JPS63145345A - Production of porous polyacrylonitrile material - Google Patents

Production of porous polyacrylonitrile material

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JPS63145345A
JPS63145345A JP29158186A JP29158186A JPS63145345A JP S63145345 A JPS63145345 A JP S63145345A JP 29158186 A JP29158186 A JP 29158186A JP 29158186 A JP29158186 A JP 29158186A JP S63145345 A JPS63145345 A JP S63145345A
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coagulation bath
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Shuji Kajita
修司 梶田
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Abstract

PURPOSE:To obtain a porous material excellent in water absorptivity and adsorptivity and having a controllable pore diameter, by coagulating a dope prepared from acrylonitrile (co)polymer and a solvent with a coagulant bath of a specified composition. CONSTITUTION:A dope prepared from an acrylonitrile polymer and/or its copolymer and a solvent is coagulated with a coagulant bath comprising a solvent for the polymers and a coagulant and having a concentration of the solvent in the solution of at least 0.75 time the lower limit (weight fraction) at which the solution can dissolve the polymer. Examples of the solvents include nitric acid, dimethylformamide, ethylene carbonate and succinonitrile. Examples of the coagulants include water, methyl alcohol and acetone. The weight fraction of the acrylonitrile polymer in the dope is preferably in the range of 5-40%, 10-35% for fibers and 5-30% for hollow fibers or films.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクリロニトリル系重合体の多孔体の製造方
法に関する。更に詳しくは、本発明は、吸着・吸水能力
を有する多孔質繊維、物質の選択的分離能を有する多孔
質中空繊維及び多孔質フィルムの製造方法に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a method for producing a porous body of an acrylonitrile polymer. More specifically, the present invention relates to a method for producing porous fibers having adsorption/water absorption ability, porous hollow fibers having ability to selectively separate substances, and porous films.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、アクリロニトリル系重合体を多孔質化する方法と
しては、繊維においては、例えば特開昭47−2541
8号、特公昭47−15901号、特公昭4B −66
49号、特公昭48−6650号等に開示されているよ
うに、アクリル繊維の製造工程中に発生するミクロボイ
ドを、乾燥条件をコントロールすることによって、残存
させる方法がある。さらには、特開昭47−25416
号、特公昭48−8285号、特公昭4B −8286
号には、アクリル繊維中に水溶性化合物を充填し、乾燥
、後処理後充填物を溶出させて、多孔体を得る方法が記
載されている。さらに、特開昭60−65109号には
、他の重合体を混合して紡糸し、多孔性のアクリル系繊
維を製造する方法が開示されている。一方、物質分離用
の中空繊維としては、例えば特開昭54−344116
号、特開昭55’−30427号に、凝固剤として主と
して水を主成分として用いた場合の中空繊維の製造方法
が記載されている。これらの方法を用いて多孔体を製造
しようとすると、乾燥条件をコントロールする方法では
、多孔性を保持するために、凝固工程で発生したミクロ
ボイドを、温和な乾燥条件を選択することにより残存さ
せる必要がある。この方法では、条件の変動によってボ
イドが消滅してしまったり、表面にスキン層が構成され
る条件で凝固を行なうために、吸着・吸水性能が低下し
たりする。また、水溶性充填剤を用いる方法においては
、製造コストが増大するとともに、水溶性充填剤を除去
する工程が必要になり、生産性も低下する。中空繊維を
製造する場合、水を主成分にした凝固剤を利用するのが
−S的であるが、この場合、水の凝固力が非常に強いた
めに表面に形成される孔は10〜200nmになる。こ
の範囲の孔径の中空繊維は、限外濾過用としてしか利用
されず、用途が限定されるのが現状である。
Conventionally, as a method for making an acrylonitrile polymer porous, for fibers, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-2541
No. 8, Special Publication No. 47-15901, Special Publication No. 4B-66
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 49 and Japanese Patent Publication No. 48-6650, there is a method of making microvoids generated during the manufacturing process of acrylic fibers remain by controlling the drying conditions. Moreover, JP-A No. 47-25416
No., Special Publication No. 48-8285, Special Publication No. 4B-8286
The No. 1 describes a method of obtaining a porous body by filling acrylic fibers with a water-soluble compound, drying and post-processing, and then eluting the filled material. Furthermore, JP-A No. 60-65109 discloses a method for producing porous acrylic fibers by mixing and spinning other polymers. On the other hand, as hollow fibers for substance separation, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-344116
No. 55'-30427 describes a method for producing hollow fibers using water as a coagulant as a main component. When trying to manufacture porous bodies using these methods, in methods that control drying conditions, in order to maintain porosity, it is necessary to leave microvoids generated during the coagulation process by selecting mild drying conditions. There is. In this method, voids disappear due to fluctuations in conditions, and coagulation is performed under conditions where a skin layer is formed on the surface, resulting in a decrease in adsorption and water absorption performance. Furthermore, in the method using a water-soluble filler, manufacturing costs increase and a step for removing the water-soluble filler is required, resulting in a decrease in productivity. When manufacturing hollow fibers, it is best to use a coagulant mainly composed of water, but in this case, the coagulation power of water is very strong, so the pores formed on the surface are 10 to 200 nm. become. At present, hollow fibers with pore diameters in this range are used only for ultrafiltration, and their uses are limited.

