JP2014240041A - Hollow fiber membrane and production method of the same - Google Patents

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咲 谷村
俊洋 玉井
Toshihiro Tamai
俊洋 玉井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow fiber membrane where water permeability and strength are balanced, both water permeability and strength are excellent, water treatment efficiency is enhanced in the hollow fiber membrane having a large diameter so as to correspond to various kinds of water to be treated and to provide a production method of the same.SOLUTION: In a hollow fiber membrane obtained by the non-solvent induced phase separation of a polymer compound solution containing a polymer compound and a solvent: 0.1-10 wt.% inorganic compound to the polymer compound is contained; a self-supporting structure where an outside diameter is 3.6-10 mm, an SDR value being a ratio of an outside diameter to a thickness is 5.8-34 and an inside diameter is 3.2 mm or more is possessed; and a separation function is possessed on both surfaces.

Description

本発明は、大口径の中空糸膜及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a large-diameter hollow fiber membrane and a method for producing the same.

従来から、例えば、河川水及び地下水の除濁、工業用水の清澄、排水及び汚水処理、海水淡水化の前処理等の水の精製のために、中空糸膜が利用されている。
このような中空糸膜は、通常、水処理装置において分離膜として利用されており、例えば、ポリスルホン(PS)系、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系、ポリエチレン(PE)系、酢酸セルロース(CA)系、ポリアクリロニトリル(PAN)系、ポリビニルアルコール(PVA)系、ポリイミド(PI)系等の種々の高分子材料によって形成された、中空糸状の多孔質膜が利用されている。
Conventionally, hollow fiber membranes have been used for water purification, for example, clarification of river water and groundwater, clarification of industrial water, drainage and sewage treatment, pretreatment for seawater desalination, and the like.
Such a hollow fiber membrane is usually used as a separation membrane in a water treatment apparatus. For example, polysulfone (PS), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene (PE), cellulose acetate (CA) Hollow fiber-like porous membranes made of various polymer materials such as polyacrylic acid, polyacrylonitrile (PAN), polyvinyl alcohol (PVA), and polyimide (PI) are used.

このような種々の材料からなる中空糸状の多孔質膜に対して、緻密な細孔をもたせて、高い透水性能で製造するために、例えば、熱可塑性樹脂にシリカ等のフィラーを添加した混合物と溶媒とによる熱誘起相分離が利用されている(例えば、特許文献1及び2)。   In order to manufacture a hollow fiber-like porous membrane made of such various materials with dense pores and high water permeability, for example, a mixture in which a filler such as silica is added to a thermoplastic resin, Thermally induced phase separation using a solvent is used (for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2004−41835号公報JP 2004-41835 A 特開2005−15535号公報JP 2005-15535 A

しかし、熱可塑性樹脂にフィラーを添加すると、透水性能が向上する反面、樹脂がもろくなって、得られる中空糸膜の強度が低下することがあり、透水性能と強度とのバランスが必要となる。
また、フィラーを含有する樹脂と溶剤の混合物を用いて熱誘起相分離を行う場合には、その後、フィラーを抽出又は除去する工程が必要となり、中空糸膜の製造方法が煩雑になるという課題があった。
However, when a filler is added to the thermoplastic resin, the water permeability is improved, but the resin becomes brittle and the strength of the hollow fiber membrane to be obtained may be lowered, and a balance between the water permeability and the strength is required.
In addition, when thermally induced phase separation is performed using a mixture of a resin containing a filler and a solvent, a step of extracting or removing the filler is required thereafter, and the method for producing a hollow fiber membrane is complicated. there were.

一方、水処理に利用される中空糸膜では、活性汚泥などの利用により、種々の被処理水に対応することができる比較的大口径の中空糸膜が提案されているが、このような中空糸膜を、より小さな異物を濾別除去する能力、すなわち濾過能力を高めて限外濾過膜レベルとすると、純水透過量が低下し、逆に純水透過量を増加させると濾過能力が限外濾過膜に比べて相対的に低下した精密濾過膜レベルになることがある。つまり、濾過能力と純水透過量との間にはトレードオフの関係がある。従って、高度な濾過能力と、十分な透水量との双方を確保するためには、大型の設備が必要となるなどの問題がある。
このような状況下、比較的大口径の中空糸膜において、高度な濾過能力と十分な透水量との双方を実現し得る中空糸膜が求められている。
On the other hand, for hollow fiber membranes used for water treatment, hollow fiber membranes having a relatively large diameter that can be used for various types of water to be treated have been proposed by using activated sludge. If the thread membrane has the ability to filter and remove smaller foreign substances, that is, the filtration capacity is increased to the ultrafiltration membrane level, the pure water permeation amount decreases, and conversely, if the pure water permeation amount is increased, the filtration capacity is limited. There may be a microfiltration membrane level that is relatively lower than that of the outer filtration membrane. That is, there is a trade-off relationship between the filtration capacity and the amount of pure water permeation. Therefore, there is a problem that a large facility is required in order to secure both a high filtration capacity and a sufficient water permeability.
Under such circumstances, there is a demand for a hollow fiber membrane that can achieve both high filtration capacity and sufficient water permeability in a hollow fiber membrane having a relatively large diameter.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、さまざまな種類の被処理水に対応することができるような大口径の中空糸膜において、透水性能、強度及び濾過能力とのバランスを図り、透水性能及び強度と濾過能力との双方に優れ、水処理効率を向上させた中空糸膜及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a large-diameter hollow fiber membrane that can be used for various types of water to be treated, the water permeability, strength, and filtration ability are balanced, It aims at providing the hollow fiber membrane which was excellent in both performance and intensity | strength, and filtration capability, and improved water treatment efficiency, and its manufacturing method.

