JPS6038164B2 - 選択透過性ポリビニルアルコ−ル系中空繊維 - Google Patents
選択透過性ポリビニルアルコ−ル系中空繊維Info
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- JPS6038164B2 JPS6038164B2 JP5949576A JP5949576A JPS6038164B2 JP S6038164 B2 JPS6038164 B2 JP S6038164B2 JP 5949576 A JP5949576 A JP 5949576A JP 5949576 A JP5949576 A JP 5949576A JP S6038164 B2 JPS6038164 B2 JP S6038164B2
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- Japan
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- pva
- hollow fiber
- degree
- hollow fibers
- swelling
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はポリビニルアルコール系重合体（以下ＰＶＡと
略記する。
略記する。
）を主成分とする選択透過性膜材に関する。さらに詳し
くは所定長に切断されたＰＶＡ中空繊維であって、端部
と端部以外の部分の膨潤度が異なる透過速度の大きい選
択透過性膜材用ＰＶＡ中空繊維に関する。近年、分離操
作において選択透過性膜を用いる逆浸透、限外炉過、透
析などの膜分離技術が顕著に進歩しつつあり、海水の淡
水化や人工腎臓における血液浄化等の分野では実用に供
されつつある。
くは所定長に切断されたＰＶＡ中空繊維であって、端部
と端部以外の部分の膨潤度が異なる透過速度の大きい選
択透過性膜材用ＰＶＡ中空繊維に関する。近年、分離操
作において選択透過性膜を用いる逆浸透、限外炉過、透
析などの膜分離技術が顕著に進歩しつつあり、海水の淡
水化や人工腎臓における血液浄化等の分野では実用に供
されつつある。
特に膜の比表面積が圧倒的に多くとれる中空繊維の形状
が提案されるやその研究開発は一段と進展しつつある。
しかしながら用途によっては膜分離技術利用の可能性を
秘めながらも、従来の腰では要求性能を満足していない
ため実用化に至っていない分野も多い。現状では選択透
過性膜村としては繊維素またはその誘導体が主流である
が、それ以外にも膿素材として多くのポリマーが考えら
れてきており、耐酸耐アルカリ性に優れているＰＶＡに
関しても各種発明が提案されている。
が提案されるやその研究開発は一段と進展しつつある。
しかしながら用途によっては膜分離技術利用の可能性を
秘めながらも、従来の腰では要求性能を満足していない
ため実用化に至っていない分野も多い。現状では選択透
過性膜村としては繊維素またはその誘導体が主流である
が、それ以外にも膿素材として多くのポリマーが考えら
れてきており、耐酸耐アルカリ性に優れているＰＶＡに
関しても各種発明が提案されている。
たとえば特関階５０一１９６７９においてＰＶＡ中空繊
維を加圧下で逆浸透用の分離膜として使用する発明が開
示されている。またＰＶＡをァルデヒドその他で架橋し
て膜村に用いることも提案されている。しかしながらこ
れらのＰＶＡ膜では透過性能が十分でないため実用化に
は至っていない。本発明者らはこのような状況に鑑み、
持顔昭５０一１１３２７６において配何度が６０〜９８
％かつ膨潤度が１．０５〜１．８坊音であるＰＶＡ中空
繊維は、耐酸性、耐アルカリ性、機械的強度に優れ、し
かも酸、アルカリ、塩類などの透過性も優れていること
を開示した。しかしながらさらに検討したとしろ全く予
想もしない問題点に遭遇した。すなわち透過速度の大き
いＰＶＡ中空繊維の多数本を接着剤で束ねたモジュール
では、モジュール端部において中空繊維が偏平化し、通
液性がよくないため、容易に実用化しうるほどの透過性
を有していないことがわかった。この端部での中空繊維
の偏平化は従来の繊維秦系あるいはそれ以外のポリマー
でも知られておらず、きわめて親水性の大きいＰＶＡに
特異的に見られる現象であることがわかった。そこでこ
の点についてさらに検討したところ、透過速度の大きい
ＰＶＡ中空繊維は膨潤度が大きいことを認めた。またモ
ジュール端部では中空繊維が接着剤で固定化されており
