JP2010082509A - Porous membrane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水処理分野、医療分野、食品工業分野などで濾過用途に用いられる多孔質膜に関するものである。 The present invention relates to a porous membrane used for filtration in the water treatment field, the medical field, the food industry field, and the like.
近年、限外濾過膜や精密濾過膜等の多孔質濾過膜は、飲料水製造や上下水処理などの水処理分野、血液浄化等の医療分野、食品工業分野など、多くの産業分野において利用が進んでおり、さまざまな孔径を有する多孔質膜が開発されている。多孔質濾過膜として多用されている孔径nm〜μmオーダーの多孔質膜は、有機高分子溶液の相分離を利用して作製されることが多い。この手法は多くの有機高分子化合物に適用することができ、工業化も容易であるため、現在、多孔質濾過膜(以下、単に多孔質膜という)の工業的生産法の主流となっている。 In recent years, porous filtration membranes such as ultrafiltration membranes and microfiltration membranes have been used in many industrial fields such as water treatment fields such as drinking water production and water and sewage treatment, medical fields such as blood purification, and food industries. Advances have been made in the development of porous membranes with various pore sizes. A porous membrane having a pore size of nm to μm, which is frequently used as a porous filtration membrane, is often produced by utilizing phase separation of an organic polymer solution. Since this technique can be applied to many organic polymer compounds and is easily industrialized, it is currently the mainstream of industrial production methods for porous filtration membranes (hereinafter simply referred to as porous membranes).
相分離法では、均一な高分子溶液から微細な高分子濃厚相と高分子希薄相が発生し(相分離)、それらがそれぞれに結合して成長し、膜骨格(高分子濃厚相)と孔(高分子希薄相)を形成するので、その後に孔部分の成分(溶剤等)を除去することによって多孔質膜を得る。代表的には、非溶剤誘起相分離法(NIPS法)と熱誘起相分離法(TIPS法)の2種が挙げられる。 In the phase separation method, a fine polymer dense phase and a polymer dilute phase are generated from a uniform polymer solution (phase separation), and they are bonded to each other to grow, and the membrane skeleton (polymer rich phase) and pores Since a (polymer dilute phase) is formed, a porous film is obtained by removing pore components (such as a solvent) thereafter. Typically, there are two types, a non-solvent induced phase separation method (NIPS method) and a thermally induced phase separation method (TIPS method).
NIPS法は、高分子化合物を室温でも溶解力のある溶剤に溶解させてから非溶剤中に吐出し、溶剤と非溶剤との液交換により高分子化合物を析出させて多孔質膜を作製する方法である。 The NIPS method is a method for producing a porous film by dissolving a polymer compound in a solvent having solubility even at room temperature and then discharging it into a non-solvent and depositing the polymer compound by liquid exchange between the solvent and the non-solvent. It is.
TIPS法は、高分子化合物を、該高分子化合物を室温では溶解しないが高温では溶解する溶剤を用いて高温で混合し、この溶液を空気中や水中に吐出して冷却することで高分子化合物を固化させ、その後に溶剤を抽出除去することによって多孔質膜を作製する方法である。かかるTIPS法は、室温で溶解させ得る溶剤がないためNIPS法が適用できない結晶性の高分子化合物への適用が可能であり、該結晶性高分子化合物を用いることによって膜強度を高くすることが可能となる。大きな孔径の孔は形成されず、また高分子化合物と溶剤とのみで構成されるため製膜過程の制御が容易であるという利点もある。さらに、多孔度が高く、孔径分布もシャープなものを得ることができる。 In the TIPS method, a polymer compound is mixed at a high temperature using a solvent that does not dissolve the polymer compound at room temperature but dissolves at a high temperature, and the solution is discharged into air or water to cool the polymer compound. Is a method of producing a porous film by solidifying and then extracting and removing the solvent. The TIPS method can be applied to a crystalline polymer compound to which the NIPS method cannot be applied because there is no solvent that can be dissolved at room temperature, and the film strength can be increased by using the crystalline polymer compound. It becomes possible. There is an advantage that a film having a large pore diameter is not formed, and the film forming process is easily controlled because it is composed of only a polymer compound and a solvent. Further, a material having a high porosity and a sharp pore size distribution can be obtained.
