JPH078768A - Manufacture and device for gas permeable hollow fiber membrane - Google Patents

Manufacture and device for gas permeable hollow fiber membrane

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JPH078768A
JPH078768A JP19156193A JP19156193A JPH078768A JP H078768 A JPH078768 A JP H078768A JP 19156193 A JP19156193 A JP 19156193A JP 19156193 A JP19156193 A JP 19156193A JP H078768 A JPH078768 A JP H078768A
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hollow fiber
fiber membrane
membrane
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年宏 中坊
Hiroyuki Takagi
裕幸 高木
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Abstract

PURPOSE:To control the lowering of performance with time without deteriorating the initial gas permeability by forming a Langmuir-Blodgett film layer on the surface of a hollow fiber membrane composed of poly(substituted acetylene), irradiating the surface of the film layer with energy beam and fixing the same. CONSTITUTION:A hollow fiber membrane is formed by poly(substituted acetylene) of a structural formula represented by formula (R represents 1-4C alkyl.). Thus manufactured hollow fiber membrane alone represents the superior gas permeability, but its characteristics are lowered with time. To avoid such a trouble, Langmuir-Blodgett film layers of an reactive monomer of its oligomer are laminated on the surface of the hollow fiber membrane, irradiated with energy beam and solidified. An extremely thin polymer film layer is formed on the surface of hollow fiber membrane. Therefore, the gas permeating film having a stabilized gas permeability for a long time can be manufactured.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は気体透過性中空糸膜の製
造方法と、その製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a gas permeable hollow fiber membrane and an apparatus for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】気体の分離、精製において、省エネルギ
ー化などを理由に、気体透過性高分子膜を用いる方法が
注目されている。この種高分子膜を用いて空気から分
離、製造された酸素富化空気は、その燃焼効率向上性に
よる省エネルギー化、完全燃焼性による排出有害物質の
低減、動植物育成への利用などに期待されている。
2. Description of the Related Art In the separation and purification of gas, a method using a gas permeable polymer membrane has attracted attention because of energy saving. Oxygen-enriched air separated and produced from air using this type of polymer membrane is expected to be used for energy saving due to its improved combustion efficiency, reduction of harmful substances emitted due to complete combustion, and utilization for animal and plant growth. There is.

【0003】このような用途からみて、この種高分子膜
が具備すべき性能として、気体透過性が高いこと、
気体分離性(分離しようとする気体と分離が不必要な気
体との透過性の比)が高いこと、があげられる。特に用
途などを考慮した場合、気体透過性が高いことが強く要
望される。このような性能を最も充足する素材として化
3によって示される構造式で表されるポリ置換アセチレ
ンがあげられる。
In view of the above-mentioned applications, a high gas permeability is one of the performances that this kind of polymer membrane should have.
High gas separation property (ratio of permeability between gas to be separated and gas not to be separated) is high. In particular, in consideration of applications and the like, high gas permeability is strongly required. A poly-substituted acetylene represented by the structural formula represented by Chemical Formula 3 is a material that most satisfies such performance.

【0004】[0004]

【化3】 [Chemical 3]

【0005】この素材は特定の有機溶剤に可溶で、通常
の高分子フィルム(たとえばポリジメチルシロキサン)
に比較して気体透過性が格段に優れており、気体透過係
数にすると、1桁以上も大きい。
This material is soluble in certain organic solvents and is a normal polymer film (eg polydimethylsiloxane).
The gas permeability is remarkably superior to that of the above, and the gas permeability coefficient is larger by one digit or more.

【0006】一方、膜の高気体透過性を更に高めるため
には、膜形状を中空糸形状とすることが望ましい。この
場合、前記した高分子膜を用いて気体透過セルを組み上
げたとき、セルの単位体積における膜の表面積を広くす
ることができるため、気体透過量の増大を図ることがで
きる。したがって前記ポリ置換アセチレン膜を中空糸化
することが、最も気体透過性に優れた気体透過セルを製
作する手段であるといえる。
On the other hand, in order to further enhance the high gas permeability of the membrane, it is desirable that the membrane has a hollow fiber shape. In this case, when a gas permeation cell is assembled using the above-mentioned polymer membrane, the surface area of the membrane per unit volume of the cell can be increased, so that the gas permeation amount can be increased. Therefore, it can be said that making the poly-substituted acetylene membrane into a hollow fiber is a means for producing a gas permeable cell having the best gas permeability.

【0007】しかしこのポリ置換アセチレン膜は、気体
透過性が経時的に低下する性質があり、長時間が経過し
たときの気体透過性は、通常の高分子フィルムと同等あ
るいはそれ以下にまで低下してしまう。これは、ポリ置
換アセチレン膜の表面に空気中の不揮発性成分が吸着
し、気体の溶解を妨げるためと考えられる。
However, this poly-substituted acetylene film has a property that the gas permeability is lowered with time, and the gas permeability after a long time is equal to or lower than that of an ordinary polymer film. Will end up. It is considered that this is because the non-volatile components in the air are adsorbed on the surface of the poly-substituted acetylene film to prevent the gas from dissolving.