本発明を以下に示す。
〔1〕高分子化合物及び溶媒を含む高分子化合物溶液の非溶媒誘起相分離によって得られる中空糸膜あって、
前記高分子化合物に対して0.1〜10重量%の無機化合物を含有し、
外径が3.6mm〜10mm、外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34及び内径が3.2mm以上である自立構造を有し、両面において分離機能を有することを特徴とする中空糸膜。
〔2〕前記無機化合物が、平均一次粒子径が10μm以下の微粒子状又は繊維径が5〜50μmかつ繊維長が200μm以下の繊維状の化合物である上記に記載の中空糸膜。
〔3〕限外ろ過膜又は精密ろ過膜の分画性を有する上記いずれかに記載の中空糸膜。
〔4〕膜の耐内圧強度が0.3MPa以上、
耐外圧強度が0.1MPa以上であり、かつ
純水の透水量が400L/m2・hr・atmより大きい上記いずれかに記載の中空糸膜。
〔5〕高分子化合物の溶液を調製し、
該高分子化合物溶液に無機化合物を、前記高分子化合物に対して0.1〜10重量%で混合し、
得られた高分子化合物溶液を非溶媒に吐出して非溶媒誘起相分離させ、
外径が3.6〜10mm、外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34及び内径が3.2mm以上である自立構造を有し、両面において分離機能を有する中空糸膜を製造することを特徴とする中空糸膜の製造方法。
〔6〕前記高分子化合物溶液を、吐出口を備えた金型から空気中に吐出した状態から、前記吐出口を、前記非溶媒を含む凝固槽内に浸漬して、前記高分子化合物溶液を凝固させる上記に記載の中空糸膜の製造方法。
The present invention is shown below.
[1] A hollow fiber membrane obtained by non-solvent induced phase separation of a polymer compound solution containing a polymer compound and a solvent,
Containing 0.1 to 10% by weight of an inorganic compound with respect to the polymer compound;
It has a self-supporting structure with an outer diameter of 3.6 to 10 mm, an SDR value of 5.8 to 34, which is the ratio of outer diameter to wall thickness, and an inner diameter of 3.2 mm or more, and has a separation function on both sides. Hollow fiber membrane.
[2] The hollow fiber membrane as described above, wherein the inorganic compound is a fine particle having an average primary particle diameter of 10 μm or less, or a fibrous compound having a fiber diameter of 5 to 50 μm and a fiber length of 200 μm or less.
[3] The hollow fiber membrane according to any one of the above, having a fractionation property of an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane.
[4] The internal pressure strength of the film is 0.3 MPa or more,
The hollow fiber membrane according to any one of the above, wherein the external pressure strength is 0.1 MPa or more and the water permeability of pure water is greater than 400 L / m 2 · hr · atm.
[5] preparing a solution of the polymer compound,
An inorganic compound is mixed in the polymer compound solution at 0.1 to 10% by weight with respect to the polymer compound,
The obtained polymer compound solution is discharged into a non-solvent to cause non-solvent induced phase separation,
Hollow fiber membrane having a self-standing structure with an outer diameter of 3.6 to 10 mm, an SDR value of 5.8 to 34, which is a ratio of outer diameter to wall thickness, and an inner diameter of 3.2 mm or more, and having a separation function on both sides A process for producing a hollow fiber membrane, characterized in that
[6] The polymer compound solution is immersed in a coagulation tank containing the non-solvent from a state where the polymer compound solution is discharged from a mold having a discharge port into the air, and the polymer compound solution is The method for producing a hollow fiber membrane as described above, which is solidified.

本発明の中空糸膜は、透水性能及び強度と濾過能力とのバランスが図られ、大口径でありながら、透水性能、強度及び濾過能力の全てに優れたものとすることができる。
また、本発明の中空糸膜の製造方法によれば、大口径で、透水性能、強度及び濾過能力に優れた中空糸膜を、簡便かつ容易な方法によって製造することが可能となる。
The hollow fiber membrane of the present invention has a balance between water permeability and strength and filtration capacity, and can be excellent in all of water permeability, strength and filtration capacity while having a large diameter.
Further, according to the method for producing a hollow fiber membrane of the present invention, a hollow fiber membrane having a large diameter and excellent in water permeability, strength and filtration ability can be produced by a simple and easy method.

本発明の中空糸膜は、主に高分子化合物からなる中空糸膜であって、高分子化合物に対して所定量の無機化合物を含有する。   The hollow fiber membrane of the present invention is a hollow fiber membrane mainly composed of a polymer compound, and contains a predetermined amount of an inorganic compound with respect to the polymer compound.

高分子化合物としては、塩化ビニル系、ポリスルホン(PS)系、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン系、酢酸セルロース(CA)系、ポリアクリロニトリル(PAN)系、ポリエーテルスルフォン系、ポリビニルアルコール(PVA)系、ポリイミド(PI)系等の高分子化合物が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、塩化ビニル系樹脂が好ましい。これら材料は、市販されているもの、周知の方法により各種モノマーから重合して得られるものなど、いずれの材料をも利用することができる。高分子化合物の数平均分子量等は、その種類に応じて適宜調整することが好ましい。   Polymer compounds include vinyl chloride, polysulfone (PS), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyolefins such as polyethylene (PE), cellulose acetate (CA), polyacrylonitrile (PAN), polyether High molecular compounds such as sulfone, polyvinyl alcohol (PVA), and polyimide (PI) are listed. You may use these individually or in combination of 2 or more types. Of these, vinyl chloride resins are preferred. As these materials, any materials such as those commercially available and those obtained by polymerization from various monomers by a known method can be used. The number average molecular weight and the like of the polymer compound is preferably adjusted as appropriate according to the type.

塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル単独重合体、塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマーと塩化ビニルモノマーとの共重合体、重合体に塩化ビニルモノマーをグラフト共重合したグラフト共重合体、これらの塩化ビニルモノマー単位が塩素化されたものからなる(共)重合体等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。特に、耐汚染性を向上するために、親水性モノマーが共重合されていることが好ましい。
塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマー、塩化ビニルにグラフト共重合する重合体、親水性モノマーは、例えば、WO2011/108579号に記載のものを利用することができる。また、高分子化合物には、架橋性モノマーが含有されていてもよい。架橋性モノマーは、WO2011/108579号に記載のものを利用することができる。
Examples of vinyl chloride resins include vinyl chloride homopolymers, copolymers of monomers having unsaturated bonds copolymerizable with vinyl chloride monomers and vinyl chloride monomers, and graft copolymers obtained by graft copolymerization of vinyl chloride monomers to polymers. Examples thereof include polymers and (co) polymers composed of chlorinated vinyl chloride monomer units. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, it is preferable that a hydrophilic monomer is copolymerized in order to improve stain resistance.
As the monomer having an unsaturated bond copolymerizable with the vinyl chloride monomer, the polymer to be graft copolymerized with vinyl chloride, and the hydrophilic monomer, for example, those described in WO2011 / 108579 can be used. The polymer compound may contain a crosslinkable monomer. As the crosslinkable monomer, those described in WO2011 / 108579 can be used.

無機化合物は、例えば、シリカ、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、鉄、亜鉛等の金属酸化物又は水酸化物、ナトリウム、カリウム、カルシウム等の塩類、ガラス繊維等が挙げられる。これら無機化合物は、種々の処理剤を用いて表面処理を行ったものであってもよいし、行わないものであってもよい。   Examples of the inorganic compound include silica, calcium silicate, aluminum silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium phosphate, iron, zinc and other metal oxides or hydroxides, sodium, potassium, calcium and other salts, glass fibers, and the like. . These inorganic compounds may or may not be subjected to surface treatment using various treatment agents.

無機化合物は、高分子化合物の全重量に対して0.1〜10重量%含有されていることが好ましく、0.5〜5重量%がより好ましく、0.5〜2重量%がさらに好ましい。このような範囲の含有量とすることにより、無機化合物が、後述する高分子化合物の溶液中で凝集することを防止し、均一な溶液とすることができる。その結果、均一な中空糸膜を製造することが可能となり、その強度を向上させることが可能となる。   The inorganic compound is preferably contained in an amount of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, even more preferably 0.5 to 2% by weight based on the total weight of the polymer compound. By setting it as content of such a range, it can prevent that an inorganic compound aggregates in the solution of the high molecular compound mentioned later, and can be set as a uniform solution. As a result, a uniform hollow fiber membrane can be produced and its strength can be improved.