以上の如く、従来技術によってポリアクリロニトリル系
多孔体を製造すに方法においては、工程のコントロール
が煩雑になるばかりでなく、得られる多孔体の吸着・吸
水性あるいは物質分離に最も影響を及ぼす孔径のコント
ロールが非常に難かしいのが現状である。
As described above, in the conventional method for producing polyacrylonitrile porous materials, not only is the process control complicated, but also the pore size has the greatest effect on the adsorption/water absorption properties or material separation of the resulting porous material. The current situation is that it is extremely difficult to control.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明者らは、かかる現状を改善すべく鋭意研究を重ね
た結果、本発明を完成するに至ったものである。本発明
の方法によれば、特別な工程を必要とせず、容易に孔径
をコントロールすることが可能で、吸水性・吸着性にす
ぐれた繊維や、物質分離用の中空繊維やフィルムを得る
ことが可能である。
The present inventors have completed the present invention as a result of intensive research aimed at improving the current situation. According to the method of the present invention, it is possible to easily control the pore size without requiring any special steps, and it is possible to obtain fibers with excellent water absorption and adsorption properties, as well as hollow fibers and films for material separation. It is possible.

C問題点を解決するための手段〕 本発明は、アクリロニトリル重合体及び/又はアクリロ
ニトリル共重合体とその溶剤から調製されたドープを、
重合体の溶剤と凝固剤から実質的に成り、溶液中に占め
る溶剤のン壱度が重合体を溶解する下限濃度(重量分率
)の0.75倍以上である凝固浴を用いて、凝固させる
ことを特徴とするポリアクリロニトリル系多孔体の製造
方法である。
Means for Solving Problem C] The present invention provides a dope prepared from an acrylonitrile polymer and/or an acrylonitrile copolymer and its solvent,
Coagulation using a coagulation bath consisting essentially of a polymer solvent and a coagulant, in which the concentration of the solvent in the solution is 0.75 times or more the lower limit concentration (weight fraction) for dissolving the polymer. This is a method for producing a polyacrylonitrile porous material, which is characterized by:

本発明の方法に使用されるアクリロニトリル系重合体は
、ポリアクリロニトリル及び/又はアクリロニトリル共
重合体である。このアクリロニトリル共重合体は、重量
分率で50%以上のアクリロニトリルを含有するもので
あり、好適には85%以上含有するものである。共重合
可能な重量体としては、ビニル化合物が用いられ、たと
えば、アクリル酸及びそのエステル類、メタクリル酸及
びそのエステル類、アクリルアミド及びN置換アミド類
、塩化ビニル等のビニルハライド類、酢酸ビニル等のビ
ニルエステル類、イタコン酸、マレイン酸等のビニルジ
カルボン酸及びそのエステル類、塩化ビニリデン等のビ
ニリデンハライド類、ビニルピリジン及びそのN置換体
類、ビニルピロリドン、スチレン、アリルスルホン酸、
メタリルスルホン酸、スチレンスルホン酸等のスルホン
酸化合物及びその塩類が挙げられ、これらの2種以上を
共重合に用いることもできる。
The acrylonitrile polymer used in the method of the present invention is polyacrylonitrile and/or an acrylonitrile copolymer. This acrylonitrile copolymer contains acrylonitrile in a weight fraction of 50% or more, preferably 85% or more. As the copolymerizable heavy substance, vinyl compounds are used, such as acrylic acid and its esters, methacrylic acid and its esters, acrylamide and N-substituted amides, vinyl halides such as vinyl chloride, vinyl acetate, etc. Vinyl esters, vinyl dicarboxylic acids and their esters such as itaconic acid and maleic acid, vinylidene halides such as vinylidene chloride, vinylpyridine and its N-substituted derivatives, vinylpyrrolidone, styrene, allylsulfonic acid,
Examples include sulfonic acid compounds such as methallylsulfonic acid and styrenesulfonic acid, and their salts, and two or more of these can also be used in copolymerization.

