JPS60150806A - Preparation of polyimide hollow yarn membrane - Google Patents

Preparation of polyimide hollow yarn membrane

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JPS60150806A
JPS60150806A JP732784A JP732784A JPS60150806A JP S60150806 A JPS60150806 A JP S60150806A JP 732784 A JP732784 A JP 732784A JP 732784 A JP732784 A JP 732784A JP S60150806 A JPS60150806 A JP S60150806A
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polyimide
hollow fiber
hollow yarn
nozzle
liquid
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中村 明日丸
Yoshihiro Kusuki
楠木 喜博
Takashi Harada
隆 原田
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Abstract

PURPOSE:To prepare a hollow yarn membrane having high permeating rate for H2 and high degree of separation of H2 from CO by prepd. a hollow yarn from a mixture of >=2 kinds of polyimide having different structure. CONSTITUTION:Polyimide unit A (Formula I ) consisting of biphenyl tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminophenyl ether and polyimide unit B (Formula II) consisting of biphenyl tetracarboxylic dianhydride and 3,5-diaminobenzoic acid are mixed in (90-75):(10-25)(A/B) proportion, and the polyimides mixture is dissolved in a phenolic compd. to obtain 12-15% concn., and a hollow yarn membrane is obtd. from the soln. The phenolic compd. to be used for the solvent is one having <=ca.100 deg.C m.p., and <=ca.300 deg.C b.p. under normal pressure, specifically, phenol, or cresol, but halogenated phenol is particularly preferred.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は水素−2酸化炭素分離用ポリイミド中空糸膜
の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a polyimide hollow fiber membrane for hydrogen-carbon dioxide separation.

さらに詳しくは、この発明はビフェニルテトラカルボン
酸二無水物と4.4′−ジアミノジフェニルエーテルと
からなるポリイミド中空糸(特開昭57−167414
号公報参照)に対して、ビフェニルテトラカルボン酸二
無水物と3,5−ジアミノ安息香酸とからなるポリイミ
ドを添加することによって、水素透過速度の速く、且つ
水素−一酸化炭素の分離度の大きい中空糸膜を製造でき
ることを見出し9本発明に到達した。
More specifically, the present invention relates to a polyimide hollow fiber comprising biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-167414
By adding a polyimide consisting of biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,5-diaminobenzoic acid to (see the above publication), the hydrogen permeation rate is high and the degree of hydrogen-carbon monoxide separation is high. The present invention was achieved by discovering that hollow fiber membranes can be manufactured.

すなわち1本発明は、実質的に下記式 で表わされる反復単位と。That is, 1 the present invention substantially comprises the following formula with a repeating unit represented by .

0 0 で表わされる反復単位とが囚:(B)=90:10〜7
゛5:25(モル比)の割合で構成されるポリイミ・i
゛をツーノール系化合物に溶解して12〜15係 濃度
のドープ液とし、中空糸用ノズルから押出し、極性溶媒
からなる凝固浴中で凝固させることを特徴とする。水素
−2酸化炭素分離用ポリイミド中空糸膜の製造方法に関
するものである。
The repeating unit represented by 0 0 is: (B)=90:10~7
Polyimide i composed of a ratio of 5:25 (molar ratio)
It is characterized in that it is dissolved in a thunol compound to form a dope solution with a concentration of 12 to 15, extruded through a hollow fiber nozzle, and coagulated in a coagulation bath made of a polar solvent. The present invention relates to a method for producing a polyimide hollow fiber membrane for hydrogen-carbon dioxide separation.

この発明の方法によって得られるポリイミド中空糸膜は
、耐薬品性、耐熱性にすぐれ、さらに水素透過速度が速
く、且つ水素−一酸化炭素の分離性能の大きい特性を有
する中空糸膜の製法に関するものである。
The polyimide hollow fiber membrane obtained by the method of the present invention is related to a method for producing a hollow fiber membrane having excellent chemical resistance and heat resistance, high hydrogen permeation rate, and high hydrogen-carbon monoxide separation performance. It is.

なお、この明細書において、イミド化率とは。In addition, in this specification, what is imidization rate?