【0008】これを解決するために、従来ではポリ置換
アセチレン膜の表面に他の高分子膜を積層し、ポリ置換
アセチレン膜の表面が空気と接しないようにする方法が
考えられている。しかしこの方法によるときは、積層す
る高分子膜の厚さをポリ置換アセチレン膜の厚さに対し
て格段に薄くしないと、ポリ置換アセチレン膜の高気体
透過性を相殺してしまうことになり、都合が悪い。
In order to solve this, conventionally, a method of laminating another polymer film on the surface of the poly-substituted acetylene film so that the surface of the poly-substituted acetylene film does not come into contact with air has been considered. However, in the case of this method, unless the thickness of the polymer film to be laminated is remarkably thin with respect to the thickness of the poly-substituted acetylene film, the high gas permeability of the poly-substituted acetylene film will be offset, It's not convenient.

【0009】また、ポリ置換アセチレン膜およびこれに
積層する高分子膜の極薄膜作成方法として、従来では水
面展開法が用いられていたが、この場合水面上に展開し
た膜を基板ですくい上げる方法であるため、できあがる
膜は必然的に平膜状となり、中空糸形状に形成すること
は困難である。
Further, as a method for producing an ultrathin film of a poly-substituted acetylene film and a polymer film laminated thereon, a water surface development method has been conventionally used. In this case, the film developed on the water surface is scooped up by a substrate. Therefore, the resulting membrane necessarily has a flat membrane shape, and it is difficult to form a hollow fiber shape.

【0010】更に、最初にポリ置換アセチレンにより中
空糸を作成し、この中空糸を積層しようとする高分子の
溶液などにディップする方法も考えられるが、これによ
るときは、積層膜の膜厚を或る程度以下には薄くするこ
とはできず、薄膜化しようとする要求には充分満足させ
ることはできない。
Further, a method may be considered in which a hollow fiber is first made of poly-substituted acetylene and the hollow fiber is dipped in a polymer solution to be laminated. The thickness cannot be reduced to a certain level or less, and the demand for thinning cannot be sufficiently satisfied.

【0011】これに代えて、ポリ置換アセチレンにより
形成された中空糸に、真空法(真空蒸着、スパッタリン
グ、プラズマ重合等)により積層膜を形成する方法も考
えられるが、これによるときは中空糸の形成から積層膜
の形成までに長時間を要し、その間にポリ置換アセチレ
ンの気体透過性が損なわれてしまうようになる。
Alternatively, a method of forming a laminated film on a hollow fiber formed of poly-substituted acetylene by a vacuum method (vacuum vapor deposition, sputtering, plasma polymerization, etc.) can be considered. It takes a long time from the formation to the formation of the laminated film, and during that time, the gas permeability of the poly-substituted acetylene is impaired.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポリ置換ア
セチレンからなる高分子中空糸膜の表面に、ごく薄い薄
膜層を形成して、初期の気体透過性が極力損なわれるこ
となく、かつ経時的な性能の低下が抑制された気体透過
性中空糸膜を製造することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is to form a very thin thin film layer on the surface of a polymer hollow fiber membrane made of polysubstituted acetylene so that the initial gas permeability is not impaired as much as possible and the aging is performed. The present invention aims to produce a gas-permeable hollow fiber membrane in which the deterioration of the performance is suppressed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリ置換アセ
チレンからなる中空糸膜を、予めラングミュア・ブロジ
ェット膜が調整されてある液中に浸漬して、中空糸膜の
表面にラングミュア・ブロジェット膜層を形成し、その
あとこのラングミュア・ブロジェット膜層の表面にエネ
ルギービームを照射して、ラングミュア・ブロジェット
膜層を固定化することを特徴とする。
According to the present invention, a hollow fiber membrane made of poly-substituted acetylene is dipped in a liquid in which a Langmuir-Blodgett film has been prepared in advance, and the Langmuir-Blod surface is formed on the surface of the hollow fiber membrane. The jet film layer is formed, and then the surface of the Langmuir-Blodgett film layer is irradiated with an energy beam to immobilize the Langmuir-Blodgett film layer.

【0014】[0014]

【作用】本発明におけるポリ置換アセチレンは、構造式
が下記の化4で表される二置換アセチレンを重合したも
のである。
The polysubstituted acetylene in the present invention is obtained by polymerizing a disubstituted acetylene represented by the chemical formula 4 below.

