JPH05156057A - Method for carrying out vapor phase graft reaction - Google Patents

Method for carrying out vapor phase graft reaction

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JPH05156057A
JPH05156057A JP34975791A JP34975791A JPH05156057A JP H05156057 A JPH05156057 A JP H05156057A JP 34975791 A JP34975791 A JP 34975791A JP 34975791 A JP34975791 A JP 34975791A JP H05156057 A JPH05156057 A JP H05156057A
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JP
Japan
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film
monomer
bundles
ionizing radiation
porous film
Prior art date
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Application number
JP34975791A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehiko Ootoyo
武彦 大豊
Morikazu Miura
司和 三浦
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a porous film having uniformly introduced functional groups and suitable as an ion absorbing film, etc., by subjecting a monomer to vapor phase graft polymerization by irradiating ionizing radiation onto the surface of a high polymer compound with a gradient dosage manner, using an inert gas as a carrier gas. CONSTITUTION:Polyethylene resin powder is preliminarily blended with silicic acid fine powder and dibutyl phthalate, etc., and the blend is extruded into a hollow fiber having 2mm inner diameter and 0.5mm thickness by a twin-screw extruder and immersed in 1,1,1-trichloroethane for 60min to extract dibutyl phthalate and further immersed in 40% aqueous solution of caustic soda kept at 60 deg.C to extract silicic acid fine powder. Thereby a hollow fiber-like porous film is formed. This porous film is packed in a vessel as bundles of 1mX100 pieces and the bundles are placed in an ionizing radiation irradiating device in a state where film bundles are inclined to radiation source (1). The ionizing radiation is irradiated onto the film bundles with a gradient irradiation dosage in an inert gas as a carrier gas to produce radical, and then a monomer is introduced into the device and is subjected to vapor phase graft reaction to uniformly introduce a functional group to the intrasurface of pores in the porous film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は例えばイオン交換基、親
水性基などの官能基を多孔性膜の細孔内表面に均一に導
入する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for uniformly introducing a functional group such as an ion exchange group or a hydrophilic group into the inner surface of pores of a porous membrane.

【0002】[0002]

【従来の技術】多孔性膜に放射線を照射し、気相のモノ
マーと接触させて官能基を導入する多孔性膜の表面改質
の研究例は、例えば、日本化学会誌(1988)No.
2,p212〜216、日本海水学会誌(1989)N
o.1,p3〜11、特開昭64−30606号公報に
記載されている。それによると、化学的耐久性、機械的
強度を有し、また細孔構造や形状などの構造的特性にお
いて液体との接触効率の優れた多孔性膜に、官能基を導
入することにより、耐久性、強度に優れ、精製分離プロ
セスに適した構造的特性を有し、しかも、親水性基、イ
オン交換基、キレート形成基などの官能基を膜表面に有
する機能性多孔膜を得ることができる。
2. Description of the Related Art A study example of surface modification of a porous membrane in which a porous membrane is irradiated with radiation and brought into contact with a gas phase monomer to introduce a functional group is described in, for example, Journal of the Chemical Society of Japan (1988) No.
2, p212-216, Journal of Japan Society of Sea Water (1989) N
o. 1, p3 to 11 and JP-A-64-30606. According to it, by introducing a functional group into a porous membrane that has chemical durability, mechanical strength, and has excellent contact efficiency with a liquid in terms of structural characteristics such as pore structure and shape, durability can be improved. It is possible to obtain a functional porous membrane that has excellent properties and strength, has structural characteristics suitable for purification and separation processes, and that has functional groups such as hydrophilic groups, ion-exchange groups, and chelate-forming groups on the membrane surface. ..

【0003】しかし、モノマーの蒸気圧だけを利用し
て、モノマーを別に設けられたモノマータンクよりリア
クターへ導入してグラフト反応させていた従来の技術で
は、グラフト重合反応が多孔性膜全体にわたって必ずし
も均一に行われないという欠点があった。
However, in the conventional technique in which a monomer is introduced into a reactor from a separately provided monomer tank to cause a graft reaction by utilizing only the vapor pressure of the monomer, the graft polymerization reaction is not always uniform over the entire porous membrane. There was a drawback that it was not done.