無機化合物の形状は特に限定されるものではなく、例えば、粒子状、フレーク状及び繊維状等が挙げられる。いずれの形状であっても、その最大長は200μm程度以下が好ましく、100μm程度以下がより好ましく、80μm程度以下がさらに好ましい。特に、繊維状又はフレーク状の場合は、長さが30〜200μm程度、好ましくは30〜100μm程度、径(幅)が5〜50μm程度、好ましくは5〜30μm程度が挙げられる。粒子状の場合は、平均一次粒子が10μm程度以下、好ましくは5μm程度以下、より好ましくは1μm程度以下が挙げられる。   The shape of the inorganic compound is not particularly limited, and examples thereof include particles, flakes, and fibers. Regardless of the shape, the maximum length is preferably about 200 μm or less, more preferably about 100 μm or less, and further preferably about 80 μm or less. Particularly, in the case of a fiber or flake, the length is about 30 to 200 μm, preferably about 30 to 100 μm, and the diameter (width) is about 5 to 50 μm, preferably about 5 to 30 μm. In the case of particles, the average primary particles are about 10 μm or less, preferably about 5 μm or less, more preferably about 1 μm or less.

無機化合物は、中空糸膜の成形性及び強度の向上を考慮すると、後述する溶媒に対して均一に分散するものが好ましい。   In consideration of improvement in moldability and strength of the hollow fiber membrane, it is preferable that the inorganic compound is uniformly dispersed in the solvent described later.

本発明の中空糸膜は、このように、中空膜を構成する高分子化合物内に無機化合物を含有することにより、無機化合物と樹脂との間に積極的に微小空間を発生させ、ろ過抵抗を低減することによって、透水性を向上させることができる。特に、本願発明のような大口径の中空糸膜では、表面積の増減によって小口径の中空糸膜と単純に透水性を比較すると不利になることが予想されるが、上述したような無機化合物の含有によって、大口径の中空糸膜であっても、さらにこの中空糸膜の濾過性能が高くても、透水性をより確保することが可能となる。   As described above, the hollow fiber membrane of the present invention contains an inorganic compound in the polymer compound constituting the hollow membrane, so that a micro space is positively generated between the inorganic compound and the resin, and the filtration resistance is increased. By reducing, water permeability can be improved. In particular, a large-diameter hollow fiber membrane such as the present invention is expected to be disadvantageous when the water permeability is simply compared with a small-diameter hollow fiber membrane due to an increase or decrease in surface area. By inclusion, even if the hollow fiber membrane has a large diameter, and even if the filtration performance of the hollow fiber membrane is high, water permeability can be further ensured.

本発明の中空糸膜は、外径が3.6mm〜10mm、外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34及び内径が3.2mm以上である。
なかでも、外径が3.6mm〜7mm程度、SDR値が6.5〜11及び内径が3.2mm以上であることが好ましい。さらに、外径が5.3mm〜7mm程度、SDR値が6.5〜11及び内径が3.2mm以上であることがより好ましい。これにより、中空糸膜に内圧、外圧を印加した場合の強度を保ちながら、高濃度の排水を通水させた場合にも中空糸膜内が閉塞しない程度の大きさの内径を確保することが可能となる。
なお、膜の内外径、肉厚等は、電子顕微鏡写真等を用いた実測などによって測定することができる。
The hollow fiber membrane of the present invention has an outer diameter of 3.6 mm to 10 mm, an SDR value that is a ratio of the outer diameter to the wall thickness of 5.8 to 34, and an inner diameter of 3.2 mm or more.
Especially, it is preferable that an outer diameter is about 3.6 mm-7 mm, SDR value is 6.5-11, and an internal diameter is 3.2 mm or more. Further, it is more preferable that the outer diameter is about 5.3 mm to 7 mm, the SDR value is 6.5 to 11, and the inner diameter is 3.2 mm or more. As a result, while maintaining the strength when an internal pressure and an external pressure are applied to the hollow fiber membrane, it is possible to ensure an inner diameter that is large enough not to block the hollow fiber membrane even when high-concentration wastewater is passed through. It becomes possible.
The inner and outer diameters, thickness, etc. of the film can be measured by actual measurement using an electron micrograph or the like.

この中空糸膜は、自立構造を有している。
一般に、強度が弱い素材は、より強度の強い素材(不織布、紙、金属、セラミック等)から形成される支持体との複合体としなければ、所望の形状、例えば、円筒形状、チューブ形状等を維持することができないため、膜を形成する素材以外に所望の形状を保持できるよう、筒状のセラミック又は筒状に成形した不織布等の中空糸膜が備える分離機能を有しない支持体を伴っている。
これに対して、本発明では、筒状などの所望の形状を変化させないような支持体を伴わず、つまり、支持体フリーの状態で、所望の形状を保持することができる自立構造を有する。
This hollow fiber membrane has a self-supporting structure.
Generally, a material with low strength has a desired shape, for example, a cylindrical shape, a tube shape, etc. unless it is a composite with a support made of a stronger material (nonwoven fabric, paper, metal, ceramic, etc.). With a support that does not have a separation function provided by a hollow fiber membrane such as a cylindrical ceramic or a non-woven fabric formed into a cylindrical shape so that a desired shape can be maintained in addition to the material forming the membrane because it cannot be maintained. Yes.
In contrast, the present invention has a self-supporting structure that can maintain a desired shape without a support body that does not change a desired shape such as a cylindrical shape, that is, in a support-free state.