ドープを調製するために使用される溶剤としては、アク
リロニトリル重合体及び/又はアクリロニトリル共重合
体を溶解するものであれば特に限定されるものではない
が、好適には硝酸、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、ジメチルスルホキシド、エチレンカーボネ
ード、γ−ブチルラクトン、サクシノニトリル、N−メ
チル−2−ビロリドン、ヒドロキシアセトニトリルが使
用される。また、これらの溶剤を2種以上混合して使用
してもよい。さらに好適な多孔性を付与するために、溶
剤中に凝固剤を、溶剤に対して15重量%より少ない分
率で添加する場合がある。この量より過剰の凝固剤の添
加は、溶解性を低下させる。この時に使用される凝固剤
としては、特に限定されるものではないが、水、メチル
アルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコー
ル、イソプロピルアルコール、アセトン、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、グリセリン等から選ば
れる少なくとも1種が好ましく用いられる。
The solvent used to prepare the dope is not particularly limited as long as it dissolves the acrylonitrile polymer and/or acrylonitrile copolymer, but preferably nitric acid, dimethylformamide, dimethylacetamide, Dimethyl sulfoxide, ethylene carbonate, γ-butyl lactone, succinonitrile, N-methyl-2-pyrrolidone, hydroxyacetonitrile are used. Furthermore, two or more of these solvents may be used in combination. In order to further impart a suitable porosity, a coagulant may be added to the solvent in a fraction of less than 15% by weight, based on the solvent. Addition of coagulant in excess of this amount reduces solubility. The coagulant used at this time is not particularly limited, but at least one selected from water, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, acetone, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, etc. Seeds are preferably used.

ドープ中に占めるアクリロニトリル系重合体の重量分率
は、5〜40%の範囲が好ましく使用され、繊維にする
場合は10〜35%が、中空繊維やフィルムにする場合
は5〜30%の範囲が特に好ましく用いられる。ドープ
の温度も特に限定されるものではないが、通常は一5℃
〜80°Cの範囲内であるのがよい。
The weight fraction of the acrylonitrile polymer in the dope is preferably used in the range of 5 to 40%, 10 to 35% in the case of fibers, and 5 to 30% in the case of hollow fibers or films. is particularly preferably used. The temperature of the dope is also not particularly limited, but is usually -5℃.
The temperature is preferably within the range of ~80°C.

本発明の多孔体の製造方法の最大の特徴は、凝固浴の組
成にある。本発明で用いる凝固浴には、アクリロニトリ
ル系重合体の溶剤と凝固剤の組合せが用いられる。溶剤
はアクリロニトリル系重合体を溶解するものであれば特
に限定されるものではないが、通常は、ドープを調製す
るのに使用したものと同一の溶剤が使用される。これは
工業的な生産性を考慮するためである。このため、溶剤
としては、硝酸、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミド、ジメチルスルホキシド、エチレンカーボネー
ド、γ−ブチルラクトン、サクシノニトリル、N−メチ
ル−2−ビロリドン、ヒドロキシアセトニトリルの少な
くとも1種が選ばれる。
The most important feature of the method for producing a porous body of the present invention lies in the composition of the coagulation bath. The coagulation bath used in the present invention uses a combination of an acrylonitrile polymer solvent and a coagulant. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the acrylonitrile polymer, but usually the same solvent used to prepare the dope is used. This is to consider industrial productivity. Therefore, at least one of nitric acid, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, ethylene carbonate, γ-butyllactone, succinonitrile, N-methyl-2-pyrrolidone, and hydroxyacetonitrile is selected as the solvent.

特に好適には、硝酸、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド、ジメチルスルホキシドが用いられる。
Particularly preferably, nitric acid, dimethylformamide, dimethylacetamide, and dimethylsulfoxide are used.

凝固剤としては、水、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、アセトン、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、グリセリンの少す(とも1種が使用される。最も
好適には水が使用される。
As the coagulant, one of water, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, acetone, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin is used. Most preferably, water is used. Ru.

凝固浴を形成する溶剤と凝固剤との比率は、本発明の最
も重要なポイントである。即ち、凝固浴を形成する溶液
中に占める溶剤の?1度は、重合体を溶解する溶剤の下
限ン、壱度(重量分率)の0.75倍以上であることが
必要である。さらに好適には0.8倍以上の濃度範囲が
使用される。この濃度範囲より低い濃度を使用すると、
表面に緻密スキン層が形成され、10〜20nm程度の
微小な孔径の多孔体しか得られない。
The ratio of the solvent and coagulant forming the coagulation bath is the most important point of the present invention. That is, how much of the solvent occupies the solution forming the coagulation bath? 1 degree needs to be at least 0.75 times the lower limit (weight fraction) of the solvent that dissolves the polymer. More preferably, a concentration range of 0.8 times or more is used. Using concentrations lower than this concentration range will result in
A dense skin layer is formed on the surface, and only a porous body with a minute pore size of about 10 to 20 nm can be obtained.

