JPH11541A - 中空糸膜及びその製造方法 - Google Patents

中空糸膜及びその製造方法

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JPH11541A
JPH11541A JP16965397A JP16965397A JPH11541A JP H11541 A JPH11541 A JP H11541A JP 16965397 A JP16965397 A JP 16965397A JP 16965397 A JP16965397 A JP 16965397A JP H11541 A JPH11541 A JP H11541A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
water
resin
polysulfone
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JP16965397A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Fujiki
浩之 藤木
Shigeki Ogawa
繁樹 小川
Kei Murase
圭 村瀬
Masahiko Mizuta
真彦 水田
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリビニルピロリドンを用いたポリスルホン
系樹脂の中空糸膜に含まれる微粒子が極めて少なく、か
つ微粒子の流出が短時間で終了する中空糸膜を提供す
る。 【解決手段】 ポリスルホン系樹脂とポリビニルピロリ
ドンとを含む紡糸原液を湿式又は乾湿式紡糸して得られ
る中空糸膜であって、10リットル/分/m2の通水量
で30分通水した後に中空糸膜から脱落する粒径0.2
μm以上の微粒子の数が膜面積1m2あたりの透水量1
ccにつき10個以下である中空糸膜、及びこの中空糸
膜を、紡糸し非溶媒中で凝固させた後、中空糸膜をポリ
スルホン系樹脂とポリビニルピロリドンとの共通溶媒と
水との混合液にて処理して中空糸膜に含まれる粒径0.
2μm以上の微粒子を除去することにより製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリスルホン系樹
脂とポリビニルピロリドンからなり、濾過時に中空糸膜
から脱落する微粒子の少ない中空糸膜及びその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ポリビニルピロリドンを添加
せるポリスルホン系樹脂中空糸膜を湿式又は乾湿式紡糸
法により製造する方法については公知であり、ポリビニ
ルピロリドンは、ポリスルホン系樹脂中空糸膜の膜構造
を制御するため、また膜に親水性を付与するために用い
られている。しかしながら、ポリビニルピロリドンを添
加した際には、ポリスルホン系樹脂中空糸膜の製造時、
特にその凝固の過程で、用いたポリスルホン系樹脂、ポ
リビニルピロリドンにそれぞれ由来する微粒子が生ずる
ことがあり、これら微粒子が中空糸膜の膜中或いは膜表
面に含まれると、透水時に中空糸膜の濾液中に微粒子が
流出してくるという問題を生ずる。
【0003】したがって、ポリビニルピロリドンを添加
せるポリスルホン系樹脂の中空糸膜の製造においては、
中空糸膜に含まれる微粒子を除去することは、極めて重
要なことであるが、未だかかる中空糸膜に含まれる微粒
子を除去する有効な方法がないのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、中空糸膜に
含まれる微粒子を除去する有効な方法を見い出したこと
に基づくものであり、本発明の目的は、ポリビニルピロ
リドンを用いたポリスルホン系樹脂の中空糸膜に含まれ
る微粒子が極めて少なく、かつ微粒子の流出が短時間で
終了する中空糸膜を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリスルホン
系樹脂とポリビニルピロリドン(以下、PVPと略す)
とを共通溶媒に溶解し、湿式又は乾湿式紡糸して得られ
る中空糸膜であって、10リットル/分/m2の通水量
で30分通水した後に中空糸膜から脱落する粒径0.2
μm以上の微粒子の数が膜面積1m2あたりの透水量1
ccにつき10個以下であることを特徴とする中空糸
膜、
【0006】及び、ポリスルホン系樹脂とPVPを用い
て中空糸膜を湿式又は乾湿式紡糸法により製造する方法
において、ポリビニルピロリドンを添加したポリスルホ