赤外線吸収スペクトル分析によって測定され算出される
値であって、ポリイミドポリマーの高分子鎖中のイミド
結合しうるすべての結合においてイミド結合となってい
る結合の割合を百分率(係)で示すものである。
It is a value measured and calculated by infrared absorption spectrum analysis, and indicates the percentage (coefficient) of all bonds that can be imide bonds in the polymer chain of a polyimide polymer. .

この発明において、ポリイミドとは、前記のイミド化率
が90係以上のポリマーである。
In this invention, polyimide is a polymer having an imidization ratio of 90 or higher.

この発明において使用されるポリイミドは、一般、式 で表わされる反復単位から構成され、(〜: (B) 
=90:10−75:25Cモル比)の割合が好適であ
る。(B)/(A)−10/90 (モル比)以下では
水素透過速度が遅くて好ましくなく、また(B) / 
(A) =25/75 (モル比)以上ではポリマー溶
液の均一性が不安定となり紡糸が困難である。得られた
中空糸の水素透過性能も一定せず不適当である。
The polyimide used in this invention is generally composed of repeating units represented by the formula (~: (B)
=90:10-75:25C molar ratio) is suitable. (B)/(A)-10/90 (molar ratio) or less is undesirable because the hydrogen permeation rate is low;
(A) =25/75 (molar ratio) or more, the uniformity of the polymer solution becomes unstable and spinning becomes difficult. The hydrogen permeation performance of the obtained hollow fibers was also inconsistent and inappropriate.

またこの発明において使用されるドープ液は、前記一般
式で表される2つの反復単位から特定の割合で構成され
る芳香族ポリイミドをフェノール系化合物を主成分とし
て有する溶剤に溶解した溶液であり、そのドープの芳香
族ポリイミドの濃度は12〜15 wt%が好適である
。これより濃度が低いと、得られた中空糸膜の形状が不
均一となり。
Further, the dope solution used in this invention is a solution in which an aromatic polyimide composed of two repeating units represented by the above general formula in a specific ratio is dissolved in a solvent containing a phenolic compound as a main component, The concentration of aromatic polyimide in the dope is preferably 12 to 15 wt%. If the concentration is lower than this, the shape of the obtained hollow fiber membrane will be non-uniform.

が使用できる。can be used.

前記の芳香族ポリイミドは、 3.3’、4.4’−ビ
フェニルテトラカルボン酸成分、 2,3.3’、4’
−ビフェニルテトラカルボン酸成分などのビフェニルテ
トラカルボン酸成分と、芳香族ジアミン成分として4゜
4′−ジアミノジフェニルエーテルおよび1.3−ジア
ミノ安息香酸とから重合反応およびイミド化反応(イミ
ド環化反応)によって得られる。
The aromatic polyimide has the following components: 3.3', 4.4'-biphenyltetracarboxylic acid component, 2,3.3', 4'
- By polymerization reaction and imidization reaction (imide cyclization reaction) from a biphenyltetracarboxylic acid component such as a biphenyltetracarboxylic acid component and 4゜4'-diaminodiphenyl ether and 1,3-diaminobenzoic acid as an aromatic diamine component. can get.

この発明の方法において使用される芳香族ポリイミドの
製造方法としてはJ例えば、ビフェニルテトラカルボン
酸成分と芳香族ジアミン成分とをN−メチルピロリドン
、ピリジ>/、N、N−ジメチルアセトアミド、N、N
−ジメチルホルムアミド。
The method for producing the aromatic polyimide used in the method of this invention includes, for example, combining a biphenyltetracarboxylic acid component and an aromatic diamine component with N-methylpyrrolidone, pyridi>/, N,N-dimethylacetamide, N,N
-dimethylformamide.

ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、フェノール
、クレゾールなどの有機極性溶媒中に、大略等モル溶解
して、約80℃以下、特にO〜60液をその′!f、マ
使用してもよい)に、トリメチルアミン、トリエチルア
ミン、ピリジンなどの第3級アミン化合物、無水酢酸、
塩化チオニル、カルポジ、イ、ミドなとのイミド化促進
剤を添加し、5〜150℃でイミド化するか、捷たはイ
ミド化促進剤を添加することなく、前記ポリアミック酸
溶液を100〜300℃、好ましくは120〜250℃
に加熱して、ポリマーGイミド化率が90%以上となる
ようにイミド化して、粉末状の芳香族ポリイミドを沈澱
させて単離する方法が好適である。
Dissolve approximately equimolar amounts in an organic polar solvent such as dimethyl sulfoxide, tetramethylurea, phenol, or cresol, and store the solution at about 80°C or lower, especially at O~60. f, (may be used), tertiary amine compounds such as trimethylamine, triethylamine, pyridine, acetic anhydride,
Add an imidization accelerator such as thionyl chloride, carposi, i, or mido and imidize at 5 to 150°C, or sludge the polyamic acid solution to 100 to 300° C. without adding an imidization accelerator. °C, preferably 120-250 °C
A preferred method is to heat the polyimide to a polymer G imidization rate of 90% or more to precipitate and isolate a powdery aromatic polyimide.

寸だ、芳香族ポリイミドの製造方法として、前述と同様
にして製造された対数粘度(30℃、051i’/10
0m/!溶媒)が0.5以上のポリアミック酸の溶液に
、アセトン捷だはアルコールを多量に添加して、ポリア
ミック酸の粉末を沈澱させるか、あるいは、ポリアミッ
ク酸の溶液から溶媒を蒸発して除去しながら沈澱剤など
を添加してポリアミック酸の粉末を沈澱させ単離し、そ
のポリアミック酸の粉末を150〜300℃に加熱して
、ポリマーのイミド化率が90%以上になる才でイミド
化して、ポリイミドを製造する方法を挙げることがフへ
−1■ニルテトラ力ルボン酸成分と芳香族ジアミンとを
、フェノール系化合物の融解液中で、120〜4oo℃
、特に150〜300℃で1段で重合およびイミド化し
て、芳香族ポリイミドを製造することもできる。この1
段法では、この発明の方法で使用することができるポリ
イミドとフェノール系化合物とのポリイミド組成物が、
直接得られ。
As a method for producing aromatic polyimide, the logarithmic viscosity (30°C, 051i'/10
0m/! Add a large amount of acetone or alcohol to a polyamic acid solution with a solvent content of 0.5 or more to precipitate polyamic acid powder, or remove the solvent by evaporation from the polyamic acid solution. A precipitant or the like is added to precipitate and isolate the polyamic acid powder, and the polyamic acid powder is heated to 150 to 300°C and imidized until the imidization rate of the polymer is 90% or more to produce polyimide. An example of a method for producing is to add a nyltetracarboxylic acid component and an aromatic diamine to a melt of a phenolic compound at 120 to 4 oooC.
An aromatic polyimide can also be produced by polymerization and imidization in one stage, particularly at 150 to 300°C. This one
In the step method, the polyimide composition of polyimide and a phenolic compound that can be used in the method of this invention is
obtained directly.

その反応混合液をそのit中空糸の系方糸用のドープ液
として使用できるので最適である。
This reaction mixture is optimal because it can be used as a dope solution for the IT hollow fiber system.

前述の芳香族ポリイミドの各製造方法において使用され
るビフェニルテトラカルボン酸成分としてfd 、 3
.3’、 4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物(以下、87BPDAと略記することもあル)、2
,39氏4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が
好オしいが、 2.3.3’、 4’−または3. v
7−+、 4’−ビフェニルテトラカルボン酸あるいは
2.3.3S 4’ =捷たU 3.3’、 4.4’
−ビフェニルテトラカルボン酸の塩またはそれらのエス
テル化誘導体であってもよい。ビフェニルテトラカルボ
ン酸成分は、上記の各ビフェニルテトラカルボン酸類の
混合物であって4よい。
fd, 3 as the biphenyltetracarboxylic acid component used in each of the above-mentioned aromatic polyimide manufacturing methods.
.. 3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (hereinafter sometimes abbreviated as 87BPDA), 2
, 39 4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride is preferred, but 2.3.3', 4'- or 3. v
7-+, 4'-biphenyltetracarboxylic acid or 2.3.3S 4' = cleaved U 3.3', 4.4'
- Salts of biphenyltetracarboxylic acids or esterified derivatives thereof. The biphenyltetracarboxylic acid component may be a mixture of the above biphenyltetracarboxylic acids.