ここで、溶剤の下限濃度は、溶剤と凝固剤から構成され
る溶液で重合体を溶解した場合に、重合体を溶解するの
に必要な溶液中の溶剤の最小重量分率として定義される
。この分率は、重合体を)8解する温度及び凝固剤の種
類によって変化する。
Here, the lower limit concentration of the solvent is defined as the minimum weight fraction of the solvent in the solution required to dissolve the polymer when the polymer is dissolved in a solution composed of a solvent and a coagulant. This fraction varies depending on the temperature at which the polymer is dissolved and the type of coagulant.

また凝固力の弱い凝固剤を使用すると、下限、濃度が低
下する。最もよく利用される組合せは、硝酸/水、ジメ
チルホルムアミド/水、ジメチルスルホキシド/水、ジ
メチルアセトアミド/水であるが、25℃においては、
硝酸/水では38〜50重量%の水溶液が、またジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセ
トアミドの場合は65〜90重景%の水/8液がa同浴
組成として好ましく使用される。また、多孔性を改身す
るために第3成分の添加を行う場合もある。
Furthermore, if a coagulant with weak coagulating power is used, the lower limit and concentration will decrease. The most commonly used combinations are nitric acid/water, dimethylformamide/water, dimethylsulfoxide/water, dimethylacetamide/water;
In the case of nitric acid/water, a 38 to 50% by weight aqueous solution is preferably used, and in the case of dimethylformamide, dimethylsulfoxide, and dimethylacetamide, a 65 to 90% by weight water/8 solution is preferably used as the bath composition. Additionally, a third component may be added to modify the porosity.

本発明の重要な特徴は、上述した組成の凝固浴でドープ
を凝固させることによって、得られる凝固物が多孔質化
することである。この組成より低い溶剤の重量分率を使
用すると、凝固物の表面に、前述したように、緻密なス
キン層が形成されてしまい、吸着、吸水あるいは物質分
離に使用した場合の拡散の障害になる。
An important feature of the present invention is that by coagulating the dope in a coagulation bath having the above-mentioned composition, the resulting coagulated product becomes porous. If a solvent weight fraction lower than this composition is used, a dense skin layer will be formed on the surface of the coagulum, as described above, which will impede diffusion when used for adsorption, water absorption, or material separation. .

更に本発明のもう一つの特徴は、吸着、吸水あるいは物
質分離に使用するための孔径のコントロールが非常に容
易にできる点にある。従来の方法においては、このコン
トロールが殆んどできず、利用用途に限定があった。本
発明の方法においては、ドープ濃度、凝固浴組成、凝固
浴温度を精密にコントロールすることによって、孔の形
や径をコントロールすることが可能である。特に孔径は
、10nm〜5μmの広範囲にわたってコントロールす
ることができる。ドープ濃度、凝固浴組成は前述の範囲
にとるのが好ましい。孔径のコントロールに最も大きな
影響を与えるのは温度である。本発明の方法においては
、凝固浴の温度は通常−20°C〜80℃の範囲内に設
定される。好適には、−5℃〜65℃の範囲が使用され
る。孔径は温度の上昇とともに増大する傾向がある。
Another feature of the present invention is that the pore size for use in adsorption, water absorption, or substance separation can be controlled very easily. In conventional methods, this control is hardly possible and the applications are limited. In the method of the present invention, it is possible to control the shape and diameter of the pores by precisely controlling the dope concentration, coagulation bath composition, and coagulation bath temperature. In particular, the pore size can be controlled over a wide range of 10 nm to 5 μm. The dope concentration and coagulation bath composition are preferably within the ranges mentioned above. Temperature has the greatest effect on controlling pore size. In the method of the present invention, the temperature of the coagulation bath is usually set within the range of -20°C to 80°C. Preferably a range of -5°C to 65°C is used. Pore size tends to increase with increasing temperature.

中空繊維を作る場合には、中空部を形成させるために中
空剤を流す必要がある。この中空剤としては、凝固浴と
同様に、重合体の溶剤と凝固剤から成り、溶液中に占め
る溶剤の濃度が重合体を溶解する溶剤の下限濃度(重量
分率)の0.75倍以上の組成の溶液を利用するのが一
般的である。
When making hollow fibers, it is necessary to flow a hollow agent to form hollow parts. Like the coagulation bath, this hollow agent consists of a polymer solvent and a coagulant, and the concentration of the solvent in the solution is 0.75 times or more the lower limit concentration (weight fraction) of the solvent that dissolves the polymer. It is common to use a solution with a composition of

さらに、本発明の凝固浴組成を利用して多孔体を形成し
た場合、押出口金の形態がそのまま保持され、形態安定
性が良好なことも特徴の1つであり、目的に応じて自由
な形態を設計できることも、当初においては全く期待さ
れなかったメリフトである。
Furthermore, when a porous body is formed using the coagulation bath composition of the present invention, the shape of the extrusion die is maintained as it is, and one of the characteristics is that the shape stability is good, and it can be used freely depending on the purpose. Melift's ability to design its form was something that was not expected at all at the beginning.

