JP6378995B2 - Polyamide hollow fiber membrane - Google Patents

Polyamide hollow fiber membrane Download PDF

Info

Publication number
JP6378995B2
JP6378995B2 JP2014199283A JP2014199283A JP6378995B2 JP 6378995 B2 JP6378995 B2 JP 6378995B2 JP 2014199283 A JP2014199283 A JP 2014199283A JP 2014199283 A JP2014199283 A JP 2014199283A JP 6378995 B2 JP6378995 B2 JP 6378995B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
polyamide
fiber membrane
bubble point
mpa
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014199283A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016068005A (en
Inventor
原 有希
有希 原
小野 貴博
貴博 小野
邦子 井上
邦子 井上
照美 村田
照美 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unitika Ltd filed Critical Unitika Ltd
Priority to JP2014199283A priority Critical patent/JP6378995B2/en
Publication of JP2016068005A publication Critical patent/JP2016068005A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6378995B2 publication Critical patent/JP6378995B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Description

本発明は、半導体工業、食品工業、医薬品工業、医療品工業などの分野で用いられる高い透水量と、微細孔径の指標である高バブルポイントを有するポリアミド中空糸膜、及びその製造方法に関する。さらに、本発明は、当該ポリアミド中空糸膜を利用した中空糸膜モジュールに関する。   The present invention relates to a polyamide hollow fiber membrane having a high water permeability and a high bubble point, which is an index of a fine pore diameter, used in the fields of semiconductor industry, food industry, pharmaceutical industry, medical product industry and the like, and a method for producing the same. Furthermore, this invention relates to the hollow fiber membrane module using the said polyamide hollow fiber membrane.

中空糸膜は、一般に紡糸原液となるポリマー溶液を二重管状の紡糸口金から押し出した後、凝固・乾燥させることにより製造されるもので、液体の濾過用途として半導体工業分野、飲料水製造や上下水処理などの水処理分野、血液浄化等の医療分野、ウイルス除去等の製薬分野、食品工業分野等、多くの産業分野において利用が進んでおり、様々な孔径を有する多孔質濾過膜が開発されている。   Hollow fiber membranes are generally manufactured by extruding a polymer solution, which is a spinning stock solution, from a double tubular spinneret and then coagulating and drying, and are used for liquid filtration applications in the semiconductor industry, drinking water production, upper and lower It has been used in many industrial fields such as water treatment such as water treatment, medical field such as blood purification, pharmaceutical field such as virus removal, and food industry, and porous filtration membranes having various pore sizes have been developed. ing.

精密濾過膜及び限外濾過膜の評価には、液体透過性(水の場合は透水量)測定及びバブルポイント測定が主に用いられる。バブルポイント法は、膜の最大孔径を測定する一般的な方法である。   For the evaluation of microfiltration membranes and ultrafiltration membranes, liquid permeability (water permeability in the case of water) measurement and bubble point measurement are mainly used. The bubble point method is a general method for measuring the maximum pore diameter of a membrane.

多孔質濾過膜の製造法は、大きく非溶媒誘起相分離法(NIPS法)と熱誘起相分離法(TIPS法)に分けることができる。NIPS法で作製された中空糸膜は断面に指状マクロボイド構造を形成しやすく、構造上膜強度が出にくいという特徴がある。一方、TIPS法で作製された中空糸膜は断面がスポンジ状構造を形成しやすく、構造上膜強度が出やすいという特徴がある。   The production method of the porous filtration membrane can be roughly divided into a non-solvent induced phase separation method (NIPS method) and a thermally induced phase separation method (TIPS method). The hollow fiber membrane produced by the NIPS method has a feature that it is easy to form a finger-like macrovoid structure in the cross section, and the membrane strength is difficult to be obtained due to the structure. On the other hand, the hollow fiber membrane produced by the TIPS method has a feature that the cross-section easily forms a sponge-like structure, and the membrane strength is easily obtained in terms of structure.

従来、多孔質濾過膜の素材としては、一般的にポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース等が用いられることが多かった。しかし、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等は、疎水性が強い為に使用前に湿潤処理が必要であることや、透水量が低下する問題があった。また、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース等は比較的親水性の高い樹脂であるが、NIPS法で作製される場合が多く、指状マクロボイド構造を形成するために膜強度が弱いという問題があった。   Conventionally, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, cellulose acetate and the like are often used as the material for the porous filtration membrane. However, polyolefins, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polyethersulfone, and the like have strong hydrophobicity, and thus have a problem of requiring a wet treatment before use and a decrease in water permeability. Polyacrylonitrile, cellulose acetate and the like are relatively hydrophilic resins, but they are often produced by the NIPS method, and there is a problem that the film strength is weak because a finger-like macrovoid structure is formed.

そこで、従来、比較的親水性が高いポリアミド系樹脂を用いて多孔質濾過膜を製造する方法が検討されてきた。しかしながら、ポリアミドは室温では強酸であるギ酸、濃硫酸や高価な含フッ素溶媒にしか溶解しない為、NIPS法を用いる製法としてはこれらの溶媒が使われてきた。例えば、特許文献1〜5に記載の方法では、ギ酸を溶媒として用いた製膜法が開示されている。しかしながら、ギ酸を溶媒とすることには、安全衛生上の問題があった。   Therefore, conventionally, a method for producing a porous filtration membrane using a polyamide-based resin having relatively high hydrophilicity has been studied. However, polyamides are soluble only in formic acid, which is a strong acid, concentrated sulfuric acid, and expensive fluorine-containing solvents at room temperature. Therefore, these solvents have been used as production methods using the NIPS method. For example, in the methods described in Patent Documents 1 to 5, a film forming method using formic acid as a solvent is disclosed. However, using formic acid as a solvent has a health and safety problem.

一方、TIPS法を用いる方法も検討されており、特許文献6にはポリアミド11と炭酸エチレン又は炭酸プロピレン又はスルホランの系で多孔質膜が作製できることが報告されている。しかしながら、これらはすべて多孔質膜の形成ができただけに過ぎず、透水量の高い中空糸膜への加工、微細孔径の制御はできていなかった。   On the other hand, a method using the TIPS method has also been studied, and Patent Document 6 reports that a porous membrane can be produced using a system of polyamide 11 and ethylene carbonate, propylene carbonate, or sulfolane. However, all of these were only capable of forming a porous membrane, and could not be processed into a hollow fiber membrane having a high water permeability and control of the fine pore diameter.

そこで、本発明者らは、ポリアミド中空糸膜及びその製造方法について鋭意検討した結果、製膜溶媒として限定されたある種の溶媒を使用し、TIPS法により製膜することで、親水性、透水性、分離性、強度等の性能を兼ね備えたポリアミド中空糸膜が作製できることを見出し、その技術内容について、特許文献7及び8に開示した。   Therefore, as a result of intensive investigations on the polyamide hollow fiber membrane and the production method thereof, the present inventors have used a certain type of solvent limited as a membrane-forming solvent, and formed a membrane by the TIPS method, so that hydrophilicity, water permeability It was found that a polyamide hollow fiber membrane having properties such as properties, separability and strength could be produced, and the technical contents thereof were disclosed in Patent Documents 7 and 8.

前述の通り、バブルポイント試験は、膜の最大孔径を求めるのに使用する一般的な方法であり、膜を2−プロパノールなどの有機溶媒で湿潤化した後、膜に空気圧を加え、膜から気泡が発生した際の空気圧(バブルポイント)を測定する試験である。バブルポイントが高い程、膜の最大孔径が小さいことを意味する。   As described above, the bubble point test is a general method used to determine the maximum pore size of a membrane. After the membrane is wetted with an organic solvent such as 2-propanol, air pressure is applied to the membrane, and bubbles are generated from the membrane. This is a test to measure the air pressure (bubble point) at the time of occurrence. The higher the bubble point, the smaller the maximum pore size of the membrane.

JIS規格K−3832に規定されたバブルポイント法では、以下の式によって、使用する液体の表面張力、バブルポイント圧から細孔径が算出できる。
d=4Bγ/P
d:細孔径
B:キャピラリー定数
γ:液体の表面張力
P:バブルポイント圧
In the bubble point method stipulated in JIS standard K-3832, the pore diameter can be calculated from the surface tension and bubble point pressure of the liquid used by the following equation.
d = 4Bγ / P
d: pore diameter B: capillary constant γ: surface tension of liquid P: bubble point pressure

バブルポイント試験では、まず測定対象の膜を使用する液体で十分に濡らし、中空糸膜の場合、例えば膜内表面から空気または窒素ガスで徐々に加圧していき、気泡が膜外表面から発生する圧力を測定する。気泡は始めにその膜の最大孔から気泡が発生し、その後、圧力の上昇と共に膜全体から均一に気泡が発生する。気泡が発生し始めた時点の圧力をイニシャルバブルポイントといい、全体から気泡が発生した時点の圧力をバーストバブルポイントという。   In the bubble point test, the membrane to be measured is first sufficiently wetted with the liquid used, and in the case of a hollow fiber membrane, for example, air is gradually pressurized from the inner surface with air or nitrogen gas, and bubbles are generated from the outer surface of the membrane. Measure the pressure. Bubbles are first generated from the maximum pores of the membrane, and then uniformly generated from the entire membrane as the pressure increases. The pressure at the time when bubbles start to be generated is called an initial bubble point, and the pressure at the time when bubbles are generated from the whole is called a burst bubble point.

前述の式からも明らかなように、バブルポイント試験では、使用する液体の表面張力の影響が大きい。バブルポイント試験に一般に使用される液体としては、2−プロパノール(表面張力21mN/m)、エチレングリコール(表面張力48mN/m)、水(表面張力72mN/m)などが挙げられる。これらの液体の中でも、低圧での孔径評価を行うためには表面張力の低い液体が適しており、さらに、膜を十分に濡らすために濡れ性の良い液体が適していることから、2−プロパノールが広く使用されている。しかしながら、中空糸膜の細孔径がさらに小さくなると、2−プロパノールを使用しても、測定されるバブルポイントが高くなるため、このような中空糸膜では、表面張力のさらに低い液体を用いる方が、中空糸膜の最大孔径を測定しやすい。   As is clear from the above formula, in the bubble point test, the influence of the surface tension of the liquid used is large. Examples of the liquid generally used for the bubble point test include 2-propanol (surface tension 21 mN / m), ethylene glycol (surface tension 48 mN / m), water (surface tension 72 mN / m), and the like. Among these liquids, a liquid having a low surface tension is suitable for evaluating the pore size at low pressure, and a liquid having good wettability is suitable for sufficiently wetting the membrane. Is widely used. However, when the pore diameter of the hollow fiber membrane is further reduced, the bubble point to be measured is increased even when 2-propanol is used. Therefore, in such a hollow fiber membrane, it is preferable to use a liquid having a lower surface tension. It is easy to measure the maximum pore diameter of the hollow fiber membrane.

従来、ポリアミド膜について、2−プロパノールを用いたバブルポイントが報告されている。例えば、特許文献5には、ポリアミド46、ポリアミド66のバブルポイント、透水速度(透水量)が例示されている。ところが、特許文献5に開示されたポリアミド膜においては、バブルポイントが4.1kg/cm2(0.40MPa)と高い値を有するものが開示されているものの、当該ポリアミド膜の透水速度(透水量)は9.02ml/cm2・kg/cm(93.2L/(m2・atm・h))と低いという問題がある。 Conventionally, bubble points using 2-propanol have been reported for polyamide membranes. For example, Patent Document 5 exemplifies bubble points and water permeation speed (water permeation amount) of polyamide 46 and polyamide 66. However, although the polyamide membrane disclosed in Patent Document 5 has a bubble point as high as 4.1 kg / cm 2 (0.40 MPa), the water permeation rate (water permeation amount) of the polyamide membrane is disclosed. ) Is as low as 9.02 ml / cm 2 · kg / cm (93.2 L / (m 2 · atm · h)).

また、特許文献7及び8においては、バブルポイントについて検討されておらず、粒子の除去率が膜の孔径に起因するのか、ポリアミドの材質による吸着効果によるのかが特定できていなかった。特許文献9には、ポリアミド中空糸膜モジュールについて開示されており、バブルポイントについて検討されている。しかしながら、特許文献9においては、透水量について全く検討されていない。   In Patent Documents 7 and 8, the bubble point has not been studied, and it has not been possible to specify whether the particle removal rate is due to the pore size of the membrane or the adsorption effect of the polyamide material. Patent Document 9 discloses a polyamide hollow fiber membrane module, and studies on bubble points. However, in Patent Document 9, the amount of water permeation is not studied at all.

