、ポリスルホン(ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製、ユーデルP−3500)と溶剤のトリメリット酸トリメチルを重量比で20:80の割合からなる混合液の熱誘起相分離温度は89℃、また溶剤のトリメリット酸トリメチルの119℃における30秒間の重量減量率は0.1%未満(<0.1%)であった。
Example 2
A hollow fiber membrane was obtained in the same manner as in Example 1 except that trimethyl trimellitic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the solvent. Table 1 shows the composition of the mixed solution used for the production of this hollow fiber membrane, and Table 2 shows the test results. The heat-induced phase separation temperature of a mixture of polysulfone (manufactured by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd., Udel P-3500) and trimethyl trimellitic acid in a ratio of 20:80 by weight is 89 ° C. The weight loss rate of trimethyl meritate at 119 ° C. for 30 seconds was less than 0.1% (<0.1%).
実施例3
ポリスルホン(ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製、ユーデルP−3500)と、溶剤として2−(ベンジルオキシ)エタノール(日本乳化剤株式会社製、ベンジルグリコール)と、無機粒子としてシリカ(株式会社トクヤマ製、ファインシールX−45、平均凝集粒子径4.0〜5.0μm)とを、重量比で20:80:10の割合となるように混合液を調製した以外は、実施例1と同様にして中空糸膜を得た。この中空糸膜の製造に用いた混合液の組成を表1に、試験結果を表2に示す。なお、溶剤の2−(ベンジルオキシ)エタノールが無機粒子のシリカを凝集させるため、凝集剤は未添加である。
Example 3
Polysulfone (manufactured by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd., Udel P-3500), 2- (benzyloxy) ethanol (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., benzyl glycol) as a solvent, and silica (manufactured by Tokuyama Co., Ltd., Fine Seal X) as inorganic particles -45, average agglomerated particle diameter 4.0 to 5.0 μm), and a hollow fiber membrane in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution was prepared so as to have a weight ratio of 20:80:10. Got. Table 1 shows the composition of the mixed solution used for the production of this hollow fiber membrane, and Table 2 shows the test results. In addition, since the solvent 2- (benzyloxy) ethanol agglomerates silica of the inorganic particles, the aggregating agent is not added.
実施例4
ポリスルホン(ソルベイアドバンストポリマーズ株式会社製、ユーデルP−3500)と、溶剤としてトリメリット酸トリメチル(東京化成工業株式会社製)と、無機粒子としてシリカ1(株式会社トクヤマ製、ファインシールX−45、平均凝集粒子径4.0〜5.0μm)およびシリカ2(株式会社トクヤマ製、ファインシールX−30、平均凝集粒子径2.5〜4.0μm)と、凝集剤としてポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(日光ケミカルズ株式会社製、NP−10)との混合物を用い、かつ、ポリスルホン:トリメリット酸トリメチル:シリカ1:シリカ2:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを重量比で20:80:2.5:7.5:10としたこと以外は、実施例1と同様にして押出成型物を得た。次いで、溶剤と注入液を抽出した後に、乾熱延伸機により300℃で繊維方向に原長の約1.5倍長となるように延伸処理をした以外は、実施例1と同様にして中空糸膜を得た。この中空糸膜の製造に用いた混合液の組成を表1に、試験結果を表2に示す。
Example 4
Polysulfone (manufactured by Solvay Advanced Polymers Co., Ltd., Udel P-3500), trimethyl trimellitic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a solvent, and silica 1 (manufactured by Tokuyama Co., Ltd., Fine Seal X-45, average) as inorganic particles Agglomerated particle diameter of 4.0 to 5.0 μm) and silica 2 (Fukuseal Co., Ltd., Fine Seal X-30, average agglomerated particle diameter of 2.5 to 4.0 μm) and polyoxyethylene nonylphenyl ether (as an aggregating agent) A mixture with NP-10) manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., and polysulfone: trimethyltrimellitic acid: silica 1: silica 2: polyoxyethylene nonylphenyl ether in a weight ratio of 20: 80: 2.5: 7 Extruded product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio was set to 5:10. Next, after extracting the solvent and the injection solution, the hollow was carried out in the same manner as in Example 1 except that it was stretched to a length of about 1.5 times the original length in the fiber direction at 300 ° C. by a dry heat stretching machine. A yarn membrane was obtained. Table 1 shows the composition of the mixed solution used for the production of this hollow fiber membrane, and Table 2 shows the test results.
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