JPH02647A - 多孔質膜の製造法 - Google Patents

多孔質膜の製造法

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JPH02647A
JPH02647A JP63063107A JP6310788A JPH02647A JP H02647 A JPH02647 A JP H02647A JP 63063107 A JP63063107 A JP 63063107A JP 6310788 A JP6310788 A JP 6310788A JP H02647 A JPH02647 A JP H02647A
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water
porous membrane
membrane
inorganic salt
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JP63063107A
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Ryuji Kojima
隆二 小島
Yoshihisa Fujii
義久 藤井
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Nok Corp
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    • C08J2381/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon only; Polysulfones; Derivatives of such polymers
    • C08J2381/06Polysulfones; Polyethersulfones

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、多孔質膜の製造法に関する。更に詳しくは、
乾湿式法による多孔質膜の製造法に関する。
〔従来の技術〕および〔発明が解決しようとする問題点
〕一般に、多孔質膜の透過性を向上させるためには、そ
の孔径を大きくし、開孔率を上げる方法が有効な手段と
してとられている。ところで、多孔質膜が気体分M複合
膜の支持体として用いられるような場合には、多孔質膜
の透過性は大きい方が望ましいものの、透過性を向上さ
せるような構造をとった場合表面孔径も大きくなり、支
持体上に付加される機能性重合体などの物質との接着な
ど。
複合化の際に問題が生じるようになる。
そのため、気体分雅複合膜支持体用の多孔質膜としては
、他の物質を付加させる面の孔径を小さくし、しかも透
過性が良いという相反する条件が同時に要求される。
本発明は、かかる相反する条件を同時に満足せしめる多
孔質膜の製造法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〕
本発明のかかる目的は、膜形成性重合体を有機溶媒に溶
解させた製膜原液を流延した後凝固浴中に浸漬し、多孔
質膜を製造するに際し、水溶性無機塩微粉末を添加した
製膜原液を用いることによって達成される。
膜形成性重合体としては、ポリスルホン、ポリフッ化ビ
ニリデン、芳香族ポリアミド、ポリプロピレン、酢酸セ
ルロース、ポリカーボネートなどが用いられ、これらの
重合体はそれの良溶媒または良溶媒と貧溶媒との混合溶
媒に約30重量X以下、好ましくは約10〜20重量2
の濃度で溶解させて製膜原液(キャスト液)を形成させ
る。
本発明においては、この製膜原液に約1〜30重i%、
好ましくは約5〜10重量%の割合で、塩化ナトリウム
、塩化カリウム、硫酸ナトリウムなどの水溶性無機塩の
微粉末が添加されて用いられる。
無機または有機の電解質物質を膨潤剤と称し、水溶液と
して製膜原液中に添加して用いられた例はあるが(特開
昭62−160,109〜10号公報)、本発明におい
ては次のような2つの理由によって水溶液とせずに用い
られている。
その一つの理由は、水はこの系では貧溶媒であり、その
ため製膜原液に水を加えると水の量が多くなるにつれて
ゲル化が始まり、キャスト液として好ましくない状態と
なるためである。第2の理由は、水溶性無機塩は膜形成
性重合体の良溶媒に対してほぼ不溶性であり、固体粒子
として添加された無機塩はキャスト液中で溶解すること
