JPH04506675A - 高沸点極性有機溶媒に溶解したポリ(エーテルエーテルケトン)からつくったフィルム、ファイバ及び微孔性膜 - Google Patents

高沸点極性有機溶媒に溶解したポリ(エーテルエーテルケトン)からつくったフィルム、ファイバ及び微孔性膜

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JPH04506675A
JPH04506675A JP2504026A JP50402690A JPH04506675A JP H04506675 A JPH04506675 A JP H04506675A JP 2504026 A JP2504026 A JP 2504026A JP 50402690 A JP50402690 A JP 50402690A JP H04506675 A JPH04506675 A JP H04506675A
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チャウ,チー―チュン
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マホニー,ロバート デー
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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】 高沸点極性有機溶媒に溶解したポリ(エーテルエーテルケトン)からつくったフ ィルム、ファイバ及び微孔性膜 微孔性膜は分離技術の分野で周知の製品である。しばしば非対称多孔性をもつフ ィルム又はファイバの形の、限外濾過や逆浸透に有用なポリ・マー膜も周知であ る。これらの膜フィルムは通常ポリマーを溶媒にとかし、溶解1、たポリマーを キャストして支持体上の薄いフィルムとし、この支持体とポリマーフィルムを、 ポリマー溶媒と混和するがポリマーの溶媒とはならない液体浴に浸漬してつくら れる。
ポリ(オキシ−1,4−フエニレンオキシ−1,4−フェニレン−カルボニル− 1,4−フェニレン)(より一般的にはポリ(エーテルエーテルケトン)又はP EEKとして知られる〕は多くの用途ですぐれた化学的及び物理的性質を示す。
PEEKは室温で一般の有機溶媒に悪影響を与えられることは知られていない。
PEEKはまた、高濃度の強酸を除き、酸及び塩基にも安定である。高融点(約 367℃)、高ガラス転移点(約145℃)、低溶解性及び高化学抵抗性のため PEEKは悪環境の分離での微孔性膜材料として選択の対象になワうる。
しかしPEEKの一般的な不溶性は膜自身としての性質や有用性にはすぐれるが PEEKからの膜の製造を困難にする。微孔性PEEK膜はこれまで報告されて いないPEEKの溶解性は濃硫酸について(独特許3,321゜860及びRo se等の米国特許4,320,224.9欄5行)報告されている。濃H,So 、に溶かしたPEEKをキャストして膜をつくっている。しかしこの膜は最早P EEKではなく、スルホン化されたものである。化学組成が変化したことにより PEEKの特性は失なわれ、水に必要とされるのは、PEEK系ポリマーの融点 以下の温度PEEK系ポリマーかも多孔性フィルム、多孔性ファイバ、中空多孔 性ファイバその他を製造する方法である。必要とされるのは、溶媒又は溶媒混合 物とポリマーを化学的に変性又は分解しない非溶媒を用いて微孔性膜やファイバ 等のポリ(エーテルエーテルケトン〕系ポリマーの製品であってポリマーの高い 強度と溶媒抵抗性を成形品段階でも維持するものをつ(る方法である。PEEK 、の溶液からスルホン化されていす、水によって膨潤しないPEEKの微孔性膜 をつくることが望まれる。
本発明は氷にさらしたとき膨潤しないPEEKからなる微孔性膜フィルム及び中 空微孔性半透膜ファイノ(を製造する方法を提供する。また本発明はPEEKを もつ限外濾過及びマイクロ濾過半透膜の製造法を提供する。非対称限外濾過(U F)膜として及び複合逆浸透(RO)膜用支持体として有用な中空ファイバ及び 半透性平担シート膜もPEEKから製造できる。
本発明方法の要部はPEEKがある種の高融点極性有機溶媒に溶解される点にあ る。本発明方法により中実ファイバ、多孔質中空ファイバ、多孔質シート膜及び PEEKの他の有用な製品をその融点より十分に低い温度で製造することが可能 となる。シート状の微孔性膜はPEEKのフィルムキャストにより本発明方法で つくりうる。中実又は中空ファイバ形の微孔性膜はある種の高融点極性有機溶媒 にとかしたPEEKを押出すことにより本発明方法でつくりうる。
本発明のPEEK系ポリマーのフィルムの製造法は、6員環をもち沸点175℃ 〜420℃をもつ極性有機溶媒にPEEK系ポリマーをとかし;そしてこのPE EK系ポリマー溶液を平滑な不透過性表面をもつ支持構造体上にキャストするこ とからなる。
微孔性ポリ(エーテルエーテルケトン)系(PEE)膜フィルム又はファイバを 製造する本発明の好ましい方法は: A、(i)少なくとも1の非スルホン化PEEK系ポリマー及び (11)少な(とも1つの6員環構造をもち且つ175°Cと420℃の範囲に 沸点をもっていて、膜又はファイバ押出し又はキャスト温度でPEEK系ポリマ ーの少なくとも1.0重量%を溶かすことができる極性有機溶媒との混合物をっ くり; B、この混合物をこの混合物が均一液体になる温度に加熱し; C1この均一流体を膜フィルム又はファイバを形成するよう押出し又はキャスト し; D、この膜フィルム又はファイバを膜が固化するよ5冷却又は凝固させ;そして E、この膜フィルム又はファイバをPEEK系ポリマー用の溶媒の少なくとも1 部を膜から除くように浸出処理する、ことからなる。
図IAはベンゾフェノン溶媒の急冷溶液からキャストしたPEEK膜を空気にさ らした表面の走査電子顕微鏡写真である。
図IBはベンゾフェノン溶媒の急冷溶液からキャストしたPEEK膜の製造過程 でのガラス板と接触している表面の走査電子顕微鏡写真である。
図2Aはベンゾフェノン溶媒の徐冷溶液からキャストしたPEEK膜の製造過程 でのガラス板と接触している表面の走査電子顕微鏡写真である。
図3はα−クロロナフタレン溶液からキャストしたPEEK膜の空気にさらした 表面の走査電子顕微鏡写真である。
図4は選んだ溶媒中のPEEKの温度溶解性の複合グラフである。
ポリ(エーテルエーテルケトン)系(PEEK系〕ポリマーはエーテル結合−R −0−R−とケト/結合−R−CO−R−1ここでRは2価の芳香族基である。
を主としてもつポリマーである。Rとしては式1の置換又は非置換フェニレンが 好ましい。
ここでXはそれぞれにおいて独立に水素%Cl−4アルキル又はハロゲンであり 、 mは0〜4の整数である。
Xは好fしくは水素、メチル、エチル、塩素、臭素又はフッ素である。
本発明の範囲に含まれるポリ(エーテルエーテルケトン)系ポリマーの例にはポ リ(エーテルケトン)(PEK)、ポリ(アリールエーテルケトン)(PAEK )、ポリ(エーテルエーテルケト7)CPEEK)、ポリ(エーテルケト7ケト ン)(PEKK)、ポリ(エーテルエーテルケトンケトン)(PEEKK)及び それらの混合物がある。本発明で用いるに特に好ましいポリ(エーテルエ・−チ ルコケトン)系ポリマーはPEEK、即ちポリ(オキシ−p−フェニレンオキシ ーp−フェニレンカルボニル−p−フェニレン)である。PEEKは式2の反復 単位からなる。
式2 別の特に好fしいポリ(エーテルエーテルケトン)系ポリマーはPEK%R口ち ポリ(オキシ−1,4−7エ二レンカルボニルー1.4−フェニレン)テアル。
PEKは式3の反復単位からなる。
式3 市販のPEEKたとえばVictrex” P E EK 450(ICIアメ リカの商標TM )はガラス転移温度約143″C、融点的334’Cをもつ。
これら市販のPEEKは約91.7MPa (13300ps+)の引張強度( A STMテスト法D638 )、約50%の破断伸度(ASTM テ、x ) 法D638)(約23”C及び0.5 cml 分(0,2インチ/分)のテス ト速度で)、約95MPa(13800psi)の極限ぜん断強度(ASTMテ スト法D3846)をもつ。また1300MPa(188500psi)の引張 モジュラス及び約3600MPa(522100psi)の引張モジュラス(1 %七カンI−) (ASTMテスト法D638、約23℃で)。これらポリマー の合或は公知である。米国特許4,320,224号及び4.331,798号 参照。
本発明の微孔性PEEK膜はたとえば粉末、べVット又は他の適宜の入手可能な PEEKの細分化彫物等のPEEKの固体粒状物から好ましくつくられる。P  EEK系ポリマーはUSAプラウエア州ウイつミントンのIC■アメリカス社か ら米国登録商標VICTREXとして市販されているような市販品を用い5る。
また出発物質の4,4′〜ジフルオロベンゾフエノンとハイドロキノンに窒素雰 囲気中320°C以下の温度で無水炭酸カリウムを加える等の縮合重合反応でつ (ることもできる。Rose等の米国特許4,320.224にその結論が述べ られている。
本発明による成形品、ファイバ及び膜は適切な高沸点溶媒のPEEK系ポリマー 溶液からつくられる。溶解したPEEKの溶液をつくるに適する溶媒はある程度 の極性をもつ有機化合物である。それら有機化合物の主要割合は芳香族又は多核 芳香族成分をもつ。本発明に有用な溶媒は炭素と水素から主としてなり、任意に 酸素、窒素、硫黄、ハロゲン及びこれらの混合物を含み、分子量は160〜45 00間にある。各溶媒化合物は少なくともlの6員環構造をもつ。各溶媒化合物 は175° と420°Cの間の沸点をもち、膜形成温度でポリ(エーテルエー テルケトン)系ポリマーの少なくとも10重量%を溶解し5るものである。より 好ましくは上記形成、たとえば押出又はキャスト温度で少なくとも25重t%、 一度好fしくは少な(とも50重量−のPEEK系ポリマーを溶かす。