特開昭57−105212号公報JP-A-57-105212 特開昭58−65009号公報JP 58-65009 A 米国特許4340479号U.S. Pat. No. 4,340,479 米国特許4477598号U.S. Pat. No. 4,477,598 特開平3−52927号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-52927 米国特許4247498号U.S. Pat. No. 4,247,498 特開2010−104983号公報JP 2010-104983 A 特開2012−20231号公報JP 2012-20231 A 特開2012−183501号公報JP 2012-183501 A

上記のように、従来技術では、いかにすれば高バブルポイントかつ高透水量を有するポリアミド中空糸膜が得られるのかについて不明であった。
このような状況下、本発明は、高バブルポイントかつ高透水量を有するポリアミド中空糸膜、及びその製造方法を提供することを主な目的とする。さらに本発明は、当該ポリアミド中空糸膜を利用した中空糸膜モジュールを提供することも目的とする。
As described above, in the prior art, it was unclear how to obtain a polyamide hollow fiber membrane having a high bubble point and a high water permeability.
Under such circumstances, a main object of the present invention is to provide a polyamide hollow fiber membrane having a high bubble point and a high water permeability, and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module using the polyamide hollow fiber membrane.

本発明者は、上記のような課題を解決すべく鋭意検討を行った。その結果、ポリアミド樹脂と溶媒を含むポリマー溶液を冷却して、ポリアミド樹脂を相分離し、固化させる、熱誘起相分離法によるポリアミド中空糸膜の製造方法において、ポリマー溶液に、脂肪酸アミドを共存させることにより、高バブルポイントかつ高透水量を有するポリアミド中空糸膜が得られることを見出した。具体的には、20℃において表面張力が12mN/mの液体中で空気圧を加えたバブルポイント試験において、イニシャルバブルポイントが0.40MPa以上、かつ、バーストバブルポイントが0.55MPa以上であり、25℃下で純水を用いた内圧透水量が、50L/(m2・atm・h)以上であるポリアミド中空糸膜が得られることを見出した。さらに、当該製造方法により得られるポリアミド中空糸膜は、高い引っ張り強度かつ高い引っ張り伸びも備えていることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより完成された発明である。 The present inventor has intensively studied to solve the above problems. As a result, in the method for producing a polyamide hollow fiber membrane by a thermally induced phase separation method in which a polyamide resin and a solvent-containing polymer solution are cooled and the polyamide resin is phase-separated and solidified, a fatty acid amide is allowed to coexist in the polymer solution. It was found that a polyamide hollow fiber membrane having a high bubble point and a high water permeability can be obtained. Specifically, in a bubble point test in which air pressure is applied in a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C., the initial bubble point is 0.40 MPa or more and the burst bubble point is 0.55 MPa or more. It was found that a polyamide hollow fiber membrane having an internal pressure water permeability using pure water at 50 ° C. of 50 L / (m 2 · atm · h) or more can be obtained. Furthermore, it discovered that the polyamide hollow fiber membrane obtained by the said manufacturing method was equipped also with high tensile strength and high tensile elongation. The present invention has been completed by further studies based on these findings.

すなわち、本発明は、下記に掲げる態様の発明を提供する。
項1. ポリアミド樹脂により形成されたポリアミド中空糸膜であって、
20℃において表面張力が12mN/mの液体中で空気圧を加えたバブルポイント試験において、イニシャルバブルポイントが0.40MPa以上、かつ、バーストバブルポイントが0.55MPa以上であり、
25℃下で純水を用いた内圧透水量が、50L/(m2・atm・h)以上である、ポリアミド中空糸膜。
項2. 温度25℃、湿度60%において、引っ張り強度が12.0MPa以上であり、かつ、引っ張り伸びが150%以上である、項1に記載のポリアミド中空糸膜。
項3. 前記ポリアミド樹脂が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド610、ポリアミド11、ポリアミド12、及びポリアミドMXD6からなる群から選択された少なくとも1種である、項1または2に記載のポリアミド中空糸膜。
項4. モジュールケースに、項1〜3のいずれかに記載のポリアミド中空糸膜が収容されてなる、中空糸膜モジュール。
項5. ポリアミド樹脂と溶媒を含むポリマー溶液を冷却して、ポリアミド樹脂を相分離し、固化させる、熱誘起相分離法によるポリアミド中空糸膜の製造方法であって、
前記ポリマー溶液に、脂肪酸アミドを共存させる、ポリアミド中空糸膜の製造方法。
項6. 前記ポリマー溶液中のポリアミド樹脂と溶媒の合計質量を100質量部として、脂肪酸アミドの添加量が、0.01〜5.00質量部の範囲にある、項5に記載のポリアミド中空糸膜の製造方法。
That is, this invention provides the invention of the aspect hung up below.
Item 1. A polyamide hollow fiber membrane formed of a polyamide resin,
In a bubble point test in which air pressure is applied in a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C., the initial bubble point is 0.40 MPa or more, and the burst bubble point is 0.55 MPa or more,
A polyamide hollow fiber membrane having an internal pressure water permeability using pure water at 25 ° C. of 50 L / (m 2 · atm · h) or more.
Item 2. Item 2. The polyamide hollow fiber membrane according to Item 1, having a tensile strength of 12.0 MPa or more and a tensile elongation of 150% or more at a temperature of 25 ° C and a humidity of 60%.
Item 3. Item 3. The polyamide hollow fiber membrane according to Item 1 or 2, wherein the polyamide resin is at least one selected from the group consisting of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 610, polyamide 11, polyamide 12, and polyamide MXD6. .
Item 4. A hollow fiber membrane module in which the polyamide hollow fiber membrane according to any one of Items 1 to 3 is accommodated in a module case.
Item 5. A method of producing a polyamide hollow fiber membrane by a thermally induced phase separation method in which a polymer solution containing a polyamide resin and a solvent is cooled to phase separate and solidify the polyamide resin,
A method for producing a polyamide hollow fiber membrane, wherein a fatty acid amide is allowed to coexist in the polymer solution.
Item 6. The production of the polyamide hollow fiber membrane according to Item 5, wherein the total mass of the polyamide resin and the solvent in the polymer solution is 100 parts by mass, and the addition amount of the fatty acid amide is in the range of 0.01 to 5.00 parts by mass. Method.

本発明によれば、高バブルポイントかつ高透水量を有するポリアミド中空糸膜、及びその製造方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、当該ポリアミド中空糸膜を利用した中空糸膜モジュールを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polyamide hollow fiber membrane which has a high bubble point and high water permeability, and its manufacturing method can be provided. Furthermore, according to this invention, the hollow fiber membrane module using the said polyamide hollow fiber membrane can be provided.

本発明のポリアミド中空糸膜の内圧透水量を測定する装置の概略図である。It is the schematic of the apparatus which measures the internal pressure water permeability of the polyamide hollow fiber membrane of this invention. 本発明のポリアミド中空糸膜のバブルポイントを測定する方法の概略図である。It is the schematic of the method of measuring the bubble point of the polyamide hollow fiber membrane of this invention. 本発明のポリアミド中空糸膜を製造する方法の一実施態様を示す装置図である。It is an apparatus figure which shows one embodiment of the method of manufacturing the polyamide hollow fiber membrane of this invention. 実施例1で得られたポリアミド中空糸膜の走査型電子顕微鏡写真である。Aは断面図、Bは断面拡大図、Cは内表面を観察した写真、Dは外表面を観察した写真である。2 is a scanning electron micrograph of the polyamide hollow fiber membrane obtained in Example 1. FIG. A is a cross-sectional view, B is an enlarged cross-sectional view, C is a photograph observing the inner surface, and D is a photograph observing the outer surface. Aは、実施例15で得られたクロスフロー型中空糸膜モジュールの外観を観察した写真、Bは実施例16で得られたデッドエンド型中空糸膜モジュールの外観を観察した写真である。A is a photograph observing the appearance of the cross-flow type hollow fiber membrane module obtained in Example 15, and B is a photograph observing the appearance of the dead-end type hollow fiber membrane module obtained in Example 16.

1.ポリアミド中空糸膜
本発明のポリアミド中空糸膜は、ポリアミド樹脂により形成されたポリアミド中空糸膜であって、20℃において表面張力が12mN/mの液体中で空気圧を加えたバブルポイント試験において、イニシャルバブルポイントが0.40MPa以上、かつ、バーストバブルポイントが0.55MPa以上であり、25℃下で純水を用いた内圧透水量が、50L/(m2・atm・h)以上であることを特徴とする。以下、本発明のポリアミド中空糸膜について、詳述する。
1. Polyamide hollow fiber membrane The polyamide hollow fiber membrane of the present invention is a polyamide hollow fiber membrane formed of a polyamide resin. In a bubble point test in which air pressure is applied in a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C. The bubble point is 0.40 MPa or more, the burst bubble point is 0.55 MPa or more, and the internal pressure water permeability using pure water at 25 ° C. is 50 L / (m 2 · atm · h) or more. Features. Hereinafter, the polyamide hollow fiber membrane of the present invention will be described in detail.

本発明のポリアミド中空糸膜を形成するポリアミド樹脂としては、具体的には、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド610、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミドMXD6等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド11、ポリアミドMXD6が挙げられ、さらに好ましくはポリアミド6、ポリアミド11が挙げられる。本発明において、ポリアミド中空糸膜は、1種のポリアミド樹脂により形成されていてもよく、また2種以上のポリアミド樹脂のブレンドポリマーにより形成されていてもよい。   Specific examples of the polyamide resin that forms the polyamide hollow fiber membrane of the present invention include polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 610, polyamide 11, polyamide 12, and polyamide MXD6. Among these, Preferably, polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 11, and polyamide MXD6 are mentioned, More preferably, polyamide 6 and polyamide 11 are mentioned. In the present invention, the polyamide hollow fiber membrane may be formed of one type of polyamide resin, or may be formed of a blend polymer of two or more types of polyamide resins.

当該ポリアミド樹脂は、繊維形状に成形可能であることを限度として、架橋の有無は問わない。コスト低減の観点からは、架橋されていないポリアミド樹脂が好ましい。   The polyamide resin may or may not be crosslinked as long as it can be formed into a fiber shape. From the viewpoint of cost reduction, an uncrosslinked polyamide resin is preferred.

本発明のポリアミド中空糸膜は、増粘剤、界面活性剤、結晶核剤、滑剤等の添加剤を含んでいてもよい。   The polyamide hollow fiber membrane of the present invention may contain additives such as thickeners, surfactants, crystal nucleating agents and lubricants.

また、ポリアミド樹脂の相対粘度としては、特に制限されないが、例えば2.0〜6.2、好ましくは3.0〜5.8、さらに好ましくは3.5〜5.3が挙げられる。このような相対粘度を備えるポリアミド樹脂を使用することにより、中空糸膜状への成形性、相分離の制御を容易ならしめることができる。本明細書において、相対粘度とは、96%硫酸を用い、ポリアミド樹脂濃度1g/dlで溶解し、25℃の条件でウベローデ型粘度計によって測定された値である。   Further, the relative viscosity of the polyamide resin is not particularly limited, but may be, for example, 2.0 to 6.2, preferably 3.0 to 5.8, and more preferably 3.5 to 5.3. By using a polyamide resin having such a relative viscosity, it is possible to easily control the moldability into a hollow fiber membrane and the phase separation. In this specification, the relative viscosity is a value measured with an Ubbelohde viscometer using 96% sulfuric acid, dissolved at a polyamide resin concentration of 1 g / dl, and at 25 ° C.

中空糸膜は、特に最先端の半導体分野、製薬分野などに用いられる場合には濾過精度が高い、すなわち孔径が小さいこと、且つ高流量であり高強度、高伸度であることが好ましい。その理由として、最先端分野においては、例えばウイルスなどの微小パーティクルやゲル等の捕捉が必要であり、流量は生産性やコストに大きな影響を与えることが挙げられる。また、濾過作業中の中空糸膜の切断や亀裂発生は起こってはならないことである。   When the hollow fiber membrane is used in the most advanced semiconductor field, pharmaceutical field, etc., it is preferable that the filtration accuracy is high, that is, the pore diameter is small, the flow rate is high, the strength is high and the elongation is high. This is because, for example, in the cutting-edge field, it is necessary to capture fine particles such as viruses, gels, and the like, and the flow rate greatly affects productivity and cost. In addition, the hollow fiber membrane should not be cut or cracked during the filtration operation.

本発明のポリアミド中空糸膜は、20℃で表面張力12mN/mの液体中で空気圧を加えたバブルポイント試験において、イニシャルバブルポイントが0.40MPa以上、且つバーストバブルポイントが0.55MPa以上であり、好ましくはイニシャルバブルポイントが0.45MPa以上、且つバーストバブルポイントが0.65MPa以上であり、さらに好ましくはイニシャルバブルポイントが0.55MPa以上、且つバーストバブルポイントが0.75MPa以上である。これは、バーストバブルポイントが0.55MPa未満では孔径が大きく、濾過に高い精度が期待できないためである。なお、バーストバブルポイントの上限値としては、1.7MPa程度である。このように、20℃での表面張力が12mN/mという非常に表面張力の低い液体中でのイニシャルバブルポイント及びバーストバブルポイントのいずれもが高い値を有する本発明のポリアミド中空糸膜は、後述する本発明の製造方法によって製造することができる。   The polyamide hollow fiber membrane of the present invention has an initial bubble point of 0.40 MPa or more and a burst bubble point of 0.55 MPa or more in a bubble point test in which air pressure is applied in a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C. Preferably, the initial bubble point is 0.45 MPa or more and the burst bubble point is 0.65 MPa or more, more preferably the initial bubble point is 0.55 MPa or more and the burst bubble point is 0.75 MPa or more. This is because when the burst bubble point is less than 0.55 MPa, the pore diameter is large and high accuracy cannot be expected for filtration. The upper limit value of the burst bubble point is about 1.7 MPa. Thus, the polyamide hollow fiber membrane of the present invention having a high value for both the initial bubble point and the burst bubble point in a liquid having a very low surface tension of 12 mN / m at 20 ° C. is described later. It can be manufactured by the manufacturing method of the present invention.