【0004】特に、中空糸状の多孔膜を用いモジュール
化を計る場合には、1モジュールごとの糸束としての反
応が好ましいが、この場合、特に蒸気圧の低いモノマー
を用いる場合においては、そのモノマーの供給が十分で
はないため、糸束の中心部にある膜のグラフト率が外周
部のそれと比較して大幅に低く、製造上大きな問題とな
ることがある。
[0004] In particular, in the case of modularization using a hollow fiber-like porous membrane, the reaction as a bundle of yarns per module is preferable, but in this case, especially when a monomer having a low vapor pressure is used, the monomer is used. Is not sufficiently supplied, the graft ratio of the membrane in the central portion of the yarn bundle is significantly lower than that in the outer peripheral portion, which may cause a serious problem in production.

【0005】例えば、親水基としてアルコール性水酸基
を導入した膜において、親水基導入量が不均一となる場
合が生じると、その膜においては疎水性基材の表面がむ
き出しになっている部分が残存する。そのために、細菌
の除去や、酵素、蛋白質の分離において、例えば、蛋白
などの付着による目詰まりが起こり、透水性能が低下し
たり、目的とする物質が疎水的に膜へ吸着し、その回収
率が低下する等の問題が起こることが知られている。
For example, in a case where an alcoholic hydroxyl group is introduced as a hydrophilic group and the amount of introduction of the hydrophilic group becomes non-uniform, the exposed portion of the hydrophobic substrate remains in the film. To do. Therefore, in the removal of bacteria and the separation of enzymes and proteins, for example, clogging occurs due to the attachment of proteins, etc., and the water permeability decreases, or the target substance is adsorbed to the membrane hydrophobically, and its recovery rate It is known that problems such as decrease in

【0006】また、グラフト重合反応によってイオン交
換基を導入した膜において、イオン交換基導入量が膜内
において不均一で、部分的にイオン交換基の密度が低い
部分があると、その部分から液中のイオンが短時間で通
過するために、イオン除去効率として高いものが得られ
なくなる。以上の欠点を克服するためには、膜内全域に
わたって、官能基を均一に導入することが、必須の条件
となる。
Further, in a membrane having ion exchange groups introduced by a graft polymerization reaction, if the amount of ion exchange groups introduced is non-uniform in the membrane and there is a portion where the density of the ion exchange groups is low, the liquid is removed from that portion. Since the ions inside pass through in a short time, high ion removal efficiency cannot be obtained. In order to overcome the above drawbacks, it is an indispensable condition to uniformly introduce a functional group into the entire area of the film.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い透水性
能を維持し、しかも微粒子や細菌の除去、陽イオン、陰
イオンあるいは錯イオンなどの特定のイオンの回収ある
いは除去、特定の蛋白質や酵素の分離精製等のプロセス
に高い性能を発揮する機能性多孔膜を合成するため、多
孔性の基材膜全体にわたって均一に官能基を固定化する
ことを目的としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention maintains high water permeability, removes fine particles and bacteria, recovers or removes specific ions such as cations, anions or complex ions, and removes specific proteins and enzymes. In order to synthesize a functional porous membrane that exhibits high performance in processes such as separation and purification, the objective is to uniformly immobilize functional groups over the entire porous substrate membrane.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目標
を達成すべく鋭意研究を行った結果、以下の手段により
目的を達成することができることを見出した。すなわ
ち、高分子化合物の表面を放射線グラフト重合する方法
において、高分子化合物に電離性放射線を照射してラジ
カルを生成させ、モノマーを気相グラフト反応する時
に、不活性ガスをキャリアガスとして使用し、電離性放
射線の線量に傾斜をつけることを特徴とする、気相グラ
フト反応方法を見出した。
The present inventor has found that the object can be achieved by the following means as a result of earnest research to achieve the above-mentioned goal. That is, in the method of radiation graft polymerization of the surface of the polymer compound, the polymer compound is irradiated with ionizing radiation to generate radicals, and when the monomer is subjected to the gas phase graft reaction, an inert gas is used as a carrier gas, We have found a method of gas phase graft reaction characterized by grading the dose of ionizing radiation.