【0015】[0015]

【化4】 [Chemical 4]

【0016】重合体は、TaC15,NbC15,Ta
Br5,NbBr5などのV族遷移金属触媒と、芳香族
炭化水素(ベンゼン、トルエン、キシレンなど)、脂環
式炭化水素(シクロヘキサンなど)、ハロゲン系炭化水
素(四塩化炭素、トリクロロエチレンなど)などの溶剤
を用い、不活性気体中で30〜100℃で加熱すること
によって得られる。
The polymer is TaC15, NbC15, Ta.
Group V transition metal catalysts such as Br5 and NbBr5 and solvents such as aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, etc.), alicyclic hydrocarbons (cyclohexane, etc.), halogenated hydrocarbons (carbon tetrachloride, trichloroethylene, etc.) Obtained by heating at 30 to 100 ° C. in an inert gas.

【0017】得られた重合体を、芳香族炭化水素(ベン
ゼン、トルエン、キシレンなど、)、脂環式炭化水素
(シクロヘキサンなど)、ハロゲン系炭化水素(四塩化
炭素、トリクロロエチレンなど)などの溶剤に溶解さ
せ、この溶液を紡糸原液とする。原液濃度は、1〜10
%程度が望ましい。
The obtained polymer is used as a solvent in aromatic hydrocarbons (benzene, toluene, xylene, etc.), alicyclic hydrocarbons (cyclohexane, etc.), halogenated hydrocarbons (carbon tetrachloride, trichloroethylene, etc.), etc. Dissolve and use this solution as the spinning dope. Stock solution concentration is 1-10
% Is preferable.

【0018】この紡糸原液より非対称中空糸膜を形成す
る。この形成は次のようにして行なう。まず出口が二重
管構造となっているノズルの外管部分より紡糸原液を、
また内管部分より空気、窒素などの気体、あるいはポリ
置換アセチレンを溶解することなく、かつ紡糸原液の溶
媒と混ざり合う液体(凝固液)を、同時に押し出す。凝
固液としては、メタノール、エタノール、プロパノール
等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレング
リコール等のグリコール類等が用いられる。
An asymmetric hollow fiber membrane is formed from this spinning dope. This formation is performed as follows. First of all, the spinning dope from the outer tube part of the nozzle whose outlet has a double tube structure,
Further, a liquid (coagulating liquid) which is mixed with the solvent of the spinning dope without dissolving air, a gas such as nitrogen, or a poly-substituted acetylene is simultaneously extruded from the inner tube portion. As the coagulating liquid, alcohols such as methanol, ethanol and propanol, glycols such as ethylene glycol and diethylene glycol are used.

【0019】押し出された紡糸原液は、任意の時間ある
いは距離の間、予備乾燥の過程を経てから凝固液中に導
かれる。この紡糸原液は凝固液中で脱溶媒が行なわれて
中空糸状となり、更にこれより取り出して溶媒を蒸発さ
せる。これにより中空糸膜が得られるようになる。
The extruded spinning solution is preliminarily dried for an arbitrary time or distance and then introduced into the coagulating solution. The spinning solution is desolvated in the coagulating solution to form a hollow fiber, which is then taken out from the coagulating solution to evaporate the solvent. As a result, a hollow fiber membrane can be obtained.

【0020】このようにして得られた中空糸膜は、外側
が物理的な孔のない緻密層となり、内側に向かうのにし
たがってポーラスなスポンジ構造となる。すなわちこの
内側の部分が、気体の透過にはほとんど関与することな
く、かつ機械的強度を有する支持層となる。
The hollow fiber membrane thus obtained has a dense layer with no physical pores on the outside and a porous sponge structure toward the inside. That is, this inner portion serves as a support layer having little mechanical involvement in gas permeation and mechanical strength.

【0021】この工程中において、紡糸原液とともに押
し出す気体あるいは凝固液の種類、予備乾燥の時間、温
度、凝固液の温度、浸漬時間などを調整することによ
り、緻密層の厚さ、支持層の孔径、孔分布などを調整す
ることができる。
During this step, the thickness of the dense layer and the pore diameter of the supporting layer can be adjusted by adjusting the type of gas or coagulating liquid extruded together with the spinning dope, predrying time, temperature, coagulating liquid temperature, dipping time and the like. , Hole distribution, etc. can be adjusted.

【0022】得られた中空糸膜は、単独では優れた気体
透過性を示すが、経時的に特性が低下する傾向がある。
これを回避するために、まず反応性モノマーまたはその
オリゴマーのラングミュア・ブロジェット(以下単にL
Bという。)膜を、この中空糸膜の表面に累積し、その
あとエネルギービームを照射してこのLB層を固定化す
る。これにより中空糸膜の表面に極めて薄い高分子膜層
が形成されるようになる。
The obtained hollow fiber membrane shows excellent gas permeability by itself, but its properties tend to deteriorate with time.
To avoid this, first the Langmuir-Blodgett (hereinafter simply referred to as L
It is called B. ) Membranes are accumulated on the surface of this hollow fiber membrane and then irradiated with an energy beam to immobilize this LB layer. As a result, an extremely thin polymer membrane layer is formed on the surface of the hollow fiber membrane.

