JPS6327964B2 - - Google Patents

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JPS6327964B2
JPS6327964B2 JP55185158A JP18515880A JPS6327964B2 JP S6327964 B2 JPS6327964 B2 JP S6327964B2 JP 55185158 A JP55185158 A JP 55185158A JP 18515880 A JP18515880 A JP 18515880A JP S6327964 B2 JPS6327964 B2 JP S6327964B2
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tube sheet
hollow fiber
resin
liquid resin
polyglycidyl
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JP55185158A
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Japanese (ja)
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JPS56111007A (en
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Zanpini Ansonii
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Monsanto Co
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Monsanto Co
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Publication date
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Publication of JPS6327964B2 publication Critical patent/JPS6327964B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • B01D63/031Two or more types of hollow fibres within one bundle or within one potting or tube-sheet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147Microfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/02Hollow fibre modules
    • B01D63/021Manufacturing thereof
    • B01D63/022Encapsulating hollow fibres
    • B01D63/023Encapsulating materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/02Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
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    • C08G59/04Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule of polyhydroxy compounds with epihalohydrins or precursors thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/50Amines
    • C08G59/5046Amines heterocyclic
    • C08G59/5053Amines heterocyclic containing only nitrogen as a heteroatom
    • C08G59/5073Amines heterocyclic containing only nitrogen as a heteroatom having two nitrogen atoms in the ring

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は中空繊維膜を含有するパーミエータ
ー、そして更に詳しくは、ポリグリシジル樹脂お
よびイミダゾール硬化剤から製造された固化樹脂
を包含するチユーブシートを有するパーミエータ
ーに関する。 中空繊維膜含有パーミエーターはそれが達成で
きるパーミエーター単位体積当りに高い膜表面積
比の故に往々にして有利である。従つて、中空繊
維膜含有パーミエーターは多くの流体分離操作、
例えば気体―気体、気体―液体および液体―液体
(液体―溶解固体をも含む)の分離に望ましい有
用性を見出すに充分なだけコンパクトなものであ
りうる。 これらパーミエーターにおいては各中空繊維膜
の少くとも一端はチユーブシート中に埋入(屡々
一般的には「ポツト化(potted)」と称される)
されており、そして中空繊維膜はこのチユーブシ
ートを通して流体接続関係で延びている。このチ
ユーブシートの一つの目的は、チユーブシート内
に本質的に流体密関係に中空繊維膜を固定するこ
とである。このチユーブシートはパーミエーター
中に本質的に流体密関係で固定することができそ
の結果、流体は膜の壁を通して以外には中空繊維
膜の外側または孔側の一方からその他方の側へは
通過しない。チユーブシートのまわりのわずかな
洩れでさえも、パーミエーターの機能に有意の悪
影響を与えうる。その理由は、非透過性部分がこ
れらの洩れによつて中空繊維膜の透過物側に出て
いき、そしてパーミエーターにより達成されうる
分離選択性を低下させうるからである。チユーブ
シートのその他の目的は、流体流れに対して充分
強い障壁を与えて、その結果操作条件の間にチユ
ーブシートが破裂したりまたはさもなければ流体
がチユーブシートを通過しうる程にその一体性を
失なうことのないようにすることである。従つて
中空繊維膜に関しての流体密封関係を達成するこ
とを確実ならしめ、そしてチユーブシートが意図
されている分離操作の間に曝される可能性のある
すべての圧力差に耐えうることを確実ならしめる
ために、このチユーブシートは屡々実質的厚さの
ものである。 一般にチユーブシートは、天然または合成樹脂
である樹脂を使用して成形される。この樹脂を中
空繊維膜に適用しこれを次いで束に集成すること
ができるし、またはこの樹脂を液体として中空繊
維膜の前以つて集成された束のまわりに注ぎそし
て次いで例えば硬化により固化させることができ
る。多くの独特の考察がチユーブシートの形成に
適当な樹脂の選択においては存在する。例えば下
記のことが通常望ましい。 1 この樹脂は固化の前および固化の後に、チユ
ーブシートと中空繊維膜の間に所望の流体密封
関係を達成することができるように充分に中空
繊維膜に接着すること、 2 固化した樹脂は意図されている分離操作の間
にチユーブシート横方向に存在すると予想され
る圧力差に耐えるに充分な強度および一体性を
示すこと、 3 チユーブシート内に不当な内部応力が生じな
いように、そして固化した樹脂が中空繊維膜か
ら分離しないように、または中空繊維膜の一体
性に悪影響を与えるような中空繊維膜上の応力
の結果となることのないように、この樹脂は固
化の間にほとんど収縮を示さないこと、 4 この樹脂は中空繊維膜物質中に不当に溶解し
たりまたはそれ以外の様式でこれに悪影響を与
えないこと、 5 チユーブシートは固化特に樹脂の硬化の間の
温度差により生ぜしめられうるような内部応力
を比較的存在させないものであること(そのよ
うな内部応力の生ずる傾向は、中空繊維膜を含
有していずそして従つて異つた熱発生、熱吸収
または熱伝達特性および多分中空繊維膜を含有
する部分とは異つた熱膨張特性を有しうる少く
とも一つの領域を有するチユーブシート中で上
昇する)。 6 特に固化の間または固化の後で重合(硬化)
する樹脂に関しては、重合の間に発生するすべ
ての熱は、中空繊維膜に悪影響を与えるような
温度をチユーブシート中に生成させるべきでは
なく、そして所望の重合水準を開始または達成
するためのすべての熱は中空繊維膜に悪影響を
与えるべきではない。 7 特に、中空繊維膜の予め集成された束のまわ
りにチユーブシートを成形する場合には、流体
樹脂の粘度は束全体にわたつての液体の浸透が
容易に達成されうるような充分に低いものであ
るべきである。 8 流体樹脂が毛細管作用(「ウイツキング」と
以後称する)によつて中空繊維膜の間に不当に
伸張されず、そしてすべての生じうるウイツキ
ングは中空繊維膜の束の断面にわたつて比較的
均一のものであること。 9 チユーブシートは充分な化学的抵抗性を示し
て、その結果意図されている分離操作の間それ
が充分な強度および寸法安定性を保持するこ
と。 10 チユーブシートの加工が比較的複雑ではな
く、そして複雑な装置を利用する必要性がな
く、そして最低の製作所要時間および最低の人
的訓練、技術および時間で製作されうるもので
あること。 11 固化樹脂は切断または成形して例えば中空繊
維膜の孔を露出させまたはパーミエーターの集
成のためにチユーブシートを適合させうるもの
であること。 12 樹脂の成分が液体樹脂の処方の間、チユーブ
シートの製造の間またはチユーブシートの製造
の後に不当な毒性の危険性を全く与えないこ
と。 チユーブシートに関して要求されている性能
は、パーミエーターの期待される操作条件に依存
する。中空繊維膜含有パーミエーターは脱塩、彫
過および血液透析での使用に受入れを見出して
いる。一般にこれら分離操作は比較的穏やかな環
境を与える。すなわち処理される流れはチユーブ
シート物質に悪影響(物理的強度または一体性の
喪失によるかまたは膨潤による)を与えうる部分
をたとえ含有しているにしても低い濃度でしか含
有していない。更に、たとえ存在するにしてもわ
ずかな圧力差しか膜当りに示されない血液透析の
場合のような操作では、チユーブシートの強度は
主要な考察点ではない。従つて、チユーブシート
を製作するための樹脂の選択には広い選択自由度
が存在している。例えば中空繊維膜の予備集成し
た束中への浸透に対して望ましい流体状の液体樹
脂を与えそしてチユーブシートの中空繊維膜への
良好な接着を確実ならしめるためには、強度およ
び化学的抵抗性の観点を犠性にして、高い重合温
度(例えば発熱)を避けることができる。比較的
穏和な条件で操作されるごときパーミエーターの
場合でさえも、チユーブシートの製造に適当な樹
脂を得るにはかなりの困難さがなお経験されう
る。これらの困難さは、チユーブシートが高い強
度および高い化学的抵抗性を示さなくてはならな
い場合には明らかに一層厳しいものとなる。 例えば、膜によりなされる流体分離によつて与
えられうる利点の観点から、一層厳しい状態例え
ば往々にして樹脂物質に対して劣化的な物質を含
有しうる化学プラントまたはリフアイナーからの
排出(パージ)流れおよび廃液流れに使用される
パーミエーター技術を可能ならしめるようなチユ
ーブシートを提供することが望ましい。そのよう
なチユーブシートは、中空繊維膜の壁を通しての
有利な透過物流量の達成に要求されうる高い圧力
差(往々にして30または40気圧、または60気圧以
上)に耐えるための高強度を有しているべきであ
る。更に、このチユーブシートはパーミエーター
に対して所望される長期の操作(例えば2年また
はそれ以上)の間、その強度および寸法安定性を
保持しているべきである。 中空繊維膜のためのチユーブシートの製造には
広範囲の種々の樹脂が提案されている。例えば米
国特許第3499062号明細書ははんだ、セメント、
ワツクス、接着剤、天然樹脂および合成樹脂の使
用を提案している。米国特許第3422008号明細書
はチユーブシートの製造のためのエポキシ樹脂の
使用を開示しており、そしてフエノール―アルデ
ヒド樹脂、メラミン―ホルムアルデヒド樹脂、熱
硬化性人造ゴムおよびアクリル樹脂もまた適当で
あることを提案している。チユーブシートを形成
するための材料としての使用が開示されているそ
の他の物質としてはウレタン樹脂、シリコーン樹
脂、ポリサルフアイド、アセタール、セルロー
ス、フルオロカーボン、ビニル、スチレン、ポリ
エチレンおよびポリプロピレンがあげられる。例
えば米国特許第3760949号、同第4049765号および
同第4138460号各明細書を参照されたい。 チユーブシートを形成するためのより好ましい
樹脂の一つはエポキシ樹脂である。例えば米国特
許第3728425号明細書はパーミエーター用チユー
ブシートの形成のためにポリエポキシドの使用を
開示している。この特許はポリエポキシドとして
は多価フエノール例えばレゾルシノール、カテコ
ール、ヒドロキノン、フロログルシノール、2,
2―ビス(4―ヒドロキシフエニル)プロパン
(ビスフエノールA)、4,4′―ジヒドロキシベン
ゾフエノン、1,1―ビス(4―ヒドロキシフエ
ニル)エタン、ビス(2―ヒドロキシナフチル)
メタン、2,2―ビス(4―ヒドロキシフエニ
ル)ブタン、4,4′―ジヒドロキシフエニルフエ
ニルスルホンおよびフエノール―ホルムアルデヒ
ド縮合生成物(ノボラツク樹脂生成のための)の
グリシジルポリエーテルがあげられるとしてい
る。最も一般的には、特定的に開示されているエ
ポキシ樹脂はビスフエノールAのジグリジシルエ
ーテル(以後「DGEBA」と称する)を包含して
いる。 エポキシ樹脂と共に硬化剤が使用される。例え
ばMcLain氏は特定的に1.1部のジメチルアミノプ
ロピルアミンと6.8部の大豆―1,3―プロピレ
ンジアミンとを14.7部のDGEBAのための硬化剤
として使用することを開示している。Schrader
氏は硬化剤として芳香族アミンを必要としてい
る。芳香族アミン硬化剤に対する彼の提案はメタ
フエニレンジアミン、ジアミノジフエニルスルホ
ン、4,4′―メチレンジアニリン、2,6―ジア
ミノピリジン、4―クロロ―オルト―フエニレン
ジアミンおよびm―フエニレンジアミンとメチレ
ンジアニリンのフエニルグリシジルエーテルとの
付加物(アダクト)(米国特許第3339633号明細書
では硬化剤Zとして開示されている)を包含して
いる。Schrader氏は明らかに硬化剤Zを好まし
いと考えた。硬化剤Zは比較的低い粘度を有して
おり、これは液体樹脂の処方を可能ならしめ、そ
してチユーブシートの形成に適当な低粘度の液体
樹脂を提供する。しかしながら硬化剤Zは哺乳類
中では発癌性の疑いがあるものとして同定されて
いる。更に、必要とされる硬化剤Zのほぼ化学量
論的量例えば樹脂100重量部当り(phr)約20重
量部はチユーブシートの製造において処理される
ことの要求される量を増大させる。更に例えば硬
化剤Zのごとき芳香族ポリアミンが往々にしてエ
ポキシドに増強された強度および化学的抵抗性を
与えるものとして特性づけられているけれども、
チユーブシートの形成に適当な液体中に処方され
た場合、チユーブシートが化学プラントまたはリ
フアイナーからの気体排出流れまたは廃液流れ中
に存在しうる一層厳しい環境に耐えうるに充分な
化学的抵抗性を硬化剤Zがチユーブシートに与え
るという評価には根拠がない。 一般的にエポキシ技術に関してはかなりの研究
がなされそして多くの文献が発表されている。例
えば「Handbook of Epoxy Resins」(1967)、
「Epoxy Resins」〔「Encyclopedia of Polymer
Science and Technology」第6巻第209〜271頁
(1967)〕および「Fpoxy Resins―Chemistry
and Technology」(1973)を参照されたい。エ
ポキシ樹脂はコーテイング、接合、電気的封入、
工具、床材、成形物その他に広範囲の応用を見出
している。これら種々の応用は、エポキシ樹脂が
その強度、加工の容易さ、硬化時間、熱変形抵抗
その他に関して種々の性質を示すことを必要とし
うる。従つて特定の応用に対する特定の要求を満
足させるための多くの異つたエポキシ樹脂および
硬化剤が市場的に入手可能である。例えば
「EPON Resins for Casting」なる表題のシ
エル・ケミカル・カンパニーの製品ビユレタン
(1967)は表(第10〜11頁)に24種の硬化剤を
列記している。一般に使用される硬化剤は通常ア
ミン、酸無水物およびルイス酸として特性づける
ことができる。入手可能な硬化剤の一つは2―エ
チル―4―メチルイミダゾールである。一般的性
質および効果は種々のエポキシ樹脂および硬化剤
に帰することができるけれども、これらの一般的
性質および効果は、エポキシ樹脂の意図されてい
る使用に対する適当性の判断のための経験的スク
リーニングの候補の選択のガイドを与えるにしか
役立たない。 本発明により提供される中空繊維膜含有パーミ
エーターは、高い強度および優れた化学薬品抵抗
性を示し、しかもそのチユーブシートは中空繊維
膜の不当な損傷の危険性なしに製作することがで
きる。更にこのチユーブシートは容易に且つ簡単
に製造することができ、そして製造業者はチユー
ブシートの製造の間に不当に毒性物質にさらされ
る必要はない。本発明のパーミエーターのチユー
ブシートはポリグリシジル樹脂とイミダゾール硬
化剤を包含する液体樹脂の硬化エポキシ樹脂を包
含している。この液体樹脂をいずれかの適当な方
法で中空繊維膜に適用してチユーブシートを形成
させ、そして次いで硬化させて樹脂を固化させる
ことができる。 本発明のチユーブシートの製造に有用でありう
るイミダゾール硬化剤は次の構造式 で表わされる。式中、R1,R2,R3およびR4は同
一または異つて水素、アルキル(例えば1〜約12
個の炭素原子を含有するアルキル、好ましくは1
〜約4または6個の炭素原子を含有する低級アル
キル)、低級アシル(例えば1〜約4または6個
の炭素原子を含有する)、およびアリール(例え
ば単環性および二環性アリールおよび6〜約15個
の炭素原子のアラルキル)である。更にR2,R3
およびR4はハロゲン(例えば塩素、弗素または
臭素)、ニトロ、ヒドロキシ、アルコキシ(例え
ば1〜約6個の炭素原子のアルコキシ)その他で
ありうる。更に、R3およびR4は結合されて例え
ばベンゾイミダゾールを形成することができる。
R1,R2,R3およびR4の各々は例えばヒドロキシ
ルまたはハロゲン部分例えば弗素、塩素および臭
素で置換されていてもよい。イミダゾール硬化剤
の例はイミダゾール、N―ブチルイミダゾール、
1―アセチルイミダゾール、1―トリフルオロア
セチルイミダゾール、1―パーフルオロベンゾイ
ルイミダゾール、1,2―ジメチルイミダゾー
ル、2―メチルイミダゾール、2―エチルイミダ
ゾール、2―ニトロイミダゾール、2―エチル―
4―メチルイミダゾール、2―メチル―5―ニト
ロイミダゾール、4―フエニルイミダゾール、
4,5―ジフエニルイミダゾール、4―ニトロイ
ミダゾールおよびベンズイミダゾールである。液
体樹脂処方を容易ならしめるためには、好ましく
はこのイミダゾール硬化剤は約40℃以下の温度で
は液体(過冷却液体を含む)であるかあるいは約
40℃以下の温度ではポリグリシジル樹脂中に可溶
性である。有利なイミダゾール硬化剤としては
R1,R2,R3およびR4の少くとも一つが水素以外
である置換イミダゾール、例えばR1,R2および
R3の少くとも一つがアルキル、アシルまたはア
リール(アラルキルを含む)である置換イミダゾ
ールがあげられる。好ましいイミダゾール硬化剤
は2―エチル―4―メチルイミダゾールである。
2―エチル―4―メチルイミダゾール(例えば約
92%純度)は室温では過冷却液体であり、そして
