JPH02207827A - 異方性中空糸複合膜 - Google Patents

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〕 本発明は分離膜として用いられる中空糸状膜の構造に関
するものである。特に、多孔質膜基材上に分離活性層を
有する複合中空糸膜の新規な構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より分離膜として利用される中空糸状複合膜の製法
は数多くのものが知られている。そのうちの１つの方法
は、エンサイクロペディア・オプ・ケミカル・エンジニ
アリング・テクノロジー（ジッン・ウィリー・アンド・
サンズ）。

１９８０年発行）　Ｖｏｌ、　１２．５０４頁（１９８
０）にも掲載されている、中空糸を異種の七ツマー溶液
中に順次浸漬することによって中空糸外周面上に薄い分
離層を重合と共に付与するものであった。

この他、多孔質中空糸膜の外表面に高分子溶液を塗布し
、複合膜を得る方法も知られて・いたが、薄（均一に塗
布することが困難で、特開昭６０−８７８０８号公報に
見られる様に、塗布装置を工夫するなどの方法がとられ
ていた。

これらはいずれも中空糸の外表面に分離層を設けてなる
中空糸複合膜であるが、分離活性層となる薄層は均質な
構造を有するものとして考えられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

分離用複合膜において、分離能を付与する層をできるだ
け薄くすることにより、透過速度を上げることは既知で
ある。しかし、薄い分離活柱層は、機械的な力に対して
弱いため、最外表面層に存在すると欠損部が生じやすく
、安定した膜性能が得られない欠点をあわせ有している
。

従って、例えば、既に実用化されている厚み３００人の
薄膜を分離層とする複合逆浸透膜では、モジュール化等
で膜を取り扱う際の物理的損傷を防ぐため、薄膜の上に
さらに保護層を付与しなければならなかった。

本発明は、中空糸複合膜において、保護層が不要で、し
かも分離活性層の薄い、分離能と透過速度を合わせ有す
る中空糸複合膜を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は種々検討の結果、多孔質中空糸からなる支
持体の外周上に分離機能を有する高分子薄膜層を被覆す
ることによって形成される分離用複合中空糸膜において
、１託薄膜層が支持体側に分離能を有する緻密層を形成
し、外周へ行くに従って順次多孔性となる異方性構造を
有することを特徴とする異方性中空糸複合膜により上記
目的が達成し得ることを見出して本発明に到ったもので
ある。

本発明において使用する支持体となる多孔質中空糸膜（
支持膜）は、例えば限外濾過性能を有する孔径程度の多
孔性を有する膜が良く、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリ
フッ化ビニリデン、セルロース、セルロースアセテート
などからなる膜を例示することができる。また、分離機
能を有する高分子薄膜層を形成するために用いる高分子
化合物としては、分離対象物や支持多孔膜への反応性に
よっても異なるが、例えばセルロースアセテート、エチ
ルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロ
リドン、カルボキシメチルセルロース、スルホエチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどを挙げるこ
とができる。

本発明の異方性中空糸複合膜を製造するには、上記多孔
質中空糸Ｍ（支持膜）の外周表面上に、分離活性層を形
成する高分子の溶液を塗布又は含浸させた後、溶媒を加
熱あるいは減圧により除去することにより形成できる。

この時、溶媒の濃度ならびに乾燥時間を制御することに
より、支持膜表面上に厚み約３〜０．０１μ曙からなる
緻密層を有し、より外周へ向かうに従って順次多孔質と
なり、緻密層の２倍〜３倍の厚みを有する多孔層からな
る異方性中空糸複合膜を製造することができる。

〔発明の効果〕

本発明の異方性中空糸複合膜に於いては、外周部に存在
する多孔質層が、支持体となる中空糸の多孔質表面に形
成された緻密層を物理的に保護しており、緻密層を機械
的な欠損から保護することができる。そのため、緻密層
が薄膜でも安定した膜性能を得ることが可能となる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれ
により限定されるものではない。

参考例１ ポリエーテルスルホン（ＩＣ１社製５２００Ｐ）　２２
重量部、ジメチルスルホキシド（エルフ社製）６０重量
部、ポリエチレンオキシド（平均分子量２００、三洋化
成製）１８重量部からなる溶液を用いて、湿式法により
多孔質中空糸膜を得た。この中空糸膜は内径的４００−
１外径約８００　ｔｍであった。

実施例１ 参考例１で得られた中空糸膜の外表面に酢酸セルロース
膜を気体１分離膜としてコーティングした。即ち、酢酸
セルロース（ダイセル化学製、置換度１．６）の５％酢
酸エチル／エタノール（９５１５重量比）混合溶液中に
中空糸を約１秒間浸漬し、浸漬後直ちに９０″Ｃの乾燥
窒素を中空糸に吹きつけることによりコーティング層を
乾燥した。

得られた中空糸複合膜の断面並びに表面構造を電子顕微
鏡を用いて観察した。この電子顕微鏡写真によれば中空
糸支持体の外周表面にある酢酸セルロース層は緻密で、
多孔質支持膜との境界に緻密層（分離層）を有し、最外
表面層へ行（に従って多孔層になっていることがわかる
。

また、コーテイング後の中空糸膜の空気透過速度は４ｄ
／−”・−ｉｎ・ａｔ曽であり、コーティング前の透過
速度＞３１７ｓ”−ｗｉｎ　−ａｔ−に比べて著しく小
さい、これは表面に欠陥なく薄膜がコーティングされて
いることを示すものである。

また、得られた中空糸複合膜の、空気透過速度に対する
水蒸気透過速度は約４０００倍あり、空気からの水蒸気
選択透過膜として優れた膜であった。

比較例１ 実施例１と同様の操作により、酢酸セルロースのコーテ
ィング層を塗布した後、徐々に乾燥させる様に密閉した
部屋内へ中空糸膜を放置した。得られた中空複合膜の酢
酸セロルース薄層は緻密で均一であった。しかし、空気
の透過速度は０．００１　ｄ／−”・■ｉｎ　−ａｔ園
以下と小さく、気体の分離膜として使用するには実用的
なものではなかった。

出願人代理人　　古　谷　　　　馨

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多孔質中空糸からなる支持体の外周上に分離機能を有す
   る高分子薄膜層を被覆することによって形成される分離
   用複合中空糸膜において、上記薄膜層が支持体側に分離
   能を有する緻密層を形成し、外周へ行くに従って順次多
   孔性となる異方性構造を有することを特徴とする異方性
   中空糸複合膜。