JP5134480B2 - Epoxy resin porous membrane and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、三次元網目状骨格と連通する空孔とを有するエポキシ樹脂多孔質膜と、その製造方法に関する。   The present invention relates to a porous epoxy resin membrane having pores communicating with a three-dimensional network skeleton and a method for producing the same.

エポキシ樹脂は、優れた耐薬品性を有する上、安価であることから、例えば特許文献1ではカラムクロマトグラフィーの分離媒体に適用されている。   Epoxy resins have excellent chemical resistance and are inexpensive, and for example, in Patent Document 1, they are applied as separation media for column chromatography.

上記特許文献1では、エポキシ樹脂及び硬化剤をポロゲンに溶解させて均一な溶液を調製し、この溶液を金型に注入して加熱することにより、エポキシ樹脂を重合させながらエポキシ樹脂の重合物とポロゲンとを相分離させた後、ポロゲンを除去することによりエポキシ樹脂多孔体を得ている。上記特許文献1の方法によれば、三次元網目状骨格と連通する空孔とを有するモノリス型多孔体が得られる。   In Patent Document 1, an epoxy resin and a curing agent are dissolved in a porogen to prepare a uniform solution, and this solution is poured into a mold and heated to polymerize the epoxy resin and polymerize the epoxy resin. After separating the porogen from the phase, the porogen is removed to obtain a porous epoxy resin. According to the method of Patent Document 1, a monolithic porous body having pores communicating with a three-dimensional network skeleton can be obtained.

国際公開WO 2006/073173International Publication WO 2006/073173

しかしながら、上記特許文献1に開示されている製造方法では、孔径が厚み方向に均一な多孔体しか得ることが出来ないため、イオンの分離等を目的とした分離膜用途では、透過液量を維持しつつ分離性能を向上させるのが困難であった。   However, since the manufacturing method disclosed in Patent Document 1 can only obtain a porous body having a uniform pore size in the thickness direction, the amount of permeate is maintained in separation membrane applications for ion separation and the like. However, it was difficult to improve the separation performance.

本発明の目的は、透過液量を維持した上で、分離性能を向上させることができるエポキシ樹脂多孔質膜と、その製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an epoxy resin porous membrane capable of improving the separation performance while maintaining the amount of permeate, and a method for producing the same.

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、エポキシ樹脂、硬化剤及びポロゲンを含む溶液を一対のシート材間に充填し、一方のシート材のみを加熱することにより、孔径が厚み方向に漸増する非対称構造の膜が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of extensive research, the inventors of the present invention filled a solution containing an epoxy resin, a curing agent and a porogen between a pair of sheet materials, and heated only one of the sheet materials, so that the pore diameter gradually increased in the thickness direction. The inventors have found that a film having an asymmetric structure can be obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜は、三次元網目状骨格と連通する空孔とを有するエポキシ樹脂多孔質膜であって、前記空孔の孔径が、前記膜の一方の面から前記膜の他方の面にかけて厚み方向に漸増することを特徴とする。   That is, the epoxy resin porous membrane of the present invention is an epoxy resin porous membrane having pores communicating with a three-dimensional network skeleton, and the pore diameter of the pores from one surface of the membrane It is characterized by gradually increasing in the thickness direction over the other surface.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜によれば、空孔の孔径が厚み方向に漸増する構造(非対称構造)を有するため、透過液量を維持した上で、分離性能を向上させることができる。   According to the porous epoxy resin membrane of the present invention, since the pore diameter gradually increases in the thickness direction (asymmetric structure), the separation performance can be improved while maintaining the permeate amount.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜では、前記他方の面近傍における空孔の平均孔径が、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径の2〜100倍であることが好ましい。透過液量の維持と分離性能の向上の両立を容易に実現できるからである。   In the epoxy resin porous membrane of the present invention, the average pore diameter in the vicinity of the other surface is preferably 2 to 100 times the average pore diameter in the vicinity of the one surface. This is because both the maintenance of the permeate amount and the improvement of the separation performance can be easily realized.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜では、前記他方の面近傍における空孔の平均孔径が0.2〜5μmであり、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径が0.02〜0.5μmであってもよい。この場合、前記他方の面近傍では、空孔の平均孔径が0.2〜5μmであるため、透過液量を高く維持した上で、膜強度の低下を防ぐことができる。また、前記一方の面近傍では、空孔の平均孔径が0.02〜0.5μmであるため、透過液の流れの抵抗を低減できる上、分離性能を向上させることができる。   In the epoxy resin porous membrane of the present invention, the average pore diameter in the vicinity of the other surface is 0.2 to 5 μm, and the average pore diameter in the vicinity of the one surface is 0.02 to 0.5 μm. There may be. In this case, in the vicinity of the other surface, since the average pore diameter of the pores is 0.2 to 5 μm, it is possible to prevent a decrease in the film strength while maintaining a high permeate amount. Further, in the vicinity of the one surface, since the average pore diameter of the pores is 0.02 to 0.5 μm, the resistance of the permeate flow can be reduced and the separation performance can be improved.

また、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法は、三次元網目状骨格と連通する空孔とを有するエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法であって、エポキシ樹脂、硬化剤及びポロゲンを含む溶液を一対のシート材間に充填する充填工程と、前記シート材の一方のみを加熱して、エポキシ樹脂を重合させながらエポキシ樹脂の重合物とポロゲンとを相分離させる反応誘起相分離工程と、前記反応誘起相分離工程で得られた硬化物からポロゲンを除去する除去工程とを含むことを特徴とする。   The method for producing an epoxy resin porous membrane of the present invention is a method for producing an epoxy resin porous membrane having pores communicating with a three-dimensional network skeleton, and a solution containing an epoxy resin, a curing agent and a porogen Filling step between a pair of sheet materials, a reaction-induced phase separation step in which only one of the sheet materials is heated to phase-separate the epoxy resin polymer and porogen while polymerizing the epoxy resin, And a removal step of removing porogen from the cured product obtained in the reaction-induced phase separation step.

本発明の製造方法によれば、エポキシ樹脂、硬化剤及びポロゲンを含む溶液を一対のシート材間に充填するため、溶液中のポロゲンの沈降を防ぐことができる。これにより、前記反応誘起相分離工程においてシート材との接触面近傍の溶液内にポロゲンが確実に存在するため、膜面やその近傍においても空孔を形成することができる。また、前記反応誘起相分離工程では、シート材の一方のみを加熱するため、一方のシート材側の膜面(一方の面)と他方のシート材側の膜面(他方の面)との間で、温度差が生じる。これにより、空孔の孔径が、膜の一方の面から他方の面にかけて厚み方向に漸増する構造(非対称構造)が得られるため、透過液量を維持した上で、分離性能を向上させることができるエポキシ樹脂多孔質膜を提供できる。   According to the production method of the present invention, since the solution containing the epoxy resin, the curing agent, and the porogen is filled between the pair of sheet materials, sedimentation of the porogen in the solution can be prevented. Thereby, since the porogen is surely present in the solution in the vicinity of the contact surface with the sheet material in the reaction-induced phase separation step, pores can be formed also on the film surface and in the vicinity thereof. Further, in the reaction-induced phase separation step, only one of the sheet materials is heated, and therefore, between the film surface (one surface) on the one sheet material side and the film surface (the other surface) on the other sheet material side. Thus, a temperature difference occurs. As a result, a structure (asymmetric structure) is obtained in which the pore diameter gradually increases in the thickness direction from one surface of the membrane to the other surface, so that the separation performance can be improved while maintaining the permeate amount. An epoxy resin porous membrane can be provided.