【0009】以下、本発明について具体的に説明する。
本発明に使用される高分子化合物の形状としては、フィ
ルム、シート、発泡体、繊維、粒子、粉体、多孔性膜等
が挙げられる。特に、多孔性膜は表面積が大きく、官能
基を導入したときの効果は大きい。
The present invention will be specifically described below.
Examples of the shape of the polymer compound used in the present invention include films, sheets, foams, fibers, particles, powders, and porous films. In particular, the porous membrane has a large surface area, and the effect of introducing a functional group is great.

【0010】本発明に使用される高分子化合物の材質と
しては、現在市販されている材質の殆どが使用できる
が、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、およびエチ
レン−プロピレン共重合体等に代表されるポリオレフィ
ン、エチレン−4フッ化エチレン共重合体、エチレン−
クロロトリフルオロエチレン共重合体等に代表されるオ
レフィン−ハロゲン化オレフィン共重合体、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロ
トリフルオロエチレン等に代表されるポリハロゲン化オ
レフィン、セルロース(ジまたはトリ)アセテート、ポ
リスルホン、ポリアミド等が挙げられる。
As the material for the polymer compound used in the present invention, most of the materials currently on the market can be used, but for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymers, ethylene. -4 Fluoroethylene copolymer, ethylene-
Olefin-halogenated olefin copolymers typified by chlorotrifluoroethylene copolymers, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyhalogenated olefins typified by polychlorotrifluoroethylene, cellulose (di- or tri- ) Acetate, polysulfone, polyamide and the like can be mentioned.

【0011】多孔性膜の構造としては、平膜状(プリー
ツ、スパイラル状)、チューブ状、中空糸状等が使用さ
れるが、特に中空糸状が好ましい。多孔性膜の平均孔径
は0.01μm〜5μmの範囲が好ましい。この範囲よ
り小さい場合は透水能力が実用性能上十分ではなく、ま
たこれより大きいと機能発揮の点で問題となる。
As the structure of the porous membrane, flat membranes (pleats, spirals), tubes, hollow fibers, etc. are used, but hollow fibers are particularly preferable. The average pore diameter of the porous membrane is preferably in the range of 0.01 μm to 5 μm. If it is smaller than this range, the water permeability is not sufficient for practical performance, and if it is larger than this range, there is a problem in functioning.

【0012】平均孔径の測定には多くの方法があるが、
本発明においては、ASTM F316−70に記載さ
れている、通常エアーフロー法と呼ばれる空気圧を変え
た場合の乾燥膜と湿潤膜の空気透過流束から測定する方
法に準拠する。多孔性膜の空孔率は20%〜80%の範
囲にあるものが好ましい。ここで、空孔率とは、予め膜
を水等の液体に浸漬し、その後乾燥させて、その前後の
重量変化から測定したものである。空孔率が上記範囲以
外においては、それぞれ透過速度、機械的性質の点で好
ましくない。
Although there are many methods for measuring the average pore size,
The present invention is based on the method described in ASTM F316-70, which is called an air flow method, and which is measured from the air permeation flux of a dry membrane and a wet membrane when the air pressure is changed. The porosity of the porous film is preferably in the range of 20% to 80%. Here, the porosity is measured by immersing the membrane in a liquid such as water in advance and then drying it, and measuring the weight change before and after that. When the porosity is outside the above range, it is not preferable in terms of permeation rate and mechanical properties.