本発明においては、多孔体は、通常、湿式紡糸法あるい
は乾湿式紡糸法によって形成される。
In the present invention, the porous body is usually formed by a wet spinning method or a dry-wet spinning method.

ドープは紡糸口金から凝固浴に押し出された後、巻取ロ
ーラーで引きだされ、次いで水洗され、乾燥されるが、
水洗した状態でそのまま利用される場合もある。強度を
付与するために水洗前あるいは水洗後に延伸される場合
や熱処理される場合もある。
After the dope is extruded from the spinneret into the coagulation bath, it is drawn out by a take-up roller, then washed with water and dried.
In some cases, it may be used as is after being washed with water. In order to impart strength, it may be stretched or heat treated before or after washing with water.

本発明の方法によって得られる多孔体に対しては、広範
囲の孔径を設定することができる。ポリアクリロニトリ
ル系の多孔体として、このような大きな孔径範囲をとれ
る方法は、従来法にはなく、アクリロニトリル系ポリマ
ーの化学安定性を考慮すると、この多孔体は、従来のも
のが使用されている衣料用の吸水繊維や吸着性を利用し
た酵素担体、あるいは物質分離用の中空繊維、フィルム
をはじめとして、さらに広範囲な分野に利用できると思
われる。
A wide range of pore sizes can be set for the porous body obtained by the method of the present invention. There is no conventional method that can produce such a large pore size range for polyacrylonitrile-based porous materials, and considering the chemical stability of acrylonitrile-based polymers, this porous material can be used for clothing that is conventionally used. It is thought that it can be used in a wider range of fields, including water-absorbing fibers for industrial use, enzyme carriers that utilize adsorption properties, and hollow fibers and films for substance separation.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

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
重量%およびメタリルスルホン酸ソーダ0.5重量%の
共重合体を、25°Cで、ジメチルホルムアミドに溶解
し、16重量%のドープを調製した。
Example 1 91.5% by weight of acrylonitrile, 8% by weight of methyl acrylate
% by weight and 0.5% by weight of sodium methallylsulfonate were dissolved in dimethylformamide at 25°C to prepare a 16% by weight dope.

このドープを孔径0.08*mφ、孔数100のノズル
を使用して凝固浴中へ押し出し、l m/minの速度
で引き上げ、多孔体繊維を得た。この時の凝固浴の組成
は、75重量%、80重量%または85重量%ジメチル
ホルムアミド水溶液であり、温度は25℃であった。水
洗後、定長下で自然乾燥し、表面構造を走査型電子顕微
鏡で観察した結果、表面全体に微細な孔が存在している
のが観察された。
This dope was extruded into a coagulation bath using a nozzle with a hole diameter of 0.08*mφ and 100 holes, and pulled up at a speed of 1 m/min to obtain a porous fiber. The composition of the coagulation bath at this time was 75% by weight, 80% by weight, or 85% by weight dimethylformamide aqueous solution, and the temperature was 25°C. After washing with water, it was air-dried under a fixed length, and the surface structure was observed using a scanning electron microscope. As a result, it was observed that fine pores were present throughout the surface.

孔の直径は、75重量%で凝固した場合0.1〜0.5
μm、80重量%で凝固した場合0.5〜5μm185
重量%では0.5〜4μmであった。さらに、液体窒素
中で割断した破断面を観察したところ、表面と同様の孔
が内部全体にも存在することが明らかとなった。
The diameter of the pores is 0.1-0.5 when solidified at 75% by weight.
μm, 0.5 to 5 μm when solidified at 80% by weight185
The weight percentage was 0.5 to 4 μm. Furthermore, when the fractured surface was observed in liquid nitrogen, it was revealed that pores similar to those on the surface were present throughout the interior.

また、繊維に強度を付与するために、水洗後、熱水中で
3倍に延伸したところ、孔が繊維軸に長く引き伸された
構造をもつ多孔体繊維が得られた。
Further, in order to impart strength to the fibers, after washing with water, the fibers were stretched three times in hot water, resulting in porous fibers having a structure in which the pores were elongated along the fiber axis.