好ましい溶媒の例としてはジフェニル醸、N、N−ジフェニルホルムアミド、ベ ンジル、アンスラセン、1−フェニルナフタレン、4−ブロモビフェニル、4− ブロモジフェニルエーテル、ベンゾフェノン、l−ベンジル−2−ピロリジン、 0,0′−ジフェノール、フェナンスレン、トリフェニルメタノール、トリフェ ニルメタン、トリフェニレン、1,2.3−トリフェニルベンゼン、ジフェニル スルホン、2.5−ジフェニルオキサソール、2−ビフェニルカルボン酸、4− ビフェニルカルボン酸、m〜メタ−ェニル、4−ベンジルビフェニル、2−ペン ゾイルナフタ7ン、3−フェノキシベンジルアルコール、フルオラセ/、2.5 −ジフェニル−1,3,4−オキサジアゾール、9−フルオレノン、1,2−ジ ベンゾイルベンゼン、ジベンソイルメタン、p−ターフェニル、4−フェニルフ ェノール、4.4’−ジブロモビフェニル、n−シクロへキシル−2−ピロリド ン、2−メトキンナフタレン、p−メトキシフェノール、2−フェニルフェノー ル、エチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ペンタフルオロフェノール、ジメチ ルフタレート、フェニルベンゾエート、ジフェニルフタv−ト、2.6−ジフェ ニルフェノール、フェノチアジン、 4 、4’−ジメトキシベンゾフェノン、 9.10−ジフェニル−アンスラセン、ペンタクロロフェノール、ヒレン、9. 9’〜ビフルオレン、ターフェニル類の混合物、たとえばSantowax R TM混合ターフェニル(モンテント社の商標)、部分水素化ターフェニル類の混 合物、たとえばTherminol 66TM部分水素化ターフェニル(モンテ ント社の商標)、ターフェニルとコーターフェニルの混合物、たとえばTher minol 75 TM混合ターフェニルとコーター7エ=ル(モンケン) 社 t7’)m’lA ) 、1−−yエール−2−ピロリジノン、4,4′−イソ プロピリデンジフェノール、4.4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、4.4’ −インプロピリデンジフェノール、4.4′−ジヒドロキシベンゾフェノンコー ターフェニル及びそれらの混合物。これらすべての溶媒がポリ(エーテルエーテ ルケトン)系ポリマーすべての同じ効果をもつというわけではない。
当業者はそれぞれのポリマーに最適の溶媒を実験的に容易に選択し5る。
特に好ましい溶媒としてはm−ターフェニル、p−ターフェニル、ターフェニル 混合物、たとえ1fsan t+)waxRTM 混合ターフェニル(モンナン ト社の商標)、Therminol 66 TM 部分水素化ターフ x 二#  (モンケン) 社商m)、ターフェニルとコーターフェニルの混合物、たとえ ばTherminol 75 混合ターフェニルとコーターフェニル(モンサン ト社の商標)、ジフェニルスルホン及びそれらの混合物がある。
PEE系ポリマーの溶液は溶媒と固体PEEK粒子の混合物を攪拌下に加温して つくられる。溶媒と固体粒子又は細片化したPEEKを175〜390℃の温度 に加熱攪拌し溶解させる。
PEEK固体の混合時間は選んだ高沸点極性有機溶媒、固体PEEK粒子のサイ ズ、混合物の温度によって異なる。固体粒状PEEKのサイズが小さくなるにつ れ溶解時間は減少する。高沸点極性有機溶媒の最低の有効混合温度は溶媒が液状 である温度である。最高有効混合温度は選んだ溶媒の沸点である。溶媒対PEE Kの重量比は95:5〜5:95でかわり5る。極性有機溶媒対PEEKの比は 50 : 50〜90 : 10が好ましく、特に60:40〜85:15が好 ましい。混合時間は種々の因子でかわるが通常の攪拌条件では5〜120分の間 である。
ポリマー溶液から相転移法で微孔性膜をつくることは公知である。相転移はポリ マー溶液が微孔性膜から溶媒が完全に除かれる前に半固体ゲル相を形成する微孔 性膜の製造法である。相転移によるポリマー膜の製造法は膜用に選んだポリマー が、好ましくは室温で溶解することである。通常の相転移では、ポリマー溶液混 合物をそれがポリマー溶媒と相溶性のある凝固液体と接触したとき、ポリマーが 溶液混合物から沈澱する。通常の相転移でつくった微孔性膜の多孔性はポリマー 溶液が凝固用液体と接触してポリマーが沈澱することによってもたらされる。相 転移法をPEEKのような結晶性ポリマーに応用した例はない。意外にも微孔性 膜がここに述べる方法によりPEEKの溶液からつくられるのである。
非支持PEEK膜の平坦シートは室温でガラス板等の滑らかな支持表面に溶解し たPEEK溶液を室温でキャストし、凝固後ガラスから膜を剥離してつくられる 。有利には、支持されたPEEK膜がキャストしたフィルム又は膜に剛性と強度 を付与するため補強媒体を入れろことによってつくられる。補強媒体としてはウ ェブ又は布帛、たとえばガラス繊維不織布、ポリエステル不織布、があるがセラ ミックも用いうる。
補強材はPEEK溶液をキャストする前に滑らかな支持構造体上に置きそこにP EEKg液をキャストする。
好ましい補強材は凝固のインターバル間にPEEKの上昇した温度にさらされて も溶融や変質をしないものである。
あるいは、溶液をエンドレスベルトや回転ドラムにキャストする連続法も用いう る。キャスト表面はあとで膜が容易に分離できるものであればよい。たとえばシ リコーン、被覆ガラス、テフロンTR又は金属、又は膜が接着しない表面等の低 表面エネルギーをもつ表面上にキャストする。また水や水銀等のポリマーと実質 上非混和性の液体の表面上にキャストすることもできる。また膜をつくった後そ こから溶解除去し5る支持体上にキャストすることもできる。また多孔性支持表 面にキャストすることもできる。
PEEKの高沸点極性有機溶媒溶液から膜フィルムをつくる場合、ガラス等の滑 らかな支持表面にキャストして非支持膜をつ(るか又は繊維質支持表面にキャス トして支持膜をつくることにより好ましい非対称膜構造物をつくりうる。非対称 はPEEK溶液と空気との界面での溶媒の蒸発がPEEK溶液と膜キャスト表面 、たとえばガラスとの界面での蒸発より早いことによって得られるものであると 思う。空気−ポリマー溶液界面で膜の表面のポリマー密度の上昇が認められる。
この膜の非対称性は空気−膜界面又はスキンに選択透過層をもたらす。かなりの 程度選択透過スキン層は膜の孔サイズ、濾過及び選択性をきめる。膜からの溶媒 蒸発の条件を加えることはスキン形成を変性する上で好ましいパラメーターとい え、それにより微孔性膜の濾過性質、半透性、操作特性をかえることができる。
生成する微孔性膜のモルホロジーはまたPEEK溶液の冷却速度又は凝固速度に も関連する。キャストしたてのPEEK溶液の膜フィルム上に空気をふきつげて 冷却速度を高めると、室温の空気で徐冷した膜に比し水の透過速度が小さくなる 。空気で徐冷したサンプルの最大孔サイズは急冷サンプルよりほぼ2倍太きい。
たとえば空気冷却サンプル膜は0.091μmの孔保持サイズをもつ。空気中で 徐冷してつくった同じ膜の孔保持サイズは0゜173μmである。これらの実測 孔サイズは制限的なものではな(、代表例である。この現象はスピノダル分解の ようにしてPEEK溶液の液相が分離し、それにより沈澱する溶媒滴がPEEK から分かれポリマーマトリックス中に溶媒を含む孔を形成することによるものと 思われる。
所望により、PEEK系ポリマーのできかげているフィルム又はファイバの上記 したガス冷却又は凝固につづき、又はその代りに、ポリマー成形物をPEEK系 ポリマーに対し実質上非溶媒である液体環境中で冷却、たとえば急冷し℃もよい 。液体環境中でのフィルム又はファイバの冷却又は凝固はスキン形成、膜の非対 称性を変えそれにより膜の濾過性質、半透性及び操作性をかえるのに有効である 。
凝固流体の浸漬やスプレーはつ(もれつつあるフィルムやファイバを凝固流体と 接触させる好ましい方法である。高沸点PEEK溶媒と親和性の小さい流体はつ くられつつあるフィルムやファイバから熱を除くことによって凝固を起こしうる 。低親和性又は非混和性の凝固流体はその温度がつくられつつあるフィルムやフ ァイバの温度より低いときにより効果的である。
高沸点PEEK溶媒に対し低親和性又は非混和性の凝固流体とり(もれつつある フィルム又はファイバを接触させると凝固流体と接触しているPEEK系ポリマ ーの成形物の表面上にスキンができる。スキンの形成はり(られつつあるフィル ムやファイバがより低温の凝固流体に熱を移動するときにおころ熱効果によるも のと思われる。この新たに凝固した成形物は溶媒除去工程の完了までの取扱いに 対し十分な構造一体性をもっている。
つくられつつあるPEEK成形物と高沸点極性有機溶媒と高凧和性の凝固流体と を接触させると低親和性の凝固流体でつくられるより膜スキン中の細孔数が多く なる。細孔数が多いと膜からのフラックスが増し濾過性質が向上する。PEEK 溶媒に対し高親和性の凝固流体は室温でこの溶媒と高い混和性をもち且つ低粘度 をもつ。この性質によりPEEK用の高沸点有機溶媒が凝固流体と速かに平衡状 態をつくることが可能となる。PEEK溶媒に対し高親和性をもつ凝固流体も生 成膜からPEEK溶媒を除去することによる流出の侵出(後記)作用に寄与する 。
PEEK溶媒に対し低親和性をもつ好ましい凝固液には水及び水とテトラエチV ングリコール、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン 、ポリプロピレングリコール、その他のポリグリコールとの混合物がある。高親 和性をもつ凝固流体にはメチルアルコール、エチルアルコール、n−7’ロピル アルコール、i−プロピルアルコール、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、 N−メチルピロリドン(NMP )、N−シクロへキンルー2−ピロリドン、ジ メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド及びジメチルアセトアミドがある凝 固液の最高温度は膜又はファイバが悪影響を受けない温度でその沸点以下である 。好ましくは0〜200°C1より好ましくは0〜100°Cである。液体冷却 域の滞留時間は好ましくは120秒以下、より好ましくは30秒以下である。
PEEK系ポリマー用の高沸点溶媒は揮発性溶媒の場合はフィルム又はポリマー から除去され5る。PEEK系ポリマーからの溶媒の除去は、ポリマー溶媒は混 和するがPEEK系ポリマーは不溶の他の、好ましくはより揮発性の、液体即ち 「非溶媒」での抽出又は浸出によって促進される。PEEK系ポリマーは一般の 有機溶媒に不溶であることが知られており、PEEK系ポリマー用の高沸点極性 有機溶媒は、ポリマー膜に悪影響を与えずにそれと混和性のある一般溶媒によっ て凝固した膜から浸出させることができる。PEEK系ポリマー用の高沸点極性 有機溶媒を除去するのに有効な一般有機溶媒としてはトルエン、キシレン、c、 −6アルコールb c、−、ケトン5ct−8スルホン、C34ハロゲン化アル ケニル、及びC14ハロゲン化アルキル、メチレンクロリド、四塩化炭素、1, 1.1−)リクロロエタン及びトリクロロエチレンがある。溶媒浸出工程は十分 多量の一般溶媒での単一の抽出により又は何回かの溶媒抽出により行なうことが できる。好ましい膜浸漬時間は5〜120分、好ましくは60分以下である。浸 出浴の最高温度は膜又はファイバが悪影響を5けない温度である最低温度は膜や ファイバからの溶媒及び/又は非溶媒の除去が適切な速度で起こり5る温度であ る。好ましくは0〜280’C1より好ましくは0〜80°Cである。
