JPH1170326A - Polyacrylonitrile-based membrane - Google Patents

Polyacrylonitrile-based membrane

Info

Publication number
JPH1170326A
JPH1170326A JP5159898A JP5159898A JPH1170326A JP H1170326 A JPH1170326 A JP H1170326A JP 5159898 A JP5159898 A JP 5159898A JP 5159898 A JP5159898 A JP 5159898A JP H1170326 A JPH1170326 A JP H1170326A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
weight
film
hollow fiber
acrylonitrile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5159898A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruhiko Oishi
輝彦 大石
Noboru Kubota
昇 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP5159898A priority Critical patent/JPH1170326A/en
Publication of JPH1170326A publication Critical patent/JPH1170326A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyacrylonitrile-based filter membrane in which the balance of water permeable performance and membrane strength is excellent. SOLUTION: The polyacrylonitrile-based filter membrane consists of an acrylonitrile-based polymer in which ultimate viscosity is below 2.0 and consists of spongy structure free from a polymer-deficient part such as a void. A minimum pore diameter layer in which blocking performance is <=0.05 μm favorably (0.01-0.05) μm is provided on only one surface. The above-mentioned void is a cavity having a diameter of >=5 μm, furthermore >=10 μm. It is desirable that the membrane is a hollow fiber state with no restriction to the shape of the membrane.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透水性と膜強度と
のバランスに優れたポリアクリロニトリル系濾過膜に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyacrylonitrile filtration membrane having an excellent balance between water permeability and membrane strength.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、膜による分離技術が発展し、優れ
た分離膜の重要性はますます高まっている。一般の分離
膜に要求される性能として、分離選択性が高いこと、透
水速度が大きいこと、機械的強度が大きいこと、化学的
にまたは微生物に対して安定であること等が挙げられる
が、これらの諸性能のすべてを充分に満足する分離膜は
存在していない。例えば、アセテート系膜は、すでに使
用されているが、化学薬品、微生物に対する耐性に大き
な欠点がある。一方、アクリロニトリル系ポリマーは、
化学的、微生物的安定性に優れているため、種々の製造
方法による多孔膜が提案されているが、いずれも改良の
余地が残されている。
2. Description of the Related Art In recent years, separation techniques using membranes have been developed, and the importance of excellent separation membranes has been further increasing. The performance required for general separation membranes include high separation selectivity, high water permeation rate, high mechanical strength, and chemical or microbial stability. There is no separation membrane that fully satisfies all of the above properties. For example, acetate-based membranes have already been used, but have significant drawbacks in resistance to chemicals and microorganisms. On the other hand, acrylonitrile-based polymers
Because of their excellent chemical and microbial stability, porous membranes prepared by various production methods have been proposed, but all have room for improvement.

【0003】例えば、特公昭60ー39404号公報に
は、緻密層、多孔質層、巨大空孔とからなる膜構造が開
示されているが、この構造の膜は分画性能に優れている
ものの透水量が低い。したがって、大量の水を浄化する
ような用途においては膜モジュールを多く使用しなけれ
ばならず、結果として装置の大型化につながるため、処
理コストが高くなってしまう。
For example, Japanese Patent Publication No. 60-39404 discloses a membrane structure composed of a dense layer, a porous layer, and huge pores. Although a membrane having this structure is excellent in fractionation performance, Low water permeability. Therefore, in an application for purifying a large amount of water, a large number of membrane modules must be used, which results in an increase in the size of the apparatus, and thus an increase in processing cost.

【0004】また、特開昭63ー190012号公報に
は、超高重合度のアクリロニトリル系重合体を用い、膜
外表面にのみ緻密層を有し、巨大空孔を含まない構造の
膜が開示されている。この膜は機械的強度においては優
れているが、やはり透水量が十分ではない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-190012 discloses a film using an acrylonitrile-based polymer having a very high degree of polymerization, having a dense layer only on the outer surface of the film, and free from giant pores. Have been. Although this membrane is excellent in mechanical strength, it still has insufficient water permeability.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、透水
性と強度とのバランスに優れたポリアクリロニトリル系
濾過膜を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyacrylonitrile-based filtration membrane having an excellent balance between water permeability and strength.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決したものである。すなわちこの発明は、(1)極限粘
度が2.0未満のアクリロニトリル系ポリマーからな
り、ボイド等のポリマーの欠損部を有さないスポンジ構
造からなる膜であって、粒子の阻止性能が0.05μm
以下の最小孔径層を一表面のみに有することを特徴とす
るポリアクリロニトリル系濾過膜、(2)膜が中空糸状
膜である上記(1)のポリアクリロニトリル系濾過膜、
(3)膜の外表面に最小孔径層を有する上記(2)のポ
リアクリロニトリル系濾過膜、に関する。
The present invention has solved the above-mentioned problems. That is, the present invention relates to (1) a film having a sponge structure which is made of an acrylonitrile-based polymer having an intrinsic viscosity of less than 2.0 and does not have a defect portion of a polymer such as a void, and has a particle blocking performance of 0.05 μm
A polyacrylonitrile-based filtration membrane characterized by having the following minimum pore size layer on only one surface; (2) the polyacrylonitrile-based filtration membrane of (1) above, wherein the membrane is a hollow fiber membrane;
(3) The polyacrylonitrile-based filtration membrane according to (2), having a minimum pore size layer on the outer surface of the membrane.

