JPS5959207A - Permselective membrane and preparation thereof - Google Patents

Permselective membrane and preparation thereof

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JPS5959207A
JPS5959207A JP16735282A JP16735282A JPS5959207A JP S5959207 A JPS5959207 A JP S5959207A JP 16735282 A JP16735282 A JP 16735282A JP 16735282 A JP16735282 A JP 16735282A JP S5959207 A JPS5959207 A JP S5959207A
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dense layer
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Noriaki Yoshioka
範明 吉岡
Keisuke Nakagome
中込 敬祐
Yoshiyasu Kamiyama
神山 義康
Naoki Tada
直樹 多田
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Nitto Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enhance the water permeability of a membrane comprising an ethylene/vinyl copolymer fixed to a water pervious substrate, by forming voids each directly contacting with a dense layer at the upper end thereof in a porous layer. CONSTITUTION:21.0pts.wt. ethylene/vinyl alcohol copolymer containing 20% ethylene is dissolved in 79.0pts.wt. isopropyl alcohol-water (a volume ratio of 6:4) to prepare a film forming solution. This solution is applied to one surface of a polyester nonwoven fabric substrate and, after the back surface thereof is contacted with a water surface for 10sec at 2 deg.C, the whole is immersed in water to coagulate the copolymer. The obtained membrane consists of a porous layer 3 integrally fixed to a water pervious substrate 6 and a dense layer 1 formed on the surface thereof and voids 4 each extending to a membrane direction are formed in the porous layer 3. When pure water is passed through this membrane at 25 deg.C under a pressure of 2.0kg/cm<2>, a water permeating speed is 14.8m<3>/m<2>. day and the removal ratio of PEG with an M.W. of 20,000 is 30%.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は選択性透過膜及びその製造方法に関し、詳しく
はエチレン−ビニルアルコール共重合体からなり、透水
性及び溶質の選択的除去性にすくれ、限外濾過膜として
好適に用いることができる選択性透過膜、及びその製造
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a selectively permeable membrane and a method for producing the same, and more specifically, it is made of an ethylene-vinyl alcohol copolymer, has excellent water permeability and selective removal of solutes, and can be used as an ultrafiltration membrane. The present invention relates to a selectively permeable membrane that can be suitably used and a method for manufacturing the same.

近年、産業排水の処理、食品や医薬品の製造における分
離、濃縮等を初めとする広範な分野で限外濾過膜が多く
用いられている。かかる限外濾過膜としては、酢酸セル
ロース、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリア
ミド、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体等、種々の重合体を素材
とするものが既に知られている。これらの中でエチレン
−ビニルアルコール共重合体よりなる限外濾過膜は、親
水性であると共に、すぐれた耐久性、化学的安定性等を
有し、例えば、特開昭55−35969号には、表面の
緻密層がその下の多孔質層により支持されている異方性
の選択性透過膜が提案されている。しかし、上記異方性
膜を含め、従来より知られているエチレン−ビニルアル
コール共重合体よりなる膜は、一般に透水性において十
分に満足できるものではない。特に、膜表面の緻密層は
肱の選択除去性及び透水性に支配的な影響を及ぼすが、
従来の膜はこの緻密層が厚く、通常、全膜厚の1%を越
えるので、透水性が尚低い。更に、多孔質層が空洞を含
む場合にも、この空洞と緻密層との間に多孔質の重合体
層が介在して、更に、膜の透水性を引き下げている。透
水性は膜分離の費用を大きく左右し、緻密層を薄くすれ
ば、透水性を改善することはできるが、選択的除去性を
低める。
In recent years, ultrafiltration membranes have been widely used in a wide range of fields including industrial wastewater treatment, separation and concentration in food and pharmaceutical manufacturing, and the like. As such ultrafiltration membranes, those made from various polymers such as cellulose acetate, polyacrylonitrile, polysulfone, polyamide, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymer are already known. Among these, ultrafiltration membranes made of ethylene-vinyl alcohol copolymer are hydrophilic and have excellent durability and chemical stability. , an anisotropic selectively permeable membrane has been proposed in which a dense layer on the surface is supported by a porous layer below. However, conventionally known membranes made of ethylene-vinyl alcohol copolymers, including the above-mentioned anisotropic membrane, are generally not fully satisfactory in water permeability. In particular, the dense layer on the membrane surface has a dominant effect on the selective removability and water permeability of the calf.
In conventional membranes, this dense layer is thick and usually exceeds 1% of the total membrane thickness, so the water permeability is still low. Furthermore, even when the porous layer includes cavities, a porous polymer layer is interposed between the cavities and the dense layer, further reducing the water permeability of the membrane. Water permeability greatly influences the cost of membrane separation, and if the dense layer is made thinner, water permeability can be improved, but selective removal performance will be lowered.