【0013】多孔性膜の膜厚は、10μm〜5mmの範
囲が好ましい。この範囲以下では膜の機械的強度上問題
を生じ、またこの範囲以上では透水能力が実用上十分で
ない。多孔性膜の孔構造は、成形加工法によって種々形
成できる。例えば、ポリスルホンは溶剤等を用いて混合
溶媒とした後、中空糸状にノズルから吐出し、凝固剤等
で成形する、いわゆる湿式法等を採用することにより三
次元網目構造膜とすることができる。ポリオレフィンの
場合は、いわゆる延伸法や、界面剥離法や、エッチング
放射線等により多孔膜とすることが可能であるが、例え
ば特公昭59−37292号公報、特公昭40−957
号公報及び特公昭47−17460号公報に示されたミ
クロ相分離法や混合抽出法等により成形されたものの方
が、官能基を有効に使用する実用性能上好ましい。
The thickness of the porous film is preferably in the range of 10 μm to 5 mm. Below this range, problems occur in the mechanical strength of the membrane, and above this range, the water permeability is not practically sufficient. The pore structure of the porous film can be variously formed by a molding method. For example, polysulfone can be made into a three-dimensional network structure film by adopting a so-called wet method in which polysulfone is mixed with a solvent or the like and then discharged from a nozzle into a hollow fiber shape and molded with a coagulant or the like. In the case of polyolefin, it is possible to form a porous film by so-called stretching method, interfacial peeling method, etching radiation, etc., for example, Japanese Patent Publication No. 59-37292 and Japanese Patent Publication No. 40-957.
Those molded by the microphase separation method, the mixed extraction method, and the like disclosed in JP-B No. 47-17460 and JP-B No. 47-17460 are preferable in terms of practical performance in which functional groups are effectively used.

【0014】しかし、この方法に限定されるべきでな
い。特に、特開昭55−131028号公報に示された
構造を有する多孔性膜を用いることにより、従来技術で
は得られない優れた機能性能を達成することができる。
モノマーとしては、基本的にはラジカル重合が可能であ
り、その反応温度において一定の蒸気圧を有するもので
あれは良い。特に反応温度において、0.1torr以
上の蒸気圧を有するものが望ましい。
However, it should not be limited to this method. In particular, by using the porous film having the structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-131028, it is possible to achieve excellent functional performance that cannot be obtained by conventional techniques.
As the monomer, radical polymerization is basically possible, and a monomer having a constant vapor pressure at the reaction temperature may be used. Particularly, those having a vapor pressure of 0.1 torr or more at the reaction temperature are desirable.

【0015】具体的には、例えば、アミノ基の導入を目
的とするのであれば、メタクリル酸N,N−ジエチルア
ミノエチル、ビニルピリジン等のモノマーを;カルボン
酸基の導入であれば、アクリル酸、メタクリル酸等のモ
ノマーを使用することができる。また、メタクリル酸2
−ヒドロキシエチルを用いた水酸基の導入;メタクリル
酸グリシジル、ビニルベンジルハライド、アクリル酸ま
たはメタクリル酸のハライド、アクロレイン等を用いた
活性官能基の導入;さらにスチレンをグラフト重合した
後、スルホン化することによるスルホン酸基の導入等を
実施することができる。
Specifically, for example, if the purpose is to introduce an amino group, a monomer such as N, N-diethylaminoethyl methacrylate or vinyl pyridine is used; if the carboxylic acid group is introduced, acrylic acid, Monomers such as methacrylic acid can be used. Also, methacrylic acid 2
-Introduction of a hydroxyl group using hydroxyethyl; introduction of an active functional group using glycidyl methacrylate, vinylbenzyl halide, halide of acrylic acid or methacrylic acid, acrolein, etc .; and further by graft polymerization of styrene, followed by sulfonation For example, introduction of a sulfonic acid group can be performed.