【0007】以下、本発明の膜の構造について説明す
る。この発明の膜は、極限粘度が2.0未満のアクリロ
ニトリル系ポリマーからなり、膜の一方の表面から他方
の表面まで一体的に連続した構造からなる。極限粘度が
2.0以上のアクリロニトリル系ポリマーは、溶解性が
悪い傾向にあり、製膜原液中のアクリロニトリル系ポリ
マーの濃度を高くすることができないので、製膜後の膜
の強度を高くすることが困難である。また、本発明の膜
は、膜内部に実質上ボイド(空孔)等の欠損部を含まな
いスポンジ(網目)構造からなる。ここにいうボイドと
は、5μm以上さらには10μm以上の直径を有する空
洞をいう。そして、膜の一表面に粒子の阻止性能が0.
05μm以下、好ましくは0.01μm〜0.05μm
の最小孔径層を有する構造からなる。膜の形状は問わな
いが、中空糸状であることが好ましい。中空糸状膜は、
平面状膜と比較して単位体積当たりの有効膜面積を大き
くすることができるので、膜濾過装置を小型化すること
ができるメリットがある。
Hereinafter, the structure of the film of the present invention will be described. The film of the present invention is made of an acrylonitrile-based polymer having an intrinsic viscosity of less than 2.0, and has a structure integrally and continuously from one surface to the other surface of the film. The acrylonitrile-based polymer having an intrinsic viscosity of 2.0 or more tends to have poor solubility, and the concentration of the acrylonitrile-based polymer in the stock solution for film formation cannot be increased. Is difficult. Further, the film of the present invention has a sponge (mesh) structure which does not substantially include a defect such as a void (void) inside the film. The void referred to here is a cavity having a diameter of 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more. Then, one of the surfaces of the film has a particle blocking performance of 0.1.
05 μm or less, preferably 0.01 μm to 0.05 μm
Having a minimum pore diameter layer. The shape of the membrane is not limited, but is preferably a hollow fiber. The hollow fiber membrane is
Since the effective membrane area per unit volume can be increased as compared with the flat membrane, there is an advantage that the membrane filtration device can be reduced in size.

【0008】さらに、中空糸状膜を用いて大容量の水を
濾過する際、いわゆる外圧式濾過と呼ばれる方法で濾過
を行うと、モジュール内の濾過膜面積は外表面となるた
め、内圧式濾過と比べ有効膜面積をさらに大きくするこ
とができる。なお、外圧式濾過の場合、膜の目詰まりを
低減させるためには、膜の最小孔径層が膜の最外層もし
くは最外層近傍に有ることが好ましい。よって、本発明
の膜が中空糸状である場合は、膜の最外層に最小孔径層
が有ることが好ましい。
Further, when filtering a large volume of water using a hollow fiber membrane, if filtration is performed by a method called external pressure filtration, the area of the filtration membrane in the module becomes the outer surface. In comparison, the effective film area can be further increased. In the case of external pressure filtration, in order to reduce clogging of the membrane, it is preferable that the minimum pore size layer of the membrane is located at the outermost layer or in the vicinity of the outermost layer. Therefore, when the membrane of the present invention is in the form of a hollow fiber, it is preferable that the outermost layer of the membrane has a minimum pore size layer.

【0009】この発明でいう膜の最小孔径層とは、ミク
ロ的に見ると膜厚方向の断面において膜を構成するポリ
マーの空隙部分、すなわち孔が小さく、膜の分画性能に
寄与する層であり、粒子の阻止性能が0.05μm以
下、好ましくは0.01μm以上0.05μm以下であ
る。最小孔径層の粒子の阻止性能が0.01μm未満に
なると膜の透水性能が低下する傾向にあり、0.05μ
mより大きい孔径は、微小粒子の除去において好ましく
ない。ここでいう粒子の阻止性能とは、阻止率において
90%以上阻止できる最小の球状粒子の直径を意味す
る。最小孔径層の厚みは任意であるが、厚すぎると透水
性が低下するので、通常30μm以下、好ましくは10
μm以下である。
The minimum pore diameter layer of the membrane referred to in the present invention is a layer which has small pores in the polymer constituting the membrane in a cross section in the film thickness direction when viewed microscopically, that is, a layer which contributes to the fractionation performance of the membrane. Yes, the particle blocking performance is 0.05 μm or less, preferably 0.01 μm or more and 0.05 μm or less. If the blocking performance of the particles of the minimum pore size layer is less than 0.01 μm, the water permeability of the membrane tends to decrease,
A pore size larger than m is not preferable in removing fine particles. The term “particle rejection performance” as used herein means the minimum diameter of a spherical particle that can prevent rejection by 90% or more. The thickness of the minimum pore size layer is arbitrary, but if it is too thick, water permeability is reduced.
μm or less.

