JP3432263B2 - Multilayer microporous hollow fiber membrane - Google Patents

Multilayer microporous hollow fiber membrane

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JP3432263B2 JP00905594A JP905594A JP3432263B2 JP 3432263 B2 JP3432263 B2 JP 3432263B2 JP 00905594 A JP00905594 A JP 00905594A JP 905594 A JP905594 A JP 905594A JP 3432263 B2 JP3432263 B2 JP 3432263B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、分離及び濾過性能に優
れた複層微多孔性中空糸膜に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、省資源、省エネルギー、分離精製
等の観点から微多孔性中空糸膜を用いた分離方法が急速
に実用規模で用いられるようになってきた。このような
微多孔性中空糸膜の用途の一つに浄水器を挙げることが
できる。各家庭の上水道の蛇口に設置する、上記中空糸
膜を濾過膜として組み込んだ浄水器は、その手軽さのた
めに普及してきている。 【0003】ところで、こうした微多孔性中空糸膜とし
ては、数多くのものが研究され、例えばセルロースエス
テル系、ポリオレフィン系、ポリスルホン系等の高分子
素材よりなるものが提案されている。特に、特開昭62
−79806号公報に記載される、所定の孔径の微細透
孔を有する熱可塑性樹脂からなる第1多孔質層に、該孔
径よりも大なる孔径の微細透孔を有する特定の熱可塑性
樹脂からなる第2多孔質層を積層した複層構造からなる
中空糸膜は、良好な分離能を有し好適である。ここで、
この複層構造からなる中空糸膜において、各多孔質層に
形成される透孔は、溶融成膜時に高速で成膜して十分に
内部歪を持たせた未延伸の中空糸を熱処理して素材樹脂
の結晶化度を高めた後、これを延伸して該結晶の周辺で
空孔を発生させ、さらに、得られた延伸後の中空糸を固
定端の状態に保ちながら熱処理する、いわゆる延伸−熱
処理法の複雑なプロセスを経ることににより形成されて
いる。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】こうした従来提案され
ている微多孔性中空糸膜を濾過膜として組み込んだ浄水
器は、初期透水量はある程度有るが長期の使用によって
膜の目詰まりが生じ、次第に透水量の低下が生じるとい
う欠点があった。この問題は、前記素材樹脂の結晶化度
を高めた中空糸を延伸して得た、特定の複層構造を有す
る中空糸膜を浄水器の濾過膜として用いた場合において
も顕著に発生し、そのため、所望する透水量を得るため
には膜を頻繁に交換しなければならなかった。 【0005】以上の背景から、簡単な方法で得られる膜
であり、初期透水量が大きく、且つ長期の使用よっても
透水量の低下の小さい微多孔性中空糸膜の開発が望まれ
ていた。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点に鑑み、鋭意研究を重ねてきた。その結果、ポリオ
レフィンにシリコーンオイルで表面処理された無機充填
材を多量に配合した混合物からなる樹脂層のうち、該無
機充填材の平均粒子径が異なるものの2層を特定の配列
で積層した複合樹脂膜を中空状に成膜し、延伸すること
によって得た複層微多孔性中空糸膜が、上記の目的を満
足することを見い出し、本発明を完成するに至った。 【0007】即ち、本発明は、ポリオレフィン10〜7
0重量%と、上記ポリオレフィン中に分散された平均粒
子径が0.01〜5μmの、シリコーンオイルで表面処
理された無機充填材90〜30重量%よりなり、最大細
孔径が5μm以下の連通孔よりなる網状構造を有し、延
伸により分子配向されてなる2層の微多孔性層を積層し
て構成され、該2層は無機充填材の平均粒子径および連
通孔の平均孔径が相違し、且つ、該無機充填材の平均粒
子径および連通孔の平均孔径の大きい層が外表面側に位
置し小さい層が中空面側に位置してなる複層微多孔性
中空糸膜である。 【0008】本発明において、複層微多孔性中空糸膜の
素材となるポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブテン−1又はポリメチルペンテン
等のα−オレフィンの単独重合体、α−オレフィンと他
の共重合可能なモノマーとの共重合体及びそれらの混合
物等を挙げることができる。中でも、得られる複層微多
孔性中空糸膜の耐熱性と成形性を勘案すると、プロピレ
ンの単独重合体、プロピレンと他の共重合可能なモノマ
ーとの共重合体及びそれらの混合物が好適である。 【0009】上記のα−オレフィンと他の共重合可能な
モノマーとの共重合体は、一般にα−オレフィン、特に
プロピレンを90重量%以上含み、他の共重合可能なモ
ノマーを10重量%以下含む共重合体が好適である。ま
た、上記共重合可能なモノマーも特に限定されず、公知
のものを使用出来るが、一般には、炭素原子数2〜8の
α−オレフィン、特にエチレン、及びブテン等が好適で
ある。 【0010】本発明において無機充填材は、延伸工程に
於いてポリオレフィンと分散した該無機充填材との界面
に剥離を生じさせて、微細な連通孔を形成させるために
使用される。ポリオレフィンと混合した場合凝集を起さ
ず、均一に分散するものであることが好ましい。 【0011】上記無機充填材は、上記の機能を発揮する
ものであれば特に限定されず使用し得るが、特に周期律
表第IIA族、第III A族、第IVA族及び第IVB族よりな
る群から選ばれた1種の金属の酸化物、水酸化物、炭酸
塩、又は硫酸塩からなる充填材が好適である。これらの
充填材は種々の合成樹脂の充填材として公知なものが特
に限定されず用いうるが、一般に好適に使用されるもの
を例示すると次の通りである。例えば、周期律表第IIA
族の金属としてはカルシウム、マグネシウム、バリウム
等のアルカリ土類金属であり、第III A族の金属として
はホウ素、アルミニウム等の金属であり、また第IVB族
の金属としてはチタン、ジルコニウム、ハフニウム等の
金属であり、第IVA族の金属としてはケイ素等の金属が
好適である。これらの金属の酸化物、水酸化物、炭酸
塩、又は硫酸塩は特に限定されず用いうる。特に好適に
使用される充填材をより具体的に例示すれば、酸化カル
シウム、酸化マグネシウム、酸化ホウ素、酸化チタン、
酸化ジルコニウム、シリカ等の酸化物;炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩;水酸
化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウ
ム等の水酸化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸
アルミニウム等の硫酸塩;ケイ酸カルシウム、ケイ酸ア
ルミニウム、タルク等のケイ酸塩である。 【0012】上記の無機充填材はシリコーンオイルで表
面処理されていることが重要となる。表面処理剤として
使用するシリコーンオイルとは、以下の一般式で表示さ
れポリジメチルシロキサンである。 【0013】 【化1】 【0014】(但し、R1およびR2は、水素原子、また
は炭素数1〜25の置換もしくは非置換のアルキル基、
アルケニル基、フェニル基である。)本発明において、
好適に使用し得るシリコーンオイルの具体的な化合物名
を挙げると、例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリジ
エチルシロキサン、ポリジプロピルシロキサン、ポリジ
フェニルシロキサン、ポリメチルハイドロジェンシロキ
サン、ポリメチルハイドロジェンシロキサン、ポリフェ
ニルハイドロジェンシロキサン等を挙げることができ
る。 【0015】シリコーンオイルの平均分子量は何ら制限
されるものではないが、ポリオレフィンとの溶融混練中
の熱による揮発を防止し、また、無機充填剤の均一な表
面処理を行うためには、一般に1,000〜100,0
00が好適に用いられる。 【0016】上記シリコーンオイル表面処理剤の使用量
は特に限定されないが、ポリオレフィン組成物の延伸に
よる無機充填剤との界面における界面剥離を良好にする
うえでは、一般に無機充填材100重量部に対して0.