PEEK系ポリマーを10%より少なく溶解するためPEEK用非溶媒に分類さ れる流体は本発明のフィルム、ファイバ及び成形品の製造において凝固目的に筐 た可塑剤としても有用である。これらの非溶媒は主に炭素と水素からなり、任意 に酸素、リン、ケイ素、窒素、硫黄、ハロゲン及びその混合物を含有し、且つ分 子量が120〜455で、沸点が240〜480’Cで、押出し温度でポリ(エ ーテルエーテルケト/)系ポリマーを10重量%より少し溶解する。より好まし い非溶媒は沸点3゜O〜480’C,さらに好ましくは350〜480″c、最 も好ましくは400〜480’Cをもつ。非溶媒は好ましくは用いたPEEKポ リマー用溶媒に加温下に溶解するものである。
本発明に有用な非溶媒には1,3.5−11フエニルベンゼン、テトラフェニル メタン、テトラフェニルシラン、ジフェニルスルホキシド、1.1−ジフェニル −アセトン、1.3−ジフェニルアセト/、4−アセチルビフェニル、4.4’ −ジフェニルベンゾフェノン、1−ペンソイル−4〜ヒヘリドン、ジフェニルカ ーボネート、シヘンジル、ジフェニルメチルホス7エー)、1−7’ロモナ7り v7.2−フェノキシビフェニル、トリフェニルホスフェート、シクロヘキシル フェニルヶトン、1゜4−ジベンゾイルブタン、2,4.6−ドック00フエノ ール、鉱油、パラフィン油、石油、たとえばMobilthem 600 熱交 撓曲、Mobi l them 603 T’ 熱交撓曲、Mobjl the m 605 熱交撓曲(いづれも米11310017 ニューヨーク州ニューヨ ーク イースト42 ストリートエ5o モービルオイル コーポレーシヨンの 商り、ステアリン酸ブチル、9−フェニルアンスラセン、2−フェニルフェノー ル、1−エトキシナフタレン、フェニルベンゾエート、■−フェニルデカン、1 −メトキシナフタV7.2−メトキシナフタンン、1.3−ジフエノキシベンゼ /、1,8−ジクar:Iア/スラキノン、9.10−ジクロロアンスラセン、 ポリリフM、1−りt:rロナフタレン、ジフェニルエーテル、1−フクロヘキ シル−2−ピロリジノン、水素化ターフェ二#、t、−ト;trf、H−40T M水素化ターフェニル(モンテント社の商標)、ジオクチルフタレート、5−ク ロロ−2−ベンゾキ丈ゾロン、ジベンゾチオフェン、ジフェニルスルフィド、ジ フェニルクロロホスフェート、フルオレン、スルホラン、ミリスチン酸メチル、 ステアリン酸メチル、ヘキサデカン、ジメチル7タレート、テトラエチレングリ コールジメチルエーテル、ジェチVングリコールジブチルエーテル、トコサン、 エイコサン、ビトリアコ/タン、2.7−ジメトキンナフタレン、2,6−シメ トキシナフタレン、0−ターフェニル、1.1−ジフェニルエチレン、イプシロ ンカプロラクタム、チアンスレン、シリコーン油、たとえばDC−704TMシ リコーン油及びDC−710TMシリコーン油(米国48640ミシガン州ミド ランドのダウコーニング社の商標)及びそれらの混合物がある。
最も好ましい非溶媒には1,3.5−トリフェニルベンゼン、テトラフェニルメ タン、テトラフェニルシラン、9−フェニルアンスラセン、トドリア;メタン及 びこれらの混合物がある。
ある種の化合物はここに述べた用語の定義に従った溶媒と非溶媒又は凝固流体の 両方の機能を示しうろ。凝固温度において選ばれた化合物中のポリマ〜の溶解度 によってその化合物は本発明の実施において逆の働きをしうる。凝固流体温度が 低くなると有用な凝固流体の選択可能性が増す。室温では液状である上記したい づれの化合物も凝固流体として有用である。これらの化合物の例には2−メトキ シ−ナフタレン、ジメチルフタレート及びN−シクロヘキシル−2−ピロリドン がアル。
ここに開示した、PEEKをとかすための高沸点極性有機溶媒はそれにとかした PEEK溶媒の抽出によりPEEKQ中実及び中空ファイバの製造を可能にする 。適切な溶媒の選択及び適切な非溶媒又は凝固流体の選択により押出された中空 ファイバ膜のモルホロジー、特に孔構造が影響をうける。ファイバ補強複合体で の使用ではファイバは非連結又は連結いづrかの孔構造をもつ。液体分離膜、液 体又はガス分離膜用支持体としての使用では、ファイバは好ましくは連結孔構造 をもつ。非連結孔構造では膜中の孔は、膜の一方の側と反対側との孔が直接には 接続しないため完全には連結していない。しかし膜のポリマー密度の高い領域を とおして流体が溶解−分散移動することにより膜を通しての流体流動は可能であ る。連結孔構造では膜の一方の側と反対側の孔が直接接続しているため孔が完全 に連結しており、膜を通しての流体流動は主に膜の孔を通る移動で行なわれる。
PEEK系ポリマー溶液から公知の方法でつくったファイバは通常の動力ワイン ディング装置を用い適切なサイズに引張り処理できる。引張り(ドローイング) は浸出の前、後又は浸出中に起こり5る。引張り温度はその時点で膜が可塑剤を 含有するかど5がで異なる。実質上可塑剤のない膜では、ポリ(エーテルエルチ ルケトン)系ポリマーのガラス転移温度以上結晶融点以下の温度で引張り処理さ れる。膜を引張つ処理する最低温度は好プしくは少なくとも140°C1より好 筐しくは少なくとも約150″Cである。最高温度は好ましくは360°C以下 、より好ましくは330”C以下である。可塑剤入りの膜では周囲温度とポリ( エーテルエーテルケトン)系ポリマーの融点又はポリ(エーテルエーテルケトン )系ポリマーと可塑剤との混合物の降下融点の間の温度で引張り処理される。引 張り温度の好ましい下限は25°C以上、好ましい上限は降下融点より10’C 低い温度又はそれ以下である。
膜は張力下に延伸して引張り処理される。ドロー比は11〜10である。ドロー 比とは引張り処理前の膜のもとの長さと引張り処理後の膜の最終長さの比である 。引張り度はまたLf Lj )/Li X100 (CコテLf G?。
引張り後の膜の遺終長さ、Liは引張り前のもとの長さ)に等しい伸度(%)と しても表わされる。
引張り処理のライン速度は臨界的でなく広い範囲で加えうる。典型的なライン速 度は9m/分(30フィート/分)〜90m/分(300フィート/分)である 。膜処理に用いる中空ファイバの場合、ファイバは好ましくは50〜3000ミ クロン、より好ましくは80〜2000ミクロンの外径と好ましくは10〜40 0ミクロン、より好ましくは20〜400ミクロンの内径をもつ。
ファイバ補強複合体に用いるファイバの場合、ファイバは好ましくは5〜100 ミクロン、より好ましくは5〜約50ミクロンの外径をもち、所望により好まし くは2〜45ミクロン、より好ましくは2〜20ミクロンの壁厚をもつ中空状で ありうる。
浸出に続き、ファイバを乾燥する。乾燥前に、ファイバ中に残る浸出液は所望圧 より、乾燥中に孔が破れるおそれを少なくするため、浸出液に対する溶媒でポリ マーに対する非溶媒であり、低い表面張力をもつ、より揮発性の非極性乾燥剤で 交換しつる。好ましい乾燥剤にはFreo口113 クロロフルオロカーボン( 米国19898 プラウエア州つイルミントンのE−1,du Pont de Nemo u r S の商標)がある。この交換は膜に悪影響を与えない温度 、好ましくは0〜45°Cで行なわれる。ファイバは空気中又は窒素等の不活性 ガス中で乾燥し5る。
乾燥は減圧下でも行ない5る。乾燥は望fしい速度で進み且つ暁に悪影響を与え ない温度で行なわれる。好ましくは0〜140°C1より好ましくは10−8  ”’Cで行なわれる。乾燥時間は好ましくは少なくとも30秒、より好ましくは 少なくとも60秒である。
本発明の微孔性膜はその多孔度と孔サイズに特徴がある。多孔度はファイバのボ イド容積についてのものであり、100XCI−(d(dpgEK)(ここでd fは浸出した最終ファイバの密度、dFEEえはPEEK系ポリマーの密度であ る。非連結孔をもつ本発明のファイバは好ましくは10〜90%の多孔度をもつ 。連結孔をもつ本発明のファイバは好ましくは20〜70%、より好ましくは3 0〜65%の多孔度をもつ。孔サイズは走査電子顕微鏡及び/又は重点、溶媒フ ラックス及び分子量カットオフの測定を含むいくつかの方法でしらべられる。こ れらの方法は微孔性膜の孔サイズの特定化のために当該分野で周知である。ニュ ーヨークのJohn Wiley & 5ons発行のRobert Kest ing著 5ynthetic PolymericMembranes、 2 編、1985.46−56頁、 Channing R,Robertson( スタッフォード大学)著、 Mo1ecujar and Macromole cular Sieving by AsyrrmetricUItrafil traNonMembranes、0WRTンボート、NTl5 鷹PB85− 1577661EAR,1984年9月、及びASTM テスト法F316−8 6参照本発明の好ましい態様において、本発明方法は連結孔をもつ微孔性中空フ ァイバ膜をつくる。これらの膜はマイクロ濾過、限界濾過、透過蒸発(パーベー ポレーションン及び膜蒸留といった膜分離法での液体処理に有用である。これら の中空ファイバはまたガス又は液体分離複合膜用の多孔性支持体としても有用で ある。特に好!しい態様において、本発明方法は限外濾過及びマイクロ濾過用に 有用な微孔性中空ファイバをつくる。限外濾過とマイクロ濾過は粒子又は溶質を 溶液から分離する微孔性膜を用いる圧力で促進する濾過法である。分離は粒子サ イズ又は分子量の差によって行なわれる。
多孔度は膜のボイド容積率である。多孔度はボ・rドのないポリマーの密度から また膜の湿重量と乾重量の差からM量分析で測定できる。膜は使用条件下に十分 な機械的強度を保持しながら膜を通して十分な7ラツクスを可能とする多孔度を もつべきである。本発明の膜は好ましくは少なくとも10%、より好ましくは少 なくとも15チの多孔度をもつ。本発明の膜は好ましくは90%以下、より好ま しくは20%以下の多孔度をもつ。
膜の孔サイズは走査電子顕微鏡、及び/又は重点、ガスフラックス、水スラック ス及び分子量カットオフの測量を含むいくつかの方法で測定できる。与えられた 膜の孔サイズは、狭い又は広い孔サイズのある範囲をこえて分布しうる。
膜の重点(バブルポイント)圧力は膜の孔中に液体を入れ圧力セル中でモニター して測定できる。セルの圧力は空気の泡は膜を透過するまで徐々に増加する。孔 が大きいほど低圧で透過するので、泡の最初の出現は膜の最大孔サイズを示す。