本発明はエチレン−ビニルアルコール共重合体よりなる
選択性透過膜における上記した問題を解決するためにな
されたものであって、緻密層が薄いながら、選択的除去
性にすくれ、更に、多孔質層に含まれる空洞の少なくと
も一部が上記緻密層に直接に接し7、かくして、透水性
にもすくれる工5ヂレンービニルアルコール共重合体選
択性透過膜、及びその製造方法を提供することを目的と
する。
The present invention was made to solve the above-mentioned problems in selectively permeable membranes made of ethylene-vinyl alcohol copolymer. To provide a dylene-vinyl alcohol copolymer selective permeable membrane, in which at least a part of the cavities contained in the layer is in direct contact with the dense layer, thereby reducing water permeability, and a method for producing the same. With the goal.

本発明は、膜表面の緻密層と、この緻密層を支持する多
孔質層とがエチレン−ビニルアルコール共重合体から一
体に形成されていると共に、この多孔質層が通水性基材
に固定化されている選択性透過膜において、上記緻密層
が実質的に厚み0.01〜0.5μであり、且つ、実質
的に500Å以下の孔径の微孔のみを有し、上記多孔質
層が膜厚方向に延び、且つ、膜厚方向を横断する径が実
質的に1〜100μである空洞と、この空洞を取り囲み
、孔径が実質的に0.1〜5μの範囲の細孔を有する多
孔性重合体壁とからなると共に、少なくとも一部の空洞
がその上端において前記緻密層に直接に接しており、更
に、上記多孔性重合体壁がその下部において上記通水性
基材に一体に固定化されていることを特徴とする。 本
発明において用いるエチレン−ビニルアルコール共重合
体は、エチレン含有量が5〜50モル%であるのが好ま
しく、特に、10〜40モル%の範囲にあるのが好まし
い。ケン化度は80%以上、好ましくは90%以上であ
り、分子量は約 200000以上であるのが望ましい
。エチレン含有量が5モル%より少ないときは、得られ
る膜の水安定性が悪くなり、特に、熱水に熔解するよう
になるからであり、一方、50モル%を越えるときは、
後に述べるような溶剤に熔解し難くなり、均一な製膜溶
液を調製することが困難となると共に、得られる膜が一
般の有機溶剤に対する抵抗性が低下するからである。
In the present invention, a dense layer on the membrane surface and a porous layer supporting this dense layer are integrally formed from an ethylene-vinyl alcohol copolymer, and this porous layer is immobilized on a water-permeable base material. In the selectively permeable membrane, the dense layer has a thickness of substantially 0.01 to 0.5μ and substantially only micropores with a pore diameter of 500 Å or less, and the porous layer Porous, having a cavity extending in the thickness direction and having a diameter of substantially 1 to 100μ across the film thickness direction, and pores surrounding this cavity and having a pore diameter of substantially 0.1 to 5μ. and at least a portion of the cavity is in direct contact with the dense layer at its upper end, and further, the porous polymer wall is integrally fixed to the water-permeable substrate at its lower part. It is characterized by The ethylene-vinyl alcohol copolymer used in the present invention preferably has an ethylene content of 5 to 50 mol%, particularly preferably 10 to 40 mol%. It is desirable that the degree of saponification is 80% or more, preferably 90% or more, and the molecular weight is about 200,000 or more. When the ethylene content is less than 5 mol%, the water stability of the resulting membrane becomes poor, and in particular it becomes soluble in hot water, whereas when it exceeds 50 mol%,
This is because it becomes difficult to dissolve in solvents as described later, making it difficult to prepare a uniform film-forming solution, and the resistance of the resulting film to common organic solvents decreases.

また、ケン化度が80%より小さいときには、一般に製
膜性が悪くなり、良好な物性を有する膜を得ることが困
難になる。特に好ましいエチレン−ビニルアルコール共
重合体はケン化度が99%以」二の実質的に完全ケン化
物である。
Furthermore, when the degree of saponification is less than 80%, film forming properties generally deteriorate, making it difficult to obtain a film having good physical properties. A particularly preferred ethylene-vinyl alcohol copolymer is a substantially completely saponified product with a degree of saponification of 99% or more.

面、本発明においては、エチレン−ビニルアルコール共
重合体は、他のビニル重合性単量体からなる共重合性成
分を含有していてもよく、かかるビニル重合性単量体と
して、例えば、アクリル酸、アクリロニトリル、アクリ
ルアミド、アクリル酸コニステル、メタクリル酸、メタ
クリル酸エステル、スチレン、塩化ビニル、ブタジェン
、イソプレン、クロロプレン等をあげることかでき、こ
れら単量体成分からなる共重合体量は、エチレン−ビニ
ルアルコール共重合体の結晶性を阻害しない範囲、通電
、10モル%以下の範囲で含有されていてもよい。エチ
レン−ビニルアルコール共重合体の結晶性が阻害される
と、得られる膜力1寸薬品性に劣るようになるので好ま
しくない。
On the other hand, in the present invention, the ethylene-vinyl alcohol copolymer may contain a copolymerizable component consisting of other vinyl polymerizable monomers, such as acrylic Acid, acrylonitrile, acrylamide, acrylic acid conistere, methacrylic acid, methacrylic acid ester, styrene, vinyl chloride, butadiene, isoprene, chloroprene, etc. can be mentioned, and the amount of copolymer consisting of these monomer components is ethylene-vinyl The content may be within a range that does not inhibit the crystallinity of the alcohol copolymer and may be contained within a range of 10 mol % or less when energized. If the crystallinity of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is inhibited, the obtained film strength will be inferior to the chemical properties, which is not preferable.

