JP2021176629A - Resin composition manufacturing method, porous film manufacturing method, and porous film - Google Patents

Resin composition manufacturing method, porous film manufacturing method, and porous film Download PDF

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Shingo Hikita
英夫 堀邊
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Abstract

To provide a resin composition manufacturing method by which a resin composition containing a large amount of α crystals of PVDF or a porous film can be easily manufactured, and a porous film manufacturing method.SOLUTION: According to this resin composition manufacturing method, a stock solution, which contains a polyvinylidene fluoride and two or more kinds of good solvents in which 10% or more by mass of the polyvinylidene fluoride can be dissolved, is prepared, and the stock solution and a coagulant are brought into contact with each other. According to this porous film manufacturing method, a membrane-forming stock solution, which contains a polyvinylidene fluoride and two or more kinds of good solvents in which 10% or more by mass of the polyvinylidene fluoride can be dissolved, is prepared, and the membrane-forming stock solution and a coagulant are brought into contact with each other, thereby obtaining a porous film precursor.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、樹脂組成物の製造方法、多孔質膜の製造方法、及び多孔質膜に関する。 The present invention relates to a method for producing a resin composition, a method for producing a porous membrane, and a porous membrane.

ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を含む膜の製造方法としては、非溶媒誘起相分離法(Nonsolvent Induced Phase Separation、NIPS、以下、「NIPS法」と略すこともある。)と熱誘起相分離法(Thermally Induced Phase Separation、TIPS、以下、「TIPS法」と略すこともある。)が知られている。 As a method for producing a film containing polyvinylidene fluoride (PVDF), a non-solvent induced phase separation method (NIPS, hereinafter may be abbreviated as "NIPS method") and a heat-induced phase separation method (Thermally). Induced Phase Separation, TIPS, hereinafter, may be abbreviated as "TIPS method") is known.

TIPS法では、PVDFのα晶を多く含む膜を製造できることが知られている(例えは、特許文献1参照)。また、NIPS法においても、PVDFを溶解した製膜原液に臭化リチウム(LiBr)等の塩を添加することにより、α晶を多く含む膜を製造できることが知られている(例えは、特許文献2参照)。 It is known that the TIPS method can produce a film containing a large amount of α crystals of PVDF (for example, see Patent Document 1). Further, also in the NIPS method, it is known that a film containing a large amount of α crystals can be produced by adding a salt such as lithium bromide (LiBr) to a film-forming stock solution in which PVDF is dissolved (for example, Patent Documents). 2).

特開2018−171557号公報JP-A-2018-171557 特開2018−069115号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-069115

PVDFがα晶を多く含む場合、耐候性、耐薬品性、耐熱性に優れる膜が得られる。従って、従来、PVDFのα晶を多く含む膜を製造するために様々な試みがなされてきた。TIPS法で製造された膜は、α晶を多く含むものの、NIPS法で製造された膜と比較すると、透水性に劣るという課題があった。また、NIPS法において、PVDFを溶解した製膜原液に塩を添加することにより、α晶の割合が高くなることが知られている。しかしながら、塩を含む凝固液を用いると、製膜後の膜から塩を取り除く工程が必要となり、製造工程が複雑になるという課題があった。 When PVDF contains a large amount of α crystals, a film having excellent weather resistance, chemical resistance, and heat resistance can be obtained. Therefore, various attempts have been made in the past to produce a film containing a large amount of α crystals of PVDF. Although the film produced by the TIPS method contains a large amount of α crystals, there is a problem that the film is inferior in water permeability as compared with the film produced by the NIPS method. Further, in the NIPS method, it is known that the proportion of α crystals is increased by adding a salt to the membrane-forming stock solution in which PVDF is dissolved. However, when a coagulating liquid containing a salt is used, a step of removing the salt from the film after the film formation is required, which causes a problem that the manufacturing process becomes complicated.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、PVDFのα晶を多く含む樹脂組成物あるいは多孔質膜を容易に製造できる樹脂組成物の製造方法、及び多孔質膜の製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、PVDFのα晶を多く含む多孔質膜を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a method for producing a resin composition containing a large amount of α crystals of PVDF or a method for producing a resin composition capable of easily producing a porous film, and a method for producing a porous film. The challenge is to provide.
Another object of the present invention is to provide a porous membrane containing a large amount of α crystals of PVDF.

上記の課題を達成する本発明の構成は下記の通りである。
[1] ポリフッ化ビニリデンと、前記ポリフッ化ビニリデンを10質量%以上溶解可能な良溶媒のうち、いずれか2種以上と、を含む原液を調製し、
前記原液と凝固液とを接触させる、樹脂組成物の製造方法。
[2] ポリフッ化ビニリデンと、前記ポリフッ化ビニリデンを10質量%以上溶解可能な良溶媒のうち、いずれか2種以上と、を含む製膜原液を調製し、
前記製膜原液と凝固液とを接触させて多孔質膜前駆体を得る、多孔質膜の製造方法。
[3] 前記多孔質膜前駆体中に残存する溶剤の一部または全部を除去した後、前記多孔質膜前駆体を乾燥して多孔質膜を得る、[2]に記載の多孔質膜の製造方法。
[4] ポリフッ化ビニリデンを含み、前記ポリフッ化ビニリデンが一方向において無配向であり、
前記ポリフッ化ビニリデンの赤外線吸収スペクトルによる吸収強度から求められる結晶構造が、前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶に由来する吸光度と前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶およびβ晶に由来する吸光度の合計との比(α晶に由来する吸光度/α晶に由来する吸光度およびβ晶に由来する吸光度の合計)が25%以上100%以下である、多孔質膜。
[5] ポリフッ化ビニリデンを含み、前記ポリフッ化ビニリデンが一方向において無配向であり、
前記ポリフッ化ビニリデンのX線回折法によって求められる結晶構造が、前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶に由来するピーク面積比と前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶、β晶およびγ晶に由来するピーク面積比の合計との比(α晶に由来するピーク面積比/α晶に由来するピーク面積比、β晶に由来するピーク面積比およびγ晶に由来するピーク面積比の合計)が15%以上100%以下である、多孔質膜。
[6] 前記ポリフッ化ビニリデンにおけるラマン分光法によって算出される配向パラメータが1.5未満である、請求項[4]又は[5]に記載の多孔質膜。
[7] 前記ポリフッ化ビニリデンにおけるX線回折法によって算出される配向パラメータが0.4以下である、請求項[4]又は[5]に記載の多孔質膜。
[8] 可塑剤の含有量が1質量%以下である、[4]〜[7]のいずれかに記載の多孔質膜。
[9] 前記多孔質膜の一方の表面から他方の表面にわたって、前記多孔質膜の細孔の内径が漸次的に変化する、[4]〜[8]のいずれかに記載の多孔質膜。
[10] 無機塩の含有量が1質量%以下である、[4]〜[9]のいずれかに記載の多孔質膜。
The configuration of the present invention that achieves the above problems is as follows.
[1] A stock solution containing polyvinylidene fluoride and any two or more of good solvents capable of dissolving the polyvinylidene fluoride in an amount of 10% by mass or more is prepared.
A method for producing a resin composition, in which the undiluted solution and the coagulating solution are brought into contact with each other.
[2] A membrane-forming stock solution containing polyvinylidene fluoride and any two or more of good solvents capable of dissolving the polyvinylidene fluoride in an amount of 10% by mass or more is prepared.
A method for producing a porous membrane, wherein the membrane-forming stock solution and the coagulation liquid are brought into contact with each other to obtain a porous membrane precursor.
[3] The porous membrane according to [2], wherein after removing a part or all of the solvent remaining in the porous membrane precursor, the porous membrane precursor is dried to obtain a porous membrane. Production method.
[4] It contains polyvinylidene fluoride, and the polyvinylidene fluoride is unoriented in one direction.
The crystal structure obtained from the absorption intensity of the polyvinylidene fluoride infrared absorption spectrum is the ratio of the absorbance derived from the α crystal in the polyvinylidene fluoride to the total absorbance derived from the α crystal and the β crystal in the polyvinylidene fluoride ( A porous film having an absorbance derived from α-crystal / total of absorbance derived from α-crystal and absorbance derived from β-crystal) of 25% or more and 100% or less.
[5] Containing polyvinylidene fluoride, the polyvinylidene fluoride is non-oriented in one direction.
The crystal structure obtained by the X-ray diffractometry of polyvinylidene fluoride is the ratio of the peak area ratio derived from α crystal in vinylidene fluoride to the peak area ratio derived from α crystal, β crystal and γ crystal in vinylidene fluoride. The ratio to the total (total of peak area ratio derived from α crystal / peak area ratio derived from α crystal, peak area ratio derived from β crystal and peak area ratio derived from γ crystal) is 15% or more and 100% or less. Is a porous film.
[6] The porous membrane according to claim [4] or [5], wherein the orientation parameter calculated by Raman spectroscopy in polyvinylidene fluoride is less than 1.5.
[7] The porous membrane according to claim [4] or [5], wherein the orientation parameter calculated by the X-ray diffraction method in polyvinylidene fluoride is 0.4 or less.
[8] The porous membrane according to any one of [4] to [7], wherein the content of the plasticizer is 1% by mass or less.
[9] The porous membrane according to any one of [4] to [8], wherein the inner diameter of the pores of the porous membrane gradually changes from one surface of the porous membrane to the other surface.
[10] The porous membrane according to any one of [4] to [9], wherein the content of the inorganic salt is 1% by mass or less.

本発明によれば、PVDFのα晶を多く含む樹脂組成物あるいは多孔質膜を容易に製造できる樹脂組成物の製造方法、及び多孔質膜の製造方法を提供できる。
また、本発明によれば、PVDFのα晶を多く含む多孔質膜を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a resin composition containing a large amount of α crystals of PVDF or a method for producing a resin composition capable of easily producing a porous film, and a method for producing a porous film.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a porous membrane containing a large amount of α crystals of PVDF.

実施例および比較例の多孔質膜において、PVDFの赤外線吸収スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the infrared absorption spectrum of PVDF in the porous membrane of an Example and a comparative example. 実施例および比較例の多孔質膜において、PVDFのX線回折スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the X-ray diffraction spectrum of PVDF in the porous membrane of an Example and a comparative example.

本発明の多孔質膜の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
An embodiment of the porous membrane of the present invention will be described.
It should be noted that the present embodiment is specifically described in order to better understand the gist of the invention, and is not limited to the present invention unless otherwise specified.