外側に膨潤しえないため、内側に膨潤しようとする。そ
れ故膨欄度が大きいと偏平化し易いことを見し、出した
。そこで透過速度が大きくかつ端部での偏平化のない中
空繊維としては織部以外の部分は膨潤度が大きく、端部
は膨欄度が小さいものがきわめて望ましい結果を与える
ことを見い出し、本発明を完成した。すなわち本発明は
所定長に切断されたＰＶＡ系中空繊維であって、該中空
繊維の少くとも一端部は膨潤度１．００〜１．２併音を
有し、該端部以外の部分は膨潤度１．２０〜１．８桝音
を有することを特徴とする選択透過性ＰＶＡ系中空繊維
である。
維を加圧下で逆浸透用の分離膜として使用する発明が開
示されている。またＰＶＡをァルデヒドその他で架橋し
て膜村に用いることも提案されている。しかしながらこ
れらのＰＶＡ膜では透過性能が十分でないため実用化に
は至っていない。本発明者らはこのような状況に鑑み、
持顔昭５０一１１３２７６において配何度が６０〜９８
％かつ膨潤度が１．０５〜１．８坊音であるＰＶＡ中空
繊維は、耐酸性、耐アルカリ性、機械的強度に優れ、し
かも酸、アルカリ、塩類などの透過性も優れていること
を開示した。しかしながらさらに検討したとしろ全く予
想もしない問題点に遭遇した。すなわち透過速度の大き
いＰＶＡ中空繊維の多数本を接着剤で束ねたモジュール
では、モジュール端部において中空繊維が偏平化し、通
液性がよくないため、容易に実用化しうるほどの透過性
を有していないことがわかった。この端部での中空繊維
の偏平化は従来の繊維秦系あるいはそれ以外のポリマー
でも知られておらず、きわめて親水性の大きいＰＶＡに
特異的に見られる現象であることがわかった。そこでこ
の点についてさらに検討したところ、透過速度の大きい
ＰＶＡ中空繊維は膨潤度が大きいことを認めた。またモ
ジュール端部では中空繊維が接着剤で固定化されており
外側に膨潤しえないため、内側に膨潤しようとする。そ
れ故膨欄度が大きいと偏平化し易いことを見し、出した
。そこで透過速度が大きくかつ端部での偏平化のない中
空繊維としては織部以外の部分は膨潤度が大きく、端部
は膨欄度が小さいものがきわめて望ましい結果を与える
ことを見い出し、本発明を完成した。すなわち本発明は
所定長に切断されたＰＶＡ系中空繊維であって、該中空
繊維の少くとも一端部は膨潤度１．００〜１．２併音を
有し、該端部以外の部分は膨潤度１．２０〜１．８桝音
を有することを特徴とする選択透過性ＰＶＡ系中空繊維
である。
透過性能のうち優れた透過速度を得るためには、膨潤度
は１．２針音以上好ましくは１．３封苦以上必要である
。
は１．２針音以上好ましくは１．３封苦以上必要である
。
なお本発明でいう膨潤度とは中空繊維の断面の外径をｄ
ひに対するｗｅｔの比で示した値である。但しｄひの外
径の測定は室温２０℃、ＲＨ６０％に一昼夜放置後行い
、ｗｅｔの外径の測定は２５ｑｏの水中に一昼夜放置後
行う。膨潤度が１．８０倍を越えると、機械的強度の点
で不満足である。端部の膨？閏度が１．２の音以上とな
ると前述の如くモジュールの野液性が低下しひいては容
易に実用に供しうるほどの透過性能を得ることが出来な
いので端部の膨潤度は１．２折音を越えないことが必要
である。膨潤度が１．０氏未満であるとｗｅｔにすると
モジュール端部で洩れ易いので好ましくない。ただＰＶ
Ａ中空繊維では膨潤度が１．０の音未満となることはほ
とんどない。本発明でいう中空繊維の端部とは中空繊維
の多数本の少くとも１端部を接着剤で束ねてモジュール
化する場合、接着剤を塗布する部分をいうが、塗布部分
より若干最目の部分も包含される。通常一端部の長さは
０．３〜３０伽程度である。本発明で用いるＰＶＡは平
均重合度５００〜３５００、ケン化度８５〜１００モル
％のポリビニルアルコール、部分アセタール化等の変性
ポリビニルアルコール、さらに５０モル％、より好まし
くは、２０モル％を越えない範囲でのエチレン、ビニル
ピロリドン、塩化ビニル、メチルアクリレート、アクリ
ロニトリル、ィタコン酸等との共重合体も包含される。
ひに対するｗｅｔの比で示した値である。但しｄひの外
径の測定は室温２０℃、ＲＨ６０％に一昼夜放置後行い
、ｗｅｔの外径の測定は２５ｑｏの水中に一昼夜放置後
行う。膨潤度が１．８０倍を越えると、機械的強度の点
で不満足である。端部の膨？閏度が１．２の音以上とな
ると前述の如くモジュールの野液性が低下しひいては容
易に実用に供しうるほどの透過性能を得ることが出来な
いので端部の膨潤度は１．２折音を越えないことが必要