本発明の製造方法では、前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を加熱するとともに前記シート材の他方を冷却することが好ましい。前記一方の面と前記他方の面との間の温度差を大きくすることができるため、非対称構造をより容易に実現できるからである。この場合、前記一方のシート材と前記他方のシート材との温度差が10〜200℃となるように、前記加熱及び冷却を行うことが好ましい。前記他方の面近傍における空孔の平均孔径を、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径の2〜100倍とすることができるため、透過液量の維持と分離性能の向上の両立を容易に実現できるからである。   In the production method of the present invention, in the reaction-induced phase separation step, it is preferable to heat the one sheet material and cool the other sheet material. This is because the temperature difference between the one surface and the other surface can be increased, so that an asymmetric structure can be realized more easily. In this case, it is preferable to perform the heating and cooling so that the temperature difference between the one sheet material and the other sheet material is 10 to 200 ° C. Since the average pore diameter in the vicinity of the other surface can be 2 to 100 times the average pore diameter in the vicinity of the one surface, it is easy to maintain both the amount of permeate and improve the separation performance. This is because it can be realized.

本発明の製造方法では、前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を80〜160℃に加熱し、前記他方のシート材を−50〜80℃に冷却してもよい。この場合、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径を0.02〜0.5μmとすることができるため、透過液の流れの抵抗を低減できる上、分離性能を向上させることができる。また、前記他方の面近傍における空孔の平均孔径を0.2〜5μmとすることができるため、透過液量を高く維持した上で、膜強度の低下を防ぐことができる。   In the production method of the present invention, in the reaction-induced phase separation step, the one sheet material may be heated to 80 to 160 ° C, and the other sheet material may be cooled to -50 to 80 ° C. In this case, since the average pore diameter of the pores in the vicinity of the one surface can be set to 0.02 to 0.5 μm, the resistance of the permeate flow can be reduced and the separation performance can be improved. Moreover, since the average pore diameter of the pores in the vicinity of the other surface can be set to 0.2 to 5 μm, it is possible to prevent a decrease in the film strength while maintaining a high permeate amount.

前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を加熱するとともに前記他方のシート材を冷却する場合は、前記加熱及び冷却の処理時間が10〜300分であることが好ましい。上記範囲内であれば、膜の強度を確保した上で、透過液量の維持と分離性能の向上を両立させるための孔径の確保が容易となる。   In the reaction-induced phase separation step, when heating the one sheet material and cooling the other sheet material, the heating and cooling treatment time is preferably 10 to 300 minutes. If it is in the said range, after ensuring the intensity | strength of a film | membrane, ensuring of the hole diameter for making the maintenance of a permeate amount and improvement of a separation performance compatible will become easy.

前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を加熱するとともに前記他方のシート材を冷却する場合は、前記加熱及び冷却を行った後、前記冷却を停止し、前記加熱のみを引き続き行うことが好ましい。前記他方の面近傍の硬化を充分に行うことができるため、膜の強度の確保が容易となるからである。この場合、前記冷却を停止した後の前記加熱の処理時間が、0.5〜5時間であることが好ましい。膜の強度の確保がより容易となるからである。   In the reaction-induced phase separation step, when heating the one sheet material and cooling the other sheet material, after the heating and cooling, the cooling is stopped and only the heating is continued. Is preferred. This is because the vicinity of the other surface can be sufficiently cured, so that it is easy to ensure the strength of the film. In this case, it is preferable that the processing time of the heating after stopping the cooling is 0.5 to 5 hours. This is because it is easier to ensure the strength of the film.

本発明の製造方法では、前記除去工程後、ポロゲンが除去された硬化物を更に硬化させる乾燥工程を更に含むことが好ましい。硬化剤による架橋を充分に行えるため、膜の強度の確保が容易となるからである。この場合、前記乾燥工程において、前記硬化物を50〜160℃の雰囲気温度で0.5〜20時間乾燥させることが好ましい。膜の強度の確保がより容易となるからである。   In the manufacturing method of this invention, it is preferable to further include the drying process which further hardens | cures the hardened | cured material from which the porogen was removed after the said removal process. This is because it is easy to ensure the strength of the film because crosslinking with a curing agent can be sufficiently performed. In this case, in the drying step, the cured product is preferably dried at an atmospheric temperature of 50 to 160 ° C. for 0.5 to 20 hours. This is because it is easier to ensure the strength of the film.

本発明の製造方法では、前記充填工程において、前記溶液中のポロゲンの含有量が20〜80重量%であってもよい。得られる膜の孔径及び空孔率を適切な値とすることができるため、例えば複合逆浸透膜の支持膜に適用した場合に、透過液量の維持と分離性能の向上が容易となるからである。   In the production method of the present invention, the porogen content in the solution may be 20 to 80% by weight in the filling step. Since the pore diameter and porosity of the obtained membrane can be set to appropriate values, for example, when applied to a support membrane of a composite reverse osmosis membrane, it is easy to maintain the amount of permeate and improve separation performance. is there.

本発明の製造方法では、前記シート材がガラスシートであることが好ましい。ガラスシートは、耐熱性が高く、エポキシ樹脂硬化物に対して離型性も高い上、リサイクルが可能となるため、製造コストの低減が容易となるからである。ただし、ガラスに限らず、同様に耐熱性が高く、離型性の高いシート材であれば、好適に使用できる。   In the production method of the present invention, the sheet material is preferably a glass sheet. This is because the glass sheet has high heat resistance, high releasability with respect to the cured epoxy resin, and can be recycled, so that the manufacturing cost can be easily reduced. However, not only glass but also a sheet material having high heat resistance and high releasability can be preferably used.

本発明の製造方法では、前記充填工程後の前記一対のシート材の間隔が、0.1〜5mmであることが好ましい。0.1mm以上とすることで、膜の強度の確保が容易となる上、5mm以下とすることで、ポロゲンの沈降を容易に防ぐことができるからである。   In the manufacturing method of this invention, it is preferable that the space | interval of the said pair of sheet material after the said filling process is 0.1-5 mm. This is because when the thickness is 0.1 mm or more, it is easy to secure the strength of the film, and when the thickness is 5 mm or less, the precipitation of the porogen can be easily prevented.