【0016】キャリアガスとしては、反応に不活性のも
のであれば用いることができる。不活性ガスとしては、
例えば、アルゴン、ヘリウムあるいは窒素等が挙げられ
る。また、重合反応においては、酸素によるラジカルの
失活の影響が無視できない場合が多く、キャリアガスと
しては、酸素濃度が20ppm以下が好ましく、特に、
0.2ppm以下が好ましい。キャリアガスの流量とし
ては、基材膜1gあたり、40ml/分以上の流量が好
ましい。流量が小さすぎると、反応熱の除去効果が不十
分となり、グラフト斑が生じる。
Any carrier gas can be used as long as it is inert to the reaction. As an inert gas,
For example, argon, helium, nitrogen or the like can be used. In the polymerization reaction, the effect of deactivating radicals due to oxygen is often not negligible, and the carrier gas preferably has an oxygen concentration of 20 ppm or less.
0.2 ppm or less is preferable. The flow rate of the carrier gas is preferably 40 ml / min or more per 1 g of the base film. If the flow rate is too low, the effect of removing the reaction heat will be insufficient and graft unevenness will occur.

【0017】電離性放射線としては、電子線、γ線、x
線が代表的であるが、好ましくは、吸収線量の効率がよ
いγ線が好ましい。電離性放射線の線量としては、リア
クターの中におけるモノマーガス導入入口に近い部分の
高分子化合物に照射する線量を低くし、出口に近い部分
の高分子化合物に照射する線量を高くすることが必要で
ある。これは、次の理由によると考えられる。リアクタ
ーの内部において、導入されたモノマーが入口部の高分
子化合物に反応することによって、モノマー濃度は、傾
向として入口部が高くなり、出口部が低くなる。
The ionizing radiation includes electron beams, γ rays, x
Rays are typical, but γ-rays, which have a high absorbed dose efficiency, are preferable. Regarding the dose of ionizing radiation, it is necessary to lower the dose to the polymer compound near the inlet of the monomer gas in the reactor and to increase the dose to the polymer compound near the outlet. is there. This is considered to be due to the following reasons. In the inside of the reactor, the introduced monomer reacts with the polymer compound at the inlet, so that the monomer concentration tends to be high at the inlet and low at the outlet.

【0018】すなわち、リアクターの中でモノマー濃度
に分布ができ、各部分のグラフト率にモノマー濃度の分
布に対応した差ができると考えられる。そこで、モノマ
ー濃度の高い部分の電離性放射線の照射線量を低くし、
生成するラジカルの量を少なくして反応性を下げ、ま
た、モノマー濃度の低い部分の電離性放射線の照射線量
を高くし、生成するラジカルの量を多くして反応性を上
げることにより、全体として、均一なグラフト率を持つ
高分子化合物を得ることができると考えられる。
That is, it is considered that the monomer concentration can be distributed in the reactor, and the graft ratio of each portion can be varied corresponding to the distribution of the monomer concentration. Therefore, lower the irradiation dose of ionizing radiation in the area where the monomer concentration is high,
Reducing the amount of radicals generated to reduce the reactivity, and increasing the irradiation dose of ionizing radiation in the portion where the monomer concentration is low, increasing the amount of radicals generated to increase the reactivity It is considered that a polymer compound having a uniform graft ratio can be obtained.

【0019】電離性放射線の照射方法としては、高分子
化合物を低温に冷却した状態で、図1のように線源に対
して傾斜させて設置する。高分子化合物を低温に冷却す
る方法としては、例えば、容器に高分子化合物を入れ、
ドライアイス等の冷却剤をその容器に入れて冷却する。
容器の材質としては、保温性が高く、放射線を遮蔽しに
くい材質が好ましい。また、照射線量の傾斜の程度は、
必要に応じて、サンプルの線源に対する傾斜の角度によ
って変化させることができる。本発明における多孔膜全
体に均一に機能性を付与する方法の有用性は非常に大き
い。
As a method of irradiating the ionizing radiation, the polymer compound is cooled down to a low temperature, and is inclined with respect to the radiation source as shown in FIG. As a method of cooling the polymer compound to a low temperature, for example, put the polymer compound in a container,
Place a cooling agent such as dry ice in the container to cool.
As a material of the container, a material having high heat retention and hard to shield radiation is preferable. In addition, the degree of inclination of irradiation dose is
If desired, the angle of inclination of the sample with respect to the source can be varied. The method of uniformly imparting functionality to the entire porous membrane of the present invention is very useful.