【0010】本発明の膜の代表的な例について、図面を
用いてさらに詳細に説明する。図1は、中空糸状膜の長
さ方向に対して垂直な断面、すなわち膜厚方向の断面の
一部を示す電子顕微鏡写真であり、図2は、膜の外表面
の様子を示す電子顕微鏡写真である。この膜は、図1に
示されるように、膜厚全体がボイドを含まないスポンジ
構造から成り、膜の最小孔径層が膜外表面にある。
A typical example of the film of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. 1 is an electron micrograph showing a cross section perpendicular to the length direction of the hollow fiber membrane, that is, a part of a cross section in the film thickness direction, and FIG. 2 is an electron micrograph showing a state of the outer surface of the membrane. It is. As shown in FIG. 1, the membrane has a sponge structure in which the entire thickness does not include voids, and the minimum pore size layer of the membrane is on the outer surface of the membrane.

【0011】本発明の膜は、従来技術の膜についての強
度と透水性能とのバランスよりも飛躍的に優れた性能を
有している。一般的に、膜の強度を大きくするために
は、製膜原液中のポリマー濃度を上げることから、孔径
が小さくなり透水量が低くなる傾向にあった。これに対
して、本発明の膜は、膜の破断強度と透水性能との関係
を示す図3において、下記式を満足する膜である。
The membrane of the present invention has a performance that is significantly better than the balance between strength and water permeability of the prior art membrane. Generally, in order to increase the strength of the membrane, the polymer concentration in the membrane-forming stock solution is increased, so that the pore diameter tends to be small and the water permeability tends to be low. On the other hand, the membrane of the present invention satisfies the following equation in FIG. 3 showing the relationship between the breaking strength of the membrane and the water permeability.

【0012】Y≧AX+B (ここで、 Y:膜の透水量(リットル/hr・m2 ・atm(25
℃限外濾過水使用) A:−18.5 X:破断強度(kgf/cm2 ) B:2870 である。) すなわち、本発明の膜は、図3における直線から上側の
領域にあり、膜強度と透水量とのバランスに優れる。
Y ≧ AX + B (where Y: water permeability of the membrane (liter / hr · m 2 · atm (25
A: -18.5 X: Breaking strength (kgf / cm 2 ) B: 2870 That is, the membrane of the present invention is located in the region above the straight line in FIG. 3 and has an excellent balance between membrane strength and water permeability.

【0013】本発明の中空糸状膜は、アクリロニトリル
系ポリマーをプロピレンカーボネートと他の有機溶剤、
および添加剤との混合溶剤に溶解した製膜原液を、内部
液とともに2重環状ノズルから吐出させ、エアギャップ
を通過させた後、凝固浴で凝固させることにより製造さ
れる。また、平面状膜は、上記製膜原液を表面の平滑な
平板上、またはエンドレスベルト上、または回転ドラム
上にナイフエッジ等を用いて均一に薄膜状に流延し、凝
固浴で凝固させることにより製造される。
[0013] The hollow fiber membrane of the present invention comprises an acrylonitrile-based polymer comprising propylene carbonate and another organic solvent,
It is manufactured by discharging a film forming stock solution dissolved in a mixed solvent with an additive and an additive from a double annular nozzle together with an internal solution, passing through an air gap, and then coagulating in a coagulation bath. In addition, a flat film is obtained by uniformly casting the above-mentioned stock solution on a flat plate having a smooth surface, on an endless belt, or on a rotating drum in a thin film form using a knife edge or the like, and coagulating in a coagulation bath. It is manufactured by

【0014】本発明に用いられるアクリロニトリル系ポ
リマーとしては、少なくとも70重量%、好ましくは8
5重量%〜100重量%のアクリロニトリルと、アクリ
ロニトリルに対して共重合性を有するビニル化合物の一
種又は二種以上が30重量%以下、好ましくは0重量%
〜15重量%以下のアクリロニトリルホモポリマー、も
しくはアクリロニトリル系コポリマーである。アクリロ
ニトリル系ポリマーの極限粘度は、0.4以上2.0未
満が好ましい。極限粘度が0.4未満では、膜の強度が
弱く、2.0以上では溶解性が悪い傾向にある。
The acrylonitrile-based polymer used in the present invention is at least 70% by weight, preferably 8% by weight.
5% to 100% by weight of acrylonitrile and 30% by weight or less, preferably 0% by weight, of one or more vinyl compounds copolymerizable with acrylonitrile
It is an acrylonitrile homopolymer or an acrylonitrile-based copolymer of up to 15% by weight. The intrinsic viscosity of the acrylonitrile-based polymer is preferably 0.4 or more and less than 2.0. If the intrinsic viscosity is less than 0.4, the strength of the film tends to be low, and if it is 2.0 or more, the solubility tends to be poor.