5〜5重量部の範囲が好ましい。 【0017】表面処理の方法としては、無機充填剤とシ
リコーンオイルとを単に混合すれば良い。例えば、スー
パーミキサー中に所定量の無機充填材とシリコーンオイ
ルを投入し、1,000〜2,000rpm、2〜5分
間高速撹拌した後、190〜210℃で2〜4時間熱処
理する方法を、本発明において好適に採用できる。 【0018】上記のシリコーンオイルで表面処理された
無機充填材の平均粒子径は、0.01〜5μmである必
要がある。この平均粒子径が上記の範囲をはずれた場合
には、上記シリコーンオイルで表面処理された無機充填
材のポリオレフィンへの分散が困難になったり、得られ
る中空糸膜の最大細孔径が大き過ぎたりして上水中に含
まれる雑菌、例えば、大腸菌をろ別することができなく
なる。好適に採用される複層微多孔性中空糸膜を得るた
めには、このシリコーンオイルで表面処理した無機充填
材の平均粒子径は、0.03〜4μmであることが好ま
しい。 【0019】前記したポリオレフィンとシリコーンオイ
ルで表面処理された無機充填材との割合は、ポリオレフ
ィンが10〜70重量%、好ましくは15〜60重量%
で、上記無機充填剤が90〜30重量%、好ましくは8
5〜40重量%である。 【0020】このポリオレフィンとシリコーンオイルで
表面処理された無機充填材との組成割合は、複層微多孔
性中空糸膜を構成する各微多孔性層の性状を特定の範囲
に保ち、工業的に有利に中空糸膜を製造するのに重要で
ある。該無機充填材の割合が前記下限値より少なくなる
と微多孔性層の孔形成が十分でなく、また、逆に無機充
填材成分の添加割合が前記上限値より多くなると、中空
糸膜の成形性が悪くなったり、延伸が十分に行えないな
どの傾向があるので好ましくない。 【0021】本発明において、このポリオレフィンとシ
リコーンオイルで表面処理した無機充填材との混合物か
らなり、複層微多孔性中空糸膜の各層を構成する微多孔
性層は、延伸により分子配向されている。その結果、該
微多孔性層は、ポリオレフィンと上記無機充填材の界面
が剥離して、最大細孔径が5μm以下の連通孔が層中に
網状に形成されている。この微多孔性層に形成される連
通孔の最大細孔径が5μmを越えた場合には、得られる
複層微多孔性中空糸膜の上水等の透水量は良好であるも
のの、液体/固体、液体/気体、液体/液体、及び気体
/固体間の分離性能を低減させるという理由から好まし
くない。本発明においては、上水等の透水量の好適さを
勘案すれば、該最大細孔径は、0.01〜3μmである
のが好ましい。なお、この微多孔性層に形成される連通
孔は、通常、0.005〜3μmの平均孔径となってい
る。 【0022】本発明の複層微多孔性中空糸膜は、上記微
多孔性層のうち、前記シリコーンオイルで表面処理され
た無機充填材の平均粒子径がそれぞれ異なり、形成され
る連通孔の平均孔径が異なる2層が積層されている。こ
こで、ポリオレフィンと上記無機充填材の界面剥離によ
り形成される空孔は、通常、無機充填材の平均粒子径が
より小さいほど微細な孔となり、より大きいほど大きな
径の孔となる。しかして、本発明では、上記シリコーン
オイルで表面処理された無機充填材の平均粒子径が異な
り、それに応じて連通孔の平均孔径も異なる2層の微多
孔性膜を、該無機充填材の平均粒子径及び連通孔の平均
孔径の大きい層が外表面側に、一方、小さい層が中空面
側に位置するように積層し、中空糸膜とする。このよう
にポリオレフィンとシリコーンオイルで表面処理された
無機充填材の界面剥離により構成された、異なる平均孔
径の連通孔を有する2層の微多孔性層を、上記の如くの
配列で積層することにより、得られた中空糸膜は、初期
透水量が大きいばかりでなく、長期の使用によっても透
水性能の低下の極めて小さいものとなる。 【0023】本発明において、外表面側と中空面側の各
微多孔性層に配合されるシリコーンオイルで表面処理さ
れた無機充填材の平均粒子径の差は、外表面側の方が大
きくなる限り特に制限されるものではない。従って、前
記した本発明で使用される上記無機充填材の平均粒子径
の中から適宜に組み合わせてそれぞれの層に使用するも
のを任意に設定すれば良い。得られる複層微多孔性中空
糸膜の透水性能の持続性の効果を勘案すれば、中空面側
に用いるものに対する外表面側に用いるものの平均粒子
径の比が、1.2〜50好ましくは1.5〜5の範囲で
あるのが好適である。本発明においては、中空面側の層
に用いる上記無機充填材の平均粒子径が0.1〜2μm
の範囲であり、一方、外表面側に用いる該無機充填材の
平均粒子径が0.2〜5μmの範囲であるのが最も好ま
しい。 【0024】一方、外表面側の微多孔性層に形成される
連通孔の平均孔径と外表面側のそれの平均孔径の差も、
特に制限されるものではないが、上記と同様に中空面側
の平均孔径に対する外表面側のそれの比が、1.2〜5
0好ましくは1.5〜5の範囲であるのが好適である。
本発明においては、中空面側の層に形成させる連通孔の
平均孔径が0.05〜0.5μmの範囲であり、一方、
外表面側の層に形成させる連通孔の平均孔径が0.07
〜1.5μmの範囲であるのが最も好ましい。 【0025】本発明の複層微多孔性中空糸膜は、膜全体
における空隙率が一般には、10〜90%であるのが好
適である。また、複層微多孔性中空糸膜の外径及び膜厚
は特に制限されるものではない。一般には外径が50μ
m〜5mmの範囲、膜厚が10μm〜0.5mmの範囲
であるのが好ましい。さらに、積層する各々の微多孔性
層の層の厚み比も、特に制限されるものではなく、適宜
選定すれば良い。一般には、中空面側の層と外表面側の
層の厚み比を、1:0.05〜1:95の範囲とするの
が好適である。 【0026】なお、本発明の複層微多孔性中空糸膜にお
いて、外表面側に積層される連通孔の平均孔径が大きい
微多孔性層には、さらにその外表面側に、同様に連通孔
の平均孔径が大きい微多孔性層を1層或いはそれ以上積
層しても良い。また、内表面側の連通孔の平均孔径が小
さい層のさらなる内表面側にも、該層の連通孔の平均孔
径より大きい平均孔径の連通孔を有する微多孔性層を1
層或いはそれ以上積層することは、必要に応じて適宜に
実施することができる。 【0027】以上の構成にある本発明の複層微多孔性中
空糸膜は、通常、上水の初期透水量は10〜70l/分
・m2 ・atmの範囲となり、さらに20〜70l/分
・m2 ・atmとすることもできる。また、長期の使用
においても目づまり等による透水量の低下が小さく、例
えば上水4トンを処理した後の上水の透水量も通常、4
〜30l/分・m2 ・atmの範囲となり、さらに6〜
30l/分・m2 ・atmとすることもできる。 【0028】さらに、本発明の複層微多孔性中空糸膜
は、通常は、耐水圧が10,000〜50,000mm
2Oにも及ぶ性状を付与することもできる。しかしな
がら、上記の耐水圧を有するような疎水性の微多孔性中
空糸膜が不利になるケースにおいては容易に耐水圧を減
少でき、ほぼ0mmH2Oに変化させることができる。