これらの繊維の給水率は25〜50%で、従来品の4%
に比較して非常に高かった。
The water supply rate of these fibers is 25-50%, compared to 4% of conventional products.
was very high compared to

実施例2 実施例1と同様の共重合体を使用し、25℃でジメチル
ホルムアミドに溶解し、16重量%のドープを調製した
。このドープを孔径0.08mmφ、孔数100のノズ
ルを使用して、凝固浴中へ押し出し、0.5m/min
の速度で引き上げた。この時、凝固浴の温度を、−5℃
、0℃、10℃、20℃、30’C,40℃、50℃、
60℃、65℃と変化させた。得られた繊維は高度に多
孔質であり、温度によって孔の直径が変化していた。−
5℃では0.1〜1.5μm、0℃では0.1〜2μm
、10℃では0.1〜2μm、20℃では0.2〜3#
m、30℃では0.2〜4μm、40℃では0.3〜5
μm、50℃では0.5〜6 μm 、 60℃では0
.3〜5μm、65℃では0.1〜0.5μmであった
Example 2 Using the same copolymer as in Example 1, it was dissolved in dimethylformamide at 25°C to prepare a 16% by weight dope. This dope was extruded into a coagulation bath using a nozzle with a hole diameter of 0.08 mmφ and 100 holes at a rate of 0.5 m/min.
pulled up at a speed of At this time, the temperature of the coagulation bath was set to -5℃.
, 0℃, 10℃, 20℃, 30'C, 40℃, 50℃,
The temperature was changed to 60°C and 65°C. The resulting fibers were highly porous, with pore diameter varying with temperature. −
0.1-1.5μm at 5℃, 0.1-2μm at 0℃
, 0.1~2μm at 10℃, 0.2~3# at 20℃
m, 0.2 to 4 μm at 30℃, 0.3 to 5 at 40℃
μm, 0.5 to 6 μm at 50℃, 0 at 60℃
.. It was 3-5 micrometers, and 0.1-0.5 micrometers at 65 degreeC.

実施例3 実施例1と同様の共重合体を使用し、25℃でジメチル
ホルムアミドに溶解し、5重量%、12重里%、14重
里%、16重量%、18重量%。
Example 3 The same copolymer as in Example 1 was used and dissolved in dimethylformamide at 25° C. to give concentrations of 5% by weight, 12% by weight, 14% by weight, 16% by weight, and 18% by weight.

20重量%、21重量%、23重量%および25重量%
のドープを得た。これらのドープを孔径0.08u+φ
、孔数100のノズルを使用して凝固浴中へ押し出し、
0.5 m/1lIinの速度で引き上げた。
20% by weight, 21% by weight, 23% by weight and 25% by weight
Got the dope. These dopes have a pore diameter of 0.08u+φ
, extruded into a coagulation bath using a nozzle with 100 holes,
It was pulled up at a speed of 0.5 m/1 lIin.

この時の凝固浴は25℃で、80重景%のジメチルホル
ムアミドで構成されていた。得られた繊維を水洗後、定
長下で60℃で風乾した。この繊維の表面を走査型電子
顕微鏡で観察したところ、5〜20%ドープを使用した
場合、粒状化した共重合体が凝集して多孔体を形成して
いるのが見られた。孔径はドープ濃度とともに増大し、
081〜5μmの範囲内であった。21〜25%では共
重合体の平滑な面に孔のおいているのが観察された。
The coagulation bath at this time was at 25° C. and consisted of 80% dimethylformamide. After washing the obtained fibers with water, they were air-dried at 60°C under a fixed length. When the surface of this fiber was observed with a scanning electron microscope, it was found that when 5 to 20% dope was used, the granulated copolymer aggregated to form a porous body. The pore size increases with doping concentration;
It was within the range of 0.081 to 5 μm. At 21-25%, pores were observed on the smooth surface of the copolymer.

孔径は0.1〜1μmの範囲内にあり、ドープ濃度の上
昇とともに小さくなっていた。
The pore diameter was in the range of 0.1-1 μm and decreased with increasing doping concentration.

実施例4 実施例1と同様の共重合体を使用し、25℃でジメチル
ホルムアミドに溶解し、20重量%のドープを100g
1l製した。これに90%のジメチルホルムアミド水溶
液を加え、16重量%のドープにした。このドープをガ
ラス板上に流延した後、25℃で、80重量%のジメチ
ルホルムアミド水溶液からなる凝固浴に浸漬して凝固を
行なった。
Example 4 The same copolymer as in Example 1 was used, dissolved in dimethylformamide at 25°C, and 100 g of 20% by weight dope was added.
1 liter was made. A 90% dimethylformamide aqueous solution was added to this to make a 16% by weight dope. After this dope was cast onto a glass plate, it was coagulated by immersing it in a coagulation bath consisting of an 80% by weight dimethylformamide aqueous solution at 25°C.