【0015】上記ビニル化合物としては、アクリロニト
リルに対して共重合性を有する公知の化合物であれば良
く、特に限定されないが、好ましい共重合成分として
は、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、イタコン酸、酢酸ビニル、アクリルスルホン酸ソー
ダ、メタリルスルホン酸ソーダ、p(パラ)−スチレン
スルホン酸ソーダ、ヒドロキシエチルメタクリレート、
メタアクリル酸エチルトリエチルアンモニウムクロライ
ド、メタアクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロ
ライド、ビニルピロリドン等を例示することができる。
The vinyl compound is not particularly limited as long as it is a known compound having copolymerizability with acrylonitrile. Preferred copolymerization components include acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, and itacone. Acid, vinyl acetate, sodium acrylsulfonate, sodium methallylsulfonate, sodium p (para) -styrenesulfonate, hydroxyethyl methacrylate,
Examples thereof include ethyl triethyl ammonium methacrylate, ethyl trimethyl ammonium methacrylate, and vinylpyrrolidone.

【0016】アクリロニトリル系ポリマーを溶解する有
機溶剤としては、プロピレンカーボネート、N,Nージ
メチルホルムアミド、N,Nージメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、γーブチロラクトン、エチレン
カーボネート、N−メチルー2ーピロリドン、2ーピロ
リドン、ヘキサメチレンホスホアミド等を挙げることが
できる。また、本発明の膜を得るのに重要である、プロ
ピレンカーボネートと他の有機溶剤との混合溶剤とは、
プロピレンカーボネートと、該溶剤(プロピレンカーボ
ネート)以外の1種類以上の有機溶剤とを混用してなる
ものである。プロピレンカーボネートを混用しないと本
発明の膜は得られにくい。
As the organic solvent for dissolving the acrylonitrile-based polymer, propylene carbonate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide,
Examples include dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, hexamethylene phosphoamide and the like. Also, important for obtaining the film of the present invention, a mixed solvent of propylene carbonate and another organic solvent,
A mixture of propylene carbonate and one or more organic solvents other than the solvent (propylene carbonate). Unless propylene carbonate is used, the membrane of the present invention is difficult to obtain.

【0017】製膜原液中のアクリロニトリル系ポリマー
の濃度は、製膜可能でかつ得られた膜が膜としての性能
を有するような濃度の範囲であれば特に制限されない
が、2重量%〜50重量%である。2重量%未満では製
膜原液の粘度が低く、製膜しにくい傾向にあり、50重
量%より高いと製膜原液の粘度が高すぎ、製膜は困難と
なる傾向にある。好ましくは5重量%〜35重量%であ
る。高い透水性能又は大きな分画分子量を達成するため
には、アクリロニトリル系ポリマー濃度は低い方が良
く、10〜25重量%が好ましい。
The concentration of the acrylonitrile-based polymer in the film-forming stock solution is not particularly limited as long as it can be formed into a film and the obtained film has a performance as a film. %. If it is less than 2% by weight, the viscosity of the film forming solution tends to be low and the film tends to be difficult to form, and if it is more than 50% by weight, the viscosity of the film forming solution tends to be too high and film forming tends to be difficult. Preferably it is 5% by weight to 35% by weight. In order to achieve high water permeability or a high molecular weight cutoff, the acrylonitrile-based polymer concentration is preferably low, and is preferably from 10 to 25% by weight.

【0018】添加剤は、溶剤と相溶性があり、アクリロ
ニトリル系ポリマーを溶解しないものであればよく、原
液粘度、溶解状態を制御する目的で水;塩類;イソプロ
ピルアルコール、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等のアルコール類;アセトン、メチルエ
チルケトン等のケトン類;ジエチレングリコール、トリ
エチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリ
エチレングリコール(重量平均分子量200〜35,0
00)等のグリコール類;グリセリンおよびポリビニル
ピロリドン(重量平均分子量1,000〜2,800,
000)等が用いられ、複数添加することも可能であ
り、その種類、添加量は組み合わせにより随時行えばよ
い。好ましい添加剤は、ポリビニルピロリドンである。
The additive may be any as long as it is compatible with the solvent and does not dissolve the acrylonitrile-based polymer. For the purpose of controlling the viscosity of the stock solution and the dissolution state, water; salts; isopropyl alcohol, methanol, ethanol, propanol, butanol Alcohols such as acetone; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol (weight average molecular weight 200 to 35.0
Glycols such as 00); glycerin and polyvinylpyrrolidone (weight average molecular weight 1,000 to 2,800,
000) and the like, and a plurality of them can be added, and the kind and the amount of addition may be determined as needed depending on the combination. A preferred additive is polyvinylpyrrolidone.

