JPH02265629A - 分離された多数の長手方向通路を含む有機多孔性材料、特に有機半透膜の製造方法 - 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、溶剤内で重合体を溶解し、得られた溶液を、
内側に心合せ材と称される流体を導入させ、外側に前記
溶液を流過させるようになされた分離された多数の導管
を設けられたダイスを通して押し出し加工を行い、最後
に得られた押し出し材を沈澱させることより成る型式の
、多数の分離された長手方向通路を含む有機多孔性材料
、特に有機半透膜を製造する為の方法に関する。

［従来の技術］ 多数の分離された長手方向通路を設けられた有機半透膜
は従来の中空ファイバーに対して重要な利点を与える。

実際上、これらの半透膜は著しく操作上の問題を簡単化
する大なる機械的抵抗を有するのである。更に、膜の長
さが小さいことが束を作るのに必要であるから、製造速
度が加速されるのである。結局濾過モジュールの製造は
著しく簡単化される。このような利点からこれらの膜の
利用を開発して来たが、その製造技術又は応用面は特に
ＤＢ−八−３０２２３１３、ＷＯ−Ａ−８１０２７５０
、ＦＲ−八−２４４５１６３及びＪＰ−Ａ−５９８２，
９０６に記載されている。しかし、公知の技術及び特に
これらの特許に記載されている技術は、膜の製造パラメ
ーターを総て合理的に処理出来ず、特に予め規定された
特別な構造のパラメーターを考慮出来ず、又これらの膜
の外側寸法及びその通路の断面を極めて正確に制御する
ことが出来なかったのである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上述の欠点を排除することを企図するもので
、その主な目的は膜の寸法及び特にその通路の寸法が完
全に規定されるような良好に構成された構造を有する膜
を製造するのを可能にする方法を提供することである。

［課題を解決する為の手段及び作用］ その為に、本発明は、 ・一方では通路の形状と共役の形状及び上述の通路の寸
法の０．７乃至１．２倍の外側寸法の針を含み、他方で
は押し出し材の形状と共役の形状及び前記押し出し材の
寸法の０．８乃至１．２倍の内側寸法の押し出しオリフ
ィスを含むダイスを使用し、・溶液を大体垂直に押し出
すように前記ダイスを配置し、 ・前記針の周囲に５００　ミリパスカルセカンド（２８
ｓ−’の剪断力率（ｔａｕｘ　ｄｅ　ｃｉｓａＨｌｅｍ
ｅｎｔ　ｄｅ　２８　ｓ−’）で、「コントラーヴｊ（
”ＣｏｎＬｒａｖｅｓ”）、レオマート（Ｒｈｅｏｍａ
ｔ）　１１５で測定）よりも大きい粘性を有する溶液を
ダイスの出口にて平均押し出し速度Ｖｓを得るのに適し
た流量で噴射し、・前記ダイスの導管の内部に重合体に
対して溶解性でなく、重合性溶液を沈澱させるのに適し
た心合せ流体を導入し、 ・前記ダイスの出口に於ける押し出し材を重合性溶液に
対して沈澱しないガス雰囲気内でｄ’ａを５００　×ｅ
≦ｄａ＜０．８（但しｅは前記押し出し材の全体の沈澱
を行う為に押し出し材の内部に沈澱する流体を通る最大
距離を示す）として距離ｄａだけ移動させ、 ・前記重合体に対して溶解性でなく、重合溶液杏沈澱さ
せるのに適した液体浴内に前記押し出し材を回収し、 ・Ｖｅ／Ｖｓ　＜１．２であるような直線巻取り速度Ｖ
ｅで前記沈澱した押し出し材を巻取る、 ことを特徴とする方法を提供するものである。

この方法は、夫々の通路の表面に於ける半透性活性層及
び前記活性層の多孔性よりも大なる多孔性の中間厚み部
分より構成された重合性材料を通って伸長する分離され
た多数の長手方向通路を含む膜を製造するのを可能にな
す。

このような膜の利点は、前記活性層が重合性材料内の深
い部分で濾過が行われ、膜が非可逆的に飽和するのを回
避する濾過の遮蔽体を構成する点にある。

更に、これらの通路の表面に活性層があることは、濾過
によるケーキ状体の蓄積する死んだ不活性区域がない為
に通路内を流過する供給流体の濾過を可能になすのに特
に適している。最後にそのモジュール化可能性（ｍｏｄ
ｕｌａｒｉｔｅ）によってこれらの通路は互いに同じ処
理条件を与え、従って、完全に濾過のパラメーターを制
御出来るのであるその他、本発明の方法にて行われる作
動条件は総て溶解性でない液体浴内に押し出し材を回収
する前に総ての重合性材料の沈澱を得て、その結果膜の
外側寸法及びその通路の寸法を条件付ける押し出し材の
伸長現象（ｐｈｅｎｏｍｅｎｅ　ｄ’ｅｔｔｒｅｍｅｎ
む）を完全に制御して上述の構造を得るのに適している
のである。