例えば、上記疎水性の複層微多孔性中空糸膜を、HLB
が10〜23のノニオン系界面活性剤を少量、例えば、
1〜3%含む水、エタノール等の溶液中に浸漬処理する
こと、或いは上記界面活性剤を複層微多孔性中空糸膜の
素材の中にあらかじめ添加して成形することによって前
記耐水圧を減少させることもできる。 【0029】本発明において、以上の構成にある複層微
多孔性中空糸膜は如何なる方法により製造しても良い。
一般には、前記したポリオレフィンとシリコーンオイル
で表面処理された無機充填材とからなり、含有される上
記無機充填材の平均粒子径の異なる2種の混合物を、多
層中空ノズルを備えた中空糸製造用押出機により、上記
混合物のうち無機充填材の平均粒子径の大きいものが外
表面側、小さいものが中空面側に積層されるように溶融
中空紡糸して複層構造の未延伸中空糸膜を製造し、次い
でこの未延伸中空糸膜を延伸する方法により得るのが好
適である。 【0030】その際、ポリオレフィンに上記無機充填材
を多量に、かつ、均一に混合することが困難であること
があり、このような場合にはこのポリオレフィンとかか
る無機充填材の混合に際して、分散剤を特定量配合する
ことが好ましい。即ち、前記ポリオレフィンとシリコー
ンオイルで表面処理された無機充填材の合計量100重
量部に対して、分散剤を0.1〜20重量部添加するこ
とが均一な細孔径を有する各微多孔性層を得るために好
ましい。 【0031】分散剤は種々の合成樹脂に可塑剤として添
加される公知の化合物を特に限定されず用いうる。一般
に好適に使用される分散剤は、ポリエステル系可塑剤、
エポキシ系可塑剤及び末端OH化ポリブタジエン等であ
る。これらを例示すると下記の通りである。 【0032】ポリエステル系可塑剤は、一般に炭素原子
数4〜8の直鎖又は芳香環を有する二塩基酸又は三塩基
酸と炭素原子数2〜5の直鎖状の二価アルコールをエス
テル化反応させたものが好適である。特に好適に使用さ
れるものを具体的に例示すると、セバシン酸、アジピン
酸、フタル酸、アゼライン酸およびトリメリット酸等の
二塩基酸あるいは三塩基酸と、エチレングライコール、
プロピレングライコール、ブチレングライコール、ネオ
ペンチルグライコールおよび長鎖アルキレングライコー
ル等よりなるポリエステル化合物で、特にアジピン酸あ
るいはセバシン酸とプロピレングライコール、ブチレン
グライコール又は長鎖アルキレングライコールとよりな
るポリエステル化合物が好ましく用いられる。 【0033】エポキシ系可塑剤は、炭素原子数8〜24
の一塩基性直鎖不飽和酸の二重結合をエポキシ化したも
のが好ましい。特に好適に使用されるものを具体的に示
せばエポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油等で、これ
らを単独でまたは併用して使用出来る。 【0034】また、末端OH化ポリブタジエンは、一般
に重合度が100〜10,000のポリブタジエンの末
端をOH化したもので、分散性能や取扱い易さ等を勘案
すれば上記重合度が500〜2,000のものが好適に
使用できる。 【0035】上記各成分の混合に際し、目的とする複層
微多孔性中空糸膜の製造を妨げない範囲において分散
剤、着色剤、滑剤、酸化防止剤、劣化防止剤、親水化
剤、疎水化剤等の公知の添加剤を加えることはしばしば
良好な態様である。 【0036】また、未延伸中空糸膜の延伸は、特に制限
されるものではないが、通常、面積倍率で1.5〜30
倍の範囲で延伸するのが好ましい。また、必ずしも2軸
方向に延伸されている必要はなく、1軸方向だけの延伸
であっても十分に良好な性状の中空糸膜を得ることがで
きる。該1軸方向(中空糸の長手方向)だけに延伸する
場合は、一般に1.5倍〜12倍、好ましくは3〜7倍
の延伸をしたものが好ましい。また、2軸方向に延伸す
る場合は、中空糸の長手方向に1.2倍以上好ましくは
1.5倍以上及び中空糸の円周方向に1.5倍以上の延
伸が好ましく、最も好ましくは中空糸の長手方向へ2〜
5倍及び中空糸の円周方向へ2〜7倍の延伸をしたもの
が好適である。 【0037】また、延伸方法は、一般的に、二対のネル
ソンロール等の回転速度比の違いにより一軸延伸する、
又は必要に応じて一軸延伸後に引き続き公知の拡幅延伸
機などにより横方向に逐次延伸する、又は縦及び横方向
に同時に延伸する方法が採用される。延伸温度は、一般
に常温以上乃至ポリオレフィンの融点以下、特に融点よ
り10〜100℃低い温度が好ましい。 【0038】延伸することによって得られた微多孔性中
空糸膜は更に緊張下に熱処理、例えば、前記延伸の温度
以上融点以下の温度で熱固定処理し、その後室温まで冷
却して目的物とすることが好ましい。また、接着性を改
良する目的でのコロナ放電処理や親水化処理あるいは疎
水化処理による表面処理を行うことは好ましい態様であ
る。 【0039】本発明により製造された複層微多孔性中空
糸膜では、ポリオレフィンが延伸により分子配向され、
或いは更に必要に応じて熱固定されることにより、中空
糸膜自体の耐熱性が顕著に向上し、また機械的強度も改
善される。特に熱固定を行ったものでは、常温並びに高
温時の寸法安定性も顕著に向上している。 【0040】 【発明の効果】本発明の複層微多孔性中空糸膜は、その
材質がポリオレフィン単独重合体又はオレフィンと他の
共重合可能なモノマーとよりなり、オレフィンリッチで
あるため耐熱性も良好で、強度、耐薬品性、生体適合性
などの物性もすぐれている。また、その製造方法も簡単
である。さらに、中空糸膜中に含まれる無機充填材が耐
熱性に富んだ不溶、不融の充填剤であるため、得られる
中空糸膜の使用時における信頼性が高く、例えば特定の
物質分離に際して該充填剤が溶出するトラブルがないと
いう特徴を有する。しかも、該無機充填剤がシリコーン
オイルで表面処理されていることに起因して、上記複層
微多孔性中空糸膜は、初期透水量が大きく、且つ長期の
使用よっても透水量の低下の小さいものである。一般
に、初期透水量は、10〜70l/分・m2 ・atmの
範囲と大きく、さらに20〜70l/分・m2 ・atm
とすることもできる。また、例えば上水4トンを処理し
た後の上水の透水量は、通常、4〜30l/分・m2
atmの範囲であり、さらに6〜30l/分・m2 ・a
tmとすることもできる。従って、本発明で得られた微
多孔性中空糸膜は長期に亙って濾過膜として使用可能で
ある。 【0041】従って、本発明の複層微多孔性中空糸膜
は、家庭用浄水器として使用できる他、除じん及び除菌
のためのエアーフィルター;ガス分離膜;廃水処理;食
品工業、電子工業、製薬工業におけるクリーンウォータ
ー製造;医療分野における血液浄化、人工肺、透析膜等
に使用でき、精密濾過、及び限外濾過、逆浸透膜、パー
ベーパレーション等の支持体としての用途に好適に使用
される。 【0042】 【実施例】本発明を更に具体的に説明するため、以下実
施例及び比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではない。尚、実施例および比