水洗後、室温で風乾した。得られたフィルムの表裏面を
、走査型電子顕微鏡で観察した。表面には0.1〜2μ
mの孔が、裏面には0.1〜1μmの孔が全体にわたっ
て存在しているのが確認された。
After washing with water, it was air-dried at room temperature. The front and back surfaces of the obtained film were observed using a scanning electron microscope. 0.1~2μ on the surface
It was confirmed that pores of 0.1 to 1 μm were present throughout the back surface.

実施例5 実施例1と同様の共重合体を使用し、25℃でジメチル
ホルムアミドに溶解し、16重量%のドープを調製した
。このドープを孔径0.08mmφ、孔数100のノズ
ルを使用して凝固浴中へ取り出し、0.5 m/win
の速度で引き上げた。この時の凝固浴は、25°Cで、
86重量%のジメチルスルホキシド水溶液であった。水
洗後、定長下で風乾し、表面構造を走査型電子顕微鏡で
観察した。その結果、表面には直径0.1〜2μmの孔
が繊維全体に存在していることが判明した。
Example 5 Using the same copolymer as in Example 1, it was dissolved in dimethylformamide at 25°C to prepare a 16% by weight dope. This dope was taken out into a coagulation bath using a nozzle with a hole diameter of 0.08 mmφ and a number of holes of 100, and was heated at a rate of 0.5 m/win.
pulled up at a speed of The temperature of the coagulation bath at this time was 25°C.
It was an 86% by weight dimethyl sulfoxide aqueous solution. After washing with water, it was air-dried under a fixed length, and the surface structure was observed using a scanning electron microscope. As a result, it was found that pores with a diameter of 0.1 to 2 μm were present throughout the fibers on the surface.

実施例6 実施例1と同様の共重合体を使用し、25℃でジメチル
アセトアミドに溶解し、16重量%のドープを調製した
。このドープを孔径0.08■重φ、孔数100のノズ
ルを使用して凝固浴中へ押し出し、0.5 m/min
の速度で引き上げた。この時の凝固浴は、25℃で、8
0重量%のジメチルアセトアミド水溶液であった。水洗
後、定長下で風乾し、表面構造を走査型電子顕微鏡で観
察したところ、直径0.1〜0.5μmの孔が繊維全体
に存在していた。
Example 6 Using the same copolymer as in Example 1, it was dissolved in dimethylacetamide at 25°C to prepare a 16% by weight dope. This dope was extruded into a coagulation bath using a nozzle with a hole diameter of 0.08 mm and a number of holes of 100, at a rate of 0.5 m/min.
pulled up at a speed of The coagulation bath at this time was 25°C and 8°C.
It was a 0% by weight dimethylacetamide aqueous solution. After washing with water, the fibers were air-dried under a fixed length, and the surface structure was observed using a scanning electron microscope, and it was found that pores with a diameter of 0.1 to 0.5 μm were present throughout the fibers.

実施例7 実施例1と同様の共重合体を使用し、0℃で67重量%
硝酸水溶液に溶解し、16重量%のドープを調製した。
Example 7 Using the same copolymer as in Example 1, 67% by weight at 0°C
A 16% by weight dope was prepared by dissolving it in an aqueous nitric acid solution.

このドープを孔径Q、4 wφ、孔数100のノズルを
使用して凝固浴中へ押し出し、0.5 s/winの速
度で引き上げた。この時の凝固浴は、0℃で、39重量
%の硝酸水溶液であった。
This dope was extruded into a coagulation bath using a nozzle with a hole diameter Q of 4 wφ and 100 holes, and pulled up at a speed of 0.5 s/win. The coagulation bath at this time was a 39% by weight nitric acid aqueous solution at 0°C.

水洗後、定長下で風乾し、表面構造を走査型電子顕微鏡
で観察したところ、直径0.2〜2μmの孔が繊維全体
に存在していた。
After washing with water, the fibers were air-dried under a fixed length, and the surface structure was observed using a scanning electron microscope. As a result, pores with a diameter of 0.2 to 2 μm were present throughout the fibers.

