JP6920834B2 - Porous hollow fiber membrane and its manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、多孔性中空糸膜及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a porous hollow fiber membrane and a method for producing the same.

上水処理および下水処理などのように、被処理液体の除濁操作に中空糸膜を用いた膜ろ過法が普及しつつある。膜ろ過に用いられる中空糸膜の製造方法として熱誘起相分離法が知られている。 Membrane filtration methods using hollow fiber membranes for sterilization operations of liquids to be treated, such as clean water treatment and sewage treatment, are becoming widespread. A heat-induced phase separation method is known as a method for producing a hollow fiber membrane used for membrane filtration.

熱誘起相分離法では熱可塑性樹脂と有機液体を用いる。有機液体として、熱可塑性樹脂を室温では溶解しないが、高温では溶解する溶剤、すなわち潜在的溶剤(貧溶剤)を用いる熱誘起相分離法は、熱可塑性樹脂と有機液体を高温で混練し、熱可塑性樹脂を有機液体に溶解させた後、室温まで冷却することで相分離を誘発させ、更に有機液体を除去して多孔体を製造する方法である。この方法は以下の利点を持つ。
(a)室温で溶解できる適当な溶剤のないポリエチレン等のポリマーでも製膜が可能になる。
(b)高温で溶解したのち冷却固化させて製膜するので、特に熱可塑性樹脂が結晶性樹脂である場合、製膜時に結晶化が促進され高強度膜が得られやすい。
In the heat-induced phase separation method, a thermoplastic resin and an organic liquid are used. The heat-induced phase separation method using a solvent that does not dissolve the thermoplastic resin at room temperature but dissolves at high temperature as the organic liquid, that is, a latent solvent (poor solvent), kneads the thermoplastic resin and the organic liquid at high temperature and heats them. This is a method in which a plastic resin is dissolved in an organic liquid and then cooled to room temperature to induce phase separation, and the organic liquid is further removed to produce a porous body. This method has the following advantages.
(A) A film can be formed even with a polymer such as polyethylene that does not have a suitable solvent that can be dissolved at room temperature.
(B) Since the film is formed by melting at a high temperature and then cooling and solidifying, when the thermoplastic resin is a crystalline resin, crystallization is promoted during the film formation and a high-strength film can be easily obtained.

上記の利点から、熱誘起相分離法は多孔性膜の製造方法として多用されている。しかしながら、ある種の結晶性樹脂では、膜構造が球晶になりやすく、強度は高いものの伸度が低くもろいため、実用上の耐久性に問題がある。
従来、クエン酸エステルの中から選択される熱可塑性樹脂の貧溶剤を用いて製膜する技術が開示されている(特許文献1参照)。
Due to the above advantages, the heat-induced phase separation method is often used as a method for producing a porous membrane. However, in some crystalline resins, the film structure tends to be spherulite, and although the strength is high, the elongation is low and brittle, so that there is a problem in practical durability.
Conventionally, a technique for forming a film using a poor solvent of a thermoplastic resin selected from citric acid esters has been disclosed (see Patent Document 1).

特開2011−168741号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-168741

しかしながら、特許文献1に記載の方法で製造した膜も、やはり球晶構造であるいう課題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、3次元網目構造を有し、耐薬品性、および機械的強度に優れた多孔性中空糸膜及びその製造方法を提供する。
However, the film produced by the method described in Patent Document 1 also has a problem that it has a spherulite structure.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a porous hollow fiber membrane having a three-dimensional network structure and excellent chemical resistance and mechanical strength, and a method for producing the same.

公知の技術では、多孔性中空糸膜を作製する場合、熱誘起相分離のため、熱可塑性樹脂を含む原材料に貧溶剤を用いるが、本発明者は、鋭意検討の結果、熱可塑性樹脂にエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を用い、溶液に非溶剤を少なくとも1種混合させることで、耐薬品性、および機械的強度に優れた3次元網目構造の膜を作製することができることを見出し、本発明に至った。 According to a known technique, when a porous hollow fiber membrane is produced, a poor solvent is used as a raw material containing a thermoplastic resin for heat-induced phase separation. However, as a result of diligent studies, the present inventor has made ethylene as a thermoplastic resin. -It was found that a film having a three-dimensional network structure having excellent chemical resistance and mechanical strength can be produced by mixing at least one non-solvent with a solution using a chlorotrifluoroethylene copolymer. The present invention has been reached.

本発明は以下の発明を提供する。
本発明の多孔性中空糸膜(以下、便宜的に第1の多孔性中空糸膜と記載する)は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜であって、
多孔性中空糸膜が、第1の溶剤を含み、
第1の溶剤は、セバシン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であり、
多孔性中空糸膜が3次元網目構造を有するものである。
The present invention provides the following inventions.
The porous hollow fiber membrane of the present invention (hereinafter, referred to as the first porous hollow fiber membrane for convenience) is a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The porous hollow fiber membrane contains a first solvent and contains
The first solvent is sebacic acid ester, acetylcitrate ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, fatty acid having 6 to 30 carbon atoms, and At least one selected from epoxidized vegetable oils,
The porous hollow fiber membrane has a three-dimensional network structure.

多孔性中空糸膜が、第1の溶剤と異なる第2の溶剤をさらに含み、
第2の溶剤は、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
The porous hollow fiber membrane further contains a second solvent that is different from the first solvent.
The second solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. It is preferably at least one selected from the above fatty acids and epoxidized vegetable oils.

本発明の多孔性中空糸膜(以下、便宜的に第2の多孔性中空糸膜と記載する)は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜であって、
多孔性中空糸膜が、第1の溶剤および第2の溶剤を含み、
第1の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であり、
第2の溶剤が、第1の溶剤と異なり、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種である。
The porous hollow fiber membrane of the present invention (hereinafter, referred to as a second porous hollow fiber membrane for convenience) is a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The porous hollow fiber membrane contains a first solvent and a second solvent.
The first solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. At least one selected from the fatty acids and epoxidized vegetable oils of
Unlike the first solvent, the second solvent is a sebacic acid ester, a citric acid ester, an acetyl citric acid ester, an adipic acid ester, a trimellitic acid ester, an oleic acid ester, a palmitic acid ester, a stearic acid ester, and a phosphoric acid ester. , At least one selected from fatty acids having 6 or more and 30 or less carbon atoms, and epoxidized vegetable oils.

本発明の第2の多孔性中空糸膜において、第1の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、第1の混合液の温度を第1の溶剤の沸点まで上げても、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第1の溶剤に均一に溶解しない非溶剤であることが好ましい。 In the second porous hollow yarn film of the present invention, the first solvent is the first mixed solution of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer and the first solvent in a ratio of 20:80. It is preferable that the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is a non-solvent that does not uniformly dissolve in the first solvent even if the temperature of the mixed solution is raised to the boiling point of the first solvent.

第2の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する溶剤であることが好ましい。 The second solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, and the temperature of the second mixed solution is higher than 25 ° C. It is preferable that the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is a solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is uniformly dissolved in the second solvent at any temperature below the boiling point of the solvent.

ここで、「第2の溶剤に均一に溶解する」とは、目視で溶液が二層に分かれず、溶液が透明になることを意味する。 Here, "uniformly dissolves in the second solvent" means that the solution is not visually divided into two layers and the solution becomes transparent.

第2の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃ではエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解せず、第2の混合液の温度が100℃より高く前記第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する貧溶剤であることが好ましい。 The second solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, and the temperature of the second mixed solution is 25 ° C. The fluoroethylene copolymer does not dissolve uniformly in the second solvent, and the temperature of the second mixed solution is higher than 100 ° C. and lower than the boiling point of the second solvent. It is preferable that the polymer is a poor solvent that is uniformly dissolved in the second solvent.