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明のエポキシ樹脂多孔質膜は、三次元網目状骨格と連通する空孔とを有するエポキシ樹脂多孔質膜であって、空孔の孔径が、前記膜の一方の面から前記膜の他方の面にかけて厚み方向に漸増することを特徴とする。本発明によれば、空孔の孔径が厚み方向に漸増する構造(非対称構造)を有するため、透過液量を維持した上で、分離性能を向上させることができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. The epoxy resin porous membrane of the present invention is an epoxy resin porous membrane having pores communicating with a three-dimensional network skeleton, wherein the pore diameter is from one side of the membrane to the other side of the membrane. It is characterized by gradually increasing in the thickness direction over the surface. According to the present invention, since the pore diameter gradually increases in the thickness direction (asymmetric structure), the separation performance can be improved while maintaining the permeate amount.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の厚みは、膜強度の観点から0.1mm以上が好ましく、扱いやすさ、加工のしやすさ、及び透過液量の確保の観点から5mm以下が好ましい。   The thickness of the porous epoxy resin membrane of the present invention is preferably 0.1 mm or more from the viewpoint of membrane strength, and preferably 5 mm or less from the viewpoint of ease of handling, ease of processing, and securing the amount of permeate.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の空孔率は、透過液量を維持する観点から20%以上が好ましく、分離性能の向上及び膜強度の確保の観点から80%以下が好ましい。なお、上記空孔率は、水銀圧入法により、(株)島津製作所製オートポア9520型装置にて測定する。   The porosity of the epoxy resin porous membrane of the present invention is preferably 20% or more from the viewpoint of maintaining the amount of permeated liquid, and preferably 80% or less from the viewpoint of improving separation performance and ensuring membrane strength. In addition, the said porosity is measured with the auto pore 9520 type | model apparatus by Shimadzu Corporation by the mercury intrusion method.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜では、前記他方の面近傍における空孔の平均孔径が、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径の2〜100倍であることが好ましく、10〜100倍であることがより好ましい。透過液量の維持と分離性能の向上の両立を容易に実現できるからである。なお、「面近傍における空孔の平均孔径」とは、透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製S−4800、倍率:4000倍)により膜を断面観察し、視野幅60μmで、表面から厚み方向に、膜の厚みの1/5〜1/100までの深さの範囲内に存在する空孔について、フリーソフト「Image J」又はAdobe社製「Photoshop」を用いて画像処理して求めた平均孔径をさす。   In the epoxy resin porous membrane of the present invention, the average pore diameter in the vicinity of the other surface is preferably 2 to 100 times the average pore diameter in the vicinity of the one surface, and 10 to 100 times. More preferably. This is because both the maintenance of the permeate amount and the improvement of the separation performance can be easily realized. The “average pore diameter in the vicinity of the surface” means a cross-sectional observation of the film with a transmission electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, magnification: 4000 times), a visual field width of 60 μm, and a thickness direction from the surface. In addition, for pores existing within a depth range of 1/5 to 1/100 of the thickness of the film, an average obtained by image processing using free software “Image J” or “Photoshop” manufactured by Adobe Point to the hole diameter.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜では、前記他方の面近傍における空孔の平均孔径が0.2〜5μm(好ましくは0.5〜2μm)であり、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径が0.02〜0.5μm(好ましくは0.05〜0.2μm)であってもよい。前記他方の面近傍における空孔の平均孔径が0.2〜5μmの場合、透過液量を高く維持した上で、膜強度の低下を防ぐことができる。また、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径が0.02〜0.5μmの場合、透過液の流れの抵抗を低減できる上、分離性能を向上させることができる。なお、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径が0.5μm以下の場合、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜を複合逆浸透膜の支持膜に適用した場合に、スキン層形成材料の塗布が容易となる。   In the epoxy resin porous membrane of the present invention, the average pore diameter in the vicinity of the other surface is 0.2 to 5 μm (preferably 0.5 to 2 μm), and the average pore diameter in the vicinity of the one surface is May be 0.02 to 0.5 μm (preferably 0.05 to 0.2 μm). When the average pore diameter in the vicinity of the other surface is 0.2 to 5 μm, it is possible to prevent a decrease in film strength while maintaining a high permeate amount. In addition, when the average pore diameter in the vicinity of the one surface is 0.02 to 0.5 μm, it is possible to reduce the flow resistance of the permeate and improve the separation performance. When the average pore diameter in the vicinity of the one surface is 0.5 μm or less, when the epoxy resin porous membrane of the present invention is applied to the support membrane of the composite reverse osmosis membrane, the skin layer forming material is applied. It becomes easy.

本発明のエポキシ樹脂多孔質膜は、安価で耐薬品性を有する分離膜として、海水やかん水などの淡水化を処理目的とする複合逆浸透膜の支持膜や、微粒子等をろ過する限外ろ過膜等に好適に使用できる。また、耐熱性に優れていることから、過酷な環境下においても使用可能である。なお、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の構成材料の具体例については、以降の本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法の説明で例示する。   The epoxy resin porous membrane of the present invention is an inexpensive and chemical-resistant separation membrane, a composite reverse osmosis membrane supporting membrane for the purpose of desalination such as seawater and brine, and ultrafiltration for filtering fine particles, etc. It can be suitably used for a membrane or the like. Moreover, since it is excellent in heat resistance, it can be used in harsh environments. In addition, about the specific example of the constituent material of the epoxy resin porous membrane of this invention, it illustrates by description of the manufacturing method of the epoxy resin porous membrane of this invention hereafter.

次に、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法について説明する。本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法は、三次元網目状骨格と連通する空孔とを有するエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法であって、エポキシ樹脂、硬化剤及びポロゲンを含む溶液を一対のシート材間に充填する充填工程と、前記シート材の一方のみを加熱して、エポキシ樹脂を重合させながらエポキシ樹脂の重合物とポロゲンとを相分離させる反応誘起相分離工程と、前記反応誘起相分離工程で得られた硬化物からポロゲンを除去する除去工程とを含むことを特徴とする。   Next, the manufacturing method of the epoxy resin porous membrane of this invention is demonstrated. The method for producing an epoxy resin porous membrane of the present invention is a method for producing an epoxy resin porous membrane having pores communicating with a three-dimensional network skeleton, and a pair of a solution containing an epoxy resin, a curing agent and a porogen. A filling step of filling between the sheet materials, a reaction-induced phase separation step in which only one of the sheet materials is heated to polymerize the epoxy resin and phase-separate the polymer of the epoxy resin and the porogen, and the reaction induction And a removal step of removing porogen from the cured product obtained in the phase separation step.