空気に透過性の孔の数が圧力の少しの増力aで実質的に増えると、孔サイズ分布 が狭いことを示していることになる。空気透過性の孔の数が圧力の増加につれ徐 々に増加すると、孔サイズ分布が広いことを示していることになる。孔サイズと 重点圧力の関係は次式から計算できる。
ここでrは孔半径、 Gは表面張力(水/空気) Pは圧力である。
限外濾過に有用な本発明の膜は好ましくは変性アルコールでの重点が少なくとも 34.5kPa(5ps i )を示す。
限界濾過に有用な本発明の膜の平均孔サイズは好ましくは5〜100オングスト ローム、より好ましくは10〜500オングストロームである。これらの膜の最 大孔サイズは好ましくは1000オンゲス)0−ム以下、より好ましくは800 オングストローム以下である。マイクロ濾過に有用な本発明の膜の平均孔サイズ は0.02〜10ミクロン、より好ましくは0.05〜5ミクロンであり、最大 孔サイズは好ましくは10ミクロン以下、より好ましくは8ミクロン以下である 。
ガスフラックスは次式で示される。
標準ガスフラックス単位は cW?(STP) 一3秒偲Hg ここでSTPは標準温度と圧力を示す、である。
本発明の膜は好ましくは窒素のガスフラックスが少な水フラツクスは与えられた 温度及び圧力条件下でで示される。
本発明の膜は好fしくは少なくとも の水フラックスを示す。
この分離法は膜に悪影響を与えない圧力、即ち膜を機械的に劣化させない圧力で 操作すべきである。膜を横断する圧力差は孔サイズ及び多孔度を含む膜特性に依 存する。本発明の膜では膜の横断圧力差は好筐しくは35.4kPa〜3450 kPa(5〜500psig)、より好ましくは69mPa〜2070kPa( 10〜300psig)である。この分離法は膜の一体性に悪影響を与えない温 度で行なうべきである。連続操作では操作温度は好ましくは0〜350°C1よ り好ましくは15〜300°C1さらに好ましくは20〜250℃である。
連結対非連結孔の形成に影響を与えるPEEK系ポリマー用溶媒の選択に対する 更なる因子として押出しブレンド物中のポリマー濃度、溶媒の揮発性、できつつ あるファイバの冷却速度、押出しブレンド物中の非溶媒の組成等がある。非連結 孔をもつファイバの製造にはポリマーと溶媒を含有する押出しブレンド物を用い ることが好プしい。連結孔をもつファイバの製造にはポリマーと溶媒と非溶媒を 含有する押出しブレンドを用いることが好ましい。
混合物中の成分の濃度は多孔度、孔サイズ、成形法等の所望の膜特性によりかえ 5る。混合物中のPEEK系ポリマーの濃度は膜成形温度で押出又はキャストに 適する粘度になるものである。混合物の粘度は流体が成形用が損なれるほど低く ないものである。PEEK系ポリマ〜と可塑剤の押出混合物は通常非ニユートン 粘度挙動を有し、粘度に依存するせん断速度を示す。この混合物は押出し温度で 、10〜10000秒−1のせん断速度で、100〜1ooooポイズ、より好 ましくはせん断速度50〜10000秒−1で200〜1000ボイズの粘度を もつ。混合物中のPEEK系ポリマーの濃度は10〜80重量%、特に15〜4 0重量%が好ましい。
本発明の膜は溶液キャスト又は溶液押出しでつくることができる。溶液キャスト 法では、前記したよ5に、ポリマーを少なくとも1の溶媒及び加温下でポリマー 用溶媒と混和性の凝固流体として有用な化合物のよ5な少なくとも1の非溶媒と 接触させる。混合物を接触させる加熱温度は混合物が均一流体である温度であり 、ポリマーが分解する温度より低くずた溶媒を所望により非溶媒からなる可塑剤 が沸騰するより低い温度である。上限は300°C以下が好ましく、特に250 ’C以下が好ましい。
下限は少なくとも25℃が好ましい。接触は均一溶液とするため適宜の混合又は 攪拌下に行なわれろ。
押出し成形法では、PEEK系ポリマーと高沸点極性溶媒と所望により非溶媒か らなる押出し混合物成分を一般的な混合装置たとえばホバートミキサー等を用い て一般に知られた適宜の方法で押出し前に混合する。押出し混合物はまた樹脂ケ トル中で加熱下に混合することもできる。また混合物を2軸スクリュー押出し機 を通して押出し、押出物を冷却し、単−又は2軸スクリュー押出し機に供給しや すい粒子サイズに粉砕又はベレット化してもよい。また押出し組成物の成分を溶 融ポット又は2軸スクリュー押出し機中で直接組合せて一工程で膜に押出しても よい。静的ミキサーの使用は混合物の均一化に好ましい。この混合物を押出しに 適する粘度をもつ均一流体にする温度まで加熱する。この温度はPEEK系ポリ マー及び/又は可塑剤がかなり分解するほど高温であるか長時間さらすべきでな い。押出し温度は150〜40o’c、特に210〜380℃が好ましい。
中空ファイバはファイバルーメンの破壊を防ぐためにオリフィス内の迫力日の孔 を通してつくられつつある中空ファイバのボア(穴)に流体を射出することによ つ℃つくられる。射出流体はガス又は液体でありうる。コア流体の射出は窒素、 空気、二酸化炭素又は他の不活性ガス又はPEEK系ポリマー用の非溶媒である 液体、たとえばジオクチルフタV−)、ステアリン酸メチル、ポリグリコール、 鉱油、パラフィン油、石油、たとえばMobithermTM600.603及 び605熱交換油(モービルオイル ツーボレーションの商標)がある。フィル ム膜におけるとほぼ同様、膜操作特性、非対称度、スキン孔サイズ、及び物性及 び中空ファイバ膜のモルホロジーは高沸点溶媒の選択、押出ブレンド物中の任意 成分の非溶媒の選択、膜冷却速度、凝固流体の選択、溶媒抽出速度及び高沸点極 性溶媒済媒の抽出用有機溶媒の選択によつて影響を5ける。中空ファイバ膜の非 対称特性は凝固浴用のボア流体を抽出することによって逆にしうる。
ガス冷却の後に、又はそれに加えて、所望によりファイバをPEEK系ポリマー に対し実質上非溶媒であるがPEEK用高沸点極性有機溶媒と親和性の凝固流体 の液体環境中で冷却できる。得られるPEEK微孔性膜の多孔度、膜特性は高沸 点極性有機溶媒に対する凝固流体の相対的親和性によって影響をうける。
本発明方法でPEEKのフィルム、ファイバ、膜をつ(る温度におい℃、フィル ム、ファイバ又は膜キャスト又は紡糸の温度での高沸点極性有機溶媒の蒸気圧が かなりの溶媒を大気に損失させろ。溶媒蒸発の速度を制御することによつ℃膜の モルホロジーと性質をかえうる。できつつある膜からの溶媒損失速度の制御法と し℃は、高沸点有機溶媒の蒸気圧を減少させる手段としてキャスト溶液中のPE EK又はPEEKオリゴマー用溶媒より高い沸点をもつ有機非溶媒を添加し、中 空ファイバPEEK膜の形成中の溶媒損失を最小にする方法がある。
pEEK溶液が膜形底抜損失するのを防ぐ他の有効な方法に対流空気流から@を 遮断する方法、及びつくられたフィルム、ファイバ又は膜を、PEEK用の高沸 点有機溶媒に低親和性の凝固液体中に、凝固が実質上長わるまで浸漬する方法が ある。溶媒損失を制限するP EEKの中空ファイバ膜の製造での有効な更なる 手段として押出機と凝固浴の間の空気ギャップを最小にすること、従特表平4− 506675 (9) って形成されたPEEK溶液の露出時間を最小にすることがある。中空ファイバ 膜について記載したPEEK膜溶媒の蒸発の制御の実用的方法は中実ファイバ及 び平坦シー)PEEK膜の製造にRい℃も有効である。
次に本発明を実施例によって説明する。すべてのチは他にことわりのない限り重 量によ・る。
本発明の実施例用のPEEK系ポリマーはICIアメリカ社の市販品である。製 造者によると分子量はグレード150Gが7000、グレード380Gが130 00、グV−ド450Pが18000である。B15hop+M−T、、 Ru 5so、P+S、、Langley、に、H,著Macromolecules 、18,86.2786(1985)のデータから確立したMark−Houw i nk の関係(K=0.000745、a=0.65)を用い硫酸中にとか したサンプルの極限粘度を測定して重量平均分子量をめた。尚硫酸中のPEEK サンプルのスルホン化による分子量の変化も修正した。
サンプルの重量平均分子量はブレード150G PEEKが20700%グレー ド380Gが32200.グレード450Pが39200である。分子量はここ では重量平均分子量を意味する。
実施例1゜ 一連の処理のそれぞれにおいて%0.51部のPEEK(ICI、米国プラウエ ア州つィルミングトンから入手でき、登録商標VICTREX■380P粉床と して販売され℃いる)¥ガラス製ボトル中で高沸点溶媒の4〜7αと混合した。
室温で固体であるところのリストに示された溶媒の場合、0.52のPEEKは 、22〜67のその溶媒と混合せしめられる。そのガラス製ボトルは、Sybr onTMNuova −I Iエレクトリックホットプレートセット上で加熱せ しめられ、′j6およそ30分間約3000Cのサーモカップルでもって測定さ れた表面温度に保持し℃、PEEKを溶解せしめる。溶解された場合、得られた 溶液は均一な透明な液体で色はベージュまたは褐黄色である。室温にまで冷却せ しめると、その溶液は、明らかなあるいは目視でわかるよっな相分離はなくて固 化する。実施例1においてPEEK溶液の製造に用いられた溶媒としては次のも のがあげられる:α−クロロナフタンン 259 ジフエニルスルホン 379 2−フェニルフェノール 282 p−メトキシナフタンン 274 エチル 4−ヒドロキシベンゾエート 297n−シクロへキシル−2−ピロリ ドン 305ペンタフルオロフエノール 178 ジメチルフタV−ト 284 フエニルベンゾエート 298 実施例2(a) PEEK(VICTREX”380P)と<yゾ:zエノンとの試料を重量対重 量比でl:6のPEEK対ベンジベンゾフェノンmのガラス製ボトル中で一緒に 混合した。そのボトルを均一な液状溶液形態になるまで約300℃の表面温度を 有するホットプレート上で約30分間加熱する。調↓された溶液を、100°か ら150℃の温度にあらかじめ加温されたホットプレート上でガラス製のスライ ド5emX7.Sem上で型を形成した。次に形成しつつあるPEEK膜フィル ムを送風機ですばやく室温に冷却する。
冷却後、その膜サンプルをレザーブレードでそのガラススライドからはがし、1 時間メタノールにひたし、ベンゾフェノンをこし取る。そのサンプルは白色の外 観を有し、メタノール中では元に対して不透過性を示す。次にそのサンプルを水 ですすぎ、3時間空気乾燥する。
走査型電子顕微鏡下でその膜のサンプル1に調べると、高度の非対称性を示し、 冷却しながら空気にさらすとその表面上に皮膜が形成していることを示している 。その皮膜の走査型電子顕微鏡写真では0.1〜0.3μmの直径の孔が可視さ れつる。冷却下七のガラススライドと接触していた膜の表面は1〜4μmの孔径 を示している。
