JP2010137196A - Method for manufacturing porous hollow-fiber membrane - Google Patents

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JP2010137196A JP2008318373A JP2008318373A JP2010137196A JP 2010137196 A JP2010137196 A JP 2010137196A JP 2008318373 A JP2008318373 A JP 2008318373A JP 2008318373 A JP2008318373 A JP 2008318373A JP 2010137196 A JP2010137196 A JP 2010137196A
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芳則 福場
Satoru Ozawa
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a polyolefin-based hollow-fiber membrane with a highly durable surface. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the porous hollow-fiber membrane includes: drawing a polyolefin resin spun to hollow fiber to make it porous; and then heat-treating it under an atmosphere of (Tm-35) to (Tm-5)°C, wherein Tm is the melting point (°C) of the polyolefin resin. In the method, the heat-treatment time is 15 minutes or longer. The polyolefin-family hollow-fiber membrane tends to have an improved crystallinity that is measured by wide angle X-ray diffraction. For example, the obtained polyolefin-based hollow-fiber membrane has an improved crystallinity of 65% or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、濾過に用いられる多孔質中空糸膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a porous hollow fiber membrane used for filtration.

近年、電子産業用、医薬医療用、家庭用、ボイラー用、下排水処理、上水処理等の種々の用途において、高純度の水の需要が高まっていることから、これを多量に製造する方法の検討が種々なされている。
例えば、膜を利用した精密濾過による方法を挙げることができ、細菌等の異物を除去して水を浄化することができる。
In recent years, the demand for high-purity water has been increasing in various applications such as electronics industry, pharmaceutical medical use, household use, boiler use, sewage treatment, and water treatment. Various studies have been made.
For example, a method by microfiltration using a membrane can be mentioned, and water can be purified by removing foreign substances such as bacteria.

精密濾過膜としては、中空糸状の多孔質中空糸膜(以下、「中空糸膜」という。)が知られており、単位面積当たりの分離性能に優れるという特徴を有している。
この中空糸膜の原材料としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が知られており、化学的安定性や耐久性に優れるという特徴を有している。
As a microfiltration membrane, a hollow fiber-like porous hollow fiber membrane (hereinafter referred to as “hollow fiber membrane”) is known, and has a feature of excellent separation performance per unit area.
Polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene are known as raw materials for this hollow fiber membrane, and are characterized by excellent chemical stability and durability.

特許文献1〜5には、ポリエチレンから得られる中空糸膜の製造方法が記載されている。中空糸状の多孔質中空糸膜は、中空状に溶融紡糸されたポリオレフィン樹脂を所定の条件下で延伸することによって、製造することができる。
ポリオレフィン系中空糸膜は、製造過程で溶剤を使用することがない。また、原材料であるポリオレフィン樹脂は、リサイクル性に優れており、環境負荷の点でも極めて優れている。ポリオレフィン系中空糸膜は、精密濾過膜として浄水器に採用されているほか、近年では下排水処理や上水処理(以下、「水処理」という。)にも利用されている。
Patent Documents 1 to 5 describe a method for producing a hollow fiber membrane obtained from polyethylene. A hollow fiber-like porous hollow fiber membrane can be produced by stretching a polyolefin resin melt-spun into a hollow shape under predetermined conditions.
The polyolefin-based hollow fiber membrane does not use a solvent in the production process. In addition, the polyolefin resin as a raw material is excellent in recyclability and extremely excellent in terms of environmental load. Polyolefin-based hollow fiber membranes are used in water purifiers as microfiltration membranes, and in recent years are also used for sewage treatment and water treatment (hereinafter referred to as “water treatment”).

この水処理等において、膜による濾過を継続すると、被処理水中に含まれている様々な物質によって、膜表面(多孔質部)が徐々に閉塞し、濾過差圧の上昇とともに濾過効率が低下する。
そのため、濾過差圧が一定以上となった場合には、膜の逆洗浄や、次亜塩素酸ナトリウム等による膜の薬品洗浄が行われている。
また、濾過と同時に被処理水槽の曝気を行い、膜の外表面に気泡を接触させることによる、膜表面閉塞の低減化も図られている。
In this water treatment, etc., if the filtration through the membrane is continued, the membrane surface (porous portion) is gradually blocked by various substances contained in the water to be treated, and the filtration efficiency decreases as the filtration differential pressure increases. .
For this reason, when the filtration differential pressure exceeds a certain level, reverse cleaning of the membrane or chemical cleaning of the membrane with sodium hypochlorite or the like is performed.
Further, the membrane surface blockage is also reduced by aeration of the water tank to be treated simultaneously with filtration and bringing bubbles into contact with the outer surface of the membrane.