本発明の製造方法によれば、エポキシ樹脂、硬化剤及びポロゲンを含む溶液を一対のシート材間に充填するため、溶液中のポロゲンの沈降を防ぐことができる。これにより、前記反応誘起相分離工程においてシート材との接触面近傍の溶液内にポロゲンが確実に存在するため、膜面やその近傍においても空孔を形成することができる。また、前記反応誘起相分離工程では、シート材の一方のみを加熱するため、一方のシート材側の膜面(一方の面)と他方のシート材側の膜面(他方の面)との間で、温度差が生じる。これにより、空孔の孔径が、膜の一方の面から他方の面にかけて厚み方向に漸増する構造(非対称構造)が得られるため、透過液量を維持した上で、分離性能を向上させることができるエポキシ樹脂多孔質膜を提供できる。   According to the production method of the present invention, since the solution containing the epoxy resin, the curing agent, and the porogen is filled between the pair of sheet materials, sedimentation of the porogen in the solution can be prevented. Thereby, since the porogen is surely present in the solution in the vicinity of the contact surface with the sheet material in the reaction-induced phase separation step, pores can be formed also on the film surface and in the vicinity thereof. Further, in the reaction-induced phase separation step, only one of the sheet materials is heated, and therefore, between the film surface (one surface) on the one sheet material side and the film surface (the other surface) on the other sheet material side. Thus, a temperature difference occurs. As a result, a structure (asymmetric structure) is obtained in which the pore diameter gradually increases in the thickness direction from one surface of the membrane to the other surface, so that the separation performance can be improved while maintaining the permeate amount. An epoxy resin porous membrane can be provided.

本発明に使用できるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラキス(ヒドロキシフェニル)エタンベースなどのポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、複素芳香環(例えば、トリアジン環など)を含有するエポキシ樹脂などの芳香族エポキシ樹脂や、脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂などの非芳香族エポキシ樹脂が挙げられる。本発明では、これらの一種を用いても良いし、複数種を用いても良い。中でも製膜性が高く、多孔化が容易なビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。   Epoxy resins that can be used in the present invention include bisphenol A type epoxy resins, brominated bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol AD type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, biphenyl type epoxy resins, and bisphenol A novolak types. Epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, diaminodiphenylmethane type epoxy resin, polyphenyl base epoxy resin such as tetrakis (hydroxyphenyl) ethane base, fluorene-containing epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, heteroaromatic ring (for example, triazine ring) Aromatic epoxy resins such as epoxy resins containing aliphatic glycidyl ether type epoxy resins, aliphatic glycidyl ester type epoxy resins, alicyclic glycerides. Jill ether type epoxy resin, aromatic epoxy resins such as alicyclic glycidyl ester type epoxy resins. In this invention, these 1 type may be used and multiple types may be used. Of these, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, and bisphenol A novolac type epoxy resin, which have high film forming properties and are easily porous, are preferable.

本発明に使用できる硬化剤としては、芳香族アミン(例えば、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルベンゼンなど)、芳香族酸無水物(例えば、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸など)、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、複素芳香環含有アミン(例えば、トリアジン環含有アミンなど)などの芳香族硬化剤や、脂肪族アミン類(例えば、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、1,3,6−トリスアミノメチルヘキサン、ポリメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、ポリエーテルジアミンなど)、脂環族アミン類(イソホロンジアミン、メンタンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカンアダクト、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンやこれらの変性品など)、ポリアミン類とダイマー酸からなる脂肪族ポリアミドアミンなどの非芳香族硬化剤が挙げられる。本発明では、これらの一種を用いても良いし、複数種を用いても良い。中でも反応性の観点から脂環族アミン類、脂肪族アミン類、芳香族アミンが好ましい。   Curing agents that can be used in the present invention include aromatic amines (for example, metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, benzyldimethylamine, dimethylaminomethylbenzene), aromatic acid anhydrides (for example, phthalic anhydride, Aromatic curing agents such as trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, phenol resin, phenol novolac resin, heteroaromatic ring-containing amines (for example, triazine ring-containing amines), aliphatic amines (for example, ethylenediamine, Diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, iminobispropylamine, bis (hexamethylene) triamine, 1,3,6-trisaminomethylhexane, polymethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine , Polyether diamine, etc.), alicyclic amines (isophorone diamine, menthane diamine, N-aminoethylpiperazine, 3,9-bis (3-aminopropyl) 2,4,8,10-tetraoxaspiro (5, 5) Non-aromatic such as undecane adduct, bis (4-amino-3-methylcyclohexyl) methane, bis (4-aminocyclohexyl) methane and their modified products), aliphatic polyamidoamines composed of polyamines and dimer acids A curing agent is mentioned. In this invention, these 1 type may be used and multiple types may be used. Of these, alicyclic amines, aliphatic amines, and aromatic amines are preferable from the viewpoint of reactivity.

本発明に使用できるポロゲンとは、エポキシ樹脂及び硬化剤を溶かすことができ、かつエポキシ樹脂と硬化剤が重合した後、反応誘起相分離を生ぜしめることが可能な溶剤をさし、例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類や、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類や、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類などが挙げられる。中でも相分離性の観点からポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールが好ましい。   The porogen that can be used in the present invention refers to a solvent that can dissolve an epoxy resin and a curing agent and can cause reaction-induced phase separation after the epoxy resin and the curing agent are polymerized. Examples include cellosolves such as cellosolve and ethyl cellosolve, esters such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and propylene glycol monomethyl ether acetate, and glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol. Of these, polyethylene glycol and polypropylene glycol are preferred from the viewpoint of phase separation.

また、個々のエポキシ樹脂又は硬化剤と常温で不溶又は難溶であっても、エポキシ樹脂と硬化剤との反応物が可溶となる溶剤についてはポロゲンとして使用可能である。このようなポロゲンとしては、例えば臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製「エピコート5058」)などが挙げられる。   Moreover, even if it is insoluble or hardly soluble at room temperature with each epoxy resin or curing agent, a solvent in which a reaction product of the epoxy resin and the curing agent is soluble can be used as a porogen. Examples of such porogen include brominated bisphenol A type epoxy resin (“Epicoat 5058” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.).

本発明では、溶液中のエポキシ樹脂に対する硬化剤の添加割合は、膜強度の観点からエポキシ基1当量に対して硬化剤当量が0.6以上であることが好ましい。また、未反応の硬化剤の残留を防ぐ観点からエポキシ基1当量に対して硬化剤当量が1.5以下であることが好ましい。なお、本発明では、上述した硬化剤の他に、目的とする多孔構造を得るために、溶液中に硬化促進剤を添加してもよい。硬化促進剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどの三級アミンや、2−フェノール−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェノール−4,5−ジヒドロキシイミダゾールなどのイミダゾール類などが挙げられる。   In this invention, it is preferable that the addition ratio of the hardening | curing agent with respect to the epoxy resin in a solution has a hardening | curing agent equivalent of 0.6 or more with respect to 1 equivalent of epoxy groups from a viewpoint of film | membrane intensity | strength. Moreover, it is preferable that a hardening | curing agent equivalent is 1.5 or less with respect to 1 equivalent of epoxy groups from a viewpoint of preventing the residue of an unreacted hardening | curing agent. In the present invention, in addition to the curing agent described above, a curing accelerator may be added to the solution in order to obtain the desired porous structure. As the curing accelerator, known ones can be used, for example, tertiary amines such as triethylamine and tributylamine, 2-phenol-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, and 2-phenol. Examples include imidazoles such as -4,5-dihydroxyimidazole.