中空糸膜は、両面において分離機能を有する。そのために、表面に多数の微細孔を有する多孔質膜である。その微細孔の平均孔径は、用途、つまり、後述する被処理水の種類等によって適宜調整することができ、例えば、0.001〜10μm程度、好ましくは0.001〜1μm程度、より好ましくは0.001〜0.1μm程度が挙げられる。膜表面の細孔の大きさ及び密度は、上述した内径、肉厚、得ようとする特性等によって適宜調整することができ、例えば、後述する透過水量を実現することができる程度であることが適している。このような微細孔の多孔によって、水処理膜としての機能を果たすことができる。
また、この微細孔の大きさ及び密度等によって、例えば、限外ろ過膜又は精密ろ過膜(好ましくは限外濾過膜)の分画性を調整することができる。一般に、限外ろ過膜は、孔の大きさが2〜200nm程度の膜、あるいは、分画分子量300000Da以下が適しており、好ましくは150000Da以下であり、精密ろ過膜は、50nm〜10μm程度の膜であることが知られている。
従って、ここでの分離機能とは、精密濾過以上の高分離機能、例えば、限外濾過又は精密ろ過の分離機能を意味する。
The hollow fiber membrane has a separation function on both sides. Therefore, it is a porous film having a large number of micropores on the surface. The average pore diameter of the fine pores can be appropriately adjusted depending on the application, that is, the type of water to be treated to be described later, and is, for example, about 0.001 to 10 μm, preferably about 0.001 to 1 μm, more preferably 0. About 0.001 to 0.1 μm. The size and density of the pores on the membrane surface can be adjusted as appropriate according to the above-mentioned inner diameter, thickness, characteristics to be obtained, etc. Is suitable. Such fine pores can serve as a water treatment membrane.
Moreover, the fractionation property of an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane (preferably ultrafiltration membrane) can be adjusted by the size and density of the micropores, for example. In general, an ultrafiltration membrane having a pore size of about 2 to 200 nm or a fractional molecular weight of 300,000 Da or less is suitable, preferably 150,000 Da or less, and a microfiltration membrane is a membrane of about 50 nm to 10 μm. It is known that
Therefore, the separation function here means a higher separation function than microfiltration, for example, ultrafiltration or microfiltration separation function.

本発明の中空糸膜は、上述した高分子化合物と溶媒とを含む高分子化合物溶液の非溶媒誘起相分離(NIPS)によって形成されたものである。
このような非溶媒誘起相分離は、まず、(a)高分子化合物の溶液を調製し、(b)高分子化合物溶液に無機化合物を混合し、(c)得られた高分子化合物溶液を非溶媒に吐出することにより実行することができる。
The hollow fiber membrane of the present invention is formed by non-solvent induced phase separation (NIPS) of a polymer compound solution containing the above-described polymer compound and a solvent.
In such non-solvent induced phase separation, first, (a) a polymer compound solution is prepared, (b) the polymer compound solution is mixed with an inorganic compound, and (c) the resulting polymer compound solution is non-coated. It can be carried out by discharging into a solvent.

(a)高分子化合物の溶液調製
高分子化合物の溶液は、上述した高分子化合物の1種又は2種以上を含むものであればよい。
(A) Preparation of polymer compound solution The polymer compound solution only needs to contain one or more of the above-described polymer compounds.

高分子化合物の溶液には、成膜時における成形性、熱安定性等を向上させる目的で、添加剤、例えば、滑剤、熱安定剤、成膜助剤等がブレンドされていてもよい。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。これら添加剤は、例えば、WO2011/108579号に記載のものを利用することができる。
特に、製膜助剤として、各種重合度のポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等の親水性高分子を用いることが好ましい。
The polymer compound solution may be blended with additives such as a lubricant, a thermal stabilizer, and a film forming aid for the purpose of improving moldability and heat stability during film formation. You may use these individually or in combination of 2 or more types. As these additives, for example, those described in WO2011 / 108579 can be used.
In particular, it is preferable to use hydrophilic polymers such as polyethylene glycol and polyvinyl pyrrolidone having various polymerization degrees as a film forming aid.

高分子化合物を溶液とするために用いられる溶媒は、用いる高分子化合物に対する良溶媒であれば特に限定されるものではなく、通常、高分子化合物を合成する際に利用した溶媒をそのまま利用することができる。
良溶媒の具体例としては、エチレングリコール、グリセリン;ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、アルキルアリールポリエーテルアルコール、アルキルアリールスルホネート、アルキルサルフェート、トリエチルホスフェート、フォルムアミド、酢酸、プロピオン酸、2−メトキシエタノール、t-アミルアルコール、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ブチルエーテル、エチルアセテート、アミルアセテート、ジエチレングリコール、ジ(エチレングリコール)ジエチルエーテル、ジ(エチレングリコール)ジブチルエーテル及び水等が挙げられる。
溶媒は、単独又は2種以上を混合して使用することができる。
The solvent used to make the polymer compound into a solution is not particularly limited as long as it is a good solvent for the polymer compound to be used. Usually, the solvent used when synthesizing the polymer compound is used as it is. Can do.
Specific examples of the good solvent include ethylene glycol, glycerin; polyethylene oxide, polypropylene oxide, alkylaryl polyether alcohol, alkylaryl sulfonate, alkyl sulfate, triethyl phosphate, formamide, acetic acid, propionic acid, 2-methoxyethanol, t- Amyl alcohol, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, hexanol, heptanol, octanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, butyl ether, ethyl acetate, amyl acetate, diethylene glycol, di (ethylene glycol) diethyl ether, di (ethylene glycol) dibutyl ether And water.
A solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.

特に、樹脂として塩化ビニル系樹脂を用いる場合には、溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。
また、樹脂として塩化ビニル系樹脂以外の上述したものを用いる場合には、溶媒としては、上述した良溶媒として例示したものから適宜選択して使用することができる。
In particular, when a vinyl chloride resin is used as the resin, examples of the solvent include dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. .
Moreover, when using what was mentioned above other than vinyl chloride resin as resin, it can select from the thing illustrated as a good solvent mentioned above as a solvent suitably, and can use it.

高分子化合物は、例えば、高分子化合物の全重量に対して15重量%以上含有されることが好ましく、20〜40重量%がより好ましく、20〜30重量%がさらに好ましい。この範囲とすることにより、相分離を適度に早めることができるとともに、得られる中空糸膜において十分な強度を確保することができる。また、後述するような比較的大口径の中空糸膜でも、特に短期強度をも確保することができ、疲労強度を著しく向上させることができる。   For example, the polymer compound is preferably contained in an amount of 15% by weight or more based on the total weight of the polymer compound, more preferably 20 to 40% by weight, and still more preferably 20 to 30% by weight. By setting it as this range, while being able to speed up phase separation moderately, sufficient intensity | strength can be ensured in the hollow fiber membrane obtained. In addition, even a relatively large-diameter hollow fiber membrane as will be described later can ensure particularly short-term strength and can significantly improve fatigue strength.

また、別の観点から、例えば、高分子化合物の溶液の粘度が、500〜4000mPa・s程度とすることが好ましく、1000〜3000mPa・s程度がより好ましい。これにより、高分子化合物溶液の攪拌を容易かつ確実に行うことができる。また、無機化合物の凝集を防止することができる。さらに、無機化合物を均一に分散させることができ、特に、無機化合物が、製造時に通常使用される金型内においても偏よらせることなく、製造ライン中で中空糸膜の外形の真円度を確保することができ、均一な太さ及び膜厚の膜を製造することができる。
粘度は、例えば、高分子化合物の溶液をサンプル管に直接導入し、振動式粘度計(セコニック(株)製、VM-100A-M)を使って測定した値とすることができる。
From another viewpoint, for example, the viscosity of the polymer compound solution is preferably about 500 to 4000 mPa · s, more preferably about 1000 to 3000 mPa · s. Thereby, stirring of a polymer compound solution can be performed easily and reliably. In addition, aggregation of inorganic compounds can be prevented. Furthermore, the inorganic compound can be uniformly dispersed. In particular, the roundness of the outer shape of the hollow fiber membrane can be reduced in the production line without causing the inorganic compound to be biased in the mold that is usually used during the production. And a film having a uniform thickness and thickness can be manufactured.
The viscosity can be a value measured, for example, by directly introducing a solution of a polymer compound into a sample tube and using a vibration viscometer (manufactured by Seconic Corporation, VM-100A-M).