室温では約4000〜6000センチポアズの粘度を有し
ている。例えば2―エチル―4―メチルイミダゾ
ールはある種のこれまでに提案された硬化剤例え
ば硬化剤Zよりもより高い粘度を有しているけれ
ども、このイミダゾール硬化剤はわずかにより高
い温度においてさえも、液体樹脂の粘度が硬化の
故に有意に上昇し始める前に液体樹脂に関しての
充分な処理時間を与える。往々にして、例えば中
空繊維膜の束内への浸透を容易ならしめるため
に、その処方後のある時間の間、所定温度でその
液体樹脂の粘度を低下させることができる。更に
このイミダゾール硬化剤は液体樹脂のこの浸透を
達成するに必要な低粘度を与えうることが発見さ
れているのみならず、またこの液体樹脂の流水性
(レオロジー)は例えば遠心注造成形により与え
られるような強制力の使用なしに中空繊維膜の束
全体への浸透を達成させるに適当なものでありう
る。明らかに高度にチキソトロピー性(揺変性)
である液体樹脂は中空繊維の束内に良好に浸透せ
ず、高度に不均一なチユーブシートを与えうる。
それ以外の利点は、不当に高いピーク発熱温度を
回避できるということである。その理由はこのイ
ミダゾール硬化剤を含有する液体樹脂は、発熱硬
化反応の故に高温を発生させる傾向のある迅速な
硬化反応の開始のためには、例えば約40℃または
それ以上に加熱する必要がありうるからである。
より低温で生ずる硬化の有意の部分に関しては、
硬化の間の樹脂塊全体にわたつての比較的均一な
温度プロフイルを保持することの容易さが強化さ
れる。イミダゾール硬化剤はウイツキングは除去
しないかもしれないけれども、ウイツキングの量
は一般には過剰ではない。更に、液体樹脂の良好
な浸透は往々にして束全体にわたつて達成されう
るから、束の断面当りのウイツキングの高さは比
較的均一である。 このイミダゾール硬化剤の有意な利点は使用さ
れるイミダゾール量の変化によつて硬化の間の液
体樹脂のすべての発熱程度を変化しうる能力であ
る。イミダゾール硬化剤は環窒素の一方または両
方を通してエポキシ部分と反応するのみならず、
イミダゾール硬化剤は(1)イミダゾール硬化剤の環
窒素とのエポキシ部分の反応により形成されたア
ルコキシドイオンと(2)他のエポキシ部分との間の
反応をも触媒させると信じられる。ここに参照と
して包含されている「Imidazole Catalysts in
the Curing of Epoxy Resins」〔「Journal of
Applied Polymer Science」第12巻第159〜168
頁(1968)〕は、エポキシ部分がイミダゾール化
合物と反応すると信じられるより詳細な様式の開
示を与えている。従つて、イミダゾール硬化剤は
エポキシ樹脂の硬化に対してこの機構を与えうる
のであるから、使用されるイミダゾール硬化剤の
相対量はエポキシ樹脂の硬化において生ずるこれ
ら機構の相対的比率に影響を与えるであろう。例
えばある与えられたエポキシ樹脂量当りのより少
量のイミダゾール硬化剤はアルコキシドイオン経
路による交叉結合を一層促進する傾向がある。一
方、より多量のイミダゾール硬化剤を使用する場
合には、一層多量のエポキシ部分がイミダゾール
窒素との反応により消費され、そして従つて存在
しうるアルコキシドイオンとの交叉結合に対して
は一層少量のエポキシ部分しか有効でなくなる。
一般により多量のイミダゾール硬化剤量を使用す
る場合には、より少い発熱反応しか生じないこと
が見出されている。従つて、チユーブシートに有
利な強度および化学的抵抗性を与えるに充分な交
叉結合と共に中空繊維膜が耐えうるピーク温度を
与えるようにイミダゾール硬化剤の量を選択する
ことができる。 従つて、本発明によつて、イミダゾール硬化剤
は中空繊維膜用チユーブシートの製造のために特
に有利であることが見出された。すなわち、有利
な強度および化学的抵抗性を示すチユーブシート
を製造しうるのみならず、中空繊維膜の束中への
浸透を容易ならしめる望ましいレオロジー性をこ
の硬化樹脂により達成することができる。更に、
硬化速度、硬化度および硬化の間に生ずるピーク
温度は、適当なチユーブシートを与える能力を強
化させるに充分な程度に可撓性である。 往々にして、このイミダゾール硬化剤は1個の
環窒素による液体樹脂中のエポキシ部分との化学
量論的基準の完全な反応に必要な量(以後「化学
量論的反応必要量」と云う)の少くとも約1また
は2%で与えられる。往々にして、イミダゾール
硬化剤は、化学量論的反応必要量の約2〜40%、
例えば約2〜30%、そして好ましくは約5〜20%
の量で与えられる。一般的実施にあたつては、エ
ポキシ樹脂中の硬化剤の量は、樹脂100重量部当
りの重量部(「phr」)で表わされる。従つて、本
発明の理解の容易さのために、イミダゾール硬化
剤は往々にして少くとも約1phr例えば約2〜
15phr特に約2〜12phr、そして最も屡々約3〜
7phrの量で使用される。 その他の適当な硬化剤および変性剤がイミダゾ
ール硬化剤との組合せにおいて有用でありうる。
硬化剤および変性剤の例としては、ポリアミン硬
化剤およびアミン変性剤例えばイソプロピルアミ
ン、ポリメチレンジアミン、ポリアルキルエーテ
ルジアミン、ジアルキレントリアミン(例えばジ
エチレントリアミン)、トリアルキレンテトラミ
ン(例えばトリエチレンテトラミン)、ジエチル
アミノプロピレン、N―アミノエチルエタノール
アミン、1,3―ビス(ジメチルアミノ)―2―
プロパノール、メンタンジアミン、アミノエチル
ピペラジン、1,3―ジアミノシクロヘキサン、
ビス(p―アミノシクロヘキシル)メタン、m―
フエニレンジアミン、m―キシリレンジアミン、
4,4′―ジアミノジフエニルメタン、ジアミノジ
フエニルスルホン、ピペラジン、N―メチルピペ
ラジン、ピペリジン、2,4,6―トリス(ジメ
チルアミノメチル)フエノール(DMP―30)、
DMP―30のトリ―2―エチルヘキサノエート塩、
変性脂肪族ポリアミン例えばグリコールポリアミ
ン付加物(アダクト)のハロヒドリンエーテル、
アロシメンジエポキシドのジメタミン付加物、プ
ロピレンオキシドのアミノアルコキシシラン付加
物、ヒドロキシポリアミンその他、酸性硬化剤
(一般にはそれらがイミダゾール硬化剤と反応性
でありうるので好ましくはない)例えば三弗化硼
素、塩化アルミニウム、三弗化硼素モノエチルア
ミン、スレイン酸無水物、フタル酸無水物、クロ
レンド酸無水物、ピロメリツト酸ジ無水物、ベン
ゾフエノンテトラカルボン酸ジ無水物、ドデセニ
ルコハク酸無水物、ナデイツクメチル無水物、テ
トラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル
酸無水物その他、アミド例えばアミドポリアミ
ン、脂肪ポリアミン、隣アミド〔例えばp―フエ
ニレンビス(アニリノフエニルホスフインオキシ
ド)〕、尿素(置換尿素および尿素―ホルムアルデ
ヒドを含む)、N,N―ジアリルメラミン、トリ
アリルシアヌレート、ヒドラジド、アミノアセタ
ール例えばビス(2―ジメチルアミノエトキシ)
メタン、ビス(1―ジメチルアミノ―2―プロポ
キシ)メタン、1,6―ビス(2―ジメチルアミ
ノエトキシ)ヘキサン、α,α′―ビス(2―ジメ
チルアミノエトキシ)―p―キシレン、ビス(3
―ジメチルアミノ―1―プロポキシ)メタン、
2,6―ビス(2―ジメチルアミノエトキシ)ピ
リジン、2,6―ビス(1―ジメチルアミノ―2
―プロポキシ)ピリジン、2,6―ビス(3―ジ
メチルアミノ―1―プロポキシ)ピリジン、ビス
(2―ジメチルアミノエトキシ)メタン、ビス
(2―N―モルホリノエトキシ)メタン、1,1
―ビス(2―ジメチルアミノエトキシ)プロパ
ン、2,2―ビス(2―ジメチルアミノエトキ
シ)プロパン、α,α′―ビス(2―ジメチルアミ
ノエトキシ)トルエン、1,1―ビス(2―ジメ
チルアミノエトキシ)ブタン、1,1―ビス(2
―ジメチルアミノエトキシ)エタンおよび1,
1,2,2―テトラキス(2―ジメチルアミノエ
トキシ)エタンその他があげられる。 イミダゾール硬化剤と組合せて硬化組成物中に
1種またはそれ以上のその他の硬化剤が使用され
る場合には、硬化剤上に提供される総反応性部位
(イミダゾール硬化剤はその環上に1個の反応性
部位を有していると考えられる)は化学量論的反
応必要量の約30%または40%以下、例えば約5ま
たは10〜30%であることが好ましい。通常、イミ
ダゾール硬化剤は化学量論的反応必要量の少くと
も約1%例えば約2〜20%の量である。従つて通
常その他の硬化剤は約10〜12phr以下の量例えば
約1または2〜12phrの量で使用され、そしてイ
ミダゾール硬化剤は少くとも約2phr例えば約2
〜6phrの量で使用される。最も屡々イミダゾー
ル硬化剤は全硬化組成物の少くとも約40重量%例
えば約50〜95重量%を構成している。 イミダゾール硬化剤により与えられる特に魅力
的な利点は、チユーブシートの製造においてより
広範囲のポリグリシジル樹脂を使用しうるという
ことである。従つて、ポリグリシジル樹脂は第一
義的には例えば低い粘度、低いウイツキング、低
い収縮性、高い接着性および中空繊維膜上での低
い溶媒和作用に関してチユーブシートの製造を容
易ならしめるように選ぶことができる。しかもイ
ミダゾール硬化剤は不当な発熱反応なしにチユー
ブシートを形成することを可能ならしめ、そして
所望の強度および化学的抵抗性を示すチユーブシ
ートを与えることができる。 液体樹脂のポリグリシジル樹脂は好ましくは1
種またはそれ以上のジグリシジル化合物(グリシ
ジル末端プレポリマーを含む)を含有する。所望
によりこのポリグリシジル樹脂はまたトリまたは
それ以上高次の官能性のグリシジル化合物を含有
しうる。トリグリシジルおよびそれ以上に高次の
官能性化合物(例えばノボラツク)はチユーブシ
ートに有利な強度および化学的抵抗性を与えるた
めには一般には要求されない。その理由はイミダ
ゾール硬化剤は往々にして所望の性質の達成のた
めに充分な交叉結合を与えるからである。しかし
ながら使用される場合にはトリグリシジルおよび
より高次の官能性の化合物は往々にしてポリグリ
シジル樹脂の約10重量%以下、例えば約5重量%
以下、例えば約0.01〜2重量%を構成する。通常
ジグリシジル化合物はポリグリシジル樹脂の少く
とも約75重量%、例えば約90または95〜本質的に
100重量%を構成する。 本発明のチユーブシートを与えるに有用なポリ
グリシジル樹脂は屡々グリシジル基形成性化合物
例えばエピハロヒドリン例えばエピクロロヒドリ
ンと有機化合物との間のグリシジル反応物として
得られる。そのようなグリシジル生成反応の例
は、例えば2段階すなわち(1)クロロヒドリン中間
体の生成および(2)中間体の脱ハロゲン化水素化に
よるグリシジル化合物の生成で行われるエピクロ
ロヒドリンを包含する反応である。そのような反
応は一般にエポキシ技術の文献に記載されてい
る。例えば「Handbook of Epoxy Resins」
(1967)を参照されたい。 ポリグリシジル樹脂は一般に次の構造 のグリシジル基の複数個の存在によつて特徴づけ
ることができる。グリシジル樹脂を形成する有機
化合物は脂肪族炭化水素であることができそして
これは芳香族炭化水素基を含有していてもよくま
たは複素環構造さえも有しうる。有機化合物は活
性水素基例えばアルコールまたはアミン基を有し
ていることにより特徴づけることができそしてこ
の水素がグリシジル基により置換される。そのよ
うな活性水素アルコールおよび/またはアミン基
は複素環構造例えばトリアジンまたはヒダントイ
ン中にさえも存在させることができる。 本発明のチユーブシートを得るに有用なより好
ましいポリグリシジル樹脂の中には、グリシジル
形成性化合物例えばエピクロロヒドリンとビスフ
エノールA、レゾルシノール、カテコール、ヒド
ロキノン、フロログルシノール、4,4′―ジヒド
ロキシベンゾフエノン、1,1―ビス(4―ヒド
ロキシフエニル)エタン、ビス(2―ヒドロキシ
ナフチル)メタン、2,2―ビス(4―ヒドロキ
シフエニル)ブタン、4,4′―ジヒドロキシジフ
エニルスルホン、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオー
ル、イソペンタンジオール、リノール酸二量体、
ポリ(オキシプロピレン)グリコール、2,4,
4′―トリヒドロキシビスフエニル、2,2′,4,
4′―テトラヒドロキシビスフエニル、ビスレゾル
シノールF、2,2′,4,4′―テトラヒドロキシ
ベンゾフエノン、ビスフエノールヘキサフルオロ
アセトン、アニリン、p―アミノフエノール、イ
ソシアヌール酸、ヒダントイン、1,1′,2,
2′―テトラ(p―ヒドロキシフエニル)エタン、
フエノール―ホルムアルデヒドノボラツク、o―
クレゾール―ホルムアルデヒドノボラツク、環式
脂肪族アルコールおよびそれらの混合物から選ば
れたいずれかの化合物とのグリシジル反応生成物
を包含するすべてのポリグリシジル樹脂である。
これら反応成分化合物は例えばヒドロキシル基ま
たはハロゲン基例えば弗素、塩素および臭素で置
換することができる。そのような置換有機化合物
の一つはテトラブロム化ビスフエノール―Aであ
る。 好ましくは、このポリグリシジル樹脂はグリシ
ジル形成性化合物例えばエピクロロヒドリンとフ
エノール―ホルムアルデヒドノボラツクまたはビ
スフエノール―Aとのグリシジル反応生成物を包
含する。フエノール―ホルムアルデヒドノボラツ
クに基づくポリグリシジル樹脂反応生成物は、時
にはビスフエノール―Fのポリグリシジルエーテ
ルとしてビスフエノール―Fエポキシ樹脂とし
て、またはフエノール―ホルムアルデヒドノボラ
ツクのポリグリシジルエーテルとして言及され
る。最も好ましくは、ポリグリシジル樹脂はビス
フエノール―Aとグリシジル形成性化合物とのグ
リシジル反応生成物を包含している。この好まし
いポリグリシジル樹脂は一般にはビスフエノール
―Aのジグリシジルエーテル(DGEBA)または
ビスフエノール―Aエポキシ樹脂として言及さ
れ、そしてこれは一般には構造式 (式中nは屡々0〜1の間例えば0.01〜0.5の
間である)を有するジグリシジルポリエーテルの
混合物として表わされる。 エポキシ技術においては一般にポリグリシジル
樹脂は「エポキシド当量」または「エポキシ当量
重量」で特性づけられるが、これは1g当量のエ
ポキシを含有するポリグリシジル樹脂の重量をグ
ラム数で表わしたものである。従つて、ジグリシ
ジル化合物においては「エポキシ当量重量」はそ
の化合物の分子量の半分となる。屡々本発明のチ
ユーブシートの製造に使用されるポリグリシジル
樹脂は約75〜300g、例えば約125〜250g、そし
て最も屡々は約150〜200gの「エポキシ当量重
量」を有している。魅力あるポリグリシジル樹脂
は約165〜185gの「エポキシ当量重量」を有して
いる。一般にはポリグリシジル樹脂の選択の重要
な考慮点はその液体樹脂がチユーブシートの形成
を可能ならしめるに適当なレオロジー性(粘度お
よび流れ性)を有していることを確実ならしめる
にある。従つて、ポリグリシジル成分は屡々それ
が適当なレオロジー性を有する液体樹脂を与える
ような「エポキシ当量重量」を有するように選ば
れる。 この液体樹脂にはまた、モノグリシジル化合物
を含有させうる。往々にして市場的に入手可能な
ポリグリシジル樹脂は不純物または添加物として
モノグリシジル化合物を含有している。モノグリ
シジル化合物は屡々液体樹脂の粘度を低下させる
働きをする。モノグリシジル化合物は硬化剤と反
応性なのであるから、それらは硬化エポキシ構造
中に包含される。モノグリシジル化合物はまた硬
化反応を停止させる働きをする。従つて、高い強
度および化学的抵抗性のチユーブシートが本質的
である場合には、すべてのモノグリシジル化合物
はポリグリシジル樹脂の約10重量%以下、例えば
本質的に0〜5重量%であることが好ましい。モ
ノグリシジル化合物の例はブタングリシジルエー
テル、ペンタングリシジルエーテル、フエニルグ
リシジルエーテル、2―エトキシヘキサノールの
グリシジルエーテルその他である。 この液体樹脂にはその他の重合体物質例えばフ
エノール樹脂、ポリカーボネート、ポリスルホ
ン、ポリイミド、ポリアミドその他を含有するこ
とができる。しかしながらこれら重合体物質はポ
リグリシジル樹脂の約50重量%以下、例えば約30
重量%以下、例えば約0〜10重量%の量で存在す
るのが好ましい。この液体樹脂には他の成分例え
ば可塑剤、結合促進剤、硬化促進剤、濃厚化剤、
染料、顔料および無機または有機充填剤を含有さ
せることができる。可塑剤としてはフタレートエ
ステル(例えばジオクチルフタレート)、トリク
レジルホスフエートその他があげられる。結合促
進剤としては第3級アミン例えばベンジルジメチ
ルアミン、N―メチルモルホリン、ジメチルアミ
ノプロピルアミンその他があげられる。促進剤と
してはレゾルシノール、ノニルフエノール、ビス
フエノール―A、トリフエニルホスフエート、ト
ルエンスルホン酸、乳酸、サリチル酸その他があ
げられる。濃厚化剤としては非常に微細分割され
た固体例えばコロイドシリカ、クレーその他があ
げられる。充填剤を使用して液体樹脂単位体積当
りに要求されるポリグリシジル樹脂の量を減少さ
せることができる。使用される場合には、この充
填剤は往々にして液体樹脂の約70体積%まで、例
えば約2〜60体積%、例えば約5〜50体積%を構
成しうる。充填剤は液体樹脂の粘度を不当に高く
する程小粒子サイズすなわち単位体積当りに高い
表面積を有しているものであるべきではない。従
つて、最も屡々充填剤は少くとも約2または5μ、
例えば約5〜150または200μの平均粒子径を有し
ている。この充填剤としては無機物例えばシリ
カ、アルミナ、アルミニウム、鉄、酸化鉄、セラ
ミツクその他、化学的に結合された無機および有
機物例えば有機変性シリカ、または有機物例えば
フエノール、ポリカーボネート、ポリウレタン、
ポリ尿素、ポリスルホンその他を含む固体重合体
をあげることができる。この充填剤はチユーブシ
ートの形成の間に液体樹脂から不当に沈降すべき
ではない。好ましくはこの充填剤の密度は約7
g/cm3以下、例えば約1〜5g/cm3である。 この液体樹脂は実質的にチユーブシートの形に
この液体樹脂を成形させるに充分な時間少くとも
充填剤を懸濁状態に保持するに充分な粘度を有し
ていることが好ましい。所望によりこの硬化組成
物にはイミダゾール硬化剤以外に少くとも1種の
その他の硬化剤を含有させることができる。この
ようなその他の硬化剤はイミダゾール硬化剤が有
しているよりもより大なるグリシジル部分との反
応性を有している。このその他の硬化剤は好まし
くはイミダゾール硬化剤とは非反応性のものであ
る。この硬化組成物のその他の硬化剤は、イミダ
ゾール硬化剤との樹脂の残余の硬化の前に不当に
沈降させることなく充填剤を懸濁状態に維持する
ために液体樹脂の粘度を上昇させるに充分な量で
存在せしめられる。従つて、液体樹脂の粘度はチ
ユーブシート形成のためには充分低いものであ
り、そしてこの液体樹脂の粘度は液体樹脂がチユ
ーブシート形態におかれた後には急速に上昇され
て充填剤の不当な沈降を除外しうる。硬化剤中の
その他の成分の量は樹脂の不当な発熱およびイミ
ダゾール硬化剤により与えられる交叉結合を不当
に減少させる結果となるには不充分なものである
ことが好ましい。屡々、この硬化性組成物のその
他の硬化剤のイミダゾール硬化剤に対する重量比
は約0.01:1〜1:1、例えば約0.1:1〜0.75:
1である。すべての適当な硬化剤は、全硬化性組
成物の別の硬化剤としての使用を見出しうる。一
般にはポリアミンおよび変性ポリアミン硬化剤が
好ましい。 この液体樹脂は任意の適当な方法でチユーブシ
ートに形成することができる。例えば、液体樹脂
を複数の中空繊維膜の端部に置き、そして次いで
中空繊維膜を集成して例えばここに参照として包
含されている米国特許第3455460号および同第
3690465号各明細書に開示のように束の形とする
ことができる。このタイプの集成においては、中
空繊維膜の端部は一緒になつて一体化した樹脂チ