【、テトラカルボン酸成分として、ピロメリットチル、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)チオエーテル、
ブタンテトラカルボン酸、あるいはそれらの酸無水物、
塩またはエステル化誘導体などのテトラカルボン酸類を
、全テトラカルボン酸成分に対して10モル係以下、特
に5モルチ以下の割合で含有していてもよい。
[, as a tetracarboxylic acid component, pyromellityl,
bis(3,4-dicarboxyphenyl)thioether,
butanetetracarboxylic acid or their acid anhydrides,
Tetracarboxylic acids such as salts or esterified derivatives may be contained in a proportion of 10 mol or less, particularly 5 mol or less, based on the total tetracarboxylic acid components.

この発明の方法で芳香族ポリイミドを溶解している溶媒
は、フェノール系化合物を主成分とする溶媒であり、1
00%フェノール系化合物である溶媒が好適であるが、
フェノール系化合物のほかにフェノール系化合物と相容
性のある他の溶媒。
The solvent in which the aromatic polyimide is dissolved in the method of this invention is a solvent containing a phenolic compound as a main component, and
Solvents that are 00% phenolic compounds are preferred, but
In addition to phenolic compounds, other solvents that are compatible with phenolic compounds.

例えば、二硫化炭素、ジクロルメタン、トリクロルメタ
ン、ニトロベンゼン、0−ジクロルベンゼンなどを50
重量係以下、特に30重重量風下含有している混合溶媒
であってもよい。
For example, carbon disulfide, dichloromethane, trichloromethane, nitrobenzene, 0-dichlorobenzene, etc.
A mixed solvent containing less than 30 parts by weight, particularly 30 parts by weight or less, may be used.

この発明の方法で使用されるフェノール系化合挙げるこ
とができる。
Mention may be made of the phenolic compounds used in the method of the invention.

特ニ、ハロゲン化フェノールとしては、一般式Rは、水
素または炭素数1〜3のアルキル基であ16、xは・・
ロゲン原子である)で示され、しかもその融点が約10
0℃以下であり、その沸点が常圧で約300℃以下であ
るノ・ロゲン化フェノールが、ビフェニルテトラカルボ
ン酸系の芳香族ポリイミドを溶解する性能が優れている
ので最適である。
In particular, as a halogenated phenol, the general formula R is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and x is...
), and its melting point is approximately 10
0° C. or lower and whose boiling point is about 300° C. or lower at normal pressure is optimal because it has excellent ability to dissolve biphenyltetracarboxylic acid-based aromatic polyimides.

この発明の方法において、ハロゲン化フェノールとして
2例えば、3−クロルフェノール、4−クロルフェノー
ル(ハラ−クロルフェノールPCPと略記することもあ
る)、3−ブロムフェノール、4−ブロムフェノール、
2−クロル−4−ジロムー4−ヒドロキシトルエン、2
−ブロム−5−ヒドロキシトルエン、3−ブロム−5−
ヒドロキシトルエン、3−ブロム−6−ヒドロキシトル
エン、4−ブロム−2−ヒドロキシトルエンなどを挙げ
ることができる。
In the method of this invention, the halogenated phenols include 2, for example, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol (sometimes abbreviated as hala-chlorophenol PCP), 3-bromophenol, 4-bromophenol,
2-chloro-4-diromo-4-hydroxytoluene, 2
-bromo-5-hydroxytoluene, 3-bromo-5-
Examples include hydroxytoluene, 3-bromo-6-hydroxytoluene, and 4-bromo-2-hydroxytoluene.

この発明の方法においては、前述の芳香族ポリイミドの
製造において述べたように、ビフェニルテトラカルボン
酸成分と芳香族ジアミン成分とを。
In the method of this invention, as described in the production of aromatic polyimide, the biphenyltetracarboxylic acid component and the aromatic diamine component are used.

フェノール系化合物の融解液中で120〜400℃で1
段で重合およびイミド化して、芳香族ポリイミドを製造
する場合には、その重合反応混合液は、そのポリイミド
濃度または粘度を必要に応じて調整するだけで、直ちに
中空糸の紡糸用のポリイミド組成物のドープ液として使
用することができる。
1 at 120-400℃ in a melt of a phenolic compound.
When producing aromatic polyimide by polymerization and imidization in stages, the polymerization reaction mixture can be immediately converted into a polyimide composition for hollow fiber spinning by simply adjusting the polyimide concentration or viscosity as necessary. It can be used as a dope solution.