【0020】すなわち、この機能性を付与した複合機能
膜は、多孔膜の膜表面および細孔内表面に親水性基、イ
オン交換基、キレート形成基を導入したり、あるいは活
性前駆体を導入した後に、前記官能基またはモノクロー
ナル抗体、プロテインA等のリガンドを導入したりする
ことにより得られるものであり、粒子の大きさによる単
純な濾過のみならず、粒子の電気的、化学的特性、ある
いは生物学的なアフィニティなどを利用した特異的な分
離精製に利用することができる。
That is, in the composite functional film having this functionality, a hydrophilic group, an ion-exchange group, a chelate-forming group or an active precursor is introduced on the surface of the porous membrane and the inner surface of the pores. It can be obtained by introducing the functional group or a ligand such as a monoclonal antibody or protein A later, and not only simple filtration depending on the size of particles, but also the electrical and chemical characteristics of particles or biological It can be used for specific separation and purification using biological affinity.

【0021】本発明をさらに詳しく述べると、医薬、醗
酵分野における、酵素、菌体の分離精製等に用いられる
親水化膜、リガンド固定化膜、超純粋製造に用いられる
イオン交換膜、あるいは、原子力発電所の循環水の精製
などに用いられるイオン交換膜、キレート膜などとして
用いられる複合機能膜を製造する方法に応用できる。ま
た;高い透水性能、高い官能基導入率を有し、微粒子、
細菌、イオンに対する優れた除去捕捉効率を有する高性
能の複合機能膜を製造するために、多孔性基材膜の細孔
内表面に、均一に機能性側鎖を導入する方法に応用でき
る。
The present invention will be described in more detail. In the fields of medicine and fermentation, enzymes, hydrophilic membranes used for separation and purification of cells, ligand-immobilized membranes, ion exchange membranes used for ultrapure production, or nuclear power. It can be applied to a method for producing a composite functional membrane used as an ion exchange membrane, a chelate membrane, etc. used for purification of circulating water in a power plant. Also; high water permeability, high functional group introduction rate, fine particles,
It can be applied to a method of uniformly introducing a functional side chain onto the inner surface of the pores of a porous substrate membrane in order to produce a high-performance composite functional membrane having excellent removal and trapping efficiency for bacteria and ions.

【0022】[0022]

【実施例】本発明を下記の実施例により説明するが、こ
れらは本発明の範囲を制限しない。
The present invention is illustrated by the following examples, which do not limit the scope of the invention.

【0023】(参考例) (本発明に適用する多孔性膜の調製)微粉珪酸(日本ア
エロジル(株)製、商品名、アエロジルR−972)2
2.1重量部、ジブチルフタレート(DBP)55.0
重量部、ポリエチレン樹脂粉末〔旭化成工業(株)製、
商品名、SH−800グレード〕23.0重量部の組成
物を予備混合した後、30mm2軸押出機で内径2m
m、厚み0.5mmの中空糸状に押出した後、1,1,
1−トリクロロエタン中に60分間浸漬し、DBPを抽
出した。更に、温度60℃の苛性ソーダ40%水溶液中
に約20分間浸漬して微粉珪酸を押出した後、水洗、乾
燥した(以後、多孔性膜(A)と言う)。
(Reference Example) ( Preparation of Porous Membrane Applied to the Present Invention ) Finely powdered silicic acid (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name, Aerosil R-972) 2
2.1 parts by weight, dibutyl phthalate (DBP) 55.0
Parts by weight, polyethylene resin powder [Asahi Kasei Kogyo KK,
Trade name, SH-800 grade] After premixing 23.0 parts by weight of the composition, the inner diameter is 2 m with a 30 mm twin-screw extruder.
m, 0.5 mm thick hollow fiber extruded, 1, 1,
DBP was extracted by immersing it in 1-trichloroethane for 60 minutes. Further, the powdery silica was extruded by immersing it in a 40% aqueous solution of caustic soda at a temperature of 60 ° C. for about 20 minutes, washed with water, and dried (hereinafter referred to as a porous membrane (A)).