多孔質膜の素材としては、一般的にポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィンや、ポリフッ化ビニリデン等の疎水性熱可塑性樹脂が用いられることが多い。主用途が水系液体の濾過処理であるため、水中でも強度が発現できる疎水性樹脂を膜素材として用いることが有利だからである。しかし膜素材に疎水性樹脂を用いた場合、濾過原水に含まれる有機物の吸着によってファウリングが起こり、濾過性能が低下する。このため、疎水性樹脂に親水性物質をブレンドして製膜したり、疎水性素材からなる膜の表面に親水性物質をコーティングするなどの提案がなされているが、使用中に親水性物質が脱離したり表面から剥がれることがあり、親水性が低下するという問題が残る。エチレン−ビニルアルコール樹脂などの親水性樹脂を用いて製膜するという提案もなされているが、親水性であるがゆえに水中での強度が低くなりがちである。 As a material for the porous membrane, generally, a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, or a hydrophobic thermoplastic resin such as polyvinylidene fluoride is often used. This is because it is advantageous to use as the membrane material a hydrophobic resin that can exhibit strength even in water because the main application is filtration of aqueous liquids. However, when a hydrophobic resin is used as the membrane material, fouling occurs due to the adsorption of organic substances contained in the raw filter water, and the filtration performance decreases. For this reason, proposals have been made such as forming a film by blending a hydrophilic substance with a hydrophobic resin, or coating a hydrophilic substance on the surface of a film made of a hydrophobic material. It may be detached or peeled off from the surface, leaving the problem of reduced hydrophilicity. Although proposals have been made to form a film using a hydrophilic resin such as an ethylene-vinyl alcohol resin, the strength in water tends to be low because it is hydrophilic.
そこで、親水性が比較的高く、水中での強度低下が少ないポリアミド系樹脂を用いることが検討されており、たとえば特許文献1にポリアミド樹脂を用いた分離膜が提案されている。
しかし、ポリアミド系樹脂は親和性の高い溶媒が少ない。また、熱誘起相分離法によって製膜するためには分子量の高い樹脂を使用する必要があるのに、現在市販されているポリアミド系樹脂では分子量が十分には高くなく、溶液粘度が不足することとなるため、樹脂の濃度を高くする必要があり、十分な空隙率を得ることが難しいため、十分な透水量が得られないという問題がある。 However, polyamide resins have few solvents with high affinity. In addition, it is necessary to use a resin having a high molecular weight in order to form a film by the thermally induced phase separation method, but the polyamide resin currently on the market does not have a sufficiently high molecular weight and the solution viscosity is insufficient. Therefore, it is necessary to increase the concentration of the resin, and it is difficult to obtain a sufficient porosity, so that there is a problem that a sufficient water permeability cannot be obtained.
本発明は、上記問題に鑑み、十分な透水量を得ることができ、かつ膜表面が親水性に優れ、ファウリングを起こしにくい多孔質膜を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a porous membrane that can obtain a sufficient amount of water permeation, has excellent membrane surface hydrophilicity, and hardly causes fouling.
本発明者らは、鋭意研究した結果、ポリアミド樹脂と架橋剤とを反応させた架橋ポリアミド樹脂を用いることで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a crosslinked polyamide resin obtained by reacting a polyamide resin with a crosslinking agent, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の多孔質膜は、ポリアミド樹脂と架橋剤とを反応させてなる架橋ポリアミド樹脂を用い、熱誘起相分離法によって作製された多孔質膜であって、膜表面の水に対する接触角が90°以下であることを特徴とする。 That is, the porous membrane of the present invention is a porous membrane produced by a thermally induced phase separation method using a crosslinked polyamide resin obtained by reacting a polyamide resin and a crosslinking agent, and has a contact angle with water on the membrane surface. Is 90 ° or less.
