JPS6295105A

JPS6295105A - 複合逆浸透膜のための被覆方法

Info

Publication number: JPS6295105A
Application number: JP61243286A
Authority: JP
Inventors: サフワト・エベイド・タドロス; イブ・ミシエル・トレヒユー
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1986-10-15
Publication date: 1987-05-01
Also published as: EP0219125A3; EP0219125A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は多孔質基体上にポリマーの被覆を形成させるた
めの二段階法に関する。本発明において多孔質基体は、
第一のモノマーを多孔質基体に施す第一浴から該第一浴
と共通の界面を有する第二浴へと移動する。第二浴中で
第二のモノで−が基体に施されそして二つのモノマーは
縮合して逆浸透膜として有効なポリマ一層を形成する。

米国特許第４．２７ス３４４号は界面的に合成された逆
浸透膜を開示しており、そこではアシル官能性が６倍ま
たはそれ以上の芳香族ポリアシルハライドのモノマーと
アリーレンポリアミンのモノで−とから芳香族ポリアミ
ドが誘導される。

本発明は界面重合によって複合中空微細ファイバーの逆
浸透膜を製造する方法に関する。多孔質中空ファイバー
を一つのモノマーの比重の大きい溶液中を通過させ、そ
してガス相中を通ずことなしに、該第一のモノマーと迅
速に縮重合しうる他のモノで−の比重の小さい第二の溶
液中を通過させ、この第二浴中で逆浸透膜として有効な
縮＠ポリマ一層を多孔質中空ファイバー上に形成させる
。

第１図は中空ファイバーを形成するために用いられる紡
糸口金の部分断面図、第２図は中空ファイバーをつくる
ために用いられる系全体の図式図、第５図は中空ファイ
バー上にポリマー被覆を形成するために用いられる装置
の断面図である。

第１図を参照すると、中空ファイバーを紡糸するだめの
紡糸口金が一般的に１１として示され、紡糸口金はダイ
１２及びブロック１５から成りこれらはボルト（図示な
し）により一緒に保持される。中空ファイバーの中心に
供給されるべき液体はブロック１３中の通路１４を通じ
て孔の先端部１５へ送られるっ孔の先端部１５は保持部
材１６によりブロック１３中に保持される。中空ファイ
バーを形成すべき液体はブロック１３中の通路１７を通
じそしてダイ開口部１８の外へと送られる。

孔の先端部１５は、ボルト保持ダイ１２をブロック１６
に対し柔軟性をもって差動的に緊締することによりダイ
開口部内で調製され、そうするためには金属リング１９
を備えている。

次に第２図を参照すると、中空ファイバーを形成するた
めのポリマー溶液は貯槽２１からギアポンプ２２によっ
てダイ１１へ送られる。中空ファイバー２３の中心部を
形成する液体は貯槽２４からギアポン７°２５によって
ダイ１１へ送られる。

中空ファイバー２３はダイ１１から取出され、ビン２６
を越えて急冷浴２７中で引張られる。中空ファイバーは
ビン２８を越えて引張られ、急冷浴２７から取出され、
ビン２９を越えて引張られ、そして１部分が浴６１中で
廻転する引取クリール６０上に巻きとられる。

次に第５図を参照すると、容器４１ｉ−１ベアリング及
び支持体４３に取付けられたボビン４２を備えている。

容器４１は第一のモノマー溶液で完全に満たされる。蓋
４４は容器４１上に取付けられ、そしてキャピラリー４
５とチューブ４６を受入れる。チューブ４６はキャピラ
リー４７及び排液管４８を備えている。中空ファイバー
４９はボビン４２から容器４１中のｍ−フェニレンジア
ミン水溶液を通じそしてチューブ４６中のトリメソイル
クロライドまたはシクロヘキサン−１，３，５−トリカ
ルボニルクロライドの有機溶剤溶液を通じて取出される
。二つの溶液の間の界面５１は、キャピラリー４５及び
チューブ４６中におｔする溶液のレベル５２及び５６を
適当な高さに保つことによって、キャビ？！７−４７の
中に維持される。中空ファイバー４９はチューブ４６を
出た後ドライヤー５４中を通る。