較例に示す中空糸膜の物性及び判定は以下の方法により
測定或いは判定した値を示す。 【0043】・各微多孔性層の連通孔の最大細孔径(μ
m)及び平均孔径(μm);複層微多孔性中空糸膜を構
成する各微多孔性層と同じ組成からなる混合物を、上記
複層微多孔性中空糸膜と同一の条件で溶融中空紡糸して
さらに延伸し、該複層微多孔性中空糸膜と同じ厚みであ
る単層の微多孔性中空糸膜を別に製造した。次いで、こ
の単層微多孔性中空糸膜のそれぞれの最大細孔径と平均
孔径を、最大細孔径をメタノールバブルポイント法に
て、また、平均孔径を水銀ポロシメーターにより測定
し、求められた各値を、上記複層微多孔性中空糸膜を構
成する各微多孔性層の各々の最大細孔径及び平均孔径と
した。 【0044】・上水の透水量;微多孔性中空糸膜10本
をU字型に束ねて中空糸膜開口部分をエポキシ樹脂で固
め、モジュールを作製した。樹脂包埋部を除く中空糸有
効長は15cmとした。水の透水性能測定に際し、HL
Bが21のノニオン系界面活性剤のエタノール2%溶液
にモジュールを浸漬処理した後、1atmの上水をか
け、中空糸膜の壁面を通過する水の量を求めた。膜面積
は(外径+内径)/2ベースとした。最初に透水性試験
を3分間行なったときの値を初期透水量とし、上水4ト
ンを透水させた後の値を4トン透水量として表に示し
た。 【0045】・成形性;未延伸の中空糸膜を目視及び手
でさわって観察し次の判定基準で判定した。 【0046】良好 ;厚さむら、表面凹凸がない状
態。 【0047】やや良好;厚さむら、又は表面凹凸の一方
が微少ある状態。 【0048】不良 ;厚さむらがあり、表面に凹凸が
ある状態。 【0049】・分散性;延伸して得られた中空糸膜を目
視し、フィッシュアイがあるかないかで判定し
た。 良好 ;フィッシュアイがない状態。 【0050】不良 ;フィッシュアイが観察される状
態。 【0051】・延伸性;未延伸中空糸膜を該中空糸の長
手方向に延伸する際の延伸状態で判定した。 【0052】良好 ;切断、破れが生ぜず、延伸が
均一に行なわれている状態。 【0053】やや不良 ;延伸が出来ても一部に未延伸
部が存在する状態。 【0054】延伸出来ず;切断、破れが発生し延伸が出
来ない状態。 【0055】実施例1〜7、及び比較例1〜5 表1及び表3に示すような無機充填剤とシリコーンオイ
ルとをスーパーミキサー中に投入し、1,500rpm
で3分間高速攪拌した後、200℃の熱風循環式恒温槽
中で2時間熱処理し、それぞれシリコーンオイルで表面
処理された無機充填材とした。 【0056】次いで、このシリコーンオイルで表面処理
された無機充填材と表1及び表3に示すような樹脂、分
散剤よりなる組成物をスーパーミキサーで5分間混合し
た後、二軸押出機により230℃でストランド状に押出
し、ペレット状に切断した。得られたペレットを、スク
リュー径20mmφ、L/D=22の押出機に取付けた
直径0.9mmφの気体供給管を備えた中空糸製造用2
層ノズルを使用し、表1,表3の中空面側層の欄に示す
組成を該2層ノズルの内側ノズルより、また、外表面層
の欄に示す組成を該2層ノズルの外側ノズルより、23
0℃で押出し、約20℃の水が循環する水槽に投入して
冷却せしめ、13m/分で引き取り2層よりなる未延伸
中空糸状物を得た。 【0057】この未延伸中空糸状物を、回転速度の異な
る2対のネルソンロール間で120℃にて延伸倍率5倍
に一軸延伸し、微多孔性中空糸膜を得た。得られた微多
孔性中空糸膜の物性を表2及び表4に示した。 【0058】尚、使用した樹脂、無機充填材、シリコー
ンオイル、分散剤は下記に示す商品を使用した。 【0059】樹脂; ポリプロピレン;徳山曹達(株)製、PN−120(商
品名)密度0.91g/cm3 ,135℃のテトラリン
で測定した極限粘度2.38dl/g,融点165℃。 【0060】ポリエチレン;三井石油化学工業(株)
製、高密度ポリエチレン、ハイゼックス1300J(商
品名),メルトインデックス1.3g/10分。 【0061】プロピレン−エチレン共重合体;徳山曹達
(株)製、MS−624(商品名)、密度0.90g/
cm3,135℃のテトラリンで測定した極限粘度2.
28dl/g,融点163℃,エチレン含有量4.7重
量%。 【0062】無機充填剤; 炭酸カルシウム;白石工業(株)製、ビスコライトU
(商品名)、平均粒子径0.09μm。 【0063】ツネックスE(商品名)、平均粒子径0.5
μm。 【0064】東洋ファインケミカル(株)製、ホワイト
ンPO(商品名)、平均粒子径1.05μm。 【0065】白石カルシウム(株)製、ホワイトンP−
10(商品名)、平均粒子径3.0μm。 【0066】タルク;日本スミトロン(株)製850J
S(商品名)、平均粒子径2.0μm。 【0067】無水ケイ酸アルミニウム;白石カルシウム
(株)製、TYSIN(商品名)、平均粒子径0.8μ
m。 【0068】水酸化アルミニウム;昭和軽金属(株)
製、ハイジライド(商品名)平均粒子径6 μm。 【0069】シリコーンオイル;東レ・ダウコーニング
(株)製、SH−200(商品名)、分子量10,000 化学構造;ポリジメチルシロキサン(OSi(CH32
O)n 東レ・ダウコーニング(株)製、SH−510(商品
名)、分子量15,000 化学構造;ポリメチルフェニルシロキサン(OSiCH
365O)n 分散剤;日本曹達(株)製、末端OH化ポリブタジエ
ン、GI−1000(商品名)。 【0070】 【表1】【0071】 【表2】【0072】 【表3】【0073】 【表4】【0074】比較例6 スクリュー径20mmφ、L/D=22の押出機に取付
けた直径0.9mmφの気体供給管を備えた中空糸製造
用2層ノズルを使用し、メルトインデックスが34g/
10分のポリプロピレン(徳山曹達(株)製、MJ−1
70(商品名))の外表面側層と、メルトインデックス
が4.4g/10分のポリプロピレン(徳山曹達(株)
製、YE−130(商品名))の中空面側層からなる中
空糸膜を製造した。なお、溶融中空紡糸の条件は、押出
し温度が200℃で、引き取り速度が116m/分とし
た。得られた未延伸中空糸膜を145℃の空気雰囲気で
5分間加熱処理し、次いで−195℃の液体窒素中で延
伸倍率2倍に1軸延伸し、次いで、延伸状態を維持した
まま145℃で15分間熱処理を行い、微多孔性中空糸
膜を製造した。この微多孔性中空糸膜は、外表面側層が
80μmで中空面側層が20μmの複層構造であり、ま
た、外表面側の微多孔性層に形成される連通孔の平均孔
径が1.5μmであり、中空面側の該平均孔径が0.5
μmであった。 【0075】この微多孔性中空糸膜の初期透水量と4ト
ン透水量を測定したところ、初期透水量は35l/分・
2 ・atmであり、4トン透水量は4.3l/分・m
2 ・atmであった。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention has excellent separation and filtration performance.