本発明において、バブルポイント試験とは、最大孔径を求めるために一般的に用いられる測定法であり、測定が簡便で迅速に行えることから孔径を推定するために広く使われている。バブルポイント試験は、JIS規格K3832にその原理・方法が記載されている。また、20℃において表面張力が12mN/mの液体としては、パーフルオロカーボンの一種である住友スリーエム製の「フロリナートFC−72」を使用した。なお、20℃において表面張力が12mN/mの液体の代わりに、2−プロパノール(表面張力21mN/m)、エチレングリコール(表面張力48mN/m)、水(表面張力72mN/m)などを用いて、前記計算式より補正してバブルポイントを算出することも可能であるが、バブルポイントが大きくなるため、測定が難しくなる。   In the present invention, the bubble point test is a measurement method generally used for obtaining the maximum pore size, and is widely used for estimating the pore size because the measurement is simple and quick. The principle and method of the bubble point test are described in JIS standard K3832. As a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C., “Fluorinert FC-72” manufactured by Sumitomo 3M, which is a kind of perfluorocarbon, was used. Instead of a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C., 2-propanol (surface tension 21 mN / m), ethylene glycol (surface tension 48 mN / m), water (surface tension 72 mN / m), etc. are used. Although it is possible to calculate the bubble point by correcting from the above formula, the bubble point becomes large, which makes measurement difficult.

本発明のポリアミド中空糸膜は、20℃において表面張力12mN/mの液体中で空気圧を加えたバブルポイント試験でのイニシャルバブルポイントが0.40MPa以上であり、バーストバブルポイントが0.55MPa以上である。この結果を、20℃での表面張力が21mN/mである2−プロパノールを使用した測定においては、イニシャルバブルポイントが0.70MPa以上、バーストバブルポイントが0.96MPa以上であると換算できる。このように非常に高いバブルポイントを有し、25℃下で純水を用いた内圧透水量が、50L/(m2・atm・h)以上というポリアミド中空糸膜は、これまで報告がない。 The polyamide hollow fiber membrane of the present invention has an initial bubble point of 0.40 MPa or more in a bubble point test in which air pressure is applied in a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C., and a burst bubble point of 0.55 MPa or more. is there. In the measurement using 2-propanol whose surface tension at 20 ° C. is 21 mN / m, the initial bubble point can be converted to 0.70 MPa or more and the burst bubble point can be converted to 0.96 MPa or more. Thus far, there has been no report on a polyamide hollow fiber membrane having a very high bubble point and having an internal pressure water permeability of 50 L / (m 2 · atm · h) or more using pure water at 25 ° C.

本発明のバブルポイント試験は、具体的には、後述の実施例に記載した方法により行うことができる。本発明において、バブルポイント試験によって測定されるイニシャルバブルポイントとは、膜に空気圧を加えていったときに膜表面から空気が透過してバブルが出始める時の圧力であり、具体的には後述の実施例に記載した試験により測定された値である。また、本発明において、バブルポイント試験によって測定されるバーストバブルポイントとは、膜のおよそ全体からバブルが出るようになったときの圧力であり、具体的には後述の実施例に記載した試験により測定された値である。   Specifically, the bubble point test of the present invention can be performed by the method described in Examples described later. In the present invention, the initial bubble point measured by the bubble point test is a pressure at which air begins to permeate from the surface of the membrane when air pressure is applied to the membrane, and specifically described later. It is a value measured by the test described in the examples. Further, in the present invention, the burst bubble point measured by the bubble point test is a pressure at which bubbles come out from almost the entire membrane, specifically, by the test described in the examples described later. It is a measured value.

本発明のバブルポイント試験で使用する気体は空気である。空気圧をかける速度は、通常0.1MPa/分〜0.9MPa/分、好ましくは0.3MPa/分〜0.6MPa/分である。この範囲より遅ければ測定に時間がかかり、この範囲より速ければバブルが発生した時の圧力の読み取り誤差が大きくなる問題がある。   The gas used in the bubble point test of the present invention is air. The rate of applying air pressure is usually 0.1 MPa / min to 0.9 MPa / min, preferably 0.3 MPa / min to 0.6 MPa / min. If it is slower than this range, it takes time to measure, and if it is faster than this range, there is a problem that the pressure reading error when a bubble is generated becomes large.

本発明のポリアミド中空糸膜は、上記のイニシャルバブルポイント及びバーストバブルポイントが高い値を有することに加えて、25℃下で純水を用いた内圧透水量が50L/(m2・atm・h)以上であることを特徴とする。本発明において、内圧透水量とは、中空糸膜の内側から外側に圧をかけて水を透過させたときの透水量であり、ポリアミド中空糸膜の透過性能を示す指標となる。内圧透水量は、孔径によっても変わる。このため、本発明のポリアミド中空糸膜におけるバブルポイント毎の目安の内圧透水量としては、バーストバブルポイントが0.75MPa以上の中空糸膜においては、50L/(m2・atm・h)以上であることが好ましく、100L/(m2・atm・h)以上であることが更に好ましい。バーストバブルポイントが0.55〜0.75MPaの中空糸膜においては、150L/(m2・atm・h)以上であることが好ましく、200L/(m2・atm・h)以上であることが更に好ましい。本発明のポリアミド中空糸膜は、このように高い内圧透水性能を有しているので、処理液の流量を高く設定でき、濾過効率を高めることができる。なお、本発明のポリアミド中空糸膜において、25℃下で純水を用いた内圧透水量は、通常1000L/(m2・atm・h)以下である。上記のように高バブルポイントを有することに加えて、高透水量を有する本発明のポリアミド中空糸膜は、後述する本発明の製造方法によって製造することができる。 The polyamide hollow fiber membrane of the present invention has a high initial bubble point and a high burst bubble point, and has an internal water permeability of 50 L / (m 2 · atm · h using pure water at 25 ° C. ) Or more. In the present invention, the internal pressure water permeation amount is a water permeation amount when water is permeated by applying pressure from the inside to the outside of the hollow fiber membrane, and is an index indicating the permeation performance of the polyamide hollow fiber membrane. The internal pressure water permeability varies depending on the hole diameter. For this reason, as a standard internal pressure permeation amount for each bubble point in the polyamide hollow fiber membrane of the present invention, it is 50 L / (m 2 · atm · h) or more in a hollow fiber membrane having a burst bubble point of 0.75 MPa or more. It is preferable that it is 100 L / (m 2 · atm · h) or more. In a hollow fiber membrane having a burst bubble point of 0.55 to 0.75 MPa, it is preferably 150 L / (m 2 · atm · h) or more, and 200 L / (m 2 · atm · h) or more. Further preferred. Since the polyamide hollow fiber membrane of the present invention has such high internal pressure water permeability, the flow rate of the treatment liquid can be set high and the filtration efficiency can be increased. In the polyamide hollow fiber membrane of the present invention, the internal pressure water permeability using pure water at 25 ° C. is usually 1000 L / (m 2 · atm · h) or less. In addition to having a high bubble point as described above, the polyamide hollow fiber membrane of the present invention having a high water permeability can be produced by the production method of the present invention described later.

本発明において、ポリアミド中空糸膜の内圧透水量は、25℃下で純水を用いた内圧式濾過によって測定される値であり、具体的には、後述の実施例に記載の方法により測定される値である。ポリアミド中空糸膜の内圧透水量の測定方法の概要を、図1を用いて説明する。図1に示すように、ポリアミド中空糸膜2を10〜20cmに切断し、両端の中空部分に内径に合う径の注射針6を挿入し、図1に示すような装置にセットした後、所定時間(分)送液ポンプ1で純水を通し、膜を透過して受け皿7に貯まった水の容量(L)を透過水量とし、以下の式により求めたものである。なお、圧力は図1の3の入口圧力と4の出口圧力の平均値である。   In the present invention, the internal pressure water permeability of the polyamide hollow fiber membrane is a value measured by internal pressure filtration using pure water at 25 ° C., and specifically, measured by the method described in Examples below. Value. An outline of a method for measuring the internal pressure water permeability of the polyamide hollow fiber membrane will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the polyamide hollow fiber membrane 2 is cut into 10 to 20 cm, the injection needles 6 having a diameter matching the inner diameter are inserted into the hollow portions at both ends, set in the apparatus as shown in FIG. Time (minutes) The pure water was passed through the liquid feed pump 1 and permeated through the membrane, and the volume (L) of water stored in the tray 7 was defined as the amount of permeated water, and was obtained by the following equation. The pressure is an average value of the inlet pressure 3 and the outlet pressure 4 in FIG.

内圧透水量=透過水量(L)/[内径(m)×3.14×長さ(m)×{(入口圧(atm)+出口圧(atm))/2}×時間(h)] Internal pressure water permeation amount = permeate water amount (L) / [inner diameter (m) × 3.14 × length (m) × {(inlet pressure (atm) + outlet pressure (atm)) / 2} × time (h)]

本発明のポリアミド中空糸膜の引っ張り強度としては、特に制限されないが、25℃、相対湿度60%の環境下において、好ましくは12〜30MPa、より好ましくは13〜25MPa、さらに好ましくは14〜20MPaが挙げられる。また、本発明のポリアミド中空糸膜の引っ張り伸度としては、特に制限されないが、好ましくは150〜400%、より好ましくは180〜350%、さらに好ましくは200〜300%が挙げられる。なお、本発明において、ポリアミド中空糸膜の引っ張り強度及び引っ張り伸度は、それぞれ、JIS規格L−1013の規定に準拠し、試験長50mm、引張速度50mm/min、測定数=5にて測定された値である。本発明によれば、後述する本発明の製造方法を採用することにより、高バブルポイントかつ高透水量に加えて、上記のように高い引っ張り強度かつ高い引っ張り伸度を有するポリアミド中空糸膜が得られる。   The tensile strength of the polyamide hollow fiber membrane of the present invention is not particularly limited, but is preferably 12 to 30 MPa, more preferably 13 to 25 MPa, and still more preferably 14 to 20 MPa in an environment of 25 ° C. and a relative humidity of 60%. Can be mentioned. The tensile elongation of the polyamide hollow fiber membrane of the present invention is not particularly limited, but preferably 150 to 400%, more preferably 180 to 350%, and still more preferably 200 to 300%. In the present invention, the tensile strength and tensile elongation of the polyamide hollow fiber membrane are respectively measured at a test length of 50 mm, a tensile speed of 50 mm / min, and a measurement number = 5 in accordance with the provisions of JIS standard L-1013. Value. According to the present invention, a polyamide hollow fiber membrane having a high tensile strength and a high tensile elongation as described above is obtained in addition to a high bubble point and a high water permeability by employing the production method of the present invention described later. It is done.

本発明のポリアミド中空糸膜の内径及び外径については、特に制限されず、使用目的等に応じて適宜設定されるが、内径としては、例えば100〜800μm、好ましくは150〜600μm、更に好ましくは200〜450μmが挙げられ、外径としては、例えば250〜1800μm、好ましくは3000〜1500μm、更に好ましくは400〜1000μmが挙げられる。   The inner diameter and outer diameter of the polyamide hollow fiber membrane of the present invention are not particularly limited and are appropriately set according to the purpose of use and the like. The inner diameter is, for example, 100 to 800 μm, preferably 150 to 600 μm, more preferably. The outer diameter is, for example, 250 to 1800 μm, preferably 3000 to 1500 μm, and more preferably 400 to 1000 μm.

2.ポリアミド中空糸膜の製造方法
本発明のポリアミド中空糸膜は、ポリアミド樹脂と溶媒を含むポリマー溶液を冷却して、ポリアミド樹脂を相分離し、固化させる、熱誘起相分離法(TIPS法)において、ポリマー溶液に、脂肪酸アミドを共存させることによって、好適に製造することができる。本発明のポリアミド中空糸膜の製造方法は、より具体的には、以下の第1工程〜第3工程を経て製造される。
第1工程:ポリアミド樹脂及び脂肪酸アミドを溶媒に溶解させ、ポリマー溶液を調製する。
第2工程:二重管構造の中空糸製造用二重管状ノズルを用い、外側の環状ノズルから前記ポリマー溶液を吐出すると共に、内側のノズルから内部液を吐出し、凝固浴中に導入し、一定の引き取り速度で引き取ることにより中空糸膜を形成する。
第3工程:第2工程で形成された中空糸膜から溶媒を除去する。
2. Production method of polyamide hollow fiber membrane The polyamide hollow fiber membrane of the present invention is a thermally induced phase separation method (TIPS method) in which a polymer solution containing a polyamide resin and a solvent is cooled to phase separate and solidify the polyamide resin. It can be suitably produced by allowing the fatty acid amide to coexist in the polymer solution. More specifically, the method for producing a polyamide hollow fiber membrane of the present invention is produced through the following first to third steps.
First step: A polyamide resin and a fatty acid amide are dissolved in a solvent to prepare a polymer solution.
Second step: Using a double tubular nozzle for producing a hollow fiber having a double tube structure, the polymer solution is discharged from an outer annular nozzle, an inner liquid is discharged from an inner nozzle, and introduced into a coagulation bath. A hollow fiber membrane is formed by pulling at a constant pulling rate.
Third step: The solvent is removed from the hollow fiber membrane formed in the second step.