本発明の多孔質膜は、親水性を有するポリアミド樹脂を架橋して用いているので、膜表面に親水性を経済的に安定して発現させることができ、有機物によるファウリングに対する高い耐性を有するとともに、十分な空隙率、十分な透水量を得ることができる。 Since the porous membrane of the present invention uses a crosslinked polyamide resin having hydrophilicity, hydrophilicity can be expressed economically and stably on the membrane surface, and it has high resistance to fouling caused by organic matter. In addition, a sufficient porosity and a sufficient water permeability can be obtained.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の多孔質膜は、ポリアミド樹脂と架橋剤とを反応させてなる架橋ポリアミド樹脂を用い、熱誘起相分離法によって作製された多孔質膜であって、膜表面の水に対する接触角が90°以下であることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The porous membrane of the present invention is a porous membrane produced by a thermally induced phase separation method using a crosslinked polyamide resin obtained by reacting a polyamide resin and a crosslinking agent, and has a contact angle of 90 on water on the membrane surface. It is characterized by being less than °.
ポリアミド樹脂を架橋剤と反応させた架橋ポリアミド樹脂を用いるので、空隙率を高くして透水量を高くした場合でも製膜性を確保することができる。架橋ポリアミド樹脂は、その融点+80℃の温度、且つせん断速度1000s-1における溶融粘度が400〜1200Pa・sであることが好ましい。 Since a cross-linked polyamide resin obtained by reacting a polyamide resin with a cross-linking agent is used, film forming properties can be ensured even when the porosity is increased and the water permeability is increased. The crosslinked polyamide resin preferably has a melting point of + 80 ° C. and a melt viscosity of 400 to 1200 Pa · s at a shear rate of 1000 s −1 .
多孔質膜は、膜表面の水に対する接触角が90°を超えると、濾過原水に含まれる有機物が膜に吸着しやすくなり、膜がファウリングを起こして短時間で濾過性能が低下するため、90°以下となるように製膜する。80°以下であることが特に好ましい。 When the porous membrane has a contact angle with water on the membrane surface of more than 90 °, the organic matter contained in the raw filter water is likely to be adsorbed on the membrane, causing fouling of the membrane and reducing the filtration performance in a short time. The film is formed so as to be 90 ° or less. It is particularly preferable that the angle is 80 ° or less.
多孔質膜はまた、純水の透水量が1000L/atm/m2/h以上となるように製膜することが好ましい。透水量が1000L/atm/m2/hに満たないと、一般的に分離性能は高いものの、処理原水中に含まれる有機物等によってファウリングを起こしやすくなるため好ましくない。また一定時間に分離処理できる液体の量が少なく、同じ透水量を得るためには膜面積を大きくする必要があり、装置が大型化するため好ましくない。 The porous membrane is also preferably formed so that the water permeability of pure water is 1000 L / atm / m 2 / h or more. If the water permeation amount is less than 1000 L / atm / m 2 / h, although separation performance is generally high, fouling is likely to occur due to organic matter contained in the treated raw water, which is not preferable. In addition, the amount of liquid that can be separated in a certain time is small, and in order to obtain the same water permeation amount, it is necessary to increase the membrane area.
本発明に用いるポリアミド樹脂は、繊維形状に成形可能であれば特に限定されるものではないが、相対粘度が2.0〜4.5の範囲であることが好ましい。相対粘度が2.0より低いと、架橋剤で架橋して熱可塑性樹脂としても、溶媒に溶解した際の溶液粘度が低くなりすぎて、中空糸膜状に成形することができなかったり、溶液粘度を高くするために架橋剤を多量に添加するとゲル化を起こしたりするため好ましくない。相対粘度が4.5を超えると、架橋後の熱可塑性樹脂の溶液粘度が高くなりすぎて、相分離の制御が困難となるため好ましくない。使用可能なポリアミド樹脂として、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46、ナイロン610、ナイロン12、ポリメタキシレンアジパミド等を挙げることができるが、中でも水中での強度と親水性とのバランスからナイロン12が好ましい。
The polyamide resin used in the present invention is not particularly limited as long as it can be molded into a fiber shape, but the relative viscosity is preferably in the range of 2.0 to 4.5. If the relative viscosity is lower than 2.0, even if it is crosslinked with a crosslinking agent as a thermoplastic resin, the solution viscosity when dissolved in the solvent becomes too low to be formed into a hollow fiber membrane, If a large amount of a crosslinking agent is added to increase the viscosity, gelation may occur, which is not preferable. When the relative viscosity exceeds 4.5, the solution viscosity of the thermoplastic resin after crosslinking becomes too high, and it becomes difficult to control the phase separation, which is not preferable. Examples of polyamide resins that can be used include nylon 6, nylon 66, nylon 46, nylon 610,
本発明に用いる架橋剤は、ポリアミド樹脂と反応可能な官能基を有する架橋剤であれば特に限定されるものではないが、反応可能な官能基が少なすぎると、ポリアミド樹脂との相溶性が不十分となって製膜性が悪くなる。逆に多すぎると、ポリアミド樹脂との反応が進行しすぎる結果、溶融粘度の上昇が顕著となって製膜が困難となったり、ゲル化を起こしたりするため好ましくない。反応可能な官能基が300〜6000geq/tが好ましく、500〜3000geq/tがより好ましい。 The cross-linking agent used in the present invention is not particularly limited as long as it has a functional group capable of reacting with the polyamide resin. However, if there are too few functional groups capable of reacting, compatibility with the polyamide resin is inadequate. It becomes sufficient and the film forming property deteriorates. On the other hand, if the amount is too large, the reaction with the polyamide resin proceeds excessively, resulting in a remarkable increase in melt viscosity, which makes film formation difficult and causes gelation. The reactive functional group is preferably 300 to 6000 geq / t, more preferably 500 to 3000 geq / t.