従って、上述の中空糸膜には、このような環境で使用するために様々な耐久性が要求される。
例えば、次亜塩素酸ナトリウムによる薬品洗浄は、膜面に堆積した有機物を酸化分解させるものであるが、膜基材も同時に酸化劣化し得るため、中空糸膜には優れた耐薬品性が必要である。
また、濾過運転中の曝気の際には、中空糸膜には引張りの力が継続して加わるため、中空糸膜には高い力学的強度が必要である。
Therefore, the above-described hollow fiber membrane is required to have various durability for use in such an environment.
For example, chemical cleaning with sodium hypochlorite oxidizes and decomposes organic substances deposited on the membrane surface, but the membrane substrate can also be oxidized and degraded at the same time, so the hollow fiber membrane must have excellent chemical resistance. It is.
Further, during aeration during the filtration operation, a tensile force is continuously applied to the hollow fiber membrane, so that the hollow fiber membrane requires high mechanical strength.

さらには、曝気によって、被処理液中に含まれる無機物が、中空糸膜の外表面に強く接触したり、あるいは中空糸膜同士が接触したりすることも考えられることから、中空糸膜表面においても、優れた耐久性が求められる。   Furthermore, since the inorganic substance contained in the liquid to be treated may come into strong contact with the outer surface of the hollow fiber membrane or the hollow fiber membranes may come into contact with each other by aeration, However, excellent durability is required.

特公昭63−35726号JP-B 63-35726 特開昭63−75116号JP-A-63-75116 特開昭62−237910号JP-A-62-237910 特許第2896781号Patent No. 2896781 特許第3168036号Japanese Patent No. 3168036

本発明は、膜表面の耐久性に優れた、ポリオレフィン系中空糸膜の製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the manufacturing method of the polyolefin-type hollow fiber membrane excellent in durability of the membrane surface.

本発明は、中空状に紡糸されたポリオレフィン樹脂を延伸多孔化させた後に、該ポリオレフィン樹脂の融点(℃)をTmとした場合において、(Tm−35)℃以上(Tm−5)℃以下の雰囲気下でこれを熱処理する、多孔質中空糸膜の製造方法に関する。   In the present invention, the polyolefin resin spun into a hollow shape is stretched and made porous, and when the melting point (° C.) of the polyolefin resin is Tm, the temperature is (Tm−35) ° C. or more and (Tm−5) ° C. or less. The present invention relates to a method for producing a porous hollow fiber membrane, which is heat-treated in an atmosphere.

本発明によれば、中空糸膜表面の耐久性を向上させることができ、濾過特性を長期間にわたって維持させることができる。   According to the present invention, the durability of the hollow fiber membrane surface can be improved, and the filtration characteristics can be maintained over a long period of time.

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
本発明で用いられるポリオレフィン樹脂は、中空糸膜の基材として使用されるものである。ポリオレフィン樹脂は、化学的に安定であり、これを中空状に溶融紡糸した後に延伸多孔化することによって、有機溶剤等の不純物を含有しない中空糸膜を製造することができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
The polyolefin resin used in the present invention is used as a base material for a hollow fiber membrane. A polyolefin resin is chemically stable, and a hollow fiber membrane that does not contain impurities such as an organic solvent can be produced by melt-spinning the resin into a hollow shape and then making it porous.

このようなポリオレフィン樹脂系中空糸膜は、中空糸膜内に残存する有機溶剤を除去する工程が不要であるため、生産性に優れており、不純物が膜自身から溶出することによる、被処理水や濾過水の汚染を防ぐことができ、特に高純度の濾過水が求められる用途に好適に使用することができる。   Such a polyolefin resin-based hollow fiber membrane is excellent in productivity because it does not require a step of removing the organic solvent remaining in the hollow fiber membrane, and water to be treated is produced by impurities eluting from the membrane itself. And can be suitably used for applications requiring high-purity filtered water.