【0023】このLB膜はLB法によって中空糸膜の表
面に積層化することができる。その工程は次のようにし
ておこなう。すなわちバリアで仕切られた水面上に、反
応性モノマーまたはそのオリゴマーあるいはその溶液
を、適当量展開して水面膜を形成したあと、バリアを移
動して水面膜を適当な水面膜圧に制御しながら、中空糸
膜を水面膜上から水中に浸漬して、水面膜を中空糸膜の
表面に移し取る。これにより中空糸膜の表面に極めて薄
い反応性モノマーまたはそのオリゴマー層を形成するこ
とができるようになる。
This LB membrane can be laminated on the surface of the hollow fiber membrane by the LB method. The process is performed as follows. That is, on the water surface partitioned by the barrier, the reactive monomer or its oligomer or its solution is developed in an appropriate amount to form a water surface film, and then the barrier is moved to control the water surface film pressure to an appropriate water surface film pressure. The hollow fiber membrane is immersed in water from above the water surface membrane to transfer the water surface membrane to the surface of the hollow fiber membrane. This makes it possible to form an extremely thin reactive monomer or its oligomer layer on the surface of the hollow fiber membrane.

【0024】ここに使用する反応性モノマーまたはその
オリゴマーとしては、例えば、スチレン、N−ビニル
ピロリドンなどのビニル基を含有する反応性モノマーま
たはそのオリゴマー、トリメチロールブロパントリア
クリレートなどのアクリル基を含有する反応性モノマー
またはそのオリゴマー、トリメチロールプロパントリ
メタクリレートなどのメタクリル基を含有する反応性モ
ノマーまたはそのオリゴマー、などのうちの一種または
複数種が利用できる。特に分子内にシロキサン結合ある
いはフッ素を含有する反応性モノマーまたはそのオリゴ
マーの場合、硬化させることによって、気体透過性が他
の反応性モノマーまたはそのオリゴマーに比較して優れ
る点で有利である。
Examples of the reactive monomer or oligomer thereof used herein include vinyl group-containing reactive monomers or oligomers such as styrene and N-vinylpyrrolidone, and acrylic groups such as trimethylolbropane triacrylate. One or more of reactive monomers or oligomers thereof, methacrylic group-containing reactive monomers such as trimethylolpropane trimethacrylate or oligomers thereof, and the like can be used. Particularly, in the case of a reactive monomer having a siloxane bond or fluorine in the molecule or its oligomer, it is advantageous in that the gas permeability is excellent as compared with other reactive monomers or its oligomer by curing.

【0025】このようにして形成された積層膜の表面
に、続いてエネルギービームを照射して、LB膜層を固
定化する。エネルギービームとしては、たとえば電子
線、ガンマ線などの放射線、紫外線のような電磁波が利
用できる。一般には電子線を用いることが望ましい。こ
れによれば操作が簡単であり、短時間で処理できるため
有利である。この場合の電子線の加速電圧は、50kV
以上、好ましくは100kV以上であり、吸収線量とし
ては、0.1〜150メガラド、好ましくは0.1〜1
0メガラドである。
The surface of the laminated film thus formed is subsequently irradiated with an energy beam to fix the LB film layer. As the energy beam, radiation such as electron beam and gamma ray, and electromagnetic wave such as ultraviolet ray can be used. Generally, it is desirable to use an electron beam. This is advantageous because it is easy to operate and can be processed in a short time. In this case, the acceleration voltage of the electron beam is 50 kV
Or more, preferably 100 kV or more, and as an absorbed dose, 0.1 to 150 megarad, preferably 0.1 to 1
It is 0 megarad.

【0026】ガンマ線を用いる場合も同程度の吸収線量
が好ましいが、あまり高線量になると、照射時間が長く
なり、効率上あまり良くない。より好ましいのは0.1
〜10メガラドである。
Even when gamma rays are used, the same level of absorbed dose is preferable, but if the dose is too high, the irradiation time becomes long and the efficiency is not very good. More preferably 0.1
It is about 10 megarads.

【0027】紫外線などの電磁波を用いる場合、たとえ
ば紫外線としては、10nm〜400nmの任意の波長
の光が用いられる。紫外線発生源としては、市販のUV
硬化装置、高圧水銀灯、分析検出器用UVランプなどが
用いられる。このときの照射強度としては、1平方cm
当たり1mWが、より好ましい。この場合LB膜に光反
応増感剤を適当量加えると、反応が効率よく進み、好都
合である。
When electromagnetic waves such as ultraviolet rays are used, for example, as the ultraviolet rays, light having an arbitrary wavelength of 10 nm to 400 nm is used. As a UV source, commercially available UV
A curing device, a high-pressure mercury lamp, a UV lamp for an analytical detector, etc. are used. The irradiation intensity at this time is 1 cm 2.
Per mW is more preferred. In this case, it is convenient to add an appropriate amount of the photoreaction sensitizer to the LB film because the reaction proceeds efficiently.