グリシジル系架橋剤、酸無水物系架橋剤、イソシアネート系架橋剤などが好適に使用できる。中でも、反応性が高く且つゲル化を起こしにくいグリシジル系架橋剤や酸無水物系架橋剤が好ましい。グリシジル系架橋剤としては、エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートの三元共重合体やスチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートの三元共重合体が好ましく、また、酸無水物系架橋剤としては、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体が好ましい。 Glycidyl-based crosslinking agents, acid anhydride-based crosslinking agents, isocyanate-based crosslinking agents, and the like can be suitably used. Among these, glycidyl crosslinking agents and acid anhydride crosslinking agents that are highly reactive and hardly cause gelation are preferable. As the glycidyl-based crosslinking agent, a terpolymer of ethylene-acrylic acid ester-glycidyl methacrylate and a terpolymer of styrene-acrylic acid ester-glycidyl methacrylate are preferable, and as the acid anhydride-based crosslinking agent, An ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride copolymer is preferred.
ポリアミド樹脂に対する架橋剤の添加割合は0.1〜10質量%であることが好ましい。0.1質量%に満たないと、架橋後の熱可塑性樹脂が膜形状とならなかったり、膜強度が不十分となるので好ましくない。10質量%を超えると、相分離を制御することが困難となって、多孔質な膜とできなかったり、ゲル化などによって均一な膜とならなかったりするため好ましくない。 The addition ratio of the crosslinking agent to the polyamide resin is preferably 0.1 to 10% by mass. If it is less than 0.1% by mass, the thermoplastic resin after crosslinking does not have a film shape or the film strength becomes insufficient, which is not preferable. If it exceeds 10% by mass, it is difficult to control the phase separation, and a porous film cannot be formed, or a uniform film cannot be formed by gelation or the like, which is not preferable.
TIPS法にて製膜するために用いる溶媒は、架橋反応によって生成する熱可塑性樹脂を室温では溶解しないが高温では溶解するものであれば特に限定されるものではなく、グリセリン、ジグリセリン等のグリセリン類;エチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等のグリコール類;カプロラクタム等のラクタム;カプロラクトンやブチロラクトン等のラクトンなどが挙げられる。特に、ポリアミド樹脂との親和性に優れたトリエチレングリコールが好適である。 The solvent used for film formation by the TIPS method is not particularly limited as long as it does not dissolve the thermoplastic resin produced by the crosslinking reaction at room temperature but dissolves at high temperature. Glycerin such as glycerin and diglycerin A glycol such as ethylene glycol, triethylene glycol or polyethylene glycol; a lactam such as caprolactam; a lactone such as caprolactone or butyrolactone. In particular, triethylene glycol having excellent affinity with the polyamide resin is preferable.
多孔質膜の形状は、平膜や中空糸膜などとすることができ、キャスティング、コーティング、紡糸、押出成形のような周知の技術によって所望の形状に賦形されるが、濾過効率や取扱いの点から中空糸膜形状が好ましい。 The shape of the porous membrane can be a flat membrane or a hollow fiber membrane, and is shaped into a desired shape by a known technique such as casting, coating, spinning, and extrusion molding. From the viewpoint, a hollow fiber membrane shape is preferable.