本発明で使用できるポリオレフィン樹脂は、中空状に溶融紡糸でき、延伸多孔化が可能である結晶性ポリマーあれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−3−メチルブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン−1等を挙げることができる。
これらポリオレフィン樹脂は、必要に応じて適宜選択して使用することができるが、化学的に安定であり、膜から被処理水への溶出の恐れがなく、特に純度の高い水を生成するための中空糸膜用の基材としては、ポリエチレンが好ましい。
The polyolefin resin that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a crystalline polymer that can be melt-spun into a hollow shape and can be drawn and porous. For example, polyethylene, polypropylene, poly-3-methylbutene-1, Examples thereof include poly-4-methylpentene-1.
These polyolefin resins can be appropriately selected and used as necessary, but are chemically stable, have no fear of elution from the membrane to the water to be treated, and are particularly suitable for producing highly pure water. As the substrate for the hollow fiber membrane, polyethylene is preferable.

また、これらポリオレフィン樹脂の平均分子量は、必要に応じて適宜選択することができるが、耐久性と開孔性などの点から、例えばポリエチレンの場合は、重量平均分子量が10万〜100万の範囲とするのが好ましい。ここでの平均分子量とは、ポリエチレンをo−ジクロロベンゼンに溶解し、GPC法にて分子量分布を測定したときの、ポリスチレン換算での平均値より求めたものである。   The average molecular weight of these polyolefin resins can be appropriately selected as necessary. From the viewpoint of durability and openness, for example, in the case of polyethylene, the weight average molecular weight is in the range of 100,000 to 1,000,000. Is preferable. The average molecular weight here is obtained from an average value in terms of polystyrene when polyethylene is dissolved in o-dichlorobenzene and the molecular weight distribution is measured by the GPC method.

本発明の多孔質中空糸膜の製造方法は、上述のポリオレフィン樹脂の溶融紡糸によって得られる中空糸を延伸多孔化させた後に、さらに、熱処理を特定条件で行うものである。   In the method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention, the hollow fiber obtained by melt spinning of the above-described polyolefin resin is drawn and porous, and then heat treatment is performed under specific conditions.

この中空糸の溶融紡糸は、環状に形成された吐出口を有する紡糸ノズルを用いて、この紡糸ノズルの吐出口から、加熱溶融状態のポリオレフィン樹脂を押し出し、さらにこれを冷却固化させることにより可能である。   This hollow fiber melt spinning is possible by using a spinning nozzle having a discharge port formed in an annular shape, extruding a polyolefin resin in a heated and melted state from the discharge port of the spinning nozzle, and further cooling and solidifying it. is there.

溶融紡糸時のポリオレフィン樹脂の加熱温度は、紡糸中に樹脂が固化しない温度、すなわち、樹脂の融点以上に設定する必要があるが、紡糸中にポリオレフィン樹脂が固化することを完全に防止するためには、ポリオレフィン樹脂の融点より10〜50℃高い温度に設定することが好ましい。一方、紡糸後の中空糸の冷却温度は10〜40℃程度に設定することが好ましい。また、冷却後の中空糸の巻き取りは、巻き取り速度20〜600m/分で行われることが好ましい。ただし、本発明はこれらの製造条件に限定されるものではない。   The heating temperature of the polyolefin resin at the time of melt spinning must be set to a temperature at which the resin does not solidify during spinning, i.e., the melting point of the resin or more, in order to completely prevent the polyolefin resin from solidifying during spinning. Is preferably set to a temperature 10 to 50 ° C. higher than the melting point of the polyolefin resin. On the other hand, the cooling temperature of the hollow fiber after spinning is preferably set to about 10 to 40 ° C. Moreover, it is preferable that winding of the hollow fiber after cooling is performed at a winding speed of 20 to 600 m / min. However, the present invention is not limited to these production conditions.

紡糸された中空糸は、延伸多孔化前にアニール処理を施す。ここでアニール処理とは、樹脂の融点以下で行われ、紡糸工程で中空糸内に形成された、ポリオレフィン樹脂のスタックドラメラを成長させ、結晶配向秩序を向上させるために実施されるものである。   The spun hollow fiber is subjected to an annealing treatment before being drawn and porous. Here, the annealing treatment is performed at a temperature equal to or lower than the melting point of the resin, and is performed in order to grow a stack lamellae of polyolefin resin formed in the hollow fiber in the spinning process and improve the crystal orientation order. .