本発明による選択性透過膜は、後述す゛る方法によって
製造され、構造的に以下に説明するような特徴を有して
いる。第1図は後述する実施例により製造された膜を乾
燥し、その膜厚方向の断面を電子顕微鏡写真にて示す。
The selectively permeable membrane according to the present invention is manufactured by the method described below, and has structural features as described below. FIG. 1 is an electron micrograph showing a cross section in the film thickness direction of a dried film produced in an example described later.

第2図はその模式図である。第3図及び第4図は膜表面
の緻密層の断面を拡大して示す。これらから明らかなよ
うに、本発明による膜は、膜表面に実質的に0.01〜
0.5μの厚みの緻密層1が形成されている。但し、緻
密層は、部分的に上記範囲外の厚みを有することば許容
される。この緻密層は、第5図に膜表面の電子顕微鏡写
真を示すように、孔径が実質的に500Å以下の微孔の
みを有する。後に説明するように、本発明の膜は重合体
層2の全厚みが75〜1000μであるが、上記緻密層
はこの重合体層の1%以下の厚みを有する。緻密層を0
.01μ以下とすることは、膜の選択性除去率を低下さ
せるので好ましくない。反対に0.5μ以上とすること
は、選択性除去率にはすくれるが、膜の透水性を低下さ
せるので好ましくない。
FIG. 2 is a schematic diagram thereof. FIGS. 3 and 4 show enlarged cross-sections of the dense layer on the membrane surface. As is clear from these, the film according to the present invention has a film surface with substantially 0.01 to 0.0
A dense layer 1 with a thickness of 0.5 μm is formed. However, it is permissible for the dense layer to partially have a thickness outside the above range. As shown in FIG. 5, which is an electron micrograph of the film surface, this dense layer has substantially only micropores with a pore diameter of 500 Å or less. As will be explained later, in the membrane of the present invention, the total thickness of the polymer layer 2 is 75 to 1000 microns, but the dense layer has a thickness of 1% or less of this polymer layer. 0 for the dense layer
.. A value of 0.01 μm or less is not preferable because it lowers the selective removal rate of the membrane. On the other hand, setting it to 0.5μ or more improves the selective removal rate, but it is not preferable because it lowers the water permeability of the membrane.

上記緻密層はその下の多孔質層3に一体に連続して、こ
れによって支持されている。この多孔質層は、膜厚方向
に延びる空洞4と、この空洞を取り囲む多孔質の重合体
壁5とからなる。本発明の膜においては、空洞はその少
なくとも一部が上端において実質的に直接に前記緻密層
に接している点に一つの重要な特徴を有する。即ち、空
洞と緻密層との間に多孔質の重合体層が介在しない部分
をもっており、このために大きい透水性を有し、しかも
、その薄い緻密層によって高い選択性除去率を有するの
である。更に、空洞は、膜厚を横断する方向の径、即ち
、短軸の最大長さが実質的に1〜100μであって、か
かる空洞を形成するように、多孔質の重合体壁が膜厚方
向に延びており、この重合体壁は孔径が実質的に0.1
〜5μの細孔を有する。尚、空洞の形態は厳密には規定
されず、2以上の空洞が相互に連絡して、一部膜厚方向
を横断する方向に延びる部分を含んでいてもよい。
The dense layer is integrally continuous with and supported by the porous layer 3 below. This porous layer consists of a cavity 4 extending in the thickness direction and a porous polymer wall 5 surrounding this cavity. One important feature of the membrane of the present invention is that at least a portion of the cavity is in substantially direct contact with the dense layer at its upper end. That is, there is a part between the cavity and the dense layer where no porous polymer layer exists, and therefore it has high water permeability, and moreover, the thin dense layer has a high selective removal rate. Further, the cavity has a diameter transverse to the membrane thickness, i.e., a maximum length of the minor axis, of substantially 1 to 100 μm, and the porous polymer wall has a diameter across the membrane thickness to form such a cavity. the polymer wall has a pore size of substantially 0.1
It has pores of ~5μ. Note that the form of the cavity is not strictly defined, and two or more cavities may communicate with each other and include a portion extending partially in a direction transverse to the film thickness direction.

尚、短軸の最大長さ及び細孔径が部分的に上記範囲外に
あることは許容される。
Note that it is permissible for the maximum length of the minor axis and the pore diameter to be partially outside the above range.