【0028】光反応増感剤としては、たとえば2−イソ
ブロピルチオキサントン、2.4−ジエチルチオキサン
トン、ベンジルジメチルケタール、2.4.6トリメチ
ルベンゾフェノン、α−エトキシ−α−フェニルアセト
フェノン、α−イソプロポキシ−α−フェニルアセトフ
ェノン、エチルー4−(ジメチルアミノ)ベンゾエー
ト、2−ヒドロキシー2−メチルー1−(4−(1−メ
チルビニル)フェニル)プロパノンなどをはじめ、適当
なものが用いられる。
Examples of the photoreaction sensitizer include 2-isobromopyrthioxanthone, 2.4-diethylthioxanthone, benzyl dimethyl ketal, 2.4.6 trimethylbenzophenone, α-ethoxy-α-phenylacetophenone and α-isopropoxy. Appropriate ones such as -α-phenylacetophenone, ethyl-4- (dimethylamino) benzoate, 2-hydroxy-2-methyl-1- (4- (1-methylvinyl) phenyl) propanone are used.

【0029】[0029]

【実施例】【Example】

実施例1 1−(トリメチルシリル)−1−ブロピン(アルドリッ
チ)1g、TaC150.06g、トルエン10ccを
用い、80℃にて24時間、窒素雰囲気中で反応させる
ことにより、粘調な重合体ゲルを得た。この重合体ゲル
をトルエンにて希釈した後、多量のメタノール中に滴下
して重合体を析出沈殿させた。得られた重合体を濾過お
よび乾燥した。
Example 1 A viscous polymer gel was obtained by reacting 1- (trimethylsilyl) -1-bropine (Aldrich) 1 g, TaC 150.06 g, and toluene 10 cc at 80 ° C. for 24 hours in a nitrogen atmosphere. It was This polymer gel was diluted with toluene and then dropped into a large amount of methanol to precipitate and precipitate the polymer. The polymer obtained was filtered and dried.

【0030】得られた重合体2gをトルエン100cc
に溶解して、重合体溶液とした。この重合体溶液を40
0メッシュのステンレスフィルターに通して濾過したあ
と、2重管型の中空糸用ノズルを通して空気中に1分間
当たり5立方cmの速度で吐出した。このときノズル内
管からは、メタノールを同じ速度で吐出した。
2 g of the obtained polymer was added to 100 cc of toluene.
To obtain a polymer solution. 40 parts of this polymer solution
After filtering through a 0 mesh stainless steel filter, the mixture was discharged into the air at a rate of 5 cubic cm per minute through a double tube type hollow fiber nozzle. At this time, methanol was discharged at the same rate from the nozzle inner tube.

【0031】続いて吐出された重合体溶液を、ノズルか
ら10cmの位置に設置されたメタノール凝固液槽に浸
漬し、10分間保持したあと、引き上げて乾燥した。得
られた中空糸膜は、外径900μm、内径500μmで
あった。
Subsequently, the discharged polymer solution was dipped in a methanol coagulating liquid tank installed at a position 10 cm from the nozzle, held for 10 minutes, and then pulled up and dried. The obtained hollow fiber membrane had an outer diameter of 900 μm and an inner diameter of 500 μm.

【0032】次に、シリコーンアクリレート(ゴールド
シュミット社製)の1Wt%クロロホルム溶液を、水を
張ったLB膜製造装置の水面にシリンジで1滴展開し、
膜圧が30dyn/cmになるようにバリアで制御しな
がら、中空糸膜を浸漬した。この操作を2回繰り返し
て、重合体膜とシリコーンアクリレートの2層積層膜を
形成した。得られた2層積層膜を、エリアビーム型の電
子線照射装置により、加速電圧200kV、吸収線量
0.1メガラドの条件で電子線を照射して硬化させた。
Next, a 1 Wt% chloroform solution of silicone acrylate (made by Gold Schmidt) was developed with a syringe on the water surface of the LB film manufacturing apparatus filled with water,
The hollow fiber membrane was immersed while controlling the barrier so that the membrane pressure was 30 dyn / cm. This operation was repeated twice to form a two-layer laminated film of the polymer film and the silicone acrylate. The obtained two-layer laminated film was irradiated with an electron beam under the conditions of an accelerating voltage of 200 kV and an absorbed dose of 0.1 megarad by an area beam type electron beam irradiation device to be cured.