本発明の多孔性中空糸膜(以下、便宜的に第3の多孔性中空糸膜と記載する)は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜であって、
多孔性中空糸膜が、第1の溶剤を含み、
第1の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、第1の混合液の温度を第1の溶剤の沸点まで上げても、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第1の溶剤に均一に溶解しない非溶剤である。
The porous hollow fiber membrane of the present invention (hereinafter, referred to as a third porous hollow fiber membrane for convenience) is a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The porous hollow fiber membrane contains a first solvent and contains
The first solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. The first mixture in the first mixture, which is at least one selected from the ester of the ester and the epoxidized vegetable oil and in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the first solvent is 20:80. It is a non-solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer does not uniformly dissolve in the first solvent even when the temperature of the liquid is raised to the boiling point of the first solvent.

本発明の第3の多孔性中空糸膜は、第1の溶剤と異なる第2の溶剤を含んでもよく、
第2の溶剤は、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、
エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃ではエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解せず、第2の混合液の温度が100℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する貧溶剤であることが好ましい。
The third porous hollow fiber membrane of the present invention may contain a second solvent different from the first solvent.
The second solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. At least one selected from the fatty acids and epoxidized vegetable oils of
In the second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, when the temperature of the second mixed solution is 25 ° C., the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is formed. The ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is the second solvent at any temperature above 100 ° C. and below the boiling point of the second solvent, which does not dissolve uniformly in the second solvent. It is preferable that the solvent is a poor solvent that dissolves uniformly in the mixture.

本発明の多孔性中空糸膜は、無機物を含んでもよい。 The porous hollow fiber membrane of the present invention may contain an inorganic substance.

無機物は、シリカ、塩化リチウム、および酸化チタンから選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。 The inorganic substance is preferably at least one selected from silica, lithium chloride, and titanium oxide.

本発明の多孔性中空糸膜の製造方法は、
エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜の製造方法であって、
エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を、少なくとも第1の溶剤と第2の溶剤とを含む溶媒に溶解する工程と、
溶解したエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む溶液を相分離する工程と、を有し、
第1の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、第1の混合液の温度を第1の溶剤の沸点まで上げても、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第1の溶剤に均一に溶解しない非溶剤であり、
第2の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する溶剤であることが好ましい。
The method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention is
A method for producing a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
A step of dissolving the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer in a solvent containing at least a first solvent and a second solvent, and
It has a step of phase-separating a solution containing a dissolved ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The first solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. The first mixture in the first mixture, which is at least one selected from the ester of the ester and the epoxidized vegetable oil and in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the first solvent is 20:80. It is a non-solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer does not uniformly dissolve in the first solvent even when the temperature of the liquid is raised to the boiling point of the first solvent.
The second solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. In a second mixture of at least one selected from the ester of the ester and the epoxidized vegetable oil, the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, the second mixture. It is preferable that the temperature of the liquid is higher than 25 ° C. and the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is uniformly dissolved in the second solvent at any temperature below the boiling point of the second solvent.

本発明の多孔中空糸膜の製造方法において、第2の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃ではエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解せず、第2の混合液の温度が100℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する貧溶剤であることが好ましい。 In the method for producing a porous hollow yarn film of the present invention, the second solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80. When the temperature of the mixed solution is 25 ° C, the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer does not dissolve uniformly in the second solvent, and the temperature of the second mixed solution is higher than 100 ° C and below the boiling point of the second solvent. It is preferable that the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is a poor solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is uniformly dissolved in the second solvent at such a temperature.

相分離する工程は、液―液相分離であることが好ましい。 The step of phase separation is preferably liquid-liquid phase separation.

本発明によれば、膜構造が3次元網目構造を形成し、開孔性がよく、耐薬品性、および機械的強度が高い多孔性中空糸膜が提供される。 According to the present invention, there is provided a porous hollow fiber membrane in which the membrane structure forms a three-dimensional network structure, the pores are good, the chemical resistance is high, and the mechanical strength is high.

本発明の多孔性中空糸膜の一実施形態の外表面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outer surface of one Embodiment of the porous hollow fiber membrane of this invention. 比較例の多孔性中空糸膜の外表面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outer surface of the porous hollow fiber membrane of the comparative example.

本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments.

<多孔性中空糸膜>
以下、本発明の多孔性中空糸膜について説明する。
図1は、本発明に係る多孔性中空糸膜の外表面を模式的に示したものである。
本発明の多孔性中空糸膜は、熱可塑性樹脂として、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含んでなるものである。図1に示す多孔性中空糸膜10の外表面は、球晶構造ではなく、3次元網目構造である。3次元網目構造を取ることにより、引張破断伸度が高くなり、また膜の洗浄剤として多用されるアルカリ(水酸化ナトリウム水溶液など)等に対する耐性が強くなる。
<Pollous hollow fiber membrane>
Hereinafter, the porous hollow fiber membrane of the present invention will be described.
FIG. 1 schematically shows the outer surface of the porous hollow fiber membrane according to the present invention.
The porous hollow fiber membrane of the present invention contains an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer as a thermoplastic resin. The outer surface of the porous hollow fiber membrane 10 shown in FIG. 1 has a three-dimensional network structure rather than a spherulite structure. By adopting a three-dimensional network structure, the tensile elongation at break is increased, and the resistance to alkalis (sodium hydroxide aqueous solution, etc.), which are often used as a film cleaning agent, is increased.

なお、多孔性中空糸膜10はエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体以外の成分(不純物等)を5質量%程度まで含み得る。例えば、多孔性中空糸膜には製造時に用いる溶剤が含まれ、後述するように、多孔性中空糸膜10には、製造時に溶剤として用いた少なくとも非溶剤(第1の溶剤)を含み、さらに溶剤もしくは貧溶剤(第2の溶剤)を含んでいてもよい。これらの溶剤は、熱分解GC−MS(ガスクロマトグラフィー質量分析法)により検出することが可能である。 The porous hollow fiber membrane 10 may contain components (impurities, etc.) other than the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer up to about 5% by mass. For example, the porous hollow fiber membrane contains a solvent used during production, and as will be described later, the porous hollow fiber membrane 10 contains at least a non-solvent (first solvent) used as a solvent during production, and further. It may contain a solvent or a poor solvent (second solvent). These solvents can be detected by thermal decomposition GC-MS (gas chromatography-mass spectrometry).

例えば、本発明の多孔性中空糸膜(第1の多孔性中空糸膜)は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜であって、多孔性中空糸膜が、第1の溶剤を含み、第1の溶剤は、セバシン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であり、多孔性中空糸膜が3次元網目構造を有すものである。 For example, the porous hollow fiber membrane (first porous hollow fiber membrane) of the present invention is a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer, and the porous hollow fiber membrane is the first. The first solvent contains sebacic acid ester, acetylcitrate ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, and 6 or more carbon atoms. It is at least one selected from 30 or less fatty acids and epoxidized vegetable oils, and the porous hollow fiber membrane has a three-dimensional network structure.

炭素数6以上30以下の脂肪酸としては、カプリン酸、ラウリン酸、オレイン酸等が挙げられる。
また、エポキシ化植物油としては、エポキシ大豆油、エポキシ化亜麻仁油等が挙げられる。
Examples of fatty acids having 6 or more and 30 or less carbon atoms include capric acid, lauric acid, and oleic acid.
Examples of the epoxidized vegetable oil include epoxidized soybean oil and epoxidized flaxseed oil.

また、第1の多孔性中空糸膜は、第1の溶剤と異なる第2の溶剤をさらに含んでもよい。
第2の溶剤は、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
Further, the first porous hollow fiber membrane may further contain a second solvent different from the first solvent.
The second solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. It is preferably at least one selected from the above fatty acids and epoxidized vegetable oils.