アニール処理後に中空糸を長手方向に延伸することによって、中空糸を多孔化させることができる。この延伸は、比較的低い温度で延伸を行う冷延伸工程と、冷延伸工程よりも高い温度で延伸する熱延伸工程との2段階により構成されるのが好ましい。このような2段階の延伸工程により、中空糸に形成される細孔の構造をより精密に制御することができる。   The hollow fiber can be made porous by stretching the hollow fiber in the longitudinal direction after the annealing treatment. This stretching is preferably composed of two stages, a cold stretching process in which stretching is performed at a relatively low temperature and a hot stretching process in which stretching is performed at a temperature higher than that in the cold stretching process. By such a two-stage drawing process, the structure of the pores formed in the hollow fiber can be controlled more precisely.

冷延伸工程は、通常、0〜(ポリオレフィン樹脂の融点−50)℃の範囲で行なわれる。ポリオレフィン樹脂としてポリエチレンを使用した場合における、好ましい冷延伸温度は、0〜80℃の範囲である。より好ましくは、10〜50℃の範囲である。   The cold drawing step is usually performed in the range of 0 to (melting point of polyolefin resin-50) ° C. A preferable cold stretching temperature when polyethylene is used as the polyolefin resin is in the range of 0 to 80 ° C. More preferably, it is the range of 10-50 degreeC.

上述の中空糸に、このような冷延伸を施すことによって、中空糸の結晶構造の一部が破壊され、スタックドラメラ間に均一でミクロなクレーズ(ミクロクラック)を発生させることができる。ここで冷延伸倍率(冷延伸後の中空糸の長さ/冷延伸前の中空糸の長さ)は、1.2〜1.8倍の範囲とするのが好ましい。冷延伸倍率を1.2倍以上とすることによって、ミクロクラックを充分に発生させることができる傾向にあり、1.8倍以下とすることによって、スタックドラメラの変形を抑え、高空孔率の中空糸膜を得やすくなる傾向にある。   By subjecting the above-mentioned hollow fiber to such cold drawing, a part of the crystal structure of the hollow fiber is broken, and uniform and micro crazes (microcracks) can be generated between the stack lamellae. Here, the cold draw ratio (the length of the hollow fiber after cold drawing / the length of the hollow fiber before cold drawing) is preferably in the range of 1.2 to 1.8 times. By making the cold draw ratio 1.2 times or more, microcracks tend to be sufficiently generated, and by making it 1.8 times or less, the deformation of the stack lamella is suppressed, and the high porosity It tends to be easy to obtain a hollow fiber membrane.

熱延伸工程は、上述の冷延伸によって形成されたミクロクラックを拡大させ、中空糸のスタックドラメラ間にミクロフィブリルを形成させ、スリット状の微細孔からなる、中空糸に膜としての多孔質構造を付与するものである。   The hot drawing process expands the microcracks formed by the cold drawing described above, forms microfibrils between the stack fibers of the hollow fiber, and has a porous structure as a membrane on the hollow fiber, which is composed of slit-like micropores. Is given.

熱延伸工程は、通常、ポリオレフィン樹脂の融点を超えない範囲で、できるだけ高い温度で行うことが好ましい。また、熱延伸倍率(熱延伸後の中空糸膜の長さ/熱延伸前の中空糸の長さ)は、目的とする細孔の孔径によって適宜選択することができるが、工程安定性の観点から、3〜10倍の範囲とするのが好ましい。さらに好ましくは4〜6倍の範囲である。   It is preferable to perform a heat | fever extending process normally as high as possible in the range which does not exceed the melting point of polyolefin resin. Further, the hot draw ratio (the length of the hollow fiber membrane after the hot drawing / the length of the hollow fiber before the hot drawing) can be appropriately selected depending on the pore diameter of the target pore, but from the viewpoint of process stability From 3 to 10 times the range is preferable. More preferably, it is the range of 4-6 times.

上述の延伸工程を経て得られた中空糸膜には、寸法安定性の向上を目的とした、熱セットを行うことができる。これは、この中空糸膜を定長あるいは弛緩した状態で、熱延伸温度よりも高く、かつポリオレフィンの融点以下の温度条件下で加熱するものである。この熱セットに要する時間は短く、1分未満でも充分に可能であることから、これを中空糸膜の連続製造工程の一部として採用することができる。   The hollow fiber membrane obtained through the above stretching process can be heat set for the purpose of improving dimensional stability. In this method, the hollow fiber membrane is heated under a temperature condition that is higher than the thermal stretching temperature and lower than the melting point of the polyolefin in a state where the hollow fiber membrane is constant or relaxed. Since the time required for this heat setting is short and can be sufficiently less than 1 minute, it can be adopted as a part of the continuous production process of the hollow fiber membrane.