多孔質層は、その厚みが75〜1000μが適当である
が、特に100〜500μが好ましい。
The thickness of the porous layer is suitably 75 to 1000 microns, particularly preferably 100 to 500 microns.

75μよりも小さいときは、膜が欠陥を有しやすく、1
000μよりも大きいときは、不必要に透水抵抗を高め
ることとなるので好ましくない。従って、本発明の膜は
非電に大きい空隙率を有し、多孔質層に基づく透水抵抗
が著しく軽減されている。
When it is smaller than 75 μ, the film is likely to have defects and 1
If it is larger than 000μ, the water permeation resistance will be increased unnecessarily, which is not preferable. Therefore, the membrane of the present invention has a non-electrolytically large porosity, and the water permeation resistance due to the porous layer is significantly reduced.

上記のような多孔質層は、その重合体壁の下部において
、通水性基材6に一体に固定化されている。即ち、重合
体壁の下部が基材の組織内に入り込んで、基材組織と共
に複合した重合体層を形成している。従って、通水性基
材もまた、多孔質であることを要し、例えば、織布、不
織布、その他の多孔質シート材料が好ましく用いられる
。具体例として、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリ
アミド、ポリアクリル系、ポリ塩化ビニル、ポリヒニル
アルコール、セルロース系等の材料よすするものを挙げ
ることができる。
The porous layer as described above is integrally fixed to the water-permeable substrate 6 at the lower part of its polymer wall. That is, the lower portion of the polymer wall penetrates into the structure of the substrate and forms a composite polymer layer with the structure of the substrate. Therefore, the water-permeable base material must also be porous, and for example, woven fabrics, non-woven fabrics, and other porous sheet materials are preferably used. Specific examples include materials such as polyolefin, polyester, polyamide, polyacrylic, polyvinyl chloride, polyhinyl alcohol, and cellulose.

本発明においては、好ましくは、上記通水性基材は、膜
の透水性に大きい影響を与え、更には、膜の耐久性にも
関連するので、25℃において0゜05m1/cJ・秒
・kglctA以上の通水性を有し、特に好ましくは、
0.1 ml/ ctl・秒・kg / cイ以上の通
水性を有する。但し、通水性が余りに大きいときは、得
られる膜が欠陥を有しゃすく、また、その多孔度の増大
によって機械的強度が低下し、膜の耐久性を低めること
となる。更に、後述するように、製膜溶液をこの基材に
塗布した際に、製膜溶液が容易に塗布面と反対側の面(
以下、単に裏面という。)に容易に達したり、或いは、
製膜溶液を基材に塗布した後、その裏面を凝固液に接触
させる際に、溶剤が容易に製膜溶液の塗布側に達したり
して、本発明による特徴を有する異方性膜を得難くする
傾向があるので好ましくない。従って、用いる製膜溶液
中の重合体濃度や粘度等にもよるが・通水性基材は、そ
の通水性が上記下限よりも大きく、且つ、上記した不都
合の生じないように選ぶ必要がある。
In the present invention, the water-permeable base material preferably has a temperature of 0°05 m1/cJ·sec·kglctA at 25°C, since it has a large effect on the water permeability of the membrane and is also related to the durability of the membrane. or more, particularly preferably,
It has water permeability of 0.1 ml/ctl・sec・kg/ci or more. However, if the water permeability is too high, the membrane obtained will have defects, and the mechanical strength will decrease due to the increase in porosity, which will reduce the durability of the membrane. Furthermore, as will be described later, when the film-forming solution is applied to this base material, the film-forming solution easily spreads over the surface opposite to the coated surface (
Hereinafter, it will simply be referred to as the back side. ) can be easily reached, or
After applying the film-forming solution to the substrate, when the back side of the base material is brought into contact with the coagulation solution, the solvent easily reaches the side to which the film-forming solution is applied, resulting in an anisotropic film having the characteristics according to the present invention. This is not desirable because it tends to make it difficult. Therefore, although it depends on the polymer concentration and viscosity of the membrane-forming solution used, the water-permeable base material must be selected so that its water-permeability is greater than the above-mentioned lower limit and that the above-mentioned disadvantages do not occur.

上に説明した選択性透過膜は、本発明に従って、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体を溶解含有する炭素数1
〜4の脂肪族アルコールと水との混合溶液を通水性基材
の一面上に塗布した後、先ず、この通水性基材の他面を
水を主成分とする凝固液に短時間接触させ、次いで、通
水性基材を凝固液中に浸漬して、重合体を凝固させるこ
とによって製造される。
The selectively permeable membrane described above, in accordance with the present invention, contains a carbon atom containing dissolved ethylene-vinyl alcohol copolymer.
After applying the mixed solution of the aliphatic alcohol and water of ~4 on one side of the water-permeable base material, first, the other side of the water-permeable base material is brought into contact with a coagulation liquid containing water as the main component for a short time, The polymer is then manufactured by immersing the water-permeable substrate in a coagulating liquid to coagulate the polymer.