さらに別の観点から、高分子化合物の溶液は、後述する非溶媒との比重差を1.0以内に調製することが適しており、0.8以内が好ましく、さらに0.2以内がより好ましい。これにより、中空糸膜の製造過程における膜の引き取り中に、凝固槽内で膜自体が浮いたり又は沈んだり、扁平することを有効に防止することができる。   From another point of view, the solution of the polymer compound is suitable to prepare a specific gravity difference with a non-solvent described later within 1.0, preferably within 0.8, and more preferably within 0.2. . Thereby, it is possible to effectively prevent the membrane itself from floating, sinking or flattening in the coagulation tank during the drawing of the membrane in the manufacturing process of the hollow fiber membrane.

なお、高分子化合物の溶液を調製する際には、溶媒の揮発、高分子化合物の変性を防止するために、温度を上げすぎないことが好ましく、例えば、80℃程度以下、60℃以下、50℃以下で高分子化合物を溶媒に溶解させることが好ましく、常温で溶解させてもよい。   In preparing a solution of the polymer compound, it is preferable not to raise the temperature excessively in order to prevent volatilization of the solvent and denaturation of the polymer compound, for example, about 80 ° C. or less, 60 ° C. or less, 50 The polymer compound is preferably dissolved in a solvent at a temperature of 0 ° C. or lower, and may be dissolved at room temperature.

(b)高分子化合物溶液への無機化合物の混合
高分子化合物溶液への上述した無機化合物の混合は、必ずしも、高分子化合物溶液の調製を完了した後に行わなくてもよい。高分子化合物の溶媒への添加と同時に又はその前後のいずれで行ってもよい。なかでも、無機化合物自体の凝集を防止するためには、高分子化合物を溶媒に完全に溶解した後に添加し、混合することが好ましい。
(B) Mixing of the inorganic compound into the polymer compound solution The above-described mixing of the inorganic compound into the polymer compound solution is not necessarily performed after the preparation of the polymer compound solution is completed. It may be performed either simultaneously with the addition of the polymer compound to the solvent or before or after the addition. Especially, in order to prevent aggregation of inorganic compound itself, it is preferable to add and mix, after fully dissolving a high molecular compound in a solvent.

(c)非溶媒誘起相分離
無機化合物を含有する高分子化合物の溶液を、非溶媒に吐出することにより、非溶媒誘起相分離がなされ、中空糸膜として成形することができる。
ここで、非溶媒とは、貧溶媒を意味する。
具体的には、上述した高分子化合物の溶液の種類により適宜選択することができるが、水、水と上述した良溶媒との混合溶液(相分離速度を制御するため、主成分が水)、アルコール等が挙げられる。
(C) Non-solvent-induced phase separation By discharging a solution of a polymer compound containing an inorganic compound into a non-solvent, non-solvent-induced phase separation is performed, and a hollow fiber membrane can be formed.
Here, the non-solvent means a poor solvent.
Specifically, it can be appropriately selected depending on the type of the polymer compound solution described above, but water, a mixed solution of water and the above-described good solvent (in order to control the phase separation rate, the main component is water), Alcohol etc. are mentioned.

高分子化合物の溶液の非溶媒への吐出は、通常、紡糸金型が利用される。紡糸金型には、吐出口が形成されており、その吐出口から高分子化合物溶液を吐出する。この紡糸金型は、通常、高分子化合物溶液を紡糸するために同心円状の2重ノズル形状となった吐出口を備えている。なお、通常、内側のノズルからは非溶媒が吐出される。   For discharging the polymer compound solution into the non-solvent, a spinning mold is usually used. The spinning die has a discharge port, and the polymer compound solution is discharged from the discharge port. This spinning die is usually provided with a discharge port having a concentric double nozzle shape for spinning a polymer compound solution. Normally, a non-solvent is discharged from the inner nozzle.

非溶媒は、通常、凝固槽中に充填されており、高分子化合物の溶液を非溶媒が充填された凝固槽中に吐出することにより、高分子化合物溶液において非溶媒誘起相分離がなされ、中空糸膜を成形することができる。
凝固槽には、凝固槽内に紡糸できるように、凝固槽の内又は外に、あるいは外から内に移動可能に、紡糸金型の吐出口が配置されている。
高分子化合物溶液は、(1)凝固槽内に浸漬した吐出口を備えた金型から吐出してもよいし、(2)凝固槽の上に配置された吐出口を備えた金型から空気中に吐出し、吐出された高分子化合物溶液を凝固槽内に沈めてもよいし、(3)吐出口を備えた金型から空気中に吐出した状態から、吐出口を、非溶媒を含む凝固槽内に浸漬して、凝固槽内に吐出してもよい。
The non-solvent is usually filled in a coagulation tank, and non-solvent-induced phase separation is performed in the polymer compound solution by discharging the polymer compound solution into the coagulation tank filled with the non-solvent. A yarn membrane can be formed.
In the coagulation tank, a discharge port of a spinning mold is arranged so as to be able to move into or out of the coagulation tank or from outside to inside so that spinning can be performed in the coagulation tank.
The polymer compound solution may be (1) discharged from a mold having a discharge port immersed in the coagulation tank, or (2) air from a mold having a discharge port disposed on the coagulation tank. The discharged polymer compound solution may be submerged in the coagulation tank, or (3) the discharge port contains a non-solvent from the state where it is discharged into the air from a mold having the discharge port. It may be immersed in a coagulation tank and discharged into the coagulation tank.

(1)の場合には、高分子化合物溶液が、まず、空気中でその表面から溶媒が揮発することによりスキン層を適切に形成する。次いで、非溶媒中で、速やかに液−液相分離を開始させることができ、得られる中空糸膜は、多孔質で均一な表面を得ることができる。その結果、ろ過抵抗が低下することに起因してすぐれた透水量、向上した分画性能を発現させることができる。
空気中での高分子化合物の溶液の吐出は、例えば、鉛直方向(非溶媒の水面に対して90°(吐出後の膜の引取り方向))から非溶媒の水面と同じ方向までの範囲で適宜調整することができる。なかでも、吐出開始時においては、鉛直方向に高分子化合物溶液を吐出することが好ましい。自重によって、高分子化合物溶液の全てが垂れ下がるため、硬化が開始した高分子化合物溶液が吐出口へ干渉することを防止することができる。
In the case of (1), the polymer compound solution first appropriately forms a skin layer by volatilization of the solvent from the surface thereof in the air. Next, liquid-liquid phase separation can be quickly started in a non-solvent, and the resulting hollow fiber membrane can obtain a porous and uniform surface. As a result, excellent water permeability and improved fractionation performance can be realized due to the decrease in filtration resistance.
The discharge of the polymer compound solution in the air is, for example, in the range from the vertical direction (90 ° with respect to the surface of the non-solvent (take-off direction of the film after discharge)) to the same direction as the surface of the non-solvent. It can be adjusted appropriately. In particular, it is preferable to discharge the polymer compound solution in the vertical direction at the start of discharge. Since all of the polymer compound solution hangs down due to its own weight, it is possible to prevent the polymer compound solution that has been cured from interfering with the discharge port.