実施例8 実施例1と同様の共重合体を使用し1.25℃でジメチ
ルホルムアミドに溶解し、18重量%のドープを調製し
た。このドープを中空糸製造用のノズルを使用して凝固
浴へ押し出した。ノズルの径は、3.4 m*φ−1,
6*mφ−2,Otmφであった。この時の凝固浴は、
25℃で、80重量%のジメチルホルムアミド水溶液で
あった。凝固浴から3m/minで引き上げた後、25
℃で、80重量%のジメチルホルムアミド水溶液から構
成された延伸浴で2倍に延伸し、水洗した。このとき、
中空部には、25℃で、80重量%のジメチルホルムア
ミド水溶液を芯液として流した。得られた中空繊維を3
0cf11にカットし、足長で自然乾燥した。
Example 8 Using the same copolymer as in Example 1, it was dissolved in dimethylformamide at 1.25°C to prepare a 18% by weight dope. This dope was extruded into a coagulation bath using a hollow fiber manufacturing nozzle. The diameter of the nozzle is 3.4 m*φ-1,
It was 6*mφ-2, Otmφ. The coagulation bath at this time is
It was an 80% by weight aqueous dimethylformamide solution at 25°C. After being pulled up from the coagulation bath at a rate of 3 m/min, 25
℃, the film was stretched twice in a stretching bath composed of an 80% by weight dimethylformamide aqueous solution, and washed with water. At this time,
An 80% by weight dimethylformamide aqueous solution was flowed into the hollow part as a core liquid at 25°C. The obtained hollow fibers are
It was cut to 0cf11 and air-dried to length.

この繊維の外壁、内壁および断面を走査型電子顕微鏡で
観察したところ、外壁には0.1〜3μmの紡錘型の孔
が観察され、内壁には0.1〜5μ麟の円形に近い孔が
全体に観察された。また、断面には、外壁から内壁への
厚み方向全体に、0.1〜1μmの孔が観察された。
When the outer wall, inner wall, and cross section of this fiber were observed using a scanning electron microscope, spindle-shaped pores of 0.1 to 3 μm in diameter were observed on the outer wall, and nearly circular pores of 0.1 to 5 μm in diameter were observed in the inner wall. observed throughout. Further, in the cross section, pores of 0.1 to 1 μm were observed throughout the thickness direction from the outer wall to the inner wall.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アクリロニトリル重合体及び/又はアクリロニトリ
ル共重合体とその溶剤から調製されたドープを、重合体
の溶剤と凝固剤から実質的になり、溶液中に占める溶剤
の濃度が重合体を溶解する下限濃度(重量分率)の0.
75倍以上である凝固浴を用いて、凝固させることを特
徴とするポリアクリロニトリル系多孔体の製造方法。 2、ドープを形成する溶剤が、硝酸、ジメチルホルムア
ミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、
エチレンカーボネード、γ−ブチルラクトン、サクシノ
ニトリル、N−メチル−2−ビロリドンおよびヒドロキ
シアセトニトリルから選ばれる少なくとも1種からなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、凝固浴に使用する凝固剤が、水、メチルアルコール
、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、アセトン、エチレングリコール、プ
ロピレングリコールおよびグリセリンから選ばれる少な
くとも1種からなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項又は2項記載の方法。 4、凝固浴の温度が−20〜80℃の範囲内であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 5、ドープ中に占める重合体の濃度が5〜40重量%で
ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 6、多孔体が、繊維又はフィルムであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 7、多孔体が、中空繊維であることを特徴とする特許請
求の範囲第6項記載の方法。 8、中空部を形成させるための芯液が重合体の溶剤と凝
固剤から成り、溶液中に占める溶剤の濃度が重合体を溶
解する溶剤の下限濃度(重量分率)の0.75倍以上で
ある特許請求の範囲第7項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A dope prepared from an acrylonitrile polymer and/or an acrylonitrile copolymer and its solvent is made up of a polymer solvent and a coagulant, and the concentration of the solvent in the solution is high. The lower limit concentration (weight fraction) for dissolving coalescence is 0.
A method for producing a porous polyacrylonitrile material, the method comprising coagulating it using a coagulation bath with a coagulation bath of 75 times or more. 2. The solvent forming the dope is nitric acid, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide,
The method according to claim 1, characterized in that it consists of at least one selected from ethylene carbonate, γ-butyllactone, succinonitrile, N-methyl-2-pyrrolidone, and hydroxyacetonitrile. 3. A patent characterized in that the coagulant used in the coagulation bath consists of at least one selected from water, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, acetone, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin. A method according to claim 1 or 2. 4. The method according to claim 1, wherein the temperature of the coagulation bath is within the range of -20 to 80°C. 5. The method according to claim 1, wherein the concentration of the polymer in the dope is 5 to 40% by weight. 6. The method according to claim 1, wherein the porous body is a fiber or a film. 7. The method according to claim 6, wherein the porous body is a hollow fiber. 8. The core liquid for forming the hollow part consists of a polymer solvent and a coagulant, and the concentration of the solvent in the solution is 0.75 times or more the lower limit concentration (weight fraction) of the solvent that dissolves the polymer. The method according to claim 7.
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