中空糸膜形状の多孔質膜をTIPS法にて作製するには、図1に示すように、乾湿式紡糸に用いられる一般的な装置を用いることができる。また図2に示したように、溶融紡糸において芯鞘型の複合繊維を作製する際に用いられるような二重円形状を有する紡糸口金を用いることができる。 In order to produce a hollow fiber membrane-shaped porous membrane by the TIPS method, as shown in FIG. 1, a general apparatus used for dry and wet spinning can be used. In addition, as shown in FIG. 2, a spinneret having a double circular shape used when producing a core-sheath type composite fiber in melt spinning can be used.
上述のような熱可塑性樹脂と溶媒とを高温で混合して製膜原液とする。中空部分を形成するための芯部流入液を準備する。この芯部流入液としては、製膜原液の粘性が低くて糸状形成が難しい条件でも紡糸が可能であるという理由で、一般的に液体が使用されることが多く、製膜原液と同じ溶媒系で貧溶媒の添加によって製膜原液の凝固力を調節した溶液等が用いられる。製膜原液の粘性が高くて曳糸性に優れている場合には、不活性ガス等の気体が用いられることもある。 The above-mentioned thermoplastic resin and solvent are mixed at a high temperature to form a film-forming stock solution. A core inflow liquid for forming the hollow portion is prepared. As the core influent, a liquid is often used because the film forming stock solution is low in viscosity and can be spun even under difficult conditions, and the same solvent system as the film forming stock solution is used. The solution etc. which adjusted the coagulation | solidification power of the film forming stock solution by addition of a poor solvent are used. When the film-forming stock solution has a high viscosity and excellent spinnability, a gas such as an inert gas may be used.
図1および図2に示すように、製膜原液L1および芯部流入液L2はそれぞれ定量ポンプ1、2によって計量され、紡糸口金3に送られる。紡糸口金3から吐出された樹脂溶液L3(製膜原液L1+芯部流入液L2)はわずかなエアーギャップを介して凝固浴4へ、つまり樹脂溶液L3中に含まれる熱可塑性樹脂を実質的に溶解しない水などの液体中へ導入されて冷却固化される。樹脂溶液L3の冷却固化過程で熱誘起相分離が起こって海島構造を有する中空糸が形成され、この中空糸が水洗浴5に導入されて海島構造の島成分である溶媒および芯部流入液L2中の溶媒が水などで除去されて、中空糸形状の多孔質膜となって巻取装置6で巻き取られる。紡糸口金3において、7は芯部流入液(または気体)流入孔、8は製膜原液流入孔である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the film-forming stock solution L <b> 1 and the core inflow solution L <b> 2 are measured by the metering pumps 1 and 2 and sent to the
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。実施例中の特性値の測定、評価は、次のとおりに行った。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. Measurement and evaluation of characteristic values in the examples were performed as follows.
(a)溶融粘度
キャピラリーレオメータ(島津製作所社製、CFT−500D、ダイ直径1.0mm×長さ1.0mm)を用いて、架橋ポリアミド樹脂の融点+80℃の温度にて溶融粘度の測定を行い、せん断速度1000s-1の時の溶融粘度を算出した。
(A) Melt viscosity Using a capillary rheometer (manufactured by Shimadzu Corporation, CFT-500D, die diameter 1.0 mm × length 1.0 mm), the melt viscosity is measured at the melting point of the crosslinked polyamide resin + 80 ° C. The melt viscosity at a shear rate of 1000 s- 1 was calculated.
(b)接触角
乾燥した中空糸膜を繊維軸方向に半割りにし、平らに広げた後、光学顕微鏡を用いて、そのサンプル面と面上に滴下した液滴(純水)との角度を静置状態で測定した。
(B) Contact angle After the dried hollow fiber membrane is halved in the fiber axis direction and flattened, the angle between the sample surface and the droplet (pure water) dropped on the surface is measured using an optical microscope. It measured in the stationary state.