以下、本発明のポリアミド中空糸膜の製造方法について工程毎に詳述する。   Hereinafter, the manufacturing method of the polyamide hollow fiber membrane of the present invention will be described in detail for each step.

第1工程
第1工程では、ポリマー溶液に、脂肪酸アミドを共存させるために、ポリアミド樹脂及び脂肪酸アミドを溶媒に溶解させて、ポリマー溶液を調製する。ポリアミド樹脂を溶媒に溶解させるためには、高温下において、高沸点溶媒にポリアミド樹脂を溶解させる。
First Step In the first step, a polymer solution is prepared by dissolving a polyamide resin and a fatty acid amide in a solvent in order for the fatty acid amide to coexist in the polymer solution. In order to dissolve the polyamide resin in the solvent, the polyamide resin is dissolved in the high boiling point solvent at a high temperature.

かかる高沸点溶媒としては、例えば、非プロトン性極性溶媒、グリセリンエステル類、グリコール類、有機酸及び有機酸エステル類、高級アルコール類、グリコール類等が挙げられる。非プロトン性極性溶媒の具体例としては、スルホラン、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどが挙げられる。グリセリンエステル類の具体例としては、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。グリコール類の具体例としては、グリセリン、ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール(分子量200〜600)、1,3−ブタンジオール等が挙げられる。有機酸及び有機酸エステル類の具体例としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジブチル、フタル酸ブチルベンジル、サリチル酸メチル、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸等が挙げられる。これらの中でも、強度が高く、均質で微細な孔径を有するポリアミド中空糸膜を得るという観点から、好ましくは非プロトン性極性溶媒、更に好ましくはスルホラン、ジメチルスルホン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、特に好ましくはスルホラン、ジメチルスルホンが挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of such high-boiling solvents include aprotic polar solvents, glycerin esters, glycols, organic acids and organic acid esters, higher alcohols, glycols and the like. Specific examples of the aprotic polar solvent include sulfolane, dimethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl- Examples include 2-pyrrolidone, ethylene carbonate, and propylene carbonate. Specific examples of the glycerin esters include diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether. Specific examples of glycols include glycerin, diglycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol, polyethylene glycol (molecular weight 200 to 600), 1,3-butane. Diol etc. are mentioned. Specific examples of organic acids and organic acid esters include dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisopropyl phthalate, dibutyl phthalate, butyl benzyl phthalate, methyl salicylate, oleic acid, palmitic acid, stearic acid, lauric acid and the like. Can be mentioned. Among these, from the viewpoint of obtaining a polyamide hollow fiber membrane having high strength, a homogeneous and fine pore size, preferably an aprotic polar solvent, more preferably sulfolane, dimethyl sulfone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, particularly preferably sulfolane and dimethyl sulfone. These solvents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

これらの溶媒の中でも、とりわけ、スルホランとジメチルスルホンの混合溶媒は、微細な孔径を形成する上で特に有効であり、本発明において好適に使用される。スルホランとジメチルスルホンの混合溶媒を使用する場合、その混合比としては、例えば、スルホラン:ジメチルスルホンの質量比が、100:50〜1000、好ましくは100:100〜500、更に好ましくは100:200〜400が挙げられる。   Among these solvents, a mixed solvent of sulfolane and dimethyl sulfone is particularly effective in forming a fine pore size, and is preferably used in the present invention. When a mixed solvent of sulfolane and dimethyl sulfone is used, the mixing ratio is, for example, a mass ratio of sulfolane: dimethylsulfone of 100: 50 to 1000, preferably 100: 100 to 500, and more preferably 100: 200 to 400.

ポリマー溶液に共存させる脂肪酸アミドとしては、モノアミド(飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド)、置換アミド、ビスアミド(飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、芳香族ビスアミド)、メチロールアミド、エステルアミドなどが挙げられる。飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、ラウリン酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、精製ステアリン酸アミド、高純度ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、精製オレイン酸アミド、精製エルカ酸アミドなどが挙げられる。置換アミドとしては、例えば、N−オレイルパルチミン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミドなどが挙げられる。メチロールアミドとしては、例えば、メチロールステアリン酸アミドが挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミドなどが挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。芳香族系ビスアミドとしては、例えば、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどが挙げられる。脂肪酸エステルアミドとしては、例えば、ステアロアミドエチルステアレートなどが挙げられる。これらの脂肪酸アミドの中でも、モノアミド、ビスアミドが好ましく、ビスアミドがより好ましく、ビスアミドの中でもエチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミドが好ましい。なお、脂肪酸アミドは、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of fatty acid amides to coexist in the polymer solution include monoamides (saturated fatty acid amides, unsaturated fatty acid amides), substituted amides, bisamides (saturated fatty acid bisamides, unsaturated fatty acid bisamides, aromatic bisamides), methylolamides, and ester amides. . Examples of the saturated fatty acid amide include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, purified stearic acid amide, high-purity behenic acid amide, and hydroxystearic acid amide. Examples of unsaturated fatty acid amides include purified oleic acid amide and purified erucic acid amide. Examples of the substituted amide include N-oleyl palmitate, N-stearyl stearate, N-stearyl oleate, N-oleyl stearate, N-stearyl erucamide. Examples of methylolamide include methylol stearamide. Examples of saturated fatty acid bisamides include methylene bis stearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bis lauric acid amide, ethylene bis stearic acid amide, ethylene bishydroxy stearic acid amide, ethylene bisbehenic acid amide, and hexamethylene bis stearic acid. Examples include amide, hexamethylene bisbehenic acid amide, hexamethylene bishydroxystearic acid amide, N, N′-distearyl adipic acid amide, N, N′-distearyl sebacic acid amide, and the like. Examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N, N′-dioleyl adipic acid amide, N, N′-dioleyl sebacic acid amide, and the like. Is mentioned. Examples of the aromatic bisamide include m-xylylene bis stearic acid amide, m-xylylene bishydroxy stearic acid amide, N, N′-distearyl isophthalic acid amide, and the like. Examples of fatty acid ester amides include stearamide ethyl stearate. Among these fatty acid amides, monoamides and bisamides are preferable, and bisamides are more preferable. Among bisamides, ethylene bislauric acid amide, ethylene bisstearic acid amide, and ethylene bishydroxystearic acid amide are preferable. In addition, fatty acid amide may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.

ポリマー溶液への脂肪酸アミドの添加量としては、ポリマー溶液中のポリアミド樹脂と溶媒の合計質量を100質量部(100質量%)として、好ましくは0.01〜5.00質量部(0.01〜5.00質量%)、より好ましくは0.05〜4.00質量部(0.05〜4.00質量%)、さらに好ましくは0.10〜3.00質量部(0.15〜3.00質量%)が挙げられる。   As the addition amount of the fatty acid amide to the polymer solution, the total mass of the polyamide resin and the solvent in the polymer solution is 100 parts by mass (100% by mass), preferably 0.01 to 5.00 parts by mass (0.01 to 5.00% by mass), more preferably 0.05 to 4.00 parts by mass (0.05 to 4.00% by mass), and still more preferably 0.10 to 3.00 parts by mass (0.15 to 3. 00% by mass).

また、ポリアミド中空糸膜の孔径制御や性能向上のために、必要に応じてポリマー溶液には、前述した増粘剤、界面活性剤、結晶核剤、滑剤等の添加剤を添加してもよい。   Further, in order to control the pore size of the polyamide hollow fiber membrane and improve the performance, additives such as the above-mentioned thickeners, surfactants, crystal nucleating agents and lubricants may be added to the polymer solution as necessary. .

ポリアミド樹脂を前記溶媒に溶解する際の濃度は、本発明の効果を損なわない限り限定されないが、好ましくは18〜35質量%であり、さらに好ましくは20〜30質量%である。このような濃度範囲を満たすことにより、内圧透水量を前述する範囲内で充足させることが可能になる。   Although the density | concentration at the time of melt | dissolving a polyamide resin in the said solvent is not limited unless the effect of this invention is impaired, Preferably it is 18-35 mass%, More preferably, it is 20-30 mass%. By satisfy | filling such a density | concentration range, it becomes possible to satisfy internal pressure water permeability within the range mentioned above.

また、ポリアミド樹脂を前記溶媒に溶解するにあたり、溶媒の温度を100℃以上にしておくことが必要である。具体的には、その系の相分離温度の10℃〜50℃高い温度、好ましくは20℃〜40℃高い温度で、且つその系の沸点より低い温度で溶解させるのが好ましい。その系の相分離温度とは、樹脂と溶媒を十分に高い温度で混合したものを徐々に冷却し、液−液相分離又は結晶析出による固−液相分離が起こる温度である。相分離温度の測定は、ホットステージを備えた顕微鏡等を使用することで好適に行うことができる。   In addition, when the polyamide resin is dissolved in the solvent, the temperature of the solvent needs to be 100 ° C. or higher. Specifically, it is preferable to dissolve at a temperature 10 to 50 ° C. higher than the phase separation temperature of the system, preferably 20 to 40 ° C. and lower than the boiling point of the system. The phase separation temperature of the system is a temperature at which solid-liquid phase separation by liquid-liquid phase separation or crystal precipitation occurs by gradually cooling a mixture of resin and solvent at a sufficiently high temperature. The phase separation temperature can be suitably measured by using a microscope equipped with a hot stage.

第2工程
第2工程では、二重管構造の中空糸膜製造用二重管状ノズルを用い、外側の環状ノズルから上記のポリマー溶液(製膜原液)を吐出すると共に内側のノズルから内部液を吐出し、凝固浴中に導入し、一定の引き取り速度で引き取ることにより、中空糸膜を形成する。
Second Step In the second step, a double tubular nozzle for producing a hollow fiber membrane having a double tube structure is used, and the above polymer solution (film forming stock solution) is discharged from the outer annular nozzle and the inner solution is discharged from the inner nozzle. A hollow fiber membrane is formed by discharging, introducing into a coagulation bath, and drawing at a constant take-up speed.

ここで、中空糸製造用二重管状ノズルとしては、本発明の効果を損なわない限りいかなるものでも使用できる。外側の環状ノズルの径、内側のノズルの径については、ポリアミド中空糸膜の内径と外径に応じて適宜設定すればよい。   Here, as the double tubular nozzle for producing a hollow fiber, any nozzle can be used as long as the effects of the present invention are not impaired. The diameter of the outer annular nozzle and the diameter of the inner nozzle may be appropriately set according to the inner diameter and outer diameter of the polyamide hollow fiber membrane.

また、第2工程において、二重管状ノズルの内側のノズルから吐出される内部液としいては、本発明の効果を損なわない限りいかなる流体も使用できるが、気体より液体の方が好ましい。かかる内部液として使用される液体としては、特に制限されないが、ポリアミド中空糸内表面の孔を大きくしたい場合には当該ポリアミド樹脂と親和性の高い良溶媒を、ポリアミド中空糸内表面の孔を小さくしたい場合には貧溶媒を使用することができる。かかる良溶媒の具体例としては、グリセリン、ジグリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール200、グリセロールジアセタート、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、1,3−ブタンジオール、スルホラン等が挙げられる。また、かかる貧溶媒の具体例としては、ポリエチレングリコール(300〜600)、グリセロールトリアセテート、高級脂肪酸類、流動パラフィン等が挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、また孔径すなわちバブルポイントの調整のために2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、ポリマー溶液の粘性が高く、曳糸性に優れている場合には、不活性ガス等の気体を流入する方法を用いてもよい。更に塩化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウムなどの無機塩を上記溶媒に溶解させて使用してもよい。   In the second step, as the internal liquid discharged from the nozzle inside the double tubular nozzle, any fluid can be used as long as the effect of the present invention is not impaired, but a liquid is preferable to a gas. The liquid used as the internal liquid is not particularly limited, but when it is desired to enlarge the pores on the inner surface of the polyamide hollow fiber, a good solvent having a high affinity with the polyamide resin is used, and the pores on the inner surface of the polyamide hollow fiber are reduced. If desired, a poor solvent can be used. Specific examples of such good solvents include glycerin, diglycerin, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol 200, glycerol diacetate, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, propylene glycol, benzyl alcohol, 1,3 -Butanediol, sulfolane and the like. Specific examples of such a poor solvent include polyethylene glycol (300 to 600), glycerol triacetate, higher fatty acids, liquid paraffin, and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more for adjusting the pore diameter, that is, the bubble point. In addition, when the polymer solution has high viscosity and excellent spinnability, a method of flowing a gas such as an inert gas may be used. Further, inorganic salts such as ammonium chloride, calcium chloride, sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate and the like may be dissolved in the above solvent.