また、本発明の多孔性中空糸膜(第2の多孔性中空糸膜)は、 エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜であって、
多孔性中空糸膜が、第1の溶剤および第2の溶剤を含み、
第1の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であり、
第2の溶剤は、第1の溶剤と異なり、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種である。
The porous hollow fiber membrane (second porous hollow fiber membrane) of the present invention is a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The porous hollow fiber membrane contains a first solvent and a second solvent.
The first solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. At least one selected from the fatty acids and epoxidized vegetable oils of
Unlike the first solvent, the second solvent is a sebacic acid ester, a citric acid ester, an acetyl citric acid ester, an adipic acid ester, a trimellitic acid ester, an oleic acid ester, a palmitic acid ester, a stearic acid ester, and a phosphoric acid ester. , At least one selected from fatty acids having 6 or more and 30 or less carbon atoms, and epoxidized vegetable oils.

第1の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、第1の混合液の温度を第1の溶剤の沸点まで上げても、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第1の溶剤に均一に溶解しない非溶剤であることが好ましい。 The first solvent is a first mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the first solvent is 20:80, and the temperature of the first mixed solution is raised to the boiling point of the first solvent. Even if it is raised, it is preferable that the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is a non-solvent that does not uniformly dissolve in the first solvent.

第2の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する溶剤であることが好ましい。 The second solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, and the temperature of the second mixed solution is higher than 25 ° C. It is preferable that the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is a solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is uniformly dissolved in the second solvent at any temperature below the boiling point of the solvent.

第2の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃ではエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解せず、第2の混合液の温度が100℃より高く前記第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する貧溶剤であることがさらに好ましい。 The second solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, and the temperature of the second mixed solution is 25 ° C. The fluoroethylene copolymer does not dissolve uniformly in the second solvent, and the temperature of the second mixed solution is higher than 100 ° C. and lower than the boiling point of the second solvent. It is more preferable that the polymer is a poor solvent that is uniformly dissolved in the second solvent.

本発明における非溶剤、溶剤、および貧溶剤の判定方法については、後述する多孔性中空糸膜の製造方法において説明する。 The method for determining non-solvent, solvent, and poor solvent in the present invention will be described in the method for producing a porous hollow fiber membrane described later.

本発明の多孔性中空糸膜(第3の多孔性中空糸膜)は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜であって、
多孔性中空糸膜が、第1の溶剤を含み、
第1の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、第1の混合液の温度を第1の溶剤の沸点まで上げても、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第1の溶剤に均一に溶解しない非溶剤である。
The porous hollow fiber membrane (third porous hollow fiber membrane) of the present invention is a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The porous hollow fiber membrane contains a first solvent and contains
The first solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. The first mixture in the first mixture, which is at least one selected from the ester of the ester and the epoxidized vegetable oil and in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the first solvent is 20:80. It is a non-solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer does not uniformly dissolve in the first solvent even when the temperature of the liquid is raised to the boiling point of the first solvent.

さらに、第3の多孔性中空糸膜は、第1の溶剤と異なる第2の溶剤を含んでもよく、第2の溶剤は、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、
エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃ではエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解せず、第2の混合液の温度が100℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する貧溶剤であることが好ましい。
Further, the third porous hollow yarn film may contain a second solvent different from the first solvent, and the second solvent is a sebacic acid ester, a citrate ester, an acetyl citrate ester, an adipic acid ester, and the like. At least one selected from trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, fatty acid having 6 to 30 carbon atoms, and epoxidized vegetable oil.
In the second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, when the temperature of the second mixed solution is 25 ° C., the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is formed. The ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is the second solvent at any temperature above 100 ° C. and below the boiling point of the second solvent, which does not dissolve uniformly in the second solvent. It is preferable that the solvent is a poor solvent that dissolves uniformly in the mixture.

(多孔性中空糸膜の物性)
次に、本発明多孔性中空糸膜が有する物性について説明する。
多孔性中空糸膜の引張破断伸度の初期値は60%以上であることが好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは100%以上、特に好ましくは120%以上である。引張破断伸度は後述の実施例における測定方法により測定することができる。
(Physical characteristics of porous hollow fiber membrane)
Next, the physical characteristics of the porous hollow fiber membrane of the present invention will be described.
The initial value of the tensile elongation at break of the porous hollow fiber membrane is preferably 60% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 100% or more, and particularly preferably 120% or more. The tensile elongation at break can be measured by the measuring method in the examples described later.

アルカリ耐性は、アルカリ浸漬前後の破断伸度によって測定することができ、4%NaOH水溶液に10日間浸漬させた後の引張破断伸度が初期値に対して60%以上保持していることが好ましい。より好ましくは65%以上、さらに好ましくは70%以上である。 Alkali resistance can be measured by the elongation at break before and after immersion in alkali, and it is preferable that the elongation at break after immersion in a 4% NaOH aqueous solution for 10 days is maintained at 60% or more with respect to the initial value. .. It is more preferably 65% or more, still more preferably 70% or more.

実用上の観点から、多孔性中空糸膜10の圧縮強度は0.2MPa以上であり、好ましくは0.3〜1.0MPaであり、更に好ましくは0.4〜1.0MPaである。 From a practical point of view, the compressive strength of the porous hollow fiber membrane 10 is 0.2 MPa or more, preferably 0.3 to 1.0 MPa, and more preferably 0.4 to 1.0 MPa.

多孔性中空糸膜10の表面の開口率(表面開口率)は、20〜60%であり、好ましくは25〜50%であり、更に好ましくは25〜45%である。処理対象液と接触する側の表面の開口率が20%以上である膜をろ過に用いることにより、目詰まりによる透水性能劣化も膜表面擦過による透水性能劣化もともに小さくし、ろ過安定性を高めることができる。しかし、開口率が高くても孔径が大きすぎては、求める分離性能を発揮できないおそれがある。そのため、外表面における細孔径は、1,000nm以下であり、好ましくは10〜800nmであり、より好ましくは100〜700nmである。この細孔径が1,000nm以下であれば処理対象液に含まれる阻止したい成分を阻止でき、10nm以上であれば十分に高い透水性能を確保できる。 The surface aperture ratio (surface aperture ratio) of the porous hollow fiber membrane 10 is 20 to 60%, preferably 25 to 50%, and more preferably 25 to 45%. By using a membrane having an aperture ratio of 20% or more on the surface on the side in contact with the liquid to be treated for filtration, both deterioration of water permeability due to clogging and deterioration of water permeability due to scratching of the membrane surface are reduced, and filtration stability is improved. be able to. However, even if the aperture ratio is high, if the hole diameter is too large, the desired separation performance may not be exhibited. Therefore, the pore diameter on the outer surface is 1,000 nm or less, preferably 10 to 800 nm, and more preferably 100 to 700 nm. When the pore diameter is 1,000 nm or less, the component to be blocked contained in the liquid to be treated can be blocked, and when the pore diameter is 10 nm or more, sufficiently high water permeability can be ensured.

多孔性中空糸膜10の厚さは、好ましくは80〜1,000μmであり、より好ましくは100〜300μmである。厚さが80μm以上であることにより強度を高くすることができ、他方、1,000μm以下にすることにより膜抵抗による圧損が小さくすることができる。 The thickness of the porous hollow fiber membrane 10 is preferably 80 to 1,000 μm, more preferably 100 to 300 μm. When the thickness is 80 μm or more, the strength can be increased, while when the thickness is 1,000 μm or less, the pressure loss due to the film resistance can be reduced.

多孔性中空糸膜10の空孔率は、好ましくは50〜80%であり、より好ましくは55〜65%である。この空孔率が50%以上であるとことにより透水性能が高く、他方、80%以下であることにより機械的強度が高い。 The porosity of the porous hollow fiber membrane 10 is preferably 50 to 80%, more preferably 55 to 65%. When the porosity is 50% or more, the water permeability is high, while when it is 80% or less, the mechanical strength is high.