エチレン−ビニルアルコール共重合体を熔解させて、製
膜溶液を調製するための 上記脂肪族アルコールの好ま
しい具体例として、メタノール、エタノール、プロパツ
ール、ブタノール等の1(西アルコールを例示すること
ができる。更に、本発明においては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコ
ールも上記アルコールに含まれる。炭素数5以−トの1
価及び多価アルコールは一般にエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体を熔解し難いと共に、水を主体とする凝固
液との相溶性に劣るので、用いるに適しない。アルコー
ル−水混合溶剤における容積混合比は、通常、9:1か
ら1:9の間、好ましくは、3ニアから8:2の範囲で
ある。尚、上記混合溶剤は、少量の水溶性有機溶剤、例
えば、約40容量%以下のアセトン、ジオキサン、ジメ
チルスルホキシド、N、N−ジメチルアセトアミド等を
含有していてもよい。更に、必要に応じて、水溶性無機
塩を重合体の熔解を阻害しない範囲で含有していてもよ
い。
Preferred specific examples of the aliphatic alcohol for preparing a membrane forming solution by melting an ethylene-vinyl alcohol copolymer include methanol, ethanol, propatool, butanol, etc. Furthermore, in the present invention, polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin are also included in the above alcohol.
Hydrolic and polyhydric alcohols are generally difficult to melt the ethylene-vinyl alcohol copolymer and have poor compatibility with a coagulating liquid mainly composed of water, so they are not suitable for use. The volumetric mixing ratio in the alcohol-water mixed solvent usually ranges between 9:1 and 1:9, preferably between 3nia and 8:2. The mixed solvent may contain a small amount of a water-soluble organic solvent, for example, about 40% by volume or less of acetone, dioxane, dimethyl sulfoxide, N,N-dimethylacetamide, etc. Furthermore, if necessary, a water-soluble inorganic salt may be contained within a range that does not inhibit the dissolution of the polymer.

製膜溶液中の重合体の濃度は3〜40重量%が適当であ
り、好ましくは5〜30重量%である。
The concentration of the polymer in the membrane forming solution is suitably 3 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight.

粘度からみると、1〜1000ボイズが適当である。濃
度が大きすぎるとき、及び/又は、粘度が高すぎるとき
は、基材への均一な塗布が困難となり、反対に濃度が小
さすぎるときは、基材に塗布後、製1漠熔液が垂れるこ
とがあり、膜欠陥も生しやすくなるので好ましくない。
In terms of viscosity, 1 to 1000 voids is appropriate. If the concentration is too high and/or the viscosity is too high, it will be difficult to apply it uniformly to the substrate, and if the concentration is too small, the solution will drip after being applied to the substrate. This is not preferable because it may cause film defects.

この製膜溶液を塗布するための通水性基材については既
に説明したとおりであるが、更に詳細には、製膜/8液
に溶解若しくは膨潤しないことを要すると共に、耐薬品
性にすぐれることが望ましい。
The water-permeable base material for applying this film-forming solution has already been explained, but more specifically, it must not dissolve or swell in the film-forming solution and must have excellent chemical resistance. is desirable.

本発明の方法によれば、上記製膜l客演を基材の一面に
塗布した後、裏面を凝固液に短時間接触させる。凝固液
は、前記したように、水若しくは水を主体とする溶剤で
あり、エチレンルビニルアルコール共重合体の凝固を阻
害しない限りにおいて、前記したアルコールや水溶性有
機溶剤を含有していてもよい。また、必要に応じて、凝
固液に水溶性塩を含有させてもよい。その量は通常、2
5重量%以下である。凝固液の温度は、特に制限される
ものではなく、通常−常温でよいが、好ましくは0〜2
0℃の範囲である。製膜溶液を塗布した基材の裏面のみ
を凝固液に接触させるには、具体的には、所定面積の膜
をバッチ式にて製造する場合には、例えば、基材の裏面
を下にして、基材を凝固液面上に静かに浮かべることに
より行なうことができる。また、長尺の連続した膜を製
造する場合には、基材を一定速度で走行させつつ、基材
の裏面に所定量の凝固液を流延、噴霧、散布等し、基材
裏面か短時間凝固液に接触するようにすればよい。
According to the method of the present invention, after the above-mentioned film-forming agent is applied to one side of the base material, the back side is brought into contact with a coagulating liquid for a short time. As mentioned above, the coagulating liquid is water or a solvent mainly composed of water, and may contain the above-mentioned alcohol or water-soluble organic solvent as long as it does not inhibit the coagulation of the ethylene rubinyl alcohol copolymer. . Further, if necessary, the coagulating liquid may contain a water-soluble salt. The amount is usually 2
It is 5% by weight or less. The temperature of the coagulating liquid is not particularly limited, and may be normal to room temperature, but preferably 0 to 2
It is in the range of 0°C. In order to bring only the back side of the substrate coated with the membrane-forming solution into contact with the coagulation liquid, specifically, when manufacturing a membrane of a predetermined area in a batch process, for example, place the back side of the substrate facing down. This can be carried out by gently floating the substrate on the surface of the coagulating liquid. In addition, when producing a long continuous film, a predetermined amount of coagulation liquid is cast, sprayed, or sprinkled on the back side of the base material while the base material is running at a constant speed. What is necessary is to contact the coagulation liquid for a period of time.