これらの内部液の中でも、グリセリン、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール200〜600、塩化カルシウムを2種類以上混合することが好ましい。これにより、ポリアミド中空糸膜のバブルポイントと内圧透水量を上記の範囲に好適に設定することができる。   Among these internal liquids, it is preferable to mix two or more kinds of glycerin, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol 200 to 600, and calcium chloride. Thereby, the bubble point and internal pressure water permeability of a polyamide hollow fiber membrane can be set suitably in said range.

第2工程において、凝固浴としては本発明の効果を損なわない限りいかなるものでも使用できる。かかる凝固浴の好ましい例としては、水、多価アルコール又は多価アルコールと水の混合液を含む凝固浴が挙げられる。凝固浴に使用される多価アルコールとしては、具体的には、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジグリセリン、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール(200〜400)、1,3−ブタンジオール等が挙げられる。これらの多価アルコールの中でも、グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、ポリエチレングリコール200は、ポリアミド中空糸の内圧透水量を前述する範囲内で充足させる上で特に好適に使用される。これらの多価アルコールは、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。   In the second step, any coagulation bath can be used as long as the effects of the present invention are not impaired. Preferable examples of such a coagulation bath include a coagulation bath containing water, a polyhydric alcohol, or a mixed liquid of polyhydric alcohol and water. Specific examples of the polyhydric alcohol used in the coagulation bath include glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, diglycerin, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol (200 to 400), 1,3-butanediol and the like. Among these polyhydric alcohols, glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, and polyethylene glycol 200 are particularly suitable for satisfying the internal pressure water permeability of the polyamide hollow fiber within the above-described range. used. These polyhydric alcohols may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、凝固浴として、多価アルコールと水の混合液を使用する場合、これらの混合比については、特に制限されないが、例えば、多価アルコール:水の質量比が、25〜80:75〜20、好ましくは30〜65:70〜35が挙げられる。   In addition, when a mixed liquid of polyhydric alcohol and water is used as the coagulation bath, the mixing ratio thereof is not particularly limited. For example, the mass ratio of polyhydric alcohol: water is 25-80: 75-20. , Preferably 30-65: 70-35 is mentioned.

凝固浴の温度は、特に限定されないが、通常、−20〜100℃、好ましくは−10〜80℃、更に好ましくは0〜40℃が挙げられる。凝固浴の温度を変化させることにより、結晶化速度を変えることができるため、バブルポイント、透水量、引っ張り強度等の性能を変化させることができる。一般的には、凝固浴の温度が低ければバブルポイントが高くなり、透水量は低下し強度が向上する傾向がみられ、凝固浴の温度が高ければバブルポイントが低くなり透水量は向上し強度は低下する傾向がみられるが、ポリマー溶液に含まれる溶媒と内部液との溶解性や樹脂自体の結晶化速度によっても変わり得る。ポリアミド中空糸膜の内圧透水量とバブルポイントを前述する範囲内で充足させるためには凝固浴は低温度が好ましいが、条件によっては必ずしも低温度である必要はない。凝固浴の温度が上記範囲内であれば、ポリアミド中空糸の透水量とバブルポイントを前述する範囲内で充足させつつ、膜の強度を高め、しかも温度制御に要するエネルギーを低減することもできる。   Although the temperature of a coagulation bath is not specifically limited, Usually, -20-100 degreeC, Preferably it is -10-80 degreeC, More preferably, 0-40 degreeC is mentioned. Since the crystallization speed can be changed by changing the temperature of the coagulation bath, the performance such as bubble point, water permeability, tensile strength and the like can be changed. Generally, when the temperature of the coagulation bath is low, the bubble point increases, and the water permeability decreases and the strength tends to increase.When the temperature of the coagulation bath increases, the bubble point decreases and the water permeability increases and the strength increases. However, it may vary depending on the solubility of the solvent and the internal liquid contained in the polymer solution and the crystallization speed of the resin itself. In order to satisfy the internal pressure water permeability and bubble point of the polyamide hollow fiber membrane within the above-mentioned range, the coagulation bath is preferably at a low temperature, but it is not always necessary to have a low temperature depending on the conditions. When the temperature of the coagulation bath is within the above range, the strength of the membrane can be increased and the energy required for temperature control can be reduced while satisfying the water permeability and bubble point of the polyamide hollow fiber within the above-described ranges.

また、中空糸製造用二重管状ノズルの外側の環状ノズルからポリマー溶液を吐出させる際の流量については、特に制限されないが、例えば2〜40g/分、好ましくは5〜30g/分、更に好ましくは8〜20g/分が挙げられる。また、内部液の流量については、中空糸製造用二重管状ノズルの内側ノズルの径、使用する内部液の種類、ポリマー溶液の流量等を勘案して適宜設定されるが、例えばポリマー溶液の流量に対して、0.1〜2倍、好ましくは0.2〜1倍、更に好ましくは0.4〜0.7倍が挙げられる。   Further, the flow rate when the polymer solution is discharged from the outer annular nozzle of the double tubular nozzle for producing hollow fibers is not particularly limited, but is, for example, 2 to 40 g / min, preferably 5 to 30 g / min, and more preferably. 8-20 g / min is mentioned. Further, the flow rate of the internal liquid is appropriately set in consideration of the diameter of the inner nozzle of the double tubular nozzle for hollow fiber production, the type of internal liquid used, the flow rate of the polymer solution, etc. Is 0.1 to 2 times, preferably 0.2 to 1 times, and more preferably 0.4 to 0.7 times.

中空糸膜の引き取り速度は、特に限定されないが、不完全な固化で膜が扁平にならなければ良い。通常1〜200m/分、好ましくは10〜150m/分、更に好ましくは20〜100m/分が挙げられる。引取り速度を上げるためには凝固浴温度を低くすることや、凝固浴の溶媒に固化速度の速いものを用いることで扁平のない中空糸膜を作製することが可能である。   The take-up speed of the hollow fiber membrane is not particularly limited, but it is sufficient that the membrane does not become flat due to incomplete solidification. Usually, 1-200 m / min, Preferably it is 10-150 m / min, More preferably, 20-100 m / min is mentioned. In order to increase the take-up speed, it is possible to produce a hollow fiber membrane having no flatness by lowering the coagulation bath temperature or using a solvent having a high solidification rate as the solvent of the coagulation bath.

斯して第2工程を実施することにより、中空糸製造用二重管状ノズルから吐出されたポリマー溶液(製膜原液)が凝固浴中で凝固してポリアミド中空糸膜が形成される。   Thus, by performing the second step, the polymer solution (film forming stock solution) discharged from the hollow fiber manufacturing double tubular nozzle is solidified in a coagulation bath to form a polyamide hollow fiber membrane.

第3工程
第3工程では、第2工程で形成された中空糸膜から溶媒を除去する。中空糸膜から溶媒を除去する方法については、特に制限されず、ドライヤーで乾燥させて溶媒を揮散させる方法であってもよいが、抽出溶媒に浸漬して中空糸膜内部で相分離を起こしている溶媒を抽出除去する方法が好ましい。溶媒の抽出除去に使用される抽出溶媒としては、安価で沸点が低く抽出後に沸点の差などで容易に分離できるものが好ましく、例えば、水、メタノール、エタノール、2−プロパノール、アセトン、ジエチルエーテル、ヘキサン、石油エーテル、トルエンなどが挙げられる。これらの中でも、好ましくは水、メタノール、エタノール、2−プロパノール、アセトン、更に好ましくは水が挙げられる。また、フタル酸エステル、脂肪酸等の水に不溶の有機溶媒を抽出する際は、2−プロパノール、石油エーテル等を好適に用いることができる。また、抽出溶媒に中空糸膜を浸漬する時間としては、特に制限されないが、例えば0.2時間〜2ヶ月間、好ましくは0.5時間〜1ヶ月間、更に好ましくは2時間〜10日間が挙げられる。ポリアミド中空糸に残留する有機溶媒を効果的に抽出除去する為に、抽出溶媒を入れ替えたり、攪拌したりしてもよい。特に本発明のポリアミド中空糸膜を、半導体工業、食品工業、浄水用に使用する場合には、不純物、有機溶媒等の残存が問題となる為、第3工程は時間をかけて徹底的に行うことが望ましい。
Third Step In the third step, the solvent is removed from the hollow fiber membrane formed in the second step. The method for removing the solvent from the hollow fiber membrane is not particularly limited, and may be a method of evaporating the solvent by drying with a drier, but it is immersed in an extraction solvent to cause phase separation inside the hollow fiber membrane. A method of extracting and removing the existing solvent is preferred. The extraction solvent used for solvent extraction and removal is preferably an inexpensive solvent having a low boiling point that can be easily separated by a difference in boiling point after extraction, such as water, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, diethyl ether, Examples include hexane, petroleum ether, and toluene. Among these, Preferably water, methanol, ethanol, 2-propanol, acetone, More preferably, water is mentioned. Moreover, when extracting the organic solvent insoluble in water, such as a phthalate ester and a fatty acid, 2-propanol, petroleum ether, etc. can be used suitably. In addition, the time for immersing the hollow fiber membrane in the extraction solvent is not particularly limited, but for example, 0.2 hours to 2 months, preferably 0.5 hours to 1 month, more preferably 2 hours to 10 days. Can be mentioned. In order to effectively extract and remove the organic solvent remaining in the polyamide hollow fiber, the extraction solvent may be replaced or stirred. In particular, when the polyamide hollow fiber membrane of the present invention is used for semiconductor industry, food industry, water purification, the remaining of impurities, organic solvents, etc. becomes a problem, so the third step is thoroughly performed over time. It is desirable.

斯して第3工程を実施することにより、本発明のポリアミド中空糸膜が製造される。   Thus, the polyamide hollow fiber membrane of the present invention is manufactured by performing the third step.

本発明のポリアミド中空糸膜の製造方法において使用される装置については、特に制限されないが、好ましくは、図3に示すような乾湿式紡糸に用いられる一般的な装置が挙げられる。図3に示す装置を例として挙げて、本発明のポリアミド中空糸膜の製造フローを以下に概説する。第1工程で調製されたポリマー溶液(製膜原液)は、コンテナ20に収容される。又は、コンテナ20中で樹脂と製膜溶媒を高温下溶解する第1工程を実施し、ポリマー溶液を調製してもよい。コンテナ20に収容されたポリマー溶液と、内部液導入口22から導入された内部液は、それぞれ定量ポンプ21によって計量され、中空糸膜製造用二重管状ノズル(紡糸口金)23に送液される。中空糸膜製造用二重管状ノズル(紡糸口金)23から吐出されたポリマー溶液は、エアギャップを介して凝固浴24に導入され、冷却固化される。ポリマー溶液が冷却固化される過程で、熱誘起の相分離が起こって、海島構造を有するポリアミド中空糸膜25が得られる。このようにして得られたポリアミド中空糸膜25を定速引き取り機26で引き取りながら、ボビンを設置しているボビン巻き取り機27にて巻き取りを行う。ボビンへの巻き取りと同時に純水シャワー28にて、凝固浴の溶媒及び、中空糸膜に残存する海島構造の島成分である有機溶媒、及び中空部に流し込んだ内部液を除去することにより、ポリアミド中空糸膜が得られる。   The apparatus used in the method for producing a polyamide hollow fiber membrane of the present invention is not particularly limited, but a general apparatus used for dry and wet spinning as shown in FIG. 3 is preferable. Taking the apparatus shown in FIG. 3 as an example, the production flow of the polyamide hollow fiber membrane of the present invention will be outlined below. The polymer solution (film forming stock solution) prepared in the first step is accommodated in the container 20. Alternatively, a polymer solution may be prepared by performing the first step of dissolving the resin and the film-forming solvent in the container 20 at a high temperature. The polymer solution accommodated in the container 20 and the internal liquid introduced from the internal liquid inlet 22 are respectively measured by a metering pump 21 and fed to a double tubular nozzle (spinner) 23 for producing a hollow fiber membrane. . The polymer solution discharged from the double tubular nozzle (spinneret) 23 for producing the hollow fiber membrane is introduced into the coagulation bath 24 through the air gap and cooled and solidified. In the process of cooling and solidifying the polymer solution, heat-induced phase separation occurs, and a polyamide hollow fiber membrane 25 having a sea-island structure is obtained. The polyamide hollow fiber membrane 25 thus obtained is taken up by a bobbin winder 27 provided with a bobbin while being taken up by a constant speed take-up machine 26. By removing the solvent of the coagulation bath, the organic solvent that is an island component of the sea-island structure remaining in the hollow fiber membrane, and the internal liquid that has flowed into the hollow portion in the pure water shower 28 simultaneously with winding on the bobbin, A polyamide hollow fiber membrane is obtained.

3.ポリアミド中空糸膜を利用した中空糸膜モジュール
本発明のポリアミド中空糸膜は、濾過フィルターとして好適に使用するために、被処理液流入口や透過液流出口等を備えたモジュールケースに収容され、中空糸膜モジュールとして使用される。
3. Hollow fiber membrane module using polyamide hollow fiber membrane The polyamide hollow fiber membrane of the present invention is housed in a module case equipped with a liquid inlet to be treated, a permeate outlet, and the like for suitable use as a filtration filter. Used as a hollow fiber membrane module.