(c)相対粘度
96%硫酸を溶媒とし、濃度1g/デシリットル、温度25℃で測定した。
(C) Relative viscosity Measured at a concentration of 1 g / deciliter and a temperature of 25 ° C. using 96% sulfuric acid as a solvent.
(d)架橋ポリアミド樹脂の融点
示差走査熱量分析装置(DSC)を用いて、窒素中、昇温速度10℃/分で昇温後、室温まで冷却し、再度昇温したときの、吸熱ピークのピークトップの温度を融点とした。
(D) Melting point of cross-linked polyamide resin Using a differential scanning calorimeter (DSC), the temperature of the endothermic peak when the temperature was raised in nitrogen at a heating rate of 10 ° C./min, cooled to room temperature, and then raised again. The temperature at the peak top was taken as the melting point.
(e)透水量
図3に示すような装置に、中空糸膜9を10〜20cmに切断して両端の中空部分に内径に見合う径の注射針を挿入したものをセットし、所定時間(h)だけ送液ポンプ10で純水を通し、膜を透過して受け皿11に貯まった水の体積を測定し、これを透過水量(L)とした。この際に、入口圧力計12、出口圧力計13、出口弁14を用いて、入口圧、出口圧を測定した。中空糸膜の内径(m)、長さ(m)、入口圧(atm)、出口圧(atm)、透過水量(L)を用いて、下式により透水量(L/atm/m2/h)を求めた。
透水量=透過水量/[2π×内径×長さ×{(入口圧+出口圧)/2}×時間]
(E) Water permeation amount In a device as shown in FIG. 3, a
Permeable water amount = permeated water amount / [2π × inner diameter × length × {(inlet pressure + outlet pressure) / 2} × time]
(実施例1)
ナイロン12のチップ(アルケマ社製リルサンAECN0TL、相対粘度2.25)に、エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートの三元共重合体(アルケマ社製、LOTADER AX8840)1質量%を添加し、エクストルーダー型押出機を用いて260℃にて溶融混練した。生成した架橋ポリアミド樹脂の融点は180℃であり、260℃における溶融粘度は650Pa・sであった。
Example 1
1% by mass of an ethylene-acrylic acid ester-glycidyl methacrylate ternary copolymer (LOTADER AX8840, manufactured by Arkema) is added to a
この樹脂30重量部とトリエチレングリコール(TEG)70重量部とを窒素雰囲気下、270℃で8分間混練して、製膜原液を調製した。中空部形成用の芯部流入液としてTEGを用いることとし、これら製膜原液および芯部流入液をバッチ型の押出装置を用い、定量ポンプを介して紡糸口金に送液して、220℃、0.2MPaの圧力で押し出した。紡糸口金は孔径が外径1.58mm、内径0.83mmのものを用いた。 30 parts by weight of this resin and 70 parts by weight of triethylene glycol (TEG) were kneaded at 270 ° C. for 8 minutes in a nitrogen atmosphere to prepare a film forming stock solution. TEG is used as the core inflow for forming the hollow part, and these film-forming stock solution and core inflow are sent to the spinneret via a metering pump using a batch-type extrusion apparatus, and 220 ° C., Extrusion was performed at a pressure of 0.2 MPa. A spinneret having a hole diameter of 1.58 mm outer diameter and 0.83 mm inner diameter was used.
押し出された樹脂溶液は、0.5cmのエアーギャップを介して40℃の水浴に投入して冷却固化させ、それにより形成された中空糸を20m/minの巻取速度にて巻き取った。この中空糸を一昼夜、水に浸漬して、残存している溶媒および芯部流入液を抽出し、中空糸状の多孔質膜を得た。得られた多孔質膜は接触角が67°であった。 The extruded resin solution was put into a 40 ° C. water bath through an air gap of 0.5 cm to be cooled and solidified, and the hollow fiber formed thereby was wound at a winding speed of 20 m / min. This hollow fiber was immersed in water for a whole day and night, and the remaining solvent and core inflow were extracted to obtain a hollow fiber-like porous membrane. The obtained porous membrane had a contact angle of 67 °.