−このように、基材の裏面を凝固液に接触させる時間は
、通常、1〜120秒が適当であり、好ましくは2〜6
0秒である。接触時間が余りに短い場合は、本発明によ
る膜の独特の構造を実現させるのが困難であり、一方、
余りに長い場合は、特に膜厚が小さいときに、基材裏面
からの重合体の凝固が進行しすぎるので、同様に本発明
による独特の膜構造を得るのが困難となる。
- In this way, the time for which the back side of the base material is brought into contact with the coagulation liquid is usually 1 to 120 seconds, preferably 2 to 6 seconds.
It is 0 seconds. If the contact time is too short, it is difficult to realize the unique structure of the membrane according to the invention;
If the length is too long, especially when the film thickness is small, coagulation of the polymer from the back side of the substrate will progress too much, making it similarly difficult to obtain the unique film structure according to the present invention.

尚、必要に応じて、製膜溶液を構成する溶剤と同し溶剤
を予め基材に含“浸させ、この後にその一面に製膜溶液
を塗布してもよい。基材裏面を凝固液に接触させるとき
の製膜溶液と凝固液との置換速度を制御し、かくして、
空洞の大きさや多孔質層の細孔の大きさを調整するため
である。
If necessary, the base material may be impregnated in advance with the same solvent as that constituting the membrane forming solution, and then the membrane forming solution may be applied to one side of the membrane forming solution. Controlling the rate of displacement between the membrane forming solution and the coagulation solution during contact, thus
This is to adjust the size of the cavity and the size of the pores in the porous layer.

本発明の方法は、所定の面積の膜をハツチ式で製造する
ために適用することができ、また、長尺の基材を用いて
、連続した膜を製造するためζこ適用することもできる
。連続製膜する場合、基材裏面に凝固液を接触させる速
度は0.1//m+・分以上が好ましい。
The method of the present invention can be applied to produce a film of a predetermined area in a hatched manner, and can also be applied to produce a continuous film using a long base material. . In the case of continuous film formation, the speed at which the coagulating liquid is brought into contact with the back surface of the substrate is preferably 0.1//m+·min or more.

このように基材裏面のみを凝固液に接触させた基材を、
次いで、その全体を凝固液に浸漬する。
In this way, the base material with only the back side of the base material in contact with the coagulation liquid,
Then, the entire body is immersed in a coagulating liquid.

浸漬時間は特に制限されるものではなく、重合体が凝固
するに足る時間浸漬すればよい。通常、1分乃至1時間
程度である。また、連続式で製膜する場合、10m/分
以上の速度で凝固液中に案内し、浸漬するのがよい。
The immersion time is not particularly limited, and the immersion time may be sufficient to solidify the polymer. Usually, it takes about 1 minute to 1 hour. In addition, when forming a film in a continuous manner, it is preferable to guide and immerse the film into a coagulation solution at a speed of 10 m/min or more.

本発明において、膜の形態は何ら制限されず、例えば、
平膜状、管状、スパイラル状等任意であってよい。
In the present invention, the form of the membrane is not limited in any way; for example,
It may be in any shape such as a flat membrane, a tube, or a spiral.

以上のように、本発明の方法は、通水性基材の一面にエ
チレン−ビニルアルコール共重合体を含有する製膜溶液
を塗布し、基材の裏面のみを短時間凝固液に接触させ、
次いで、基材全体を凝固液に浸漬させて製膜するもので
あり、かかる独特の方法によって得られる膜は、従来よ
り知られているエチレン−ビニルアルコール共重合体異
方性膜と異なり、膜表面の緻密層が非常に薄く、通常、
緻密層と多孔質層とからなる重合体層の厚みの1%以下
でありながら、選択的除去性に丁くれ、しかも、この緻
密層の下には空洞を有する多孔質層か形成され、且つ、
この空洞の少なくとも一部はその上端において直接に上
記緻密層と接しているために、透水性も著しく改善され
ており、従来にない高性能の限外濾過膜として使用する
ことができる。
As described above, the method of the present invention involves applying a film-forming solution containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer to one side of a water-permeable substrate, bringing only the back side of the substrate into contact with a coagulating liquid for a short time, and
Next, the entire base material is immersed in a coagulation solution to form a film, and the film obtained by this unique method is different from the conventionally known ethylene-vinyl alcohol copolymer anisotropic film. The dense layer on the surface is very thin, usually
Although it is less than 1% of the thickness of the polymer layer consisting of a dense layer and a porous layer, it is selectively removable, and a porous layer with cavities is formed under the dense layer, and ,
Since at least a portion of this cavity is in direct contact with the dense layer at its upper end, the water permeability is also significantly improved and it can be used as an ultrafiltration membrane with unprecedented high performance.