本発明における熱処理は、上述の延伸多孔化後に行われるものであり、上述の
ポリオレフィン樹脂の融点(℃)をTmとした場合において、(Tm−35)℃以上(Tm−5)℃以下の雰囲気下で、好ましくは15分以上行われるものである。この熱処理によって、中空糸膜表面の耐久性を向上させることができるものである。
なお、このTmは、ポリオレフィン樹脂をDSC(昇温速度:10℃/min)によって測定される融点である。
The heat treatment in the present invention is performed after the above-mentioned stretching and porosity, and when the melting point (° C.) of the polyolefin resin is Tm, the atmosphere is (Tm−35) ° C. or more and (Tm−5) ° C. or less. Under, preferably for 15 minutes or more. This heat treatment can improve the durability of the hollow fiber membrane surface.
In addition, this Tm is melting | fusing point measured by DSC (temperature increase rate: 10 degree-C / min) of polyolefin resin.

この熱処理温度が(Tm−35)℃未満であると、膜表面の耐久性が十分に向上しない、あるいは一定の向上を得るために非常に長時間の熱処理が必要となる傾向にある。好ましくは、(Tm−30)℃以上である。   When the heat treatment temperature is lower than (Tm-35) ° C., the durability of the film surface is not sufficiently improved, or a very long heat treatment tends to be required to obtain a certain improvement. Preferably, it is (Tm-30) ° C. or higher.

また、熱処理温度が(Tm−5)℃を超えると、延伸多孔化によって形成された多孔質構造の一部が融解し、それに伴って膜表面の耐久性がむしろ損なわれる傾向にある。好ましくは(Tm−10)℃以下であり、より好ましくは(Tm−15)℃以下である。   On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds (Tm-5) ° C., part of the porous structure formed by stretching and porosification is melted, and accordingly, the durability of the film surface tends to be impaired. Preferably it is (Tm-10) degrees C or less, More preferably, it is (Tm-15) degrees C or less.

さらに、この熱処理の時間を15分以上とすることによって、膜表面の耐久性をより確実に向上させることができる傾向にあり好ましい。より好ましくは20分以上であり、さらに好ましくは30分以上である。   Furthermore, it is preferable that the heat treatment time be 15 minutes or longer because the durability of the film surface tends to be improved more reliably. More preferably, it is 20 minutes or more, More preferably, it is 30 minutes or more.

熱処理時間の上限は特に制限されるものではなく、中空糸膜の要求性能等に応じて適宜選択することができ、熱処理を数日間継続することも可能である。
長時間の熱処理は、例えば、延伸多孔化された中空糸をボビンに巻き取った後に、これを乾燥機等の加熱装置中に静置することで実施することができる。また、延伸多孔化された中空糸を加熱炉中で複数回往復させることで、必要な熱処理時間を確保することも可能である。熱処理の雰囲気は特に制限はなく、窒素中でも空気中でも構わない。
The upper limit of the heat treatment time is not particularly limited, can be appropriately selected according to the required performance of the hollow fiber membrane, and the heat treatment can be continued for several days.
The heat treatment for a long time can be carried out, for example, by winding a stretched and porous hollow fiber around a bobbin and then allowing it to stand in a heating device such as a dryer. It is also possible to ensure the necessary heat treatment time by reciprocating the stretched and hollowed hollow fiber a plurality of times in a heating furnace. The atmosphere for the heat treatment is not particularly limited and may be nitrogen or air.

本発明で得られる多孔質中空糸膜は、必要に応じて親水化処理を施すことができる。この親水化処理は、例えば、親水性高分子を溶媒に溶解した親水性高分子溶液中に多孔質中空糸膜を浸漬し、その後これを乾燥することによって可能である。溶媒が蒸発することによって、膜表面が親水性高分子で被覆された中空糸膜が得られる。これによって、ポリオレフィン系中空糸膜の表面が親水化され、膜の透水性を向上させることができる。   The porous hollow fiber membrane obtained in the present invention can be subjected to a hydrophilic treatment as necessary. This hydrophilization treatment can be performed, for example, by immersing the porous hollow fiber membrane in a hydrophilic polymer solution obtained by dissolving a hydrophilic polymer in a solvent, and then drying the membrane. As the solvent evaporates, a hollow fiber membrane whose membrane surface is coated with a hydrophilic polymer is obtained. Thereby, the surface of the polyolefin-based hollow fiber membrane is hydrophilized, and the water permeability of the membrane can be improved.