具体的には、中空糸膜モジュールは、本発明のポリアミド中空糸膜を束にし、モジュールケースに収容して、ポリアミド中空糸膜束の端部の一方又は双方をポッティング剤により封止して固着させた構造であればよい。中空糸膜モジュールには、被処理液の流入口又は濾液の流出口として、ポリアミド中空糸膜の外壁面側を通る流路と連結した開口部と、ポリアミド中空糸膜の中空部分と連結した開口部が設けられていればよい。   Specifically, in the hollow fiber membrane module, the polyamide hollow fiber membrane of the present invention is bundled and accommodated in a module case, and one or both ends of the polyamide hollow fiber membrane bundle are sealed and fixed with a potting agent. Any structure may be used. The hollow fiber membrane module has an opening connected to the flow path passing through the outer wall surface of the polyamide hollow fiber membrane and an opening connected to the hollow portion of the polyamide hollow fiber membrane as an inlet for the liquid to be treated or an outlet for the filtrate. It suffices if a section is provided.

中空糸膜モジュールの形状は、特に制限されず、デッドエンド型モジュールであっても、クロスフロー型モジュールであってもよい。中空糸膜モジュールの形状として、具体的には、中空糸膜束をU字型に折り曲げて充填し、中空糸膜束の端部を封止後カットして開口させたデッドエンド型モジュール;中空糸膜束の一端の中空開口部を熱シール等により閉じたものを真っ直ぐに充填し、開口している方の中空糸膜束の端部を封止後カットして開口させたデッドエンド型モジュール;中空糸膜束を真っ直ぐに充填し、中空糸膜束の両端部を封止し片端部のみをカットして開口部を露出させたデッドエンドモジュール;中空糸膜束を真っ直ぐに充填し、中空糸膜束の両端部を封止し、中空糸膜束の両端の封止部をカットし、フィルターケースの側面に2箇所の流路を作ったクロスフロー型モジュール等が挙げられる。   The shape of the hollow fiber membrane module is not particularly limited, and may be a dead end type module or a cross flow type module. As the shape of the hollow fiber membrane module, specifically, a dead end type module in which a hollow fiber membrane bundle is folded and filled into a U shape, and the end of the hollow fiber membrane bundle is cut and opened after opening; hollow A dead-end type module in which a hollow opening at one end of a yarn membrane bundle is closed straight by heat sealing or the like, and the end of the hollow fiber membrane bundle that is open is sealed and cut and opened. A dead-end module in which the hollow fiber membrane bundle is filled straight, both ends of the hollow fiber membrane bundle are sealed and only one end is cut to expose the opening; the hollow fiber membrane bundle is filled straight and hollow For example, a cross flow type module in which both ends of the yarn membrane bundle are sealed, the sealing portions at both ends of the hollow fiber membrane bundle are cut, and two flow paths are formed on the side surface of the filter case.

モジュールケースに挿入するポリアミド中空糸膜の充填率は、特に制限されないが、例えば、モジュールケース内部の体積に対する中空部分の体積を入れたポリアミド中空糸膜の体積が30〜90体積%、好ましくは35〜75体積%、更に好ましくは40〜65体積%が挙げられる。このような充填率を満たすことによって、十分な濾過面積を確保しつつ、ポリアミド中空糸膜のモジュールケースへの充填作業を容易にし、中空糸膜の間を流体が流れ易くすることができる。   The filling rate of the polyamide hollow fiber membrane inserted into the module case is not particularly limited. For example, the volume of the polyamide hollow fiber membrane including the volume of the hollow portion with respect to the volume inside the module case is 30 to 90% by volume, preferably 35%. -75 volume%, More preferably, 40-65 volume% is mentioned. By satisfying such a filling rate, it is possible to facilitate the filling operation of the polyamide hollow fiber membrane into the module case while ensuring a sufficient filtration area, and to facilitate fluid flow between the hollow fiber membranes.

中空糸膜モジュールの製造に使用されるポッティング剤については、特に制限されないが、例えば、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、シリコン樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリウレア樹脂等が挙げられる。これらのポッティング剤の中でも、硬化した時の収縮や膨潤が小さく、硬度が硬過ぎないものが好ましい。ポッティング剤の好適な例として、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、シリコン樹脂、ポリエチレンが挙げられ、更に好ましくはポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミドが挙げられる。これらのポッティング剤は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The potting agent used for the production of the hollow fiber membrane module is not particularly limited, and examples thereof include polyurethane resin, epoxy resin, polyamide, silicon resin, melamine resin, polyethylene, polypropylene, phenol resin, polyimide, polyurea resin and the like. It is done. Among these potting agents, those which are small in shrinkage and swelling when cured and are not too hard are preferable. Preferable examples of the potting agent include polyurethane resin, epoxy resin, polyamide, silicon resin, and polyethylene, and more preferably polyurethane resin, epoxy resin, and polyamide. These potting agents may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

中空糸膜モジュールに使用するモジュールケースの材質については、特に制限されず、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。これらの中でも、好ましくはポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、更に好ましくはポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンが挙げられる。   The material of the module case used for the hollow fiber membrane module is not particularly limited. For example, polyamide, polyester, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, Examples include polyarylate and polyphenylene sulfide. Among these, polyamide, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polycarbonate, polysulfone, and polyethersulfone are preferable, and polyamide, polyethylene, polypropylene, and polytetrafluoroethylene are more preferable.

本発明のポリアミド中空糸膜を利用した中空糸膜モジュールは、半導体工業、食品工業、医薬品工業、医療品工業等の分野で、水の浄化、異物の除去等に使用される。例えば半導体工業の分野では、配線の微細化が進んだ近年においては、微細で高親水性を示す本発明のポリアミド中空糸膜モジュールは、極めて有効である。また、医薬品工業の分野では、血液製剤やバイオ医薬品の製造過程においてウイルスの除去が重要な課題となっており、例えば、パルボウイルスのような小型のウイルスの除去には、高バブルポイントである本発明のポリアミド中空糸膜モジュールは好適に使用される。   The hollow fiber membrane module using the polyamide hollow fiber membrane of the present invention is used for purification of water, removal of foreign substances, etc. in the fields of semiconductor industry, food industry, pharmaceutical industry, medical product industry and the like. For example, in the field of semiconductor industry, the polyamide hollow fiber membrane module of the present invention showing fineness and high hydrophilicity is extremely effective in recent years when wiring has been miniaturized. In the field of the pharmaceutical industry, removal of viruses has become an important issue in the manufacturing process of blood products and biopharmaceuticals. For example, this is a high bubble point for removing small viruses such as parvoviruses. The polyamide hollow fiber membrane module of the invention is preferably used.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

なお、実施例中、中空糸膜についての各物性値は、以下の方法により測定した。   In the examples, each physical property value of the hollow fiber membrane was measured by the following method.

<内圧透水量>
図1に示す装置を用いて、11cm長の中空糸膜を設置し、圧力0.05MPaで5分間透過液を回収し、内圧透水量を上述した式により算出した。
<Internal pressure water permeability>
Using the apparatus shown in FIG. 1, a hollow fiber membrane having a length of 11 cm was installed, the permeate was collected at a pressure of 0.05 MPa for 5 minutes, and the internal pressure water permeability was calculated by the above-described formula.

<バブルポイント>
図2の概略に示されるような装置を用いて、バブルポイント次の方法で測定した。
(1)長さ20cmの中空糸膜を10本用意し、U字型に曲げ中空糸膜の開口部の方の端部1cm程度を熱シールし、中空部を塞いだ。
(2)長さ5cmの空気配管用軟質ナイロンチューブ(外径8mm、内径6mm)を用意し、片端をシリコン栓で塞ぎ、4cm程度までポッティング剤(ポリウレタン樹脂)を導入した。
(3)ポッティング剤の中に熱シールした方の端から中空糸膜束を挿入し、ポッティング剤が硬化するまで静置した。
(4)硬化後、中空糸膜の熱シールした部位よりも上部で切断し、中空糸膜の中空部を開口させた。この時、ポッティング剤が中空部に侵入していないか、中空糸膜間にポッティング剤が満たされているかを目視で確認した。問題なく中空が維持されていれば試験に移った。
(5)バブルポイント試験では、中空糸膜の孔内に液体を充填する必要がある。よって、ガラス容器14に試験で用いる液体(例えば住友スリーエム製フロリナートFC−72(20℃での表面張力12mN/m)、2−プロパノール)を導入し、そこに上記(1)〜(4)で作製した中空糸膜ミニモジュール13を浸漬し、数秒間減圧にして孔への液体充填を行った。
(6)試験液に浸漬された中空糸膜ミニモジュール13を図2のようにセットし、中空糸膜内部に0.4MPa/分で空気を送り増圧していった。最初に中空糸膜から気泡が発生した時の圧力を確認し、これをイニシャルバブルポイントとした。そのまま増圧を続け、膜のおよそ全体から気泡が発生した時の圧力を確認し、これをバーストバブルポイントとした。
<Bubble point>
Using a device as schematically shown in FIG. 2, the bubble point was measured by the following method.
(1) Ten hollow fiber membranes having a length of 20 cm were prepared, bent into a U shape, and heat-sealed at about 1 cm at the end of the opening of the hollow fiber membrane, thereby closing the hollow portion.
(2) A 5 cm long soft nylon tube for air piping (outer diameter 8 mm, inner diameter 6 mm) was prepared, one end was closed with a silicon stopper, and a potting agent (polyurethane resin) was introduced to about 4 cm.
(3) The hollow fiber membrane bundle was inserted into the potting agent from the heat-sealed end and allowed to stand until the potting agent was cured.
(4) After curing, the hollow fiber membrane was cut above the heat-sealed portion to open the hollow portion of the hollow fiber membrane. At this time, it was visually confirmed whether the potting agent did not enter the hollow part or whether the potting agent was filled between the hollow fiber membranes. If the hollow was maintained without any problems, the test was started.
(5) In the bubble point test, it is necessary to fill a liquid in the hole of the hollow fiber membrane. Therefore, the liquid (for example, Fluorinert FC-72 manufactured by Sumitomo 3M, surface tension 12 mN / m at 20 ° C., 2-propanol) used in the test is introduced into the glass container 14, and the above (1) to (4) The produced hollow fiber membrane mini-module 13 was immersed and the pressure was reduced for several seconds to fill the holes with liquid.
(6) The hollow fiber membrane mini-module 13 immersed in the test solution was set as shown in FIG. 2, and air was supplied to the inside of the hollow fiber membrane at 0.4 MPa / min to increase the pressure. First, the pressure when bubbles were generated from the hollow fiber membrane was confirmed, and this was used as the initial bubble point. The pressure was increased as it was, and the pressure when bubbles were generated from almost the entire membrane was confirmed, and this was taken as the burst bubble point.

<中空糸膜の引っ張り試験>
室温25℃、湿度60%の環境で、ナイロン中空糸膜を約10cmに切断し、中空糸膜を島津製作所製オートグラフAGS−100Gにセットし、引っ張り強度、引っ張り伸度を、試験長50mm、引張速度50mm/min、測定数n=5にて測定した。
<Tensile test of hollow fiber membrane>
Nylon hollow fiber membrane is cut to about 10 cm in an environment of room temperature 25 ° C. and humidity 60%, and the hollow fiber membrane is set on Autograph AGS-100G manufactured by Shimadzu Corporation, and the tensile strength and tensile elongation are set to a test length of 50 mm, Measurement was performed at a tensile speed of 50 mm / min and a measurement number n = 5.

<ポリアミド中空糸膜の内径及び外径>
ポリアミド中空糸膜の内径及び外径は、ポリアミド中空糸膜の断面を光学顕微鏡にて200倍に拡大観察して測定し、n=3の平均値として算出した。
<Inner and outer diameter of polyamide hollow fiber membrane>
The inner diameter and outer diameter of the polyamide hollow fiber membrane were measured by observing the cross section of the polyamide hollow fiber membrane 200 times with an optical microscope and calculated as an average value of n = 3.