しかし、芳香族ポリイミドの製造において、ポリイミド
が粉末で檗離されている場合には、この発明で使用する
ポリイミド組成物は、フェノール系化合物を主成分とす
る溶媒中に、ポリイミドの粉末を混合・分散して、その
混合・分散液を充分に加熱して完全にポリイミドの粉末
を溶解させて。
However, in the production of aromatic polyimide, when the polyimide is separated as a powder, the polyimide composition used in the present invention is prepared by mixing the polyimide powder in a solvent containing a phenolic compound as a main component. Disperse, mix and heat the dispersion sufficiently to completely dissolve the polyimide powder.

に対して12〜15重量係、範囲内であることが好まし
い。また、ポリイミド組成物は、中空糸の紡糸のために
ドープ液の中空糸状体を形成する際の温度である0−1
50℃、特に20〜120℃の範囲内において、その回
転粘度が、少なくとも500センチポアズ、特に10〜
100000ポアズ程度である均一な液状の組成物とな
り、ドープ液として使用できることが好ましい。
It is preferably within the range of 12 to 15% by weight. Further, the polyimide composition is prepared at a temperature of 0-1, which is the temperature at which the dope solution is formed into a hollow fiber body for spinning hollow fibers.
50° C., especially in the range from 20 to 120° C., the rotational viscosity is at least 500 centipoise, especially from 10 to 120° C.
It is preferable that the composition becomes a uniform liquid composition with a size of about 100,000 poise and can be used as a dope solution.

との発明の方法では、前述の芳香族ポリイミド組成物を
中空糸の紡糸用のドープ液として使用し。
In the method of the invention, the aromatic polyimide composition described above is used as a dope for spinning hollow fibers.

前記ドープ液を、中空糸用ノズルから押し出して、未凝
固の中空糸状体多形成し。
The dope liquid is extruded from a hollow fiber nozzle to form a large number of unsolidified hollow fibers.

その中空糸状体を、極性溶媒からなる凝固液中で、凝固
させることによって、ポリイミド中空糸を連続的に製造
するのである。
Polyimide hollow fibers are continuously produced by coagulating the hollow fibers in a coagulation liquid made of a polar solvent.

この発明の方法において、ポリイミド組成物(ドープ液
)の中空糸状体を形成する中空糸用ノズルとしては、ポ
リマー溶液組成物のドープ液から中空糸状体を押出して
形成することができれば。
In the method of the present invention, the hollow fiber nozzle for forming the hollow fibers of the polyimide composition (dope solution) may be formed by extruding the hollow fibers from the dope solution of the polymer solution composition.

どのような形式の中空糸用ノズルであってもよく。Any type of hollow fiber nozzle may be used.

例えば、チューブ・イン・オリアイス型ノズル(tub
e in orifice−type ) 、セグメン
ティッド・アーク型ノズル(Segmented ar
c type )などを挙げることができる。この発明
では、チューブ・イン・オリフィス型ノズルが、中空糸
用ノズルとして丙適である。このチューブ・イン・オリ
フィス(外径0.15〜1.6藺、内径0.05〜1.
4羽)が突出しているものであり、オリフィス2の開口
内周面とチューブ3の外周面との間の空隙部(環状部)
からドープ液16を背圧で押し出し、同時にチューブ3
の内孔から気体、または液体(芯液ともいう)20を供
給して、中空糸状体を形成するのである。
For example, a tube-in-Oliace nozzle
e in orifice-type), segmented arc nozzle
c type), etc. In this invention, a tube-in-orifice type nozzle is preferred as a nozzle for hollow fibers. This tube-in-orifice (outer diameter 0.15-1.6mm, inner diameter 0.05-1.6mm)
4 wings) protrude, and the gap (annular part) between the inner circumferential surface of the opening of the orifice 2 and the outer circumferential surface of the tube 3
The dope liquid 16 is pushed out from the tube 3 at the same time by back pressure.
A gas or liquid (also referred to as core liquid) 20 is supplied from the inner hole to form a hollow fiber body.