1.多孔質膜
本実施形態の多孔質膜は、ポリフッ化ビニリデンを含み、ポリフッ化ビニリデンが一方向において無配向であり、ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶の割合が、従来の単一の良溶媒に溶解した原液を、NIPS法を用いて得られる多孔質膜よりも高い。詳細には、本実施形態の多孔質膜は、ポリフッ化ビニリデンの全体の結晶の割合に対するα晶の割合が15%よりも高い。
1. 1. Porous Membrane The porous membrane of the present embodiment contains polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride is unidirectionally unoriented, and the proportion of α crystals in polyvinylidene fluoride is dissolved in a single good solvent of the past. The stock solution is higher than the porous membrane obtained by using the NIPS method. Specifically, in the porous membrane of the present embodiment, the ratio of α crystals to the total crystal ratio of polyvinylidene fluoride is higher than 15%.

1.1 材質
<ポリフッ化ビニリデン>
本実施形態の多孔質膜において、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とは、フッ化ビニリデンの単独重合体、およびフッ化ビニリデンを主成分とするフッ化ビニリデン共重合体を意味する。
1.1 Material <Polyvinylidene fluoride>
In the porous membrane of the present embodiment, polyvinylidene fluoride (PVDF) means a homopolymer of vinylidene fluoride and a vinylidene fluoride copolymer containing vinylidene fluoride as a main component.

フッ化ビニリデン共重合体としては、例えば、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。 Examples of vinylidene fluoride copolymers include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, and vinylidene fluoride-tri. Fluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene ternary copolymers, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene-hexafluoropropylene ternary copolymers, and mixtures of two or more of these Can be mentioned.

これらのフッ化ビニリデン共重合体は、コモノマーの共重合比率が、20mol%以下であることが好ましく、10mol%以下であることがより好ましい。コモノマーの共重合比率が20mol%以下であることにより、フッ化ビニリデン共重合体は、結晶性を有する熱可塑性樹脂となる。コモノマーの共重合比率が高くなり過ぎると、フッ化ビニリデン共重合体は、結晶性を喪失してエラストマーとなる。 In these vinylidene fluoride copolymers, the copolymerization ratio of the comonomer is preferably 20 mol% or less, and more preferably 10 mol% or less. When the copolymerization ratio of the comonomer is 20 mol% or less, the vinylidene fluoride copolymer becomes a thermoplastic resin having crystallinity. If the copolymerization ratio of the comonomer becomes too high, the vinylidene fluoride copolymer loses its crystallinity and becomes an elastomer.

PVDFの質量平均分子量(以下、「Mw」という。)は、100,000以上2,000,000以下であることが好ましい。Mwが100,000以上であれば、本実施形態の多孔質膜の機械的強度が良好となる傾向にあり、Mwが2,000,000以下であれば、後述する溶剤への溶解性が良好となる傾向にある。Mwの下限値は300,000以上であることがより好ましく、Mwの上限値は1,500,000以下であることがより好ましい。 The mass average molecular weight of PVDF (hereinafter referred to as "Mw") is preferably 100,000 or more and 2,000,000 or less. When Mw is 100,000 or more, the mechanical strength of the porous membrane of the present embodiment tends to be good, and when Mw is 2,000,000 or less, the solubility in a solvent described later is good. It tends to be. The lower limit of Mw is more preferably 300,000 or more, and the upper limit of Mw is more preferably 1.5 million or less.

PVDFは、懸濁重合法または乳化重合法により製造することができる。乳化重合法では、化学的に安定なフッ素系乳化剤を用いて、フッ化ビニリデン単独またはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンなどのコモノマーとを水系媒体中に乳化させる。次いで、重合開始剤として、無機過酸化物、有機過酸化物、有機パーカーボネート化合物等を用いて、重合を行う。乳化重合後、サブミクロン単位の微小なラテックスを凝集剤により析出し、凝集させると、PVDFを適当な大きさの粒子として回収することができる。 PVDF can be produced by a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method. In the emulsification polymerization method, vinylidene fluoride alone or a comonomer such as vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is emulsified in an aqueous medium using a chemically stable fluorine-based emulsifier. Next, polymerization is carried out using an inorganic peroxide, an organic peroxide, an organic percarbonate compound or the like as a polymerization initiator. After emulsion polymerization, fine latex in the submicron unit is precipitated by a coagulant and aggregated, so that PVDF can be recovered as particles having an appropriate size.

<ポリフッ化ビニリデン以外の材質>
本実施形態の多孔質膜を製造するにあたって、製膜原液にはPVDF以外に、相分離の制御等を目的として、例えば、ポリエチレングリコールによって代表されるモノオール系、ジオール系、トリオール系、ポリビニルピロリドンなどの親水性高分子樹脂を使用することができる。これらは必要に応じて適宜選択して使用することができるが、中でも増粘効果に優れることから、ポリビニルピロリドンが好ましい。
<Materials other than polyvinylidene fluoride>
In producing the porous membrane of the present embodiment, in addition to PVDF, the membrane-forming stock solution contains, for example, monool-based, diol-based, triol-based, and polyvinylpyrrolidone represented by polyethylene glycol for the purpose of controlling phase separation and the like. Hydrophilic polymer resins such as, etc. can be used. These can be appropriately selected and used as needed, but polyvinylpyrrolidone is preferable because it is excellent in thickening effect.

1.2 PVDFの配向
本実施形態の多孔質膜に含まれるPVDFは、一方向において無配向である。本発明の多孔質膜の形態としては、例えば、平膜および中空糸膜が挙げられる。ここで、PVDFの一方向とは、例えば、多孔質膜が平膜の場合には、平膜の厚み方向のことであり、多孔質膜が中空糸膜の場合には、中空糸の繊維軸方向のことである。
1.2 Orientation of PVDF The PVDF contained in the porous membrane of this embodiment is non-oriented in one direction. Examples of the form of the porous membrane of the present invention include a flat membrane and a hollow fiber membrane. Here, the one direction of PVDF is, for example, the thickness direction of the flat membrane when the porous membrane is a flat membrane, and the fiber shaft of the hollow fiber when the porous membrane is a hollow fiber membrane. It is the direction.

PVDFが、一方向において無配向であるとは、PVDFにおけるラマン分光法によって算出される配向パラメータが1.5未満であることを意味する。また、PVDFが、一方向において無配向であるとは、PVDFにおけるX線回折法によって算出される配向パラメータが0.4以下であることを意味する。PVDFが、一方向において無配向であると、非対称の傾斜構造を有する膜を調整することが容易であり、高い透水性と阻止率を両立することができる。 The fact that PVDF is unoriented in one direction means that the orientation parameter calculated by Raman spectroscopy in PVDF is less than 1.5. Further, the fact that PVDF is non-oriented in one direction means that the orientation parameter calculated by the X-ray diffraction method in PVDF is 0.4 or less. When PVDF is non-oriented in one direction, it is easy to prepare a membrane having an asymmetric inclined structure, and high water permeability and blocking rate can be achieved at the same time.

ラマン分光法による配向パラメータの測定方法は、例えば、次の通りである。多孔質中空糸膜の長手方向に沿う断面において、ミクロトームによる切削を行うことで、多孔質中空糸膜を切片化する。こうして得られた切片を光学顕微鏡で観察しながら中空糸の長手方向に沿って、1μm間隔でレーザーラマン測定を行う。PVDFの1270cm−1付近のラマンバンドは、CF(フルオロカーボン)伸縮振動とCC(炭素−炭素)伸縮振動とのカップリングモードに帰属する。これらの振動の振動方向は、分子鎖に対して平行なモードである。一方、PVDFの840cm−1付近のラマンバンドの振動方向は、分子鎖に対して垂直である。ラマン散乱は分子鎖の振動方向と入射光の偏光方向が一致する場合に強く得られることから、これらの振動モードの散乱強度の比は配向度と相関して変化する。このため、配向パラメータを、下記式(1)で算出することができる。配向パラメータνは、多孔質中空糸膜の長手方向への配向が高いほど大きな値となり、無配向時には1、短手方向への配向が高いと1よりも小さな値を示す。
配向パラメータν=(I1270/I840)平行/(I1270/I840)垂直 (1)
上記式(1)において、平行条件:多孔質中空糸膜の長手方向と偏光方向が平行。垂直条件:多孔質中空糸膜の長手方向と偏光方向が直交。I1270cm−1平行:平行条件時の1270cm−1のラマンバンドの強度。I1270cm−1垂直:垂直条件時の1270cm−1のラマンバンドの強度。I840cm−1平行:平行条件時の840cm−1のラマンバンドの強度。I840cm−1垂直:垂直条件時の840cm−1のラマンバンドの強度である。
The method for measuring the orientation parameter by Raman spectroscopy is, for example, as follows. The porous hollow fiber membrane is sectioned by cutting with a microtome in a cross section along the longitudinal direction of the porous hollow fiber membrane. While observing the sections thus obtained with an optical microscope, laser Raman measurement is performed at 1 μm intervals along the longitudinal direction of the hollow fiber. The Raman band near 1270 cm -1 of PVDF belongs to the coupling mode of CF 2 (fluorocarbon) expansion and contraction vibration and CC (carbon-carbon) expansion and contraction vibration. The vibration direction of these vibrations is a mode parallel to the molecular chain. On the other hand, the vibration direction of the Raman band near 840 cm -1 of PVDF is perpendicular to the molecular chain. Since Raman scattering is strongly obtained when the vibration direction of the molecular chain and the polarization direction of the incident light match, the ratio of the scattering intensity of these vibration modes changes in correlation with the degree of orientation. Therefore, the orientation parameter can be calculated by the following equation (1). The orientation parameter ν has a larger value as the orientation of the porous hollow fiber membrane in the longitudinal direction is higher, and is 1 when the porous hollow fiber membrane is not oriented, and is smaller than 1 when the orientation in the lateral direction is high.
Orientation parameter ν = (I1270 / I840) parallel / (I1270 / I840) vertical (1)
In the above formula (1), parallel condition: the longitudinal direction of the porous hollow fiber membrane and the polarization direction are parallel. Vertical condition: The longitudinal direction of the porous hollow fiber membrane and the polarization direction are orthogonal. I1270cm -1 parallel: The strength of the Raman band of 1270cm -1 under parallel conditions. I1270cm -1 Vertical: The strength of the Raman band of 1270cm -1 under vertical conditions. I840cm- 1 parallel: The strength of the Raman band of 840cm-1 under parallel conditions. I 840 cm -1 Vertical: The strength of the Raman band of 840 cm -1 under vertical conditions.

1.3 PVDFの結晶性
PVDFは、結晶性が高い樹脂として知られており、その結晶構造としては、大別して、α晶、β晶およびγ晶の3種の結晶構造が存在することが知られている。
1.3 Crystallinity of PVDF PVDF is known as a highly crystalline resin, and it is known that there are roughly three types of crystal structures, α crystal, β crystal and γ crystal. Has been done.