【0019】製膜原液中の添加剤の量は、1重量%〜4
0重量%、好ましくは1重量%〜30重量%であるが、
用いる添加剤の種類や分子量により最適濃度が決定され
る。中空糸状膜の製造の際に用いられる内部液は、中空
糸状膜の中空部を形成させるために用いるものである。
内部液としては、プロピレンカーボネート、N,Nージ
メチルホルムアミド、N,Nージメチルアセトアミド、
ジメチルスルホキシド、γーブチロラクトン、エチレン
カーボネート、N−メチルー2ーピロリドン等のアクリ
ロニトリル系ポリマーを溶解する良溶剤の水溶液が用い
られる。
The amount of the additive in the stock solution is from 1% by weight to 4% by weight.
0% by weight, preferably 1% to 30% by weight,
The optimum concentration is determined by the type and molecular weight of the additive used. The internal liquid used in the production of the hollow fiber membrane is used for forming the hollow portion of the hollow fiber membrane.
As the internal liquid, propylene carbonate, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide,
An aqueous solution of a good solvent that dissolves acrylonitrile-based polymers such as dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, and N-methyl-2-pyrrolidone is used.

【0020】良溶剤の水溶液は、良溶剤を50重量%以
上、好ましくは良溶剤を75重量%以上含有する水溶液
が良い。さらに膜内表面層における濾過抵抗を少なくす
るためには、90重量%以上が好ましい。また、内部液
の粘性を制御する目的でテトラエチレングリコール、ポ
リエチレングリコール等のグリコール類及びグリセリン
等の非溶剤を加えることも可能である。
The aqueous solution of a good solvent is preferably an aqueous solution containing 50% by weight or more of a good solvent, preferably 75% by weight or more of a good solvent. In order to further reduce the filtration resistance in the inner surface layer of the membrane, the content is preferably 90% by weight or more. It is also possible to add glycols such as tetraethylene glycol and polyethylene glycol and non-solvents such as glycerin for the purpose of controlling the viscosity of the internal liquid.

【0021】中空糸状膜は、公知のチューブインオリフ
ィス型の2重環状ノズルを用いて製膜することができ
る。より具体的には、前述の製膜原液と内部液とをこの
2重環状ノズルから同時に吐出させ、エアギャップを通
過させた後、凝固浴で凝固させることにより本発明の中
空糸状膜を得ることができる。ここでいうエアギャップ
とは、ノズルと凝固浴との間の隙間を意味する。エアギ
ャップを円筒状の筒などで囲み、一定の温度と湿度を有
する気体を一定の流量でこのエアギャップに流すと、よ
り安定した状態で中空糸状膜を製造することができる。
The hollow fiber membrane can be formed using a known tube-in-orifice type double annular nozzle. More specifically, the hollow fiber-like membrane of the present invention is obtained by simultaneously discharging the above-mentioned stock solution and the internal solution from the double annular nozzle, passing through an air gap, and coagulating in a coagulation bath. Can be. Here, the air gap means a gap between the nozzle and the coagulation bath. When the air gap is surrounded by a cylindrical tube or the like and a gas having a certain temperature and humidity flows through the air gap at a certain flow rate, the hollow fiber membrane can be manufactured in a more stable state.

【0022】凝固浴としては、例えば、水;メタノー
ル、エタノール等のアルコール類;エーテル類;n−ヘ
キサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類などポリマ
ーを溶解しない液体が用いられるが、水を用いることが
好ましい。また、凝固浴に前記良溶剤を添加することに
より凝固速度をコントロールすることも可能である。平
面状膜の場合、凝固浴に触れた側の膜表面に最小孔径層
が形成される。
As the coagulation bath, for example, a liquid that does not dissolve the polymer such as water; alcohols such as methanol and ethanol; ethers; and aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane is used. Preferably, it is used. The solidification rate can also be controlled by adding the good solvent to the coagulation bath. In the case of a planar membrane, a minimum pore size layer is formed on the membrane surface on the side contacting the coagulation bath.

【0023】凝固浴の温度は、ー30℃〜90℃、好ま
しくは0℃〜90℃、さらに好ましくは0℃〜80℃で
ある。凝固浴の温度が90℃を越えたり、またはー30
℃未満であると、凝固浴中の膜の表面の状態が安定しに
くい。
The temperature of the coagulation bath is from -30 ° C to 90 ° C, preferably from 0 ° C to 90 ° C, and more preferably from 0 ° C to 80 ° C. The temperature of the coagulation bath exceeds 90 ° C or -30
If the temperature is lower than ℃, the state of the surface of the film in the coagulation bath is difficult to be stabilized.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施例を示す
が、これに限定されるものではない。各測定方法は、下
記のとおりである。なお、測定サンプルとして使用した
中空糸状膜及び平面状膜は、すべて十分に水を含浸させ
た状態のものを用いた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments. Each measuring method is as follows. In addition, the hollow fiber membrane and the planar membrane used as the measurement samples were all completely impregnated with water.