なく粒子形状を保っているが、この無機塩けん濁状態の
キャスト液を流延復水などの凝固浴中でゲル化させるこ
とで無機塩をゲル化の瞬間に溶解させ、膜の多孔性を制
御するためである。
水溶性無機塩には、このような作用が期待されるため、
それは膜厚以下の粒径を有する微粉末、一般には粒径約
150μm以下、好ましくは約100μm以下の微粉末
として用いられる。かかる粒径への粉砕の際、塩化ナト
リウムなどの空気中の水分によって凝集するおそれのあ
る無機塩の場合には、凝集を防止するためにシリカゲル
などの共存化で粉砕を行なうことができ、この場合にも
同様の効果が得られる。
キャスト液の各種基質上への流延および水、メタノール
などの凝固浴への浸漬は、従来法と同様に行われ、その
後無機塩を除去するための十分な水洗が行われる。
〔作用〕および〔発明の効果〕 本発明方法によって得られる多孔質膜は、その表面は無
機塩を添加しない場合と殆んど同じで緻密層を形成して
いるが、膜厚方向に細長い指状の貫通孔が空隙として形
成されており、空隙の周囲の部分も多孔質のスポンジ構
造となっている。
そのため、この多孔質膜は、見掛上は殆んど変わらない
緻密層を形成していて他物質との付加性が損なわれるこ
となく、しかも気体透過性を大幅に向上させており、従
って気体透過複合膜用支持体などとして有効に使用する
ことができる。
このような水溶性無機塩微粉末の添加による多孔質膜の
透過速度の向上は、次のような原理に基いると考えられ
る。
水溶性無機塩を微粉末状で添加した製膜原液膜を水、メ
タノール、エタノール、プロパツール、ブタノールなど
のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリ
コールなどのグリコール類、n−ペンタン、n−ヘキサ
ン、n−ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、更にはエー
テル類などの凝固浴中でゲル化して多孔質膜化させる際
、無機塩が重合体のゲル化よりもゆっくりと溶解し、無
機塩が占めていたスペースが後で溶出することによって
空孔が多く発生し、透過速度を増加させるようになり、
また無機塩の存在により、膜中に浸入してくるゲル化液
の量が増加し、空孔が拡がる効果もあると考えられる。
更に、ポリスルホンをジメチルホルムアミドなどに溶解
した製膜原液を使用した場合には、その凝固浴は約0〜
10℃の温度に冷却され、ゲル化後は、室温で水洗され
ることが多い。本発明で用いられる各種水溶性無機塩の
内、硫酸ナトリウムは塩化ナトリウムと比較して、水に
対する溶解度が大きく変化するので、製膜原液中に混入
された微粒子は凝固浴温度に応じてゆっくりと溶解し、
また残った粒子は重合体のゲル化が終了した後の洗浄工
程で溶解して空孔を形成する。このため、硫酸ナトリウ
ムは特に無機塩の添加効果、つまり膜透過速度の向上効
果が大きく、また微粒子の沈降速度も遅いので可使用時
間も長い。
(以下余白) 〔塩の水への溶解度〕 温度    −田d味−NaC1 0°C4,31%     26.3%lO℃    
 8.26     26.320°C16,026,
4 30℃     29.2      26.5従って
、膜透過速度のコントロールは、水溶性無機塩の選択に
よっても行なうことができ、温度係数の大きい無機塩を
用いることによって膜透過速度を上げることはできるが
、製膜原液に使用される溶解度の大きい無機塩を使用す
ることができず、一般には溶媒100g中に約1g以下
、好ましくは約0.3g以下の溶解度を有するものが用
いられる。
更に、紡糸原液の1度によって支配される粘度は、多孔
質膜の成形条件に大きく影響するが、本発明で用いられ
る水溶性無機塩添加紡糸原液では、その濃度にあまり影
響されずに多孔質膜の製造を可能とするなどの効果をも
奏する。
〔実施例〕
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例1、比較例1 ポリスルホン(UCC社製品P−3500) 15重量
部およびジメチルホルムアミド85重量部よりなる製膜
原液に塩化ナトリウム微粉末(粒径75μm以下)5重
量部を添加し、超音波により分散させてキャスト液を調
製した。
このキャスト液を、0 、20mmのステンレス鋼板を
スペーサーに用い、ガラス板基質上にガラス捧を用いて
均一に流延し、流延後直ちに5℃の水中に5分間浸漬し