本実施形態の多孔質膜では、多孔質膜に含まれるPVDF全体の結晶の割合に対するα晶の割合が15%よりも高い。α晶の割合を15%以上にすることで、特にアルカリに対する多孔質膜の化学的耐久性が向上する。 In the porous membrane of the present embodiment, the ratio of α crystals to the ratio of crystals in the entire PVDF contained in the porous membrane is higher than 15%. By setting the ratio of α crystals to 15% or more, the chemical durability of the porous membrane to alkali is improved.

PVDFにおける多孔質膜に含まれるPVDF全体の結晶の割合に対するα晶の割合が15%よりも高いとは、PVDFのX線回折法(XRD)によって求められる結晶構造が、α晶、β晶およびγ晶に由来するピーク面積比の合計を100%とした場合、α晶に由来するピーク面積比の割合が15%以上100%以下、β晶およびγ晶に由来するピーク面積比の合計割合が0%以上90%以下であることを意味する。
α晶に由来するピーク面積比の割合は15%以上であることが好ましく、25%以上であることがより好ましい。
The ratio of α crystals to the ratio of crystals of PVDF contained in the porous film in PVDF is higher than 15%. The crystal structure obtained by X-ray diffraction (XRD) of PVDF is α crystal, β crystal and When the total peak area ratio derived from γ crystal is 100%, the ratio of peak area ratio derived from α crystal is 15% or more and 100% or less, and the total ratio of peak area ratio derived from β crystal and γ crystal is 100%. It means that it is 0% or more and 90% or less.
The ratio of the peak area ratio derived from α crystals is preferably 15% or more, and more preferably 25% or more.

PVDFにおけるα晶、β晶およびγ晶のピーク面積比は、X線回折法(XRD)を用いて、各結晶構造に対応するピークの面積比を比較することで算出できる。 The peak area ratios of α, β, and γ crystals in PVDF can be calculated by comparing the area ratios of the peaks corresponding to each crystal structure using X-ray diffraction (XRD).

具体的な測定方法は、以下の通りである。 The specific measurement method is as follows.

XRDより得られたPVDFのX線回折パターンから、α晶に由来するピーク18.7°から26.5°およびピークの面積、β晶に由来するピーク20.7°から41.2°の面積、およびγ晶に由来するピーク20.3°から39.4°の面積を求める。すなわち、各結晶に対応する各回折パターンの始まりと終了の点とを直線で結び、その面積を求める。 From the X-ray diffraction pattern of PVDF obtained from XRD, the peak area from 18.7 ° to 26.5 ° derived from α crystal and the area of peak from 20.7 ° to 41.2 ° derived from β crystal. , And the area of the peak 20.3 ° to 39.4 ° derived from the γ crystal is determined. That is, the start and end points of each diffraction pattern corresponding to each crystal are connected by a straight line, and the area thereof is obtained.

α晶の割合は、上記の通り、α晶に対応する18.7°のピークの面積および26.5°、β晶に対応する20.7°のピークの面積、およびγ晶に対応する20.3°のピークの面積を求め、下記式(2)によって算出する。
β晶の割合は、上記の通り、α晶に対応する18.7°のピークの面積、β晶に対応する20.7°のピークの面積、およびγ晶に対応する20.3°のピークの面積を求め、下記式(3)によって算出する。
γ晶の割合は、上記の通り、α晶に対応する18.7°のピークの面積、β晶に対応する20.7°のピークの面積、およびγ晶に対応する20.3°のピークの面積を求め、下記式(4)によって算出する。
As described above, the proportions of α-crystals correspond to the area of the peak at 18.7 ° corresponding to the α-crystal and 26.5 °, the area of the peak at 20.7 ° corresponding to the β-crystal, and 20 corresponding to the γ-crystal. . Obtain the area of the peak at 3 ° and calculate it by the following formula (2).
As described above, the proportion of β crystals is as follows: the area of the peak of 18.7 ° corresponding to the α crystal, the area of the peak of 20.7 ° corresponding to the β crystal, and the peak of 20.3 ° corresponding to the γ crystal. The area of is calculated by the following formula (3).
As described above, the proportion of γ crystals is as follows: the area of the peak of 18.7 ° corresponding to the α crystal, the area of the peak of 20.7 ° corresponding to the β crystal, and the peak of 20.3 ° corresponding to the γ crystal. The area of is calculated by the following formula (4).

α晶の割合=(18.7°のピークの面積+26.5°のピークの面積)/(18.7°のピークの面積+26.5°のピークの面積+20.7°のピークの面積+20.3°のピークの面積)×100(%) (2)
β晶の割合=20.7°のピークの面積/(18.7°のピークの面積+26.5°のピークの面積+20.7°のピークの面積+20.3°のピークの面積)×100(%) (3)
γ晶の割合=20.3°のピークの面積/(18.7°のピークの面積+26.5°のピークの面積+20.7°のピークの面積+20.3°のピークの面積)×100(%) (4)
Percentage of α crystals = (18.7 ° peak area + 26.5 ° peak area) / (18.7 ° peak area + 26.5 ° peak area + 20.7 ° peak area +20 .3 ° peak area) x 100 (%) (2)
β crystal ratio = 20.7 ° peak area / (18.7 ° peak area + 26.5 ° peak area + 20.7 ° peak area + 20.3 ° peak area) x 100 (%) (3)
Percentage of γ crystals = 20.3 ° peak area / (18.7 ° peak area + 26.5 ° peak area + 20.7 ° peak area + 20.3 ° peak area) x 100 (%) (4)

PVDFにおける多孔質膜に含まれるPVDF全体の結晶の割合に対するα晶の割合が15%よりも高いとは、PVDFの赤外線吸収スペクトルによる吸収強度から求められる結晶構造が、α晶およびβ晶に由来する吸光度の合計を100%とした場合、α晶に由来する吸収強度の割合の下限が25%以上、好ましくは28%以上、より好ましくは30%以上であって、前記の割合の上限が100%以下であり、β晶に由来する吸収強度の合計割合の下限が0%以上であり、前記の合計割合の上限が75%以下、好ましくは72%以下、より好ましくは70%以下であることを意味する。 The ratio of α crystals to the ratio of crystals of PVDF contained in the porous film in PVDF is higher than 15% because the crystal structure obtained from the absorption intensity by the infrared absorption spectrum of PVDF is derived from α crystals and β crystals. When the total absorbance is 100%, the lower limit of the absorption intensity derived from α crystals is 25% or more, preferably 28% or more, more preferably 30% or more, and the upper limit of the above ratio is 100. % Or less, the lower limit of the total ratio of the absorption intensity derived from β crystals is 0% or more, and the upper limit of the total ratio is 75% or less, preferably 72% or less, more preferably 70% or less. Means.

PVDFにおけるα晶およびβ晶の吸光強度は、フーリエ変換赤外分光分析(FT−IR)によって得られた赤外線吸収スペクトルにより算出できる。 The absorption intensity of α crystal and β crystal in PVDF can be calculated from the infrared absorption spectrum obtained by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR).

具体的な測定方法は、以下の通りである。 The specific measurement method is as follows.

PVDFの赤外線吸収スペクトルにおける低波数側の多形由来のピーク強度比より、PVDFにおける結晶比率を算出する。β晶は840cm−1、α晶は764cm−1のピークを使用する。下記式(5)を用いて、それぞれの吸収における吸光係数を用いて強度比を補正し、形成した結晶中のβ晶比率F(β)を算出する。下記式(5)中、Aβは840cm−1における吸光度、Aαは764cm−1における吸光度、Kβは840cm−1における吸光係数(7.7×10cmmol−1)、Kαは764cm−1における吸光係数(6.1×10cmmol−1)を表す。 The crystal ratio in PVDF is calculated from the peak intensity ratio derived from the polymorph on the low wavenumber side in the infrared absorption spectrum of PVDF. The β crystal uses a peak of 840 cm -1 , and the α crystal uses a peak of 764 cm -1. Using the following formula (5), the intensity ratio is corrected using the absorption coefficient at each absorption, and the β crystal ratio F (β) in the formed crystal is calculated. In the following formula (5), the absorbance at the A beta 840 cm -1, the absorbance at the A α 764cm -1, K β is extinction coefficient at 840cm -1 (7.7 × 10 4 cm 2 mol -1), K α represents an extinction coefficient (6.1 × 10 4 cm 2 mol -1) at 764cm -1.

Figure 2021176629
Figure 2021176629

1.4 可塑剤
本実施形態の多孔質膜は、可塑剤を含んでいてもよいが、可塑剤の含有量が1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。可塑剤の含有量が1質量%以下であれば、多孔質膜を使用する際に処理水へ可塑剤が溶け出す量が少なく、処理水の水質を高いレベルで維持することが可能である。
1.4 Plasticizer The porous membrane of the present embodiment may contain a plasticizer, but the content of the plasticizer is preferably 1% by mass or less, and preferably 0.5% by mass or less. More preferred. When the content of the plasticizer is 1% by mass or less, the amount of the plasticizer that dissolves into the treated water is small when the porous membrane is used, and the water quality of the treated water can be maintained at a high level.

可塑剤としては、特に限定されないが、例えば、ε−カプロラクトン等のカプロラクトン等が挙げられる。 The plasticizer is not particularly limited, and examples thereof include caprolactone such as ε-caprolactone.

1.5 無機物
本実施形態の多孔質膜は、無機物を含んでいてもよいが、無機物の含有量が1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。無機物の含有量が1質量%以下であれば、膜を使用する際に処理水へ無機物が溶け出す量が少なく、処理水の水質を高いレベルで維持することが可能である。
1.5 Inorganic substance The porous membrane of the present embodiment may contain an inorganic substance, but the content of the inorganic substance is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less. When the content of the inorganic substance is 1% by mass or less, the amount of the inorganic substance dissolved into the treated water is small when the membrane is used, and the water quality of the treated water can be maintained at a high level.

無機物は、多孔質膜の製造時に用いられるものである。無機物としては、特に限定されないが、例えば、シリカ、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、金属酸化物、金属水酸化物、および塩類等が挙げられる。また、金属酸化物としては、例えば、鉄や亜鉛等の酸化物等が挙げられる。金属水酸化物としては、例えば、鉄や亜鉛等の水酸化物等が挙げられる。塩類としては、ナトリウム、カリウム、およびカルシウム等の塩類等が挙げられる。 Inorganic substances are those used in the production of porous membranes. Examples of the inorganic substance include, but are not limited to, silica, calcium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium phosphate, metal oxide, metal hydroxide, salts and the like. Further, examples of the metal oxide include oxides such as iron and zinc. Examples of the metal hydroxide include hydroxides such as iron and zinc. Examples of salts include salts such as sodium, potassium, and calcium.