(3)の場合には、凝固槽中に金型を沈めた状態から高分子化合物溶液の吐出を開始することに比較して、吐出口先端に非溶媒に起因する吐出抵抗が付加されることがなく高分子化合物溶液の詰まりを回避することができ、その結果、得られる膜の変形を防止し、分画性能に優れたスキン層を得ることが可能となる。   In the case of (3), compared to the case where the discharge of the polymer compound solution is started from the state where the mold is submerged in the coagulation tank, the discharge resistance due to the non-solvent is added to the discharge port tip. Therefore, clogging of the polymer compound solution can be avoided, and as a result, deformation of the resulting film can be prevented and a skin layer excellent in fractionation performance can be obtained.

凝固槽中の非溶媒は、高分子化合物溶液に直接接触するものであることから、吐出口から吐出される高分子化合物溶液の温度(又は紡糸金型)と、非溶媒の温度との差を、100℃程度以内、80℃以内、60℃以内とすることが好ましい。これにより、高分子化合物溶液の急激な温度低下およびそれに伴う高分子化合物溶液の粘度の急上昇による紡糸金型の吐出口近傍での詰まりを防止することができる。また、非溶媒の温度を一定に保つことにより、高分子化合物溶液の相分離挙動を安定に維持することができ、透水性能・強度などの性能を安定的に発現させることが可能となる。   Since the non-solvent in the coagulation tank is in direct contact with the polymer compound solution, the difference between the temperature of the polymer compound solution (or spinning mold) discharged from the discharge port and the temperature of the non-solvent is calculated. The temperature is preferably within about 100 ° C, within 80 ° C, and within 60 ° C. Thereby, it is possible to prevent clogging in the vicinity of the discharge port of the spinning die due to a rapid temperature drop of the polymer compound solution and a sudden increase in the viscosity of the polymer compound solution. In addition, by keeping the temperature of the non-solvent constant, the phase separation behavior of the polymer compound solution can be stably maintained, and performance such as water permeability and strength can be stably expressed.

成膜の際の膜の引き取りは、一般に直線方向に行うことが好ましく、高分子化合物溶液の吐出後に膜の引き取り方向を変化させてもよい。この引き取り方向の変化は、緩やかであることが好ましい。これにより、一定の速度及び均一な荷重を維持した引き取りが容易となり、膜構造の変形を最小限に留めることが可能となる。   In general, it is preferable that the film is taken out in the linear direction during film formation, and the direction in which the film is taken may be changed after discharging the polymer compound solution. The change in the take-up direction is preferably gradual. This facilitates taking-up while maintaining a constant speed and a uniform load, and makes it possible to minimize deformation of the film structure.

本発明の製造方法で得られた中空糸膜は、純水の透過水量が400LHMより大きな、600LMH程度以上、800LMH程度以上あるいは1000LMH程度以上を実現することができる。   The hollow fiber membrane obtained by the production method of the present invention can achieve a permeated water amount of pure water larger than 400 LHM, about 600 LMH or more, about 800 LMH or more, or about 1000 LMH or more.

また、膜の耐内圧強度が0.5MPa程度以上、0.7MPa程度以上、0.8MPa程度以上を実現することができる。
さらに、膜の耐外圧強度が0.2MPa程度以上、0.3MPa程度以上、0.5MPa程度以上を実現することができる。
耐圧強度は、膜の両端に金属製のチューブを介して各種配管継ぎ手を接続し、それらを用いて実際に内圧・外圧を印加し、破壊した際の圧力値を測定することで評価することができる。
In addition, the internal pressure strength of the film can be about 0.5 MPa or more, about 0.7 MPa or more, or about 0.8 MPa or more.
Furthermore, the external pressure strength of the film can be about 0.2 MPa or more, about 0.3 MPa or more, or about 0.5 MPa or more.
The pressure strength can be evaluated by connecting various pipe joints to both ends of the membrane via metal tubes, using them to actually apply internal and external pressures, and measuring the pressure values when they break. it can.

本発明の中空糸膜は、十分な強度を保ちながら従来中空糸形状の水処理膜に比べて大きな内径をもつことができるため、生物処理された排水のような、比較的大きなフロックが含まれた排水を内圧ろ過する際にも、膜の端面、すなわち排水が導入される入り口で膜が詰まることがない。   Since the hollow fiber membrane of the present invention can have a larger inner diameter than a conventional hollow fiber-shaped water treatment membrane while maintaining sufficient strength, it contains relatively large flocs such as biologically treated waste water. Even when the wastewater is subjected to internal pressure filtration, the membrane is not clogged at the end face of the membrane, that is, at the inlet where the wastewater is introduced.

また、本発明の中空糸膜を上述した方法により形成することにより、特に、上述したように、透過水量と物理的強度とのバランスに優れている。従って、分離膜として既存の膜モジュール及びそれを利用した水処理装置に好適に利用することができ、水の精製を目的とする好適な水処理、特に、高濃度排水の水処理が可能となる。このような特性を有する本発明の中空糸膜は、限外濾過(UF)膜及び精密濾過(MF)膜として好適に利用することができる。   Moreover, by forming the hollow fiber membrane of the present invention by the method described above, the balance between the amount of permeated water and the physical strength is particularly excellent as described above. Therefore, it can be suitably used for an existing membrane module and a water treatment apparatus using the same as a separation membrane, and suitable water treatment for the purpose of water purification, in particular, high-concentration waste water treatment becomes possible. . The hollow fiber membrane of the present invention having such characteristics can be suitably used as an ultrafiltration (UF) membrane and a microfiltration (MF) membrane.

以下、本発明の中空糸膜及びその製造方法を、実施例に基づいて詳細に説明する。実施例における配合量は、特に断りのない限り重量基準で示す。   Hereinafter, the hollow fiber membrane of this invention and its manufacturing method are demonstrated in detail based on an Example. The compounding amounts in the examples are shown on a weight basis unless otherwise specified.