である。膨潤度が１．０氏未満であるとｗｅｔにすると
モジュール端部で洩れ易いので好ましくない。ただＰＶ
Ａ中空繊維では膨潤度が１．０の音未満となることはほ
とんどない。本発明でいう中空繊維の端部とは中空繊維
の多数本の少くとも１端部を接着剤で束ねてモジュール
化する場合、接着剤を塗布する部分をいうが、塗布部分
より若干最目の部分も包含される。通常一端部の長さは
０．３〜３０伽程度である。本発明で用いるＰＶＡは平
均重合度５００〜３５００、ケン化度８５〜１００モル
％のポリビニルアルコール、部分アセタール化等の変性
ポリビニルアルコール、さらに５０モル％、より好まし
くは、２０モル％を越えない範囲でのエチレン、ビニル
ピロリドン、塩化ビニル、メチルアクリレート、アクリ
ロニトリル、ィタコン酸等との共重合体も包含される。
またＰＶＡ以外に適量の添加剤を含んでいてもよい。ま
た本発明で用いる中空繊維の断面形状としては外径２０
〜１５００ム、内径１０〜１２００仏、腰厚５〜４００
ムの範囲のものが好適である。さらに中空繊維は１０弧
〜１０仇好ましくは２０弧〜３ｍの長さに切断されてい
なければならない。本発明のＰＶＡ系中空繊維は、上述
の膨潤度の外は特に限定を受けない。
た本発明で用いる中空繊維の断面形状としては外径２０
〜１５００ム、内径１０〜１２００仏、腰厚５〜４００
ムの範囲のものが好適である。さらに中空繊維は１０弧
〜１０仇好ましくは２０弧〜３ｍの長さに切断されてい
なければならない。本発明のＰＶＡ系中空繊維は、上述
の膨潤度の外は特に限定を受けない。
例えば該ＰＶＡ系中空繊維の微細構造においては、約１
０万倍に拡大しても何らの微細孔も認められない均質膜
構造、又は約１０仏以上の紬孔をもつ多孔質層と該多孔
質層の表面に薄いち密層をもつ非対称構造、さらには本
発明者らが別に発明した（待顔昭５１一４０５紙）特定
の大きさの蟹厚と微細孔をもつ均一微細孔構造等、いず
れの構造であってもよい。本発明のＰＶＡ系中空繊維は
次の方法で製造することができる。
０万倍に拡大しても何らの微細孔も認められない均質膜
構造、又は約１０仏以上の紬孔をもつ多孔質層と該多孔
質層の表面に薄いち密層をもつ非対称構造、さらには本
発明者らが別に発明した（待顔昭５１一４０５紙）特定
の大きさの蟹厚と微細孔をもつ均一微細孔構造等、いず
れの構造であってもよい。本発明のＰＶＡ系中空繊維は
次の方法で製造することができる。
所定のＰＶＡ紡糸原液を中心部に空気又は非凝固性液体
を導入しつつ、環状ノズルよりアルカリ凝固浴又はアル
カリ性脱水凝固格へ紙糸し、必要に応じてローラー延伸
、熱処理、延伸、緑熱処理、ホルマール化等の後処理を
適宜組合せて行う。
を導入しつつ、環状ノズルよりアルカリ凝固浴又はアル
カリ性脱水凝固格へ紙糸し、必要に応じてローラー延伸
、熱処理、延伸、緑熱処理、ホルマール化等の後処理を
適宜組合せて行う。
得られたＰＶＡ中空繊維は膨酒度１．２０〜１．８０倍
を有している。該ＰＶＡ中空繊維を所定の長さに切断又
は枠まきし、その端部のみを膨潤度が１．００〜１．２
坊吾となる迄、例えば１６０〜２３０午０で５秒〜３０
分程度の熱処理又は過沃素酸処理、グルタルアルデヒド
化等の架橋処理さらにホルマール化等の変性処理を行う
。本発明によれば、選択透過性能のすぐれるＰＶＡ系中
空繊維をモジュール化し、実用に供する場合の予想もし
なかった大きな問題が解決され、特に中空繊維の数千〜
数十万本を束ねる大型装置に使用する場合に、端部接着
部での通液性を十分大きく保持でき、ＰＶＡ系中空繊維
の選択透過性能を損することなくモジュール化できる効
果を有する。
を有している。該ＰＶＡ中空繊維を所定の長さに切断又
は枠まきし、その端部のみを膨潤度が１．００〜１．２
坊吾となる迄、例えば１６０〜２３０午０で５秒〜３０
分程度の熱処理又は過沃素酸処理、グルタルアルデヒド
化等の架橋処理さらにホルマール化等の変性処理を行う
。本発明によれば、選択透過性能のすぐれるＰＶＡ系中
空繊維をモジュール化し、実用に供する場合の予想もし
なかった大きな問題が解決され、特に中空繊維の数千〜
数十万本を束ねる大型装置に使用する場合に、端部接着
部での通液性を十分大きく保持でき、ＰＶＡ系中空繊維
の選択透過性能を損することなくモジュール化できる効
果を有する。
以下実施例により本発明を説明する。
実施例 １
ケン化度９９．９モル％、平均重合度１７００のＰＶＡ
、棚酸、酢酸を加熱溶解して、ＰＶＡ２２％、棚酸１．
３％／ＰＶＡ、酢酸０．４％／ＰＶＡの水溶液を得た。