また、この親水化処理により、多孔質中空糸膜を形成するミクロフィブリルが数本ずつ結束してミクロフィブリル束となり、その結果、スリット状の微細孔が楕円状の微細孔となり、膜の平均孔径を拡大させることができるので、膜の透過流束の向上も図ることができる。
この親水化処理は、上述の熱処理前に実施しても良いし、熱処理後に実施しても良い。
In addition, by this hydrophilization treatment, several microfibrils forming the porous hollow fiber membrane are bundled together to form a microfibril bundle, and as a result, the slit-like micropores become elliptical micropores, and the average pore diameter of the membrane Therefore, the permeation flux of the membrane can be improved.
This hydrophilization treatment may be performed before the above heat treatment or after the heat treatment.

本発明によって、得られるポリオレフィン系中空糸膜の、広角X線回折で測定される結晶化度が向上する傾向にあり、例えば、結晶化度が65%以上に向上したポリエチレン系中空糸膜を得ることができる。これが膜表面の耐久性向上に寄与しているものと考えられる。   According to the present invention, the resulting polyolefin-based hollow fiber membrane tends to improve the crystallinity measured by wide-angle X-ray diffraction. For example, a polyethylene-based hollow fiber membrane having a crystallinity improved to 65% or more is obtained. be able to. This is considered to contribute to the improvement of the durability of the film surface.

膜表面の耐久性向上の詳細な理由は不明であるが、室温付近では結晶部と非晶部が混在するポリオレフィン樹脂の結晶化度が向上すると、塑性変形しやすい非晶部の比率が低減し、本発明で得られるポリオレフィン系中空糸膜の多孔質構造の形態保持性が高くなるためと考えられる。   The detailed reason for improving the durability of the film surface is unknown, but if the crystallinity of the polyolefin resin, which contains both crystalline and amorphous parts, increases near room temperature, the proportion of amorphous parts that are prone to plastic deformation decreases. This is thought to be because the shape retention of the porous structure of the polyolefin-based hollow fiber membrane obtained in the present invention is enhanced.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらに限定されるものではない。なお、実施例中で用いた評価方法および製造装置は以下の通りである。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, it is not limited to these. In addition, the evaluation method and manufacturing apparatus used in the Example are as follows.

<中空糸膜表面の走査型電子顕微鏡(SEM)観察>
中空糸膜表面の観察は、日本電子(株)製の走査型電子顕微鏡JSM−6060Aを用いた。
<Scanning electron microscope (SEM) observation of hollow fiber membrane surface>
Observation of the surface of the hollow fiber membrane was performed using a scanning electron microscope JSM-6060A manufactured by JEOL.

<中空糸膜の融点測定>
中空糸膜表面の融点測定は、エスアイアイナノテクノロジー社製のDSC220を用い、昇温速度を10℃/minで測定して求めた。
<Measurement of melting point of hollow fiber membrane>
The melting point of the surface of the hollow fiber membrane was measured by using DSC220 manufactured by SII Nano Technology, Inc., and measuring the temperature rising rate at 10 ° C./min.

<中空糸膜の結晶化度測定>
中空糸膜の結晶化度は、株式会社リガク製RU−200を用いた。測定条件を、出力:40kV−100mA、測定範囲:2θ=10〜35°、ステップ:0.02°、スキャン:1°/minとし、約5cmの中空糸膜を繊維試料測定用のフォルダーに固定して測定を行った。測定後、非特許文献1および非特許文献2に従って、本装置付属の解析ソフトである「多重ピーク分離法」を使用し結晶化度を求めた。
<Measurement of crystallinity of hollow fiber membrane>
For the crystallinity of the hollow fiber membrane, RU-200 manufactured by Rigaku Corporation was used. Measurement conditions are output: 40 kV-100 mA, measurement range: 2θ = 10 to 35 °, step: 0.02 °, scan: 1 ° / min, and a hollow fiber membrane of about 5 cm is fixed to a folder for measuring fiber samples. And measured. After the measurement, according to Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, the degree of crystallinity was determined using “multiple peak separation method” which is analysis software attached to this apparatus.