実施例1
塩素化塩化ビニル19%(積水化学工業製、HA05K)、ガラス繊維(繊維径:13μm、繊維長:75μm、無処理)1%、製孔剤としてポリエチレングリコール200を25%、N’N−ジメチルアセトアミド55%の溶液を調製した。この溶液を45℃に調整し、二重管構造の金型へ200g/minで供給し、内部凝固液として純水を200g/minで供給した。あらかじめ空気中でこれら溶液及び内部凝固液を吐出し、次いで、金型を下向きにして金型を凝固水槽に浸漬し、その後、金型を横向きに変更して、凝固水槽中で高分子化合物溶液を非溶媒誘起相分離させて中空糸膜を得た。
得られた中空糸膜は、内径3.92mm、肉厚0.77mm、外径5.39mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧1.0MPa、外圧0.7MPaであった。
純水の透水性能は700L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Example 1
19% chlorinated vinyl chloride (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., HA05K), 1% glass fiber (fiber diameter: 13 μm, fiber length: 75 μm, untreated), 25% polyethylene glycol 200 as a pore-forming agent, N′N-dimethyl A solution of 55% acetamide was prepared. This solution was adjusted to 45 ° C., supplied to a double-pipe structure mold at 200 g / min, and pure water as an internal coagulating liquid was supplied at 200 g / min. Discharge these solutions and the internal coagulation liquid in the air in advance, then immerse the mold in the coagulation water tank with the mold facing downward, and then change the mold sideways to the polymer compound solution in the coagulation water tank. Were subjected to non-solvent induced phase separation to obtain a hollow fiber membrane.
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 3.92 mm, a wall thickness of 0.77 mm, and an outer diameter of 5.39 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warpage or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 1.0 MPa and an external pressure of 0.7 MPa.
The water permeability of pure water was 700 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

耐圧性能は、膜の両端に、直径4.6mm金属製のチューブを挿入し、そのチューブが挿入されている場所を加締継手で接続し、広く知られている配管の耐圧試験用テストポンプによって内圧・外圧を印加し、破壊した際の圧力値を測定した値である。
分画分子量は、γ−グロブリンの阻止率によって求めた値である。
Pressure resistance performance is achieved by inserting a 4.6 mm diameter metal tube at both ends of the membrane, connecting the place where the tube is inserted with caulking joints, and using a well-known test pump for pressure resistance testing of piping. This is a value obtained by measuring the pressure value when the internal pressure / external pressure is applied and destroyed.
The fractional molecular weight is a value determined by the blocking rate of γ-globulin.

実施例2
セルローストリアセテート20%、ガラス繊維(繊維径:11μm、繊維長:75μm、無処理)1%、製孔剤としてトリエチレングリコール14%、2−メチル−Nピロリドンの溶液を調製した。この溶液を55℃に調整し、実施例1と同様にして、凝固水槽中で高分子化合物溶液を非溶媒誘起相分離させて中空糸膜を得た。
得られた中空糸膜は、内径3.84mm、肉厚0.79mm、外径5.42mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧0.5MPa、外圧0.3MPaであった。
純水の透水性能は580L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Example 2
A solution of 20% cellulose triacetate, 1% glass fiber (fiber diameter: 11 μm, fiber length: 75 μm, untreated), 14% triethylene glycol as a pore-forming agent, and 2-methyl-Npyrrolidone was prepared. This solution was adjusted to 55 ° C., and in the same manner as in Example 1, the polymer compound solution was subjected to non-solvent induced phase separation in a coagulating water tank to obtain a hollow fiber membrane.
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 3.84 mm, a wall thickness of 0.79 mm, and an outer diameter of 5.42 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warping or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 0.5 MPa and an external pressure of 0.3 MPa.
The water permeability of pure water was 580 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

実施例3
ポリエーテルサルフォン20%、ガラス繊維(繊維径:11μm、繊維長:75μm、無処理)0.5%、製孔剤としてポリビニルピロリドン(K90)10%、2−メチル−Nピロリドンの溶液を調製した。この溶液を55℃に調整し、実施例1と同様にして凝固水槽中で高分子化合物溶液を非溶媒誘起相分離させて中空糸膜を得た。
得られた中空糸膜は、内径3.92mm、肉厚0.77mm、外径5.39mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧0.7MPa、外圧0.5MPaであった。
純水の透水性能は520L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Example 3
Polyethersulfone 20%, glass fiber (fiber diameter: 11 μm, fiber length: 75 μm, untreated) 0.5%, polyvinylpyrrolidone (K90) 10% as a pore-forming agent, 2-methyl-Npyrrolidone solution prepared did. This solution was adjusted to 55 ° C., and the polymer compound solution was subjected to non-solvent induced phase separation in a coagulating water tank in the same manner as in Example 1 to obtain a hollow fiber membrane.
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 3.92 mm, a wall thickness of 0.77 mm, and an outer diameter of 5.39 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warpage or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 0.7 MPa and an external pressure of 0.5 MPa.
The water permeability of pure water was 520 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

実施例4
塩化ビニル20%、ガラス繊維(繊維径:50μm、繊維長:6μm、シラン系処理)2%、製孔剤としてポリエチレングリコール200を20%、N’N−ジメチルアセトアミドの溶液を調製した。この溶液を45℃に調整し、実施例1と同様にして凝固水槽中で高分子化合物溶液を非溶媒誘起相分離させて中空糸膜を得た。
得られた中空糸膜は、内径3.8mm、肉厚0.8mm、外径5.35mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧0.3MPa、外圧0.1MPaであった。
純水の透水性能は500L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Example 4
A solution of 20% vinyl chloride, 2% glass fiber (fiber diameter: 50 μm, fiber length: 6 μm, silane treatment), 20% polyethylene glycol 200 as a pore-forming agent, and an N′N-dimethylacetamide solution was prepared. This solution was adjusted to 45 ° C., and the polymer compound solution was subjected to non-solvent induced phase separation in a coagulating water tank in the same manner as in Example 1 to obtain a hollow fiber membrane.
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 3.8 mm, a wall thickness of 0.8 mm, and an outer diameter of 5.35 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warpage or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 0.3 MPa and an external pressure of 0.1 MPa.
The water permeability of pure water was 500 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

比較例1
塩素化塩化ビニル19%(積水化学工業製、HA05K)、製孔剤としてポリエチレングリコール200を25%、N’N−ジメチルアセトアミド65%の溶液を45℃で調製した以外、実施例1と同様に中空糸膜を成膜した。
得られた中空糸膜は、内径4.75mm、肉厚0.69mm、外径6.13mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧1.0MPa、外圧0.7MPaであった。
純水の透水性能は300L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Comparative Example 1
Example 1 except that a solution of 19% chlorinated vinyl chloride (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., HA05K), 25% polyethylene glycol 200 as a pore-forming agent and 65% N′N-dimethylacetamide was prepared at 45 ° C. A hollow fiber membrane was formed.
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 4.75 mm, a wall thickness of 0.69 mm, and an outer diameter of 6.13 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warpage or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 1.0 MPa and an external pressure of 0.7 MPa.
The water permeability of pure water was 300 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