【0024】〔実施例1〕中空糸状多孔膜〔多孔性膜
(A)〕1m×100本の束をポリスチレン発泡体製容
器に入れ、ドライアイスを一緒に入れて、容器内の温度
が−60℃以下になっているのを確認した後、膜束がγ
線の線源に対して傾斜するように、図1のように容器を
設置し、全照射時間の半分の時間でリアクターを反転さ
せ、長手方向に図2に示されるように20〜50KGy
の傾斜を付けて、γ線を照射した。
[Example 1] Hollow fiber-like porous membrane [porous membrane (A)] A bundle of 1 m x 100 pieces was placed in a polystyrene foam container, and dry ice was put together, and the temperature inside the container was -60. After confirming that the temperature is below ℃,
The container was installed as in Figure 1 so that it was inclined to the source of the rays, the reactor was inverted for half the total irradiation time and 20-50 KGy in the longitudinal direction as shown in Figure 2.
Was irradiated with γ-rays.

【0025】そのγ線を照射した膜束をリアクターに、
モノマーであるメタクリル酸グリシジルの入口部には照
射線量の低い20KGyの方を、モノマーであるメタク
リル酸グリシジルの出口部には照射線量の高い50KG
yの方をセットした。このリアクターを図3に示される
ような装置を用いて、モノマーであるメタクリル酸グリ
シジルを飽和に含んだN2 ガスを流量100L/分で膜
のMD方向から導入し、40℃で6時間反応させた。
その結果、束方向膜間の反応率のバラツキは2σ=11
%、膜長手方向の反応率のバラツキは2σ=20%の結
果を得た(図4参照)。
The membrane bundle irradiated with the γ-rays is fed to the reactor,
The entrance dose of glycidyl methacrylate, which is a monomer, is 20 KGy, which has a low irradiation dose, and the exit port of glycidyl methacrylate, which is a monomer, is a high irradiation dose, 50 KG.
Set y. Using this reactor as shown in FIG. 3, N 2 gas saturated with glycidyl methacrylate as a monomer was introduced from the MD direction of the membrane at a flow rate of 100 L / min and reacted at 40 ° C. for 6 hours. It was
As a result, the variation in the reaction rate between the bundle-direction membranes is 2σ = 11.
%, And the variation in the reaction rate in the longitudinal direction of the film was 2σ = 20% (see FIG. 4).

【0026】なお、グラフト率は重量法にて測定した。
グラフト率の斑は統計処理して求めた。すなわち、グラ
フト反応後の多孔性膜を長手方向に長さで(例えば,図
4のA、B、C・・・のように)10等分し、全ての重
さをそれぞれ計り、その重さの変化率からグラフト率を
求め、その分布の標準偏差を平均グラフト率で割ったも
のをσとして2σを求めた。
The graft ratio was measured by a gravimetric method.
The unevenness of the graft ratio was obtained by statistical processing. That is, the porous membrane after the grafting reaction is divided into 10 equal parts in the lengthwise direction (for example, A, B, C ... of FIG. 4), and all the weights are measured respectively, and the weight is measured. The graft ratio was calculated from the change ratio of the above, and the standard deviation of the distribution was divided by the average graft ratio to obtain 2σ.

