JPS63182007A - 中空糸複合膜からなるモジユ−ルの作成法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、中空糸の内表面、外表面の少なくとも片面
にポリピロールからなる薄膜層を有する中空糸複合膜が
装填された中空糸複合膜モジュールの作成法に関するも
のである。このようにして作成された中空糸複合膜モジ
ュールは、ポリピロール薄膜の機能を発現させる用途、
例えば、気体や液体混合物の分離に使用することができ
る。

（従来技術） 従来、中空糸複合膜のモジュールは、まず中空糸の外表
面に機能性Ｎｉ膜層を有する、いわゆる外スキン中空糸
膜を作成し、その後、該外スキン中空糸膜を束ねて、通
常の方法により接着剤を用いて両端を封止し、中空糸モ
ジュールを作成する。

この方法に用いる該外スキン中空糸膜は、中空糸膜の外
表面を以下に記する方法で処理することによって連続的
に製造することか可能である。

■中空糸外表面にポリマー溶液をコートしてから乾燥す
る。

■中空糸外表面に１ｎ−８ｉｔｅｓなポリマー反応を行
なう。

■中空糸外表面にプラズマ重合を施す。

このようにして得られた中空糸の外表面はポリマーの薄
膜によって被覆されている。モジュール作成時に、該外
スキン中空糸膜同志並びに該外スキン中空糸とモジュー
ル作成治具及びモジュールケースとの接触による該ポリ
マーの薄膜の擦傷が生じる。このために作成されたモジ
ュールは本来の中空糸複合膜が有している分離機能を発
現することが難しくなる。

一方、中空糸内表面には、上述したような従来法による
複合膜製造法によって、連続的に該ポリマーの薄膜層を
形成させることは困難である。

（発明が解決しようとする問題点） 従来法のように、まず中空糸複合膜を作成し、しかる後
に該中空糸複合膜をモジュール化する方法において、■
連続製造し得る外スキン中空糸複合膜を用いる場合はモ
ジュール化に際して該スキン層に擦傷が生じ易い、■内
スキン中空糸複合膜を用いてモジュール化する場合には
、該内スキン層は該擦傷から免かれるが、該内スキン中
空糸膜は、従来法による複合膜連続製造法では製造が難
しい。

本発明による中空糸複合膜からなるモジュールの作成法
は連続して製造し得る従来法の中空糸膜を用いてモジュ
ールを作成し、しかる後に、中空糸の外表面又は内表面
に高分離機能材料を付与する方法である。従って、本発
明になる中空糸複合膜からなるモジュール製造法を採用
することによって■外スキン中空糸複合膜からなるモジ
ュールにおいて、モジュール作成時に中空糸外表面が擦
傷し、分離機能が低下すること及び■内スキン中空糸複
合膜からなるモジュールにおいて、「中空糸内表面に連
続してスキン層を形成させる」という内スキン中空糸複
合膜の困難な製造法から免かれる事ができる。

即ち、本発明は、従来法によってモジュールを作成し、
しかる後にモジュール内に装填された中空糸の内又は外
表面を化学的に処理し、該表面にポリマー薄膜を形成せ
ることによって、擦傷による欠陥のない、かつ容易に中
空糸複合膜モジュールを作成することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は「酸化剤を含有した高分子製中空糸膜を束ねて
なるモジュールにおいて、中空糸の内表面、外表面の少
なくとも片表面にピロールの蒸気を接触させることによ
って、中空糸該表面にポリピロール薄膜層が形成された
中空糸外表面からなるモジュール作成法」である。

さらに詳しくは、以下に説明する。

ビロールは酸化剤を有する溶媒中で重合することが知ら
れている。又、最近は高分子中に酸化剤を混合し、ピロ
ール蒸気と接触させるとビロールが重合して、透明導電
性フィルムが得られることか報告された（小塩武明、宮
田清蔵、高分子年会予稿集、３１−１９２３　　（１９
８５）及び小塩武明、８５／１高分子可能性講座講演要
旨集５　Ｂ　（１９８５））。本発明はこれらのピロー
ル重合反応性を用いて、中空糸の内又は外表面にポリピ
ロールの薄膜を形成させるものである。分画分子量２０
万ダルトン以下の高分子分離膜を酸化剤又は、酸化剤を
含む水溶液（又は溶液）に浸漬した後、酸化剤、酸化剤
を含む水溶液又は溶液を含有する高分子膜にビロールの
蒸気を接触せしめると、該高分子の膜表面にポリピロー
ルの薄膜が形成される。