多孔性中空糸膜10の形状としては、円環状の単層膜をあげることができるが、分離層と分離層を支持する支持層とで違う孔径を持つ多層膜であってもよい。また、外表面および内表面は、突起を持つなど異形断面構造でもよい。 As the shape of the porous hollow fiber membrane 10, an annular single-layer membrane can be mentioned, but a multilayer film having different pore diameters between the separation layer and the support layer that supports the separation layer may be used. Further, the outer surface and the inner surface may have an irregular cross-sectional structure such as having protrusions.

(処理対象液)
多孔性中空糸膜10による処理対象液は懸濁水と工程プロセス液である。多孔性中空糸膜10は、懸濁水をろ過する工程を備える浄水方法に好適に使用される。
(Liquid to be treated)
The liquids to be treated by the porous hollow fiber membrane 10 are suspended water and process liquid. The porous hollow fiber membrane 10 is suitably used in a water purification method including a step of filtering suspended water.

懸濁水とは、天然水、生活排水、及びこれらの処理水などである。天然水としては、河川水、湖沼水、地下水、および海水が例として挙げられる。これら天然水に対し沈降処理、砂ろ過処理、凝集沈殿砂ろ過処理、オゾン処理、および活性炭処理などの処理を施した天然水の処理水も、処理対象の懸濁水に含まれる。生活排水の例は下水である。下水に対してスクリーンろ過や沈降処理を施した下水1次処理水や、生物処理を施した下水2次処理水、更には凝集沈殿砂ろ過、活性炭処理、およびオゾン処理などの処理を施した3次処理(高度処理)水も、処理対象の懸濁水に含まれる。これらの懸濁水にはμmオーダー以下の微細な有機物、無機物及び有機無機混合物から成る濁質(腐植コロイド、有機質コロイド、粘土、および細菌など)が含まれる。 Suspended water includes natural water, domestic wastewater, and treated water thereof. Examples of natural water include river water, lake water, groundwater, and seawater. The suspended water to be treated also includes treated water of natural water obtained by subjecting these natural waters to a sedimentation treatment, a sand filtration treatment, a coagulation sedimentation sand filtration treatment, an ozone treatment, an activated carbon treatment, or the like. An example of domestic wastewater is sewage. Sewage primary treated sewage that has been screen-filtered or settled, biologically treated sewage secondary treated water, and coagulated sedimentation sand filtration, activated carbon treatment, ozone treatment, etc. 3 Next-treated (highly treated) water is also included in the suspended water to be treated. These suspended waters contain turbid substances (such as rot colloids, organic colloids, clays, and bacteria) composed of fine organic substances, inorganic substances, and organic-inorganic mixtures on the order of μm or less.

懸濁水(上述の天然水、生活排水、及びこれらの処理水など)の水質は、一般に、代表的な水質指標である濁度及び有機物濃度の単独又は組み合わせにより表現できる。濁度(瞬時の濁度ではなく平均濁度)で水質を区分すると、大きくは、濁度1未満の低濁水、濁度1以上10未満の中濁水、濁度10以上50未満の高濁水、濁度50以上の超高濁水などに区分できる。また、有機物濃度(全有機炭素濃度(Total Organic Carbon(TOC)):mg/L)(これも瞬時の値ではなく平均値)で水質を区分すると、大きくは、1未満の低TOC水、1以上4未満の中TOC水、4以上8未満の高TOC水、8以上の超高TOC水などに区分できる。基本的には、濁度又はTOCの高い水ほどろ過膜を目詰まりさせやすいため、濁度又はTOCの高い水ほど多孔性中空糸膜10を使用する効果が大きくなる。 The water quality of suspended water (such as the above-mentioned natural water, domestic wastewater, and treated water thereof) can generally be expressed by turbidity and organic matter concentration, which are typical water quality indicators, alone or in combination. When the water quality is classified by turbidity (average turbidity, not instantaneous turbidity), the major ones are low turbidity with turbidity of less than 1, medium turbidity with turbidity of 1 or more and less than 10, and highly turbid water with turbidity of 10 or more and less than 50. It can be classified into ultra-high turbid water with a turbidity of 50 or more. In addition, when the water quality is classified by organic matter concentration (total organic carbon concentration (Total Organic Carbon (TOC)): mg / L) (also an average value, not an instantaneous value), the water quality is largely low TOC water less than 1, 1. It can be classified into medium TOC water of 4 or more and less than 4, high TOC water of 4 or more and less than 8, and ultra-high TOC water of 8 or more. Basically, the higher the turbidity or TOC of water, the easier it is to clog the filtration membrane. Therefore, the higher the turbidity or TOC of water, the greater the effect of using the porous hollow fiber membrane 10.

工程プロセス液とは、食品、医薬品、および半導体製造などで有価物と非有価物とを分離するときの被分離液のことを指す。食品製造では、例えば、日本酒およびワインなどの酒類と酵母とを分離する場合などに、多孔性中空糸膜10が使用される。医薬品の製造では、例えば、タンパク質の精製する際の除菌などに、多孔性中空糸膜10が使用される。半導体製造では、例えば、研磨廃水から研磨剤と水との分離などに、多孔性中空糸膜10が使用される。 Process process liquid refers to the liquid to be separated when separating valuable and non-valuable resources in food, pharmaceutical, semiconductor manufacturing, and the like. In food production, for example, when separating alcoholic beverages such as sake and wine from yeast, the porous hollow fiber membrane 10 is used. In the production of pharmaceuticals, for example, the porous hollow fiber membrane 10 is used for sterilization when purifying proteins. In semiconductor manufacturing, for example, the porous hollow fiber membrane 10 is used for separating the abrasive and water from the polishing wastewater.

<多孔性中空糸膜10の製造方法>
次に、多孔性中空糸膜10の製造方法について説明する。多孔性中空糸膜の製造方法は、(a)溶融混練物を準備する工程と、(b)溶融混練物を多重構造の紡糸ノズルに供給し、紡糸ノズルから溶融混練物を押し出すことによって中空糸膜を得る工程と、(c)可塑剤を中空糸膜から抽出する工程とを備える。溶融混練物が添加剤を含む場合には、多孔性中空糸膜10の製造方法は、工程(c)の後に、(d)添加剤を中空糸膜から抽出する工程を備える。
<Manufacturing method of porous hollow fiber membrane 10>
Next, a method for producing the porous hollow fiber membrane 10 will be described. The method for producing a porous hollow fiber membrane consists of (a) a step of preparing a melt-kneaded product and (b) supplying the melt-kneaded product to a spinning nozzle having a multi-layer structure and extruding the melt-kneaded product from the spinning nozzle to extrude the hollow fiber. It includes a step of obtaining a film and (c) a step of extracting a plasticizer from the hollow fiber membrane. When the melt-kneaded product contains an additive, the method for producing the porous hollow fiber membrane 10 includes a step (d) of extracting the additive from the hollow fiber membrane after the step (c).

溶融混練物の熱可塑性樹脂の濃度は好ましくは20〜60質量%であり、より好ましくは25〜45質量%であり、更に好ましくは30〜45質量%である。この値が20質量%以上であると機械的強度が高く、他方、60質量%以下であると透水性能が高い。溶融混練物は添加剤を含んでもよい。 The concentration of the thermoplastic resin in the melt-kneaded product is preferably 20 to 60% by mass, more preferably 25 to 45% by mass, and further preferably 30 to 45% by mass. When this value is 20% by mass or more, the mechanical strength is high, while when it is 60% by mass or less, the water permeability is high. The melt-kneaded product may contain additives.