<ポリアミド中空糸膜の製造>
実施例1
ポリアミド6のチップ(ユニチカ(株)製A1030BRT、相対粘度3.53)280g、スルホラン(住友精化(株)製)192g、ジメチルスルホン(東京化成(株)製)528g、エチレンビスステアリン酸アミド(日油(株)製「アルフローH−50L」)0.10質量%(1.0g)を180℃で1.5時間攪拌し溶解させポリマー溶液(製膜原液)を調製した。次に、ポリマー溶液を定量ポンプを介して紡糸口金(二重管構造の中空糸膜製造用二重管状ノズル)に送液し、10g/分で押出した。紡糸口金の孔径は外径1.5mm、内径0.6mmのものを用いた。内部液にはグリセリン:ポリエチレングリコール400=4:6重量比混合溶液を4.0g/分の送液速度で流した。押出された紡糸原液は30mmのエアギャップを介して、5℃の40質量%プロピレングリコール水溶液からなる凝固浴に投入して冷却固化させ、40m/分の巻取速度にて巻き取った。得られた中空糸膜は24時間、水に浸漬して溶媒を抽出し、その後50℃の熱風乾燥機で1時間乾燥させてポリアミド中空糸膜を得た。
<Production of polyamide hollow fiber membrane>
Example 1
280 g of polyamide 6 chip (Unitika A1030BRT, relative viscosity 3.53) 280 g, sulfolane (Sumitomo Seika Co., Ltd.) 192 g, dimethyl sulfone (Tokyo Kasei Co., Ltd.) 528 g, ethylenebis stearamide ( 0.10% by mass (1.0 g) (Alfro H-50L, manufactured by NOF Corporation) was stirred and dissolved at 180 ° C. for 1.5 hours to prepare a polymer solution (film forming stock solution). Next, the polymer solution was fed to a spinneret (double tubular nozzle for producing a hollow fiber membrane having a double tube structure) via a metering pump, and extruded at 10 g / min. As the hole diameter of the spinneret, an outer diameter of 1.5 mm and an inner diameter of 0.6 mm were used. In the internal liquid, a glycerin: polyethylene glycol 400 = 4: 6 weight ratio mixed solution was flowed at a feeding rate of 4.0 g / min. The extruded stock solution for spinning was put into a coagulation bath composed of a 40% by mass propylene glycol aqueous solution at 5 ° C. through a 30 mm air gap, cooled and solidified, and wound at a winding speed of 40 m / min. The obtained hollow fiber membrane was immersed in water for 24 hours to extract the solvent, and then dried for 1 hour in a hot air dryer at 50 ° C. to obtain a polyamide hollow fiber membrane.

得られたポリアミド中空糸膜は外径560μm、内径300μmであり、内圧透水量は200L/(m2・atm・h)であり、フロリナートFC−72を用いたイニシャルバブルポイントは0.60MPa、バーストバブルポイントは0.91MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は15.0MPa、引っ張り伸びは300%であった。また、得られた中空糸膜の電子顕微鏡写真を図4に示す。断面には緻密で大きさのそろった孔が存在しマクロボイドが無いことが観察され、内表面、外表面共に超微細で緻密な孔が観察された。なお、参考のため、2−プロパノールを用いたイニシャルバブルポイントとバーストバブルポイントを表1に示す。 The obtained polyamide hollow fiber membrane has an outer diameter of 560 μm, an inner diameter of 300 μm, an internal pressure water permeability of 200 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point using Fluorinert FC-72 of 0.60 MPa, burst The bubble point was 0.91 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 15.0 MPa and a tensile elongation of 300%. Moreover, the electron micrograph of the obtained hollow fiber membrane is shown in FIG. It was observed that there were dense and uniform pores in the cross section and no macrovoids, and ultrafine and dense pores were observed on both the inner and outer surfaces. For reference, Table 1 shows initial bubble points and burst bubble points using 2-propanol.

実施例2
ポリマー溶液の調製において、内部液の溶媒をグリセリン:ポリエチレングリコール300=3:7重量比混合溶液にしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は240L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.55MPa、バーストバブルポイントは0.83MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は14.5MPa、引っ張り伸びは290%であった。
Example 2
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in preparing the polymer solution, the solvent of the internal solution was changed to a glycerin: polyethylene glycol 300 = 3: 7 weight ratio mixed solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 240 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.55 MPa, and a burst bubble point of 0.83 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 14.5 MPa and a tensile elongation of 290%.

実施例3
ポリマー溶液の調製において、内部液の溶媒をポリエチレングリコール200:ポリエチレングリコール400=4:6重量比混合溶液にしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は300L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.45MPa、バーストバブルポイントは0.80MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は13.0MPa、引っ張り伸びは280%であった。
Example 3
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the polymer solution, the solvent of the internal liquid was changed to a polyethylene glycol 200: polyethylene glycol 400 = 4: 6 weight ratio mixed solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 300 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.45 MPa, and a burst bubble point of 0.80 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 13.0 MPa and a tensile elongation of 280%.

実施例4
ポリマー溶液の調製において、内部液の溶媒を均一混合したグリセリン:塩化カルシウム=99:1重量比混合溶液にしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は200L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.56MPa、バーストバブルポイントは0.90MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は14.0MPa、引っ張り伸びは270%であった。
Example 4
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in preparing the polymer solution, a mixed solution of glycerin: calcium chloride = 99: 1 by weight, in which the solvent of the internal solution was uniformly mixed, was used. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 200 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.56 MPa, and a burst bubble point of 0.90 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 14.0 MPa and a tensile elongation of 270%.

実施例5
ポリマー溶液の調製において、内部液の溶媒を4重量%の濃度で塩化カルシウムを溶解させたグリセリンにしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は70L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.85MPa、バーストバブルポイントは1.12MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は13.5MPa、引っ張り伸びは250%であった。
Example 5
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the polymer solution, the solvent of the internal solution was glycerin in which calcium chloride was dissolved at a concentration of 4% by weight. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 70 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.85 MPa, and a burst bubble point of 1.12 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 13.5 MPa and a tensile elongation of 250%.

実施例6
ポリマー溶液の調製において、添加剤であるエチレンビスステアリン酸アミドの添加量を0.5質量%(5.0g)にしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は170L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.75MPa、バーストバブルポイントは1.05MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は15.5MPa、引っ張り伸びは290%であった。
Example 6
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the polymer solution, the addition amount of ethylenebisstearic acid amide as an additive was changed to 0.5% by mass (5.0 g). The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 170 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.75 MPa, and a burst bubble point of 1.05 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 15.5 MPa and a tensile elongation of 290%.

実施例7
ポリマー溶液の調製において、添加剤であるエチレンビスステアリン酸アミドの添加量を1.5質量%(15g)にしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は110L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.89MPa、バーストバブルポイントは1.20MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は16.5MPa、引っ張り伸びは280%であった。
Example 7
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the polymer solution, the addition amount of ethylenebisstearic acid amide as an additive was 1.5% by mass (15 g). The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 110 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.89 MPa, and a burst bubble point of 1.20 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 16.5 MPa and a tensile elongation of 280%.

実施例8
ポリマー溶液の調製において、添加剤であるエチレンビスステアリン酸アミドの添加量を4.5質量%(45g)にしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は50L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.94MPa、バーストバブルポイントは1.21MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は18.5MPa、引っ張り伸びは220%であった。
Example 8
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the polymer solution, the additive amount of ethylenebisstearic acid amide as an additive was changed to 4.5% by mass (45 g). The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 50 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.94 MPa, and a burst bubble point of 1.21 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 18.5 MPa and a tensile elongation of 220%.

実施例9
ポリマー溶液の調製において、添加剤をエチレンビスラウリン酸アミドにしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は300L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.48MPa、バーストバブルポイントは0.63MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は13.0MPa、引っ張り伸びは270%であった。
Example 9
A polyamide hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that ethylene bislauric acid amide was used as the additive in the preparation of the polymer solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 300 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.48 MPa, and a burst bubble point of 0.63 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 13.0 MPa and a tensile elongation of 270%.

実施例10
ポリマー溶液の調製において、添加剤をエチレンビスヒドロキシステアリン酸アミドにしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は150L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.65MPa、バーストバブルポイントは0.89MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は13.5MPa、引っ張り伸びは280%であった。
Example 10
A polyamide hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that ethylenebishydroxystearic acid amide was used as the additive in the preparation of the polymer solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 150 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.65 MPa, and a burst bubble point of 0.89 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 13.5 MPa and a tensile elongation of 280%.

実施例11
ポリマー溶液の調製において、添加剤をステアリン酸アミドにしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は350L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.42MPa、バーストバブルポイントは0.60MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は12.0MPa、引っ張り伸びは260%であった。
Example 11
A polyamide hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that stearamide was used as the additive in the preparation of the polymer solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 350 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.42 MPa, and a burst bubble point of 0.60 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 12.0 MPa and a tensile elongation of 260%.

実施例12
ポリマー溶液の調製において、添加剤をメチレンビスステアリン酸アミドにしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は290L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.55MPa、バーストバブルポイントは0.75MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は14.0MPa、引っ張り伸びは270%であった。
Example 12
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that in the preparation of the polymer solution, the additive was methylene bis stearamide. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 290 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.55 MPa, and a burst bubble point of 0.75 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 14.0 MPa and a tensile elongation of 270%.

実施例13
ポリマー溶液の調製においてポリアミド樹脂としてポリアミド610のチップ(東レ(株)製CM2001)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は70L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.59MPa、バーストバブルポイントは0.84MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は13.0MPa、引っ張り伸びは300%であった。
Example 13
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that a polyamide 610 chip (CM2001 manufactured by Toray Industries, Inc.) was used as the polyamide resin in the preparation of the polymer solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 70 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.59 MPa, and a burst bubble point of 0.84 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 13.0 MPa and a tensile elongation of 300%.

実施例14
ポリマー溶液の調製においてポリアミド樹脂としてポリアミドMXD6のチップ(三菱ガス化学(株)製S6121)を使用したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は150L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.55MPa、バーストバブルポイントは0.80MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は12.0MPa、引っ張り伸びは200%であった。
Example 14
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that a polyamide MXD6 chip (S6121 manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) was used as the polyamide resin in the preparation of the polymer solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 150 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.55 MPa, and a burst bubble point of 0.80 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 12.0 MPa and a tensile elongation of 200%.

比較例1
市販のポリアミド6製平膜フィルター(公称孔径10nm)の、内圧透水量、バブルポイント、引っ張り強度、引っ張り伸びを測定した。その結果、内圧透水量は490L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.15MPa、バーストバブルポイントは0.21MPaであった。この平膜の引っ張り強度は2.8MPa、引っ張り伸びは90%と共に低かった。
Comparative Example 1
The internal pressure water permeability, bubble point, tensile strength, and tensile elongation of a commercially available polyamide 6 flat membrane filter (nominal pore diameter 10 nm) were measured. As a result, the internal pressure water permeability was 490 L / (m 2 · atm · h), the initial bubble point was 0.15 MPa, and the burst bubble point was 0.21 MPa. The flat film had a tensile strength of 2.8 MPa and a tensile elongation as low as 90%.

比較例2
ポリマー溶液の調製において、添加剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は250L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.35MPa、バーストバブルポイントは0.40MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は14.1MPa、引っ張り伸びは310%であった。
Comparative Example 2
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that no additive was added in the preparation of the polymer solution. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 250 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.35 MPa, and a burst bubble point of 0.40 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 14.1 MPa and a tensile elongation of 310%.

比較例3
内部液をグリセリン単一にした以外は比較例2と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は600L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.26MPa、バーストバブルポイントは0.31MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は13.0MPa、引っ張り伸びは250%であった。
Comparative Example 3
A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Comparative Example 2 except that the internal liquid was single. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 600 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.26 MPa, and a burst bubble point of 0.31 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 13.0 MPa and a tensile elongation of 250%.

比較例4
ポリマー溶液の調製において、ポリアミド6のチップ(ユニチカ(株)製A1030BRT、相対粘度3.53)170g、スルホラン(住友精化(株)製)221g、ジメチルスルホン(東京化成(株)製)609gにしたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド中空糸膜を作製した。得られたポリアミド中空糸膜は、内圧透水量は4500L/(m2・atm・h)であり、イニシャルバブルポイントは0.11MPa、バーストバブルポイントは0.13MPaであった。得られた中空糸膜の引っ張り強度は7.1MPa、引っ張り伸びは130%であった。
Comparative Example 4
In the preparation of the polymer solution, polyamide 6 chips (Unitika A1030BRT, relative viscosity 3.53) 170 g, sulfolane (Sumitomo Seika Co., Ltd.) 221 g, dimethyl sulfone (Tokyo Kasei Co., Ltd.) 609 g A polyamide hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1 except that. The obtained polyamide hollow fiber membrane had an internal pressure water permeability of 4500 L / (m 2 · atm · h), an initial bubble point of 0.11 MPa, and a burst bubble point of 0.13 MPa. The resulting hollow fiber membrane had a tensile strength of 7.1 MPa and a tensile elongation of 130%.

<ポリアミド中空糸膜の物性値の纏め>
実施例1〜14及び比較例1〜4のポリアミド中空糸膜の製造条件及び各物性値を表1に纏めて示す。これらの結果から、ポリマー溶液に脂肪酸アミドを共存させることにより、20℃で表面張力12mN/mの液体を用い、空気圧を加えたイニシャルバブルポイントが0.40MPa以上であり、バーストバブルポイントが0.55MPa以上であり、内圧透水量が50L/(m2・atm・h)以上であり、且つ引っ張り強度が12.0MPa以上であり、且つ引っ張り伸びが150%以上であるという高性能のポリアミド中空糸膜が得られることが明らかとなった(実施例1−14参照)。
<Summary of physical properties of polyamide hollow fiber membrane>
Table 1 summarizes the production conditions and physical property values of the polyamide hollow fiber membranes of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4. From these results, when a fatty acid amide is allowed to coexist in the polymer solution, a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C. and an air pressure is applied, the initial bubble point is 0.40 MPa or more, and the burst bubble point is 0.00. High-performance polyamide hollow fiber having a pressure of 55 MPa or more, an internal pressure water permeability of 50 L / (m 2 · atm · h) or more, a tensile strength of 12.0 MPa or more, and a tensile elongation of 150% or more It was revealed that a film was obtained (see Example 1-14).