、凝固させた。その後3日間水洗し、45℃で乾燥させ
た。
このようにして得られた表面孔径が0.1μm以下の多
孔質膜について、塩化ナトリウム微粉末を用いなかった
比較例1共々、乾燥空気透過速度を圧力差0.2kgf
/adの条件下で測定し、次のような値(20℃換算値
)を得た。
実施例1   7,12X10−2ci/a&・sec
・cmHg比較例1   1.89X10−2ci/a
J−sec−ant(g実施例2〜3、比較例2 実施例1において、塩化ナトリウム微粉末として、塩化
ナトリウム83.3重量%とシリカゲル16.7重量%
との混合物を粉砕し、141μmパスの篩別された粉末
がそれぞれ5重量部(実施例2)または10重量部(実
施例3)用いられた。
このようにして得られたいずれも表面孔径が0.1μm
以下の多孔質膜について、塩化ナトリウム−シリカゲル
混合微粉末を用いなかった比較例2共々、乾燥空気透過
速度を圧力差0.4kgf/crJの条件下で測定し、
次のような値(20℃換算値)を得た。
実施例2   1.87xlO−” a&/cn?−s
ec−anHg実施例3   2.01X10−2m/
cffl・sec−cmHg比較例2   7.80X
 10−’ aJ/a(−sec−anHg実施例4〜
5、比較例3 実施例1において、塩化ナトリウム微粉末5重量部の代
りに、硫酸ナトリウム微粉末(粒径75μm以下)が5
重量部(実施例4)または10重量部(実施例5)用い
られた。
このようにして得られた表面孔径が0.1μm以下の多
孔質膜について、硫酸ナトリウム微粉末を用いなかった
比較例3共々、乾燥空気透過速度を圧力差0.2kgf
/a+fの条件下で測定し1次のような値(20℃換算
値)を得た。
実施例4   9.lX1O−2cxl/ci−8ec
cwH(<実施例5   9.5X10−” ci/c
n?−sec−anHg比較例3 、   1.9X1
0−” cn?/a+f°sec°anHg実施例6〜
7、比較例4 実施例4〜5、比較例3において、凝固浴として5℃の
水の代りに13℃のメタノールが用いられた。得られた
多孔質膜の乾燥空気透過速度は、次の如くである。
実施例6   11.0X10−” ci/a+Lse
c−cnl(g実施例7   14.0X10−” c
i/al−sec−cml1g比較例4    8.3
X10−2cm/a(°sec°anHg実施例8〜9
、比較例5〜6 実施例1において、製膜原液としてポリスルホン20重
量部およびジメチルホルムアミド80重量部よりなるも
の(実施例8)またはポリスルホン1o重量部およびジ
メチルホルムアミド90重量部よりなるもの(実施例9
)が用いられ、それぞれ塩化ナトリウムが用いら・れな
かった場合(比較例5〜6)共々、得られた多孔質膜の
乾燥空気透過速度が測定された。
実施例8   1.87X10−” a7/aJ−se
c−cnHg実施例9   9.27X10−2ci/
a+Lsec−ant1g比較例30 比較例4  表面孔が大きくピンホール多数(1,10
XLO−1ci/a+lsec−anHg)実施例10
〜11 実施例1において、調製した塩化ナトリウム微粉末添加
キャスト液および実施例4において調製した硫酸ナトリ
ウム微粉末添加キャスト液について、これらの添加微粉
末が沈降してキャスト液として使用できなくなる迄の時
間を測定すると、それぞれ20分および60分の値が得
られた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、膜形成性重合体を有機溶媒に溶解させた製膜原液を
    流延した後凝固浴中に浸漬し、多孔質膜を製造するに際
    し、水溶性無機塩微粉末を添加した製膜原液を用いるこ
    とを特徴とする多孔質膜の製造法。
JP63063107A 1987-11-27 1988-03-18 多孔質膜の製造法 Pending JPH02647A (ja)

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JP62-297463 1987-11-27
JP29746387 1987-11-27

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Cited By (3)

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