【0027】〔比較例〕中空糸状多孔膜〔多孔性膜
(A)〕1m×100本に対し、40KGyのγ線を均
一に照射し、リアクターをセットした。モノマーである
メタクリル酸グリシジルを飽和に含んだN2 ガスを流量
100L/分で膜のMD方向から導入し、40℃で6時
間反応させた。その結果、束方向膜間の反応率のバラツ
キは2σ=20%、膜長手方向の反応率のバラツキは2
σ=45%の結果を得た(図4参照)。なお、グラフト
率は重量法にて測定した。グラフト率の斑は、全ての多
孔性膜の重さをそれぞれ計り、統計処理して求めた。
Comparative Example A hollow fiber porous membrane [porous membrane (A)] 1 m × 100 was uniformly irradiated with γ-rays of 40 KGy, and a reactor was set. N 2 gas saturated with glycidyl methacrylate, which is a monomer, was introduced from the MD direction of the film at a flow rate of 100 L / min, and reacted at 40 ° C. for 6 hours. As a result, the variation in the reaction rate between the bundle-direction membranes is 2σ = 20%, and the variation in the reaction rate in the membrane longitudinal direction is 2%.
A result of σ = 45% was obtained (see FIG. 4). The graft ratio was measured by the gravimetric method. The unevenness of the graft ratio was obtained by weighing the weight of all the porous membranes and statistically processing them.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は、電離性の放射線を用いたグラ
フト重合法のうち、特に気相法による重合法において、
その得られる機能性多孔膜の性能を飛躍的に向上させる
ことのできる新規な製造方法である。気相法の放射線グ
ラフト重合法によって得られる機能性多孔膜は、親水性
の多孔膜を始め各種イオンの吸着膜やキレート膜、ある
いは、バイオテクノロジーに用いられるアフィニティメ
ンブレンにも応用が可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a graft polymerization method using ionizing radiation, particularly in a gas phase method.
It is a novel production method capable of dramatically improving the performance of the obtained functional porous membrane. The functional porous membrane obtained by the radiation-induced graft polymerization method in the gas phase method can be applied to a hydrophilic porous membrane, an adsorption membrane for various ions, a chelate membrane, or an affinity membrane used in biotechnology.

【0029】そのような機能性の多孔膜を生産する上で
基本となるのは、膜内部において、微視的にも巨視的に
も官能基の分布にむらがないことである。本発明は、そ
のような理想的な機能性多孔膜を生産する方法であり、
その効果は絶大である。
The basis for producing such a functional porous film is that the distribution of the functional groups is microscopically and macroscopically uniform inside the film. The present invention is a method for producing such an ideal functional porous membrane,
The effect is tremendous.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のγ線照射方法を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a γ-ray irradiation method of the present invention.

【図2】実施例1における、γ線照射結果を示すグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing the result of γ-ray irradiation in Example 1.

【図3】本発明の製造方法に用いる装置を示す概略図で
ある。なお、リアクター1の置き方は、縦置き、横置
き、斜め置きのいずれでも良い。
FIG. 3 is a schematic view showing an apparatus used in the manufacturing method of the present invention. The reactor 1 may be placed vertically, horizontally, or diagonally.

【図4】実施例1および比較例における中空糸状多孔膜
の長手方向の反応率分布を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing reaction rate distributions in the longitudinal direction of hollow fiber-shaped porous membranes in Example 1 and Comparative Example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モノマータンク 2 トラップ 3 リアクター 4 中空糸多孔膜束 5 循環ポンプ 1 Monomer tank 2 Trap 3 Reactor 4 Hollow fiber porous membrane bundle 5 Circulation pump

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子化合物の表面に放射線グラフト重
合する方法において、高分子化合物に電離性放射線を照
射してラジカルを生成させ、モノマーを気相グラフト反
応する時に、不活性ガスをキャリアガスとして使用し、
電離性放射線の線量に傾斜をつけることを特徴とする、
気相グラフト反応方法。
1. In a method of radiation graft polymerization on the surface of a polymer compound, the polymer compound is irradiated with ionizing radiation to generate radicals, and when a monomer is subjected to a gas phase graft reaction, an inert gas is used as a carrier gas. use,
Characterized by grading the dose of ionizing radiation,
Gas phase graft reaction method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258592A (en) * 1999-03-08 2000-09-22 Japan Atom Energy Res Inst Filter and device for removing iodine
JP2011508065A (en) * 2007-12-27 2011-03-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Method for making functionalized films
US8318824B2 (en) 2007-07-27 2012-11-27 Asahi Kasei Chemicals Corporation Hydrophilic polyolefin sintered body

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