ユーブシートを形成している。一般に、これらの
方法においては、液体樹脂は25℃で約5000〜
100000、好ましくは約5000〜50000センチポアズ
の粘度を示すことが好ましい。それを中空繊維膜
の端部においた場合に液体樹脂の不当な流れが生
じないように充分にチキソトロピー性の混合物を
生成させるためには、濃厚化剤が屡々望ましい。
例えば濃厚化剤は液体樹脂の0.01〜0.5重量%量
で使用することができる。 方法の簡単さおよび複雑な成形装置が不要であ
ることの故により好ましいチユーブ形成法は、前
以つて成形された中空繊維膜の束のまわりに液体
樹脂を成形することである。これらの方法におい
ては、例えば液体樹脂が孔の中に引き込まれない
ように一般に中空繊維膜の孔の端をシールするか
または中空繊維膜をループ化させて中空繊維膜の
束をモールド中に入れる。次いで液体樹脂をモー
ルド中に導入しそして実質的にチユーブシート形
態に成形することができる。この樹脂を次いで固
化させる。液体樹脂を成形してチユーブシートを
形成させる場合には、液体樹脂の粘度は25℃で約
15000センチポアズ以下、屡々約200または500〜
15000、例えば約500〜1200センチポアズであるこ
とが好ましい。成形は液体樹脂の粘度を低下させ
るために高温で実施することができる。しかしな
がら過度の高温は樹脂の硬化反応を促進させるこ
とがあり、そしてこれは望ましくない温度が迅速
な硬化速度の故に生ずる結果となるかもしれな
い。従つて、成形の間の液体樹脂の温度は約45℃
以下例えば約15゜〜40℃とする。 樹脂に対する任意の適当な硬化スケジユールを
本発明のチユーブシート製造に応用することがで
きる。多くの場合、液体樹脂の硬化は3段階すな
わち第1の硬化開始、第2の固化および第3の最
終交叉結合で進行する。これらの場合、樹脂が硬
化の間にさらされる条件は硬化速度、樹脂の硬化
の間に現われるピーク温度および樹脂の交叉結合
度に影響を与えうる。往々にして硬化は例えば10
〜30゜の常温で開始しるうけれども、硬化反応の
開始を助けるためには硬化の初期段階で液体樹脂
に熱を補給することが望ましいことがある。好ま
しくはその温度は、発生された熱のほとんどが散
逸されえないで、そして更にその反応速度をより
一層加速させるような不当な高温が生成される程
に反応速度が早くなるような温度よりは低いもの
である。この現象は、本明細書中では発熱と呼ば
れており、そして硬化の間のピーク温度はピーク
発熱温度と呼ばれている。硬化が開始される速度
は発熱の間に達成されるピーク温度に影響を与え
うる。好ましくは、硬化の初期段階の液体樹脂の
温度は、望ましくないピーク発熱温度が生成され
ないようなものである。硬化反応のピーク発熱温
度は中空繊維膜が強度、化学的抵抗性および/ま
たは透過性に関して不当に悪影響を受ける温度よ
り以下であるべきである。往々にして、硬化反応
のピーク発熱温度は中空繊維膜のガラス転移温度
の少くとも10℃または20℃以下である。熱が補給
される場合には、通常液体樹脂の温度は約45℃ま
で、例えば約25℃または30゜〜40℃である。 硬化反応の固化段階は通常は硬化反応の間に発
生された熱の故に高温で実施される。必要な場合
には、望ましい反応速度を与えるために硬化樹脂
に熱を補給することができる。しかしながら、一
旦開始したならば通常硬化反応は熱供給の必要な
しに樹脂に固化まで進行する。有利には固化の間
のピーク温度は中空繊維膜のガラス転移温度より
少くとも10℃または20℃低いものである。時に
は、固化の間のピーク発熱温度は約100℃以下、
例えば約90℃以下、例えば約25〜90℃である。 硬化反応が完了に近ずくにつれて硬化反応は遅
くなる。その理由は、反応成分の濃度が実質的に
低下するからである。任意であるが最終交叉結合
段階においては、例えば反応成分移動を促進させ
そして追加の交叉結合(硬化)を達成させるため
に樹脂の温度は上昇される。この追加の交叉結合
は、その交叉結合量は少いにしても、チユーブシ
ートの強度および化学的抵抗性の実質的上昇を与
える。一般に最終交叉結合に使用される温度は、
少くとも固化の間のピーク温度程度に高いもので
あるがしかしこれは中空繊維膜のガラス転移温度
よりは約10℃または20℃低いものである。高度に
温度安定性の中空繊維膜の場合には、硬化しつつ
ある全体は約150℃または170℃まででありうる。
しかしながら最も頻繁にはその温度は約40℃〜80
℃または100℃である。硬化反応の最終交叉結合
段階の間の熱の持続は、一般には所望の交叉結合
度に依存する。過剰の交叉結合の使用はチユーブ
シートを望ましくない程に脆くしうる。屡々、こ
の加熱の持続はチユーブシート全体にわたつて実
質的に均一な温度を与えるに充分なものである。
往々にしてこの持続は少くとも約1時間例えば少
くとも約2時間である。約24または36時間以上の
持続はチユーブシート成形に必要とされる時間か
らみて望ましくないものでありうる。好ましくは
この加熱の持続は約1〜24時間例えば約1〜16時
間である。 例えば端部に液体樹脂を有する中空繊維膜の束
を集成するかまたは注造成形(キヤスチング)に
よつてチユーブシートを形成させた後で、このチ
ユーブシートを一般に切断して中空繊維膜の孔を
露出させる。 高度に有利な性質すなわち高い強度、良好な化
学的抵抗性、低くそして均一なウイツキングその
他を示しそしてなお中空繊維膜への損傷の危険性
なしに許容しうるチユーブシートを形成させうる
チユーブシートを与えるために、広範囲のポリグ
リシジル樹脂および添加剤の選択を使用して液体
樹脂を処方することができる。例えば、本発明の
チユーブシートは高度に有利な強度および化学的
抵抗性を示しうる。例えばビスフエノール―Aと
2―エチル―4―メチルイミダゾールのジグリシ
ジルエーテルから製造されたチユーブシートは、
液体アンモニア、トルエン、キシレンまたはジエ
チルベンゼンに露出させた場合、実質的に体積変
化は示さない。1cm2当り少くとも約350または400
Kgの引張り強度が達成されうる。このチユーブシ
ートは剛性でありうる。すなわちこれは応力下に
その構造を保持するに充分な強度を示す。往々に
して、この硬化樹脂は少くとも約70、例えば少く
とも約80または90、そして往々にして約120また
は130までのシヨアA硬度(ASTMD2240)を示
す。硬化の間の樹脂の収縮は一般には2または3
体積%以下である。硬化の間の樹脂の収縮がわず
かであるにしても望ましくない場合には、固体樹
脂に追加の液体樹脂を加えて所望の寸法および構
造を与えるようにすることができる。樹脂は通
常、中空繊維膜に適当な広範囲の物質に不当な悪
影響を与えることなしに充分な接着性を示す。イ
ミダゾール硬化剤での液体樹脂の硬化に対しては
広範囲の硬化条件が適当でありうるのであるか
ら、硬化条件はチユーブシート中の不当な応力を
避けるように選ぶことができる。 その中でチユーブシートが通常使用されている
中空繊維膜含有パーミエータは、一般にはチユー
ブシートを受入れるように適合された少くとも1
個の開放端を有する長いチユーブ状シエル、開放
端で長形チユーブ状シエルに固定されそしてこれ
をおおいそして少くとも1個の流体接続用ポート
を有する本質的に流体非透過性の端閉鎖キヤツ
プ、一般には平行でそして長手方向に延びて少く
とも一つの束を長形チユーブ状シエル中に形成し
ている複数個の中空繊維膜、各中空繊維膜の少く
とも一つの端を流体密封関係でその中に埋入させ
そして中空繊維膜の孔がチユーブシートを通して
流体接続するようになつているチユーブシート、
および少くとも1個の流体進入口、および長形チ
ユーブ状シエルを経て接続されている少くとも1
個の流体排出口を有することを特徴としている。
この長形チユーブ状シエルは、中空繊維膜の束を
保持する任意適当な断面構造のものでありうる。
便利にはこのチユーブ状シエルは円形断面を有し
ており、そして中空繊維膜の束は実質的にチユー
ブ状シエルの断面を満たしている。しかしながら
その他の断面構造例えば矩形、楕円形、自由形そ
の他も適当でありうる。 パーミエータは単一端または二重端パーミエー
ターでありうる。単一端パーミエーターは一方の
端のみにチユーブシートを有し、そして中空繊維
膜の一端または両端がチユーブシート中に埋入さ
れている。各中空繊維膜の一端のみがチユーブシ
ート中に埋入されている場合には、他方の端はプ
ラグまたはその他の方法で閉塞されていなくては
ならない。二重端パーミエーターにおいては、チ
ユーブ状シエルの各端にチユーブシートが設けら
れており、そして中空繊維膜は一方のチユーブシ
ートから他方のチユーブシートに延びていること
ができる。あるいはまたこのパーミエーターは少
くとも1個の束が1個のチユーブシート中にのみ
延びているような少くとも2個の別々の中空繊維
膜の束を含有していることができる。多くの場
合、単一中空繊維膜束がパーミエーター中で使用
され、そして束中の中空繊維膜の少くとも一方の
端がチユーブシート中に埋入されている。中空繊
維膜の反対側の端はループ形に戻されていてもよ
い。すなわち、一般にこの束はU字形であり、そ
して同一チユーブシート中に埋入されているかま
たは中空繊維膜の他方の端はプラグでとめてあつ
てもよくまたは他のチユーブシート中に埋入され
ていてもよい。束中の中空繊維膜がU字形である
場合にはその端はセグメント化されていてもよ
い。その結果チユーブシート上の異つた部位が中
空繊維膜の各端を含有している。チユーブシート
上のこれら各領域は本質的に流体密封関係に保持
されることができ、そしてその結果これら領域間
の流体接続は中空繊維膜の孔を経ての流体の通過
によつてのみ行われうる。 このパーミエーターは任意の所望の方法で操作
することができる。例えば流体供給混合物をシエ
ル中に導入し、そして最初に中空繊維膜のシエル
側に接触させるかまたはそれを中空繊維膜の孔に
導入することができる。中空繊維膜のシエル側で
の流体の流れパターンは第一義的には中空繊維膜
の長手方向配向に対して横方向であるかまたはそ
れは中空繊維膜の配向に対して第一義的に軸方向
でありうる。中空繊維膜のシエル側での流れが軸
方向の場合には、それは一般には中空繊維膜の孔
中の流れに対して同流または向流でありうる。 チユーブシートは、チユーブ状シエルに関して
は流体密封関係にある。この流体密封関係は通常
チユーブシートと、少くとも1個の端閉鎖キヤツ
プおよびチユーブ状シエルの間に位置されたシー
ル手段とにより達成される。例えばこのシール手
段は、チユーブシートの側面とチユーブ状シエル
の内側表面との間に位置せしめられたo―リング
またはガスケツトでありうる〔例えば米国特許第
3422008号、同第3528553号、同第3702658号およ
び同第4061574号各明細書参照〕。あるいはまた流
体密封関係はo―リングまたは他のガスケツトを
チユーブシートの端部面またはチユーブシートか
らの横方向突起と端封鎖キヤツプとの間に位置さ
せることによつて与えることができる〔例えば米
国特許出願第151003号、同第972642号および同第
086211号各明細書参照〕。各中空繊維膜がチユー
ブシート中に埋入されるのを確実ならしめそして
チユーブシート中に例えばシール用o―リングま
たは他のガスケツトを受入れるための充分な厚さ
の部分を与えるためにチユーブシートの周縁部寸
法は通常チユーブシート帯域(それを通つて中空
繊維膜の束が延びている)の外側に延びている。
すなわち、チユーブシートは高密度の中空繊維膜
を有する領域と、比較的中空繊維膜の少い領域を
包含している。これらの領域は両領域間の樹脂密
度の差の故に硬化の固化段階の間の異つたピーク
発熱温度を含めて例えば異つた硬化性を示しう
る。本発明のチユーブシートの製造に使用される
液体樹脂は、中空繊維膜の比較的不在の領域をし
て中空繊維膜の所望の埋入を確実ならしめるに充
分なサイズのものとしそしてチユーブシートが流
体密封関係となるのを可能ならしめるに充分な領
域を与えることを可能にする。最も望ましくは、
チユーブシートのまわりの平均周縁寸法は中空繊
維膜の束が通るチユーブシート帯域の平均周縁寸
法よりも少くとも約2%例えば約5〜50%例えば
約5〜25%より大である。多くの場合、これら周
縁部の差は約1〜約15cmまたは20cmである。中空
繊維膜を含有するチユーブシート領域は比較的高
密度の中空繊維膜を含有しうる。通常、中空繊維
膜の密度はパツキングフアクター(充填係数)で
表現されるが、これは中空繊維膜の断面寸法基準
の中空繊維膜により占められているある断面積の
%である。有利には本発明はチユーブシート中の
束の周縁寸法基準で高いパツキングフアクター、
例えば往々にして少くとも約40または45%例えば
約65または70%まで最も屡々約50〜60%のパツキ
ングフアクターの束を有する望ましいチユーブシ
ートの製造を可能ならしめうる。 屡々このチユーブシートは少くとも約1または
2cmの平均断面寸法の(例えば円形断面構造を有
するチユーブシートについては直径)を有してい
る。この平均断面寸法は1mまでまたはそれ以上
でありうるけれども、多くのチユーブシートは少
くとも約0.02m、好ましくは少くとも約0.05〜1.0
mの平均断面寸法を有している。 チユーブシートの長さ(チユーブシートを通し
ての中空繊維膜の束の一般的配向に平行な方向で
測定)は一般には意図されている分離操作におい
てチユーブシートが付されうる全圧力差に耐える
に適当な強度を与えるに充分なものである。すな
わちその使用される長さは、樹脂の強度に依存し
うる。さらにまたこのチユーブシートは本質的流
体密封関係が確実ならしめられるようにチユーブ
と樹脂との間に充分な接触を与えるに充分な長さ
を有しているべきである。従つて、チユーブとチ
ユーブシート材料との間の接着もまた所望される
チユーブシートの長さに影響する。往々にして、
このチユーブシートはその長さが少くとも約2
cm、例えば約2〜100cm、例えば約2〜30または
50cmのものである。 本発明のチユーブシートの製造に使用される液
体樹脂の体積はチユーブシートのサイズおよび中
空繊維膜により占められるチユーブシート体積比
によつて変動する。往々にしてチユーブシートの
製造に対して約1000または1500g以上の液体樹脂
が要求される場合には、このチユーブシートは硬
化反応の固化段階の間の許容できない高いピーク
発熱温度の危険を最小ならしめるために2個また
はそれ以上の段階で製造される。あるいはまたよ
り好ましくは、充填剤その他を使用してチユーブ
シートの形成に要求されるポリグリシジル樹脂お
よび硬化作用組成物の量を減少させ、そして硬化
反応により発生される熱を吸収させる。 中空繊維膜は流体分離に適当であるかまたは流
体分離を行う物質の支持体に対して適当な任意の
合成または天然物質から製造することができる。
中空繊維のための物質の選択は、耐熱性化学薬品
抵抗性および/または中空繊維膜の機械的強度な
らびにそれの使用が意図されている流体分離、お
よびそれの付される操作条件により支配されるそ
の他の因子に基づくものでありうる。中空繊維形
成用物質は無機、有機または有機―無機混合物で
ありうる。典型的な無機物質としてはガラス、セ
ラミツク、セルメツト、金属その他があげられ
る。有機物質は通常重合体である。 中空繊維膜に適当でありうる典型的重合体とし
ては、置換および非置換のポリスルホン、スチレ
ン含有共重合体例えばアクリロニトリル―スチレ
ン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体およ
びスチレン―ビニルベンジルハライド共重合体を
含むポリ(スチレン)、ポリカーボネート、セル
ロース共重合体例えばセルロースアセテート、ブ
チレート、セルロースプロピオネート、エチルセ
ルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース
その他、アリールポリアミド、ポリイミドおよび
ポリアミド共重合体を含むポリアミドおよびポリ
イミド、ポリエーテル、ポリアセタール、ポリ
(アリーレンオキシド)例えばポリ(フエニレン
オキシド)、およびポリ(キシリレンオキシド)、
ポリ(エステルアミド―ジイソシアネート)、ポ
リウレタン、ポリエステル(ポリアリーレートを
含む)例えばポリ(エチレンテレフタレート)、
ポリ(アルキルメタクリレート)、ポリ(アルキ
ルアクリレート)、ポリ(フエニレンテレフタレ
ート)その他、ポリサルフアイド、前記のもの以
外のα―オレフイン不飽和を有する単量体からの
重合体例えばポリ(エチレン)、ポリ(プロピレ
ン)、ポリ(ブテン―1)、ポリ(4―メチルペン
テン―1)、ポリビニル例えばポリ(塩化ビニ
ル)、ポリ(ビニルフルオライド)、ポリ(ビニリ
デンクロリド)、ポリ(ビニリデンフルオライ
ド)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(ビニルエ
ステル)例えばポリ(ビニルアセテート)および
ポリ(ビニルプロピオネート)、ポリ(ビニルピ
リジン)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ビニ
ルエーテル)、ポリ(ビニルケトン)、ポリ(ビニ
ルアルデヒド)例えばポリ(ビニルホルマル)お
よびポリ(ビニルブチラル)、ポリ(ビニルアミ
ン)、ポリ(ビニルホスフエート)およびポリ
(ビニルサルフエート)、ポリアリル、ポリ(ベン
ゾベンズイミダゾール)、ポリヒドラジド、ポリ
オキサジアゾール、ポリトリアゾール、ポリ(ベ
ンゾイミダゾール)、ポリカルボジイミド、ポリ
ホスフアジンその他、および前記からの反複単位
を含有するブロツク共重合体を含む共重合体例え
ばアクリロニトリル―ビニルブロミド―p―スル
ホフエニルメタアリルエーテルナトリウム塩のタ
ーポリマーおよび前記のいずれかを含有するグラ
フトおよびブレンドがあげられる。置換重合体を
与える典型的置換基としてはハロゲン例えば弗
素、塩素および臭素、ヒドロキシル基、低級アル
キル基、低級アルコキシ基、単環性アリール、低
級アシル基その他があげられる。 強度および/または化学的抵抗性の求められる
環境中での中空繊維膜のための好ましい重合体の
一つはポリスルホン重合体である。特に芳香族ヒ
ドロカルビル含有部分を有するポリスルホンは一
般に良好な熱安定性を有し、化学薬品の攻撃に安
定であり、そして強靭さおよび可撓性の優れた組
合せを有している。有用なポリスルホンは例えば
「P―1700」および「P―3500」(ユニオン・カー
バイド社)の商品名で発売されているがこれらの
市販製品は一般式 (式中nは重合度を表わしそして約50〜80であ
る)の線形の鎖を有するビスフエノールメタン誘
導(特にビスフエノール―Aから誘導された)ポ
リスルホンである。その他の有用なポリスルホン
は「ASTREL 360 PLASTIC」の商品名で3M
社により発売されている。ポリ(アリーレンエー
テル)スルホンが屡々有利である。反復構造 を有するポリ(アリーレンエーテル)スルホンは
ICI社(英国)から入手可能でありそしてこれま
た有用である。更にその他の有用なポリスルホン
は例えば交叉結合、グラフト化、4級化その他に
よる重合体変性によつて製造することができる。 中空繊維膜にとつて魅力的でありうるその他の
重合体群はスチレンとアクリロニトリルとの共重
合体またはスチレンとアクリロニトリルとを含有
するターポリマーである。往々にして、スチレン
は重合体中の全単量体の約60または70モル%ま
で、例えば約10〜50モル%である。有利には、こ
のアクリロニトリル単量体は重合体の少くとも約
20モル%例えば約20〜90モル%往々にして約30〜
80モル%を構成する。例えばターポリマー生成の
ためにスチレンおよびアクリロニトリルと共に使
用しうるその他の単量体としては、オレフイン単
量体例えばブテン、ブタジエン、塩化ビニルその
他があげられる。スチレンおよびアクリロニトリ
ルの共重合体またはターポリマーは少くとも約
25000または50000、例えば約75000〜500000また
はそれ以上の重量平均分子量を有している。特に