【0033】実施例2 実施例1と同様にして中空糸膜を作成し、続いてシリコ
ーンアクリレート(ゴールドシュミット社製)と、α−
エトキシ−α−フェニルアセトフェノン混合物(重量比
100:1)の1wt%クロロホルム溶液を、水を張っ
たLB膜製造装置の水面にシリンジで1滴展開し、膜圧
が30dyn/cmになるようにバリアで制御しなが
ら、中空糸膜を浸漬した。この操作を2回繰り返して、
重合体膜とシリコーンアクリレート・α−エトキシ−α
−フェニルアセトフェノン混合物の2層積層膜を形成し
た。得られた2層積層膜を、メタルハライドランプ式紫
外線照射装置により、照射強度1平方cm当たり20m
Wで、1秒間紫外線を照射した。
Example 2 A hollow fiber membrane was prepared in the same manner as in Example 1, followed by silicone acrylate (manufactured by Gold Schmidt) and α-.
A 1 wt% chloroform solution of an ethoxy-α-phenylacetophenone mixture (weight ratio 100: 1) was developed with a syringe on the water surface of an LB membrane manufacturing apparatus filled with water, and a barrier was applied so that the membrane pressure became 30 dyn / cm. The hollow fiber membrane was immersed while controlling with. Repeat this operation twice,
Polymer film and silicone acrylate / α-ethoxy-α
A two-layer laminated film of a phenylacetophenone mixture was formed. The obtained two-layer laminated film was irradiated with a metal halide lamp type ultraviolet irradiation device at an irradiation intensity of 20 m per square cm.
UV light was applied for 1 second at W.

【0034】以上の各例の中空糸膜についての性能の評
価は、直径3cm、長さ10cmの管型モジュール(容
積約71立方cm)を試作して行なった。すなわち各例
の中空糸膜の多数本の端をシールしたあと、管型モジュ
ールに組み込み、中空糸の外側に酸素あるいは窒素を、
1平方cm当たり1kgf一定圧で流し、中空糸の内側
からでてくる気体流量を膜流量計によって測定した。
The performance evaluation of the hollow fiber membranes of each of the above examples was carried out by trial-making a tubular module (volume: about 71 cubic cm) having a diameter of 3 cm and a length of 10 cm. That is, after sealing a large number of ends of the hollow fiber membrane of each example, the hollow fiber membrane was assembled into a tubular module, and oxygen or nitrogen was added to the outside of the hollow fiber,
Flowing at a constant pressure of 1 kgf per square cm, the gas flow rate coming out from the inside of the hollow fiber was measured by a membrane flow meter.

【0035】比較例 ポリジメチルシロキサンの20wt%ベンゼン溶液を用
い、実施例と同様にして中空糸膜を形成した。得られた
中空糸膜は、外径900μm、内径500μmであっ
た。これをそのまま管型モジュールに組み込んだ。
Comparative Example A 20 wt% benzene solution of polydimethylsiloxane was used to form a hollow fiber membrane in the same manner as in the example. The obtained hollow fiber membrane had an outer diameter of 900 μm and an inner diameter of 500 μm. This was directly incorporated into the tubular module.

【0036】以上の各例の膜についての気体透過流量、
酸素透過速度(Ro2)ならびに気体分離度αを表1に
示す。なお各実施例についてはエネルギビームの照射直
後の性能を初期値としてある。また気体分離度αは、酸
素/窒素分離度から算出した。
The gas permeation flow rate for the membranes of the above examples,
Table 1 shows the oxygen permeation rate (Ro2) and the gas separation degree α. In each example, the performance immediately after the irradiation of the energy beam is set as the initial value. The gas separation degree α was calculated from the oxygen / nitrogen separation degree.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】表1に示す結果から明らかなように、実施
例による高分子中空糸膜を用いたモジュールは、比較例
によるものに比較して、長時間にわたって安定した特性
を維持しながら、気体透過流量が極めて大きい特性を呈
することが判明する。
As is clear from the results shown in Table 1, the module using the polymer hollow fiber membrane according to the example has gas permeation while maintaining stable characteristics for a long time, as compared with the module according to the comparative example. It is found that the flow rate exhibits extremely large characteristics.

【0039】次に本発明による製造装置について、図
1、図2を参照して説明する。図1に示す製造装置は、
主として中空糸膜製造部Aと、LB膜積層部Bと、エネ
ルギービーム照射部Cとから構成されている。中空糸膜
製造部Aには、紡糸原液が溜められているタンク1があ
り、このタンク1内の紡糸原液はポンプ2により一定流
量で送られる。ポンプ2により送られてくる紡糸原液
は、2重管型ノズル3より吐出される。吐出された紡糸
原液は予備乾燥装置4により予備的に乾燥される。
Next, the manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. The manufacturing apparatus shown in FIG.
It is mainly composed of a hollow fiber membrane production section A, an LB membrane lamination section B, and an energy beam irradiation section C. The hollow fiber membrane producing section A has a tank 1 in which a spinning stock solution is stored, and the spinning stock solution in the tank 1 is sent by a pump 2 at a constant flow rate. The spinning dope delivered by the pump 2 is discharged from the double tube type nozzle 3. The discharged spinning solution is preliminarily dried by the predrying device 4.