1.6 細孔
本実施形態の多孔質膜は、細孔を有する。本実施形態の多孔質膜では、多孔質膜の一方の表面から他方の表面にわたって、多孔質膜の細孔の内径が漸次的に変化している。多孔質膜の一方の表面から他方の表面にわたって、多孔質膜の細孔の内径が漸次的に変化するとは、多孔質膜の一方の表面から他方の表面にわたって、細孔の内径が漸次的に大きくなること、および多孔質膜の一方の表面から他方の表面にわたって、細孔の内径が漸次的に小さくなることを含む。これにより、孔径の小さい側で分離機能を有し、孔径が大きい側では水に対する圧力損失を軽減できるため、孔径変化の小さい均質な膜と比較して分画を維持しながら高い透水量を有する膜を調製できる。高い透水性を維持することが出きれば、多孔質膜の一方から他方の表面にわたって、細孔の内径が漸次的に大きくなる部分と小さくなる部分が混在していてもよい。
1.6 Pore The porous membrane of this embodiment has pores. In the porous membrane of the present embodiment, the inner diameter of the pores of the porous membrane gradually changes from one surface of the porous membrane to the other surface. The gradual change in the inner diameter of the pores of the porous membrane from one surface to the other surface of the porous membrane means that the inner diameter of the pores gradually changes from one surface of the porous membrane to the other surface. This includes increasing the size and gradually reducing the inner diameter of the pores from one surface to the other surface of the porous membrane. As a result, the side with a small pore diameter has a separation function, and the side with a large pore diameter can reduce the pressure loss with respect to water. Membranes can be prepared. As long as high water permeability can be maintained, a portion where the inner diameter of the pores gradually increases and a portion where the inner diameter of the pores gradually increases may coexist from one surface of the porous membrane to the other surface.

多孔質膜における細孔の平均孔径は、バクテリアやウイルスの除去、たんぱく質若しくは酵素の精製または上水用途で利用可能な点から、1nm以上1200nm以下であることが好ましい。細孔の平均孔径が1nm以上であれば、水を処理する際に高い透水圧力を必要としない傾向にある。細孔の平均孔径が1200nm以下であれば、バクテリアやウイルスや上水中の懸濁物質の除去が可能である傾向にある。 The average pore size of the pores in the porous membrane is preferably 1 nm or more and 1200 nm or less because it can be used for removing bacteria and viruses, purifying proteins or enzymes, or for clean water. When the average pore diameter of the pores is 1 nm or more, there is a tendency that a high hydraulic pressure is not required when treating water. When the average pore size of the pores is 1200 nm or less, bacteria, viruses and suspended solids in the clean water tend to be removed.

なお、本実施形態の多孔質膜における細孔の平均孔径は、走査型電子顕微鏡(日本電子社製、製品名:JSM−7400)を用いて、本実施形態の多孔質膜の外表面部分の細孔の最長径を実測して得られる平均孔径をいう。 The average pore size of the pores in the porous membrane of the present embodiment is determined by using a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., product name: JSM-7400) on the outer surface portion of the porous membrane of the present embodiment. The average pore diameter obtained by actually measuring the longest diameter of the pores.

1.7 形状
<平膜>
本実施形態の多孔質膜が平膜の場合、厚みは、10μm以上1000μm以下であることが好ましい。厚みが10μm以上であれば、高い伸縮性を有し、耐久性が満足できる傾向にある。厚みが1000μm以下であれば低コストで生産できる傾向にある。また、多孔質膜が平膜の場合、厚みの下限値は、20μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることがさらに好ましい。厚みの上限値は、900μm以下であることがより好ましく、800μm以下であることがさらに好ましい。
1.7 Shape <flat membrane>
When the porous membrane of the present embodiment is a flat membrane, the thickness is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less. When the thickness is 10 μm or more, it has high elasticity and tends to be satisfactory in durability. If the thickness is 1000 μm or less, it tends to be produced at low cost. When the porous membrane is a flat membrane, the lower limit of the thickness is more preferably 20 μm or more, and further preferably 30 μm or more. The upper limit of the thickness is more preferably 900 μm or less, and further preferably 800 μm or less.

本実施形態の多孔質膜が平膜の場合、膜の内部の構造としては、例えば、膜の断面における特定方向に孔の大きさが小さくなる傾斜構造または均質な孔を有する構造が挙げられる。 When the porous membrane of the present embodiment is a flat membrane, examples of the internal structure of the membrane include an inclined structure in which the pore size is reduced in a specific direction in the cross section of the membrane or a structure having uniform pores.

本実施形態の多孔質膜が平膜の場合、膜中にはマクロボイドまたは球晶構造を有することができる。 When the porous membrane of the present embodiment is a flat membrane, the membrane can have a macrovoid or spherulite structure.

<中空糸膜>
本実施形態の多孔質膜の形状が中空糸膜の場合、中空糸膜の外径は、20μm以上3500μm以下であることが好ましい。多孔質膜の外径が20μm以上であると製膜時に糸切れが発生し難い傾向にある。また、中空糸膜の外径が3500μm以下であれば中空形状を保ち易く、特に外圧が掛かっても扁平化し難い傾向にある。中空糸膜の外径の下限値は、30μm以上であることがより好ましく、40μm以上であることがさらに好ましい。また、中空糸膜の外径の上限値は、3200μm以下であることがより好ましく、3000μm以下であることがさらに好ましい。
<Hollow fiber membrane>
When the shape of the porous membrane of the present embodiment is a hollow fiber membrane, the outer diameter of the hollow fiber membrane is preferably 20 μm or more and 3500 μm or less. If the outer diameter of the porous film is 20 μm or more, thread breakage tends to be less likely to occur during film formation. Further, when the outer diameter of the hollow fiber membrane is 3500 μm or less, it is easy to maintain the hollow shape, and it tends to be difficult to flatten even when an external pressure is applied. The lower limit of the outer diameter of the hollow fiber membrane is more preferably 30 μm or more, and further preferably 40 μm or more. The upper limit of the outer diameter of the hollow fiber membrane is more preferably 3200 μm or less, and further preferably 3000 μm or less.

<支持体>
本実施形態の多孔質膜は、上述の多孔質膜のみからなるものであっても良いが、優れた機械的強度が得られることから、中空状の支持体上にこの多孔質膜を有するものが特に好ましい。なお、ここでは多孔質膜と支持体との位置関係を明確にするために支持体上と表現しているが、多孔質膜が支持体の空隙を通じて支持体内部に含浸している場合もある。
<Support>
The porous membrane of the present embodiment may be composed of only the above-mentioned porous membrane, but has this porous membrane on a hollow support because excellent mechanical strength can be obtained. Is particularly preferable. Although the term “on the support” is used here to clarify the positional relationship between the porous film and the support, the porous film may be impregnated inside the support through the voids of the support. ..

支持体としては、高い機械的強度を有し、かつ多孔質膜と一体化できるものであれば、適宜選択して使用することができ、特に限定するものではないが、製造コストが低く、柔軟性と断面の形状安定性(真円性)を両立でき、多孔質膜との接着性にも優れることから、編紐が好ましい。中でも、マルチフィラメントからなる1本の糸を丸編した中空状編紐であることが好ましい。
この場合、多孔質膜と支持体(中空状編紐)とは、必ずしも密着している必要はないが、これらの接着性が低いと、中空糸膜を引っ張った時にこれらが分離し、多孔質膜が巣抜けてしまうことがある。
従って、本実施形態の多孔質膜においては、この多孔質膜の一部を中空状編紐の編目を通じて、編紐内に浸入させ、多孔質膜と中空状編紐とを一体化させることが好ましい。
As the support, as long as it has high mechanical strength and can be integrated with the porous membrane, it can be appropriately selected and used, and although it is not particularly limited, the manufacturing cost is low and it is flexible. A braided cord is preferable because it can achieve both properties and shape stability (roundness) of a cross section and is also excellent in adhesiveness to a porous film. Above all, a hollow braided cord in which one thread made of multifilament is circularly knitted is preferable.
In this case, the porous membrane and the support (hollow braid) do not necessarily have to be in close contact with each other, but if their adhesiveness is low, they will separate when the hollow fiber membrane is pulled, and the porous membrane will be porous. The membrane may slip out of the nest.
Therefore, in the porous membrane of the present embodiment, a part of the porous membrane can be infiltrated into the braid through the stitches of the hollow braid to integrate the porous membrane and the hollow braid. preferable.

中空糸膜の多孔質膜と支持体と合計の厚さは、5μm以上500μm以下であることが好ましい。中空糸膜の多孔質膜と支持体と合計の厚さが5μm以上であれば製膜時に糸切れが発生し難い傾向にある。また、中空糸膜の多孔質膜と支持体と合計の厚さが500μm以下であれば中空形状を保ち易い傾向にある。中空糸膜の多孔質膜と支持体と合計の厚さの下限値は、10μm以上であることがより好ましく、15μm以上であることがさらに好ましい。また、中空糸膜の多孔質膜と支持体と合計の厚さの上限値は、450μm以下であることがより好ましく、400μm以下であることがさらに好ましい。 The total thickness of the porous membrane of the hollow fiber membrane and the support is preferably 5 μm or more and 500 μm or less. If the total thickness of the porous membrane of the hollow fiber membrane and the support is 5 μm or more, thread breakage tends to be less likely to occur during film formation. Further, if the total thickness of the porous membrane of the hollow fiber membrane and the support is 500 μm or less, the hollow shape tends to be easily maintained. The lower limit of the total thickness of the porous membrane of the hollow fiber membrane and the support is more preferably 10 μm or more, and further preferably 15 μm or more. Further, the upper limit of the total thickness of the porous membrane of the hollow fiber membrane and the support is more preferably 450 μm or less, and further preferably 400 μm or less.

1.8 性能
1.8.1 透水性
透水性は、所定の形状を有するモジュールに、所定の圧力下で得られる透水量と膜面積の関係から算出することができる。孔径の小さい側で分離機能を有し、孔径が大きい側では水に対する圧力損失を軽減できるため、孔径変化の小さい均質な膜と比較して分画を維持しながら高い透水量を有する膜を調製できる。
1.8 Performance 1.8.1 Water Permeability The water permeability can be calculated from the relationship between the amount of water permeation and the film area obtained under a predetermined pressure in a module having a predetermined shape. Since the small pore size side has a separation function and the large pore size side can reduce the pressure loss against water, a membrane with a high water permeability is prepared while maintaining the fractionation compared to a homogeneous membrane with a small change in pore size. can.