望ましい実施態様によれば、周囲の針に対する引続く波
形及びこれらの２つの周囲の針の間の凹部によって構成
された波形の形状の周面を有する押し出しオリフィスを
含むダイスを使用するのである。

従って、このようなダイスは円筒形の膜を製造する為に
「真珠」（ｍａｒｇｕｅｒｉｔｅ）の形態の断面を有す
るか、又は平らな膜を製造する為に波形の平行な２つの
長手方向の面を含むのである。

このようなダイスを使用することは、沈澱する流体の移
動する最大距離に対応するパラメーターを更に良好に制
御し、従って更に容易に全体の沈澱−制御された伸長の
良好な妥協点を得るのを可能になすのである。

［実施例］ 本発明は制限を行わない例として望ましい実施態様を示
す本明細書の説明の一部分をなす添付図面を参照した以
下の詳細な説明によって更によく理解される。

溶剤中に重合性材料を溶解することによって得られる重
合性溶液は最初容器１内に貯蔵される。

これと平行して心合せ流体が容器２内に貯蔵される。こ
の心合せ流体は重合体に対して溶解しない流体で、重合
性溶液を沈澱させることが出来るものである。

これらの容器１．２は夫々供給通路４．５によってダイ
ス３に連結されていて、これらの供給通路は心合せ流体
がこのダイス３の針の内部を流れν、重合性溶液がこの
針の外部を流れるように配置されるのである。

ダイス３は作られる膜の通路の形状と共役の形状で前記
通路の寸法の０．７乃至１．２倍の外側寸法の針を含ん
でいる。更にダイスは押し出し材の形状と共役の形状、
即ち円筒形の膜を製造する為の円筒形の形状又は平らな
膜を製造する為の長さに対して幅の小さい矩形の形状の
押し出しオリフィスを含んでいる。この押し出しオリフ
ィスの内側寸法は製造される膜の寸法の０．８乃至１．
２倍である。

その他、夫々の通路は循環ポンプ６、フィルター７及び
流体及び溶液の温度を一定に保つのに適した熱交換器８
を設けられている。

大体垂直に溶液を押し出すように配置されたこのダイス
３の垂直下方に重合体に対して溶解しない重合性溶液を
沈澱させるに適した回収容器９が配置される。この回収
容器９は、押し出し材が液体の表面に達する前に距離ｄ
ａを移動するようにダイス３から距離をおかれて配置さ
れている。

更に、この容器９の底部には、他のガイドプーリー１１
の介在により膜を巻取り機１２に向って案内出来るガイ
ドブーＩＪ−１０が配置されているこの巻取り機１２の
直線巻取り速度Ｖｅはダイス３の出口に於ける平均押し
出し速度Ｖｓの関数として、Ｖｅ／　Ｖｓ＜１．２にな
るように制御されるのである。最初のガイドプーリー１
０に関しては、押し出し材がこのガイドプーリーに接触
する前に液体内で回収容器９の底部に向って距離ｄｅだ
け垂直に移動するように配置されるのである。

表面に活性層を含む７つの通路を設けられた平らなな膜
を製造するのに適した実施例が以下に説明される。

概略的に第２図に示されているように、使用されるダイ
ス３は大体矩形断面を有し、押し出しオリフィスが１２
．８ｍｍの直線長さ及び２ＩＩＩＩ１１の幅を有する。

このダイス３には外径が０．８１ｍｍで内径が０．５１
ｍｍの７つの針１３が配置されている。２つの針１３を
離隔する距離は０．８９ｍｍである。

このようなダイスによって、押し出し材の表面に達する
為に沈澱する流体が移動する最大距離が１ｍｍの程度で
あることが確認されている。

その他、回収容器９は、距離ｄａが６２ｃｍであるよう
にダイス３の下方に配置され、一方ガイドプーリー１０
はこの容器９内の底部にｄ　ｅ　＝２８ｃｍであるよう
に配置されている。