【0025】中空糸状膜の透水量は、25℃の限外濾過
水を長さ50mmの中空糸状膜のサンプルの内表面から
外表面へ透過させ、その量をリットル/hr・m2 ・a
tmで表した。ただし、有効膜面積は内表面換算した。
膜強度は、(株)島津製作所製のオ−トグラフAGS−
5Dを使用し、サンプル長さ50mm、引っ張りスピー
ド10mm/分で測定した。
The amount of water permeation of the hollow fiber membrane is determined by permeating ultrafiltration water at 25 ° C. from the inner surface to the outer surface of the sample of the hollow fiber membrane having a length of 50 mm, and the amount is liter / hr · m 2 · a.
tm. However, the effective film area was converted to the inner surface.
The film strength was measured using an Autograph AGS- manufactured by Shimadzu Corporation.
The measurement was performed using 5D at a sample length of 50 mm and a pulling speed of 10 mm / min.

【0026】破断強度は、中空糸状膜1本当たりの破断
時の荷重を、引っ張る前の膜断面積当たりの値(kgf
/cm2 )で表し、伸度(伸び)は、元の長さに対する
破断までに伸びた長さ(%)で表した。分画性能(A)
は、中空糸状膜の場合、0.2重量%のドデシル硫酸ナ
トリウム水溶液中に、0.042μmの粒径を有する均
一なラテックス粒子(JSR社製、ポリスチレン系ポリ
マー、0.042μm)が0.02体積%の濃度で懸濁
するように調整した原液を、70mmの中空糸状膜に対
して、入り圧と出圧との平均圧力を0.5kgf/cm
2 、流体線速=1m/秒のクロスフローの条件で外表面
から内表面へと濾過した時の40分後の阻止率を示す。
また、溶液の温度は25℃に調節した。流体線速は、円
筒状の容器の断面積から、中空糸状膜の外径から算出し
た断面積を差し引いた面積(図4参照)を用いて算出し
た。また、原液濾液中のラテックス粒子の濃度は、紫外
可視分光器により、260nmの波長にて測定した。平
面状膜の場合、直径25mmに打ち抜いた平面状膜をフ
ィルターホルダーに組み込み、上記原液を膜差圧間0.
5kgf/cm2 で供給した時の2分後の阻止率を示
す。
The breaking strength is defined as the load at the time of breakage of one hollow fiber membrane per unit area (kgf) of the membrane before pulling.
/ Cm 2 ), and the elongation (elongation) was expressed as the length (%) of the original length that elongated before breaking. Fractionation performance (A)
In the case of a hollow fiber membrane, in a 0.2% by weight aqueous solution of sodium dodecyl sulfate, 0.02 μm of uniform latex particles (polystyrene-based polymer, 0.042 μm, manufactured by JSR Corporation) having a particle size of 0.042 μm are used. An undiluted solution adjusted to be suspended at a concentration of% by volume was applied to a 70 mm hollow fiber membrane at an average pressure of 0.5 kgf / cm of the input pressure and the output pressure.
2. Shows the rejection after 40 minutes of filtration from the outer surface to the inner surface under the condition of cross flow at a fluid linear velocity of 1 m / sec.
The temperature of the solution was adjusted to 25 ° C. The fluid linear velocity was calculated using the area (see FIG. 4) obtained by subtracting the cross-sectional area calculated from the outer diameter of the hollow fiber membrane from the cross-sectional area of the cylindrical container. The concentration of latex particles in the undiluted filtrate was measured at a wavelength of 260 nm using an ultraviolet-visible spectrometer. In the case of a flat membrane, a flat membrane punched out to a diameter of 25 mm is incorporated into a filter holder, and the above-mentioned stock solution is applied to a membrane having a differential pressure of 0.1 mm.
The rejection after 2 minutes when supplied at 5 kgf / cm 2 is shown.

【0027】分画性能(B)は、ラテックス粒子を0.
028μm(Magsphere社製、ポリスチレン系
ポリマー、0.028μm)にした以外は、分画性能
(A)と同様の操作により行った。膜の最小孔径層の平
均孔径は、ASTM F316−86に記載されている
エアーフロー法に準じて測定した。
The fractionation performance (B) is such that the latex particles have a particle size of 0.1%.
The same operation as in the fractionation performance (A) was performed except that the particle size was 028 μm (manufactured by Magsphere, polystyrene-based polymer, 0.028 μm). The average pore size of the smallest pore size layer of the membrane was measured according to the air flow method described in ASTM F316-86.

【0028】アクリロニトリル系ポリマーの極限粘度
は、Journal of polymer Scie
nce(Aー1)第6巻、147〜157(1968)
に記載されている測定法に準じて、N,Nージメチルホ
ルムアミドを溶剤とし30℃で測定した。
The intrinsic viscosity of the acrylonitrile-based polymer is determined by Journal of Polymer Scie.
nce (A-1) Vol. 6, 147-157 (1968)
The measurement was carried out at 30 ° C. using N, N-dimethylformamide as a solvent according to the measuring method described in (1).