この発明の方法において、ポリマー溶液組成物(ドープ
液)で中空糸状体を形成する方法としては9例えば、ド
ープ液を20〜200℃、特に30〜150℃でろ過お
よび脱泡して、前述の中空糸用ノズルを有するノズルヘ
ッド槽へ供給し、そのノズルヘッド槽内のドープ液に約
0.1−20に!/ca。
In the method of the present invention, a method for forming hollow fibers with a polymer solution composition (dope solution) is, for example, by filtering and defoaming the dope solution at 20 to 200°C, particularly 30 to 150°C, and performing the above-mentioned method. Supplied to a nozzle head tank with a hollow fiber nozzle, the dope solution in the nozzle head tank has a concentration of about 0.1-20! /ca.

特に0.2−10Kp/crl、(ゲージ圧)の背圧を
加え、前記中空糸用ノズルから約20〜150℃。
In particular, a back pressure of 0.2-10 Kp/crl (gauge pressure) is applied, and the temperature is about 20-150°C from the hollow fiber nozzle.

特に30〜120℃の吐出温度でドープ液を押し出して
、ドープ液の中空糸状体を形成する方法を挙げることが
できる。
In particular, a method of extruding the dope at a discharge temperature of 30 to 120° C. to form hollow fibers of the dope can be mentioned.

この発明では、前述の中空糸状体の押し出しの際に、前
記中空糸用ノズルの内部のチューブから押し出されつつ
ある中空糸状体の内部へ、気体ま!−c ′−、’ト’
″−プ液)の溶媒(フェノール系化合物を主成分とする
溶媒)と相溶性の優れている極性溶媒でなければならな
いことは言うまでもない。
In this invention, when extruding the hollow fiber as described above, gas is introduced from the tube inside the hollow fiber nozzle into the inside of the hollow fiber that is being extruded. -c ′-, 'to'
Needless to say, it must be a polar solvent that has excellent compatibility with the solvent (solvent containing a phenolic compound as a main component) of the liquid (pure liquid).

本発明に使用可能な凝固液としては1例えば。Examples of the coagulating liquid that can be used in the present invention include:

エタノール−水混合溶媒が適当である。An ethanol-water mixed solvent is suitable.

この発明においては、中空糸状体を中空糸用ノズルから
押し出し成形した直後に、その未凝固状態の中空糸状体
を緊張して、わずかに引張シカにより伸張させながら凝
固液中に浸漬し凝固させることが好ましい。
In this invention, immediately after extruding and molding a hollow fiber from a hollow fiber nozzle, the unsolidified hollow fiber is immersed in a coagulating liquid while being stretched slightly under tension and solidified. is preferred.

また、この発明では、中空糸状体を凝固液中でその中空
糸形態を保持できる程度に凝固させた後。
Further, in the present invention, after the hollow fiber body is coagulated in a coagulation liquid to an extent that the hollow fiber form can be maintained.

始めて案内ロール、引張りロールなどに巻き掛けて、中
空糸状態の方向転換などして9次の工程に送り込むので
ある。
First, it is wound around guide rolls, tension rolls, etc., the direction of the hollow fiber is changed, and the fiber is sent to the ninth step.

この発明では、前述の一応の凝固をした中空糸状態を、
さらに複数回凝固液中に浸漬して、中空不活性々溶媒で
充分に洗浄した後、不活性溶媒。
In this invention, the above-mentioned hollow fiber state that has been temporarily solidified is
After further immersing the hollow in the coagulation solution several times and thoroughly washing it with an inert solvent, the inert solvent is removed.

′:1;′2.゛ 例え1ば水中に浸漬したり、あるいは適当な方法で置に
よって、中空糸の製造を行うことができる。
':1;'2. For example, hollow fibers can be produced by immersing them in water or by placing them in an appropriate manner.