The present invention relates to a multilayer microporous hollow fiber membrane obtained by the method described above. [0002] 2. Description of the Related Art In recent years, resource saving, energy saving, separation and purification.
The separation method using microporous hollow fiber membrane is rapid from the viewpoint of
Has come to be used on a practical scale. like this
One of the uses of microporous hollow fiber membranes is water purifier
it can. The above-mentioned hollow fiber to be installed at the faucet of each household
A water purifier incorporating a membrane as a filtration membrane is easy to use.
It is becoming popular. [0003] By the way, such a microporous hollow fiber membrane is
Many researches have been conducted on
Polymers such as ter, polyolefin, and polysulfone
Materials consisting of materials have been proposed. In particular, JP
Japanese Patent Application Laid-Open No. 79806/1992 discloses a micro-permeation having a predetermined pore diameter.
The first porous layer made of a thermoplastic resin having pores is provided with the pores.
Specific thermoplastics with microporous pores larger than the diameter
It has a multilayer structure in which a second porous layer made of resin is laminated.
Hollow fiber membranes have good separation ability and are suitable. here,
In the hollow fiber membrane having the multilayer structure, each porous layer
The formed pores can be sufficiently formed by high-speed deposition during melt deposition.
Heat treatment of undrawn hollow fiber with internal strain
After increasing the crystallinity of
Voids are generated, and the obtained drawn hollow fiber is solidified.
The so-called stretching-heat, where heat treatment is performed while maintaining a fixed end
Formed by going through a complex process of processing
I have. [0004] SUMMARY OF THE INVENTION These conventional proposals have been made.
Water that incorporates a microporous hollow fiber membrane as a filtration membrane
The vessel has a certain amount of initial water permeability,
It is said that membrane clogging occurs and the water permeability gradually decreases
There were drawbacks. This problem is caused by the crystallinity of the material resin.
Has a specific multilayer structure obtained by drawing a hollow fiber with increased
Using hollow fiber membranes as filtration membranes for water purifiers
Also occurs remarkably, so that in order to obtain a desired water permeability
Had to change the membrane frequently. [0005] From the above background, a film obtained by a simple method
It has a large initial water permeability and can be used for a long time.
Development of microporous hollow fiber membrane with small decrease in water permeability is desired
I was [0006] Means for Solving the Problems The present inventors have solved the above problems.
In light of the subject, I have been conducting diligent research. As a result, polio
Inorganic filling surface treated with silicone oil on refins
Of the resin layer composed of a mixture containing a large amount of
Specific arrangement of two layers with different average particle size of filler
Forming the composite resin film laminated in a hollow shape and stretching it
The multi-layer microporous hollow fiber membrane obtained by
They have found that they have added them and completed the present invention. That is, the present invention relates to polyolefins 10 to 7
0% by weight and average particles dispersed in the polyolefin
Child diameter is 0.01 to 5 μmof,Surface treatment with silicone oil
90 to 30% by weight of inorganic filler
It has a network structure consisting of communicating holes with a hole diameter of 5 μm or less,
Molecular orientation by elongationStack two microporous layers
And the two layers areAverage particle size and ream of inorganic filler
Average hole diameter of through hole is differentAndAverage particle size of the inorganic filler
The layer with the larger diameter and the average hole diameter of the communication hole is located on the outer surface side.
Place,Multi-layer microporous with small layers located on the hollow side
It is a hollow fiber membrane. [0008] In the present invention, the multi-layer microporous hollow fiber membrane
Polyolefins used as raw materials include polyethylene and polyethylene.
Propylene, polybutene-1 or polymethylpentene
Α-olefin homopolymer such as α-olefin and other
With copolymerizable monomers and their mixtures
Objects and the like. Among them, the obtained multi-layer
Considering the heat resistance and moldability of the porous hollow fiber membrane,
Homopolymer, propylene and other copolymerizable monomers
And copolymers thereof are preferred. The above α-olefin and other copolymerizable
Copolymers with monomers are generally α-olefins, especially
Other copolymerizable polymer containing 90% by weight or more of propylene
A copolymer containing 10% by weight or less of a nomer is preferable. Ma
Further, the copolymerizable monomer is not particularly limited, and is known.
Can be used, but generally, those having 2 to 8 carbon atoms
α-olefins, particularly ethylene, and butene are suitable.
is there. In the present invention, the inorganic filler is used in the stretching step.
Between polyolefin and dispersed inorganic filler in
To form fine communication holes
used. Agglomerates when mixed with polyolefin
It is preferable that they are uniformly dispersed. The above-mentioned inorganic filler exhibits the above-mentioned functions.
Any material can be used without any particular limitation.
Table IIA, IIIA, IVA and IVB
Oxide, hydroxide, carbonic acid of one metal selected from the group
Fillers made of salts or sulfates are preferred. these
As the filler, those known as fillers of various synthetic resins can be used.
Can be used without limitation, but those generally used preferably
Is as follows. For example, Periodic Table IIA
Group metals such as calcium, magnesium and barium
And the like, and as a Group IIIA metal
Is a metal such as boron, aluminum, etc .;
Metals such as titanium, zirconium and hafnium
And metals such as silicon as Group IVA metals.
It is suitable. Oxides, hydroxides, carbonates of these metals
Salts or sulfates can be used without particular limitation. Especially suitable
More specifically, the filler used is, for example, oxide oxide.
Cium, magnesium oxide, boron oxide, titanium oxide,
Oxides such as zirconium oxide and silica; calcium carbonate
Carbonates such as calcium carbonate, magnesium carbonate and barium carbonate;
Magnesium fluoride, calcium hydroxide, aluminum hydroxide
Hydroxides such as calcium; calcium sulfate, barium sulfate, sulfuric acid
Sulfates such as aluminum; calcium silicate, aluminum silicate
It is a silicate such as ruminium or talc. The above inorganic filler is represented by silicone oil.
It is important that the surface is treated. As a surface treatment agent
The silicone oil used is represented by the following general formula.
Is polydimethylsiloxane. [0013] Embedded image (However, R1And RTwoIs a hydrogen atom,
Is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 25 carbon atoms,
An alkenyl group and a phenyl group. In the present invention,
Specific compound names of silicone oils that can be suitably used
For example, polydimethylsiloxane, polydisiloxane
Ethyl siloxane, polydipropyl siloxane, polydi
Phenylsiloxane, polymethylhydrogensiloxy
Sun, polymethyl hydrogen siloxane, polyfe
Nil hydrogen siloxane and the like.
You. The average molecular weight of silicone oil is not limited
Not melted, but melt-kneaded with polyolefin
To prevent volatilization due to heat, and a uniform surface of inorganic filler
In order to perform surface treatment, generally, 1,000 to 100,0
00 is preferably used. The amount of the silicone oil surface treating agent used
Is not particularly limited, but for stretching a polyolefin composition
Interface separation at the interface with the inorganic filler due to
Above, generally, 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the inorganic filler.
A range of 5 to 5 parts by weight is preferred. As a surface treatment method, an inorganic filler and a silica
Simply mix with the corn oil. For example, Sue
Add a certain amount of inorganic filler and silicone oil
And 1,000 to 2,000 rpm for 2 to 5 minutes
After high-speed stirring for 2-4 hours at 190-210 ° C.