複合逆浸透膜は均質の不斉膜よりも潜在的により高い流
量及びより良い機械的性質を有する。これまでに開発さ
れた実際的の技法においては界面重合が用いられ、そこ
では孔質基体が第一浴からガス相（空気）を通って第二
浴中へ移動しそこで界面重合が行なわれる。この技法を
孔質の細い中空ファイバー基体に適用するとき、３００
μｍより小さい外径を有する実際的ファイバーの寸法に
対しては塩を拒否するポリマ一層を得ることができず、
そのわけは二つの浴の間で基体を十分に湿潤状態に保つ
ととが困難であるからである。今や二つの浴の間に共通
の液−液界面を与えそしてファイバーをガス相を通すこ
と々しに第一浴から第二浴と直接移動させることによっ
て、上記の問題を解決することができそして逆浸透に有
用なファイバーが製造することが見出された。界面は好
ましくは垂直方向に配置された小さい寸法の帯域、例え
ば内径１〜１００ｍ、好ましくは内径３〜８咽のキャピ
ラリーの中に維持される。

支持体中空ファイバーもしくは支持体フィルムは実質的
に垂直に上向きもしくは下向きに、縮合モノマーの一つ
を含む第一浴を通じ相補モノマーを含む第二浴中へと引
張られる。二つの浴中に用いられる溶剤は互いに不混和
性であるべきである。

下方の浴における溶剤は上方の浴における溶剤よりも比
重が犬である。普通多官能性アミンが先ず適用されるが
、それに対する好ましい溶剤は水である。ここで用いら
れる好ましい多官能性アミンはｍ−フェニレンジアミン
でおり、これは一般に溶剤の０５〜１０重量％の量で存
在する。

１　　　これを出ると微孔質基体は液−液界面を通じて
相補の縮重合モノマーを含む浴の中へと進む。もし微孔
質基体が上向きに進むとすると第二浴中の溶剤は好まし
くは第一浴中の溶剤よりも比重が小さいものである。も
し微孔質基体が下向きに進むならば、第二浴中の溶剤は
好ましくは第一浴中の溶剤よりも比重が大きいものであ
る。微孔質基体の上向き進行のだめの好ましい溶剤は炭
化水素である。好ましい炭化水素溶剤は式ＣｎＨ２ｎ＋
２、ここでｎは４〜８、を有するものである。ヘキサ／
は特に好ましい溶剤である。微孔質基体の下向き進行の
ための好ましい溶剤はｉ　ｅ　１　ｅ　２−　Ｆ　！Ｊ
ジクロー１．２．２−）リフルオロエタンノ如キクロロ
フルオロカーボンである。小さいキャピラリー及び平衡
圧力ヘッドを用いると、この場合上向き進行もまた可能
である。一般に第二浴中リモノマーは溶剤のα０１〜２
重量−の量で存在し、溶剤に基づきα１〜α５重量％が
好ましい範凹である。好ましいモノマーはトリメソイル
クロライド及びシクロヘキサン−１，３，５−）υカル
ボニルクロライドである。好ましいモノマーを用いて反
応は室温で行なうことができるが、５〜８０℃の温度は
容易に用いることができる。

本発明の選択的透過性中空ファイバーはポリスルホンま
ｆｃはポリビニルクロ２イドの如きポリマー状の微孔質
支持体ととの支持体に緊密に吸蔵接触された選択的透過
性の芳香族ポリアミドとから成る。一般に選択的透過性
の芳香族ポリアミドの厚さは５０〜２５００　Ｘｍであ
る。

中空ファイバーは一般に外径７５〜６ｏｏμｍ及び内径
２５〜３００μｍを有し、壁厚は２５〜６００μｍであ
る。好ましい中空ファイバーは外径１５０〜２５０μｍ
１内径５０〜１５０μｍ及び壁厚２５〜１００μ−を有
する。

実施例第１図に示す如きダイ及び第２図に示す如き紡糸装置で
紡糸することＫよ〕ポリスルホンの細い中空ファイバー
を作る。紡糸溶液としてピスフェ／−ルＡ及ヒｐ　＠　
ｐ　’　−ジクロロジフェニルスルホンから誘導された
分子量約３５．０００のポリスルホンの溶液を用いる。

実施例１において、紡糸溶液はポリスルホン２７％、ポ
リビニルピロリドン２０チ、及ｑ残余はジメチルホルム
アミドとテトラヒドロフランとの３Ｘ１混合物を含有し
た。

実施例２〜５Ｖｃおいて、紡糸溶液はポリスルホン２７
％、ポリビニルピロリドン１０％、及び残余はジメチル
ホルムアミドとテトラヒドロフランとの３Ｘ１混合物を
含有した。ダイは外径α００８イ７チ（２Ｘ１０−５Ｍ
）を有した。ファイバーの穴の中ヘジメチルホルムアミ
ド６ｏ％と水４゜チとの混合物を供給する。急冷タンク
は室温の水を含有する。中空ファイバーの移動速度は下
記表に記載の直径のファイバーを与えるように変化させ
る。