本発明で得られるエポキシ樹脂多孔質膜の空孔率、孔径、孔径分布などは、使用されるエポキシ樹脂、硬化剤、ポロゲンなどの原料の種類や比率、又は後述する反応誘起相分離工程における加熱温度や冷却温度などの反応条件により変化するため、目的とする多孔質膜の空孔率、孔径、孔径分布を得るためには、系の相図を作成し、最適な条件を選択することが好ましい。また、相分離時におけるエポキシ樹脂重合物の分子量、分子量分布、系の粘度、架橋反応速度などを制御することにより、エポキシ樹脂とポロゲンの共連続構造を特定の状態で固定し、安定した多孔構造を得ることができる。   The porosity, pore size, pore size distribution, etc. of the epoxy resin porous membrane obtained in the present invention are the types and ratios of the raw materials such as epoxy resin, curing agent, porogen, etc., or heating in the reaction-induced phase separation step described later. Since it varies depending on reaction conditions such as temperature and cooling temperature, it is necessary to create a phase diagram of the system and select the optimum conditions in order to obtain the porosity, pore size, and pore size distribution of the target porous membrane. preferable. In addition, by controlling the molecular weight, molecular weight distribution, system viscosity, crosslinking reaction rate, etc. of the epoxy resin polymer during phase separation, the co-continuous structure of epoxy resin and porogen is fixed in a specific state, and a stable porous structure Can be obtained.

本発明の製造方法では、前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を加熱するとともに前記シート材の他方を冷却することが好ましい。前記一方の面と前記他方の面との間の温度差を大きくすることができるため、非対称構造をより容易に実現できるからである。この場合、前記一方のシート材と前記他方のシート材との温度差が10〜200℃(より好ましくは、50〜150℃)となるように、前記加熱及び冷却を行うことが好ましい。前記他方の面近傍における空孔の平均孔径が、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径の2〜100倍とすることができるため、透過液量の維持と分離性能の向上の両立を容易に実現できるからである。なお、シート材の温度は、ランダムに10箇所測定した値の平均値とすることが好ましい。   In the production method of the present invention, in the reaction-induced phase separation step, it is preferable to heat the one sheet material and cool the other sheet material. This is because the temperature difference between the one surface and the other surface can be increased, so that an asymmetric structure can be realized more easily. In this case, it is preferable to perform the heating and cooling so that the temperature difference between the one sheet material and the other sheet material is 10 to 200 ° C. (more preferably, 50 to 150 ° C.). Since the average pore diameter in the vicinity of the other surface can be 2 to 100 times the average pore diameter in the vicinity of the one surface, it is easy to maintain both the amount of permeate and improve the separation performance. This is because it can be realized. In addition, it is preferable that the temperature of a sheet | seat material is made into the average value of the value measured ten places at random.

本発明の製造方法では、前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を80〜160℃(好ましくは、100〜140℃)に加熱し、前記他方のシート材を−50〜80℃(好ましくは、−20〜10℃)に冷却してもよい。前記一方のシート材を80〜160℃に加熱することにより、前記一方の面近傍における空孔の平均孔径を0.02〜0.5μmとすることができるため、透過液の流れの抵抗を低減できる上、分離性能を向上させることができる。また、前記他方のシート材を−50〜80℃に冷却することにより、前記他方の面近傍における空孔の平均孔径を0.2〜5μmとすることができるため、透過液量を高く維持した上で、膜強度の低下を防ぐことができる。   In the production method of the present invention, in the reaction-induced phase separation step, the one sheet material is heated to 80 to 160 ° C (preferably 100 to 140 ° C), and the other sheet material is -50 to 80 ° C ( Preferably, it may be cooled to -20 to 10 ° C. By heating the one sheet material at 80 to 160 ° C., the average pore diameter of the pores in the vicinity of the one surface can be set to 0.02 to 0.5 μm, thereby reducing the resistance of the permeate flow. In addition, separation performance can be improved. Further, by cooling the other sheet material to −50 to 80 ° C., the average pore diameter of the pores in the vicinity of the other surface can be set to 0.2 to 5 μm, so that the permeate amount was kept high. In the above, a decrease in film strength can be prevented.

前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を加熱するとともに前記他方のシート材を冷却する場合は、前記加熱及び冷却の処理時間が10〜300分であることが好ましく、10〜60分であることがより好ましい。上記範囲内であれば、膜の強度を確保した上で、透過液量の維持と分離性能の向上を両立させるための孔径の確保が容易となる。   In the reaction-induced phase separation step, when the one sheet material is heated and the other sheet material is cooled, the heating and cooling treatment time is preferably 10 to 300 minutes, preferably 10 to 60 minutes. It is more preferable that If it is in the said range, after ensuring the intensity | strength of a film | membrane, ensuring of the hole diameter for making the maintenance of a permeate amount and improvement of a separation performance compatible will become easy.

前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を加熱するとともに前記他方のシート材を冷却する場合は、前記加熱及び冷却を行った後、前記冷却を停止し、前記加熱のみを引き続き行うことが好ましい。前記他方の面近傍の硬化を充分に行うことができるため、膜の強度の確保が容易となるからである。この場合、前記冷却を停止した後の前記加熱の処理時間が、0.5〜5時間であることが好ましく、1〜3時間であることがより好ましい。膜の強度の確保がより容易となるからである。   In the reaction-induced phase separation step, when heating the one sheet material and cooling the other sheet material, after the heating and cooling, the cooling is stopped and only the heating is continued. Is preferred. This is because the vicinity of the other surface can be sufficiently cured, so that it is easy to ensure the strength of the film. In this case, the heating treatment time after stopping the cooling is preferably 0.5 to 5 hours, and more preferably 1 to 3 hours. This is because it is easier to ensure the strength of the film.

本発明の製造方法では、前記除去工程後、ポロゲンが除去された硬化物を更に硬化させる乾燥工程を更に含むことが好ましい。硬化剤による架橋を充分に行えるため、膜の強度の確保が容易となるからである。この場合、前記乾燥工程において、前記硬化物を50〜160℃(より好ましくは80〜160℃)の雰囲気温度で、0.5〜20時間(より好ましくは1〜10時間)乾燥させることが好ましい。膜の強度の確保がより容易となるからである。   In the manufacturing method of this invention, it is preferable to further include the drying process which further hardens | cures the hardened | cured material from which the porogen was removed after the said removal process. This is because it is easy to ensure the strength of the film because crosslinking with a curing agent can be sufficiently performed. In this case, in the drying step, the cured product is preferably dried at an atmospheric temperature of 50 to 160 ° C. (more preferably 80 to 160 ° C.) for 0.5 to 20 hours (more preferably 1 to 10 hours). . This is because it is easier to ensure the strength of the film.