溶融混練物は、熱可塑性樹脂及び溶剤の二成分からなるものであってもよく、熱可塑性樹脂、添加剤及び溶剤の三成分からなるものであってもよい。溶剤は、後述するように、少なくとも非溶剤を含む。 The melt-kneaded product may be composed of two components of a thermoplastic resin and a solvent, or may be composed of three components of a thermoplastic resin, an additive and a solvent. Solvents include at least non-solvents, as described below.

工程(c)で使用する抽出剤には、塩化メチレンや各種アルコールなど熱可塑性樹脂は溶けないが可塑剤と親和性が高い液体を使用することが好ましい。 As the extractant used in the step (c), it is preferable to use a liquid such as methylene chloride or various alcohols, which is insoluble in thermoplastic resins but has a high affinity with the plasticizer.

なお、添加剤を含まない溶融混練物を使用する場合、工程(c)を経て得られる中空糸膜を多孔性中空糸膜10として使用してもよい。添加剤を含む溶融混練物を使用して多孔性中空糸膜10を製造する場合、本発明に係る製造方法は工程(c)後に、中空糸膜から(d)添加剤を抽出除去して多孔性中空糸膜10を得る工程を更に備えることが好ましい。工程(d)における抽出剤には、湯あるいは、酸やアルカリなど使用した添加剤を溶解できるが熱可塑性樹脂は溶解しない液体を使用することが好ましい。 When a melt-kneaded product containing no additive is used, the hollow fiber membrane obtained through the step (c) may be used as the porous hollow fiber membrane 10. When the porous hollow fiber membrane 10 is produced using a melt-kneaded product containing an additive, the production method according to the present invention is that after step (c), (d) the additive is extracted and removed from the hollow fiber membrane to be porous. It is preferable to further include a step of obtaining the property hollow fiber membrane 10. As the extractant in the step (d), it is preferable to use hot water or a liquid that can dissolve the added additives such as acid and alkali but does not dissolve the thermoplastic resin.

添加剤に無機物を使用してもよい。無機物は無機微粉が好ましい。溶融混練物に含まれる無機微粉の一次粒径は好ましくは50nm以下であり、より好ましくは5nm以上30nm未満である。無機微粉の具体例としては、シリカ、微粉シリカ、酸化チタン、塩化リチウム、塩化カルシウム、有機クレイ等が挙げられ、これらのうち、コストの観点から微粉シリカが好ましい。上述の「無機微粉の一次粒径」は電子顕微鏡写真の解析から求めた値を意味する。すなわち、まず無機微粉の一群をASTM D3849の方法によって前処理を行う。その後、透過型電子顕微鏡写真に写された3000〜5000個の粒子直径を測定し、これらの値を算術平均することで無機微粉の一次粒径を算出する。 Inorganic substances may be used as additives. The inorganic substance is preferably an inorganic fine powder. The primary particle size of the inorganic fine powder contained in the melt-kneaded product is preferably 50 nm or less, more preferably 5 nm or more and less than 30 nm. Specific examples of the inorganic fine powder include silica, fine powder silica, titanium oxide, lithium chloride, calcium chloride, organic clay and the like, and among these, fine powder silica is preferable from the viewpoint of cost. The above-mentioned "primary particle size of inorganic fine powder" means a value obtained from the analysis of electron micrographs. That is, first, a group of inorganic fine powders is pretreated by the method of ASTM D3849. Then, the diameters of 3000 to 5000 particles transferred to the transmission electron micrograph are measured, and these values are arithmetically averaged to calculate the primary particle size of the inorganic fine powder.

多孔性中空糸膜内の無機微粉は、蛍光X線等により存在する元素を同定することで、その無機微粉の材料を判断することができる。 The material of the inorganic fine powder in the porous hollow fiber membrane can be determined by identifying the element present by fluorescent X-rays or the like.

添加剤に有機物を使用する場合には、ポリビニルピロリドンやポリエチレングリコールなどの親水性高分子を使用すると中空糸膜に親水性を付与することができる。また、グリセリン、エチレングリコールなど粘度の高い添加剤を使用すると溶融混練物の粘度をコントロールすることができる。 When an organic substance is used as an additive, hydrophilicity can be imparted to the hollow fiber membrane by using a hydrophilic polymer such as polyvinylpyrrolidone or polyethylene glycol. Further, the viscosity of the melt-kneaded product can be controlled by using a highly viscous additive such as glycerin or ethylene glycol.

次に、多孔性中空糸膜の製造方法における(a)溶融混練物を準備する工程の詳細、すなわち、本発明の製造方法について説明する。
本発明の多孔性中空糸膜の製造方法は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜の製造方法であって、
エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を、少なくとも第1の溶剤と第2の溶剤とを含む溶媒に溶解する工程と、
溶解したエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む溶液を相分離する工程と、を有し、
第1の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、第1の混合液の温度を第1の溶剤の沸点まで上げても、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第1の溶剤に均一に溶解しない非溶剤であり、
第2の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する溶剤であることが好ましい。
Next, the details of (a) the step of preparing the melt-kneaded product in the method for producing a porous hollow fiber membrane, that is, the production method of the present invention will be described.
The method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention is a method for producing a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
A step of dissolving the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer in a solvent containing at least a first solvent and a second solvent, and
It has a step of phase-separating a solution containing a dissolved ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The first solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. The first mixture in the first mixture, which is at least one selected from the ester of the ester and the epoxidized vegetable oil and in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the first solvent is 20:80. It is a non-solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer does not uniformly dissolve in the first solvent even when the temperature of the liquid is raised to the boiling point of the first solvent.
The second solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30 or less. In a second mixture of at least one selected from the ester of the ester and the epoxidized vegetable oil, the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, the second mixture. It is preferable that the temperature of the liquid is higher than 25 ° C. and the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is uniformly dissolved in the second solvent at any temperature below the boiling point of the second solvent.

第2の溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃ではエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解せず、第2の混合液の温度が100℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する貧溶剤であることが好ましい。 The second solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, and the temperature of the second mixed solution is 25 ° C. The fluoroethylene copolymer does not dissolve uniformly in the second solvent, and the temperature of the second mixed solution is higher than 100 ° C. and lower than the boiling point of the second solvent. It is preferable that the coalescence is a poor solvent that is uniformly dissolved in the second solvent.

本発明の多孔性中空糸膜の製造方法は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体の非溶剤を原材料に用いるものである。このように膜の原材料に非溶剤を用いると、3次元網目構造を持つ多孔性中空糸膜が得られる。その作用機序は必ずしも明らかではないが、非溶剤を混合させて、より溶解性を低くした溶剤を用いた方がポリマーの結晶化が適度に阻害され、3次元網目構造になりやすいと考えられる。例えば、非溶剤、貧溶剤、および溶剤は、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる。より好ましくは、セバシン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種である。 The method for producing a porous hollow fiber membrane of the present invention uses a non-solvent of an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer as a raw material. When a non-solvent is used as the raw material of the membrane in this way, a porous hollow fiber membrane having a three-dimensional network structure can be obtained. Although the mechanism of action is not always clear, it is considered that polymer crystallization is moderately inhibited and a three-dimensional network structure is likely to be formed by using a solvent in which a non-solvent is mixed and the solubility is lowered. .. For example, non-solvents, poor solvents, and solvents include sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citrate ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, etc. It is selected from fatty acids having 6 to 30 carbon atoms and epoxidized vegetable oils. More preferably, sebacic acid ester, acetylcitrate ester, adipate ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, fatty acid having 6 to 30 carbon atoms, and epoxidation. At least one selected from vegetable oils.

エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を常温で溶解させることができるものを溶剤、常温では溶解できないが高温にして溶解させることができる溶剤をそのエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体の貧溶剤、高温にしても溶解させることができない溶剤を非溶剤と呼ぶが、本発明においては、貧溶剤および非溶剤は次のようにして判定することができる。 A solvent that can dissolve an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer at room temperature is a solvent, and a solvent that cannot be dissolved at room temperature but can be dissolved at a high temperature is a poor solvent for the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer. A solvent that cannot be dissolved even at a high temperature is called a non-solvent, but in the present invention, a poor solvent and a non-solvent can be determined as follows.

非溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、第1の混合液の温度を第1の溶剤の沸点まで上げても、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第1の溶剤に均一に溶解しない溶剤である。 The non-solvent raises the temperature of the first mixed solution to the boiling point of the first solvent in the first mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the first solvent is 20:80. Is also a solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is not uniformly dissolved in the first solvent.

また、溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃より高く第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する溶剤である。 Further, as the solvent, in the second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, the temperature of the second mixed solution is higher than 25 ° C. and the second solvent is used. It is a solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is uniformly dissolved in the second solvent at any temperature below the boiling point of.

また、貧溶剤は、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、第2の混合液の温度が25℃ではエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解せず、第2の混合液の温度が100℃より高く前記第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度でエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が第2の溶剤に均一に溶解する溶剤である。 The poor solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, and the temperature of the second mixed solution is 25 ° C. The fluoroethylene copolymer does not dissolve uniformly in the second solvent, and the temperature of the second mixed solution is higher than 100 ° C. and lower than the boiling point of the second solvent. A solvent in which the polymer is uniformly dissolved in the second solvent.

溶剤、貧溶剤、および非溶剤であるかの判定は、具体的には、試験管に2g程度のエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と8g程度の溶剤を入れ、試験管用ブロックヒーターにて10℃刻み程度でその溶剤の沸点まで加温し、スパチュラなどで試験管内を混合し、上記のような温度範囲における溶解性で判断する。 To determine whether it is a solvent, a poor solvent, or a non-solvent, specifically, about 2 g of an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer and about 8 g of a solvent are put in a test tube, and the test tube block heater is used for 10 Warm the solvent to the boiling point in increments of ° C, mix the inside of the test tube with a spatula or the like, and judge by the solubility in the above temperature range.

なお、上記エステルの具体例の沸点は以下の通りである。アセチルクエン酸トリブチルの沸点は343℃であり、セバシン酸ジブチルは345℃であり、アジピン酸ジブチルは305℃であり、アジピン酸ジイソブチルは293℃であり、アジピン酸ビス2−エチルヘキシルは335℃であり、アジピン酸ジイソノニルは250℃以上であり、アジピン酸ジエチルは251℃であり、クエン酸トリエチルは294℃であり、トリフェニル亜リン酸は360℃である。 The boiling points of specific examples of the above esters are as follows. Tributyl acetylcitrate has a boiling point of 343 ° C, dibutyl sebacate at 345 ° C, dibutyl adipate at 305 ° C, diisobutyl adipate at 293 ° C, and bis2-ethylhexyl adipate at 335 ° C. , Diisononyl adipate is 250 ° C. or higher, diethyl adipate is 251 ° C., triethyl citrate is 294 ° C., and triphenyl sulfite is 360 ° C.

例えば、熱可塑性樹脂にエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を用い、溶剤にクエン酸トリエチルを用いると200℃程度で均一に溶解し、トリフェニル亜リン酸やオレイン酸を用いると溶解しない。 For example, when an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is used as a thermoplastic resin and triethyl citrate is used as a solvent, it dissolves uniformly at about 200 ° C., and when triphenylphosphorous acid or oleic acid is used, it does not dissolve.

本発明の多孔性中空糸膜を用いて上記処理対象液のろ過を行ことによって、高効率にろ過を行うことができる。 By filtering the liquid to be treated using the porous hollow fiber membrane of the present invention, filtration can be performed with high efficiency.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
溶融混練物を2重管構造の紡糸ノズルを用いて押し出し、実施例1の多孔性中空糸膜を得た。熱可塑性樹脂としてエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)樹脂(ソルベイスペシャルティポリマーズ社製、Halar901)40質量%、微粉シリカ(一次粒径:16nm)23質量%、溶剤としてアジピン酸ビス2−エチルヘキシル(DOA,沸点335℃)4.1質量%、およびトリフェニル亜リン酸(TPP,沸点360℃)32.9質量%を用いて溶融混練物を調製した。
[Example 1]
The melt-kneaded product was extruded using a spinning nozzle having a double tube structure to obtain a porous hollow fiber membrane of Example 1. Ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE) resin (manufactured by Solvay Specialty Polymers, Hall 901) 40% by mass as thermoplastic resin, fine silica (primary particle size: 16 nm) 23% by mass, bis2-adipate as solvent A melt-kneaded product was prepared using ethylhexyl (DOA, boiling point 335 ° C.) of 4.1% by mass and triphenyl sulfic acid (TPP, boiling point of 360 ° C.) of 32.9% by mass .

押し出した中空糸状成型物は、120mmの空走距離を通した後、30℃の水中で固化させ、熱誘起相分離法により多孔性中空糸膜を作製した。5m/分の速度で引き取り、かせに巻き取った。得られた2層中空糸状押出し物をイソプロピルアルコール中に浸漬させて溶剤を抽出除去した。続いて、水中に30分間浸漬し、中空糸膜を水置換した。続いて、20質量%NaOH水溶液中に70℃にて1時間浸漬し、更に水洗を繰り返して微粉シリカを抽出除去した。膜構造は、図1に示すような3次元網目構造を示した。 The extruded hollow fiber-like molded product was allowed to pass through an idle distance of 120 mm and then solidified in water at 30 ° C. to prepare a porous hollow fiber membrane by a heat-induced phase separation method. It was picked up at a speed of 5 m / min and wound up in a skein. The obtained two-layer hollow filamentous extruded product was immersed in isopropyl alcohol to extract and remove the solvent. Subsequently, the hollow fiber membrane was replaced with water by immersing it in water for 30 minutes. Subsequently, the mixture was immersed in a 20 mass% NaOH aqueous solution at 70 ° C. for 1 hour, and further washed with water to extract and remove fine silica powder. The film structure showed a three-dimensional network structure as shown in FIG.

[実施例2]
溶剤としてアジピン酸ビス2−エチルヘキシル(DOA,沸点335℃)4.1質量%の代わりにアジピン酸ジイソノニル(DINA,沸点250℃以上)4.1質量%を用いて溶融混練物を調製した以外は、実施例1と同様に多孔性中空糸膜を作製した。
[Example 2]
A melt-kneaded product was prepared using diisononyl adipate (DINA, boiling point 250 ° C. or higher) 4.1% by mass instead of 4.1% by mass of bis2-ethylhexyl adipate (DOA, boiling point 335 ° C.) as a solvent. , A porous hollow fiber membrane was produced in the same manner as in Example 1.

多孔性中空糸膜は、膜構造は、図1に示すような3次元網目構造を示した。 The membrane structure of the porous hollow fiber membrane showed a three-dimensional network structure as shown in FIG.

[実施例3]
溶剤としてトリフェニル亜リン酸(TPP,沸点360℃)32.9質量%の代わりにオレイン酸(沸点285℃)32.9質量%を用いて溶融混練物を調製した以外は、実施例1と同様に多孔性中空糸膜を作製した。
[Example 3]
Example 1 and Example 1 except that a melt-kneaded product was prepared using 32.9% by mass of oleic acid (boiling point 285 ° C.) instead of 32.9% by mass of triphenylphosphorous acid (TPP, boiling point 360 ° C.) as a solvent. Similarly, a porous hollow fiber membrane was produced.

多孔性中空糸膜は、膜構造は、図1に示すような3次元網目構造を示した。 The membrane structure of the porous hollow fiber membrane showed a three-dimensional network structure as shown in FIG.

[比較例1]
溶剤をDOAのみとした以外は、実施例1と同様にして比較例1の中空糸膜を得た。膜構造は、図2に示すような球晶構造を示した。
[Comparative Example 1]
A hollow fiber membrane of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solvent was only DOA. The membrane structure showed a spherulite structure as shown in FIG.