以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be specifically explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.

尚、以下において、除去率は次式により定義される。In addition, in the following, the removal rate is defined by the following formula.

実施例1 エチレン含有量20モル%のエチレンーヒニルアルコー
ル共重合体(ケン化度99%、分子量約200000 
)  21.0重量部をイソプロピルアルコール−水(
容積比6:4)79.0重量部に溶解して製膜溶液を調
製し、これを0.11111/ cnl ・秒・kg/
CJ(25°C)の通水性を有するポリエステル系不織
布基材の一面に塗布した後、裏面を温度2℃の水面に1
0秒間接触させた。次いで、この基材を水に浸漬し、重
合体を凝固させた。
Example 1 Ethylene-hinyl alcohol copolymer with ethylene content of 20 mol% (degree of saponification 99%, molecular weight approximately 200,000
) 21.0 parts by weight of isopropyl alcohol-water (
A film-forming solution was prepared by dissolving 79.0 parts by weight (volume ratio 6:4), and this was added to 0.11111/cnl・sec・kg/
After coating one side of a polyester nonwoven fabric substrate with water permeability of CJ (25°C), the back side was immersed in water at a temperature of 2°C for 1 hour.
Contact was made for 0 seconds. This substrate was then immersed in water to coagulate the polymer.

得られた膜を温度25℃、圧力2.0 kg / cn
lの条件で純水を通過させ、その透水速度を求めた。ま
た、5000ppmのポリエチレングリコール(分子量
約20000、以下PEGと称する。)水溶液を上記と
同じ条件で通過させ、その透水速度を除去率を求めた。
The obtained membrane was heated at a temperature of 25°C and a pressure of 2.0 kg/cn.
Pure water was passed through the tube under conditions of 1, and the water permeation rate was determined. Further, an aqueous solution of polyethylene glycol (molecular weight approximately 20,000, hereinafter referred to as PEG) of 5,000 ppm was passed under the same conditions as above, and the removal rate was determined from the water permeation rate.

結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

上で得られた膜の乾燥後の断面の電子顕微鏡写真(23
0倍)を第1図に示す。第3図の電子顕微鏡写真(21
00倍)は膜表面の緻密層近傍を拡大して示し、第4図
は緻密層を更に拡大して示す(16000倍)。第5図
は緻密層表面を示す(38000倍)。
Electron micrograph of the cross section of the membrane obtained above after drying (23
0x) is shown in Figure 1. Electron micrograph in Figure 3 (21
00 times) is an enlarged view of the vicinity of the dense layer on the membrane surface, and FIG. 4 is a further enlarged view of the dense layer (16,000 times). FIG. 5 shows the surface of the compact layer (38,000 times magnification).

比較例1 本比較例は従来の通常の浸漬法による膜の製造を示す。Comparative example 1 This comparative example shows the production of a membrane by a conventional conventional dipping method.

即ち、実施例1と同しく、製膜/8液を基材の一面に塗
布した後、基材全体を水中に?+ ’tMした。このよ
うにして得られた股について実施例1と同じ条件で求め
た膜性能を第1表に示す。
That is, as in Example 1, after applying the film forming/8 solution to one surface of the substrate, the entire substrate was submerged in water. + 'tM. Table 1 shows the membrane performance of the crotch thus obtained under the same conditions as in Example 1.

比較例2 実施例1と同しく、M膜/8液を基材の一面に塗布した
後、製膜溶液の塗布側を水に10秒間接触させ、次いで
、基材全体を水中に94 ?fxした。このようにして
得られた膜について実施例1と同じ条件で求めた膜性能
を第1表に示す。
Comparative Example 2 In the same manner as in Example 1, after applying the M membrane/8 solution to one surface of the substrate, the side to which the membrane forming solution was applied was brought into contact with water for 10 seconds, and then the entire substrate was immersed in water for 94°C. I fxed it. Table 1 shows the membrane performance obtained under the same conditions as in Example 1 for the membrane thus obtained.