繊維便覧第3版(p81〜82)、丸善株式会社、平成16年発行Textile Handbook 3rd edition (p81-82), Maruzen Co., Ltd., issued in 2004 高分子分析ハンドブック(p243)、株式会社朝倉書店、1985年初版Polymer Analysis Handbook (p243), Asakura Shoten Co., Ltd., 1985, first edition

<中空糸膜のモデル表面耐久性評価>
中空糸膜の表面耐久性は、株式会社大栄科学精器製作所製の染色物摩擦堅牢試験機を用いた。試験する中空糸膜に所定の重さの錘をぶら下げて荷重を加え、摩擦棒の表面には試験する中空糸膜と同種の中空糸膜を摩擦棒の表面に固定し、中空糸膜同士が直接接触するようにセットして、所定の時間摩擦試験を行った。摩擦試験を終了した中空糸膜を回収し、摩擦を与えた中空糸膜表面のSEM観察を行い、中空糸膜表面の開孔状態を比較することにより、モデル的に中空糸膜の表面耐久性を評価した。
<Model surface durability evaluation of hollow fiber membrane>
For the surface durability of the hollow fiber membrane, a dyeing friction fastness tester manufactured by Daiei Kagaku Seisakusho Co., Ltd. was used. A weight of a predetermined weight is applied to the hollow fiber membrane to be tested, and a load is applied. A hollow fiber membrane of the same type as the hollow fiber membrane to be tested is fixed to the surface of the friction rod. The friction test was performed for a predetermined time by setting so as to be in direct contact. The hollow fiber membranes that have been subjected to the friction test are collected, SEM observation is performed on the surface of the hollow fiber membrane to which friction is applied, and the surface durability of the hollow fiber membrane is modeled by comparing the open state of the hollow fiber membrane surface. Evaluated.

(実施例1)
中空状に紡糸された、融点(Tm)が134℃であるポリエチレン樹脂を空気雰囲気下で延伸多孔化し、親水化処理して得られたポリエチレン系中空糸膜(EX540T、三菱レイヨン・エンジニアリング(株)製)を、ボビンに巻き取られた状態で、105℃で30分間熱処理を行い、得られた中空糸膜の結晶化度を測定したところ、中空糸膜の結晶化度は65%であった。
Example 1
Polyethylene-based hollow fiber membrane (EX540T, Mitsubishi Rayon Engineering Co., Ltd.) obtained by drawing a porous polyethylene resin with a melting point (Tm) of 134 ° C. into a hollow shape and drawing it into an air atmosphere to make it hydrophilic. The product was heat-treated at 105 ° C. for 30 minutes while being wound on a bobbin, and the crystallinity of the obtained hollow fiber membrane was measured. The crystallinity of the hollow fiber membrane was 65%. .

(実施例2)
熱処理温度110℃とした以外は、実施例1と同様にして中空糸膜の結晶化度を測定したところ、中空糸膜の結晶化度は67%であった。
(Example 2)
The crystallinity of the hollow fiber membrane was measured in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was 110 ° C. As a result, the crystallinity of the hollow fiber membrane was 67%.

(実施例3)
熱処理温度115℃とした以外は、実施例1と同様にして中空糸膜の結晶化度を測定したところ、中空糸膜の結晶化度は66%であった。
(Example 3)
The crystallinity of the hollow fiber membrane was measured in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature was 115 ° C. As a result, the crystallinity of the hollow fiber membrane was 66%.

(実施例4)
中空状に紡糸された、融点(Tm)が134℃であるポリエチレン樹脂を空気雰囲気下で延伸多孔化し、親水化処理して得られたポリエチレン系中空糸膜(EX540CB、三菱レイヨン・エンジニアリング(株)製)をボビンに巻き取られた状態で、105℃で30分間熱処理を行い、得られた中空糸膜の結晶化度を測定したところ、中空糸の膜結晶化度は65%であった。
Example 4
Polyethylene hollow fiber membrane (EX540CB, Mitsubishi Rayon Engineering Co., Ltd.) obtained by drawing and hollowing a polyethylene resin having a melting point (Tm) of 134 ° C. in a hollow shape and making it porous in an air atmosphere. The product was heat-treated at 105 ° C. for 30 minutes and the crystallinity of the obtained hollow fiber membrane was measured. The film crystallinity of the hollow fiber was 65%.

