JPH01210003A - 芳香族ポリスルホン中空糸膜ならびにその製造法 - Google Patents

芳香族ポリスルホン中空糸膜ならびにその製造法

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JPH01210003A
JPH01210003A JP3559288A JP3559288A JPH01210003A JP H01210003 A JPH01210003 A JP H01210003A JP 3559288 A JP3559288 A JP 3559288A JP 3559288 A JP3559288 A JP 3559288A JP H01210003 A JPH01210003 A JP H01210003A
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JP
Japan
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water
aromatic polysulfone
liquid
hollow fiber
fine particles
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JP3559288A
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English (en)
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Hiroyuki Nakamura
浩之 中村
Kiyoshi Ishii
清 石井
Akio Kojima
昭男 小島
Hajime Komada
肇 駒田
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/66Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68Polysulfones; Polyethersulfones

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、芳香族ポリスルホン中空糸膜ならびにその製
造法に関し、さらに詳細には透水性が高く、かつ微粒子
発生がきわめて少ないポリスルホン中空糸膜ならびにそ
の製造法に関する。
(従来技術) エンジニアリングプラスチックとして知られている芳香
族ポリスルホンは、機械的特性、耐熱性に優れていると
同時に耐薬品性にも優れているところから家庭用品を始
めとして医療機器分野を含む精密部品分野にも広く使用
されている。
このような芳香族ポリスルホンは、中空糸への紡糸が容
易であるため、気体、液体分離用の中空糸分離膜として
使用することができる。特に、高温度、強酸性又は強ア
ルカリ性条件下における限外Q濾過膜として極めて有用
である。
このような芳香族ポリスルホン中空糸分離膜を製造する
方法としては、例えば特開昭54−145379.56
−152704.5B−8504,58−132112
,58−156018,59−58040,59−58
042,59−62311,59−189903,6〇
−172312,60°−222112,61−111
10,61−28409,6142307,61−93
801に記載されている方法が知られている。上記方法
は、芳香族ポリスルホン樹脂を、ジメチルアセトアミド
(DMAC)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N−
メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジオキサン(DO
X)、テトラメチル尿素(TMU)等の有機溶媒に溶解
して紡糸用原液を調製し、該原液を内部凝固液とともに
二重環状ノズルから水溶性の浴中に吐出させて、微細な
多孔質構造の中空糸状の分離膜を得るものである。
この中空糸状限外f過膜は、電子工業や医療に用いられ
る超純水の製造にも実用化され始めている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記のような製造方法で得られた芳香族
ポリスルホン中空糸膜は、一般に、透水速度が低く、高
透水性が要求される限外濾過膜としては問題があった。
分画分子量および機械的強度を損なわずに、高透水性を
実現する手段の一つとして、紡糸原液をチューブインオ
リフィス型ノズルより凝固浴中へ吐出させる湿式または
乾湿式紡糸において内部凝固液を変える試みがなされて
おり、一般に水またはポリマーを溶解しない非溶剤およ