1.8.2 耐薬品性
耐薬品性は、多孔質膜を水酸化ナトリウムに長時間浸漬すること等によって測定される。α晶は、熱力学的に最も安定な結晶構造であると考えられている。このことは、α結晶構造は、β結晶構造に比べて、水素原子とフッ素原子とが非局在化しており、電荷の偏りが少ないことによると考えられる。すなわち、水素原子とフッ素原子とが局在化し、極性が比較的高いβ結晶構造より、極性の比較的低いα結晶構造が高い比率で存在すると、優れた耐薬品性を発揮できると考えられる。α晶の割合が多いことにより、油等を処理する分離膜において使用する際に好ましい。油を多く含有する水を処理すると、分離膜表面等に油由来物質が閉塞する問題が起きるが、一般的には水酸化ナトリウム等で処理すると、けん化されて洗い流すことができる。β晶とγ晶の合計の割合が多いPVDF膜は、水酸化ナトリウムによって侵され、劣化する懸念があるため、α晶を多く含むPVDF膜が好ましい。
1.8.2 Chemical resistance The chemical resistance is measured by immersing the porous membrane in sodium hydroxide for a long time. α-crystals are considered to be the most thermodynamically stable crystal structure. It is considered that this is because the hydrogen atom and the fluorine atom are delocalized in the α crystal structure as compared with the β crystal structure, and the charge bias is small. That is, it is considered that excellent chemical resistance can be exhibited when the hydrogen atom and the fluorine atom are localized and the α crystal structure having a relatively low polarity exists in a higher ratio than the β crystal structure having a relatively high polarity. Due to the large proportion of α crystals, it is preferable when used in a separation membrane for treating oil or the like. Treatment of water containing a large amount of oil causes a problem that oil-derived substances are clogged on the surface of the separation membrane, etc. However, in general, treatment with sodium hydroxide or the like can be saponified and washed away. A PVDF film having a large total ratio of β crystals and γ crystals may be damaged by sodium hydroxide and deteriorate. Therefore, a PVDF film containing a large amount of α crystals is preferable.

2−1.多孔質膜の製造方法
本実施形態の多孔質膜の製造方法は、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を2種以上の良溶媒を含む混合良溶媒に溶解した製膜原液(C)を、凝固液に接触する。
2-1. Method for producing a porous film In the method for producing a porous film of the present embodiment, a film-forming stock solution (C) in which polyvinylidene fluoride (PVDF) is dissolved in a mixed good solvent containing two or more kinds of good solvents is used as a coagulating solution. Contact.

本実施形態の多孔質膜の製造方法としては、一例として、以下の方法が挙げられる。
まず、PVDFと2種以上の良溶媒を含む製膜原液(C)を、支持体に塗布し、凝固液に接触して凝固させて、多孔質膜前駆体を得る。
この後、多孔質膜前駆体中に残存する溶剤の一部または全部を洗浄して取り除き、洗浄後の多孔質膜前駆体を乾燥して本実施形態の多孔質膜を得る。
As an example of the method for producing the porous membrane of the present embodiment, the following method can be mentioned.
First, a membrane-forming stock solution (C) containing PVDF and two or more good solvents is applied to a support and brought into contact with the coagulating solution to coagulate to obtain a porous membrane precursor.
After that, a part or all of the solvent remaining in the porous membrane precursor is washed and removed, and the washed porous membrane precursor is dried to obtain the porous membrane of the present embodiment.

<製膜原液(C)>
製膜原液(C)は、PVDFと2種以上の良溶媒を含む。
製膜原液(C)は、さらにポリフッ化ビニリデン以外の樹脂、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、セルロースアセテート、アクリル樹脂等を含んでいてもよい。製膜原液(C)の相溶性や粘度をコントロールする際に、これらの高分子材料を添加する場合がある。
<Undiluted film-forming solution (C)>
The film-forming stock solution (C) contains PVDF and two or more good solvents.
The film-forming stock solution (C) may further contain a resin other than polyvinylidene fluoride, for example, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, cellulose acetate, an acrylic resin and the like. These polymer materials may be added when controlling the compatibility and viscosity of the film-forming stock solution (C).

良溶媒とは、PVDFを10質量%以上溶解できる溶媒である。
混合する良溶媒は互いの相溶性に優れ、混合良溶媒とした場合に、PVDFの溶解性に優れるものであれば特に限定されない。このような良溶媒としては、例えば、アセトン、炭酸プロピレン(PC)、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N−メチルピロリドン(NMP)、シクロヘキサノン(CHN)、ヘキサメチルリン酸トリアミド(HMPA)、テトラメチルウレア(TMU)、トリエチルフォスフェート(TEP)およびリン酸トリメチル(TMP)等が挙げられる。
A good solvent is a solvent capable of dissolving PVDF in an amount of 10% by mass or more.
The good solvent to be mixed is excellent in compatibility with each other, and when the good mixture solvent is used, it is not particularly limited as long as it is excellent in the solubility of PVDF. Examples of such a good solvent include acetone, propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (γ-BL), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethyl sulfoxide (DMSO), and N-methylpyrrolidone (N-methylpyrrolidone). NMP), cyclohexanone (CHN), hexamethylphosphoric acid triamide (HMPA), tetramethylurea (TMU), triethyl phosphate (TEP), trimethyl phosphate (TMP) and the like.

また、混合良溶媒としては、上述した良溶媒のうち、炭酸プロピレン(PC)、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)、シクロヘキサノン(CHN)、ヘキサメチルリン酸トリアミド(HMPA)、及びトリエチルフォスフェート(TEP)の中から選択される2種以上を用いることが好ましい。 As the mixed good solvent, among the above-mentioned good solvents, propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone (γ-BL), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), N-methylpyrrolidone (NMP), etc. It is preferable to use two or more selected from cyclohexanone (CHN), hexamethylphosphoric acid triamide (HMPA), and triethylphosphate (TEP).

より具体的には、混合良溶媒として、ジメチルアセトアミド(DMAc)/炭酸プロピレン(PC)、ジメチルアセトアミド(DMAc)/γ−ブチロラクトン(γ−BL)、N−メチルピロリドン(NMP)/炭酸プロピレン(PC)、及びN−メチルピロリドン(NMP)/γ−ブチロラクトン(γ−BL)の組み合わせを用いることが好ましい。 More specifically, as a good mixing solvent, dimethylacetamide (DMAc) / propylene carbonate (PC), dimethylacetamide (DMAc) / γ-butyrolactone (γ-BL), N-methylpyrrolidone (NMP) / propylene carbonate (PC) ), And a combination of N-methylpyrrolidone (NMP) / γ-butyrolactone (γ-BL) is preferred.

混合溶媒を作成するときは、DMAc又はNMPを主溶媒とし、PC又はGBLを副溶媒として混合することが好ましい。 When preparing a mixed solvent, it is preferable to mix DMAc or NMP as a main solvent and PC or GBL as a secondary solvent.

主溶媒としてDMAc又はNMPを、副溶媒としてGBLを使用する場合は、GBLの含有割合が、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましく、5質量%がさらに好ましく、8質量%以上が特に好ましく、10質量%以上が最も好ましい。また49質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下がより好ましい。 When DMAc or NMP is used as the main solvent and GBL is used as the auxiliary solvent, the content ratio of GBL is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, and 5% by mass. Is more preferable, 8% by mass or more is particularly preferable, and 10% by mass or more is most preferable. Further, 49% by mass or less is preferable, 40% by mass or less is more preferable, and 30% by mass or less is more preferable.

主溶媒としてDMAc又はNMPを、副溶媒としてPCを使用する場合は、GBLの含有割合が、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましく、5質量%がさらに好ましく、8質量%以上が特に好ましく、10質量%以上が最も好ましい。また49質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下がより好ましい。 When DMAc or NMP is used as the main solvent and PC is used as the auxiliary solvent, the content ratio of GBL is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, and 5% by mass. Is more preferable, 8% by mass or more is particularly preferable, and 10% by mass or more is most preferable. Further, 49% by mass or less is preferable, 40% by mass or less is more preferable, and 30% by mass or less is more preferable.

また混合溶媒は、該混合溶媒を含む製膜原液をBruker社製「Avance 300」による19F NMR測定に供した時、−93〜−94ppm付近に現れる、PVDFの(Head−Tail)(Head−Head)結合におけるフッ素のピークがDMAc単一の場合と比較してブロードになる混合溶媒であることが好ましい。ブロードになるというのは、DMAc単一の場合はおおよそ2つ程度みられるピークトップが、ほぼ一つのピークとして見られるような現象を言う。なお、ケミカルシフトの基準は、ヘキサフルオロベンゼンのピークを−164.7ppmとし、積算回数は64 回であり測定温度は室温とする。 As the mixed solvent, PVDF (Head-Tail) (Head-) appearing in the vicinity of -93 to -94 ppm when the membrane-forming stock solution containing the mixed solvent was subjected to 19 F NMR measurement by Bruker's "Avance 300". It is preferable that the mixed solvent has a broader fluorine peak in the Head) bond than in the case of a single DMAc. Being broad refers to a phenomenon in which about two peak tops, which are seen in the case of a single DMAc, are seen as almost one peak. The standard for chemical shift is that the peak of hexafluorobenzene is -164.7 ppm, the number of integrations is 64, and the measurement temperature is room temperature.

製膜原液(C)は、PVDFの一部溶解せずに分散していても、均一であり、均一性を維持できているのであれば分散した状態のものでもよい。 The film-forming stock solution (C) may be dispersed without partially dissolving PVDF, or may be in a dispersed state as long as it is uniform and the uniformity can be maintained.

製膜原液(C)中のPVDFの含有量は、製膜原液(C)の合計量100質量部に対して7質量部以上30質量部以下であることが好ましい。PVDFの含有量が7質量部以上であれば多孔質膜を形成しやすく、得られる多孔質膜の力学物性も実用レベルである。また、PVDFの含有量が30質量部以下であれば、充分な空隙率を有することから高い透水性を有する多孔質膜を得ることができる。
PVDFの含有量の下限値は、10質量部以上であることがより好ましく、12質量部以上であることがさらに好ましい。PVDFの含有量の上限値は、25質量部以下であることがより好ましく、20質量部以下であることがさらに好ましい。
The content of PVDF in the film-forming stock solution (C) is preferably 7 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the film-forming stock solution (C). When the content of PVDF is 7 parts by mass or more, it is easy to form a porous membrane, and the mechanical properties of the obtained porous membrane are also at a practical level. Further, when the content of PVDF is 30 parts by mass or less, a porous membrane having high water permeability can be obtained because it has a sufficient porosity.
The lower limit of the PVDF content is more preferably 10 parts by mass or more, and further preferably 12 parts by mass or more. The upper limit of the PVDF content is more preferably 25 parts by mass or less, and further preferably 20 parts by mass or less.