The method of processing can be suitably adopted in the present invention. The surface treated with the above silicone oil
The average particle size of the inorganic filler must be 0.01 to 5 μm.
It is necessary. When this average particle size is out of the above range
Has an inorganic filler surface treated with the above silicone oil
Material is difficult to disperse in polyolefin
The maximum pore size of the hollow fiber membrane
Germs, for example, E. coli
Become. To obtain a multilayer microporous hollow fiber membrane suitably employed
For this purpose, use an inorganic filler that has been surface-treated with this silicone oil.
The average particle size of the material is preferably 0.03 to 4 μm.
New The above-mentioned polyolefin and silicone oil
% Of the inorganic filler surface-treated with
10 to 70% by weight, preferably 15 to 60% by weight
And the inorganic filler is 90 to 30% by weight, preferably 8% by weight.
5 to 40% by weight. With this polyolefin and silicone oil
Composition ratio with surface-treated inorganic filler is multi-layer microporous
The properties of each microporous layer constituting the porous hollow fiber membrane to a specific range
Important for industrially advantageous production of hollow fiber membranes.
is there. The ratio of the inorganic filler is less than the lower limit.
And the formation of pores in the microporous layer is not sufficient.
When the addition ratio of the filler component exceeds the upper limit, hollow
The formability of the yarn membrane may be poor, or the drawing may not be performed sufficiently.
Any tendency is not preferable. In the present invention, this polyolefin and silicone
Mixture with inorganic filler surface treated with corn oil
The microporous layer that constitutes each layer of the multilayer microporous hollow fiber membrane
The active layer is molecularly oriented by stretching. As a result,
The microporous layer is the interface between the polyolefin and the inorganic filler.
Is peeled off, and a communication hole having a maximum pore diameter of 5 μm or less is formed in the layer.
It is formed in a net shape. The chains formed in this microporous layer
When the maximum pore diameter of the through hole exceeds 5 μm, it is obtained.
Although the water permeability of the multilayer microporous hollow fiber membrane such as water is good
Liquid / solid, liquid / gas, liquid / liquid, and gas
/ Preferred because it reduces the separation performance between solids
I don't. In the present invention, the suitability of water permeability such as clean water
If considered, the maximum pore diameter is 0.01 to 3 μm
Is preferred. The communication formed in this microporous layer
The pores usually have an average pore diameter of 0.005 to 3 μm.
You. The multilayer microporous hollow fiber membrane of the present invention is
The surface of the porous layer is treated with the silicone oil.
The average particle size of the inorganic fillers
Two layers having different average diameters of the communication holes are stacked. This
Here, the interfacial separation between the polyolefin and the inorganic filler
The pores formed usually have an average particle size of the inorganic filler.
Smaller is finer pores, larger is larger
It becomes a hole of a diameter. Thus, in the present invention, the above silicone
The average particle size of the inorganic filler surface-treated with oil is different
And the average diameter of the communication holes varies accordingly.
Porous membrane, the average particle diameter of the inorganic filler and the average of the communication holes
The larger layer is on the outer surface, while the smaller layer is on the hollow surface.
It is laminated so that it is located on the side, and a hollow fiber membrane is obtained. like this
Surface treated with polyolefin and silicone oil
Different average pores constituted by interfacial delamination of inorganic filler
The two microporous layers having communicating holes having the same diameters are formed as described above.
By laminating in an array, the obtained hollow fiber membrane
Not only has high water permeability, but also
The decrease in water performance is extremely small. In the present invention, each of the outer surface side and the hollow surface side
Surface treated with silicone oil mixed in microporous layer
The difference in the average particle size of the inorganic filler
There is no particular limitation as long as it becomes clear. Therefore, before
Average particle size of the inorganic filler used in the present invention described above
Used in each layer by appropriately combining from among
May be set arbitrarily. The resulting multilayer microporous hollow
Considering the effect of maintaining the permeability of the yarn membrane, the hollow surface side
Particles used on the outer surface side compared to those used for
When the diameter ratio is in the range of 1.2 to 50, preferably 1.5 to 5,
Preferably, there is. In the present invention, the layer on the hollow surface side
The average particle diameter of the above-mentioned inorganic filler used for 0.1 to 2 μm
Of the inorganic filler used on the outer surface side
Most preferably, the average particle size is in the range of 0.2 to 5 μm.
New On the other hand, it is formed on the microporous layer on the outer surface side.
The difference between the average pore diameter of the communication hole and that of the outer surface side is also
Although not particularly limited, the hollow surface side is the same as above.
Of the outer surface side to the average pore diameter of
0, preferably 1.5 to 5.
In the present invention, the communication holes formed in the layer on the hollow surface side
The average pore size is in the range of 0.05-0.5 μm, while
The average pore size of the communication holes formed in the layer on the outer surface side is 0.07
Most preferably, it is in the range of 1.5 μm. The multilayer microporous hollow fiber membrane of the present invention comprises
In general, the porosity is preferably 10 to 90%.
Suitable. The outer diameter and thickness of the multilayer microporous hollow fiber membrane
Is not particularly limited. Generally, the outer diameter is 50μ
m to 5 mm, film thickness 10 μm to 0.5 mm
It is preferred that In addition, each microporous laminated
The thickness ratio of the layers is not particularly limited, either, and
You just have to choose. Generally, the layer on the hollow surface side and the layer on the outer surface side
The thickness ratio of the layers is in the range of 1: 0.05 to 1:95.
Is preferred. It should be noted that the multilayer microporous hollow fiber membrane of the present invention
And the average hole diameter of the communication holes laminated on the outer surface side is large
The microporous layer is further provided with communication holes on its outer surface side.
One or more microporous layers with large average pore size
May be layered. Also, the average hole diameter of the communication holes on the inner surface side is small.
On the further inner surface side of the layer, the average pore size of the communication holes of the layer
One microporous layer having communicating holes with an average pore size larger than
Layers or more can be stacked as needed
Can be implemented. The multilayer microporous medium of the present invention having the above constitution
The hollow fiber membrane usually has an initial water permeability of 10 to 70 l / min.
・ MTwo ・ Atm range, 20-70 l / min
・ MTwo ・ It can be atm. Also long-term use
The decrease in water permeability due to clogging is small even in
For example, after treating 4 tons of clean water, the permeability of clean water is usually 4
~ 30 l / min.mTwo ・ Atm range, and 6 ~
30 l / min.mTwo ・ It can be atm. Further, the multilayer microporous hollow fiber membrane of the present invention
Usually has a water pressure resistance of 10,000 to 50,000 mm
HTwoProperties that extend to O can also be provided. But
Meanwhile, a hydrophobic microporous medium having the above water pressure resistance
In cases where the hollow fiber membrane is disadvantageous, the water pressure is easily reduced.
Almost 0mmHTwoO can be changed.
For example, the above-mentioned hydrophobic multilayer microporous hollow fiber membrane is
A small amount of a nonionic surfactant of 10 to 23, for example,
Immerse in a solution containing 1-3% water, ethanol, etc.
Or the above surfactant is used to form a multi-layer microporous hollow fiber membrane.
By adding to the material in advance and molding
The water pressure resistance can be reduced. In the present invention, the multi-layer fine
The porous hollow fiber membrane may be manufactured by any method.
Generally, the above-mentioned polyolefin and silicone oil
Inorganic filler surface-treated with
A mixture of two kinds of inorganic fillers having different average particle diameters is often used.