【0040】5は凝固液が満たしてある凝固液槽であ
る。予備乾燥装置4により予備乾燥された紡糸原液は凝
固液槽5に浸漬され、脱溶媒されて中空糸膜構造とな
る。なお空気、窒素などの気体あるいは凝固液などの気
体がタンク6に溜められてあり、これがポンプ7により
2重管型ノズル3の内管から紡糸原液の内部に吐出され
るようにしてある。これらの気体、凝固液によって、紡
糸原液の溶媒を中空糸膜の内部から蒸発させる。
A coagulating liquid tank 5 is filled with a coagulating liquid. The spinning dope that has been pre-dried by the pre-drying device 4 is immersed in the coagulation bath 5 and desolvated to form a hollow fiber membrane structure. A gas such as air and nitrogen, or a gas such as a coagulating liquid is stored in the tank 6, and the pump 7 discharges the gas from the inner tube of the double-tube nozzle 3 into the spinning solution. The solvent of the spinning dope is evaporated from the inside of the hollow fiber membrane by these gas and coagulating liquid.

【0041】このようにして得られた中空糸膜Tは次に
LB膜積層部Bに送られる。LB膜積層部Bには、表面
にLB膜が展開される水槽8を備えており、LB膜材料
を溜めているタンク9より、ポンプ10によってこの水
槽8の表面にノズル11を介して送られてくる。水槽8
の表面にはLB膜の表面圧力を測定するセンサ12およ
びLB膜を圧縮するバリア13が設けてある。
The hollow fiber membrane T thus obtained is then sent to the LB membrane stacking section B. The LB film stacking section B is provided with a water tank 8 on which the LB film is developed, and a tank 9 storing the LB film material sends the water to the surface of the water tank 8 via a nozzle 11 by a pump 10. Come on. Aquarium 8
A sensor 12 for measuring the surface pressure of the LB film and a barrier 13 for compressing the LB film are provided on the surface of the.

【0042】センサ12、バリア13およびポンプ10
は、制御回路で結ばれており、水槽8の表面のLB膜が
任意の一定表面圧力に保たれ、更にその展開面積が任意
の値より小さくなった場合、LB膜材料をタンク9より
ポンプ10により補給し、かつ表面圧力が保たれるよう
にバリア13と連動する。
Sensor 12, barrier 13 and pump 10
Is connected by a control circuit, and when the LB film on the surface of the water tank 8 is kept at an arbitrary constant surface pressure and the developed area becomes smaller than an arbitrary value, the LB film material is pumped from the tank 9 by a pump 10 To replenish and maintain the surface pressure by interlocking with the barrier 13.

【0043】前記のように水槽8の表面にLB膜が展開
され、バリア13により圧縮されて任意の一定表面圧力
に調整されている状態で、中空糸膜製造部Aから中空糸
膜Tが送られてきて、LB膜層に浸漬される。浸漬され
た中空糸膜Tは水槽8内に設けられてあるロール14に
沿って折り返され、再度LB膜層を通過して大気中に放
出される。これによって中空糸膜Tの表面にLB膜が積
層される。この場合、LB膜の材料、圧縮圧力などによ
り、LB層が1層または2層となって積層される。
As described above, the hollow fiber membrane T is sent from the hollow fiber membrane producing section A in a state where the LB membrane is developed on the surface of the water tank 8 and is compressed by the barrier 13 and adjusted to an arbitrary constant surface pressure. And is immersed in the LB film layer. The immersed hollow fiber membrane T is folded back along a roll 14 provided in the water tank 8, passes through the LB membrane layer again, and is discharged into the atmosphere. As a result, the LB membrane is laminated on the surface of the hollow fiber membrane T. In this case, depending on the material of the LB film, the compression pressure, etc., the LB layer is laminated as one layer or two layers.

【0044】LB膜が積層された中空糸膜は、その後直
ちにエネルギービーム照射部Cに送られ、エネルギービ
ームが照射される。すなわちエネルギービーム発生源、
たとえば電子線照射器16は、水槽8の中空糸膜出口の
ごく近くに設置されてあり、送られてきた中空糸膜Tに
即座に電子線が照射される。これにより中空糸膜Tの表
面のLB膜が固定化される。電子線が照射された中空糸
膜Tは巻取ドラム16により連続的に巻き取られる。
The hollow fiber membrane on which the LB membrane is laminated is immediately sent to the energy beam irradiating section C and irradiated with the energy beam. The energy beam source,
For example, the electron beam irradiator 16 is installed very close to the hollow fiber membrane outlet of the water tank 8, and the sent hollow fiber membrane T is immediately irradiated with the electron beam. As a result, the LB membrane on the surface of the hollow fiber membrane T is fixed. The hollow fiber membrane T irradiated with the electron beam is continuously wound by the winding drum 16.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ポ
リ置換アセチレンを素材として気体透過性膜を得るにあ
たり、中空糸膜として、かつ長期にわたって安定した気
体透過性能を呈するこの種気体透過性膜を製造すること
ができる。また本発明の装置によれば、この中空糸膜を
連続的に製造することができる効果を奏する。
As described above in detail, according to the present invention, in obtaining a gas permeable membrane using poly-substituted acetylene as a raw material, this kind of gas permeation as a hollow fiber membrane and exhibiting stable gas permeation performance for a long period of time is obtained. A flexible film can be manufactured. Further, according to the apparatus of the present invention, there is an effect that this hollow fiber membrane can be continuously manufactured.