ン系樹脂の溶媒溶液を紡糸原液として紡糸し、非溶媒中
で凝固させた後、得られる中空糸膜をポリスルホン系樹
脂とPVPとの共通溶媒と水との混合液にて処理して中
空糸膜に含まれる粒径0.2μm以上の微粒子を除去す
ることを特徴とする中空糸膜の製造方法、にある。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の中空糸膜におけるポリス
ルホン系樹脂としては、ポリスルホン樹脂、ポリアリル
スルホン樹脂及びポリエーテルスルホン樹脂が挙げら
れ、これらは、化1、化2及び化3でそれぞれ表される
構造を繰り返し単位とする高分子化合物であり、ポリス
ルホン系樹脂が、好ましくはポリアリルスルホン樹脂及
び/又はポリエーテルスルホン樹脂であり、より好まし
くはポリアリルスルホン樹脂及びポリエーテルスルホン
樹脂の混合物であって、ポリアリルスルホン樹脂/ポリ
エーテルスルホン樹脂の混合比(重量比)で95/5〜
5/95の混合物である。
【0008】
【化1】
【0009】
【化2】
【0010】
【化3】
【0011】本発明の中空糸膜は、ポリスルホン系樹脂
とPVPとを共通溶媒に溶解し、この溶液を紡糸原液と
して紡糸口金よりポリスルホン系樹脂の非溶媒中に直接
紡出する湿式紡糸法又は一旦空気中に紡出した後ポリス
ルホン系樹脂の非溶媒中に導く乾湿式紡糸法により紡糸
し、非溶媒中で凝固させる方法によるものである。
【0012】そして、本発明の中空糸膜においては、1
0リットル/分/m2の通水量で30分通水した後に中
空糸膜から脱落する粒径0.2μm以上の微粒子の数が
膜面積1m2あたりの透水量1ccにつき10個(10
個/cc/m2)以下であることを特徴とする。微粒子
の数が10個/cc/m2を超えると、中空糸膜の透水
時に濾液中に微粒子が流出し、濾過膜としては好ましく
ない。
【0013】本発明の中空糸膜は、ポリビニルピロリド
ンが中空糸膜製造の際に添加されたポリスルホン系樹脂
の中空糸膜の製造方法において、好ましくはポリスルホ
ン系樹脂とPVPとを共通溶媒に溶解し、湿式又は乾湿
式紡糸法により紡糸し、非溶媒中で凝固させた後、得ら
れる中空糸膜をポリスルホン系樹脂とPVPとの共通溶
媒と水とからなる混合液にて処理して中空糸膜に含まれ
る粒径0.2μm以上の微粒子を除去することにより製
造される。
【0014】中空糸膜の製造の際の湿式又は乾湿式紡糸
法としては、特にその紡糸条件には制限はなく、公知の
任意の方法が用いられる。紡糸口金としては、中空糸膜
を形成し得る任意の紡糸口金が用いられ、例えば二重管
ノズル等の紡糸口金を用い、紡糸口金の中心部にポリス
ルホン系樹脂の非溶媒を、外周部に紡糸原液を分配して
紡糸する。また、紡糸原液におけるポリスルホン系樹脂
の溶媒としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,
N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリド
ン等が用いられ、特にN,N−ジメチルアセトアミドが
好ましく用いられる。ポリスルホン系樹脂の非溶媒とし
ては、水又は水と溶媒の混合液が用いられる。
【0015】本発明の中空糸膜の製造の際に微粒子の除
去に用いられる混合液におけるポリスルホン系樹脂とP
VPとの共通溶媒としては、紡糸原液に用いたと同じ溶
媒を用いることが好ましく、特にN,N−ジメチルアセ
トアミドが好ましく用いられる。
【0016】混合液としては、共通溶媒と水との混合比
が、好ましくは重量比で溶媒/水=20/80〜70/
30、より好ましくは40/60〜60/40の混合液
を用いる。混合比が20/80未満の溶剤が少ない場合
は、微粒子除去効果が低く、混合比が70/30を超え
て溶剤が多すぎる場合は、中空糸膜の損傷を招く。
【0017】混合液にての処理は、中空糸膜に含まれる
微粒子が除去し得るものであればスプレイ処理、パディ
ング処理でもよいが、混合液に浸漬する浸漬処理である
ことが好ましい。浸漬処理の場合は、中空糸膜を混合液
である処理液中に浸漬するだけでもよいが、浸漬の間中
空糸膜との接触状態が絶えずかわるように処理液を攪拌
流動させることが好ましく、また微粒子除去効率をより
高めるうえで、浸漬下に、中空糸膜を束ねその端部から
側面或いは中空内を処理液を通過させる、中空ボビンに
巻き取り巻層部に処理液を通過させる等によって行って
もよい。
【0018】処理時の混合液の温度は、微粒子除去効果
の点で高い程よく、80℃以上で行うことが好ましい。