、棚酸、酢酸を加熱溶解して、ＰＶＡ２２％、棚酸１．
３％／ＰＶＡ、酢酸０．４％／ＰＶＡの水溶液を得た。
これを、完全脱泡後、環状ノズル芯部のニードルにエヤ
ーを流し、鞘部にこの水溶液を流しながら、苛性ソーダ
とＥ硝の混合浴中に押し出した。次いでローラードラフ
ト、中和、ｐＨ調節などを行なって水分が３０％／セン
イとなるまで乾燥しボビンに捲き取った。得られたＰＶ
Ａ系中空繊維の外径は５００仏、膜厚は８０ム、内径は
３４０仏であった。この中空繊維を中４０弧長さ６０仇
の枠に５０００本捲き、５０℃×ｌｈｒ乾燥後、一端部
１瓜力のみを２００午○×１０分間乾熱処理し、さらに
他、端部１０肌のみを同じく２００ｑｏｘＩＱ分定長乾
熱処理を行ない、中空繊維の枠両端部を切断して、両端
部１０肌が乾熱処理された長さ６０肌の中空繊維５００
０本を得た。得られた中空繊維の両端部の膨潤度は１．
０母音、端部以外の膨潤度は１．６３音であった。中空
繊維の端部各７のに二液混合性ェポキシ系接着剤を塗布
して端部を接着して中空繊維５０００本を束ねた。
ーを流し、鞘部にこの水溶液を流しながら、苛性ソーダ
とＥ硝の混合浴中に押し出した。次いでローラードラフ
ト、中和、ｐＨ調節などを行なって水分が３０％／セン
イとなるまで乾燥しボビンに捲き取った。得られたＰＶ
Ａ系中空繊維の外径は５００仏、膜厚は８０ム、内径は
３４０仏であった。この中空繊維を中４０弧長さ６０仇
の枠に５０００本捲き、５０℃×ｌｈｒ乾燥後、一端部
１瓜力のみを２００午○×１０分間乾熱処理し、さらに
他、端部１０肌のみを同じく２００ｑｏｘＩＱ分定長乾
熱処理を行ない、中空繊維の枠両端部を切断して、両端
部１０肌が乾熱処理された長さ６０肌の中空繊維５００
０本を得た。得られた中空繊維の両端部の膨潤度は１．
０母音、端部以外の膨潤度は１．６３音であった。中空
繊維の端部各７のに二液混合性ェポキシ系接着剤を塗布
して端部を接着して中空繊維５０００本を束ねた。
得られた中空繊維接着端部を約３伽切断し、端部に中空
繊維の関口を設けて接着部各４肌、全長５４肌のモジュ
ールを得た。このモジュールを水に浸潰したところ接着
部の中空繊維は完全に真円を保っており、通液性に問題
はなかった。実質的に接着部以外の中空繊維の高膨潤性
従って高透過性能が全く損われない優れた透過性能を有
するモジュールを得ることが出来た。一方端部乾熱処理
をしない中空繊維を接着したモジュールでは、水に浸潰
すると接着部の中空繊維が偏平化し、通液しようとして
も圧力損失が大きく通液し難い。
繊維の関口を設けて接着部各４肌、全長５４肌のモジュ
ールを得た。このモジュールを水に浸潰したところ接着
部の中空繊維は完全に真円を保っており、通液性に問題
はなかった。実質的に接着部以外の中空繊維の高膨潤性
従って高透過性能が全く損われない優れた透過性能を有
するモジュールを得ることが出来た。一方端部乾熱処理
をしない中空繊維を接着したモジュールでは、水に浸潰
すると接着部の中空繊維が偏平化し、通液しようとして
も圧力損失が大きく通液し難い。
従って中空繊維そのものの透過性能は優れているにもか
かわらず、モジュールとしては満足な透過性能を得るこ
とが出来なかった。実施例 ２ 実施例１で得られた織糸後繊維を、長さ２．５ｍとし、
端部２５ｃ双を各々枠に固定し、残り２．０のは無緊張
となるようにした。
かわらず、モジュールとしては満足な透過性能を得るこ
とが出来なかった。実施例 ２ 実施例１で得られた織糸後繊維を、長さ２．５ｍとし、
端部２５ｃ双を各々枠に固定し、残り２．０のは無緊張
となるようにした。
次いで固定された両端部のみを８０００ｘｌｈｒ予備乾
燥し、さらにプレートヒーターを用いて繊維両端部１５
肌を２１０℃×３分熱処理し、枠より外して、両端部１
５弧が熱処理された長さ２．５肌の中空繊維２００００
本を得た。得られた中空繊維の両端部の膨輝度は１．３
ぴ音、端部以外の膨潤度は、１．６３音であった。中空
織総の総都各１０仇に二液混合性、ポリウレタン系接着
剤を塗布して、端部を接着して、中空繊維２００００本
を束ねた。
燥し、さらにプレートヒーターを用いて繊維両端部１５
肌を２１０℃×３分熱処理し、枠より外して、両端部１
５弧が熱処理された長さ２．５肌の中空繊維２００００
本を得た。得られた中空繊維の両端部の膨輝度は１．３
ぴ音、端部以外の膨潤度は、１．６３音であった。中空
織総の総都各１０仇に二液混合性、ポリウレタン系接着
剤を塗布して、端部を接着して、中空繊維２００００本
を束ねた。
接着端部を５伽切断して中空繊維関口を設け接着部５肌