本発明の製造方法では、前記充填工程において、前記溶液中のポロゲンの含有量が20〜80重量%(好ましくは55〜75重量%)であってもよい。得られる膜の孔径及び空孔率を適切な値とすることができるため、例えば複合逆浸透膜の支持膜に適用した場合に、透過液量の維持と分離性能の向上が容易となるからである。   In the production method of the present invention, in the filling step, the porogen content in the solution may be 20 to 80% by weight (preferably 55 to 75% by weight). Since the pore diameter and porosity of the obtained membrane can be set to appropriate values, for example, when applied to a support membrane of a composite reverse osmosis membrane, it is easy to maintain the amount of permeate and improve separation performance. is there.

本発明に使用できるシート材は、前記溶液との接触界面において均一に加熱(又は冷却)を行うことができ、かつ得られるエポキシ樹脂硬化物に対して離型性を有する限り、特に限定されないが、シリコーン系離型剤、フッ素系離型剤、炭化水素系離型剤などが塗布されたシート材や、ガラスシートが使用でき、一対のシート材のそれぞれが相違する材料からなるものを使用してもよい。なかでもガラスシートが好ましい。ガラスシートは、耐熱性が高く、離型性も高い上、リサイクルが可能となるため、製造コストの低減が容易となるからである。また、ポロゲンとしてグリコール類を用いる場合は、該グリコール類の沈降を効果的に防ぐことができる。なお。シート材の厚みは、リサイクル性及び取り扱い性の観点から、例えば0.1〜10mmであり、0.8〜2.0mmが好ましい。   The sheet material that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can be uniformly heated (or cooled) at the contact interface with the solution and has releasability with respect to the cured epoxy resin. , Sheet materials coated with silicone-based release agents, fluorine-based release agents, hydrocarbon-based release agents, etc., and glass sheets can be used. May be. Of these, a glass sheet is preferable. This is because the glass sheet has high heat resistance, high releasability, and can be recycled, so that the manufacturing cost can be easily reduced. Moreover, when using glycols as a porogen, precipitation of this glycols can be prevented effectively. Note that. The thickness of the sheet material is, for example, 0.1 to 10 mm, and preferably 0.8 to 2.0 mm from the viewpoints of recyclability and handleability.

本発明の製造方法では、前記充填工程後の前記一対のシート材の間隔が、0.1〜5mmであることが好ましく、0.1〜0.5mmであることがより好ましい。0.1mm以上とすることで、膜の強度の確保が容易となる上、5mm以下とすることで、ポロゲンの沈降を容易に防ぐことができるからである。なお、シート材の間隔は、ランダムに10箇所測定した値の平均値とすることが好ましい。   In the manufacturing method of this invention, it is preferable that the space | interval of the said pair of sheet material after the said filling process is 0.1-5 mm, and it is more preferable that it is 0.1-0.5 mm. This is because when the thickness is 0.1 mm or more, it is easy to secure the strength of the film, and when the thickness is 5 mm or less, the precipitation of the porogen can be easily prevented. In addition, it is preferable to make the space | interval of a sheet material into the average value of the value measured ten places at random.

次に、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。参照する図1A〜Fは、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法の一例を説明するための概略工程図である。   Next, preferred embodiments of the method for producing an epoxy resin porous membrane of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A to F to be referred to are schematic process diagrams for explaining an example of the method for producing the porous epoxy resin membrane of the present invention.

まず、エポキシ樹脂、硬化剤及びポロゲンを含む溶液1(図1A参照)を調製する。調製方法は特に限定されないが、ポロゲンにエポキシ樹脂を溶解させた後、これに硬化剤を加えて溶液1を調製すると、均一な溶液とすることができるため好ましい。   First, the solution 1 (refer FIG. 1A) containing an epoxy resin, a hardening | curing agent, and a porogen is prepared. Although the preparation method is not particularly limited, it is preferable to prepare a solution 1 by dissolving the epoxy resin in the porogen and then adding a curing agent thereto to obtain a uniform solution.

次に、図1Aに示すように、溶液1を一対のガラスシート2a,2b間に充填する。この充填方法についても特に限定されないが、例えば、ガラスシート2b上の周縁部に両面テープなどのスペーサー(図示せず)を設けて、溶液1から得られる硬化物が一定の厚みを確保できるようにした後、ガラスシート2b上の上記スペーサーで囲まれた部分に溶液1を塗布し、その上にガラスシート2aを置いて溶液1とガラスシート2aとを密着させればよい。なお、ガラスシート2a,2bで溶液1を挟んだ状態において、ガラスシート2a,2b間の間隔Sは、上述したように0.1〜5mmであることが好ましく、0.1〜0.5mmであることがより好ましい。即ち、ガラスシート2a,2b間の間隔Sが、上記範囲内となるようにスペーサーの厚さを調整するのが好ましい。   Next, as shown in FIG. 1A, the solution 1 is filled between a pair of glass sheets 2a and 2b. The filling method is not particularly limited. For example, a spacer (not shown) such as a double-sided tape is provided on the peripheral edge of the glass sheet 2b so that the cured product obtained from the solution 1 can ensure a certain thickness. Then, the solution 1 may be applied to the portion surrounded by the spacer on the glass sheet 2b, and the solution 1 and the glass sheet 2a may be brought into close contact with each other by placing the glass sheet 2a thereon. In the state where the solution 1 is sandwiched between the glass sheets 2a and 2b, the distance S between the glass sheets 2a and 2b is preferably 0.1 to 5 mm as described above, and preferably 0.1 to 0.5 mm. More preferably. That is, it is preferable to adjust the thickness of the spacer so that the distance S between the glass sheets 2a and 2b is within the above range.

次に、図1Bに示すように、ガラスシート2bをホットプレート3により加熱するとともに、ガラスシート2a上に氷水などの冷媒4で満たされたトレイ5を置いて、ガラスシート2aを冷却する。これにより、冷却されたガラスシート2a側の膜面1aの近傍における空孔の孔径が、加熱されたガラスシート2b側の膜面1bの近傍における空孔の孔径に対し大きくなるため、非対称構造の膜が得られる。   Next, as shown in FIG. 1B, the glass sheet 2b is heated by the hot plate 3, and the tray 5 filled with the refrigerant 4 such as ice water is placed on the glass sheet 2a to cool the glass sheet 2a. Thereby, since the hole diameter of the hole in the vicinity of the film surface 1a on the cooled glass sheet 2a side becomes larger than the hole diameter in the vicinity of the film surface 1b on the heated glass sheet 2b side, A membrane is obtained.