(実施例2)
ナイロン12のチップ(アルケマ社製リルサンAECN0TL、相対粘度2.25)に、エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸の三元共重合体(アルケマ社製、ボンダインLX4110)3質量%を添加し、エクストルーダー型押出機を用いて260℃にて溶融混練した。生成した架橋ポリアミド樹脂の融点は180℃であり、260℃における溶融粘度は570Pa・sであった。
(Example 2)
3% by mass of an ethylene-acrylic acid ester-maleic anhydride terpolymer (Arkema, Bondine LX4110) was added to a
この樹脂28重量部とトリエチレングリコール(TEG)72重量部を窒素雰囲気下、270℃で8分間混練して、製膜原液を調製した。中空部形成用の芯部流入液としてTEGを用いることとし、これら製膜原液および芯部流入液をバッチ型の押出装置を用い、定量ポンプを介して紡糸口金に送液して、220℃、0.2MPaの圧力で押し出した。紡糸口金は孔径が外径1.58mm、内径0.83mmのものを用いた。 28 parts by weight of this resin and 72 parts by weight of triethylene glycol (TEG) were kneaded at 270 ° C. for 8 minutes in a nitrogen atmosphere to prepare a film forming stock solution. TEG is used as the core inflow for forming the hollow part, and these film-forming stock solution and core inflow are sent to the spinneret via a metering pump using a batch-type extrusion apparatus, and 220 ° C., Extrusion was performed at a pressure of 0.2 MPa. A spinneret having a hole diameter of 1.58 mm outer diameter and 0.83 mm inner diameter was used.
押し出された樹脂溶液は、0.5cmのエアーギャップを介して40℃の水浴に投入して冷却固化させ、それにより形成された中空糸を20m/minの巻取速度にて巻き取った。この中空糸を一昼夜、水に浸漬して、残存している溶媒および芯部流入液を抽出し、中空糸状の多孔質膜を得た。得られた多孔質膜は接触角が70°であった。 The extruded resin solution was put into a 40 ° C. water bath through an air gap of 0.5 cm to be cooled and solidified, and the hollow fiber formed thereby was wound at a winding speed of 20 m / min. This hollow fiber was immersed in water for a whole day and night, and the remaining solvent and core inflow were extracted to obtain a hollow fiber-like porous membrane. The obtained porous membrane had a contact angle of 70 °.
(実施例3〜4)
表1に示した比率でポリアミド樹脂と架橋剤とを溶融混練した以外は、実施例1と同様にして中空糸状の多孔質膜を作製した。得られた多孔質膜の接触角を表1に示した。
(Examples 3 to 4)
A hollow fiber-like porous membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that the polyamide resin and the crosslinking agent were melt-kneaded at the ratio shown in Table 1. The contact angle of the obtained porous membrane is shown in Table 1.
(実施例5)
ナイロン6のチップ(ユニチカ社製、相対粘度3.53)に、エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートの三元共重合体(アルケマ社製、LOTADER AX8840)3質量%を添加し、エクストルーダー型押出機を用いて260℃にて溶融混練した。生成した架橋ポリアミド樹脂の融点は180℃であり、260℃における溶融粘度は760Pa・sであった。
(Example 5)
3% by mass of an ethylene-acrylic ester-glycidyl methacrylate ternary copolymer (Archema, LOTADAR AX8840) is added to a nylon 6 chip (Unitika, relative viscosity 3.53), and extruder extrusion The mixture was melt kneaded at 260 ° C. using a machine. The generated crosslinked polyamide resin had a melting point of 180 ° C. and a melt viscosity at 260 ° C. of 760 Pa · s.
この樹脂28重量部と分子量400のポリエチレングリコール(PEG400)75重量部を窒素雰囲気下、280℃で8分間混練して、製膜原液を調製した。中空部形成用の芯部流入液にはTEGを用いることとし、これら製膜原液および芯部流入液をバッチ型の押出装置を用い、定量ポンプを介して紡糸口金に送液して、230℃、0.2MPaの圧力で押し出した。紡糸口金は孔径が外径1.58mm、内径0.83mmのものを用いた。 28 parts by weight of this resin and 75 parts by weight of polyethylene glycol (PEG 400) having a molecular weight of 400 were kneaded at 280 ° C. for 8 minutes in a nitrogen atmosphere to prepare a film forming stock solution. TEG is used for the core inflow for forming the hollow part, and these film-forming stock solution and core inflow are sent to the spinneret via a metering pump using a batch-type extruder, and the temperature is 230 ° C. And extruded at a pressure of 0.2 MPa. A spinneret having a hole diameter of 1.58 mm outer diameter and 0.83 mm inner diameter was used.