、全長２．４肌のＰＶＡ中空繊維モジュールを得た。こ
のモジュ−ルは、水浸漬後の端部の偏平化がなく通液性
が良好であり、優れた透過性能を有していた。実施例
３ ケン化度斑．５モル％、平均重合度２４００のＰＶＡ、
分子量１０００のポリエチレングリコール、棚酸、酢酸
を加熱溶解して、ＰＶＡ１５％ポリエチレングリコール
９０％／ＰＶＡ、棚酸２．０％／ＰＶＡ、酢酸０．４％
／ＰＶＡの水溶液を得た。
、全長２．４肌のＰＶＡ中空繊維モジュールを得た。こ
のモジュ−ルは、水浸漬後の端部の偏平化がなく通液性
が良好であり、優れた透過性能を有していた。実施例
３ ケン化度斑．５モル％、平均重合度２４００のＰＶＡ、
分子量１０００のポリエチレングリコール、棚酸、酢酸
を加熱溶解して、ＰＶＡ１５％ポリエチレングリコール
９０％／ＰＶＡ、棚酸２．０％／ＰＶＡ、酢酸０．４％
／ＰＶＡの水溶液を得た。
Claims (1)
- １ 所定長に切断されたポリビニルアルコール系中空繊
維であつて、該中空繊維の少くとも一端部は膨潤度１．
００〜１．２０倍を有し、該端部以外の部分は膨潤度１
．２０〜１．８０倍を有することを特徴とする選択透過
性ポリビニルアルコール系中空繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5949576A JPS6038164B2 (ja) | 1976-05-21 | 1976-05-21 | 選択透過性ポリビニルアルコ−ル系中空繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5949576A JPS6038164B2 (ja) | 1976-05-21 | 1976-05-21 | 選択透過性ポリビニルアルコ−ル系中空繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52144421A JPS52144421A (en) | 1977-12-01 |
| JPS6038164B2 true JPS6038164B2 (ja) | 1985-08-30 |
Family
ID=13114914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5949576A Expired JPS6038164B2 (ja) | 1976-05-21 | 1976-05-21 | 選択透過性ポリビニルアルコ−ル系中空繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038164B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61226561A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-08 | ローベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 電磁弁、殊に内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735907A (en) * | 1980-07-15 | 1982-02-26 | Toyobo Co Ltd | Fluid separating element |
| JPH022834A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-01-08 | Toyobo Co Ltd | 流体分離素子の製造方法 |
-
1976
- 1976-05-21 JP JP5949576A patent/JPS6038164B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61226561A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-08 | ローベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 電磁弁、殊に内燃機関の燃料噴射装置用の燃料噴射弁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52144421A (en) | 1977-12-01 |
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