びその混合物が内部凝固液として用いることができ、ま
たこれにポリマーを溶解する溶剤あるいは各種添加剤等
を加えた凝固液も用いることができる。
ところが、凝固液は、中空糸内表面の構造に直接影響し
、凝固液の種類、組成によっては、たとえ透水速度は十
分であっても、系内表面から微粒子が発生し、その結果
、超純水の製造に使用する限外♂過膜のように僅かな微
粒子の発生でも問題となる精密電子工業分野等には使用
できない。
そこで本発明は、限外♂過膜に要求される透水性を満た
すと同時に、直径0,1μm以上の微粒子の発生源とな
らない中空糸膜を得ることを目的とする。
本発明における要求される透水性とは、分画分子量がl
O万程度の限外f過を行う場合に、外圧式全量?濾過に
おける透水速度が外表面積基準で600 / /m″−
h−kg/cm’以上である。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討、研究し
た結果、紡糸原液と共にノズルより吐出される内部凝固
液中に一定量以上の水を含有させることにより、中空糸
内表面からの微粒子の発生をおさえろことに成功した。
即ち、本発明は、次の通りである。
(1)片端面を封止した中空糸の外側表面に液体を供給
し、開放された一方の端面の中空部分より透過液を取り
出す外圧式全量f過に用いる中空糸膜において、透水速
度が外表面積基準で600 / /m” ・h−kg/
cm”以上であり、かつ内表面から発生する微粒子が透
過水1m/中に10個以下であることを特徴とする芳香
族ポリスルホン中空糸膜。
(2)芳香族ポリスルホン紡糸原液をチューブインオリ
フィス型ノズルより、凝固浴中へ吐出する乾湿式または
湿式紡糸において、内部凝固液として、25重量%以上
の水と水溶性のポリスルホン非溶剤との混合液を用いろ
ことを特徴とする芳香族ポリスルホン中空糸膜の製造法
本発明において、芳香族ポリスルホンとは下記の構造式
で表わされる芳香族ポリスルホン又はその誘導体を示す
紡糸原液組成は、均一に溶解した状態を保てる限り、特
に制限はなく、上記芳香族ポリスルホンとこれを溶解す
る溶剤、あるいはさらに溶解しない非溶剤、もしくは各
種の添加剤等より調製された原液を用いることができる
上記芳香族ポリスルホンを溶解する溶剤としては、2−
ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラメチル尿素
が一般に用いられる。
又、上記芳香族ポリスルホンを溶解しない非溶剤及び添
加剤としては、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環
状エーテル、アセトン、メチルエチルケトン等の低級脂
肪族ケトン、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、ポリエチレングリコール、
グリセリン等の脂肪族多価アルコール、メタノール、エ
タノール、イソプロピルアルコール等の低級脂肪族アル
コール、ジメチルスルホキシド、水等が一般に用いられ
るが、これ以外にも、脂肪族エーテル、カルボン酸、ア
ミン等の有機化合物や有機あるいは無機の各種塩類を用
いることもできる。
紡糸原液中のポリマー濃度は5〜35重量%が好ましい
が、10〜30重量%が特に好ましい。
原液中のポリマー濃度が5重量%未満になると得られる
中空糸膜の機械的強度が著しく低下するため好ましくな
く、また、一方、35重量%を超えると、溶液粘度が上
昇するため取り扱いが困難になると同時に、得られる中
空糸膜の透水速度が低下するため好ましくない。
本発明の方法に従えば、上記のようにして調製された紡
糸原液をチューブインオリフィス型ノズルを使用して水
溶液中へ吐出させるが、この際用いる内部凝固液中に含
まれる水の量が本発明で極めて重要となる点である。本
発明の1つの目的である直径0.1μm以上の微粒子の
発生源とならない中空糸を得るためには、内部凝固液中
に25重量%以上の水を含む必要があり、特に30重量
%以上含むことが好ましい。内部凝固液中の水濃度が2
55重量%未満なると、紡糸原液が内部凝固液と接触し
て内表面を形成するまでの時間が長く必要であるため、
逸早く凝固した微小なポリマーの粒子がマトリックスか
ら離れ易く、微粒子発生の原因となると考えられる。
内部凝固液中の水以外の成分としては、水溶性の芳香族
ポリスルホン非溶剤を用いることができ、例えば、非溶
剤および添加剤として前記した環状エーテル、低級脂肪
族ケトン、脂肪族多価アルコール、低級脂肪族アルコー
ル、ジメチルスルホキシドその他の芳香族ポリスルホン
を溶解しない液体が一般に使用されるが、ポリエチレン
グリコール等の脂肪族多価アルコールが最も好ましい。
内部凝固液中の水以外の成分として芳香族ポリスルホン