使用される重合性溶液は次の組成（単位質量％）を有す
る。

一ポリテトライミドｒｔｌＬＴＥＭ　１００ＯＪ［ゼネ
ラル・エレクトリック− プラスティックスＪの粒状体：１８％ −ポリエチレン・グリコール　４００ （４００は平均質量モル（ｍａｓｓｅ　ｍｏｌａｉｒｅ
））：２２％ −Ｎメチルピロリドン　　　　　　＝６０％３０″Ｃの
押し出し温度にて、この溶液は、２８ｓ−’の剪断力率
を有し、コントラーヴ・レオマート１１５（ｒｈｅｏｎ
ｉａｔ　１１５　ｄｅ　ｃｏｎｔｒａｖｅ）によって測
定されて５４００ｍ、ｐａ、ｓの粘性を示した。更に、
この溶液は口５＝２１１　ｃｍ”／ｍｎの流量にて押し
出し加工された。

使用された心合せ流体は水であって、この水は針１３内
にＱｆ−１３８ｃｍ’／ｍｎの流量にて導入された最後
に、巻取り機１２は直線巻取り速度Ｖｅが１０．０ｍ／
ｍｎであるように調整された。

これらの条件に於て、得られた生成物は、その表面に夫
々活性層を設けられた７つの通路及び前記活性層の多孔
性よりも大きい多孔性の中間厚み部を含んでいた。

この膜は幅１２ＩＩｌ１１及び厚さ１．９ｍｍを有し、
夫々の通路の内径は０．９５ｍｍであった。最後に、通
路内に液体を導入して測定された流体力学的透過率の値
は、２５°Ｃの水及び０．Ｉ　Ｘ　１０’Ｐａ乃至Ｉ　
Ｘ１０５ＰａのΔＰに対して５．６　Ｘｌ０−１０ｍ／
ｓ、ｐａであった。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されているから、膜の寸法及
び特にその通路の寸法を完全に規定出来るような良好に
構成された構造を有する半透膜を製造するのを可能にす
る優れた方法が提供されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による製造方法を示す概略的図面。 第２図は本明細書で説明されている実施例に使用される
ダイスの表面の概略的正面図。 １．２・・・・・容器 ３・・・・・・・ダイス ６・・・・・・・ポンプ ７・　・・・・・　・フィルター ８・・・・・・・熱交換器 ９・・・・・・・回収容器 １０．１１・　・　・　・ガイドプーリー１２・・・・
・・・巻取り機 １３・・・・・・・針

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶剤内に重合体を溶解し、このようにして得られた
   溶液を、内側に少なくとも１つの心合せ材と称する流体
   を導入させ、外側に前記溶液を流過させて多数の長手方
   向通路を設けられた押し出し材を形成するような、分離
   された多数の導管（１３）を設けられたダイス（３）を
   通して押し出し加工を行い、前記押し出し材を沈澱させ
   ることより成る型式の、有機多孔性材料、特に有機半透
   膜の製造方法に於て、 −一方では前記通路の形状と共役の形状で前記通路の寸
   法の０．７乃至１．２倍の外側寸法の針（１３）を含み
   、他方では押し出し材の形状と共役の形状で前記押し出
   し材の寸法の０．８乃至１．２倍の内側寸法の押し出し
   オリフィスを含むダイス（３）を使用し、 −前記溶液を大体垂直に押し出すように前記ダイス（３
   ）を配置し、 −５００ミリパスカルセカンド（２８ｓ＾−＾１の剪断
   力率で、コントラーヴ（Ｃｏｎｔｒａｖｅ）、レオマー
   ト（Ｒｈｅｏ−ｍａｔ）１１５により測定）以上の粘性
   を有し、前記ダイスの出口で平均押し出し速度Ｖｓを得
   るような流量を有する溶液を前記針の周囲に噴射し、 −前記ダイス（３）の導管の内部に前記重合体に対して
   不溶性で前記重合性溶液を沈澱させるに適した流体を導
   入し、 −前記ダイスの出口に於て押し出し材を前記重合性溶液
   に対して沈澱しないガス雰囲気内で、５００×ｅ≦ｄａ
   ＜０．８ｍ（但しｅは前記押し出し材の全体の沈澱を得
   る為に押し出し材の内部に沈澱する流体による移動最大
   距離）であるような距離ｄａだけ移動させ、 −前記重合体に対して溶解しないで重合性溶液を沈澱さ
   せるに適した液体浴内に前記押し出し材を回収し、 −Ｖｅ／Ｖｓ＜１．２であるような直線巻取り速度Ｖｅ
   にて、沈澱された押し出し材を巻取る、 ことを特徴とする方法。 ２、周囲の針に対する引続く波形及び前記周囲の針の２
   つの間の凹部によって構成される波形形状の周面を有す
   る押し出しオリフィスを含むダイスを使用することを特
   徴とする請求項１に記載された方法。