上記加熱及び冷却を所定時間行った後、図1Cに示すように、トレイ5(図1B参照)を外して冷却を停止し、ホットプレート3による加熱のみを引き続き行う。これにより、膜面1aの近傍の硬化を充分に行うことができるため、膜の強度の確保が容易となる。   After performing the heating and cooling for a predetermined time, as shown in FIG. 1C, the tray 5 (see FIG. 1B) is removed to stop the cooling, and only the heating by the hot plate 3 is continued. Thereby, since the hardening of the vicinity of the film surface 1a can fully be performed, it becomes easy to ensure the strength of the film.

上記加熱を所定時間行った後、図1Dに示すように、得られた硬化物6をガラスシート2a,2bから離型する。この際、本実施形態のように、シート材としてガラスシート2a,2bを使用すると、離型性が良好となるため好ましい。   After performing the said heating for predetermined time, as shown to FIG. 1D, the obtained hardened | cured material 6 is released from glass sheet 2a, 2b. At this time, it is preferable to use the glass sheets 2a and 2b as the sheet material as in the present embodiment because the releasability is improved.

続いて、図1Eに示すように、硬化物6を水槽7内の水8に浸漬してポロゲンを除去する。なお、ポロゲンを除去する溶媒としては、膜を損傷させずにポロゲンを溶出できる溶媒であれば、水以外の溶媒(例えばDMF、DMSO、THFなど)を使用してもよい。   Then, as shown to FIG. 1E, the hardened | cured material 6 is immersed in the water 8 in the water tank 7, and a porogen is removed. As the solvent for removing the porogen, a solvent other than water (for example, DMF, DMSO, THF, etc.) may be used as long as the porogen can be eluted without damaging the membrane.

そして、ポロゲンが除去された硬化物6を更に硬化させる乾燥工程を行って、硬化剤による架橋を充分に行うことにより、図1Fに示すエポキシ樹脂多孔質膜10が得られる。   And the epoxy resin porous membrane 10 shown to FIG. 1F is obtained by performing the drying process which further hardens | cures the hardened | cured material 6 from which the porogen was removed, and fully performing bridge | crosslinking by a hardening | curing agent.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、スペーサーは、粒径の揃ったガラスビーズや厚みの揃った金属板などを用いることができる。反応誘起相分離工程においては、プレス機を用いて、一方の面と他方の面の設定温度に差を設けることも可能である。その際の冷却方法としては、冷風を用いることも可能である。また、反応誘起相分離工程を低温雰囲気下で行い、一方の面のみをホットプレート等で加熱することも可能である。ポロゲンの除去工程においては、溶剤に浸漬する方法や、溶剤を流すことにより除去する方法を用いてもよい。その際、超音波照射等を併用すると、より効率よくポロゲンを除去できる。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the spacer can be a glass bead having a uniform particle diameter or a metal plate having a uniform thickness. In the reaction-induced phase separation step, it is also possible to provide a difference between the set temperatures of one surface and the other surface using a press. As a cooling method at that time, it is also possible to use cold air. It is also possible to perform the reaction-induced phase separation step in a low temperature atmosphere and heat only one surface with a hot plate or the like. In the porogen removal step, a method of immersing in a solvent or a method of removing by flowing a solvent may be used. At that time, the use of ultrasonic irradiation or the like can remove the porogen more efficiently.

以下に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to a following example.

上述した図1A〜Fの工程に従って、エポキシ樹脂多孔質膜を製造した。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製「エピコート828」を用いた。硬化剤としては、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン(東京化成社製)を用いた。ポロゲンとしては、ポリエチレングリコール200(東京化成社製)を用いた。また、ガラスシート2a,2bには、ソーダガラスからなるガラスシートを用いた。   An epoxy resin porous membrane was manufactured according to the steps of FIGS. As the epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin (“Epicoat 828” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) was used. As the curing agent, bis (4-aminocyclohexyl) methane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used. Polyethylene glycol 200 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used, and glass sheets made of soda glass were used as the glass sheets 2a and 2b.

まず、エポキシ樹脂23.3gにポロゲン50gを加え、これを自転・公転ミキサー(商品名「あわとり練太郎」ARE-250)により2000rpmで5分間攪拌し溶解させ、エポキシ樹脂/ポロゲン溶液を調製した。次に硬化剤5.2gを上記エポキシ樹脂/ポロゲン溶液に加え、これを上記自転・公転ミキサーにより2000rpmで10分間攪拌して溶解させ、溶液1を調製した。   First, 50 g of porogen was added to 23.3 g of epoxy resin, and this was stirred and dissolved at 2000 rpm for 5 minutes by a rotating / revolving mixer (trade name “Awatori Netaro” ARE-250) to prepare an epoxy resin / porogen solution. Next, 5.2 g of a curing agent was added to the epoxy resin / porogen solution, and this was stirred and dissolved at 2000 rpm for 10 minutes by the autorotation / revolution mixer to prepare Solution 1.

次に、ガラスシート2b上の周縁部に両面テープを2枚重ねて貼り付けた後、ガラスシート2b上の上記両面テープで囲まれた部分に溶液1を塗布し、その上にガラスシート2aを置いて溶液1とガラスシート2aとを密着させた。なお、この状態において、ガラスシート2a,2b間の間隔Sは、800μmであった。   Next, after two sheets of double-sided tape are laminated and pasted on the peripheral edge of the glass sheet 2b, the solution 1 is applied to the part surrounded by the double-sided tape on the glass sheet 2b, and the glass sheet 2a is applied thereon. The solution 1 and the glass sheet 2a were adhered to each other. In this state, the distance S between the glass sheets 2a and 2b was 800 μm.

次に、ガラスシート2bを120℃に設定したホットプレート3により加熱するとともに、ガラスシート2a上に冷媒4(氷水)で満たされたトレイ5を置いて、ガラスシート2aを冷却した。これにより、ガラスシート2aは0.2℃に冷却された。この状態で約1時間保持し、その後トレイ5を外して冷却を停止し、ホットプレート3による加熱のみを引き続き約2時間行った。   Next, while heating the glass sheet 2b with the hot plate 3 set to 120 degreeC, the tray 5 filled with the refrigerant | coolant 4 (ice water) was set | placed on the glass sheet 2a, and the glass sheet 2a was cooled. Thereby, the glass sheet 2a was cooled to 0.2 degreeC. This state was maintained for about 1 hour, after which the tray 5 was removed, cooling was stopped, and only heating with the hot plate 3 was continued for about 2 hours.