魅力的でありうる更にその他の群の重合体は、ジ
カルボン酸例えばテレフタル酸との共重合体を含
むヘキサメチレンジアミンから導かれた重合体お
よび共重合体、および置換ポリ(フエニレンオキ
シド)例えばアルキル化、アルキルブロム化、ア
リールブロム化したものおよびポリ(フエニレン
オキシド)上の臭素化置換基と第1級および第2
級塩基との間の反応生成物その他を含むフエニレ
ンオキシドの重合体および共重合体その他であ
る。 この中空繊維膜の断面寸法は広い範囲から選択
することができる。しかしながら中空繊維膜は充
分な強度を与えるに充分な壁厚さを有しているべ
きでありそして孔(内腔)は孔を通る流体に不当
に高い圧力低下を与えないように、または孔を通
る流体中の固体分の存在の故に栓塞形成を生じな
いように充分大きいものであるべきである。屡々
この中空繊維膜の外径は少くとも約20μ、例えば
少くとも約30μであり、そして同一または異つた
外径の繊維を束中に含有させることができる。多
くの場合中空繊維膜の外径は約800μまたは1000μ
は越えない。その理由は、そのような大直径の中
空繊維はパーミエーター単位体積当りにあまり望
ましくない中空繊維表面積比を与えうるからであ
る。好ましくは中空繊維膜の外径は約50〜800μ、
そして最も望ましくは約150または300〜600また
は800μである。一般には、中空繊維膜の壁厚さ
は少くとも5μであり、そしてある中空繊維膜に
おいては、その壁厚さは約200または300μまで、
例えば約50〜200μでありうる。より低い強度を
有する物質から製造された中空繊維膜に関して
は、より大なる中空繊維直径および壁厚さを使用
して中空繊維膜に充分な強度を付与することが必
要であろう。中空繊維膜の壁は本質的には実質
(むく)であるが、これはまたは実質的ボイド
(空孔)体積を有していてもよい。ボイドが所望
されている場合には、中空繊維膜の密度はその壁
全体にわたつて本質的に同一すなわち中空繊維膜
は等方性でありうるし、またはこの中空繊維膜
は、中空繊維膜の壁の障壁流れ関係においてその
壁厚さ内に少くとも一つの比較的密な領域を有す
ること、すなわち中空繊維膜が非等方性であるこ
とを特徴とすることができる。 この中空繊維膜は一般にはシエル中で1個また
はそれ以上の束の形に平行に配列されている。一
般には少くとも約10000本、そして往々にして実
質的により大なる数例えば100万本までまたはそ
れ以上の中空繊維がパーミエーター中に含有され
ている。例えば束中の繊維は比較的線状でありう
るしまたはそれらは例えば米国特許第3422008号
明細書に開示のようにスパイラルに巻いたもので
ありうる。 次の実施例は本発明を更に説明するために与え
られているものであつて本発明を限定するもので
はない。実施例中では特に記載されていない限り
はすべての液体および固体の部および%は重量基
準でありそして気体に関する部および%は体積基
準である。 例 1 外側スキン、約450μの外径、約150μの内径を
有しそしてポリスルホン(P―3500、ユニオン・
カーバイド・コーポレーシヨンより入手可能)か
ら製造された約1500〜1600本の長さ約37cmの非等
方性中空繊維膜を一般に円形断面構造を有する束
にする。約2.5cmの内径および約25cmの長さを有
するプラスチツクパイプ部分を束の一端上におい
て、円形断面構造を有する束の形に中空繊維膜を
固定する。約2〜3cmの長さを有する以外は同様
のパイプを束の他方端におく。約6〜7cmのギヤ
ツプがこれらパイプ間に存在する。ギヤツプ中の
中空繊維膜の領域にイソペンタン中2重量%のシ
ルガード(Sylgard)184〔ポリ(ジメチルシロキ
サン)、ダウ・コーニング社より入手可能〕の溶
液をスプレーする。短い方のパイプ片を取除きそ
して束の端を鋭いレザー刃でトリミングして、束
の配向に垂直となるようにする。家庭用防水セメ
ント(DUCOセメント、デユポン社より入手可
能)を中空繊維膜の束の露出端で各端に適用して
中空繊維膜の孔をシールする。セメントを次いで
乾燥させる。 チユーブシート成形用モールドを準備する。モ
ールドは約5.6cm直径および約4.4cm深さの凹部を
有している。直径約2.5cmおよび長さ2.5cmの同心
円の孔がこの凹部から延びている。同心円の孔の
底には約0.75cmの太さを有するアルミニウムプラ
グがある。モールドの外側は、電気的加熱ユニツ
トにより囲まれている。モールド凹部および同心
円の孔はシリコーンベースのモールド離形剤で被
覆することによつて注造(キヤスチング)用に準
備される。束の露出端をモールド凹部に挿入して
束の端が同心円の孔中に延びそしてアルミニウム
プラグに接触するようにする。モールドを約35℃
に加熱する。 液体樹脂は185の「エポキシ当量重量」および
25℃で約8500センチポアズの粘度を有するビスフ
エノール―Aのジグリシジルエーテル(シエル・
ケミカル・コンパニーからエポン826として入手
可能)約121.5gおよび25℃で約6000センチポア
ズの粘度および約90〜92%の純度を有する2―エ
チル―4―メチルイミダゾール(フアイク・ケミ
カル・コンパニーより入手可能)を含有してい
る。この液体樹脂をモールド凹部に注ぎ、そして
モールド頂部で束のまわりに絶縁体をおく。この
液体樹脂は一夜(約16時間またはそれ以上)で固
化する。次いでモールドの温度を徐々に約5時間
で約150℃まで上昇させる。約150℃の温度を約3
時間保持して所望の交叉結合を達成させ、そして
次いで通常の室温条件(約25℃)下にモールドを
冷却させる。 この注造成形されたチユーブシートをモールド
から除去し、そしてモールド中の同心円孔により
生ぜしめられたチユーブシート用の突起をハツク
鋸で切断しそして次いで電気かんな次いでレザー
刃でトリミングして、中空繊維膜の孔を露出させ
る。 このチユーブシートは良好な強度および化学的
抵抗性を示す。この樹脂は中空繊維膜に接着して
いる。 チユーブシート形成に使用する硬化性組成物の
潜在的適当性の評価に特に有用な方法は、チユー
ブシート形成に必要な量に近似する樹脂塊を注造
成形させそしてその樹脂塊の硬化特性を観察する
ことである。例えば比較的低い温度が促進された
反応速度を生成させ、そしてそれが過剰に高いピ
ーク発熱温度を生ずる結果となる場合にはその樹
脂はあまり望ましくないものでありうる。また、
硬化反応の開始または固化の生成に高温が要求さ
れる場合には、その樹脂はあまり望ましくないも
のでありうる。有利には本発明のイミダゾール硬
化剤は不当に高い開始温度または不当に過剰のピ
ーク発熱温度なしに硬化しうる樹脂を与える。次
の実施例はチユーブシートの形成のための種々の
ポリグリシジル樹脂およびイミダゾール硬化剤を
含有する組成物の適当性を説明する。 例 2〜18 種々のポリグリシジル樹脂およびイミダゾール
硬化剤を混合し、そして硬化させてそれらのチユ
ーブシート形成適当性を測定する。一態様におい
ては、これらの例は迅速な硬化反応促進の生ずる
温度、そして従つて硬化反応の迅速な促進を生成
する温度よりも低い温度で実質的に硬化する液体
樹脂の能力を説明している。すなわち、例えばあ
る液体樹脂を固化段階でより低い温度例えば約35
℃または40℃以下で実質的に硬化させ、そして次
いで不当に高いピーク発熱温度を生成させる危険
なしにより高温での交叉結合段階でのそれ以上の
硬化に付することができる。 その結果は表に与えられている。表におい
ては次の略号が使用される。 826:「エポン826」、25℃で約65〜95ポアズの粘
度、および約180〜190のエポキシ当量重量を
有するシエル・ケミカル・コンパニーからの
入手可能な未変性ビスフエノール―Aエポキ
シ樹脂 828:「エポン828」、25℃で約100〜160ポアズの粘
度および約185〜192のエポキシ当量重量を有
するシエル・ケミカル・コンパニーから入手
可能な未変性ビスフエノール―Aエポキシ樹
脂 XD7817:ダウ・ケミカル・コンパニーから入
手可能なエポキシノボラツク樹脂(ビスフエ
ノール―Fエポキシ樹脂) EMI:2―エチル―4―メチルイミダゾー
ル PDF:ビス(2―ジメチルアミノエトキ
シ)メタン BDMAP:1,3―ビス(ジメチルアミノ)―
2―プロパノール TETA:トリエチレンテトラミン IMD:イミダゾール 2EI:2―エチルイミダゾール 4PI:4―フエニルイミダゾール 4NI:4―ニトロイミダゾール 1AI:1―アセチルイミダゾール ND:溶解していないイミダゾール硬化剤 温度プログラム:環境温度であり、必ずしも樹脂
の温度ではない。
The present invention relates to permeators containing hollow fiber membranes, and more particularly to permeators having tube sheets containing a solidified resin made from a polyglycidyl resin and an imidazole curing agent. Hollow fiber membrane-containing permeators are often advantageous because of the high membrane surface area per permeator volume ratio that they can achieve. Therefore, hollow fiber membrane-containing permeators are used in many fluid separation operations,
For example, it may be compact enough to find desirable utility in gas-gas, gas-liquid and liquid-liquid (including liquid-dissolved solids) separations. In these permeators, at least one end of each hollow fiber membrane is embedded (often commonly referred to as "potted") in a tube sheet.
and a hollow fiber membrane extends in fluid connection through the tube sheet. One purpose of this tube sheet is to secure the hollow fiber membrane in an essentially fluid-tight relationship within the tube sheet. This tube sheet can be fixed in an essentially fluid-tight relationship in the permeator so that no fluid can pass from one outside or pore side of the hollow fiber membrane to the other except through the membrane walls. do not. Even a small leak around the tube seat can have a significant negative impact on permeator function. The reason is that non-permeable portions can escape to the permeate side of the hollow fiber membrane through these leakages and reduce the separation selectivity that can be achieved by the permeator. Another purpose of the tube sheet is its integrity to provide a sufficiently strong barrier to fluid flow so that during operating conditions the tube sheet will not rupture or otherwise allow fluid to pass through the tube sheet. The goal is to make sure that you don't lose your identity. Therefore, one must ensure that a fluid-tight relationship is achieved with respect to the hollow fiber membrane and that the tube sheet can withstand any pressure differences to which it may be exposed during the intended separation operation. To provide tightness, this tube sheet is often of substantial thickness. Tube sheets are generally molded using resin, which may be natural or synthetic. The resin can be applied to the hollow fiber membranes which are then assembled into bundles, or the resin can be poured as a liquid around the previously assembled bundles of hollow fiber membranes and then solidified, for example by curing. Can be done. There are many unique considerations in selecting a suitable resin for forming tube sheets. For example, it is usually desirable to: 1. The resin adheres to the hollow fiber membrane sufficiently before and after solidification to be able to achieve the desired fluid-tight relationship between the tube sheet and the hollow fiber membrane; 2. The solidified resin does not adhere to the hollow fiber membrane as intended. exhibit sufficient strength and integrity to withstand the pressure differential expected to exist across the tube sheets during the separation operation being carried out; 3. to avoid creating undue internal stresses within the tube sheets, and The resin shrinks very little during solidification so that it does not separate from the hollow fiber membrane or result in stresses on the hollow fiber membrane that adversely affect the integrity of the hollow fiber membrane. 4. The resin does not unduly dissolve in or otherwise adversely affect the hollow fiber membrane material; 5. The tube sheet does not exhibit solidification, particularly caused by temperature differences during curing of the resin. be relatively free of internal stresses that could be caused by hollow fiber membranes and therefore have different heat generation, heat absorption, or heat transfer properties; (possibly rising in a tube sheet with at least one region that may have different thermal expansion properties than the portion containing the hollow fiber membrane). 6 Polymerization (curing) especially during or after solidification