【0029】[0029]

【実施例1】アクリロニトリル91.5重量%、アクリ
ル酸メチル8.0重量%、メタリルスルホン酸ソーダ
0.5重量%からなる極限粘度[η]=1.2のコポリ
マー18重量%および重量平均分子量9,000のポリ
ビニルピロリドン(BASF社製、K17)16重量%
を、ジメチルスルホキシド33重量%とプロピレンカー
ボネート33重量%からなる混合溶剤に溶解して均一溶
液とした。
EXAMPLE 1 18% by weight of a copolymer having an intrinsic viscosity [η] = 1.2 and a weight average of 91.5% by weight of acrylonitrile, 8.0% by weight of methyl acrylate and 0.5% by weight of sodium methallylsulfonate Polyvinylpyrrolidone having a molecular weight of 9,000 (K17, manufactured by BASF) 16% by weight
Was dissolved in a mixed solvent composed of 33% by weight of dimethyl sulfoxide and 33% by weight of propylene carbonate to obtain a homogeneous solution.

【0030】この溶液を60℃に保ち、ジメチルスルホ
キシド90重量%と水10重量%との混合溶液からなる
内部液とともに、紡口(2重環状ノズル0.5mm−
0.7mm−1.3mm)から吐出させ、20mmのエ
アギャップを通過させた後、80℃の水からなる凝固浴
に浸漬して凝固を完結させた。この時、紡口から凝固浴
までを円筒状の筒で囲み、筒の中のエアギャップの湿度
を100%、温度を60℃に制御した。紡速は、10m
/分に固定した。
The solution was kept at 60 ° C., and a spinning nozzle (a double annular nozzle 0.5 mm-
(0.7 mm-1.3 mm), passed through a 20 mm air gap, and immersed in a coagulation bath made of water at 80 ° C. to complete coagulation. At this time, the area from the spinneret to the coagulation bath was surrounded by a cylindrical tube, and the humidity of the air gap in the tube was controlled to 100%, and the temperature was controlled to 60 ° C. Spinning speed is 10m
/ Min.

【0031】得られた中空糸状膜の断面を観察したとこ
ろ、膜の両表面の間にはボイドが無く、完全なスポンジ
構造であった。この膜の構造と性能を表1に示す。ま
た、膜の外表面に形成された最小孔径層の平均孔径は、
0.037μmであった。
When the cross section of the obtained hollow fiber membrane was observed, there was no void between both surfaces of the membrane, and the membrane had a complete sponge structure. Table 1 shows the structure and performance of this film. Also, the average pore size of the smallest pore size layer formed on the outer surface of the membrane,
It was 0.037 μm.

【0032】[0032]

【実施例2】実施例1で使用した製膜原液をガラス板上
に厚さ200μmに流延し、ジメチルスルホキシド90
重量%と水10重量%との混合溶液からなる80℃の凝
固浴中に流延面を浸漬し、凝固させて平面状膜を得た。
得られた膜はボイドのないスポンジ構造を有し、透水量
は2500リットル/hr・m2 ・atm(25℃測
定)、分画性能(A)は100%、分画性能(B)は9
2%であった。また、凝固浴に触れた側に形成された膜
の最小孔径層の平均孔径は、0.035μmであった。
Example 2 The stock solution used in Example 1 was cast on a glass plate to a thickness of 200 μm, and dimethyl sulfoxide 90
The casting surface was immersed in a coagulation bath at 80 ° C. made of a mixed solution of 10% by weight of water and 10% by weight of water, and solidified to obtain a planar film.
The resulting membrane has a void-free sponge structure, a water permeability of 2500 l / hr · m 2 · atm (measured at 25 ° C.), a fractionation performance (A) of 100%, and a fractionation performance (B) of 9
2%. The average pore size of the smallest pore size layer of the membrane formed on the side that was in contact with the coagulation bath was 0.035 μm.

【0033】[0033]

【比較例1】実施例1に用いたポリマーを18重量%お
よび同じく実施例1で用いたポリビニルピロリドン16
重量%をジメチルスルホキシド66重量%に溶解して均
一溶液とした。この製膜原液を用いた以外は、実施例1
と同様の操作を行なって中空糸状膜を得た。得られた中
空糸状膜の構造および性能を表1に示す。
Comparative Example 1 18% by weight of the polymer used in Example 1 and polyvinylpyrrolidone 16 used in Example 1
% By weight was dissolved in 66% by weight of dimethyl sulfoxide to obtain a homogeneous solution. Example 1 was repeated except that this stock solution was used.
The same operation as described above was performed to obtain a hollow fiber membrane. Table 1 shows the structure and performance of the obtained hollow fiber membrane.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の膜は、透水性と強度とのバラン
スに優れたポリアクリロニトリル系濾過膜であることか
ら、大容量の処理が必要な上水道等の水の浄化に好適に
用いることができる。
Since the membrane of the present invention is a polyacrylonitrile-based filtration membrane having an excellent balance between water permeability and strength, it can be suitably used for purification of water such as waterworks which requires a large volume treatment. it can.