を溶解する溶剤を用いると、ノズルより吐出された紡糸
原液の内表面部分の凝固速度が低下し、微粒子が発生し
易くなるので好ましくない。
(実施例) 以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに何ら限定されない。なお、以下の実施
例および比岐例中、得られた中空糸を用いて有効膜面積
2.4m”の外圧式全量f過モジュールを作成し、微粒
子評価を行ったがその方法は次の通りである。
微粒子評価法: 5%過酸化水素水を25℃でモジュール内に2時間充填
後、超純水を500//hで供給し、60分通水後、透
過水中に存在する直径0.1μm以上の微粒子数をpc
−t o o oパーティクルカウンター(東しく株)
製)で計測する。
実施例1 芳香族ポリスルホン(U CC社製、ニーデルポリサル
ホンP−1700)2.0重量部、溶剤であるN−メチ
ル−2−ピロリドン30重量部、2−ピロリドン30重
量部、および添加剤をして平均分子量200のポリエチ
レングリコール(P E G200、三洋化成(株)製
)20重量部から均一に。
調製された紡糸原液をチューブインオリフィス型ノズル
より水中へ吐出して中空糸を紡糸した。内部凝固液とし
て75%ポリエチレングリコール(PEG 200)水
溶液を用い、空中走行距離10cm、外部凝固液は60
℃の温水を用いて20m/分で紡糸した。次いで、得ら
れた中空糸を完全に脱溶剤ができるまで60℃の温水で
洗浄した。
得られた中空糸の外圧式全量を過における純水透水速度
は外表面積基準で650/ /m”−h−kg/cm″
であり、コンアルブミン(タンパク:分子fA 870
00)透過率は8.8%であった。さらにこの中空糸で
モジュールを製作し、透過水中の微粒子数を測定したと
ころ、5個/ m /以下であった。
実施例2 芳香族ポリスルホン(UCC社製、ニーデルポリサルホ
ンP −1700) 20重量部、溶剤であるN−メチ
ル−2−ピロリドン40重量部、2−ピロリドン20重
量部、および添加剤として平均分子量1000のポリエ
チレングリコール(P E G1000)20重量部か
ら均一な紡糸原液を調製した。この紡糸原液を使用して
内部凝固液として70%ポリエチレングリコール(PE
G200)水溶液を用いた以外は、実施1例1と同じ紡
糸条件で中空糸を紡糸した。
得られた中空糸の透水速度は750 / /m’・h・
kg/cm2、コンアルブミン透過率は9.7%であっ
た。さらに、この中空糸を用いてモジュールを製作し、
透過水中の微粒子数を測定したところ、2個/m1以下
であった。
比較例1 内部凝固液として80%ポリエチレングリコール(PE
G200)水溶液を用いた以外は、実施例1と同じ原液
を調製し、同じ条件で中空糸の紡糸を行った。
得られた中空糸の透水速度は720 / 7m”・h・
kg/c+n”、コンアルブミン透過率は8.5%であ
った。さらに、この中空糸を用いてモジュールを製作し
、5%過酸化水素水充填後の透過水中の微粒子数を測定
したところおよそ200個/m/であった。
(発明の効果) 以上、説明してきたように本発明の製造法により得られ
た芳香族ポリスルホン中空糸膜は、極めて高い透水性を
有すると同時に、透過水中に微粒子が存在しないことか
ら、精密電子工業等の分野にも応用可能であり、産業の
発展に大きく寄与するものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)片端面を封止した中空糸の外側表面に液体を供給
    し、開放された一方の端面の中空部分より透過液を取り
    出す外圧式全量ろ過に用いる中空糸膜において、透水速
    度が外表面積基準で600l/m^2・h・kg/cm
    ^2以上であり、かつ内表面から発生する微粒子が透過
    水1ml中に10個以下であることを特徴とする芳香族
    ポリスルホン中空糸膜。
  2. (2)芳香族ポリスルホン紡糸原液をチューブインオリ
    フィス型ノズルより、凝固浴中へ吐出する乾湿式または
    湿式紡糸において、内部凝固液として、25重量%以上
    の水と水溶性のポリスルホン非溶剤との混合液を用いる
    ことを特徴とする芳香族ポリスルホン中空糸膜の製造法
JP3559288A 1988-02-18 1988-02-18 芳香族ポリスルホン中空糸膜ならびにその製造法 Pending JPH01210003A (ja)

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Cited By (3)

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