押し出された樹脂溶液は、0.5cmのエアーギャップを介して40℃の水浴に投入して冷却固化させ、それにより形成された中空糸を20m/minの巻取速度にて巻き取った。この中空糸を一昼夜、水に浸漬して、残存している溶媒および芯部流入液を抽出し、中空糸状の多孔質膜を得た。得られた多孔質膜は接触角が45°であった。 The extruded resin solution was put into a 40 ° C. water bath through an air gap of 0.5 cm to be cooled and solidified, and the hollow fiber formed thereby was wound at a winding speed of 20 m / min. This hollow fiber was immersed in water for a whole day and night, and the remaining solvent and core inflow were extracted to obtain a hollow fiber-like porous membrane. The obtained porous membrane had a contact angle of 45 °.
(実施例6)
架橋剤としてスチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートの三元共重合体(BASF社製、JONCRYL ADR−4300S)1質量%を用い、溶媒としてトリエチレングリコール(TEG)を用いた以外は、実施例5と同様にして中空糸状の多孔質膜を作製した。得られた多孔質膜は接触角が50°であった。
(Example 6)
Example 5 except that 1% by mass of a styrene-acrylic acid ester-glycidyl methacrylate ternary copolymer (manufactured by BASF, JONCRYL ADR-4300S) was used as a crosslinking agent, and triethylene glycol (TEG) was used as a solvent. In the same manner, a hollow fiber-like porous membrane was produced. The obtained porous membrane had a contact angle of 50 °.
(比較例1)
ナイロン12のチップ(アルケマ社製リルサンAECN0TL、相対粘度2.25)30重量部とトリエチレングリコール(TEG)70重量部とを窒素雰囲気下、二軸溶融混練装置を用いて270℃で8分間混練して、製膜原液を調製した。中空部形成用の芯部流入液としてTEGを用い、これら紡糸原液および芯部流入液をバッチ型の押出装置を用い、定量ポンプを介して紡糸口金に送液して、220℃、0.2MPaの圧力で押し出したところ、樹脂溶液の粘度が低すぎるため、中空糸膜形状に成形することができなかった。
(Comparative Example 1)
30 parts by weight of
(比較例2)
ナイロン12のチップ(アルケマ社製リルサンAECN0TL、相対粘度2.25)40重量部とトリエチレングリコール(TEG)60重量部とを用いた以外は、比較例1と同様にして中空糸膜の成形を行った。得られた中空糸膜は空隙が少なく、透水性を有していなかった。
(Comparative Example 2)
The hollow fiber membrane was molded in the same manner as in Comparative Example 1 except that 40 parts by weight of a
(比較例3)
ナイロン12のチップ(アルケマ社製リルサンAECN0TL、相対粘度2.25)に、エチレン−アクリル酸エステル−グリシジルメタクリレートの三元共重合体(アルケマ社製LOTADER AX8840)15質量%を添加し、エクストルーダー型押出機を用いて260℃にて溶融混練した。生成した樹脂はゲル化を起こし、溶媒として用いるTEGへの溶解が困難であった。
実施例1〜6および比較例1〜3の結果を表1に示した。
(Comparative Example 3)
15 mass% of an ethylene-acrylic acid ester-glycidyl methacrylate terpolymer (LOTADER AX8840 manufactured by Arkema) is added to a
The results of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 are shown in Table 1.
3: 紡糸口金
4: 凝固浴
5: 水洗浴
L1:製膜原液
L2:芯部流入液
L3:樹脂溶液
3: Spinneret 4: Coagulation bath 5: Washing bath L1: Film forming solution L2: Core inflow solution L3: Resin solution
Claims (4)
ことを特徴とする多孔質膜。 A porous membrane produced by a thermally induced phase separation method using a crosslinked polyamide resin obtained by reacting a polyamide resin and a crosslinking agent, wherein the contact angle with respect to water on the membrane surface is 90 ° or less. Porous membrane.
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- 2008-09-30 JP JP2008251952A patent/JP2010082509A/en active Pending
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