For resins that undergo polymerization, any heat generated during polymerization should not generate temperatures in the tube sheet that would adversely affect the hollow fiber membrane, and all heat generated during polymerization should The heat should not adversely affect the hollow fiber membrane. 7. Particularly when forming a tube sheet around a pre-assembled bundle of hollow fiber membranes, the viscosity of the fluid resin should be low enough that liquid penetration throughout the bundle can be easily achieved. It should be. 8. The fluid resin is not unduly stretched between the hollow fiber membranes by capillary action (hereinafter referred to as "wicking"), and any possible wicking occurs in a relatively uniform manner over the cross-section of the bundle of hollow fiber membranes. To be something. 9. The tube sheet exhibits sufficient chemical resistance so that it retains sufficient strength and dimensional stability during the intended separation operations. 10. Processing of tube sheets is relatively uncomplicated, does not require the use of complex equipment, and can be produced with a minimum of manufacturing time and a minimum of human training, skill, and time. 11 The solidified resin must be capable of being cut or shaped, for example to expose the pores of a hollow fiber membrane or to accommodate a tube sheet for permeator assembly. 12 The components of the resin do not pose any unreasonable risk of toxicity during the formulation of the liquid resin, during the manufacture of the tube sheet, or after the manufacture of the tube sheet. The performance required for tube sheets depends on the expected operating conditions of the permeator. Hollow fiber membrane containing permeators have found acceptance for use in desalination, engraving and hemodialysis. Generally, these separation operations provide a relatively benign environment. That is, the stream being treated contains only low concentrations, if any, of moieties that could adversely affect the tube sheet material (either through loss of physical strength or integrity, or through swelling). Furthermore, in operations such as in hemodialysis, where little, if any, pressure differential is exhibited per membrane, the strength of the tube sheet is not a major consideration. Therefore, there is a wide degree of freedom in selecting the resin for making the tube sheet. For example, strength and chemical resistance are required to provide a desirable fluidic liquid resin for penetration into the pre-assembled bundle of hollow fiber membranes and to ensure good adhesion of the tube sheet to the hollow fiber membranes. High polymerization temperatures (e.g. exothermic) can be avoided at the cost of this aspect. Even with such permeators operating under relatively mild conditions, considerable difficulties can still be experienced in obtaining resins suitable for making tube sheets. These difficulties are clearly exacerbated when the tube sheet must exhibit high strength and high chemical resistance. For example, in view of the advantages that can be provided by fluid separation provided by membranes, more demanding conditions such as purge streams from chemical plants or refiners that can often contain substances that are degradative to resinous materials. It would be desirable to provide such a tube sheet that would enable permeator technology for use in and waste streams. Such tube sheets have high strength to withstand the high pressure differentials (often 30 or 40 atmospheres, or more than 60 atmospheres) that may be required to achieve favorable permeate flow rates through the walls of the hollow fiber membrane. Should be. Furthermore, the tube sheet should retain its strength and dimensional stability during the long-term operation (eg, two years or more) desired for the permeator. A wide variety of different resins have been proposed for the manufacture of tube sheets for hollow fiber membranes. For example, US Pat. No. 3,499,062 describes solder, cement,
The use of waxes, adhesives, natural and synthetic resins is proposed. US Pat. No. 3,422,008 discloses the use of epoxy resins for the manufacture of tube sheets, and that phenolic-aldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, thermoset synthetic rubbers and acrylic resins are also suitable. is proposed. Other materials disclosed for use as materials for forming tube sheets include urethane resins, silicone resins, polysulfides, acetals, cellulose, fluorocarbons, vinyl, styrene, polyethylene and polypropylene. See, for example, US Pat. No. 3,760,949, US Pat. No. 4,049,765, and US Pat. One of the more preferred resins for forming tube sheets is epoxy resin. For example, US Pat. No. 3,728,425 discloses the use of polyepoxides to form tube sheets for permeators. This patent states that polyepoxides include polyhydric phenols such as resorcinol, catechol, hydroquinone, phloroglucinol, 2,
2-bis(4-hydroxyphenyl)propane (bisphenol A), 4,4'-dihydroxybenzophenone, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, bis(2-hydroxynaphthyl)
Glycidyl polyethers of methane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 4,4'-dihydroxyphenyl phenyl sulfone and phenol-formaldehyde condensation products (for the production of novolac resins) may be mentioned. There is. Most commonly, the specifically disclosed epoxy resins include diglydisyl ether of bisphenol A (hereinafter referred to as "DGEBA"). A hardener is used with the epoxy resin. For example, McLain specifically discloses the use of 1.1 parts dimethylaminopropylamine and 6.8 parts soy-1,3-propylene diamine as hardeners for 14.7 parts DGEBA. Schrader
He requires an aromatic amine as a curing agent. His suggestions for aromatic amine curing agents were metaphenylene diamine, diaminodiphenylsulfone, 4,4'-methylene dianiline, 2,6-diaminopyridine, 4-chloro-ortho-phenylene diamine, and m-phenylene. These include adducts of diamines and phenyl glycidyl ether of methylene dianiline (disclosed as curing agent Z in U.S. Pat. No. 3,339,633). Mr. Schrader clearly considered Hardener Z to be preferred. Hardener Z has a relatively low viscosity, which allows liquid resin formulation and provides a low viscosity liquid resin suitable for forming tube sheets. However, sclerosing agent Z has been identified as a suspected carcinogen in mammals. Additionally, the nearly stoichiometric amount of curing agent Z required, such as about 20 parts per 100 parts by weight resin (phr), increases the amount required to be processed in the manufacture of tube sheets. Additionally, although aromatic polyamines such as Curing Agent Z are often characterized as providing enhanced strength and chemical resistance to epoxides,
When formulated in a liquid suitable for forming tubesheets, the tubesheets are cured with sufficient chemical resistance to withstand the more severe environments that may be present in gaseous exhaust or waste streams from chemical plants or refiners. There is no basis for the assessment that Agent Z affects tube sheets. Considerable research has been conducted and much literature has been published regarding epoxy technology in general. For example, "Handbook of Epoxy Resins" (1967),
"Epoxy Resins"["Encyclopedia of Polymer"
Science and Technology” Vol. 6, pp. 209-271 (1967)] and “Fpoxy Resins—Chemistry
(1973). Epoxy resins can be used for coating, bonding, electrical encapsulation,
It has found a wide range of applications in tools, flooring, moldings, and more. These various applications may require that the epoxy resin exhibit different properties with respect to its strength, ease of processing, cure time, resistance to heat distortion, and the like. Therefore, many different epoxy resins and hardeners are commercially available to meet the specific needs of a specific application. For example, the Shell Chemical Company product Biurethane (1967) entitled "EPON Resins for Casting" lists 24 hardeners in a table (pages 10-11). Commonly used curing agents can usually be characterized as amines, acid anhydrides, and Lewis acids. One of the available curing agents is 2-ethyl-4-methylimidazole. Although general properties and effects can be attributed to various epoxy resins and curing agents, these general properties and effects are the basis of empirical screening for determining the suitability of an epoxy resin for its intended use. It only serves to guide the selection of candidates. The hollow fiber membrane-containing permeator provided by the present invention exhibits high strength and excellent chemical resistance, yet its tube sheets can be fabricated without the risk of undue damage to the hollow fiber membrane. Additionally, the tube sheet is easy and simple to manufacture, and the manufacturer does not need to be unduly exposed to toxic substances during the manufacture of the tube sheet. The permeator tube sheet of the present invention includes a liquid resin cured epoxy resin containing a polyglycidyl resin and an imidazole hardener. The liquid resin can be applied to the hollow fiber membrane in any suitable manner to form a tube sheet and then cured to solidify the resin. Imidazole curing agents that may be useful in making the tube sheets of the present invention have the following structural formula: It is expressed as In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and hydrogen, alkyl (e.g. 1 to about 12
alkyl containing 1 carbon atoms, preferably 1
lower alkyl containing ~4 or 6 carbon atoms), lower acyl (e.g. containing 1 to about 4 or 6 carbon atoms), and aryl (e.g. monocyclic and bicyclic aryl and aralkyl of approximately 15 carbon atoms). Furthermore, R 2 , R 3
and R 4 can be halogen (eg, chlorine, fluorine or bromine), nitro, hydroxy, alkoxy (eg, alkoxy of 1 to about 6 carbon atoms), or the like. Additionally, R 3 and R 4 can be combined to form, for example, benzimidazole.