また、処理時間は、共通溶剤の混合比、温度によっても
異なり、好ましくは1時間以上、より好ましくは3時間
以上とするが、中空糸膜の生産性を考慮して適宜決めら
れる。
【0019】また、混合液にての処理は、中空糸膜の製
造過程の非溶媒中での凝固が完了した後であれば特に限
定されるものではないが、湿潤状態の中空糸膜に適用す
ることが好ましく、凝固から巻き取りまでの連続ライン
中で行ってもよいし、また、処理時間、処理装置を考慮
しオフラインで行ってもよい。
【0020】本発明の中空糸膜の製造方法においては、
このようにポリスルホン系樹脂とPVPとの共通溶媒と
水とからなる混合液にて中空糸膜を処理することによ
り、中空糸膜製造時に用いたポリスルホン系樹脂、PV
Pが凝固の過程でそれぞれの相分離温度や凝固速度等の
相違により生じて中空糸膜に含まれた粒径0.2μm以
上の微粒子が除去され、中空糸膜に含まれる微粒子が極
めて少なくなるので微粒子の流出が短時間で終了する中
空糸膜が得られる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、中空糸膜の評価は、次の方法に拠った。 〈微粒子流出試験〉中空糸膜の膜面積を約1.5m2
したモジュールを作製し、このモジュールに純水をアウ
ト−インに10リットル/分/m2の量通水し、濾液中
に含まれる微粒子数の測定を行った。
【0022】(実施例1)ポリアリルスルホン樹脂(帝
人アモコ(株)製RADEL R−5000)10.3
重量%、ポリエーテルスルホン樹脂(帝人アモコ(株)
製RADEL A−100)6.9重量%、PVP(分
子量1.1×106)1.0重量%及びPVP(分子量
4×104)4.0重量%をN,N−ジメチルアセトア
ミドに加熱溶解して紡糸原液を調製した。紡糸口金とし
て二重管ノズルを用い、ノズルの中心部にN,N−ジメ
チルアセトアミド68重量%水溶液を、外周部に紡糸原
液をそれぞれ分配して吐出させ、30mmの空気層を介
してN,N−ジメチルアセトアミド68重量%水溶液中
に導いて凝固させ、14m/分の速度で引き取って外径
約600μmの中空糸膜を得た。
【0023】得られた中空糸膜を長さ600mmに切断
し、切断された中空糸膜約2400本を円柱状に束ね、
内径45mmの円筒状容器に挿入充填し、下方の切断端
部面から上方の切断端部面への方向に円筒状容器内に、
N,N−ジメチルアセトアミド40/水60(重量比)
の80℃の混合液を、300ミリリットル/分で3時間
循環通液させた。次いで、80℃の水に30分浸漬して
水洗した。処理された中空糸膜の微粒子流出試験による
濾液中に含まれる微粒子数は、30分間通水後に約2〜
3個/cc/m2となった。表1に混合液による処理条
件、処理中空糸膜からの微粒子流出状況等をまとめて示
した。
【0024】(実施例2)実施例1において得られた中
空糸膜を長さ600mmに切断し、切断された中空糸膜
約2400本を円柱状に束ねたものを、N,N−ジメチ
ルアセトアミド40/水60(重量比)の80℃の混合
液の浴中に72時間静置浸漬した。次いで80℃の水に
30分浸漬して水洗した。処理された中空糸膜の微粒子
流出試験による濾液中に含まれる微粒子数は、30分間
通水後に約5〜6個/cc/m2となった。表1に混合
液による処理条件、処理中空糸膜からの微粒子流出状況
等をまとめて示した。
【0025】(実施例3)実施例2において、処理液の
混合液をN,N−ジメチルアセトアミド20/水80
(重量比)の混合液に代え、静置浸漬時間を3時間に変
更した以外は、実施例2と同様にして中空糸膜を処理し
た。処理された中空糸膜の微粒子流出試験による濾液中
に含まれる微粒子数は、30分間通水後に約5〜6個/
cc/m2となった。表1に混合液による処理条件、処
理中空糸膜からの微粒子流出状況等をまとめて示した。
【0026】(実施例4)実施例2において、処理液の
混合液をN,N−ジメチルアセトアミド60/水40
(重量比)の混合液に代え、静置浸漬時間を3時間に変
更した以外は、実施例2と同様にして中空糸膜を処理し
た。処理された中空糸膜の微粒子流出試験による濾液中
に含まれる微粒子数は、30分間通水後に約2〜3個/
cc/m2となった。表1に混合液による処理条件、処
理中空糸膜からの微粒子流出状況等をまとめて示した。
【0027】(比較例1)実施例1において、処理液の
混合液を水に代えた以外は、実施例1と同様にして中空
糸膜を処理した。処理された中空糸膜の微粒子流出試験
による濾液中に含まれる微粒子数は、2時間通水後にお