実施例および比較例における各物性値は以下の方法で各々求めた。 Each physical property value in Examples and Comparative Examples was determined by the following method.

(1)膜の外径、内径
中空糸膜をカミソリで薄くスライスし、100倍拡大鏡にて、外径と内径を測定した。一つのサンプルについて、30mm間隔で60箇所の測定を行った。この時に標準偏差と平均値を算出し、(標準偏差)/(平均値)を変動係数とした。
(1) Outer diameter and inner diameter of the membrane The hollow fiber membrane was thinly sliced with a razor, and the outer diameter and inner diameter were measured with a 100x magnifying glass. One sample was measured at 60 points at 30 mm intervals. At this time, the standard deviation and the average value were calculated, and (standard deviation) / (average value) was used as the coefficient of variation.

(2)表面開口率、細孔径、細孔構造観察
HITACHI製電子顕微鏡SU8000シリーズを使用し、加速電圧3kVで膜の表面及び断面の電子顕微鏡(SEM)画像を5000倍で撮影した。断面の電子顕微鏡サンプルは、エタノール中で凍結した膜サンプルを輪切りに割断して得た。次に画像解析ソフトWinroof6.1.3を使って、SEM画像の「ノイズ除去」を数値「6」によって行い、更に単一しきい値による二値化により、「しきい値:105」によって二値化を行った。こうして得た二値化画像における孔の占有面積を求めることにより、膜表面の開口率を求めた。
(2) Observation of Surface Aperture Ratio, Pore Diameter, and Pore Structure Using an electron microscope SU8000 series manufactured by Hitachi, an electron microscope (SEM) image of the surface and cross section of the film was taken at 5000 times at an acceleration voltage of 3 kV. The cross-section electron microscope sample was obtained by cutting a membrane sample frozen in ethanol into round slices. Next, using the image analysis software Winroof 6.1.3., "Noise removal" of the SEM image is performed by the numerical value "6", and further by binarization by a single threshold value, by "threshold value: 105". Thresholded. The aperture ratio of the film surface was determined by determining the occupied area of the pores in the binarized image thus obtained.

孔径は、表面に存在した各孔に対し、孔径の小さい方から順に各孔の孔面積を足していき、その和が、各孔の孔面積の総和の50%に達する孔の孔径で決定した。 The hole diameter was determined by adding the hole areas of each hole in order from the smallest hole diameter to each hole existing on the surface, and the sum of the hole diameters reached 50% of the total hole area of each hole. ..

膜構造は、5000倍で撮影した膜表面および断面の様子を観察して、球晶がなくポリマー幹が3次元的にネットワーク構造を発現しているものを3次元網目構造と判定した。 As for the film structure, the state of the film surface and the cross section photographed at 5000 times was observed, and the one without spherulites and the polymer stem expressing the network structure three-dimensionally was determined to be a three-dimensional network structure.

(3)透水性
エタノール浸漬した後、数回純水浸漬を繰り返した約10cm長の湿潤中空糸膜の一端を封止し、他端の中空部内に注射針を挿入し、25℃の環境下にて注射針から0.1MPaの圧力で25℃の純水を中空部内に注入し、外表面から透過してくる純水量を測定し、下記式により純水フラックスを決定し、透水性を評価した。
純水フラックス[L/m/h]=60×(透過水量[L])/{π×(膜外径[m])×(膜有効長[m])×(測定時間[min])}
(3) Permeability After soaking in ethanol, one end of a wet hollow fiber membrane with a length of about 10 cm, which was repeatedly soaked in pure water several times, was sealed, and an injection needle was inserted into the hollow part at the other end, under an environment of 25 ° C. Inject pure water at 25 ° C into the hollow part from the injection needle at a pressure of 0.1 MPa, measure the amount of pure water permeating from the outer surface, determine the pure water flux by the following formula, and evaluate the water permeability. bottom.
Pure water flux [L / m 2 / h] = 60 × (permeated water amount [L]) / {π × (membrane outer diameter [m]) × (membrane effective length [m]) × (measurement time [min]) }

なお、ここで膜有効長とは、注射針が挿入されている部分を除いた、正味の膜長を指す。 Here, the effective membrane length refers to the net membrane length excluding the portion where the injection needle is inserted.

(4)引張破断伸度(%)
引張り破断時の荷重と変位を以下の条件で測定した。
JIS K7161の方法に従い、サンプルには中空糸膜をそのまま用いた。
測定機器:インストロン型引張試験機(島津製作所製AGS-5D)
チャック間距離:5cm
引張り速度:20cm/分
得られた結果から引張破断伸度は、JIS K7161に従って算出した。
(4) Tensile elongation at break (%)
The load and displacement at the time of tensile fracture were measured under the following conditions.
The hollow fiber membrane was used as it was for the sample according to the method of JIS K7161.
Measuring equipment: Instron type tensile tester (AGS-5D manufactured by Shimadzu Corporation)
Distance between chucks: 5 cm
Tensile rate: 20 cm / min From the obtained results, the tensile elongation at break was calculated according to JIS K 7161.

(5)懸濁水ろ過時の透水性能保持率
目詰まり(ファウリング)による透水性能劣化の程度を判断するための1指標である。エタノール浸漬した後、数回純水浸漬を繰り返した湿潤中空糸膜を、膜有効長11cmにて外圧方式によりろ過を行った。まず初めに純水を、膜外表面積1m当たり1日当たり10m透過するろ過圧力にてろ過を行って透過水を2分間採取し、初期純水透水量とした。次いで、天然の懸濁水である河川表流水(富士川表流水:濁度2.2、TOC濃度0.8ppm)を、初期純水透水量を測定したときと同じろ過圧力にて10分間ろ過を行い、ろ過8分目から10分目までの2分間透過水を採取し、懸濁水ろ過時透水量とした。懸濁水ろ過時の透水性能保持率を、下記式で定義した。操作は全て25℃、膜面線速0.5m/秒で行った。
懸濁水ろ過時の透水性能保持率[%]=100×(懸濁水ろ過時透水量[g])/(初期純水透水量[g])
なお、式中の各パラメーターは下記式で算出される。
ろ過圧力={(入圧)+(出圧)}/2
膜外表面積[m]=π×(糸外径[m])×(膜有効長[m])
膜面線速[m/s]=4×(循環水量[m/s])/{π×(チューブ径[m])−π×(膜外径[m])
(5) Permeability retention rate during suspension water filtration This is an index for determining the degree of deterioration of permeability performance due to clogging (fouling). After soaking in ethanol, the wet hollow fiber membrane, which was repeatedly soaked in pure water several times, was filtered by an external pressure method with a membrane effective length of 11 cm. First, the pure water was filtered at a filtration pressure of 10 m 3 per day per 1 m 2 of the outer surface area of the membrane, and the permeated water was collected for 2 minutes to obtain the initial amount of pure water permeated. Next, the surface water of the river (Fuji River surface water: turbidity 2.2, TOC concentration 0.8 ppm), which is a natural suspended water, is filtered for 10 minutes at the same filtration pressure as when the initial amount of pure water permeation was measured. The permeated water was collected for 2 minutes from the 8th minute to the 10th minute of the filtration, and used as the amount of water permeated during the filtration of the suspended water. The water permeability retention rate during suspension water filtration was defined by the following formula. All operations were performed at 25 ° C. and a film surface linear velocity of 0.5 m / sec.
Permeability retention rate during suspension water filtration [%] = 100 × (Water permeability during suspension water filtration [g]) / (Initial pure water permeability [g])
Each parameter in the formula is calculated by the following formula.
Filtration pressure = {(input pressure) + (output pressure)} / 2
Outer membrane surface area [m 2 ] = π × (thread outer diameter [m]) × (effective membrane length [m])
Membrane surface linear velocity [m / s] = 4 × (circulating water volume [m 3 / s]) / {π × (tube diameter [m]) 2- π × (membrane outer diameter [m]) 2 }