Each of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 may be substituted, for example with hydroxyl or halogen moieties such as fluorine, chlorine and bromine. Examples of imidazole curing agents are imidazole, N-butylimidazole,
1-acetylimidazole, 1-trifluoroacetylimidazole, 1-perfluorobenzoylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-nitroimidazole, 2-ethyl-
4-methylimidazole, 2-methyl-5-nitroimidazole, 4-phenylimidazole,
4,5-diphenylimidazole, 4-nitroimidazole and benzimidazole. To facilitate liquid resin formulation, preferably the imidazole curing agent is liquid (including supercooled liquid) at temperatures below about 40°C or at temperatures below about 40°C.
It is soluble in polyglycidyl resins at temperatures below 40°C. As an advantageous imidazole curing agent,
Substituted imidazoles in which at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is other than hydrogen, such as R 1 , R 2 and
Included are substituted imidazoles in which at least one of R 3 is alkyl, acyl or aryl (including aralkyl). A preferred imidazole curing agent is 2-ethyl-4-methylimidazole.
2-ethyl-4-methylimidazole (e.g.
92% pure) is a supercooled liquid at room temperature and has a viscosity of approximately 4000-6000 centipoise at room temperature. For example, although 2-ethyl-4-methylimidazole has a higher viscosity than certain previously proposed curing agents, such as Curing Agent Z, this imidazole curing agent has a higher viscosity even at slightly higher temperatures. Allow sufficient processing time for the liquid resin before its viscosity begins to increase significantly due to curing. Often, the viscosity of the liquid resin can be reduced at a given temperature for a period of time after its formulation, for example to facilitate penetration into the bundle of hollow fiber membranes. Furthermore, it has been discovered that not only can the imidazole curing agent provide the low viscosity necessary to achieve this penetration of the liquid resin, but also the rheology of the liquid resin can be provided by, for example, centrifugal casting. It may be suitable to achieve penetration through the bundle of hollow fiber membranes without the use of such forcing forces. Apparently highly thixotropic (thixotropic)
Liquid resins that do not penetrate well into the hollow fiber bundle can give highly non-uniform tube sheets.
Another advantage is that unreasonably high peak exotherm temperatures can be avoided. The reason is that liquid resins containing this imidazole curing agent need to be heated, for example to about 40°C or more, for rapid initiation of the curing reaction, which tends to generate high temperatures due to the exothermic curing reaction. This is because it is wet.
For the significant portion of hardening that occurs at lower temperatures,
The ease of maintaining a relatively uniform temperature profile throughout the resin mass during curing is enhanced. Although imidazole curing agents may not eliminate wicking, the amount of wicking is generally not excessive. Furthermore, since good penetration of the liquid resin can often be achieved throughout the bundle, the wicking height per cross-section of the bundle is relatively uniform. A significant advantage of this imidazole curing agent is the ability to vary the degree of overall exotherm of the liquid resin during curing by varying the amount of imidazole used. Imidazole curing agents not only react with epoxy moieties through one or both of the ring nitrogens;
It is believed that the imidazole curing agent also catalyzes the reaction between (1) the alkoxide ion formed by the reaction of the epoxy moiety with the ring nitrogen of the imidazole curing agent and (2) other epoxy moieties. “Imidazole Catalysts in
the Curing of Epoxy Resins” [Journal of
Applied Polymer Science” Volume 12, No. 159-168
(1968) give a more detailed disclosure of the manner in which epoxy moieties are believed to react with imidazole compounds. Therefore, since imidazole curing agents can provide this mechanism for curing epoxy resins, the relative amounts of imidazole curing agents used can affect the relative proportions of these mechanisms that occur in curing epoxy resins. Probably. For example, lower amounts of imidazole curing agent per given amount of epoxy resin tend to promote more cross-linking through the alkoxide ion route. On the other hand, when more imidazole curing agent is used, more epoxy moieties are consumed by reaction with the imidazole nitrogen, and therefore less epoxy moieties are used for cross-linking with any alkoxide ions that may be present. Only part of it will be valid.
It has been found that generally less exothermic reactions occur when higher amounts of imidazole curing agent are used. Accordingly, the amount of imidazole curing agent can be selected to provide a peak temperature that the hollow fiber membrane can withstand, along with sufficient cross-linking to provide advantageous strength and chemical resistance to the tube sheet. According to the invention, it has therefore been found that imidazole curing agents are particularly advantageous for the production of hollow fiber membrane tube sheets. That is, not only can tubular sheets with advantageous strength and chemical resistance be produced, but desirable rheological properties can be achieved with the cured resin to facilitate penetration into the bundle of hollow fiber membranes. Furthermore,
The rate of cure, degree of cure, and peak temperature occurring during cure are sufficiently flexible to enhance the ability to provide a suitable tube sheet. Often, the imidazole curing agent is present in an amount necessary for complete reaction of one ring nitrogen with the epoxy moieties in the liquid resin on a stoichiometric basis (hereinafter referred to as the "stoichiometric reaction requirement"). of at least about 1 or 2%. Often, the imidazole curing agent is present at about 2-40% of the stoichiometric reaction requirement;
For example about 2-30%, and preferably about 5-20%
given in the amount of In common practice, the amount of curing agent in an epoxy resin is expressed in parts by weight per 100 parts by weight of resin ("phr"). Therefore, for ease of understanding the present invention, the imidazole curing agent will often be present in at least about 1 phr, e.g.
15 phr especially about 2 to 12 phr, and most often about 3 to
Used in an amount of 7phr. Other suitable hardeners and modifiers may be useful in combination with the imidazole hardener.
Examples of curing agents and modifiers include polyamine curing agents and amine modifiers such as isopropylamine, polymethylene diamine, polyalkyl ether diamines, dialkylene triamines (e.g. diethylene triamine), trialkylenetetramines (e.g. triethylenetetramine), diethylaminopropylene. , N-aminoethylethanolamine, 1,3-bis(dimethylamino)-2-
Propanol, menthanediamine, aminoethylpiperazine, 1,3-diaminocyclohexane,
Bis(p-aminocyclohexyl)methane, m-
Phenylene diamine, m-xylylene diamine,
4,4'-diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone, piperazine, N-methylpiperazine, piperidine, 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol (DMP-30),
Tri-2-ethylhexanoate salt of DMP-30,
halohydrin ethers of modified aliphatic polyamines such as glycol polyamine adducts,
Dimethamine adducts of allocimene diepoxide, aminoalkoxysilane adducts of propylene oxide, hydroxypolyamines and others, acidic curing agents (generally not preferred as they may be reactive with imidazole curing agents) such as boron trifluoride, Aluminum chloride, boron trifluoride monoethylamine, sleic anhydride, phthalic anhydride, chlorendic anhydride, pyromellitic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, dodecenylsuccinic anhydride, Nadizku methyl anhydride, Tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and others, amides such as amide polyamines, fatty polyamines, vicinal amides such as p-phenylene bis(anilinophenylphosphine oxide), urea (including substituted ureas and urea-formaldehyde) , N,N-diallylmelamine, triallyl cyanurate, hydrazide, aminoacetal such as bis(2-dimethylaminoethoxy)
Methane, bis(1-dimethylamino-2-propoxy)methane, 1,6-bis(2-dimethylaminoethoxy)hexane, α,α′-bis(2-dimethylaminoethoxy)-p-xylene, bis(3
-dimethylamino-1-propoxy)methane,
2,6-bis(2-dimethylaminoethoxy)pyridine, 2,6-bis(1-dimethylamino-2
-propoxy)pyridine, 2,6-bis(3-dimethylamino-1-propoxy)pyridine, bis(2-dimethylaminoethoxy)methane, bis(2-N-morpholinoethoxy)methane, 1,1
-Bis(2-dimethylaminoethoxy)propane, 2,2-bis(2-dimethylaminoethoxy)propane, α,α′-bis(2-dimethylaminoethoxy)toluene, 1,1-bis(2-dimethylamino) ethoxy)butane, 1,1-bis(2
-dimethylaminoethoxy)ethane and 1,
Examples include 1,2,2-tetrakis(2-dimethylaminoethoxy)ethane and others. If one or more other curing agents are used in the curing composition in combination with the imidazole curing agent, the total reactive sites provided on the curing agent (the imidazole curing agent has 1 It is preferred that the amount of reactive sites (considered to have 100 reactive sites) is no more than about 30% or 40% of the stoichiometric reaction requirement, such as about 5 or 10-30%. Typically, the imidazole curing agent will be present in an amount of at least about 1%, such as about 2-20%, of the stoichiometric reaction requirement. Thus, other hardeners are typically used in amounts up to about 10-12 phr, such as about 1 or 2-12 phr, and imidazole hardeners are used in amounts of at least about 2 phr, such as about 2 phr.
Used in amounts of ~6 phr. Most often, the imidazole curing agent comprises at least about 40%, such as about 50-95%, by weight of the total cured composition. A particularly attractive advantage offered by imidazole hardeners is that a wider range of polyglycidyl resins can be used in the manufacture of tube sheets. The polyglycidyl resins are therefore primarily chosen to facilitate the production of tube sheets, for example with respect to low viscosity, low wicking, low shrinkage, high adhesion and low solvation on hollow fiber membranes. be able to. Moreover, the imidazole curing agent allows tube sheets to be formed without undue exothermic reactions and can provide tube sheets exhibiting the desired strength and chemical resistance. The liquid resin polyglycidyl resin preferably contains 1
species or more diglycidyl compounds (including glycidyl-terminated prepolymers). Optionally, the polyglycidyl resin may also contain tri- or higher functional glycidyl compounds. Triglycidyl and higher functional compounds (such as novolaks) are generally not required to impart advantageous strength and chemical resistance to tubesheets. This is because imidazole curing agents often provide sufficient cross-linking to achieve the desired properties. However, when used, triglycidyl and higher functional compounds are often less than about 10% by weight of the polyglycidyl resin, such as about 5% by weight.
For example, it constitutes about 0.01 to 2% by weight. Typically, the diglycidyl compound will be at least about 75% by weight of the polyglycidyl resin, such as about 90 or 95% to essentially
Consists of 100% by weight. Polyglycidyl resins useful in providing the tube sheets of this invention are often obtained as glycidyl reaction products between glycidyl group-forming compounds such as epihalohydrins such as epichlorohydrin and organic compounds. An example of such a glycidyl-forming reaction is, for example, a reaction involving epichlorohydrin carried out in two steps: (1) formation of a chlorohydrin intermediate and (2) formation of a glycidyl compound by dehydrohalogenation of the intermediate. It is. Such reactions are generally described in the epoxy technology literature. For example, "Handbook of Epoxy Resins"
(1967). Polyglycidyl resin generally has the following structure can be characterized by the presence of multiple glycidyl groups. The organic compound forming the glycidyl resin can be an aliphatic hydrocarbon and it may contain aromatic hydrocarbon groups or even have a heterocyclic structure. Organic compounds can be characterized by having active hydrogen groups, such as alcohol or amine groups, which hydrogens are replaced by glycidyl groups. Such active hydrogen alcohol and/or amine groups can even be present in heterocyclic structures such as triazines or hydantoins. Among the more preferred polyglycidyl resins useful for obtaining the tube sheets of the present invention, glycidyl-forming compounds such as epichlorohydrin and bisphenol A, resorcinol, catechol, hydroquinone, phloroglucinol, 4,4'-dihydroxy Benzophenone, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, bis(2-hydroxynaphthyl)methane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone , ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, isopentanediol, linoleic acid dimer,
poly(oxypropylene) glycol, 2,4,
4'-trihydroxybisphenyl, 2,2',4,
4'-tetrahydroxybisphenyl, bisresorcinol F, 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone, bisphenol hexafluoroacetone, aniline, p-aminophenol, isocyanuric acid, hydantoin, 1, 1', 2,
2'-tetra(p-hydroxyphenyl)ethane,
Phenol-formaldehyde novolac, o-
All polyglycidyl resins including glycidyl reaction products with any compound selected from cresol-formaldehyde novolaks, cycloaliphatic alcohols and mixtures thereof.