図IAは、実施例2(a)に従って作成されたPEEK膜の空気にさらされた表 面の走査型電子M微視写真を表わし、それはその皮膜上に形成された複数の孔を 示している。
図IBは実施例2(a)に従って製造されたPEEK膜のガラスプレートと接し ていた表面の走査型電子顕微鏡写真を表わすものである。
実施例2(b) 実施例2(a)に8けろよ5にして形成され、90μm(36ミル(miJ)) の厚さを有する膜のサンプルを10meO’)大きさのろ適用セルのAm1co n Mode (8010に固定する。138kPa(20ps ig)の圧力 下、水の流速を0.12ml/cm2−min−atmとする。
実施例2(c) 実施例2(a)のようにして製造された膜を試験用のセル中に置いた。138k Paの圧力下で1粒子径0.091μmの15重ft%のラテックスのポリスチ アンラテックス溶液の水溶′ri、をその膜に保持せしめた。
実施例3(a) ベンゾフェノン中に溶解せしめたPEEKのサンプル暑、その溶液を型に形成せ しめた後そのスライド及び生成するPEEK模をゆっくりと冷却せしめることを 除き、実施例2(a)におげろようにしてガラススライド上でかたちを形成せし める。そのホットプレートは七のPEEK溶液がガラススライド上でかたちを形 成するにともないそのスイッチを切る。そのホットプレートは空気対流がないよ うにシールドされ、それにより溶媒の蒸発速度を制限する。そのホノトブV−) 及びスライドを100’〜150℃から室温まで周囲の空気でもって冷却する。
かように形成せしめられた膜のサンプルを走査型電子顕微鏡下に調べると、非対 称性であるが、実施例2(a)に関するすばやく冷却されたサンプルで観察され たより少ない程度のものであることを示している。空気にさらされたそれの表面 上に多孔性の網状構造(network )の形成がみられる。その皮膜にみら れる孔は、約1μmの直径を有している。
図2Aは実施例3(a)に従って製造されたPEEK膜の空気にさらされた表面 の走査型電子顕微鏡写真を表わすそのガラスと接触していた膜の表面を調べろと 、1μmから4μmの直径を有する孔をしめしている。
図2B+工実施例3 (aJに従って製造されたPEEK膜のガラスと接触し℃ いた表面の走査型電子顕微鏡写真をしめしている。
実施例3 (1>1 実施例3(a)におけるようにして形成され、100μm(4mil)の厚さの 膜のサンプルを試験用セル中に置く。138kPaの圧力下での水の流速は、O ,04ml / tm2−min −a tm である。
実施例3(c) 実施例3(3)におけるよった膜を試験用セル中に置く。
138kPaの圧力下、その膜は粒子径0173μmの15重t%のポリスチア ンラテックスの水溶液を保持せしめる。
表1は、冷却化条件の膜の性状に及ぼす影響を示している。
3 ゆっくりと冷却 100 0.04 0.1732 迅速に冷a 90 0 .12 0.091その膜の透過性の性状は、ゆっくりと冷却したサンプルでは より対称性のある孔構造が形成され、孔径が大きいにも拘わらず水の移動速度は 遅いことが示されている。ゆっくりと冷却化された膜の流速は、迅速に冷却され た実施例2であられれろより、より対称性のある構造の結果として目詰まりある いはその内部への付着に起因するものと思われる。
実施例4゜ そのボトルをホットプレート上で加熱してPEEKを溶解せしめ℃均一な液体溶 液とした以外は実施例2(a)の方法に従って膜V、r0.5 fのPEEK% vI CTREX■380P及び8mlのα−クロロナフタレンの溶液から形成 せしめる。その液体PEEK浴液を室温のガラススライド上でかたちを作らせる 。七のPEEKは室温Kまで空気冷却に付される。付着した生成しつつある膜の ついたガラススライドを1時間アセトン中に浸し、α−クロロナフタレンをこし 取る。その膜は白色で不透明の外観である。アセトンでの浸出処理の後、その膜 を3時間減圧オーブン中で乾燥し、そのガラススライドからピンセットではぎと る。走査型電子顕微鏡下で均一な対称性を持つ微孔性構造が観察される。その表 面の孔径は01〜03μmである。
図3は、実施例4に従って製造されたPEEK膜の空気にさらされた表面の走査 型電子顕微鏡の写真を示すものである。
実施例5(a) 実施例4に従って膜を0.4f’のPEEK、VICTREX■380P及び4 ? 2,2−ツーニルフェノール粉末から形成せしめる。数多くの膜を実施例3 の方法で製造せしめられる。走査型電子顕微鏡写真−な対称性を持つ微孔性構造 が観察される。その表面の孔径は約3 pmである。
実施例5 (bl 実施例5(a)におけるような膜を試験用セルに置く。138kPaの圧力下で その膜は、粒子径0173μmの15重量%のポリスチアンラテックスの水溶液 を保持する。その膜は粒子径0091μmの15重重量下リスチレンラテックス の水溶gを透過せしめる。
実施例6 (aJ 21?のPEEK、VICTREX■450P粉宋、337のジフェニルスルホ ン及び61のP OL Y G L YCOL■El 000 (ザ ダウ ケ ミカル カンバー−の登録商標、約i、o o oの平均分子量を持つポリエチ レングリコール)の溶液を、その混合物を金属のホイルでおおいをして溶媒が失 なわれるのを少なくせしめたPYREX■ビーカー中375°CK加熱したこと を除いて実施例4のようにして調製する。次にその混合物を10分間攪拌俸を用 いて攪拌ブーる。次にそのビーカーを氷水スラリー中で冷却し、ポリマーと溶媒 のブレンド物を固化せしめる。そのポリマー/溶媒ブレンド物をビーカーから取 り出し、減圧下乾燥する。得られた固体を砕き、ファイバーを紡糸するため粒状 物に粉砕する。
中空ファイバーを、通常のラム押出し法を用いてその粒状物から紡糸する。押出 し機は、円筒体(barrel )と一本の中空ファイバー用トウスピナーレッ トとからなつ℃いる。その円筒体とスピナーレットとの双方は約285°〜29 0℃にあらかじめ刃口熱されている。257のPEEK粒状物(granule )をその円筒体に供給し、5分間加熱し、そのスピナーレットを通し℃プランジ ャーによつ押し出し、120の押し出しファクター値(グイフェイスでの公称押 し出し速度をその円筒体のプランジャーの速度で割った値)とする。PEEKの ホローファイバー中に窒素をコアーガスとして20〜200 el:7分の範囲 の流速で注入する。溶融したPEEKファイバーを約00C〜5℃に保たれたN −メチルピロリドン(NMP)凝固用液の容器中にそのスピンナーレットから出 て0.63cm以内で浸漬せしめる。集められたファイバーは次にさらなる浸出 やリンス処理のためアセトン浴に移され、次に水で洗われ、9気乾燥される。得 られたファイバーの外径は700μmで内径は420μmである。
走査型電子顕微鏡で調べると、5〜10μmの大きさの外皮膜上の数多くの孔の 存在が示される。走査型電子顕微鏡で調べると、0.2μm〜1μmの大きさの 内孔の表面上の数多くの孔の存在が示される。
実施例6(b) 実施例6(a)に従つ℃形成せしめられた中空ファイバーの微細孔膜のサンプル を水を通して試験する。約345kPa(50ps ig)(4,lX10−’ −10−3+i#/m2− hr −cmHg )の圧力のもと2.117m2 −day (25〜6.1gfd)の水の流速が観察される。
実施例6 (cl 実施例6(栃に2けるようにして形成された膜のサンプルは約345kPa(5 0psig)の圧力のもとで0゜091μmの粒径のポリスチレンラテックスの 0.3%水溶液を保持する。
実施例6(a)に従って製造された膜は、このようにマイクロフィルトン−ジョ ンに用いるのに適していることカS示される。
実施例7゜ 凝固用液体としてNMPの代わりにテトラエチレングリコールを用いること以外 実施例6(a)に従って中空ファイバーを217のPEEK、 Victrex  450P粉宋及び397ジフエニルスルホンの均一溶液から形成せしめその膜 のファイバー壁は非対称であり、140μmの壁厚を有し、内孔の直径は420 μmである。生成しつつある中空ファイバーの約60重量%がア七トン浸出処理 により失なわれる。走査型電子顕微鏡で調べると、0゜5〜2μmの大きさの内 孔表面上の数多(の孔を示している。SEM(走査型電子顕微鏡)で調べると、 約0.8μmの厚さの外皮層と微細孔のサブ層を持つ非対称なファイバー壁を示 している。
実施例8 、+? +/エーテルエーテルケトン(PEEK )用溶媒及び非規格】50P のPEEKをICI アメリカ、インニーポV−テッド、米国プラウエア州つイ ルミングトンから入手する。そのPEEKを空気循還式のオーブン中で16時間 150°Cにして乾燥し、乾燥剤を入れたテンケータ−中に保存する。PEEK に対する溶媒効果を107の有機化合物で調べた。その有機化合物のほとんどは 、Aldrich Chemical Co−Inc、米国ライ7. =+ 7 シン州53233 ミルウオーキー ウェスト セント ボールアベニュー94 0から入手することができそのまマ使用された。七の池の化合物は、米国サウス カロライカ州コロンビアのDirectories Publishing C o、Inc、によって毎年発行されるChemical 5ources にあ げらtしたような供給業者から得ることができる。
PEEKと溶媒の混合物(全重機は約27より少ないもの)は、PEEKと溶媒 とを秤量して1〜4ドラムサイズのガラス製バイアル中で±0.001Fの精度 にはかり調製した。各バイアル中で生ずる空気のスペースは、その化合物のカサ 密度の大きな違いによつ℃かなり異なるが、窒素で置き換えられた。そのバイア ルはアルミホイルライナーを含むスクリューキャップでもつ℃せんをした。溶解 度は約1oz1%のポリマーについて通常測定され、ついで必要に応じ約25及 び50重量%のものでさらに測定された。次の表中において、溶解度の欄の中で 、rgJはそれより大きいこと(〉)を示し、「S」はそれより少ないまたは小 さいこと(<)を示し、「=」はそれに等しいことを示す。
PEEKK及ぼす107種の化合物の溶媒効果を下記表2にあげである。それぞ れのポリマー・有機化合物混合物のおおよその溶解度が、そこに示された温度の ところに示しである。化合物は容易に参照し5るよう数字(200ではじまる数 )で示されている。表2のうちには、それらの物性が示せるものであれば各有機 化合物のおおよその分子普、融点及び沸点も示しである。