The extruder for hollow fiber production equipped with a layer hollow nozzle
Among the mixtures, those with a large average particle size of the inorganic filler
Fusing so that small ones are stacked on the hollow side
Hollow spinning produces an undrawn hollow fiber membrane having a multilayer structure,
It is preferable to obtain the unstretched hollow fiber membrane by a stretching method.
Suitable. At this time, the above-mentioned inorganic filler is added to the polyolefin.
It is difficult to mix a large amount and uniformly
In such cases, such as polyolefins
A specific amount of dispersant when mixing inorganic fillers
Is preferred. That is, the polyolefin and silicone
100 weight of inorganic filler surface-treated with oil
Add 0.1 to 20 parts by weight of a dispersant to
Is preferable for obtaining each microporous layer having a uniform pore size.
Good. The dispersant is added as a plasticizer to various synthetic resins.
Known compounds to be added can be used without particular limitation. General
The dispersant preferably used is a polyester plasticizer,
Epoxy plasticizer and terminal OH-modified polybutadiene
You. These are exemplified as follows. The polyester plasticizer is generally a carbon atom.
Dibasic acid or tribasic having linear or aromatic ring of number 4 to 8
Acid and a linear dihydric alcohol having 2 to 5 carbon atoms
Those subjected to a tellurization reaction are preferred. Particularly preferably used
Specific examples include sebacic acid, adipine
Acid, phthalic acid, azelaic acid and trimellitic acid
Dibasic acid or tribasic acid, ethylene glycol,
Propylene glycol, butylene glycol, neo
Pentyl glycol and long chain alkylene glycol
Polyester compound, especially adipic acid
Or sebacic acid and propylene glycol, butylene
Glycol or long chain alkylene glycol
Polyester compounds are preferably used. The epoxy plasticizer has 8 to 24 carbon atoms.
Epoxidized double bond of monobasic linear unsaturated acid
Is preferred. The ones that are particularly preferably used
Epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, etc.
These can be used alone or in combination. [0034] The polybutadiene having an OH end is generally used.
Of polybutadiene having a degree of polymerization of 100 to 10,000
OH end, considering dispersion performance and easy handling
If the degree of polymerization is 500 to 2,000,
Can be used. In mixing each of the above components, the desired multilayer
Disperse as long as it does not hinder production of microporous hollow fiber membrane
Agents, coloring agents, lubricants, antioxidants, anti-deterioration agents, hydrophilization
It is often the case that known additives such as
This is a good mode. The stretching of the undrawn hollow fiber membrane is particularly restricted.
Although not always performed, usually 1.5 to 30 in area magnification
It is preferable to stretch the film in the range of twice. Also, not necessarily two axes
It is not necessary to be stretched in one direction, only in one axis direction
Even with this, it is possible to obtain a hollow fiber membrane with sufficiently good properties.
Wear. Stretching only in the uniaxial direction (the longitudinal direction of the hollow fiber)
In this case, generally 1.5 times to 12 times, preferably 3 to 7 times
Is preferred. It is also stretched biaxially
In this case, preferably 1.2 times or more in the longitudinal direction of the hollow fiber,
1.5 times or more and 1.5 times or more in the circumferential direction of the hollow fiber
Elongation is preferred, and most preferably 2 to 2 in the longitudinal direction of the hollow fiber.
5 times and 2 to 7 times in the circumferential direction of the hollow fiber
Is preferred. The stretching method is generally performed by two pairs of flannels.
Uniaxial stretching due to the difference in the rotation speed ratio of a son roll, etc.
Or, if necessary, after uniaxial stretching, then known widening stretching
Machine to stretch horizontally or vertically and horizontally
And a method of simultaneously stretching. The stretching temperature is generally
Above room temperature to below the melting point of the polyolefin, especially the melting point
A temperature lower by 10 to 100 ° C. is preferred. The microporous medium obtained by stretching
The hollow fiber membrane is further heat-treated under tension, for example, at the temperature of the stretching.
Heat set at a temperature not less than the melting point and then cooled to room temperature
Instead, it is preferable to use the target. In addition, the adhesive
Corona discharge treatment, hydrophilization treatment or
Performing a surface treatment by hydration is a preferred embodiment.
You. The multilayer microporous hollow produced according to the present invention
In the yarn membrane, the polyolefin is molecularly oriented by stretching,
Or, if necessary, by heat setting, hollow
The heat resistance of the yarn membrane itself has been significantly improved, and the mechanical strength has also been improved.
Be improved. In particular, those that have been heat set
The dimensional stability at warm is also significantly improved. [0040] The multilayer microporous hollow fiber membrane of the present invention has
The material is polyolefin homopolymer or olefin and other
Made of copolymerizable monomer, rich in olefin
Good heat resistance, strength, chemical resistance, biocompatibility
The physical properties such as are excellent. The manufacturing method is simple
It is. Furthermore, the inorganic filler contained in the hollow fiber membrane is resistant to
Obtained because it is an insoluble and infusible filler rich in heat
High reliability when using hollow fiber membranes
If there is no trouble that the filler elutes during substance separation
It has the feature of. Moreover, the inorganic filler is silicone
Due to the surface treatment with oil,
The microporous hollow fiber membrane has a large initial water permeability and a long
Even if it is used, the reduction in water permeability is small. General
In addition, the initial water permeability is 10 to 70 l / min · mTwo ・ Atm
Range and large, and 20-70 l / min.mTwo ・ Atm
It can also be. Also, for example, treating 4 tons of clean water
Of permeated water after washing is usually 4 to 30 l / min.mTwo ・
atm, and 6 to 30 l / min · mTwo ・ A
tm. Therefore, the fine particles obtained by the present invention
Porous hollow fiber membranes can be used as filtration membranes for a long time.
is there. Accordingly, the multilayer microporous hollow fiber membrane of the present invention
Can be used as a household water purifier, dust and bacteria
Filter for gas; gas separation membrane; wastewater treatment; food
Clean water in the wares, electronics and pharmaceutical industries
-Manufacture; blood purification, artificial lung, dialysis membrane, etc. in the medical field
Can be used for microfiltration, ultrafiltration, reverse osmosis membrane,
Suitable for use as a support such as evaporation
Is done. [0042] EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to the following examples.
The present invention will be described with reference to examples and comparative examples.
It is not limited to the embodiment. Incidentally, the examples and ratios
The physical properties and judgment of the hollow fiber membranes shown in the comparative examples were determined by the following methods.
Indicates the value measured or determined. The maximum pore diameter (μ) of the communicating hole of each microporous layer
m) and average pore size (μm);
A mixture having the same composition as each microporous layer to be formed is
Melt hollow spinning under the same conditions as multilayer microporous hollow fiber membrane
It is further stretched to have the same thickness as the multilayer microporous hollow fiber membrane.
A single-layer microporous hollow fiber membrane was separately produced. Then,
Pore diameter and average of each single-layer microporous hollow fiber membrane
Pore size, maximum pore size in methanol bubble point method
And the average pore size is measured with a mercury porosimeter.
The obtained values are combined with the above-mentioned multilayer microporous hollow fiber membrane.
Maximum pore diameter and average pore diameter of each microporous layer to be formed
did. Water permeability: 10 microporous hollow fiber membranes
Bundled in a U-shape and the hollow fiber membrane opening is fixed with epoxy resin.
Therefore, a module was manufactured. Hollow fiber excluding resin embedded part
The effective length was 15 cm. When measuring water permeability, HL
2% ethanol solution of nonionic surfactant with B = 21
After immersing the module in
Then, the amount of water passing through the wall surface of the hollow fiber membrane was determined. Membrane area
Was based on (outer diameter + inner diameter) / 2 base. First permeability test
Is the initial amount of water permeated for 3 minutes, and 4 tons of clean water
Is shown in the table as the permeation amount of 4 tons.