These reactant compounds can be substituted, for example, with hydroxyl groups or halogen groups such as fluorine, chlorine and bromine. One such substituted organic compound is tetrabrominated bisphenol-A. Preferably, the polyglycidyl resin includes a glycidyl-forming compound such as the glycidyl reaction product of epichlorohydrin and phenol-formaldehyde novolak or bisphenol-A. Polyglycidyl resin reaction products based on phenol-formaldehyde novolacs are sometimes referred to as polyglycidyl ethers of bisphenol-F, as bisphenol-F epoxy resins, or as polyglycidyl ethers of phenol-formaldehyde novolacs. Most preferably, the polyglycidyl resin includes a glycidyl reaction product of bisphenol-A and a glycidyl-forming compound. The preferred polyglycidyl resin is commonly referred to as diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) or bisphenol-A epoxy resin, and it generally has the structural formula (where n is often between 0 and 1, such as between 0.01 and 0.5). In the epoxy art, polyglycidyl resins are commonly characterized by "epoxide equivalent weight" or "epoxy equivalent weight," which is the weight in grams of polyglycidyl resin containing one gram equivalent of epoxy. Therefore, in a diglycidyl compound, the "epoxy equivalent weight" is half the molecular weight of the compound. Often the polyglycidyl resins used in making the tube sheets of the present invention have an "epoxy equivalent weight" of about 75 to 300 grams, such as about 125 to 250 grams, and most often about 150 to 200 grams. Attractive polyglycidyl resins have an "epoxy equivalent weight" of about 165-185 grams. In general, an important consideration in the selection of polyglycidyl resins is to ensure that the liquid resin has appropriate rheology (viscosity and flow) to enable formation of tube sheets. Therefore, the polyglycidyl component is often selected to have an "epoxy equivalent weight" such that it provides a liquid resin with suitable rheology. The liquid resin may also contain monoglycidyl compounds. Commercially available polyglycidyl resins often contain monoglycidyl compounds as impurities or additives. Monoglycidyl compounds often serve to reduce the viscosity of liquid resins. Because monoglycidyl compounds are reactive with the curing agent, they are included in the cured epoxy structure. Monoglycidyl compounds also serve to stop the curing reaction. Therefore, if high strength and chemical resistance tube sheets are essential, all monoglycidyl compounds should be no more than about 10% by weight of the polyglycidyl resin, e.g., essentially 0 to 5% by weight. is preferred. Examples of monoglycidyl compounds are butane glycidyl ether, pentane glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, glycidyl ether of 2-ethoxyhexanol, and others. The liquid resin may contain other polymeric materials such as phenolic resins, polycarbonates, polysulfones, polyimides, polyamides, and the like. However, these polymeric materials may be less than about 50% by weight of the polyglycidyl resin, e.g.
Preferably, it is present in an amount up to % by weight, such as from about 0 to 10%. This liquid resin contains other ingredients such as plasticizers, bonding promoters, curing accelerators, thickeners,
Dyes, pigments and inorganic or organic fillers may be included. Plasticizers include phthalate esters (eg, dioctyl phthalate), tricresyl phosphate, and others. Bonding promoters include tertiary amines such as benzyldimethylamine, N-methylmorpholine, dimethylaminopropylamine, and others. Accelerators include resorcinol, nonylphenol, bisphenol-A, triphenyl phosphate, toluenesulfonic acid, lactic acid, salicylic acid, and others. Thickening agents include very finely divided solids such as colloidal silica, clays, and the like. Fillers can be used to reduce the amount of polyglycidyl resin required per unit volume of liquid resin. If used, the filler may often constitute up to about 70% by volume of the liquid resin, such as about 2-60%, such as about 5-50%. The filler should not be of such small particle size or high surface area per unit volume that it unduly increases the viscosity of the liquid resin. Therefore, most often the filler is at least about 2 or 5μ,
For example, it has an average particle size of about 5 to 150 or 200 microns. Examples of fillers include inorganic materials such as silica, alumina, aluminum, iron, iron oxide, ceramics, etc., chemically combined inorganic and organic materials such as organically modified silica, or organic materials such as phenols, polycarbonates, polyurethanes,
Mention may be made of solid polymers including polyureas, polysulfones and others. The filler should not unduly settle out of the liquid resin during tube sheet formation. Preferably the density of this filler is about 7
g/cm 3 or less, for example about 1 to 5 g/cm 3 . Preferably, the liquid resin has a viscosity sufficient to maintain the filler in suspension at least for a sufficient period of time to form the liquid resin into a substantially tube sheet form. If desired, the curing composition can contain at least one other curing agent in addition to the imidazole curing agent. Such other curing agents have greater reactivity with glycidyl moieties than imidazole curing agents have. This other curing agent is preferably non-reactive with the imidazole curing agent. The other curing agent in this curing composition is sufficient to increase the viscosity of the liquid resin to maintain the filler in suspension without undue settling prior to curing of the remainder of the resin with the imidazole curing agent. It is made to exist in a large amount. Therefore, the viscosity of the liquid resin is low enough for tube sheet formation, and the viscosity of the liquid resin is rapidly increased after the liquid resin is placed in tube sheet form to eliminate undue filler loading. Sedimentation can be excluded. Preferably, the amounts of other components in the curing agent are insufficient to result in undue exotherm of the resin and undue reduction of cross-linking provided by the imidazole curing agent. Often, the weight ratio of other curing agent to imidazole curing agent in the curable composition is from about 0.01:1 to 1:1, such as from about 0.1:1 to 0.75:
It is 1. Any suitable curing agent may find use as another curing agent in the total curable composition. Polyamines and modified polyamine curing agents are generally preferred. The liquid resin can be formed into tube sheets by any suitable method. For example, a liquid resin may be placed on the ends of a plurality of hollow fiber membranes and the hollow fiber membranes may then be assembled, such as in U.S. Pat.
It can be in the form of a bundle as disclosed in each specification of No. 3690465. In this type of assembly, the ends of the hollow fiber membranes are joined together to form an integral resin tube sheet. Generally, in these methods, the liquid resin has a temperature of about 5000 ~
Preferably it exhibits a viscosity of 100,000, preferably about 5,000 to 50,000 centipoise. A thickening agent is often desirable in order to produce a mixture that is sufficiently thixotropic to prevent undue flow of liquid resin when it is placed at the end of a hollow fiber membrane.
For example, thickeners can be used in amounts of 0.01 to 0.5% by weight of the liquid resin. A more preferred method of tube formation, due to the simplicity of the process and the absence of complex molding equipment, is to mold the liquid resin around a preformed bundle of hollow fiber membranes. In these methods, the ends of the hollow fiber membrane holes are generally sealed to prevent liquid resin from being drawn into the holes, for example, or the hollow fiber membranes are looped and the bundle of hollow fiber membranes is placed in a mold. . The liquid resin can then be introduced into the mold and formed into a substantially tube sheet configuration. This resin is then allowed to solidify. When molding a liquid resin to form a tube sheet, the viscosity of the liquid resin at 25°C is approximately
Below 15,000 centipoise, often around 200 or 500 ~
15,000, such as about 500 to 1200 centipoise. Molding can be carried out at elevated temperatures to reduce the viscosity of the liquid resin. However, excessively high temperatures may accelerate the curing reaction of the resin, and this may result in undesirable temperatures resulting in a rapid curing rate. Therefore, the temperature of the liquid resin during molding is approximately 45℃
For example, the temperature is about 15° to 40°C. Any suitable curing schedule for the resin can be applied to the tube sheet production of the present invention. Curing of liquid resins often proceeds in three stages: a first initiation of curing, a second solidification, and a third final cross-linking. In these cases, the conditions to which the resin is exposed during curing can affect the rate of curing, the peak temperature that appears during curing of the resin, and the degree of crosslinking of the resin. Often hardening is e.g. 10
Although starting at ambient temperatures of ~30°, it may be desirable to supplement the liquid resin with heat during the early stages of curing to help initiate the curing reaction. Preferably, the temperature is less than a temperature such that the reaction rate is so fast that very little of the heat generated cannot be dissipated and unreasonably high temperatures are generated which further accelerate the reaction rate. It is low. This phenomenon is referred to herein as exotherm, and the peak temperature during curing is referred to as the peak exotherm temperature. The rate at which curing is initiated can affect the peak temperature achieved during the exotherm. Preferably, the temperature of the liquid resin during the initial stages of curing is such that undesirable peak exothermic temperatures are not produced. The peak exotherm temperature of the curing reaction should be below the temperature at which the hollow fiber membrane is unduly affected with respect to strength, chemical resistance and/or permeability. Often, the peak exothermic temperature of the curing reaction is at least 10°C or 20°C below the glass transition temperature of the hollow fiber membrane. When supplemented with heat, the temperature of the liquid resin is typically up to about 45°C, such as about 25°C or 30° to 40°C. The solidification stage of the curing reaction is usually carried out at elevated temperatures due to the heat generated during the curing reaction. If necessary, heat can be supplemented to the cured resin to provide the desired reaction rate. However, once initiated, the curing reaction usually proceeds to solidification of the resin without the need for heat supply. Advantageously, the peak temperature during solidification is at least 10°C or 20°C lower than the glass transition temperature of the hollow fiber membrane. Sometimes the peak exothermic temperature during solidification is about 100℃ or less,
For example, about 90°C or less, such as about 25-90°C. The curing reaction slows down as it approaches completion. The reason is that the concentration of the reaction components is substantially reduced. Optionally, in the final cross-linking step, the temperature of the resin is increased, for example, to facilitate reaction component migration and to accomplish additional cross-linking (curing). This additional cross-linking, even though the amount of cross-linking is small, provides a substantial increase in the strength and chemical resistance of the tube sheet. The temperature generally used for final cross-linking is
At least as high as the peak temperature during solidification, but about 10 or 20 degrees Celsius below the glass transition temperature of the hollow fiber membrane. In the case of highly temperature stable hollow fiber membranes, the curing mass may be up to about 150°C or 170°C.
However most often the temperature is around 40°C to 80°C
℃ or 100℃. The duration of heat during the final cross-linking step of the curing reaction generally depends on the degree of cross-linking desired. The use of excessive cross-linking can make the tube sheet undesirably brittle. Frequently, the duration of this heating is sufficient to provide a substantially uniform temperature throughout the tube sheet.
Often this duration will be at least about 1 hour, such as at least about 2 hours. Duration of more than about 24 or 36 hours may be undesirable due to the time required for tube sheet forming. Preferably the duration of this heating is about 1 to 24 hours, such as about 1 to 16 hours. After a bundle of hollow fiber membranes with liquid resin at the ends is assembled or cast into a tube sheet, the tube sheet is generally cut to open the holes in the hollow fiber membrane. expose. Provides a tube sheet which exhibits highly advantageous properties, namely high strength, good chemical resistance, low and uniform wicking, etc., and which can still be formed into an acceptable tube sheet without risk of damage to the hollow fiber membrane. For this purpose, liquid resins can be formulated using a wide range of polyglycidyl resins and additive selections. For example, the tube sheets of the present invention can exhibit highly advantageous strength and chemical resistance. For example, tube sheets made from bisphenol-A and diglycidyl ether of 2-ethyl-4-methylimidazole,
It exhibits virtually no volume change when exposed to liquid ammonia, toluene, xylene or diethylbenzene. At least about 350 or 400 per cm2
Tensile strengths of Kg can be achieved. This tube sheet can be rigid. That is, it exhibits sufficient strength to hold its structure under stress. Often, the cured resin exhibits a Shore A hardness (ASTMD 2240) of at least about 70, such as at least about 80 or 90, and often up to about 120 or 130. Resin shrinkage during curing is generally 2 or 3
volume% or less. If even slight resin shrinkage during curing is undesirable, additional liquid resin can be added to the solid resin to provide the desired dimensions and structure. Resins typically exhibit sufficient adhesion to a wide range of materials suitable for hollow fiber membranes without unduly adversely affecting them. Since a wide range of curing conditions may be suitable for curing liquid resins with imidazole curing agents, curing conditions can be chosen to avoid undue stress in the tube sheet. Hollow fiber membrane-containing permeators in which tube sheets are commonly used generally have at least one membrane-containing permeator adapted to accept tube sheets.
an elongated tubular shell having an open end, an essentially fluid-impermeable end closure cap secured to and overlying the elongated tubular shell at the open end and having at least one fluid connection port; a plurality of generally parallel and longitudinally extending hollow fiber membranes forming at least one bundle in an elongated tubular shell, with at least one end of each hollow fiber membrane being connected in fluid-tight relation; a tube sheet embedded therein and such that the holes in the hollow fiber membrane are in fluid communication through the tube sheet;
and at least one fluid inlet port connected via an elongated tubular shell.
It is characterized by having two fluid outlet ports.
The elongated tubular shell can be of any suitable cross-sectional configuration to hold a bundle of hollow fiber membranes.
Conveniently the tubular shell has a circular cross section and the bundle of hollow fiber membranes substantially fills the cross section of the tubular shell. However, other cross-sectional configurations may also be suitable, such as rectangular, elliptical, free-form, etc. The permeator can be a single-ended or a double-ended permeator. Single-ended permeators have a tube sheet at only one end, and one or both ends of the hollow fiber membrane are embedded in the tube sheet. If only one end of each hollow fiber membrane is embedded in the tube sheet, the other end must be plugged or otherwise obstructed. In a double-ended permeator, each end of the tubular shell is provided with a tube sheet, and the hollow fiber membrane can extend from one tube sheet to the other tube sheet. Alternatively, the permeator can contain at least two separate bundles of hollow fiber membranes, with at least one bundle extending into only one tube sheet. Often, a single hollow fiber membrane bundle is used in a permeator, and at least one end of the hollow fiber membranes in the bundle is embedded in a tube sheet. The opposite end of the hollow fiber membrane may be looped back. That is, the bundle is generally U-shaped and may be embedded in the same tube sheet or the other end of the hollow fiber membrane may be plugged or embedded in another tube sheet. It's okay. If the hollow fiber membranes in the bundle are U-shaped, their ends may be segmented. As a result, a different location on the tube sheet contains each end of the hollow fiber membrane. Each of these regions on the tube sheet can be held in an essentially fluid-tight relationship, so that fluid connections between these regions can only be made by passage of fluid through the pores of the hollow fiber membrane. . This permeator can be operated in any desired manner. For example, the fluid feed mixture can be introduced into the shell and first contact the shell side of the hollow fiber membrane or it can be introduced into the pores of the hollow fiber membrane. The fluid flow pattern on the shell side of the hollow fiber membrane is either primarily transverse to the longitudinal orientation of the hollow fiber membrane or it is primarily axial to the orientation of the hollow fiber membrane. It can be a direction. If the flow on the shell side of the hollow fiber membrane is axial, it may generally be cocurrent or countercurrent to the flow in the pores of the hollow fiber membrane. The tube sheet is in a fluid tight relationship with the tube shell. This fluid-tight relationship is usually achieved by a tube seat and sealing means located between the at least one end closure cap and the tube-like shell. For example, the sealing means may be an o-ring or a gasket positioned between the side surface of the tube sheet and the inner surface of the tube shell [see, for example, U.S. Pat.
3422008, 3528553, 3702658, and 4061574]. Alternatively, a fluid-tight relationship can be provided by placing an o-ring or other gasket between the end face of the tube seat or a lateral protrusion from the tube seat and the end sealing cap [e.g., U.S. Pat. Application No. 151003, Application No. 972642 and Application No.