製膜原液(C)中の溶媒の含有量は、製膜原液(C)の合計量100質量部に対して50質量部以上93質量部以下であることが好ましく、60質量部以上90質量部以下であることがより好ましい。 The content of the solvent in the film-forming stock solution (C) is preferably 50 parts by mass or more and 93 parts by mass or less, and 60 parts by mass or more and 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the film-forming stock solution (C). The following is more preferable.

<凝固>
製膜原液(C)と凝固液を接触させ、多孔質膜前駆体を得る。多孔質膜前駆体を得る際に使用される凝固液としては、非溶媒である水(蒸留水)、製膜原液(C)に含まれる溶剤と同じ溶剤と水(蒸留水)とを含む水溶液を用いることができ、水溶液を用いることが好ましい。溶剤の濃度は、凝固液中、0質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
<Coagulation>
The membrane-forming stock solution (C) and the coagulation solution are brought into contact with each other to obtain a porous membrane precursor. The coagulating liquid used to obtain the porous film precursor is a non-solvent water (distilled water), an aqueous solution containing the same solvent as the solvent contained in the film-forming stock solution (C) and water (distilled water). Can be used, and it is preferable to use an aqueous solution. The concentration of the solvent is preferably 0% by mass or more and 50% by mass or less in the coagulating liquid.

凝固液の温度は、10℃以上90℃以下であることが好ましい。凝固液の温度が10℃以上であれば、本実施形態の多孔質膜の透水性能を向上できる傾向にある。凝固液の温度が90℃以下であれば、本実施形態の多孔質膜の機械強度を損なわない傾向がある。 The temperature of the coagulating liquid is preferably 10 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. When the temperature of the coagulating liquid is 10 ° C. or higher, the water permeability of the porous membrane of the present embodiment tends to be improved. When the temperature of the coagulating liquid is 90 ° C. or lower, the mechanical strength of the porous membrane of the present embodiment tends not to be impaired.

<洗浄>
得られた多孔質膜前駆体は、40℃以上100℃以下の熱水中への浸漬、洗浄により、溶剤を除去することが好ましい。熱水の温度が40℃以上であれば、多孔質膜前駆体に対する高い洗浄効果が得られる傾向にある。熱水の温度が100℃以下であれば、多孔質膜前駆体が融着し難い傾向にある。
<Washing>
It is preferable to remove the solvent from the obtained porous membrane precursor by immersing it in hot water at 40 ° C. or higher and 100 ° C. or lower and washing it. When the temperature of hot water is 40 ° C. or higher, a high cleaning effect on the porous membrane precursor tends to be obtained. When the temperature of hot water is 100 ° C. or lower, the porous membrane precursor tends to be difficult to fuse.

<乾燥>
洗浄後の多孔質膜前駆体は、60℃以上120℃以下で、1分間以上24時間以下乾燥させることが好ましい。洗浄後の多孔質膜前駆体の乾燥温度が60℃以上であれば、乾燥処理時間が短時間で良く、生産コストも抑えられるため工業生産上好ましい。また、洗浄後の多孔質膜前駆体の乾燥温度が120℃以下であれば、乾燥工程で多孔質膜前駆体が収縮し過ぎることがない傾向にあり、膜外表面に微小な亀裂が発生することもない傾向にあり、好ましい。
<Drying>
The washed porous membrane precursor is preferably dried at 60 ° C. or higher and 120 ° C. or lower for 1 minute or longer and 24 hours or shorter. When the drying temperature of the porous membrane precursor after washing is 60 ° C. or higher, the drying treatment time is short and the production cost can be suppressed, which is preferable in industrial production. Further, if the drying temperature of the porous membrane precursor after washing is 120 ° C. or lower, the porous membrane precursor tends not to shrink too much in the drying step, and minute cracks occur on the outer surface of the membrane. It tends to happen, which is preferable.

本実施形態の多孔質膜の製造方法によれば、PVDFと2種以上の良溶媒を含む製膜原液(C)を、凝固液に接触して凝固させて多孔質膜前駆体を得るため、その多孔質膜前駆体を乾燥して得た多孔質膜は、PVDFが一方向において無配向であり、PVDFにおけるα晶の割合が、従来の単一の良溶媒に溶解した原液を、NIPS法を用いて得られる多孔質膜よりも高い。また、本実施形態の多孔質膜の製造方法によれば、PVDFを2種以上の良溶媒を含む混合良溶媒に溶解した製膜原液(C)を用い、用いる良溶媒に組み合わせや、配合比を調整することにより、PVDFに含まれるα晶の割合を制御することもできる。 According to the method for producing a porous membrane of the present embodiment, a membrane-forming stock solution (C) containing PVDF and two or more good solvents is brought into contact with a coagulating liquid and coagulated to obtain a porous membrane precursor. In the porous membrane obtained by drying the porous membrane precursor, PVDF is non-oriented in one direction, and the ratio of α crystals in PVDF is a stock solution dissolved in a conventional single good solvent, and the NIPS method is used. Higher than the porous membrane obtained using. Further, according to the method for producing a porous membrane of the present embodiment, a membrane-forming stock solution (C) in which PVDF is dissolved in a mixed good solvent containing two or more kinds of good solvents is used, combined with the good solvent to be used, and a blending ratio. It is also possible to control the proportion of α crystals contained in PVDF by adjusting.

2−2.樹脂組成物の製造方法
本実施形態の樹脂組成物の製造方法は、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を2種以上の良溶媒を含む混合良溶媒に溶解した原液(C’)を、凝固液に接触する。
2-2. Method for Producing Resin Composition In the method for producing the resin composition of the present embodiment, a stock solution (C') in which polyvinylidene fluoride (PVDF) is dissolved in a mixed good solvent containing two or more kinds of good solvents is brought into contact with a coagulating solution. do.

本実施形態の樹脂組成物の製造方法としては、一例として、以下の方法が挙げられる。
まず、PVDFと2種以上の良溶媒を含む原液(C’)を凝固液中に滴下し、原液(C’)を凝固液とを接触して凝固させて、ペレット状の樹脂組成物を得る。
この後、ペレット状の樹脂組成物中に残存する溶剤の一部または全部を洗浄して取り除き、洗浄後の樹脂組成物を乾燥して用いることもできる。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法によって得られた樹脂組成物は、任意の形態に成形可能である。
As an example of the method for producing the resin composition of the present embodiment, the following method can be mentioned.
First, a stock solution (C') containing PVDF and two or more kinds of good solvents is dropped into the coagulation liquid, and the stock solution (C') is coagulated by contacting with the coagulation liquid to obtain a pellet-shaped resin composition. ..
After that, a part or all of the solvent remaining in the pellet-shaped resin composition may be washed and removed, and the washed resin composition may be dried and used.
The resin composition obtained by the method for producing the resin composition of the present embodiment can be molded into any form.

<原液(C’)>
原液(C’)は、上述した製膜原液(C)と同様に、PVDFと2種以上の良溶媒を含む。
原液(C’)は、さらにポリフッ化ビニリデン以外の樹脂、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、セルロースアセテート、アクリル樹脂等を含んでいてもよい。原液(C’)の相溶性や粘度をコントロールする際に、これらの高分子材料を添加する場合がある。
<Undiluted solution (C')>
The undiluted solution (C') contains PVDF and two or more kinds of good solvents in the same manner as the above-mentioned film-forming undiluted solution (C).
The undiluted solution (C') may further contain a resin other than polyvinylidene fluoride, for example, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, cellulose acetate, acrylic resin and the like. These polymer materials may be added when controlling the compatibility and viscosity of the undiluted solution (C').

なお、原液(C’)は、上述した多孔質膜の製造方法における製膜原液(C)と同様に調製できる。また、<凝固>、<洗浄>、<乾燥>についても、同様である。 The undiluted solution (C') can be prepared in the same manner as the undiluted film-forming solution (C) in the above-mentioned method for producing a porous membrane. The same applies to <coagulation>, <washing>, and <drying>.

本実施形態の樹脂組成物の製造方法によれば、PVDFと2種以上の良溶媒を含む原液(C’)を、凝固液に接触して凝固させて樹脂組成物を得るため、その樹脂組成物を乾燥し、成形して得た成形物は、PVDFが一方向において無配向であり、PVDFにおけるα晶の割合が、従来の単一の良溶媒に溶解した原液を、NIPS法を用いて得られる多孔質膜よりも高い。また、本実施形態の樹脂組成物の製造方法によれば、PVDFを2種以上の良溶媒を含む混合良溶媒に溶解した原液(C’)を用い、用いる良溶媒に組み合わせや、配合比を調整することにより、PVDFに含まれるα晶の割合を制御することもできる。 According to the method for producing a resin composition of the present embodiment, a stock solution (C') containing PVDF and two or more good solvents is brought into contact with a coagulating solution and coagulated to obtain a resin composition. In the molded product obtained by drying and molding the product, PVDF is non-oriented in one direction, and the ratio of α crystals in PVDF is a stock solution dissolved in a conventional single good solvent, using the NIPS method. Higher than the resulting porous membrane. Further, according to the method for producing a resin composition of the present embodiment, a stock solution (C') in which PVDF is dissolved in a mixed good solvent containing two or more kinds of good solvents is used, combined with the good solvent to be used, and the compounding ratio is adjusted. By adjusting, the ratio of α crystals contained in PVDF can also be controlled.

3.用途
本実施形態の多孔質膜は、精密濾過、限外濾過等に用いることができる。特に水処理に用いる濾過膜として、濾過膜の表面に付着した汚れを除去するため、アルカリによる洗浄を行う際の耐性が高いため、好適に用いることができる。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法によって得られる樹脂組成物は、リチウムイオン電池のバッテリーセパレーター、コーティング材料等に用いることができる。特に、リチウムイオン電池のバッテリーセパレーターとして、好適に用いることができる。
3. 3. Applications The porous membrane of this embodiment can be used for microfiltration, ultrafiltration, and the like. In particular, as a filtration membrane used for water treatment, it can be preferably used because it removes stains adhering to the surface of the filtration membrane and has high resistance to washing with alkali.
The resin composition obtained by the method for producing the resin composition of the present embodiment can be used as a battery separator, a coating material, or the like for a lithium ion battery. In particular, it can be suitably used as a battery separator for a lithium ion battery.

4.効果
本実施形態の多孔質膜の製造方法は、α晶を多く含む膜を製造できるので、耐薬品性の高い多孔質膜が得られる。
本実施形態の樹脂組成物の製造方法は、α晶を多く含む樹脂組成物を製造できるので、耐薬品性の高い様々な成形体が得られる。
4. Effect Since the method for producing a porous film of the present embodiment can produce a film containing a large amount of α crystals, a porous film having high chemical resistance can be obtained.
Since the method for producing a resin composition of the present embodiment can produce a resin composition containing a large amount of α crystals, various molded articles having high chemical resistance can be obtained.