次に第５図に示す装置を用いてファイバーを被覆する。

下方の室はｍ−フェニレンジアミンの２重量％水溶液中
に浸漬されたボビン上の基体ファイバーを有する。チュ
ーブ４６リシクロヘキサン中１２５重ｉｔ％のトリメソ
イルクロライド溶液を含む。キャピラリーチューブ４７
は内径５ｆｆｉＩ＋を有する。界面はキャピラリーチュ
ーブ４７中で一定のレベルに維持される。ファイバーは
界面を通じて引き上げられ、そこで芳香族ポリアミドの
フィルムが形成される；次いでファイバーは４６中で用
いられる溶剤に依存して６０〜７０℃に保持されている
ドライヤー５４を通じて引張られ、そして最後に引取９
ドラム上に捕集される。二つの溶液の間の界面はｍ−フ
ェニレンジアミン溶液を装置に添加することによってキ
ャピラリーチューブ４７中に維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は中空ファイバーを形成するために用いられる紡
糸口金の部分断面図である。第２図は中空ファイバーをつくるために用いられる系全
体の図式図である。第３図は中空ファイバー上にポリマー被覆を形成するた
めに用いられる装置の断面図である。図中、１１・・・紡糸口金、１２・・・ダイ、１３・・
・ブロック、１４・・・通路、１５・・・孔の先端部、
１６・・・保持部材、１７・・・通路、１８・・・ダイ
開口部、２１・・・貯僧、２２・・・ギアポンプ、２５
・・・中空ファイバー、２４・・・貯槽、２５・・・ギ
アポンプ、２６・・・ビン、２７・・・急冷浴、２８．
２９・・・ビン、５０・・・引取りリール、３１・・・
浴、４１・・・容器、４２・・・ボビン、４３・・・ベ
アリング及び支持体、４４・・・蓋、４５・・・キャビ
ラＩＪ−１４６・・・チューブ、４７・・・キャピラリ
ー、４８・・・排液層、４９・・・中空ファイバＦＩＧ
、１

Claims

【特許請求の範囲】１、微多孔質支持体膜を０．５〜１０重量％の縮合モノ
マーを含有する第一の溶液を通して送給し、該微多孔質
中空支持体膜を水平に配置された液−液界面を通して概
ね垂直方向にそして該第一の溶液とは不混和性であつて
且つ該第一のモノマーと操作温度においてこの第二の溶
液中にある間に迅速に重合しうるモノマーを０．０１〜
２重量％含有する第二の溶液の中へ送給することを特徴
とする選択的透過性膜の製造方法。２、微多孔質支持体が中空ファイバーの形態にある特許
請求の範囲第１項記載の方法。３、液−液界面がキャピラリー中にある特許請求の範囲
第２項記載の方法。４、第一のモノマーがジアミンである特許請求の範囲第
３項記載の方法。５、第二のモノマーが多官能性酸クロライドである特許
請求の範囲第４項記載の方法。６、ジアミンがｍ−フェニレンジアミンより成る特許請
求の範囲第５項記載の方法。７、多官能性酸クロライドがトリメソイルクロライドま
たはシクロヘキサン−１，３，５−トリカルボニルクロ
ライドより成る特許請求の範囲第６項記載の方法。８、第一の浴における溶剤が水である特許請求の範囲第
７項記載の方法。９、第二の浴における溶剤が本質的に炭化水素である特
許請求の範囲第８項記載の方法。１０、第二の浴における溶剤が式Ｃ＿ｎＨ＿２＿ｎ＿＋
＿２、ここでｎは４〜８である、を有する特許請求の範
囲第９項記載の方法。１１、ポリマーの微多孔質支持体部材及びそれに吸蔵接
触されている選択的透過性の芳香族ポリアミドより成り
、中空ファイバーは７５〜６００μｍの外径を有するこ
とを特徴とする中空ファイバー逆浸透膜。１２、ファイバーの外径は１５０〜２５０μｍである特
許請求の範囲第１１項記載の中空ファイバー。１３、選択的透過性ポリアミドがｍ−フェニレンジアミ
ンとトリメソイルクロライドまたはシクロヘキサン−１
，３，５−トリカルボニルクロライドのいずれかとから
誘導された反復単位より本質的に成る特許請求の範囲第
１２項記載の中空ファイバー。１４、微多孔質支持体はポリスルホンである特許請求の
範囲第１３項記載の中空ファイバー。