すなわち、第1図に示すように、ポリイミド組成物(ド
ープ液)16を、チューブ・イン・オリフィス型ノズル
を有する紡糸用ノズルヘッド1に/ cl+ )を加え
、20〜150℃の吐出温度になるようにドープ液を加
熱しておき、中空糸用ノズルのチューブ3に芯ガス(窒
素など)20を供給しつつ、中空糸用ノズルのオリ′フ
ィス2の内周面とチューブ3の外周面との間の環状空隙
からドープ液を中空糸状に押し出し、ドープ液の中空糸
状体4を形成し、その中空糸状体4に引張り力を加えて
伸張させながら、第1の凝固槽6の凝固液17に浸漬し
、一応の一次凝固させ9次いで、その中空糸状体4を、
案内ロール5.7に巻き掛けて。
That is, as shown in FIG. 1, a polyimide composition (dope solution) 16 is added to a spinning nozzle head 1 having a tube-in-orifice type nozzle (/cl+), and the discharge temperature is set to 20 to 150°C. The dope liquid is heated as shown in FIG. The dope liquid is extruded into a hollow fiber shape from the annular gap between the holes to form a hollow fiber body 4 of the dope liquid, and while the hollow fiber body 4 is stretched by applying a tensile force, the coagulation liquid 17 in the first coagulation tank 6 is The hollow filament body 4 is immersed in the liquid and temporarily solidified 9. Then, the hollow fiber body 4 is
Wrap it around guide roll 5.7.

凝固の完了した中空糸14を、保存用の不活性溶媒19
の満された保存槽13へ供給し保存するのである。
The coagulated hollow fiber 14 is stored in an inert solvent 19 for storage.
The water is supplied to the storage tank 13 filled with water and stored.

なお、案内ロール5,7.第2の凝固槽11の一ルとな
っている。
Note that the guide rolls 5, 7. It is part of the second coagulation tank 11.

この発明の方法で製造されるポリイミド中空糸嘆は、耐
薬品性、耐熱性にすぐれ、水素−酸化炭素分離能(P′
H2/P’co ) 40以上、且つ水素透過速度(p
、) 5 X 10−6J/cに1−5eC−tynH
1以上を示す。
The polyimide hollow fiber membrane produced by the method of this invention has excellent chemical resistance and heat resistance, and has hydrogen-carbon oxide separation ability (P'
H2/P'co) 40 or more, and the hydrogen permeation rate (p
,) 1-5eC-tynH to 5 X 10-6J/c
Indicates 1 or more.

参考例1〜5 z、3’、4.4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無
水物(BPDA )約40 mmol 4.4’−ジア
ミノジフェニルエーテル(DADE)32mmol、3
.5 =ジアミノ安息香酸(DABA)8mmol を
p−クロルフェノールと共に攪拌機と9素ガス導入管と
が付設されたセパラブルフラスコに入れ、9素ガスを流
しながら室温より180℃まで約1時間で昇温し、18
0℃で所定時間重合した。結果を第1表に示した。p−
クロルフェノールは、ポリマ−濃度が10.12,15
,17.20%になるようにそれぞれ仕込んだ。又BP
DAは分子量を調節する方法として、芳香族ジアミンよ
りやや少々めO量を仕込んだ。
Reference Examples 1 to 5 z,3',4.4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) approximately 40 mmol 4.4'-diaminodiphenyl ether (DADE) 32 mmol, 3
.. 5 = 8 mmol of diaminobenzoic acid (DABA) was placed together with p-chlorophenol in a separable flask equipped with a stirrer and a gas inlet tube, and the temperature was raised from room temperature to 180°C in about 1 hour while flowing the gas. 18
Polymerization was carried out at 0°C for a predetermined time. The results are shown in Table 1. p-
Chlorphenol has a polymer concentration of 10.12,15
, 17.20%. Also BP
As a method of adjusting the molecular weight of DA, a slightly smaller amount of O was added than that of the aromatic diamine.

第1表 実施例1〜2および比較例1〜3 各参考例で調製されだドープ液を使用して、第1図に示
す中空糸の紡糸装置で、芳香族ポリイミド中空糸の紡糸
を行った。
Table 1 Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 3 Using the dope solution prepared in each reference example, aromatic polyimide hollow fibers were spun using the hollow fiber spinning apparatus shown in Figure 1. .