表4は、特定の重量外のPEEKが、溶媒であるm−ターフェニル、ヒンン、フ ルオルアンセン及びジフェニルスルホンに溶解するところの常圧のもとでのコン ボジツI・の温度を示している。各線の上の温度とポリマーの濃度との組衿合わ せは、均一な溶解した一つの相の混合物を示している。同様に線の下の組み合わ せは溶解していない多相状態の混合物を示している。
おおよその値 200 トリ7−1−#メタン −# 260 161 360 g501%?  349201 トリフェニルメタン 244 93 359 g502% 3 49202 トリフェニレン 228 196 438 g50.0% 350 205 テトラフェニルメタン 320 281 431 =slO,7% 3 49206 テトラフェニルシラン 337 236 422 slo、1%  349207 ジフェニルスルホキシド 202 70 350 slo、5% 8349208 ジフェニルスルホン 218 124 379 g50.0%  349210 ジフェン酸 242 228 − g25.1%?a 349 213 4−−アセチルビフェニル 196 117 − 5103% 302 a−ブラックまたはかなりの暗い色 b=反応?優Mon5anto Comp any おおよその値 216 m−ター7エ=)v 230 83 379 g502% 34921 6 m−ターフェニル 230 83 379 g5.0% 3022174− ペンシイルビ 258 100 419 g50.1% 349フエニル 2174−ペンシイルビ 258 100 419 g5.2% 302220 2−ペンシイルナフタ 232 81 383 g49.9% 349221  ジフェニルカルボネート 214 79 301 slo、1% 302222  ビベンジル 182 51 284 slo、3% 274223 ジフェニ ルメチルホス 264 − 389 slo、o%a 349フエート 2241−ブロモナフタレン 207 −1 280 s9E% 274225  N、N−ジフェニルホ 197 71 337 g9.9% 3022263 −フェノキシベンジ 200 − 329 g24.7% 302ルアルコール a=ニブラックたはかなりの暗い色 b=反応?畳MonsantoCompa ny おおよその値 227 フルオルアンセン 202 108 384 g50.0% 3492 282−フエノキシピ 246 49 342 slO,9% 302フエニル 229 トリフェニルホス 326 51 281 g9.9% 274233 9−フルオレノン 180 83 342 g24.9% 3022339−フ ルオレノン 180 83 342 g50.0% 302234 1.2−ジ ベンゾイル 286 146 − g502% 349ベンゼン 235 ジベンゾイルメタン 224 78 360 g50.4% 3492 36 2.4.6−)リクロ 197 65 246 g9.0% 240ロフ エノール 237 ベンジル 210 94 347 g1.02% 302237 ベン ジル 210 94 347 g25.0% 302238 p−ターフェニル  230 212 389 59J3% 302238 p−ターフェニル 2 30 212 389 g50.0% 349a−ブラック又はかなり暗い色  b=反応?+ Mon5anto Companyおおよその値 238 p−ターフェニル 230 212 389 59i3% 30223 8 p−ターフェニル 230 212 389 g50Ω% 349239  77トラセ7 178 216 340 gio、0% 302239 アント ラセン 178 216 340 g24.7% 302240 ミネラルオイ ル − −360slo、7% 349241 ブチルステアレー) 341  − 343 slo、0% 3022431−フェニルナフタレン 204 −  324 g9.9% 3022431−フェニルナフタレン 204.’ − 324g25.0% 3022444−フェニルフェノール 170 166  321 g25.8% 2972444−フェニルフェノール 170 166  321 g50.0% 3022444−フェニルフェノール 170 16 6 321 g50.0% 3042452−フェニルフェノール 170 5 9 282 slo、2% 2742461−エトキシナフタレン L72 −  280 slo、2% 274247 フェニルベンゾエート 198 69  298 s9B% 2742481−フェニルデカ7 218 − 293  5102% 2742491−メトキシナフタレン 158 − 269 sI O,0% 2402502−メトキシナフタレン 158 74 274 g9 .4% 2402524−ブロモビフェニル 233 86 310 g52%  3002524−ブロモピフェニル 233 86 310 g24.8%  302a−ブラック又はかなり暗(・色 b−反応?骨 Mon5anto C ompanyおおよその値 2524−ブロモフェニル 233 86 310 s52% 241254  1.3−シフエノキ 262 60 − =s5.4%a 300シベンゼン 2541.3−シフエノキ 262 60 − g5.4%a241シベンゼン 257 4.4−ジブロモビ 312 170 355 s52% 241フエ ニル 257 4.4−シフ゛ロモビ 312 170 355 g52% 300フ エニル 2574.4’−ジブロモビ 312 170 355 g50.1% 349 フエニル 258 ベンゾフェノy 182 50 305 sll:3% 241a=ブ ラツク又はがなり暗い色 b−反応7畳 Mon5anto Companyお およその値 258 ベンゾフェノン 182 50 305 =g11.3%300258  ベンゾフェノン 182 50 305 g24.9%302259 ポリリ ン酸 −−−s4B%a 3002601−クロロナフタレン 162 −20  258 g9.9%241261 ジフェニルエーテル 170 27 25 9 slo、1% 241264 o + o’−ビフェノール 186 10 9 315 g5.1% 221264 o r o’−ビフェノール 186  109 315 g9.8% 302264 o * o’−ビフェノール  186 109 315 g25.0% 302266 ジオクチルフタレート  391 −50 384 slo、8% 349268 ジベンゾチオフェン  184 98 332 gio、3%?b? 302270 ジフェニルフタ レート 318 795 − g50.0% 349a−ブラック又はかなり暗 い色 b=反応?肴Mon5anto Company おおよその値 272 ジフェニルスルフィド 186 −40 296 g9.0% 274 274 フルオレン 166 113 298 slo、1% 274275  フェナントレン 178 Zoo 340 gio、0% 302275 フェ ナントレン 178 100 340 g25.0% 302276 スルホラ ン 120 27 285 slo、1% 274277 メチルミリステート  242 18 323 582% 302278 メチルステアレート 29 9 38 358 slo、1% 349279 フェノチアジン 199 1 82 371 g49.9% 349280 ヘキサデカン 226 19 2 88 slO,0% 274281 ジメチル7タレート 194 2 282  slO,0% 274284 トコサン 311 44 369 slo、4 % 349285 エイコサン 283 37 340 g7.9% 302a =ブラツク又はかなり暗い色 b=反応?骨 Mon5anto Compan yおおよその値 289 o−ターフェニル 230 58 337 g9.9% 302294  テトラフェニルエチレン332 223 420 slO,9% 30229 5 ペンタフルオロフェノール 184 35 143 g9り% 14029 5 ペンタフルオロフェノール 184 35 1.43 g5.0% 141 296 チア:、iトレン 216 158 365 5102% 30229 8 ペンタクロロフェノール266 189 310 g25.0% 3022 98 ペンタクロロフェノール266 189 310 550a3% 302 299 ピv:y 202 150 404 g50.0% 347300 ベ ンズアントoン 230 169 − g25.5%ab 328301 9. 9’−ビアkyFし7 330 247 − g252% 3273019.9 ’−ビフルオレン 330 247 − 5502% 318a−ブラック又は かなり暗い色 b=反応?+ Mon5anto Companyおおよその値 301 9.9’−ビフルオレン 330 247 − g502% 327# 26140−60−3 303 Thermino166” 240 − 340 g50.1% 33 7Chem A、bs tr 。
#61788−32−7 304 Thermino175” −70385g24.9% 325Che m Abs t r 。
#217−59−4 304 TherminoJ 75” −70385g503% 332a−ブ ランク又はかなり暗い色 b−反応?+ Mon5anto Company実 施例9゜ 相互には連結していない多孔性PEEKソリッドファイバー 41重量%のPEEK(ICI規格380)及び59重量%のm−ターフェニル の混合物を約340℃に窒素を吹き込みながら攪拌しつつ樹脂容器中で加熱し、 均一な溶液にする。そのブレンド物を金属製のトレイに注ぎ入れ、冷却し、断片 に割り、粒状物に破砕した。
そのP E E K / m−ターフェニル粒子を、ζインチ(1,9cm)の K11lion押出し機に供給し、押し出された中空ファイバーを約150〜約 345°Cの温度にする。
そのファイバーを約1秒間室温の空気で最初に冷却し、次に約5秒間氷水浴中で さます。m−ターフェニルを約2日間室温でそのファイバーをトルエン中に漬け てそのファイバーから抽出する。次にそのファイバーを約2日間で室温で空気乾 燥する。得られたコアイノく−の寸法は、約485ミクロンである。その抽出さ れたコアイノ(−の重量の減少量は、 で計算し、55.3%である。
走査型電子顕微鏡(SEM)でその抽出されたファイバーを調べると、そのコア イノく−はその外表面に約20ミクロンの薄い皮膜を持つ多孔性構造を有して( ・ることを示している。