いても約1500個/cc/m2であった。表1に混合
液による処理条件、処理中空糸膜からの微粒子流出状況
等をまとめて示した。
【0028】(比較例2)実施例1において、処理液の
混合液を水に代え、循環通液時間を96時間に変更した
以外は、実施例1と同様にして中空糸膜を処理した。処
理された中空糸膜の微粒子流出試験による濾液中に含ま
れる微粒子数は、2時間通水後においても約800個/
cc/m2であった。表1に混合液による処理条件、処
理中空糸膜からの微粒子流出状況等をまとめて示した。
【0029】(比較例3)実施例2において、処理液の
混合液を水に代え、静置浸漬時間を3時間に変更した以
外は、実施例2と同様にして中空糸膜を処理した。処理
された中空糸膜の微粒子流出試験による濾液中に含まれ
る微粒子数は、2時間通水後においても約2000個/
cc/m2であった。表1に混合液による処理条件、処
理中空糸膜からの微粒子流出状況等をまとめて示した。
【0030】(比較例4)実施例2において、処理液の
混合液をN,N−ジメチルアセトアミド80/水20
(重量比)の混合液に代えた以外は、実施例2と同様に
して中空糸膜を処理した。処理された中空糸膜は、膜の
一部が溶解し、膜性能の劣るものとなった。表1に混合
液による処理条件、処理中空糸膜からの微粒子流出状況
等をまとめて示した。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】本発明の中空糸膜は、中空糸膜の製造時
に用いたポリスルホン系樹脂、PVPにそれぞれ由来し
中空糸膜の内部或いは表面に遊離して付着して含まれる
微粒子が極めて少なく、その微粒子の流出が短時間で終
了するポリスルホン系樹脂の中空糸膜であり、また本発
明方法によって、かかるポリスルホン系樹脂の中空糸膜
を得ることが可能であり、本発明によるポリスルホン系
樹脂の中空糸膜は、限外濾過、精密濾過等に好適に用い
られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水田 真彦 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリスルホン系樹脂とポリビニルピロリ
    ドンとを共通溶媒に溶解し、湿式又は乾湿式紡糸して得
    られる中空糸膜であって、10リットル/分/m2の通
    水量で30分通水した後に中空糸膜から脱落する粒径
    0.2μm以上の微粒子の数が膜面積1m2あたりの透
    水量1ccにつき10個以下であることを特徴とする中
    空糸膜。
  2. 【請求項2】 ポリスルホン系樹脂が、ポリアリルスル
    ホン樹脂及び/又はポリエーテルスルホン樹脂である請
    求項1記載の中空糸膜。
  3. 【請求項3】 ポリスルホン系樹脂が、ポリアリルスル
    ホン樹脂及びポリエーテルスルホン樹脂の混合物であっ
    て、ポリアリルスルホン樹脂/ポリエーテルスルホン樹
    脂の混合比(重量比)で95/5〜5/95の混合物で
    ある請求項1記載の中空糸膜。
  4. 【請求項4】 ポリスルホン系樹脂とポリビニルピロリ
    ドンを用いて中空糸膜を湿式又は乾湿式紡糸法により製
    造する方法において、ポリビニルピロリドンを添加した
    ポリスルホン系樹脂の溶媒溶液を紡糸原液として紡糸
    し、非溶媒中で凝固させた後、得られる中空糸膜をポリ
    スルホン系樹脂とポリビニルピロリドンとの共通溶媒と
    水との混合液にて処理して中空糸膜に含まれる粒径0.
    2μm以上の微粒子を除去することを特徴とする中空糸
    膜の製造方法。
  5. 【請求項5】 ポリスルホン系樹脂とポリビニルピロリ
    ドンとの共通溶媒と水との混合液として重量比で溶媒/
    水=20/80〜70/30の混合液を用い、1時間以
    上浸漬処理する請求項4記載の中空糸膜の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506709A (ja) * 2006-10-18 2010-03-04 ガンブロ・ルンディア・エービー 中空繊維膜および中空繊維膜の製造方法
JP2011072859A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Kurita Water Ind Ltd ろ過膜の洗浄方法および洗浄剤

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