本発明の「中空糸複合膜からなるモジュールの作成法」
の手順は次の通りである。

（１）分画分子曵２０万ダルトン以下の中空糸膜を用い
て、モジュールを作成する。

（２）該中空糸膜材中に、酸化剤、又は酸化剤を含む水
溶液（又は溶液）が含有されている場合はそのま＼使用
できる。

（３）該中空糸膜材中に、酸化剤、又は酸化剤を含む水
溶液（又は溶液）が含有されていない場合は、モジュー
ルに装填された中空糸の１次側（供給側）又は２次側（
透過側）“に酸化剤又は酸化剤を含む水溶液（又は溶液
）を加圧下に送る。モジュール内部の余剰の該酸化剤、
又は該酸化剤の水溶液（又は溶液）を除去後、そのま＼
、又は酸化剤を溶解している水又は溶剤を除去した後に
使用する。

（４）該モジュール内の中空糸の内又は外表面に接触す
るようにピロールの蒸気を送ると、該中空糸の内又は外
表面にポリピロールの薄膜が形成される。

本発明において、中空糸膜材又は中空糸孔内に酸化剤が
溶剤とともに存在するよりも、酸化剤が単独で、該中空
糸膜材又は該中空糸孔内に存在している方が、ピロール
の重合が容易に進行する。

また、該中空糸膜材又は該中空糸孔内に存在する酸化剤
濃度が高い程、ピロールの重合は容易となる。

酸化剤としては過酸化水素、硝酸、二酸化鉛、塩化第二
鉄、キノン、ジアゾニウム塩、オゾン、過硫酸カリウム
等が用いられる。又高分子膜材料としては、ポリビニル
アルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセテ
ート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポ
リアクリロニトリル等のビニル系ポリマーやポリカーボ
ネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエ
ステル、ナイロン等の重縮合系ポリマーが用いられる。

（発明の効果） 本発明になるポリピロール薄膜を中空糸の内又は外表面
に形成させる事によって、該ポリピロール薄膜が形成さ
れていない場合に比べて、モジュールの混合気体や溶液
に対する分離性能は著しく向上する。即ち、該ポリピロ
ール薄膜が形成されていない中空糸を装填されたモジュ
ールに空気を加圧下に送気すると、中空糸を透過した混
合気体の組成はモジュールに供給した空気と同一組成で
あるが、該ポリピロール薄膜が、形成された中空糸を装
填されたモジュールに空気を加圧下に送気すると、中空
糸を透過した混合気体の組成は、モジュールに供給した
空気よりも酸素濃度が高い。

該ポリピロール薄膜を内又は外表面にスキン層として有
する中空糸モジュールは酸素富化器として利用できる。

これらの酸素富化器は、例えば肺機能低下した患者に対
し高濃度酸素含有空気を供給し、肺機能低下疾患の治療
として用いる事が可能である。

（実施例） 次に実施例によってこの発明をさらに具体的に説明する
。

実施例１ ダイセル化学工業株式会社製のポリエーテルスルホンか
らなる中空糸モルセップファイバー■ＦＵＳ　　３０５
１（分画分子！　３万ダルトン、内径０．５ｍｎ、外径
０．７２ｍｍ）を３０本装填した有効表３０ｃｍの第１
図に示すモジュールを作成した。

ノズル２を閉めてノズルｌからｌＯ％ＦｅＣ／ａ水溶液
を圧力１ｋｇ／ｃｍ’で中空糸内に圧送した。透過液が
ノズル３及び４から排出した後に、ノズル１及び４がら
空気を導入し、モジュール内の余剰のＦｅＣ／３水溶液
を排出した。そのま＼モジュールを５０℃にて２４時間
乾燥した。続いて４０℃のピロール蒸気をノズル１から
導入した。５時間後ビロール蒸気の供給を止め、モジュ
ールから中空糸をとり出して、中空糸表面および断面を
電子顕微鏡で観察したところ中空糸５の内面にポリピロ
ールの薄膜が形成されていた。

次に、中空糸の内面にポリピロール薄膜層を有するモジ
ュールに対して、ノズル１から中空糸のガス供給側（１
次側）に空気を供給し、ノズル３及び４から真空ポンプ
にて排気し、中空糸の透過側（２次側）を２００ｍｌＩ
ＩＨｇに保持した。真空ポンプから排気される空気中の
酸素濃度は２８％となり酸素富化空気が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いられる中空糸モジュールの該略図
である。 １．２，３．４はノズルを、５は中空系、６は中空糸と
モジュールケースとの接着剤、７はモジュールケースを
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 酸化剤を含有した高分子製中空糸膜を束ねてなるモジュ
   ールにおいて、中空糸の内表面、外表面の少なくとも片
   表面にピロールの蒸気を接触させることによって、中空
   糸該表面にポリピロール薄膜層が形成された中空糸複合
   膜からなるモジュールの作成法。