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

また、以下において「部」および「%」は、それぞれ「質量部」および「質量%」を示す。 Further, in the following, "parts" and "%" indicate "parts by mass" and "% by mass", respectively.

[実施例1]
ジメチルアセトアミド(DMAc)(富士フイルム和光純薬社製、和光特級)94部とγ−ブチロラクトン(GBL)(富士フイルム和光純薬社製、和光特級)11部とを混合して、混合良溶媒を調製した。得られた混合良溶媒におけるDMAcとGBLの質量比((DMAcの質量)/(GBLの質量))は、89/11であった。
次いで、混合良溶媒80部に、PVDFホモポリマー(商品名:KFポリマー♯1100、クレハ社製、Mw=2.8×10)20部を溶解して、製膜原液(C−1)を調製した。
得られた製膜原液(C−1)を室温下で一日静置し、次いで、スピンコーターを用いてガラス基板上に塗工し、1000rpmで10分間処理することで、薄膜を得た。薄膜を、22℃の大量の脱イオン水に浸漬し凝固させ、塗膜積層体を作製した。
塗膜積層体を凝固浴中に3分間放置した後、得られた平膜形状の多孔質膜を室温大気圧下で乾燥し、実施例1の多孔質膜を得た。
[Example 1]
Dimethylacetamide (DMAc) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) 94 parts and γ-butyrolactone (GBL) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) 11 parts are mixed to prepare a good mixing solvent. Prepared. The mass ratio of DMAc to GBL ((mass of DMAc) / (mass of GBL)) in the obtained mixed good solvent was 89/11.
Then, the mixed good 80 parts solvent, PVDF homopolymer (trade name: KF polymer ♯1100, Kureha Co., Mw = 2.8 × 10 5) were dissolved 20 parts of film-forming solution of (C-1) Prepared.
The obtained film-forming stock solution (C-1) was allowed to stand at room temperature for one day, then coated on a glass substrate using a spin coater, and treated at 1000 rpm for 10 minutes to obtain a thin film. The thin film was immersed in a large amount of deionized water at 22 ° C. and solidified to prepare a coating film laminate.
After the coating film laminate was left in a coagulation bath for 3 minutes, the obtained flat film-shaped porous film was dried at room temperature and atmospheric pressure to obtain the porous film of Example 1.

[比較例1]
良溶媒としてジメチルアセトアミド(DMAc)(富士フイルム和光純薬社製、和光特級)のみを含む製膜原液(C−2)を調製し、その製膜原液(C−2)を用いたこと以外は実施例と同様にして、比較例1の多孔質膜を得た。
[Comparative Example 1]
A film-forming stock solution (C-2) containing only dimethylacetamide (DMAc) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) was prepared as a good solvent, except that the film-forming stock solution (C-2) was used. A porous membrane of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Examples.

[評価]
(赤外線吸収スペクトルによる多孔質膜の結晶比率の測定)
実施例1および比較例1で得られた多孔質膜に含まれるPVDFについて、フーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)により、フーリエ変換赤外分光分析を行った。FT−IR測定には、SHIMADZU製のIR Prestige−21を使用した。測定方法はATR法を用い、PIKE technologies社のMIRacleTM single reflection ATRを使用した。具体的な測定方法は、上述の通りとした。
PVDFのα晶に由来する764cm−1のピークの吸光度を1として、PVDFのβ晶に由来する840cm−1のピークの吸光度を算出するとともに、上記式(5)に基づいて、α晶の結晶比率を算出した。結果を表1に示す。
また、図1に、PVDFのα晶に由来する764cm−1のピークの吸光度を1とした、PVDFの赤外線吸収スペクトルを示す。
[evaluation]
(Measurement of crystal ratio of porous membrane by infrared absorption spectrum)
The PVDF contained in the porous membranes obtained in Example 1 and Comparative Example 1 was subjected to Fourier transform infrared spectroscopic analysis by a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR). IR Prestige-21 manufactured by SHIMADZU was used for FT-IR measurement. The ATR method was used as the measurement method, and MIRACLE TM single reflection ATR manufactured by PIKE technologies was used. The specific measurement method is as described above.
The absorbance of the peak of 764 cm -1 derived from the α crystal of PVDF is set to 1, and the absorbance of the peak of 840 cm -1 derived from the β crystal of PVDF is calculated, and the crystal of the α crystal is calculated based on the above formula (5). The ratio was calculated. The results are shown in Table 1.
Further, FIG. 1 shows an infrared absorption spectrum of PVDF in which the absorbance of the peak of 764 cm -1 derived from the α crystal of PVDF is set to 1.

Figure 2021176629
Figure 2021176629

表1に示す結果から、実施例1の多孔質膜に含まれるPVDFにおけるα晶の割合が32.5%であり、25%以上であることが確認できた。この結果、実施例1の多孔質膜に含まれるPVDFは一方向において無配向であり、PVDFにおけるα晶の割合がβ晶の割合よりも多いと言える。
一方、比較例1の多孔質膜に含まれるPVDFにおけるα晶の割合が23.5%であり、25%未満であることが確認できた。この結果、比較例1の多孔質膜に含まれるPVDFは一方向において配向しており、PVDFにおけるα晶の割合がβ晶の割合よりも少ないと言える。
From the results shown in Table 1, it was confirmed that the proportion of α crystals in PVDF contained in the porous membrane of Example 1 was 32.5%, which was 25% or more. As a result, it can be said that the PVDF contained in the porous membrane of Example 1 is unoriented in one direction, and the proportion of α crystals in PVDF is higher than the proportion of β crystals.
On the other hand, it was confirmed that the proportion of α crystals in PVDF contained in the porous membrane of Comparative Example 1 was 23.5%, which was less than 25%. As a result, it can be said that the PVDF contained in the porous membrane of Comparative Example 1 is oriented in one direction, and the proportion of α crystals in PVDF is smaller than the proportion of β crystals.

[実施例2]
主溶媒としてジメチルアセトアミド(DMAc)(富士フイルム和光純薬社製、和光特級)を用い、副溶媒としてγ−ブチロラクトン(GBL)(富士フイルム和光純薬社製、和光特級)を用い、以下の表2に示す質量比となるように混合して、混合良溶媒を調製した。
次いで、混合良溶媒80部に、PVDFホモポリマー(商品名:KFポリマー♯1100、クレハ社製、Mw=2.8×105)20部を溶解して、製膜原液を調製した。
得られた製膜原液を室温下で一日静置し、次いで、スピンコーターを用いてガラス基板上に塗工し、1000rpmで10分間処理することで、薄膜を得た。薄膜を、22℃の大量の脱イオン水に浸漬し凝固させ、塗膜積層体を作製した。
塗膜積層体を凝固浴中に3分間放置した後、得られた平膜形状の多孔質膜を室温大気圧下で乾燥し、実施例2の多孔質膜を得た。
[Example 2]
Dimethylacetamide (DMAc) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) was used as the main solvent, and γ-butyrolactone (GBL) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) was used as the secondary solvent. A good mixed solvent was prepared by mixing so as to have the mass ratio shown in 2.
Next, 20 parts of PVDF homopolymer (trade name: KF polymer # 1100, manufactured by Kureha Corporation, Mw = 2.8 × 105) was dissolved in 80 parts of a good mixed solvent to prepare a film-forming stock solution.
The obtained film-forming stock solution was allowed to stand at room temperature for one day, then coated on a glass substrate using a spin coater, and treated at 1000 rpm for 10 minutes to obtain a thin film. The thin film was immersed in a large amount of deionized water at 22 ° C. and solidified to prepare a coating film laminate.
After the coating film laminate was left in a coagulation bath for 3 minutes, the obtained flat film-shaped porous film was dried at room temperature and atmospheric pressure to obtain the porous film of Example 2.

[評価]
(X線回折法による多孔質膜の結晶比率の測定)
実施例2で得られた多孔質膜に含まれるPVDFについて、X線回折計により、X線回折(XRD)測定を行った。X線回折測定には、Rigaku製「MiniFlex II」を使用した。X線はCu・Kα線(管電圧:30kv、直流電流:15mA)を使用し、走査法はθ、2θ法(スキャンスピード:2〜10°/分)で測定した。具体的な測定方法は、上述の通りとした。
XRDより得られたPVDFのX線回折パターンから、α晶に由来するピーク18.7°から26.5°の面積、β晶に由来するピーク20.7°から41.2°の面積、およびγ晶に由来するピーク20.3°から39.4°の面積を求めるとともに、上記式(2)に基づいて、α晶の結晶比率を算出した。結果を表2に示す。
[evaluation]
(Measurement of crystal ratio of porous membrane by X-ray diffraction method)
The PVDF contained in the porous membrane obtained in Example 2 was subjected to X-ray diffraction (XRD) measurement with an X-ray diffractometer. For the X-ray diffraction measurement, "MiniFlex II" manufactured by Rigaku was used. Cu / Kα rays (tube voltage: 30 kv, direct current: 15 mA) were used as X-rays, and the scanning method was θ and 2θ (scan speed: 2 to 10 ° / min). The specific measurement method is as described above.
From the X-ray diffraction pattern of PVDF obtained from XRD, the area of peaks derived from α crystals from 18.7 ° to 26.5 °, the area of peaks derived from β crystals from 20.7 ° to 41.2 °, and The area of the peak derived from the γ crystal from 20.3 ° to 39.4 ° was determined, and the crystal ratio of the α crystal was calculated based on the above formula (2). The results are shown in Table 2.

[実施例3〜5]
主溶媒としてジメチルアセトアミド(DMAc)(富士フイルム和光純薬社製、和光特級)を用い、副溶媒として炭酸プロピレン(PC)(東京化成工業株式会社製)を用い、以下の表2に示す質量比となるように混合して、混合良溶媒をそれぞれ調製した。
次いで、混合良溶媒80部に、PVDFホモポリマー(商品名:KFポリマー♯1100、クレハ社製、Mw=2.8×105)20部を溶解して、製膜原液を調製した。
得られた製膜原液を室温下で一日静置し、次いで、スピンコーターを用いてガラス基板上に塗工し、1000rpmで10分間処理することで、薄膜を得た。薄膜を、22℃の大量の脱イオン水に浸漬し凝固させ、塗膜積層体を作製した。
塗膜積層体を凝固浴中に3分間放置した後、得られた平膜形状の多孔質膜を室温大気圧下で乾燥し、実施例3〜5の多孔質膜を得た。
[Examples 3 to 5]
Dimethylacetamide (DMAc) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) was used as the main solvent, and propylene carbonate (PC) (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was used as the secondary solvent. The mixture was mixed so as to prepare a good mixed solvent.
Next, 20 parts of PVDF homopolymer (trade name: KF polymer # 1100, manufactured by Kureha Corporation, Mw = 2.8 × 105) was dissolved in 80 parts of a good mixed solvent to prepare a film-forming stock solution.
The obtained film-forming stock solution was allowed to stand at room temperature for one day, then coated on a glass substrate using a spin coater, and treated at 1000 rpm for 10 minutes to obtain a thin film. The thin film was immersed in a large amount of deionized water at 22 ° C. and solidified to prepare a coating film laminate.
After the coating film laminate was left in a coagulation bath for 3 minutes, the obtained flat film-shaped porous film was dried at room temperature and atmospheric pressure to obtain the porous films of Examples 3 to 5.