表1の注釈は以下の通りである。
PA6:ポリアミド6
PA610:ポリアミド610
MXD6:ポリアミドMXD6
PA6平膜:ポリアミド6の平膜
PSf UF膜:ポリスルホン限外ろ過膜
PEG200:ポリエチレングリコール200
PEG300:ポリエチレングリコール300
PEG400:ポリエチレングリコール400
Gly:グリセリン
CaCl2:塩化カルシウム
IBP:イニシャルバブルポイント
BBP:バーストバブルポイント
また、表中の「〃」は、上のセルと同条件であることを示す。
The annotations in Table 1 are as follows.
PA6: Polyamide 6
PA610: Polyamide 610
MXD6: Polyamide MXD6
PA6 flat membrane: Polyamide 6 flat membrane PSf UF membrane: Polysulfone ultrafiltration membrane PEG200: Polyethylene glycol 200
PEG300: Polyethylene glycol 300
PEG400: Polyethylene glycol 400
Gly: Glycerin CaCl 2 : Calcium chloride IBP: Initial bubble point BBP: Burst bubble point In addition, “〃” in the table indicates the same condition as the above cell.

実施例15:クロスフロー型モジュールの作製
実施例1において得られた中空糸膜を250mm長に切断し、50本を束ねて熱シーラーを用いて両端を融着封止した。モジュールケースは両端からそれぞれ35mmの部分に出入水口を備えた塩化ビニル製の外径20mm、内径17mm、長さ140mmの円筒状パイプを作製した。次にモジュールケースと同じ外内径で25mm長のPTFE製ポットに、サンユレック(株)製の2液型ポリウレタンポッティング剤をすり切り一杯入れ、上記モジュールケースの片端を上部に装着し、膜束を上からポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製ポットの底に当たるまで押し込んだ。この状態で10時間静置し、片端をポッティングした。固化後、PTFE製ポットを引っ張りながら引き抜き、モジュールケースから出ているポリウレタン樹脂を膜束ごと切断し、中空部を露出させた。他方の膜束の端部も同様にポッティングし切断することで、両端に中空部が露出した状態とした。両端に出入水口を備えたキャップをかぶせて接着し、クロスフロー型モジュールが作製できた(図5のA参照)。このクロスフロー型モジュールの有効膜長は115mm×50本であった。
Example 15: Production of cross-flow type module The hollow fiber membrane obtained in Example 1 was cut into a length of 250 mm, 50 bundles were bundled, and both ends were fused and sealed using a heat sealer. As the module case, a cylindrical pipe made of vinyl chloride having an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 17 mm, and a length of 140 mm, each having a water inlet / outlet at a portion of 35 mm from both ends, was produced. Next, a PTFE pot having the same outer diameter as the module case and 25 mm long is filled with a two-component polyurethane potting agent manufactured by Sanyu Rec Co., Ltd. It was pushed in until it hits the bottom of a polytetrafluoroethylene (PTFE) pot. It left still in this state for 10 hours, and potted one end. After solidification, the PTFE pot was pulled out while being pulled, and the polyurethane resin coming out of the module case was cut together with the membrane bundle to expose the hollow portion. The end portion of the other membrane bundle was similarly potted and cut, so that the hollow portions were exposed at both ends. A cap having a water inlet / outlet on both ends was attached and adhered, and a cross flow type module was produced (see A in FIG. 5). The effective membrane length of this cross flow type module was 115 mm × 50.

実施例16:デッドエンド型モジュールの作製
実施例1において得られた中空糸膜を200mm長に切断し、50本を束ねてU字状に折り曲げ、熱シーラーを用いて端部を融着封止した。モジュールケースは塩化ビニル製の外径20mm、内径17mm、長さ60mmの円筒状パイプを作製した。次にモジュールケースと同じ外内径で25mm長のPTFE製ポットに、サンユレック(株)製の2液型ポリウレタンポッティング剤をすり切り一杯入れ、上記フィルターケースの片端を上部に装着し、U字型膜束の封止部分を上からPTFE製ポットの底に当たるまで押し込んだ。この状態で10時間静置し、ポッティングした。固化後、PTFE製ポットを引っ張りながら引き抜き、モジュールケースから出ているポリウレタン樹脂を膜束ごと切断し、中空部を露出させた。モジュールケースの両端に出入水口を備えたキャップをかぶせて接着し、デッドエンド型モジュールが作製できた(図5のB参照)。このデッドエンド型モジュールの有効膜長は80mm×50本であった。
Example 16: Production of dead-end module The hollow fiber membrane obtained in Example 1 was cut into a length of 200 mm, 50 bundles were bundled and bent into a U shape, and the ends were fused and sealed using a heat sealer. did. The module case was a cylindrical pipe made of vinyl chloride having an outer diameter of 20 mm, an inner diameter of 17 mm, and a length of 60 mm. Next, a PTFE pot having the same outer diameter as the module case and 25 mm long is filled with a two-component polyurethane potting agent manufactured by Sanyu Rec Co., Ltd., and one end of the filter case is attached to the top, and a U-shaped membrane bundle is attached. Was pushed in from the top until it hits the bottom of the PTFE pot. In this state, it was allowed to stand for 10 hours and potted. After solidification, the PTFE pot was pulled out while being pulled, and the polyurethane resin coming out of the module case was cut together with the membrane bundle to expose the hollow portion. A cap having a water inlet / outlet was put on both ends of the module case and adhered, and a dead-end type module was produced (see B in FIG. 5). The effective membrane length of this dead-end type module was 80 mm × 50.

1:送液ポンプ
2:中空糸膜
3:入口側圧力計
4:出口側圧力計
5:二方弁
6:注射針
7:受け皿
8:空気流入口
9:レギュレーター
10:増圧タンク
11:スピードコントローラ
12:圧力センサ
13:中空糸膜モジュール
14:ガラス容器
15:フロリナートFC−72液
16:デジタル圧力表示機
17:二方弁
18:攪拌モーター
19:加圧ガス流入口
20:コンテナ
21:定量ポンプ
22:内部液導入口
23:中空糸製造用二重管状ノズル(紡糸口金)
24:凝固浴
25:ポリアミド中空糸膜
26:定速引き取り機
27:ボビン巻き取り機
28:純水シャワー
1: liquid feed pump 2: hollow fiber membrane 3: inlet side pressure gauge 4: outlet side pressure gauge 5: two-way valve 6: injection needle 7: receiving pan 8: air inlet 9: regulator 10: pressure increasing tank 11: speed Controller 12: Pressure sensor 13: Hollow fiber membrane module 14: Glass container 15: Fluorinert FC-72 liquid 16: Digital pressure indicator 17: Two-way valve 18: Stirring motor 19: Pressurized gas inlet 20: Container 21: Determination Pump 22: Internal liquid inlet 23: Double tubular nozzle for producing hollow fibers (spinner)
24: Coagulation bath 25: Polyamide hollow fiber membrane 26: Constant speed take-up machine 27: Bobbin winder 28: Pure water shower

Claims (6)

ポリアミド樹脂により形成されたポリアミド中空糸膜であって、
20℃において表面張力が12mN/mの液体中で空気圧を加えたバブルポイント試験において、イニシャルバブルポイントが0.40MPa以上、かつ、バーストバブルポイントが0.55MPa以上であり、
25℃下で純水を用いた内圧透水量が、50L/(m2・atm・h)以上である、ポリアミド中空糸膜。
A polyamide hollow fiber membrane formed of a polyamide resin,
In a bubble point test in which air pressure is applied in a liquid having a surface tension of 12 mN / m at 20 ° C., the initial bubble point is 0.40 MPa or more, and the burst bubble point is 0.55 MPa or more,
A polyamide hollow fiber membrane having an internal pressure water permeability using pure water at 25 ° C. of 50 L / (m 2 · atm · h) or more.
温度25℃、湿度60%において、引っ張り強度が12.0MPa以上であり、かつ、引っ張り伸びが150%以上である、請求項1に記載のポリアミド中空糸膜。   The polyamide hollow fiber membrane according to claim 1, which has a tensile strength of 12.0 MPa or more and a tensile elongation of 150% or more at a temperature of 25 ° C and a humidity of 60%. 前記ポリアミド樹脂が、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46、ポリアミド610、ポリアミド11、ポリアミド12、及びポリアミドMXD6からなる群から選択された少なくとも1種である、請求項1または2に記載のポリアミド中空糸膜。   The polyamide hollow fiber according to claim 1 or 2, wherein the polyamide resin is at least one selected from the group consisting of polyamide 6, polyamide 66, polyamide 46, polyamide 610, polyamide 11, polyamide 12, and polyamide MXD6. film. モジュールケースに、請求項1〜3のいずれかに記載のポリアミド中空糸膜が収容されてなる、中空糸膜モジュール。   A hollow fiber membrane module in which the polyamide hollow fiber membrane according to any one of claims 1 to 3 is accommodated in a module case. ポリアミド樹脂と溶媒を含むポリマー溶液を冷却して、ポリアミド樹脂を相分離し、固化させる、熱誘起相分離法によるポリアミド中空糸膜の製造方法であって、
前記ポリマー溶液に、脂肪酸アミドを共存させる、ポリアミド中空糸膜の製造方法。
A method for producing a polyamide hollow fiber membrane by a thermally induced phase separation method, in which a polymer solution containing a polyamide resin and a solvent is cooled, and the polyamide resin is phase-separated and solidified.
A method for producing a polyamide hollow fiber membrane, wherein a fatty acid amide is allowed to coexist in the polymer solution.
前記ポリマー溶液中のポリアミド樹脂と溶媒の合計質量を100質量部として、脂肪酸アミドの添加量が、0.01〜5.00質量部の範囲にある、請求項5に記載のポリアミド中空糸膜の製造方法。   6. The polyamide hollow fiber membrane according to claim 5, wherein the total mass of the polyamide resin and the solvent in the polymer solution is 100 parts by mass, and the addition amount of the fatty acid amide is in the range of 0.01 to 5.00 parts by mass. Production method.
JP2014199283A 2014-09-29 2014-09-29 Polyamide hollow fiber membrane Active JP6378995B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014199283A JP6378995B2 (en) 2014-09-29 2014-09-29 Polyamide hollow fiber membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014199283A JP6378995B2 (en) 2014-09-29 2014-09-29 Polyamide hollow fiber membrane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016068005A JP2016068005A (en) 2016-05-09
JP6378995B2 true JP6378995B2 (en) 2018-08-22

Family

ID=55865518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014199283A Active JP6378995B2 (en) 2014-09-29 2014-09-29 Polyamide hollow fiber membrane

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6378995B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115245746B (en) * 2021-04-28 2023-08-04 天津膜天膜科技股份有限公司 Membrane module aperture optimization method
CN117769455A (en) 2021-08-12 2024-03-26 尤尼吉可株式会社 Polyamide porous film and method for producing polyamide porous film

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101945695B (en) * 2008-09-30 2013-12-04 尤尼吉可株式会社 Polyamide hollow fiber membrane and method for producing same
JP5389848B2 (en) * 2011-03-07 2014-01-15 株式会社キッツマイクロフィルター Nylon hollow fiber membrane module and manufacturing method thereof
WO2014030585A1 (en) * 2012-08-20 2014-02-27 ユニチカ株式会社 Porous polyamide hollow fiber membrane having very small pore diameter, and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016068005A (en) 2016-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6337067B2 (en) Microporous porous polyamide hollow fiber membrane and method for producing the same
JP5305296B2 (en) Polyamide hollow fiber membrane and method for producing the same
KR100991596B1 (en) Halar Membranes
JP6405177B2 (en) Polyamide hollow fiber membrane
JP5293959B2 (en) Hollow fiber membrane and method for producing the same
JP6675335B2 (en) Polyamide ultrafiltration membrane having organic solvent resistance and method for producing the same
TWI472370B (en) Method for producing hollow fiber membrane
JP6105875B2 (en) Polyamide ultrafiltration membrane having organic solvent resistance and method for producing the same
JP6378995B2 (en) Polyamide hollow fiber membrane
JP6152193B2 (en) Polyamide ultrafiltration membrane having organic solvent resistance and method for producing the same
JP6591782B2 (en) Polyarylate hollow fiber membrane, production method thereof, and hollow fiber membrane module
WO2023017781A1 (en) Polyamide porous membrane and method for producing polyamide porous membrane
JP2010082509A (en) Porous membrane
JP6649779B2 (en) Hollow fiber type semipermeable membrane and method for producing the same
JP5894687B2 (en) Highly permeable polyamide hollow fiber membrane and method for producing the same
WO2023276614A1 (en) Forward osmosis membrane and forward osmosis membrane module including same
EP4223833A1 (en) Polyamide porous membrane and method for producing same
EP4223394A1 (en) Nanofiltration membrane and manufacturing method therefor
JP2005193192A (en) Polysulfone-based porous membrane and its production method
JP2016140802A (en) Hollow fiber type semipermeable membrane and production method for the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170818

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6378995

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150