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

【図1】本発明の中空糸状濾過膜の一様態の横断面(一
部)を示す電子顕微鏡写真(倍率200倍)である。
FIG. 1 is an electron micrograph (200 × magnification) showing a cross section (part) of a uniform state of a hollow fiber filtration membrane of the present invention.

【図2】図1に示す中空糸状濾過膜の外表面の電子顕微
鏡写真(倍率10,000倍)である。
FIG. 2 is an electron micrograph (magnification: 10,000) of the outer surface of the hollow fiber filtration membrane shown in FIG.

【図3】本発明の膜の破断強度と透水性能との関係を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the breaking strength and the water permeability of the membrane of the present invention.

【図4】流体の線速を測定する際の、容器と中空糸状膜
との位置関係を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a positional relationship between a container and a hollow fiber membrane when measuring a linear velocity of a fluid.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年3月5日[Submission date] March 5, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図1[Correction target item name] Fig. 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図1】 FIG.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 極限粘度が2.0未満のアクリロニトリ
ル系ポリマーからなり、ボイド等のポリマーの欠損部を
有さないスポンジ構造からなる膜であって、粒子の阻止
性能が0.05μm以下の最小孔径層を一表面のみに有
することを特徴とするポリアクリロニトリル系濾過膜。
1. A film comprising an acrylonitrile-based polymer having an intrinsic viscosity of less than 2.0 and a sponge structure having no voids or other polymer deficient portions, and having a minimum particle blocking performance of 0.05 μm or less. A polyacrylonitrile-based filtration membrane having a pore size layer on only one surface.
JP5159898A 1997-06-20 1998-03-04 Polyacrylonitrile-based membrane Pending JPH1170326A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5159898A JPH1170326A (en) 1997-06-20 1998-03-04 Polyacrylonitrile-based membrane

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-164653 1997-06-20
JP16465397 1997-06-20
JP5159898A JPH1170326A (en) 1997-06-20 1998-03-04 Polyacrylonitrile-based membrane

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1170326A true JPH1170326A (en) 1999-03-16

Family

ID=26392144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5159898A Pending JPH1170326A (en) 1997-06-20 1998-03-04 Polyacrylonitrile-based membrane

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1170326A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104321133A (en) * 2013-02-25 2015-01-28 甘布罗伦迪亚股份公司 Virus filter
JP2018127754A (en) * 2017-02-08 2018-08-16 東レ株式会社 Sheath-core composite fiber and production method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104321133A (en) * 2013-02-25 2015-01-28 甘布罗伦迪亚股份公司 Virus filter
JP2018127754A (en) * 2017-02-08 2018-08-16 東レ株式会社 Sheath-core composite fiber and production method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5076320B2 (en) Method for producing polyvinylidene fluoride hollow fiber type microporous membrane
JP4172819B2 (en) Hollow fiber membrane
US5958989A (en) Highly asymmetric ultrafiltration membranes
JPH05137982A (en) Porous hollow polysulfone fiber
JP6484171B2 (en) Hydrophilic vinylidene fluoride porous hollow fiber membrane and method for producing the same
JP2007289886A (en) Polymeric porous hollow fiber membrane
WO2010029908A1 (en) Hollow-fiber membrane and process for production of hollow-fiber membrane
EP3689445A1 (en) Porous hollow fiber membrane and method for producing same
US20010047959A1 (en) Polyacrylonitrile-based filtration membrane in a hollow fiber state
JP3317975B2 (en) Polyacrylonitrile hollow fiber filtration membrane
JPWO2009119373A1 (en) Hollow fiber membrane and method for producing the same
JPH1170326A (en) Polyacrylonitrile-based membrane
CN109922876B (en) Cellulose acetate hollow fiber membrane
JP2688564B2 (en) Cellulose acetate hollow fiber separation membrane
JP3294783B2 (en) Stock solution
JPH10337456A (en) Membrane forming stock solution
JP2550543B2 (en) Polyacrylonitrile-based hollow fiber membrane and method for producing the same
JPH10235170A (en) Hollow fiber filtration membrane
JPH11539A (en) Polyacrylonitrile film and its production
JP3318251B2 (en) Method for producing polyacrylonitrile-based hollow fiber membrane
JPH10314555A (en) Polyacrylonitrile-based membrane
JP2000024475A (en) Heat treatment
JP3464000B1 (en) Manufacturing method of high performance hollow fiber microfiltration membrane
JP3431623B1 (en) Method for producing plasma purification membrane
JPH10263373A (en) Polyacrylonitrile based membrane