実施例10゜ 相互には連結していない多孔性PEEKホローファイ約50重量%のPEEK( ICI規格450)及び50重量%のSantowax RTM混合型ターフ  x = /l/ (Mon5anto Companyの登録商標、米国ミズリ ー州63166セントルイス、ノースリンドベーグブルバード800)の混合物 を窒素を吹き込みながら攪拌下に樹脂の容器中で約350℃に加熱し、均一な溶 液にする。ブレンド物を金属製のトレイに注ぎ入れ、冷却し、断片に割り、粒状 物に粉砕する。そのP E E K / m−ターフェニル粒状物を次にKOC HEngineering のハイインテンシテイ−スタティックミキサーを通 して押し出し、ペレット化した。
そのP E E K / m−ターフェニルペレットをホローファイバー用スピ ンナーレットとコアーガスを備えたζインチ(1,9cML)のK11fion シングルスクリユー押出し機に供給する。その中空ファイバーを約340℃で押 し出し、室温の空気中で0.5秒以内の間冷却し、次に室温で水浴中で約1゜5 秒間冷却する。そのファイバーを40m/分の速度で引っばり、糸まきにまきつ げる。そのSantowax R混合型ターフェニルを、そのファイバーを1晩 張力下トルエン中に漬けて、そのファイバーから抽出する。七のファイバーを室 温で1時間空気乾燥せしめる。得られたファイバーの寸法は、290ミクロンの 内径で、480ミクロンの外径である。
そのホローファイバーを試験用セルにセットする。その試験用セルは、4つのポ ート部すなわち2つのチューブシートボート部及び2つのシェルサイドボート部 を有する圧力容器である。、8本のファイバーをそのチューブシートボート部の 一つのうちに入れ、他のポート部から出し、そのファイバーの14cmの長さの ものがその試験装置の中にあるようにする。エポキシチューブシートは、二つの チューブシートボート部中で形成されて、そのファイバーと二つのポート部との 間がもれに対してしっかりと(ついているようにする。
ガスを還流するテストのため、その試験用セルを50psig (345kPa )の窒素又は二酸化炭素でもって圧力をかけ、圧縮化されたガスが、他のシェル サイドボート部を閉じたままにしている間一つのシェルサイドボート部を通して 試験用セルに入っていかせる。次にその出口ポート部を数分間開き、容器の空気 を押し出し、次に容器中に残った純窒素又は二酸化炭素で満たして閉じる。出口 ボート部は閉じられ、供給ポート部は開けられており、圧力によって、その試験 装置の中に含まれているガスは、そのホローファイバーの壁を通して浸透し、そ のファイバーの内腔を通り、そのチューブシートボート部を通して出て行き、そ のチューブシートボート部ではその流速はバブルまたはマスフローメーターのい ずれかにより測定される。そのチューブシートを出て行くガスに無視できるよう な逆圧がある。この流れを測定することから、そのガスの流速が次の式を用いて 計算することができる。
ガスの流速= 測定された流れ ファイバーの表面積(CrrL2)×圧力(crrLHp)X60(秒/分)そ の単位はcrrL3/crrL2c1rLH2秒である。
測定された流れ=crrL3/分 ファイバーの表面積=3.14XOD(外側の直径、 cm )×長さ×ファイ バーの数 圧力(CmHy) = psi X 76/ 14.7これらの条件下ではファ イバーは何らのガスの流れも示さない。
その抽出されたファイバーの重量の減少は、実施例において記載されたようにそ の重量をもって測定して約45%である。その抽出されたファイバーをSEMで 調べると、そのファイバーは、その外表面に2〜4μmの薄い皮膜をもつ多孔構 造を有していることを示している。
実施例11゜ 相互に連結して℃・ない多孔性PEEK中空ファイバー5ON量%PEEK(I CI規格450)及び50重量%のジフェニルスルホンの混合物を窒素を吹き込 みながら攪拌しつつ、樹脂製容器中で350℃に加熱し、均一な溶液をつくった 。そのブレンド物を、金属製のトレイに注ぎ入れ、冷却し、断片に破砕し、粒状 物にくだいた。そのPEEK/ジフェニルスルホン粒状物を次にKOCHEng ineeringのハイインテンシテイスタティックミキサーを通して押し出し 、ペレット化する。
ソノP E EK/ジフェニルスルホンペレットヲ中空ファイバースピナーレッ ト及び窒素のコアーガスを備えた菟インチ(1,9cIrL) K11lion シングルスクリユー押し出し機に供給する。その中空ファイバーを265〜31 5℃の温度条件を用いて押し出し、25秒より少ない間室源の空気中で冷却し、 次に1.5秒間室温の水浴中で冷却する。そのファイバーを33m/分の速度で 引っばり、糸まきにまきつげた。そのジフェニルスルホンを1時間そのファイバ ーを張力をかげておいてメチレンクロライド中に漬けてそのファイバーから抽出 した。そのファイバーを室温で減圧下2時間乾燥した。得られたファイバーの寸 法は、217μmの内径で289μmの外径である。
その中空ファイバーを実施例1Oに記載されているように試験用セル中にセット した。そのファイバーは、室温テロ 9 kPa (10psi)の供給圧では いかなるガス流も示さない。34.5 kPa (5psi)の圧力のもとで実 施例12に記載されているような重点試験を行なった時に何らの泡も見出されな かった。浸出及び乾燥処理での重量の減少は35%である。
実施例12゜ 相互に連結している多孔性PEEK中空ファイバー50重量%のPEEK(IC I規格45o)、42重量%の1.3.5−11フエニルベンゼン及び8重量% のm−ターフェニルの混合物を窒素を吹き込みながら攪拌しつつ樹脂製の容器中 で330℃に加熱し、均一な溶液とした。そのブレンド物を金属製のトレイに注 ぎ入れ、冷却し、断片に砕き、粒状物に破砕した。
そのPEEK/1.3.5− )ジフェニルベンゼン/m−ターフェニル混合物 を、中空ファイバースピンナーレット及び窒素のコアーガスを備えた弧インチ( 1,9crIL)のK11lionシングルスクリユー押し出し機に供給する。
そのホローファイバーを330℃で押し出し、60秒より少ない時間室温の空気 で冷却し、次に室温で水浴中で1.5秒間冷却する。そのファイバーを50m/ 分の速度で引っばり、糸まきにまきつける。そのトリフェニルベンゼン及びm− ターフェニルを、1晩そのファイバーを張力をかけておいてメチレンクロライド 中に漬けてそのファイバーから抽出し、室温で1時間減圧下に乾燥する。得られ たファイバーの寸法は、120μmの外径で50μmの内径である。
その中空ファイバーを実施例10のように試験用セルにセットする。そのファイ バーのガス流は実施例10のよ5にして評価した。そのファイバーは室温で50  psi(345kPa)の供給圧で0.1.6−2.I X 10−’cm”  (S T P)、/ Cσ2SeccTLHり)の窒素の流れを示した。次に そのファイバーは、最初にメタノールでその孔をぬらし、水の流れの試験をし、 次に室温の水で40 psi(278kPa)の圧力をその試験セルのシェルサ イドにかげ、そのファイバーの内腔から浸出する水を集める。その水の流れは、 1.Ogal/ ft”/day (2,05X 10−’ml/m” −h  r −crlLHy )であると測定された。そのガス及び水での測定により、 そのファイバーは相互に連結している多孔性の構造を有することを示している。
1986年Annual Book of ASTM 5tandards。
Vol、14.02,1986に記載されたASTM MethodE128− 61に従ってメタノール中で行なわれたバブルポイント試験は、556 kPa (80psi)の試験圧力でなんらのバルブも示さず、そのファイバーの孔径は 約0.1μmより少ないものであることを示していた。
各種の溶質に対する不透過性について、室温で345kPa (50psi)で その試験装置のシェルサイドに溶質を含有する溶液を連続的に供給し、そのファ イバー〇内腔から集められた透過液を分析して、溶質に対する不透過性の程度を 決定するように試験した。不透過性パーセントを次式 (上式中、cpは透過液中の溶質の濃度で、Cfは供給液中の溶質の濃度である ) を用いて計算した。使用した種々の溶質及びダルトンで示したそれらの分子量は 次の通りであるニブループキス特表千4−506675 (16) トラy2,000,000 :fトラl:1−4C121400;ビタミンB− 121335及びメチL/ 7ブ/l/3200供給溶液中の溶質の濃度はおお よそ0.25?/lの範囲である。溶質に対する不透過性の程度は、ブルーデキ ストランでは99%、チトクロームCでは99%、ビタミンB−12では95% そしてメチレンブルーでは0%。それはそのファイバーが分子11335ダルト ンのカットオフを有していることを示していた。抽出されたファイバーの重量の 減少量は、実施例2で述べたように重量から決めて45〜50%である。
実施例13゜ コアー流体を用いての中空ファイバー 40重量%のPEEK(ICI規格450)、52重量%の1.3.5−)リフ ェニルベンゼン及び8重量%のm−ターフェニルの混合物を350℃に樹脂製の 容器中攪拌下窒素を吹き込みながら加熱し、均一な溶液忙する。そのブレンド物 を金属のトレーに注ぎ入れ、冷却し、断片に割り、粒状物に破砕した。
PEEK/1.3.5−)す7 エニA/ベンゼン/ m −ターフェニル粒状 物を中空ファイバースピンナーレットを備え、Mobi I therm 60 0 TM熱交換油(Mobil 0ilCorporat ionの登録商標) のコアー流体を用い%インf (1,9cm ) K11lion シングルス クリユー押し出I−機に供給する。その中空ファイバーを330℃で押し出し、 室温の空気中で15秒より少ない時間さまし、次に室温の水浴中で1.5秒間さ ます。そのファイバーを40m、7分の速度で引っばり、糸まきに巻きつける。
1,3゜5−ト!7フエニルベンゼン及びm−ターフェニルヲ、ソのファイバー をメチレンクロライドに1晩張力をかけて漬けてそのファイバーから抽出する。
そのファイバーを20時間室温で空気乾燥する。得られたファイバーの寸法は、 外径540〜740μmで内径360〜500μmである。
その中空ファイバーを実施例10のようにして試験セルにセットする。
そのファイバーのガス流を実施例10のようにして評価する。そのファイバーは 、室温で50psi(340kPa)の圧力での供給では窒素の流れは示さない 。
SEMは、そのファイバーが、その外側に多孔性の領域を持ち、中空ファイバー の内側に数μmの薄い皮膜を持つことを示している。
実施例14゜ 引っ張りなしに製造されたPEEK膜 50重量%のVIcTREX@ PEEK (規格4 s oG)及び50重量 %のジフェニルスルホンの混合物を320℃の温度で10m1l(0,25m) のリング口を有するスピナーレットを用いて中空ファイバーに押し出した。