比較例2
セルローストリアセテート20%、製孔剤としてトリエチレングリコール14%、2−メチル−Nピロリドンの溶液を55℃で調製した以外、実施例1と同様に中空糸膜を成膜した。
得られた中空糸膜は、内径3.84mm、肉厚0.79mm、外径5.42mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧0.5MPa、外圧0.3MPaであった。
純水の透水性能は400L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Comparative Example 2
A hollow fiber membrane was formed in the same manner as in Example 1 except that a solution of 20% cellulose triacetate, 14% triethylene glycol as a pore-forming agent, and 2-methyl-Npyrrolidone was prepared at 55 ° C.
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 3.84 mm, a wall thickness of 0.79 mm, and an outer diameter of 5.42 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warping or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 0.5 MPa and an external pressure of 0.3 MPa.
The water permeability of pure water was 400 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

比較例3
ポリエーテルサルフォン20%、製孔剤としてポリビニルピロリドン(K90)10%、2−メチル−Nピロリドン70%の溶液を55℃で調製した以外、実施例1と同様に中空糸膜を成膜した。
得られた中空糸膜は、内径3.92mm、肉厚0.77mm、外径5.39mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧0.7MPa、外圧0.5MPaであった。
純水の透水性能は380L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Comparative Example 3
A hollow fiber membrane was formed in the same manner as in Example 1 except that a solution of 20% polyethersulfone, 10% polyvinylpyrrolidone (K90) as a pore-forming agent and 70% 2-methyl-Npyrrolidone was prepared at 55 ° C. .
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 3.92 mm, a wall thickness of 0.77 mm, and an outer diameter of 5.39 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warpage or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 0.7 MPa and an external pressure of 0.5 MPa.
The water permeability of pure water was 380 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

比較例4
塩化ビニル20%、製孔剤としてポリエチレングリコール200を20%、N’N−ジメチルアセトアミドの溶液を45℃で調製した以外実施例1と同様に中空糸膜を成膜した。
得られた中空糸膜は、内径3.8mm、肉厚0.8mm、外径5.35mmであり、折れ、曲がり、うねり、そり及び偏肉のない均一な形状であった。
耐圧性能は、内圧0.3MPa、外圧0.1MPaであった。
純水の透水性能は400L/m2・hr・atmであった。
分画分子量は15万であった。
Comparative Example 4
A hollow fiber membrane was formed in the same manner as in Example 1 except that 20% of vinyl chloride, 20% of polyethylene glycol 200 as a pore-forming agent, and a solution of N′N-dimethylacetamide were prepared at 45 ° C.
The obtained hollow fiber membrane had an inner diameter of 3.8 mm, a wall thickness of 0.8 mm, and an outer diameter of 5.35 mm, and had a uniform shape without bending, bending, waviness, warpage or uneven thickness.
The pressure resistance performance was an internal pressure of 0.3 MPa and an external pressure of 0.1 MPa.
The water permeability of pure water was 400 L / m 2 · hr · atm.
The molecular weight cut-off was 150,000.

本発明は、水処理装置の態様等にかかわらず、河川水及び地下水の除濁、工業用水の清澄、排水及び汚水処理、海水淡水化の前処理等の水の精製等のために使用される水処理膜、精密濾過膜又は限外濾過膜等として、広範に利用することができ、特に、MBRに有利に使用することができる。   The present invention is used for water purification such as pretreatment for river water and groundwater clarification, industrial water clarification, drainage and sewage treatment, seawater desalination regardless of the aspect of the water treatment apparatus, etc. It can be widely used as a water treatment membrane, a microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane or the like, and can be advantageously used particularly for MBR.

Claims (6)

高分子化合物及び溶媒を含む高分子化合物溶液の非溶媒誘起相分離によって得られる中空糸膜あって、
前記高分子化合物に対して0.1〜10重量%の無機化合物を含有し、
外径が3.6mm〜10mm、外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34及び内径が3.2mm以上である自立構造を有し、両面において分離機能を有することを特徴とする中空糸膜。
A hollow fiber membrane obtained by non-solvent induced phase separation of a polymer compound solution containing a polymer compound and a solvent,
Containing 0.1 to 10% by weight of an inorganic compound with respect to the polymer compound;
It has a self-supporting structure with an outer diameter of 3.6 to 10 mm, an SDR value of 5.8 to 34, which is the ratio of outer diameter to wall thickness, and an inner diameter of 3.2 mm or more, and has a separation function on both sides. Hollow fiber membrane.
前記無機化合物が、平均一次粒子径が10μm以下の微粒子状又は繊維径が5〜50μmかつ繊維長が200μm以下の繊維状の化合物である請求項1に記載の中空糸膜。   The hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the inorganic compound is a fine particle having an average primary particle diameter of 10 µm or less, or a fibrous compound having a fiber diameter of 5 to 50 µm and a fiber length of 200 µm or less. 限外ろ過膜又は精密ろ過膜の分画性を有する請求項1又は2に記載の中空糸膜。   The hollow fiber membrane according to claim 1 or 2, which has a fractionation property of an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane. 膜の耐内圧強度が0.3MPa以上、
耐外圧強度が0.1MPa以上であり、かつ
純水の透水量が400L/m2・hr・atmより大きい請求項1〜3に記載の中空糸膜。
The internal pressure strength of the film is 0.3 MPa or more,
The hollow fiber membrane according to claims 1 to 3, wherein the resistance to external pressure is 0.1 MPa or more and the water permeability of pure water is larger than 400 L / m 2 · hr · atm.
高分子化合物の溶液を調製し、
該高分子化合物溶液に無機化合物を、前記高分子化合物に対して0.1〜10重量%で混合し、
得られた高分子化合物溶液を非溶媒に吐出して非溶媒誘起相分離させ、
外径が3.6〜10mm、外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34及び内径が3.2mm以上である自立構造を有し、両面において分離機能を有する中空糸膜を製造することを特徴とする中空糸膜の製造方法。
Preparing a solution of the polymer compound,
An inorganic compound is mixed in the polymer compound solution at 0.1 to 10% by weight with respect to the polymer compound,
The obtained polymer compound solution is discharged into a non-solvent to cause non-solvent induced phase separation,
Hollow fiber membrane having a self-standing structure with an outer diameter of 3.6 to 10 mm, an SDR value of 5.8 to 34, which is a ratio of outer diameter to wall thickness, and an inner diameter of 3.2 mm or more, and having a separation function on both sides A process for producing a hollow fiber membrane, characterized in that
前記高分子化合物溶液を、吐出口を備えた金型から空気中に吐出した状態から、前記吐出口を、前記非溶媒を含む凝固槽内に浸漬して、前記高分子化合物溶液を凝固させる請求項5に記載の中空糸膜の製造方法。   Claims that the polymer compound solution is solidified by immersing the discharge port in a coagulation tank containing the non-solvent from a state in which the polymer compound solution is discharged into the air from a mold having a discharge port. Item 6. A method for producing a hollow fiber membrane according to Item 5.
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