上記加熱を行った後、室温まで静置して、得られた硬化物6をガラスシート2a,2bから離型した。続いて、硬化物6を水8に一晩浸漬してポロゲンを除去した。そして、ポロゲンが除去された硬化物6を50℃の雰囲気温度で、約4時間、更に硬化させる乾燥工程を行って、厚み850μmのエポキシ樹脂多孔質膜10を得た。得られたエポキシ樹脂多孔質膜10の断面SEM像を図2A〜Cに示す。図2Aは、ガラスシート2a側の膜面1aの近傍の断面SEM像であり、図2Bは、膜面1aからの深さが400μm付近の中間層の断面SEM像であり、図2Cは、ガラスシート2b側の膜面1bの近傍の断面SEM像である。図2A〜Cに示すように、空孔の孔径が膜面1bから膜面1aにかけて厚み方向に漸増する構造が観察された。なお、上述した平均孔径の測定方法によって図2A及び図2Cに示す空孔の平均孔径を測定したところ、図2Aに示す空孔の平均孔径は5μmであり、図2Cに示す空孔の平均孔径は0.5μmであった。   After performing the said heating, it stood still to room temperature and the obtained hardened | cured material 6 was released from glass sheet 2a, 2b. Subsequently, the cured product 6 was immersed in water 8 overnight to remove the porogen. And the drying process which further hardens | cures the hardened | cured material 6 from which the porogen was removed at 50 degreeC atmospheric temperature for about 4 hours was performed, and the epoxy resin porous membrane 10 with a thickness of 850 micrometers was obtained. Sectional SEM images of the obtained epoxy resin porous membrane 10 are shown in FIGS. 2A is a cross-sectional SEM image in the vicinity of the film surface 1a on the glass sheet 2a side, FIG. 2B is a cross-sectional SEM image of the intermediate layer having a depth of about 400 μm from the film surface 1a, and FIG. It is a cross-sectional SEM image of the vicinity of the film | membrane surface 1b at the side of the sheet | seat 2b. As shown in FIGS. 2A to 2C, a structure was observed in which the pore diameter gradually increased in the thickness direction from the film surface 1b to the film surface 1a. 2A and 2C were measured by the above average pore diameter measurement method, the average pore diameter of the pores shown in FIG. 2A was 5 μm, and the average pore diameter of the pores shown in FIG. 2C was measured. Was 0.5 μm.

A〜Fは、本発明のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法の一例を説明するための概略工程図である。A to F are schematic process diagrams for explaining an example of the method for producing the porous epoxy resin membrane of the present invention. A〜Cは、本発明の実施例のエポキシ樹脂多孔質膜の断面SEM像である。AC is a cross-sectional SEM image of the epoxy resin porous membrane of the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 溶液
1a,1b 膜面
2a,2b ガラスシート
3 ホットプレート
4 冷媒
5 トレイ
6 硬化物
7 水槽
8 水
10 エポキシ樹脂多孔質膜
S 間隔
1 Solution 1a, 1b Film surface 2a, 2b Glass sheet 3 Hot plate 4 Refrigerant 5 Tray 6 Cured product 7 Water tank 8 Water 10 Epoxy resin porous film S Interval

Claims (12)

三次元網目状骨格と連通する空孔とを有するエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法であって、
エポキシ樹脂、硬化剤及びポロゲンを含む溶液を一対のシート材間に充填する充填工程と、
前記シート材の一方のみを加熱して、前記エポキシ樹脂を重合させながら前記エポキシ樹脂の重合物と前記ポロゲンとを相分離させる反応誘起相分離工程と、
前記反応誘起相分離工程で得られた硬化物から前記ポロゲンを除去する除去工程とを含むエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。
A method for producing an epoxy resin porous membrane having pores communicating with a three-dimensional network skeleton,
A filling step of filling a solution containing an epoxy resin, a curing agent and a porogen between a pair of sheet materials;
A reaction-induced phase separation step of phase-separating the polymer of the epoxy resin and the porogen while polymerizing the epoxy resin by heating only one of the sheet materials;
A method for producing an epoxy resin porous membrane comprising a removing step of removing the porogen from the cured product obtained in the reaction-induced phase separation step.
前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を加熱するとともに前記シート材の他方を冷却する請求項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 The method for producing a porous epoxy resin membrane according to claim 1 , wherein, in the reaction-induced phase separation step, the one sheet material is heated and the other sheet material is cooled. 前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材と前記他方のシート材との温度差が10〜200℃となるように、前記加熱及び冷却を行う請求項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 3. The epoxy resin porous membrane according to claim 2 , wherein in the reaction-induced phase separation step, the heating and cooling are performed so that a temperature difference between the one sheet material and the other sheet material is 10 to 200 ° C. 4. Manufacturing method. 前記反応誘起相分離工程において、前記一方のシート材を80〜160℃に加熱し、前記他方のシート材を−50〜80℃に冷却する請求項又はに記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 In Reaction-induced phase separation process, and heating the one of the sheet material to 80 to 160 ° C., the epoxy resin porous membrane according to claim 2 or 3 cooling said other sheet material -50~80 ° C. Production method. 前記反応誘起相分離工程において、前記加熱及び冷却の処理時間が10〜300分である請求項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 The method for producing an epoxy resin porous membrane according to any one of claims 2 to 4 , wherein, in the reaction-induced phase separation step, the heating and cooling treatment time is 10 to 300 minutes. 前記反応誘起相分離工程において、前記加熱及び冷却を行った後、前記冷却を停止し、前記加熱のみを引き続き行う請求項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 The method for producing an epoxy resin porous membrane according to any one of claims 2 to 5 , wherein, in the reaction-induced phase separation step, after the heating and cooling, the cooling is stopped and only the heating is continued. . 前記冷却を停止した後の前記加熱の処理時間が、0.5〜5時間である請求項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 The method for producing an epoxy resin porous membrane according to claim 6 , wherein the heating treatment time after the cooling is stopped is 0.5 to 5 hours. 前記除去工程後、前記ポロゲンが除去された硬化物を更に硬化させる乾燥工程を更に含む請求項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 After the removing step, the production method of the epoxy resin porous membrane according to any one of claims 1 to 7, wherein the porogen further comprises a drying step to further cure the cured product is removed. 前記乾燥工程において、前記硬化物を50〜160℃の雰囲気温度で0.5〜20時間乾燥させる請求項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 The method for producing an epoxy resin porous membrane according to claim 8 , wherein in the drying step, the cured product is dried at an atmospheric temperature of 50 to 160 ° C. for 0.5 to 20 hours. 前記充填工程において、前記溶液中の前記ポロゲンの含有量が20〜80重量%である請求項のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 In the filling step, the production method of the epoxy resin porous membrane according to any one of the solution ~ claim 1, wherein the content of the said porogen is 20 to 80 wt% of 9. 前記シート材がガラスシートである請求項10のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 The method for producing a porous epoxy resin membrane according to any one of claims 1 to 10 , wherein the sheet material is a glass sheet. 前記充填工程後の前記一対のシート材の間隔が、0.1〜5mmである請求項11のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂多孔質膜の製造方法。 The method for producing an epoxy resin porous membrane according to any one of claims 1 to 11 , wherein an interval between the pair of sheet materials after the filling step is 0.1 to 5 mm.
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