(実施例5)
熱処理温度110℃とした以外は、実施例4と同様にして中空糸膜の結晶化度を測定したところ、中空糸の膜結晶化度は66%であった。
(Example 5)
Except that the heat treatment temperature was 110 ° C., the crystallinity of the hollow fiber membrane was measured in the same manner as in Example 4. As a result, the membrane crystallinity of the hollow fiber was 66%.

(実施例6)
熱処理温度115℃とした以外は、実施例4と同様にして中空糸膜の結晶化度を測定したところ、中空糸膜の結晶化度は65%であった。
(Example 6)
Except that the heat treatment temperature was 115 ° C., the crystallinity of the hollow fiber membrane was measured in the same manner as in Example 4. As a result, the crystallinity of the hollow fiber membrane was 65%.

(実施例7)
実施例5の中空糸膜を用いて、10gf/filの荷重を加えて10分間摩擦試験を実施後、多孔質膜表面のSEM観察を行った結果を図1に示す。
下記の比較例3の結果(図2)と比較すると、熱処理によって結晶化度が66%に向上した中空糸膜の方が、摩擦試験後でも表面の空孔が多く残っており、摩擦耐久性に優れていることがわかる。
(Example 7)
FIG. 1 shows the result of SEM observation of the surface of the porous membrane after the friction test was performed for 10 minutes by applying a load of 10 gf / fil using the hollow fiber membrane of Example 5.
Compared with the results of Comparative Example 3 below (FIG. 2), the hollow fiber membrane having a crystallinity improved to 66% by heat treatment has more surface voids even after the friction test, resulting in friction durability. It turns out that it is excellent in.

(比較例1)
実施例1と同一のポリエチレン系中空糸膜について、熱処理を行うことなく結晶化度を測定したところ、中空糸膜の結晶化度は64%であった。
(Comparative Example 1)
When the crystallinity of the same polyethylene-based hollow fiber membrane as in Example 1 was measured without heat treatment, the crystallinity of the hollow fiber membrane was 64%.

(比較例2)
実施例4と同一のポリエチレン系中空糸膜について、熱処理を行うことなく結晶化度を測定したところ、中空糸膜の結晶化度は63%であった。
(Comparative Example 2)
When the crystallinity of the same polyethylene hollow fiber membrane as in Example 4 was measured without heat treatment, the crystallinity of the hollow fiber membrane was 63%.

(比較例3)
比較例2の中空糸膜を用い、10gf/filの荷重を加えて10分間摩擦試験を実施後、多孔質膜表面のSEM観察を行った結果を図2に示す。
(Comparative Example 3)
FIG. 2 shows the result of SEM observation of the surface of the porous membrane after the friction test was performed for 10 minutes by applying a load of 10 gf / fil using the hollow fiber membrane of Comparative Example 2.

本発明によれば、膜表面の耐久性に優れた、ポリオレフィン系中空糸膜の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the polyolefin-type hollow fiber membrane excellent in the durability of the film | membrane surface can be provided.

実施例7の走査型電子顕微鏡写真Scanning electron micrograph of Example 7 比較例3の走査型電子顕微鏡写真Scanning electron micrograph of Comparative Example 3

Claims (2)

中空状に紡糸されたポリオレフィン樹脂を延伸多孔化させた後に、該ポリオレフィン樹脂の融点(℃)をTmとした場合において、(Tm−35)℃以上(Tm−5)℃以下の雰囲気下でこれを熱処理する、多孔質中空糸膜の製造方法。 After the polyolefin resin spun into a hollow shape is drawn and made porous, when the melting point (° C.) of the polyolefin resin is Tm, this is performed in an atmosphere of (Tm−35) ° C. or more and (Tm−5) ° C. or less. A method for producing a porous hollow fiber membrane, in which heat treatment is performed. 熱処理時間が15分以上である、請求項1記載の多孔質中空糸膜の製造方法。 The manufacturing method of the porous hollow fiber membrane of Claim 1 whose heat processing time is 15 minutes or more.
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KR20190005605A (en) * 2017-07-07 2019-01-16 주식회사 휴비스 Sbhaped hollow polyethylene fiber and method for manufacturing the same
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