そのファイバーの寸法は、222μm1.D、で、34μmの壁厚を有していた 。そのファイバーはメチレンクロライド中で、張力をかけて常温で1時間浸出処 理された。そのファイバーを減圧下常温で少なくとも1時間乾燥する。乾燥の次 に、そのファイバーの寸法は、217μm I 、D、で36μmの壁厚であっ た。
そのファイバーを分析すると、浸出工程で35.1%の重量の減少があり、それ は大部分のジフェニルスルホンがそのファイバーから除かれたことを示している 。ガスの流れの試験をすると窒素ガスの流れ量は約1.2 X 10−7cIn ’(STP)/、;m”−5ec −CrrLHf より少ないものであること がわかった。
実施例15゜ 引っばりなしに製造されたPEEK膜 50膜量0重量%CTREX■PEEK及び50重量%のジフェニルスルホンの 混合物を300−315℃の温度で5m1l(0,125+u+)のリングを有 するスピナーレットを用い、スピンナーレットリング部で9255ec−’のせ ん断速度で中空ファイバーに押し出す。そのファイバーの寸法は、117μm  I 、D、で26μmの壁厚である。
そのファイバーをアセトン中で1時間常温で張力を加えてリーチング処理し、次 に2時間常温で減圧下乾燥する。乾燥後、そのファイバーの寸法は99μmの1 .D・で25μmの壁厚をもっている。
そのファイバーを分析すると、その浸出処理で34.7%の重量の減少があり、 それは、最終のファイバーの容積に基づいて38.1%の多孔度に相当する。ガ ス流通試験で、約1.OX 10−’ cWL” (STP ) /cm’ − 、sec −cmHyより小さな窒素のガス流であると測定された。
実施例16゜ ひっばりなしで製造されたPEEK膜 50膜量0重量%CTREX@PEEK 及び50重量%のジフェニルスルホン の混合物を260℃(スピンナーレット)−310℃(パンク)の温度で5m目 (0,125+1++ )のリングをもつスピンナーレットを用いて、スピンナ ーレットリング部で9255ec=のせん断速度で中空ファイバーに押し出す。
そのファイバーの寸法は、112μm1.D、で、29.5μmの壁厚を有して いる。
そのファイバーは、1時間常温で張力をかけなからアセトン中でリーチング処理 し、次に2時間常温で減圧下乾燥する。乾燥後、そのファイバーの寸法は85μ mLD、で、25μmの壁厚を有している。
そのファイバーを分析すると、その浸出処理で34.7%の重量の減少があり、 最終のファイバーの容積に基づ(・ては26.9%の多孔性に相当する。ガス流 通試験で、約0.11 X 10−’am3(STP ) 7cm2− sec  −crnHy の窒素ガス流であると測定された。
実施例17゜ 浸出処理の間引っばって製造したPEEK膜50膜量0重量%CTREX■’p Ep:、K及び50重量%のジフェニルスルホンの混合物を315℃の温度で1 0m1+ (0,25sn )のリングを持つスピンナーレットを用いてホロー ファイバーに押し出す。そのファイバーを73%引っばる前に5分間120℃で グリセロール浴中に置く。次にそのファイバーをアセトン中で張力をかけ常温で 1時間浸出処理し、次に2時間常温で減圧下張力をかけながら乾燥する。乾燥後 、そのファイバーの寸法は、142μm1.D、で22μmの壁厚を持つ。
ガス流通試験で約3.I X 10−’cm、” (STP ) /Cm”−5 ec−Cm H51の窒素ガス流と測定された。
実施例18゜ 浸出処理の間引っけって製造されたPEEK膜50重量%ノV I CT RE  X■PEEK及び50重量%のジフェニルスルホンの混合物を315℃の温度 で、10m1! (0,25m)のリングを持つスピンナーレットを用い、その スピンナーレットリング部で272 sec”のせん断速度で中空ファイバーに 押し出す。そのファイバーの寸法は、221μm1.D、で、37μmの壁厚を 有している。
そのファイバーを24%引っばる前に5分間120℃でグリセロール浴中に置( 。そのファイバーを次に張力を加えながら常温で1時間アセトン中で浸出処理し 、次に2時間常温で減圧下張力を加えながら乾燥する。乾燥後、そのファイバー の寸法は、173μm1.D、で27μmの壁厚を有している。
ガス流通試験で、2.34X10’″’ l’ (S T P ) /cm’  −5eC−crnHyの窒素ガスの流れであると測定された。
実施例19 浸出処理の間の引っばりをして製造したPEEK膜50膜量0重量%CTREX @ PEEK及び50重量%のジフェニルスルホンの混合物を260℃(スピン ナーレット)−310℃(パック)の温度で5 mil (0,12511II )のリングを持つスピンナー・レットを用いて中空ファイバーに押し出す。その ファイバーの寸法は117μm1.D、で26μmの壁厚を有している。
そのファイバーをアセトン中で張力を加えながら常温で1時間浸出処理し、次に 引っばりながら乾燥する。そのファイバーを次に減圧下常温で張力を加えながら 2時間乾燥する。乾燥後、そのファイバーの寸法は、74μmのI 、D、で、 22μmの壁厚を有している。
そのファイバーを分析して、浸出処理で40,1%の重量減少を示し、それは、 !終ファイバーのサイズで31゜9%の多孔度であることを示す。ガス流通試験 で、約1゜2 x 10−’CML3(5TP)7cm”−5ec−c++tH yの窒素ガス流であると測定された〇 実施例20゜ 浸出処理後引っばって製造したPEEK膜50M量%のVICTREX■PEE KAび50重量%のジフェニルスルホンの混合物を315℃の温度で10m1l  (0,25m )のリングを持つスピンナーレットを用いてスピンナーレット リング部で272 sec”のせん断速度で中空ファイバーに押し出す。そのフ ァイバーの寸法は、221μmの1.D、で、37μmの壁厚を有している。
そのファイバーをアセトン中で張力を加えながら常温で1時間浸出処理し、次に 張力を加えながら減圧下常温で2時間乾燥する。その乾燥したファイバーを73 %引っばる前に5分間120℃でグリセロール中に置き、最終のファイバーの寸 法111μm1.D、で27μmの壁厚にする。
そのファイバーを分析すると、浸出処理で49.9%の重量減少であることを示 している。ガス流通試験で、12.2 X 10’cm3(STP ) /cr rL”−sec−cmHyの望累ガス流であると測定された。
実施例21゜ 浸出処理後引っばって製造したPEEK膜50重童%のVICTREX[F]P EEK及びsow量%のジフェニルスルホンの混合物を2606C(スピンナー レット)−310℃(パック)の温度で5m1l (0,125111)のリン グを持つスピンナルレットを用いてホローファイバーに押し出す。そのファイバ ーの寸法は112μmのI 、D、で、29.5μmの壁厚を持っている。
そのファイバーをアセトン中で張力を加えながら常温下1時間浸出処理し、次に 減圧下常温下2時間乾燥する。次にそのファイバーを73%引っばる前に5分間 グリセロール浴中に120℃で置いて、最後のファイバーの寸法を98,5μm の1.D、で、24μmの壁厚とする。
七のファイバーを分析すると、その浸出処理で394%の重量の減少を示し、そ れは、最終のファイバーの寸法で495%多孔度となる。ガス流通試験をすると 、約5、OX 10−’am!(STP )7cm” −5ec−crnHyよ つ少ない呈累ガス流であると測定される。
エタノールでその孔をしめらせた後その膜を通して水を通すと、1.6 mt  / rn’ −hr−IH5+であると決定された上記詳細な記載及び実施例は 、本発明を理解することを助けるためのものである。何ら不必要な限定は、本明 細書の詳細な説明あるいは実施例から理解されることにおいてなされるべきでな い。本発明はその実際の具体的な説明に限定されず、当業者にとって明らかな改 変がな1〜得る。
手続補正書 平成4年2月5日

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.A.(1)少なくとも1の非スルホン化PEEK系ポリマー、及び (ii)少なくとも1の6負環構造をもち且つ175℃と420℃の範囲に沸点 をもつていて、膜フイルムキャスト温度又は膜ファイバ押出し温度でPEEK系 ポリマーの少なくとも10重量%を溶かすことができる極性有機溶媒との混合物 をつくり;B.この混合物をこの混合物が均一流体になる温度に加熱し; C.この均一流体を押出し又はキャストして膜フイルム又は膜ファイバをつくり ; D.この膜を冷却又は凝固して膜を固体化し;そしてE.この膜を浸出処理して PEEK系ポリマー用の溶媒の少なくとも一部を膜から除く、ことを包含する徴 孔性ポリ(エーテルエーテルケトン)系(PEEK)膜フイルム又は膜ファイバ の製造法。
  2. 2.膜が中空ファイバを形成する条件下に押掛される請求項1記載の方法。
  3. 3.浸出後のファイバが連結又は非連結孔をもつ請求項2記載の方法。
  4. 4.該中空ファイバがファイバ表面に直径1×10−3〜3ミクロンの範囲の孔 をもつ請求項3記載の方法。
  5. 5.浸出工程の前、該工程中又は該工程後に中空ファイバを引伸ばし又は延伸し 膜を通しての流体の流量を増加させる請求項3記載の方法。
  6. 6.膜が凝固流体中に押出される請求項1記載の方法。
  7. 7.20〜80%の多孔度をもつ請求項4記載の方法で製造したPEEK系ポリ マー膜。
  8. 8.ファイバの外側直径が100〜1000ミクロンの範囲にあり、壁厚が20 〜200ミクロンの範囲にある請求項2記載の方法で製造したPEEK系ポリマ ーの中空ファイバ。
  9. 9.PEEK系ポリマーを6員環構造をもち且つ175℃から420℃の範囲に 沸点をもつ極性有機溶媒中に溶解し、そしてこのPEEK系ポリマー溶液を滑ら かな不浸透性表面をもつ支持構造体上にキャストすることを包含するPEEK系 ポリマーのフイルムの製造法。
  10. 10.極性有機溶媒とPEEK系ポリマーの溶液が該PEEK系ポリマーに対す る非溶媒も含有する請求項9記載の方法。
  11. 11.該支持構造体が補強性ファイバ材料のウェブを含有する請求項9記載の方 法。
  12. 12.極性有機溶媒をフイルムから浸出してフイルムを多孔性にする請求項9記 載の方法。
  13. 13.キャストした該PEEK系ポリマー溶液を凝固流体と接触させる請求項9 又は12記載の方法。
  14. 14.請求項9〜13のいづれか1項記載の方法で製造したPEEK系ポリマー のフイルム。
  15. 15.表面上で測つて少なくとも0.05μmの直径をもつ連結孔を有する請求 項14記載のフイルム。
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