Was. Moldability: Visually and manually check the undrawn hollow fiber membrane
And touched to observe, and judged according to the following criteria. Good: Uneven thickness and no surface irregularities
state. Slightly good; one of uneven thickness and uneven surface
There is a small state. Poor: uneven thickness, uneven surface
Some state. Dispersibility: The hollow fiber membrane obtained by drawing was
To see if there is a fisheye
  Was. Good; no fish eyes. Poor; fish eye observed
state. Stretchability: The length of the unstretched hollow fiber membrane is
Judgment was made based on the stretching state when stretching in the hand direction. Good; no cutting or tearing, and stretching
The state where it is performed uniformly. Somewhat poor; stretched, but partially unstretched
The state where the part exists. Stretching was not possible; cutting and tearing occurred and stretching was not possible.
Not coming. Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 Inorganic fillers and silicone oils as shown in Tables 1 and 3
And into the supermixer, 1,500 rpm
After stirring at high speed for 3 minutes, a hot air circulating thermostat at 200 ° C
Heat treatment for 2 hours in silicone oil
The treated inorganic filler was used. Next, surface treatment is performed with this silicone oil.
Inorganic filler and resin as shown in Tables 1 and 3,
Mix the powder composition with a super mixer for 5 minutes
And then extruded into a strand at 230 ° C with a twin-screw extruder
And cut into pellets. The resulting pellets are
Attached to an extruder with a Lew diameter of 20 mmφ and L / D = 22
2 for hollow fiber production with a gas supply pipe of 0.9 mm diameter
Layer nozzleAnd shown in the column of hollow side layer in Tables 1 and 3.
The composition is changed from the inner nozzle of the two-layer nozzle to the outer surface layer.
From the outer nozzle of the two-layer nozzle,23
Extrude at 0 ° C and put into a water tank where water at about 20 ° C circulates
Let cool down and pick up at 13m / minMore than two layersUnstretched
A hollow fiber was obtained. The undrawn hollow fiber-shaped material is rotated at a different rotational speed.
Stretch ratio 5 times at 120 ° C between two pairs of Nelson rolls
To obtain a microporous hollow fiber membrane. The fines obtained
The physical properties of the porous hollow fiber membrane are shown in Tables 2 and 4. The used resin, inorganic filler, silicone
The following products were used as the oil and dispersant. Resin; Polypropylene; PN-120 (trade name, manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.)
Product name) Density 0.91g / cmThree , 135 ° C tetralin
2.38 dl / g, melting point 165 ° C. Polyethylene; Mitsui Petrochemical Industry Co., Ltd.
Made, high density polyethylene, HIZEX 1300J (Trade
Product name), melt index 1.3g / 10min. Propylene-ethylene copolymer; Soda Tokuyama
MS-624 (trade name), 0.90 g /
cmThree1. intrinsic viscosity measured with tetralin at 135 ° C.
28 dl / g, melting point 163 ° C, ethylene content 4.7
amount%. Inorganic fillers; Calcium carbonate; Viscolite U, manufactured by Shiroishi Industry Co., Ltd.
(Trade name), average particle size 0.09 μm. Tunex E (trade name), average particle size 0.5
μm. White, manufactured by Toyo Fine Chemical Co., Ltd.
PO (trade name), average particle size 1.05 μm. Whiten P-, manufactured by Shiraishi Calcium Co., Ltd.
10 (trade name), average particle diameter 3.0 μm. Talc; 850J manufactured by Nippon Sumitron Co., Ltd.
S (trade name), average particle size 2.0 μm. Anhydrous aluminum silicate; calcium shiraishi
TYSIN (trade name), average particle size 0.8μ
m. Aluminum hydroxide; Showa Light Metal Co., Ltd.
Manufactured by Hydride (trade name), average particle size 6 μm. Silicone oil; Dow Corning Toray
SH-200 (trade name), molecular weight 10,000 Chemical structure; polydimethylsiloxane (OSi (CHThree)Two
 O)n SH-510 (product of Dow Corning Toray Co., Ltd.)
Name), molecular weight 15,000 Chemical structure; polymethylphenylsiloxane (OSiCH
ThreeC6HFiveO)n Dispersant: Nippon Soda Co., Ltd., OH-terminated polybutadier
GI-1000 (trade name). [0070] [Table 1][0071] [Table 2][0072] [Table 3][0073] [Table 4]Comparative Example 6 Attached to an extruder with a screw diameter of 20 mmφ and L / D = 22
Manufacture of hollow fiber with a gas supply pipe with a diameter of 0.9 mmφ
The melt index is 34 g /
10 minutes polypropylene (MJ-1 manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.)
70 (trade name)) and the melt index
Is 4.4 g / 10 min polypropylene (Tokuyama Soda Co., Ltd.)
, Made of YE-130 (trade name))
A hollow fiber membrane was manufactured. The conditions for melt hollow spinning are extrusion
The temperature is 200 ° C and the take-off speed is 116m / min.
Was. The obtained undrawn hollow fiber membrane is placed in an air atmosphere at 145 ° C.
Heat treatment for 5 minutes, then roll in liquid nitrogen at -195 ° C.
Uniaxially stretched to an elongation ratio of 2 and then stretched
Heat treatment at 145 ° C for 15 minutes as it is
A membrane was manufactured. This microporous hollow fiber membrane has an outer surface side layer
It has a multilayer structure of 80 μm and a hollow side layer of 20 μm.
The average pore size of the communication holes formed in the microporous layer on the outer surface side
The diameter is 1.5 μm, and the average pore diameter on the hollow surface side is 0.5 μm.
μm. The initial water permeability of this microporous hollow fiber membrane was 4 to
When the water permeability was measured, the initial water permeability was 35 l / min.
mTwo ・ Atm, 4 tons permeation rate is 4.3 l / min ・ m
Two -It was atm.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI D01F 8/06 D01F 8/06 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 69/08 B01D 71/26 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI D01F 8/06 D01F 8/06 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) B01D 69/08 B01D 71/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ポリオレフィン10〜70重量%と、上
記ポリオレフィン中に分散された平均粒子径が0.01
〜5μmの、シリコーンオイルで表面処理された無機充
填材90〜30重量%よりなり、最大細孔径が5μm以
下の連通孔よりなる網状構造を有し、延伸により分子配
向されてなる2層の微多孔性層を積層して構成され、該
2層は無機充填材の平均粒子径および連通孔の平均孔径
が相違し、且つ、該無機充填材の平均粒子径および連通
孔の平均孔径の大きい層が外表面側に位置し小さい層
が中空面側に位置してなる複層微多孔性中空糸膜。
(57) [Claim 1] 10 to 70% by weight of a polyolefin, and an average particle size dispersed in the polyolefin of 0.01%.
A two-layer microstructure having a network structure composed of 90 to 30% by weight of an inorganic filler surface-treated with a silicone oil having a maximum pore diameter of 5 μm or less and having a molecular orientation by stretching. It is constituted by laminating a porous layer,
The two layers differ in the average particle diameter of the inorganic filler and the average pore diameter of the communication holes, and the layer having the larger average particle diameter of the inorganic filler and the average pore diameter of the communication holes is located on the outer surface side, and the smaller layer is A multilayer microporous hollow fiber membrane located on the hollow surface side.
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