[評価]
(X線回折法による多孔質膜の結晶比率の測定)
上述の実施例2と同様に行った。結果を表2に示す。
[evaluation]
(Measurement of crystal ratio of porous membrane by X-ray diffraction method)
This was done in the same manner as in Example 2 described above. The results are shown in Table 2.

[実施例6]
主溶媒としてN−メチルピロリドン(NMP)(富士フイルム和光純薬株式会社製、和光一級)を用い、副溶媒としてγ−ブチロラクトン(GBL)(富士フイルム和光純薬社製、和光特級)を用い、以下の表2に示す質量比となるように混合して、混合良溶媒を調製した。
次いで、混合良溶媒80部に、PVDFホモポリマー(商品名:KFポリマー♯1100、クレハ社製、Mw=2.8×105)20部を溶解して、製膜原液を調製した。
得られた製膜原液を室温下で一日静置し、次いで、スピンコーターを用いてガラス基板上に塗工し、1000rpmで10分間処理することで、薄膜を得た。薄膜を、22℃の大量の脱イオン水に浸漬し凝固させ、塗膜積層体を作製した。
塗膜積層体を凝固浴中に3分間放置した後、得られた平膜形状の多孔質膜を室温大気圧下で乾燥し、実施例6の多孔質膜を得た。
[Example 6]
N-Methylpyrrolidone (NMP) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako First Grade) was used as the main solvent, and γ-butyrolactone (GBL) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Wako Special Grade) was used as the secondary solvent. A good mixed solvent was prepared by mixing so as to have the mass ratio shown in Table 2 below.
Next, 20 parts of PVDF homopolymer (trade name: KF polymer # 1100, manufactured by Kureha Corporation, Mw = 2.8 × 105) was dissolved in 80 parts of a good mixed solvent to prepare a film-forming stock solution.
The obtained film-forming stock solution was allowed to stand at room temperature for one day, then coated on a glass substrate using a spin coater, and treated at 1000 rpm for 10 minutes to obtain a thin film. The thin film was immersed in a large amount of deionized water at 22 ° C. and solidified to prepare a coating film laminate.
The coating film laminate was left in a coagulation bath for 3 minutes, and then the obtained flat film-shaped porous film was dried at room temperature and atmospheric pressure to obtain the porous film of Example 6.

[評価]
(X線回折法による多孔質膜の結晶比率の測定)
上述の実施例2と同様に行った。結果を表2に示す。
[evaluation]
(Measurement of crystal ratio of porous membrane by X-ray diffraction method)
This was done in the same manner as in Example 2 described above. The results are shown in Table 2.

[比較例2]
副溶媒を用いない以外は実施例2と同様にして、比較例2の多孔質膜を得た。
また、X線回折法による多孔質膜の結晶比率の測定についても、実施例2と同様に行った。結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
A porous membrane of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 2 except that no auxiliary solvent was used.
Further, the measurement of the crystal ratio of the porous film by the X-ray diffraction method was also carried out in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 2.

[比較例3]
副溶媒を用いない以外は実施例6と同様にして、比較例3の多孔質膜を得た。
また、X線回折法による多孔質膜の結晶比率の測定についても、実施例2と同様に行った。結果を表2に示す。
[Comparative Example 3]
A porous membrane of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 6 except that no auxiliary solvent was used.
Further, the measurement of the crystal ratio of the porous film by the X-ray diffraction method was also carried out in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 2.

また、図2に、PVDFのα晶に由来するピーク18.7°から26.5°、及びγ晶に由来するピーク20.3°から39.4°のXRDスペクトルを示す。 Further, FIG. 2 shows XRD spectra of PVDF peaks derived from α crystals from 18.7 ° to 26.5 ° and peaks derived from γ crystals from 20.3 ° to 39.4 °.

Figure 2021176629
Figure 2021176629

表2に示す結果から、PVDFを2種の良溶媒を含む混合良溶媒に溶解した製膜原液を用い、配合比を調整することにより、PVDFに含まれるα晶の割合を制御できることを確認できた。
また、実施例2〜6の多孔質膜に含まれるPVDFにおけるα晶の割合が15%以上であることが確認できた。この結果、実施例2〜6の多孔質膜に含まれるPVDFは一方向において無配向であり、PVDFにおけるα晶の割合が多いことを確認できた。
From the results shown in Table 2, it can be confirmed that the ratio of α crystals contained in PVDF can be controlled by adjusting the compounding ratio using a film-forming stock solution in which PVDF is dissolved in a mixed good solvent containing two kinds of good solvents. rice field.
Further, it was confirmed that the ratio of α crystals in PVDF contained in the porous membranes of Examples 2 to 6 was 15% or more. As a result, it was confirmed that the PVDF contained in the porous membranes of Examples 2 to 6 was non-oriented in one direction, and the proportion of α crystals in PVDF was high.

Claims (10)

ポリフッ化ビニリデンと、前記ポリフッ化ビニリデンを10質量%以上溶解可能な良溶媒のうち、いずれか2種以上と、を含む原液を調製し、
前記原液と凝固液とを接触させる、樹脂組成物の製造方法。
A stock solution containing polyvinylidene fluoride and any two or more of good solvents capable of dissolving the polyvinylidene fluoride in an amount of 10% by mass or more was prepared.
A method for producing a resin composition, in which the undiluted solution and the coagulating solution are brought into contact with each other.
ポリフッ化ビニリデンと、前記ポリフッ化ビニリデンを10質量%以上溶解可能な良溶媒のうち、いずれか2種以上と、を含む製膜原液を調製し、
前記製膜原液と凝固液とを接触させて多孔質膜前駆体を得る、多孔質膜の製造方法。
A membrane-forming stock solution containing polyvinylidene fluoride and any two or more of good solvents capable of dissolving the polyvinylidene fluoride in an amount of 10% by mass or more was prepared.
A method for producing a porous membrane, wherein the membrane-forming stock solution and the coagulation liquid are brought into contact with each other to obtain a porous membrane precursor.
前記多孔質膜前駆体中に残存する溶剤の一部または全部を除去した後、前記多孔質膜前駆体を乾燥して多孔質膜を得る、請求項2に記載の多孔質膜の製造方法。 The method for producing a porous membrane according to claim 2, wherein after removing a part or all of the solvent remaining in the porous membrane precursor, the porous membrane precursor is dried to obtain a porous membrane. ポリフッ化ビニリデンを含み、前記ポリフッ化ビニリデンが一方向において無配向であり、
前記ポリフッ化ビニリデンの赤外線吸収スペクトルによる吸収強度から求められる結晶構造が、前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶に由来する吸光度と前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶およびβ晶に由来する吸光度の合計との比(α晶に由来する吸光度/α晶に由来する吸光度およびβ晶に由来する吸光度の合計)が25%以上100%以下である、多孔質膜。
It contains polyvinylidene fluoride, and the polyvinylidene fluoride is non-oriented in one direction.
The crystal structure obtained from the absorption intensity of the polyvinylidene fluoride infrared absorption spectrum is the ratio of the absorbance derived from the α crystal in the polyvinylidene fluoride to the total absorbance derived from the α crystal and the β crystal in the polyvinylidene fluoride ( A porous film having an absorbance derived from α-crystal / total of absorbance derived from α-crystal and absorbance derived from β-crystal) of 25% or more and 100% or less.
ポリフッ化ビニリデンを含み、前記ポリフッ化ビニリデンが一方向において無配向であり、
前記ポリフッ化ビニリデンのX線回折法によって求められる結晶構造が、前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶に由来するピーク面積比と前記ポリフッ化ビニリデンにおけるα晶、β晶およびγ晶に由来するピーク面積比の合計との比(α晶に由来するピーク面積比/α晶に由来するピーク面積比、β晶に由来するピーク面積比およびγ晶に由来するピーク面積比の合計)が15%以上100%以下である、多孔質膜。
It contains polyvinylidene fluoride, and the polyvinylidene fluoride is non-oriented in one direction.
The crystal structure obtained by the X-ray diffractometry of polyvinylidene fluoride is the ratio of the peak area ratio derived from α crystal in vinylidene fluoride to the peak area ratio derived from α crystal, β crystal and γ crystal in vinylidene fluoride. The ratio to the total (total of peak area ratio derived from α crystal / peak area ratio derived from α crystal, peak area ratio derived from β crystal and peak area ratio derived from γ crystal) is 15% or more and 100% or less. Is a porous film.
前記ポリフッ化ビニリデンにおけるラマン分光法によって算出される配向パラメータが1.5未満である、請求項4又は5に記載の多孔質膜。 The porous membrane according to claim 4 or 5, wherein the orientation parameter calculated by Raman spectroscopy in polyvinylidene fluoride is less than 1.5. 前記ポリフッ化ビニリデンにおけるX線回折法によって算出される配向パラメータが0.4以下である、請求項4又は5に記載の多孔質膜。 The porous membrane according to claim 4 or 5, wherein the orientation parameter calculated by the X-ray diffraction method in polyvinylidene fluoride is 0.4 or less. 可塑剤の含有量が1質量%以下である、請求項4〜7のいずれか1項に記載の多孔質膜。 The porous membrane according to any one of claims 4 to 7, wherein the content of the plasticizer is 1% by mass or less. 前記多孔質膜の一方の表面から他方の表面にわたって、前記多孔質膜の細孔の内径が漸次的に変化する、請求項4〜8のいずれか1項に記載の多孔質膜。 The porous membrane according to any one of claims 4 to 8, wherein the inner diameter of the pores of the porous membrane gradually changes from one surface of the porous membrane to the other surface. 無機塩の含有量が1質量%以下である、請求項4〜9のいずれか1項に記載の多孔質膜。 The porous membrane according to any one of claims 4 to 9, wherein the content of the inorganic salt is 1% by mass or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114953296A (en) * 2022-05-26 2022-08-30 业成科技(成都)有限公司 Manufacturing method of polycrystalline phase polyvinylidene fluoride film and wearable device
CN114953296B (en) * 2022-05-26 2023-08-29 业成科技(成都)有限公司 Manufacturing method of polycrystalline polyvinylidene fluoride film and wearable device

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