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

【図1】本発明の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部の側面図である。FIG. 2 is a side view of a portion of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 中空糸膜製造部 B LB膜積層部 C エネルギービーム照射部 1 タンク 2 ポンプ 3 2重 管ノズル 4 乾 燥部 5 凝 固液槽 8 水槽 9 タンク 10 ポンプ 12 センサ 13 バリア 15 エネルギービーム発生源 16 巻取ドラム A Hollow fiber membrane production department B LB membrane lamination part C Energy beam irradiation part 1 Tank 2 Pump 3 Double tube nozzle 4 Drying part 5 Condensation liquid tank 8 Water tank 9 Tank 10 Pump 12 Sensor 13 Barrier 15 Energy beam source 16 Winding drum

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/26 7199−3B 11/06 // B01D 71/70 500 9153−4D ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location D01F 6/26 7199-3B 11/06 // B01D 71/70 500 9153-4D

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 構造式が 【化1】 で表されるポリ置換アセチレンから中空糸膜を成膜する
工程と、前記中空糸膜をラングミュア・ブロジェット膜
が調整された液中に浸漬して、前記中空糸膜層の表面に
ングミュア・ブロジェット膜層を形成する工程と、前記
中空糸膜の表面のラングミュア・ブロジェット膜層にエ
ネルギービームを照射して、前記ラングミュア・ブロジ
ェット膜層を固定化する工程とからなることを特徴とす
る気体透過性中空糸膜の製造方法。
1. The structural formula is: In the step of forming a hollow fiber membrane from poly-substituted acetylene represented by the following, the hollow fiber membrane is immersed in a liquid in which a Langmuir-Blodgett membrane is prepared, and the surface of the hollow fiber membrane layer is coated with the Ngumuir-broth. It comprises a step of forming a jet membrane layer and a step of irradiating the Langmuir-Blodgett membrane layer on the surface of the hollow fiber membrane with an energy beam to immobilize the Langmuir-Blodgett membrane layer. A method for producing a gas-permeable hollow fiber membrane.
【請求項2】 構造式が 【化2】 で表されるポリ置換アセチレンからなる紡糸原液を溜め
るタンクと、前記タンクから前記紡糸原液を吐出して中
空糸状に形成する2重管型ノズルと、前記2重管型ノズ
ルから吐出された中空糸状の紡糸原液が送られる、凝固
液が満たしてある凝固液槽と、前記凝固液槽内に浸漬さ
れることによって得られた中空糸膜が送られる、ラング
ミュア・ブロジェット膜の層が表面に展開されている水
槽と、ラングミュア・ブロジェット膜の層を通過して表
面にラングミュア・ブロジェット膜が積層された前記中
空糸膜の表面にエネルギービームを照射して、前記ラン
グミュア・ブロジェット膜を固定化するエネルギービー
ム照射部と、前記エネルギービーム照射部によってエネ
ルギービームが照射された前記中空糸膜を、連続的に巻
き取る巻取ドラムとからなる気体透過性中空糸膜の製造
装置。
2. The structural formula is: A tank for storing a spinning stock solution composed of poly-substituted acetylene, a double tube type nozzle for discharging the spinning stock solution from the tank to form a hollow fiber shape, and a hollow fiber type discharged from the double tube type nozzle The spinning stock solution is sent, the coagulation bath filled with the coagulation bath, and the hollow fiber membrane obtained by being immersed in the coagulation bath is delivered, and the layer of Langmuir-Blodgett film is spread on the surface. The Langmuir-Blodgett film is fixed by irradiating an energy beam on the surface of the hollow fiber membrane having the Langmuir-Blodgett film laminated on the surface through the water tank And a take-up drum for continuously winding the energy beam irradiating section and the hollow fiber membrane irradiated with the energy beam by the energy beam irradiating section. Apparatus for producing a gas-permeable hollow fiber membranes made of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102888668A (en) * 2011-07-21 2013-01-23 北京金通量科技有限公司 Device for preparing hollow fiber ultra-filtering film
KR101366224B1 (en) * 2011-12-16 2014-02-24 (주)세프라텍 Manufacturing apparatus for hollow fiber membrane
JP2016513160A (en) * 2013-02-26 2016-05-12 ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトWacker Chemie AG Porous membranes made of cross-linked thermoplastic silicone elastomer

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