第3図に示すようなチューブ・イン・オリフィス型ノズ
ルを有する中空糸紡糸用のノズルへラドlへまず各ドー
プ液16を供給した。ノズルヘッド1の中空糸用ノズル
は、そのヘッドlの底面の中央に内径が]、、 6 m
、mであるオリフィス2が開口されており、そのオリフ
ィス2と同軸であって、外径が1.0 maであり、内
径が0.5 msであるチューブ3が突出して設けられ
ているチューブ・イン・オルからドープ液を吐出する際
の吐出温度が第2表に示すようになるように加温してお
き、I:、た。中空糸用ノズルのチーープ3内から気体
窒素を供給1・そ1砧中空糸状体4を、第1の凝固槽6
内の凝固液(深液;14m)17に浸漬し、−次凝固し
、その第1の凝固槽6内の案内ロール5および案内ロー
ル7を経て、第2の凝固槽11内の1対のロー凝固液1
8に複数回浸漬して2次凝固させ、ついで第3凝固浴を
経て湿潤状態で巻取った。得られた湿潤糸をカセに巻取
り、エタノールに浸漬ついでn−ヘキサンに浸漬して溶
媒置換したのちに乾燥、熱処理して中空糸を得だ。この
中空糸を束ねた糸束を、ガラス管にエポキシ樹脂で固着
し、ガス分離用モジュールを作成し、そのモジュールを
使用し、水素及び−酸化炭素(2Kg/C4ゲージ圧)
で、常温での各々のガス透過速度を測定した。紡糸条件
と水素ガス透過速度、水素、−酸化炭素分
First, each dope solution 16 was supplied to the rad l to a hollow fiber spinning nozzle having a tube-in-orifice type nozzle as shown in FIG. The hollow fiber nozzle of the nozzle head 1 has an inner diameter of 6 m at the center of the bottom surface of the head 1.
, m, and a tube 3 coaxial with the orifice 2 and having an outer diameter of 1.0 ma and an inner diameter of 0.5 ms protrudes. The dope solution was heated so that the discharge temperature when discharging it from the in-or was as shown in Table 2. Gaseous nitrogen is supplied from the inside of the hollow fiber nozzle 3 to the first coagulation tank 6.
It is immersed in the coagulation liquid (deep liquid; 14 m) 17 in the coagulation tank, is then coagulated, passes through the guide roll 5 and the guide roll 7 in the first coagulation tank 6, and then passes through a pair of coagulation liquids in the second coagulation tank 11. Raw coagulation liquid 1
8 for secondary coagulation, and then passed through a third coagulation bath and wound up in a wet state. The obtained wet yarn was wound into a skein, dipped in ethanol and then in n-hexane to replace the solvent, dried and heat treated to obtain a hollow fiber. This bundle of hollow fibers is fixed to a glass tube with epoxy resin to create a gas separation module.
The gas permeation rate of each sample at room temperature was measured. Spinning conditions, hydrogen gas permeation rate, hydrogen, -carbon oxide content

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

第1図は、この発明の方法を実施するだめの中空糸の紡
糸装置の一例を示す断面図である。 第2図は、中空糸用ノズルの一例を示す部分断面図であ
り、第3図は、その中空糸用ノズルの吐出部の平面図で
ある。 ;中空糸紡糸用のノズルヘッド、2;オリフィス、3;
チーープ、4;中空糸状体、 5. ’i’。 シ11..− 素ガス供給導管、16;ドープ液、17;第1凝固液、
18;第2凝固液、19;保存液、20;芯ガス。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a hollow fiber spinning apparatus for carrying out the method of the present invention. FIG. 2 is a partial sectional view showing an example of a hollow fiber nozzle, and FIG. 3 is a plan view of a discharge portion of the hollow fiber nozzle. ; Nozzle head for hollow fiber spinning, 2; Orifice, 3;
Cheap, 4; Hollow filament, 5. 'i'. C11. .. - elementary gas supply conduit, 16; dope liquid, 17; first coagulation liquid,
18; second coagulation liquid; 19; storage liquid; 20; core gas.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 実質的に一般式 で表わされる反復単位と。 ズルから押出し、極性溶媒からなる凝固浴中で凝固させ
ることを特徴とする。水素−2酸化炭
[Scope of Claims] A repeating unit substantially represented by the general formula. It is characterized by being extruded through a slurry and coagulated in a coagulation bath made of a polar solvent. Hydrogen-carbon dioxide
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