本測定においては懸濁水のろ過圧力を各膜同一ではなく、初期純水透水性能(懸濁水ろ過開始時点での透水性能でもある)が膜外表面積1m当たり1日当たり10m透過するろ過圧力に設定した。これは、実際の上水処理や下水処理においては、膜は定量ろ過運転(一定時間内に一定のろ過水量が得られるようろ過圧力を調整してろ過運転する方式)で使用されるのが通常であるため、本測定においても中空糸膜1本を用いた測定という範囲内で、定量ろ過運転の条件に極力近い条件での透水性能劣化の比較ができるようにしたためである。 In this measurement, the filtration pressure of suspended water is not the same for each membrane, and the initial pure water permeability (which is also the permeability at the start of suspension water filtration) is the filtration pressure that permeates 10 m 3 per day per 1 m 2 of the outer surface area of the membrane. I set it. This is because in actual water treatment and sewage treatment, the membrane is usually used in a quantitative filtration operation (a method in which the filtration pressure is adjusted so that a certain amount of filtered water can be obtained within a certain period of time). Therefore, even in this measurement, it is possible to compare the deterioration of the water permeability under the conditions as close as possible to the conditions of the quantitative filtration operation within the range of the measurement using one hollow fiber membrane.

(6)NaOH浸漬後伸度保持率
湿潤した多孔性中空糸膜を10cmにカットし、20本を500mlの4%水酸化ナトリウム水溶液に浸漬させ、10日間40℃に保持した。水酸化ナトリウムに浸漬前後の膜の引張破断伸度をn20で測定し、その平均値を算出した。伸度保持率を100×(浸漬後の伸度)/(浸漬前の伸度)で定義し、NaOH浸漬後伸度保持率を評価した。
(6) Elongation retention rate after immersion in NaOH A wet porous hollow fiber membrane was cut to 10 cm, and 20 of them were immersed in 500 ml of a 4% sodium hydroxide aqueous solution and kept at 40 ° C. for 10 days. The tensile elongation at break of the film before and after immersion in sodium hydroxide was measured at n20, and the average value was calculated. The elongation retention rate was defined as 100 × (elongation after immersion) / (elongation before immersion), and the elongation retention rate after NaOH immersion was evaluated.

表1に、得られた実施例および比較例の多孔性中空糸膜の配合組成及び製造条件並びに各種性能を示す。 Table 1 shows the compounding composition, production conditions, and various performances of the obtained porous hollow fiber membranes of Examples and Comparative Examples.

Figure 0006920834
Figure 0006920834

表1に示すように、実施例1〜3は、熱誘起相分離よる製膜において非溶剤を製膜原液に混合させることで、開孔性がよく、耐薬品性、および機械的強度が高い多孔性中空糸膜が提供されることがわかる。
一方、非溶剤を含まない比較例1は、細孔構造が球晶構造であり、開孔性、耐薬品性、および機械的強度に劣ることがわかる。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, the pore-opening property is good, the chemical resistance, and the mechanical strength are high by mixing a non-solvent with the film-forming stock solution in the film-forming by heat-induced phase separation. It can be seen that a porous hollow fiber membrane is provided.
On the other hand, in Comparative Example 1 containing no non-solvent, it can be seen that the pore structure is a spherulite structure and is inferior in pore-opening property, chemical resistance, and mechanical strength.

本発明によれば、多孔性中空糸膜が非溶剤を含んで製膜されるので、開孔性がよく、耐薬品性、機械的強度が高いエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜が提供される。 According to the present invention, since the porous hollow fiber membrane is formed by containing a non-solvent, the porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer having good pore-opening property, high chemical resistance and high mechanical strength A hollow fiber membrane is provided.

10 多孔性中空糸膜 10 Porous hollow fiber membrane

Claims (3)

エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む多孔性中空糸膜の製造方法であって、
前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を、少なくとも第1の溶剤と第2の溶剤とを含む溶媒に溶解する工程と、
溶解した前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体を含む溶液を相分離する工程と、を有し、
前記第1の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と前記第1の溶剤との比率が20:80の第1の混合液において、該第1の混合液の温度を前記第1の溶剤の沸点まで上げても、前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が前記第1の溶剤に均一に溶解しない非溶剤であり、
前記第2の溶剤が、セバシン酸エステル、クエン酸エステル、アセチルクエン酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、オレイン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、リン酸エステル、炭素数6以上30以下の脂肪酸、およびエポキシ化植物油から選ばれる少なくとも1種であって、前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と前記第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、該第2の混合液の温度が25℃より高く前記第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度で前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が前記第2の溶剤に均一に溶解する溶剤である多孔性中空糸膜の製造方法。
A method for producing a porous hollow fiber membrane containing an ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
A step of dissolving the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer in a solvent containing at least a first solvent and a second solvent, and
It comprises a step of phase-separating the dissolved solution containing the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer.
The first solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30. In a first mixture of at least one selected from the following fatty acids and epoxidized vegetable oils, wherein the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the first solvent is 20:80. Even if the temperature of the first mixed solution is raised to the boiling point of the first solvent, the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is a non-solvent that does not uniformly dissolve in the first solvent.
The second solvent is sebacic acid ester, citric acid ester, acetyl citric acid ester, adipic acid ester, trimellitic acid ester, oleic acid ester, palmitic acid ester, stearic acid ester, phosphoric acid ester, carbon number 6 or more and 30. In a second mixture of at least one selected from the following fatty acids and epoxidized vegetable oils, wherein the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80. A solvent in which the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer is uniformly dissolved in the second solvent at any temperature higher than 25 ° C. and lower than the boiling point of the second solvent. A method for producing a porous hollow filament film.
前記第2の溶剤が、前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体と前記第2の溶剤との比率が20:80の第2の混合液において、該第2の混合液の温度が25℃では前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が前記第2の溶剤に均一に溶解せず、前記第2の混合液の温度が100℃より高く前記第2の溶剤の沸点以下のいずれかの温度で前記エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体が前記第2の溶剤に均一に溶解する貧溶剤である請求項記載の多孔性中空糸膜の製造方法。 The second solvent is a second mixed solution in which the ratio of the ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer to the second solvent is 20:80, and the temperature of the second mixed solution is 25 ° C. The ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer does not dissolve uniformly in the second solvent, and the temperature of the second mixed solution is higher than 100 ° C. and at any temperature below the boiling point of the second solvent. the ethylene - producing method of chlorotrifluoroethylene copolymer according to claim 1, wherein a poor solvent for uniformly dissolved in the second solvent the porous hollow fiber membrane. 前記相分離する工程が、液―液相分離である請求項または記載の多孔性中空糸膜の製造方法。 The method for producing a porous hollow fiber membrane according to claim 1 or 2 , wherein the phase separation step is liquid-liquid phase separation.
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CN113546525B (en) * 2021-08-25 2023-09-19 清华大学 Poly 4-methyl 1-pentene hollow fiber membrane and preparation method thereof

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0693982B2 (en) * 1985-11-01 1994-11-24 旭化成工業株式会社 Polychlorotrifluoroethylene-based porous membrane and method for producing the same
CA2397580C (en) * 2000-01-18 2007-06-12 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha A method for membrane filtration purification of suspended water
EP2373733B1 (en) * 2008-12-19 2016-07-27 3M Innovative Properties Company Microporous material from ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer and method for making same
CN102764597B (en) * 2012-08-01 2014-07-16 清华大学 Method for preparing polyvinylidene fluoride ultra-filtration membranes
US9651122B2 (en) * 2015-02-05 2017-05-16 Gates Corporation Dual arm tensioner

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