第1表 実施例2 実施例1において、製膜/8液を塗布した後、裏面を水
に接触させる時間を3秒、30秒又は90秒に変えた以
外は、全〈実施例1と同様にして膜を得た。これら膜に
ついて実施例1と同し条件で求めた膜性能を第2表に示
す。
Table 1 Example 2 All procedures were the same as in Example 1, except that after applying the film forming/8 solution, the time for contacting the back side with water was changed to 3 seconds, 30 seconds, or 90 seconds. A membrane was obtained. The membrane performances of these membranes determined under the same conditions as in Example 1 are shown in Table 2.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるエチレン−ビニルアルコール共重
合体選択性透過膜の断面を示す電子顕微鏡写真、第2図
はその模式図、第3図は膜表面の緻密層近傍を示す電子
顕微鏡写真、第4図は緻密層を拡大して示す電子顕微鏡
写真、第5図は膜表面の電子顕微鏡写真である。 1・・・緻密層、2・・重合体層、3・多孔質層、4・
・・空洞、5・・・重合体壁、6・・・通水性基材。 −あ− 第1図 82図 /1 第3図 第4図
FIG. 1 is an electron micrograph showing a cross section of the ethylene-vinyl alcohol copolymer selective permeation membrane according to the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram thereof, and FIG. 3 is an electron micrograph showing the vicinity of the dense layer on the membrane surface. FIG. 4 is an electron micrograph showing an enlarged view of the dense layer, and FIG. 5 is an electron micrograph of the membrane surface. 1. Dense layer, 2. Polymer layer, 3. Porous layer, 4.
... Cavity, 5... Polymer wall, 6... Water-permeable base material. -A- Figure 1 Figure 82/1 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (11膜表面の緻密層と、この緻密層を支持する多孔質
層とがエチレン−ビニルアルコール共重合体から一体に
形成されていると共に、この多孔質層が通水性基祠に固
定化されている選択性透過膜において、上記緻密層が実
質的に厚み0.01〜0.5μであり、且つ、実質的に
500Å以下の孔径の微孔のみを有し、上記多孔質層が
膜厚方向に延び、且つ、膜厚方向を横断する径が実質的
に1〜100μである空洞と、この空洞を取り囲み、孔
径が実質的に0.1〜5μの範囲の細孔を有する多孔性
M治体壁とからなると共に、少なくとも一部の空洞がそ
の上端において前記緻密層に直接に接しており、更に、
上記多孔性重合体壁がその下部において上記通水性基材
に一体に固定化されていることを特徴とする選択性透過
膜。 (2)  エチレン−ビニルアルコール共重合体におけ
るエチレン含有量が5〜50モル%であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の選択性透過膜。 (3)通水性基材が25℃において、0.05m1/c
t・秒・kg / ca以上の通水性を有することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の選択性透過膜。 (4)緻密層が緻密層と多孔質層とからなる重合体層の
厚みの1%以下であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の選択性透過膜。 (5)  エチレン−ビニルアルコール共重合体を溶解
含有する炭素数1〜4の脂肪族アルコールと水との混合
溶液を通水性基材の一面上に塗布した後、先ず、この通
水性基材の他面を水を主成分とする凝固液に接触させ、
次いで、通水性基材を凝固液中に4?5して、重合体を
凝固させることを特徴とする選択性透過膜の製造方法。 (6)エチレンーヒニルアルコール共重合体におけるエ
チレン含有量が5〜50モル%であることを特徴とする
特許請求の範囲第5項記載の選択性透過膜の製造方法。 (7)通水性基材か25°Cにおいて、0.05 ml
/ cl+・秒・kg/c11以上の通水性を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の選択性透過
膜の製造方法。
[Claims] (11) The dense layer on the membrane surface and the porous layer supporting this dense layer are integrally formed from an ethylene-vinyl alcohol copolymer, and this porous layer has a water-permeable base. In the selectively permeable membrane fixed in the shrine, the dense layer has a thickness of substantially 0.01 to 0.5μ, and substantially has only micropores with a pore diameter of 500 Å or less, and a cavity in which the quality layer extends in the film thickness direction and whose diameter transverse to the film thickness direction is substantially 1 to 100 μ; and pores surrounding this cavity and having a pore diameter substantially in the range of 0.1 to 5 μ a porous M body wall having a structure, at least a part of the cavity is in direct contact with the dense layer at its upper end, and further,
A selectively permeable membrane characterized in that the porous polymer wall is integrally fixed to the water-permeable substrate at a lower portion thereof. (2) The selectively permeable membrane according to claim 1, wherein the ethylene content in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is 5 to 50 mol%. (3) Water-permeable base material is 0.05 m1/c at 25°C
The selectively permeable membrane according to claim 1, which has a water permeability of t·sec·kg/ca or more. (4) The selectively permeable membrane according to claim 1, wherein the dense layer is 1% or less of the thickness of the polymer layer consisting of the dense layer and the porous layer. (5) After applying a mixed solution of water and an aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms containing a dissolved ethylene-vinyl alcohol copolymer onto one surface of a water-permeable base material, first, the water-permeable base material is coated with water. The other side is brought into contact with a coagulating liquid mainly composed of water,
A method for producing a selectively permeable membrane, which comprises: then soaking the water-permeable substrate in a coagulating solution for 4 to 5 minutes to coagulate the polymer. (6) The method for producing a selectively permeable membrane according to claim 5, wherein the ethylene content in the ethylene-hinyl alcohol copolymer is 5 to 50 mol%. (7) 0.05 ml on water-permeable substrate at 25°C
6. The method for producing a selectively permeable membrane according to claim 5, wherein the selectively permeable membrane has a water permeability of /cl+·sec·kg/c11 or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7883767B2 (en) 2004-09-30 2011-02-08 Mcmaster University Composite material comprising layered hydrophilic coatings

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