See each specification of No. 086211]. of the tubesheet to ensure that each hollow fiber membrane is embedded within the tubesheet and to provide a section of sufficient thickness in the tubesheet to receive, for example, a sealing o-ring or other gasket. The peripheral dimension typically extends outside the tube sheet zone through which the bundle of hollow fiber membranes extends.
That is, the tube sheet includes regions with a high density of hollow fiber membranes and regions with relatively little hollow fiber membranes. These regions may exhibit different curability, including different peak exotherm temperatures during the solidification stage of curing, due to differences in resin density between the regions, for example. The liquid resin used in the manufacture of the tube sheets of the present invention is of sufficient size to ensure the desired embedment of the hollow fiber membranes by leaving areas relatively free of hollow fiber membranes and the tube sheets are It is possible to provide sufficient area to enable a fluid-tight relationship. Most preferably,
The average circumferential dimension around the tube sheet is at least about 2% greater, such as about 5-50%, such as about 5-25%, greater than the average circumferential dimension of the tube sheet zone through which the bundle of hollow fiber membranes passes. Often, the difference between these margins is about 1 to about 15 or 20 cm. The tube sheet region containing hollow fiber membranes may contain a relatively high density of hollow fiber membranes. Typically, the density of hollow fiber membranes is expressed in terms of the packing factor, which is the percentage of a given cross-sectional area occupied by the hollow fiber membrane based on the cross-sectional dimensions of the hollow fiber membrane. Advantageously, the invention provides a high packing factor in terms of the peripheral dimensions of the bundles in tube sheets;
For example, it may be possible to produce desirable tube sheets having a bundle of packing factors of often at least about 40 or 45%, such as about 65 or 70%, and most often about 50-60%. Frequently, the tube sheets have an average cross-sectional dimension (eg, diameter for tube sheets having a circular cross-sectional configuration) of at least about 1 or 2 cm. Although this average cross-sectional dimension can be up to 1 m or more, many tube sheets are at least about 0.02 m, preferably at least about 0.05 to 1.0 m.
It has an average cross-sectional dimension of m. The length of the tube sheet (measured in a direction parallel to the general orientation of the bundle of hollow fiber membranes through the tube sheet) is generally adequate to withstand the total pressure differential to which the tube sheet may be subjected in the intended separation operation. It is sufficient to provide strength. That is, the length used may depend on the strength of the resin. Additionally, the tube sheet should be of sufficient length to provide sufficient contact between the tube and the resin to ensure an essentially fluid-tight relationship. Therefore, the adhesion between the tube and tube sheet material also affects the desired tube sheet length. Often,
This tube sheet has a length of at least approximately 2
cm, e.g. about 2-100 cm, e.g. about 2-30 or
It is 50cm long. The volume of liquid resin used to make the tube sheets of the present invention will vary depending on the size of the tube sheets and the proportion of the tube sheet volume occupied by the hollow fiber membrane. Often times more than about 1000 or 1500 g of liquid resin is required for the manufacture of tube sheets, which minimize the risk of unacceptably high peak exotherm temperatures during the solidification stage of the curing reaction. manufactured in two or more stages. Alternatively and more preferably, fillers and the like are used to reduce the amount of polyglycidyl resin and curing composition required to form the tube sheet and to absorb the heat generated by the curing reaction. Hollow fiber membranes can be made from any synthetic or natural material suitable for fluid separation or for supporting materials that perform fluid separation.
The selection of materials for the hollow fibers is governed by the heat-resistant chemical resistance and/or mechanical strength of the hollow fiber membrane and the fluid separation to which it is intended for use, and the operating conditions to which it is subjected. It may be based on other factors. The hollow fiber forming material can be inorganic, organic or an organic-inorganic mixture. Typical inorganic materials include glasses, ceramics, celmets, metals, and others. Organic materials are usually polymers. Typical polymers that may be suitable for hollow fiber membranes include substituted and unsubstituted polysulfones, styrene-containing copolymers such as acrylonitrile-styrene copolymers, styrene-butadiene copolymers, and styrene-vinylbenzyl halide copolymers. poly(styrene), polycarbonate, cellulose copolymers such as cellulose acetate, butyrate, cellulose propionate, ethylcellulose, methylcellulose, nitrocellulose and others, polyamides and polyimides including aryl polyamides, polyimides and polyamide copolymers, polyethers, polyacetals, poly(arylene oxides) such as poly(phenylene oxide), and poly(xylylene oxide),
poly(esteramide-diisocyanate), polyurethane, polyester (including polyarylate) such as poly(ethylene terephthalate),
Poly(alkyl methacrylate), poly(alkyl acrylate), poly(phenylene terephthalate) and others, polysulfides, polymers from monomers having α-olefinic unsaturation other than those mentioned above, such as poly(ethylene), poly(propylene) ), poly(butene-1), poly(4-methylpentene-1), polyvinyl such as poly(vinyl chloride), poly(vinyl fluoride), poly(vinylidene chloride), poly(vinylidene fluoride), poly(vinyl poly(vinyl esters) such as poly(vinyl acetate) and poly(vinyl propionate), poly(vinyl pyridine), poly(vinyl pyrrolidone), poly(vinyl ether), poly(vinyl ketone), poly(vinyl aldehyde) For example poly(vinyl formal) and poly(vinyl butyral), poly(vinylamine), poly(vinyl phosphate) and poly(vinyl sulfate), polyallyl, poly(benzobenzimidazole), polyhydrazide, polyoxadiazole, polytriazole , poly(benzimidazole), polycarbodiimide, polyphosphazine, etc., and copolymers containing repeating units from the foregoing, such as terpolymers of acrylonitrile-vinyl bromide-p-sulfophenyl methalylether sodium salt. and grafts and blends containing any of the foregoing. Typical substituents to provide substituted polymers include halogens such as fluorine, chlorine and bromine, hydroxyl groups, lower alkyl groups, lower alkoxy groups, monocyclic aryls, lower acyl groups, and the like. One preferred polymer for hollow fiber membranes in environments requiring strength and/or chemical resistance is a polysulfone polymer. In particular, polysulfones with aromatic hydrocarbyl-containing moieties generally have good thermal stability, are stable to chemical attack, and have an excellent combination of toughness and flexibility. Useful polysulfones are sold, for example, under the trade names "P-1700" and "P-3500" (Union Carbide), but these commercially available products have the general formula A polysulfone derived from bisphenolmethane (particularly derived from bisphenol-A) having a linear chain of (where n represents the degree of polymerization and is about 50 to 80). Another useful polysulfone is manufactured by 3M under the trade name "ASTREL 360 PLASTIC".
It is released by the company. Poly(arylene ether) sulfones are often preferred. repeating structure The poly(arylene ether) sulfone with
It is available from ICI (UK) and is also useful. Still other useful polysulfones can be prepared by polymer modification, such as by cross-linking, grafting, quaternization, and the like. Another group of polymers that may be attractive for hollow fiber membranes are copolymers of styrene and acrylonitrile or terpolymers containing styrene and acrylonitrile. Often, styrene is up to about 60 or 70 mole percent of the total monomers in the polymer, such as about 10 to 50 mole percent. Advantageously, the acrylonitrile monomer comprises at least about
20 mol% e.g. about 20 to 90 mol% often about 30 to 90 mol%
Consists of 80 mol%. Other monomers that may be used with styrene and acrylonitrile, for example to form terpolymers, include olefin monomers such as butene, butadiene, vinyl chloride, and the like. The copolymer or terpolymer of styrene and acrylonitrile is at least about
It has a weight average molecular weight of 25,000 or 50,000, such as about 75,000 to 500,000 or more. Still other groups of polymers that may be particularly attractive are polymers and copolymers derived from hexamethylene diamine, including copolymers with dicarboxylic acids such as terephthalic acid, and substituted poly(phenylene oxides) such as Alkylated, alkylbrominated, arylbrominated and brominated substituents on poly(phenylene oxide) and primary and secondary
Polymers and copolymers of phenylene oxide, including reaction products between phenylene oxide and bases. The cross-sectional dimensions of this hollow fiber membrane can be selected from a wide range. However, the hollow fiber membrane should have sufficient wall thickness to provide sufficient strength and the pores (bore) should be sized so as not to impose an unreasonably high pressure drop on the fluid passing through the pores. It should be large enough so that no embolization occurs due to the presence of solids in the fluid passing through it. Often the outer diameter of the hollow fiber membrane is at least about 20μ, such as at least about 30μ, and fibers of the same or different outer diameters can be included in the bundle. The outer diameter of hollow fiber membranes is often around 800μ or 1000μ
cannot be exceeded. This is because such large diameter hollow fibers can provide a less desirable hollow fiber surface area ratio per unit volume of permeator. Preferably the outer diameter of the hollow fiber membrane is about 50-800μ,
and most preferably about 150 or 300 to 600 or 800μ. Generally, the wall thickness of hollow fiber membranes is at least 5μ, and in some hollow fiber membranes, the wall thickness can be up to about 200 or 300μ.
For example, it can be about 50-200μ. For hollow fiber membranes made from materials with lower strength, it may be necessary to use larger hollow fiber diameters and wall thicknesses to impart sufficient strength to the hollow fiber membrane. Although the walls of hollow fiber membranes are essentially solid, they may also have substantial void volume. If voids are desired, the density of the hollow fiber membrane can be essentially the same across its walls, i.e. the hollow fiber membrane can be isotropic, or the hollow fiber membrane can be The hollow fiber membrane can be characterized in that it has at least one relatively dense region within its wall thickness in the barrier flow relationship of the membrane, ie the hollow fiber membrane is anisotropic. The hollow fiber membranes are generally arranged in parallel in one or more bundles within the shell. Generally, at least about 10,000 hollow fibers, and often a substantially larger number, such as up to 1 million or more, are contained in the permeator. For example, the fibers in the bundle may be relatively linear, or they may be spirally wound, as disclosed, for example, in US Pat. No. 3,422,008. The following examples are given to further illustrate the invention and are not intended to limit it. In the examples, all parts and percentages of liquids and solids are by weight and parts and percentages of gases are by volume, unless otherwise stated. Example 1 An outer skin having an outer diameter of approximately 450μ, an inner diameter of approximately 150μ and polysulfone (P-3500, Union
About 1,500 to 1,600 anisotropic hollow fiber membranes, about 37 cm long, made from Carbide Corporation (available from Carbide Corporation) are assembled into bundles having a generally circular cross-sectional structure. A section of plastic pipe with an internal diameter of about 2.5 cm and a length of about 25 cm is placed on one end of the bundle to fix the hollow fiber membrane in the form of a bundle with a circular cross-sectional structure. A similar pipe, but having a length of about 2-3 cm, is placed at the other end of the bundle. A gap of about 6-7 cm exists between these pipes. The area of the hollow fiber membrane in the gap is sprayed with a 2% by weight solution of Sylgard 184 (poly(dimethylsiloxane), available from Dow Corning) in isopentane. Remove the short piece of pipe and trim the ends of the bundle with a sharp razor blade so that they are perpendicular to the orientation of the bundle. Household waterproofing cement (DUCO Cement, available from DuPont) is applied to each exposed end of the hollow fiber membrane bundle to seal the pores in the hollow fiber membrane. The cement is then allowed to dry. Prepare a mold for forming tube sheets. The mold has a recess approximately 5.6 cm in diameter and approximately 4.4 cm deep. A concentric hole approximately 2.5 cm in diameter and 2.5 cm in length extends from this recess. At the bottom of the concentric hole is an aluminum plug with a thickness of approximately 0.75 cm. The outside of the mold is surrounded by an electrical heating unit. The mold recess and concentric holes are prepared for casting by coating with a silicone-based mold release agent. The exposed end of the bundle is inserted into the mold recess so that the end of the bundle extends into the concentric hole and contacts the aluminum plug. Heat the mold to about 35℃
Heat to. The liquid resin has an "epoxy equivalent weight" of 185 and
The diglycidyl ether of bisphenol-A (Ciel.
2-Ethyl-4-methylimidazole (available as Epon 826 from Huaique Chemical Company) having a viscosity of approximately 6000 centipoise at 25°C and a purity of approximately 90-92% (available as Epon 826 from Huaique Chemical Company) Contains. This liquid resin is poured into the mold recess and an insulator is placed around the bundle at the top of the mold. This liquid resin solidifies overnight (about 16 hours or more). The temperature of the mold is then gradually increased to about 150° C. over about 5 hours. The temperature of about 150℃ is about 3
Hold for a period of time to achieve the desired cross-linking, and then allow the mold to cool to normal room temperature conditions (approximately 25°C). The cast tube sheet was removed from the mold and the protrusions for the tube sheet created by the concentric holes in the mold were cut with a hack saw and then trimmed with an electric planer and then a razor blade to form hollow fibers. Expose the membrane pores. This tube sheet exhibits good strength and chemical resistance. This resin adheres to the hollow fiber membrane. A particularly useful method for evaluating the potential suitability of a curable composition for use in forming tube sheets is to cast a resin mass approximating the amount needed to form tube sheets and observe the curing characteristics of the resin mass. It is to be. For example, the resin may be less desirable if relatively low temperatures produce accelerated reaction rates that result in excessively high peak exothermic temperatures. Also,
The resin may be less desirable if high temperatures are required to initiate the cure reaction or produce solidification. Advantageously, the imidazole curing agents of the present invention provide resins that can be cured without unduly high onset temperatures or unduly excessive peak exotherm temperatures. The following examples illustrate the suitability of compositions containing various polyglycidyl resins and imidazole curing agents for the formation of tube sheets. Examples 2-18 Various polyglycidyl resins and imidazole curing agents are mixed and cured to determine their suitability for forming tube sheets. In one aspect, these examples illustrate the ability of a liquid resin to substantially cure at a temperature below that which produces rapid acceleration of the curing reaction, and thus the temperature that produces rapid acceleration of the curing reaction. . That is, for example, a certain liquid resin may be heated to a lower temperature during the solidification stage, e.g.
C. or below 40.degree. C. and can then be subjected to further curing in a cross-linking step at higher temperatures without the risk of producing an unduly high peak exotherm temperature. The results are given in the table. The following abbreviations are used in the tables: 826: "Epon 826", an unmodified bisphenol-A epoxy resin available from Shell Chemical Company having a viscosity of about 65-95 poise at 25°C and an epoxy equivalent weight of about 180-190. Epon 828'', unmodified bisphenol-A epoxy resin XD7817, available from Schiel Chemical Company, having a viscosity of about 100-160 poise at 25°C and an epoxy equivalent weight of about 185-192: from Dow Chemical Company. Available epoxy novolak resins (bisphenol-F epoxy resins) EMI: 2-ethyl-4-methylimidazole PDF: Bis(2-dimethylaminoethoxy)methane BDMAP: 1,3-bis(dimethylamino)-
2-propanol TETA: triethylenetetramine IMD: imidazole 2EI: 2-ethylimidazole 4PI: 4-phenylimidazole 4NI: 4-nitroimidazole 1AI: 1-acetylimidazole ND: undissolved imidazole hardener Temperature program: ambient temperature is not necessarily the temperature of the resin.

【表】 例 19〜21 表に記載のポリグリシジル樹脂およびイミダ
ゾール硬化剤を使用する以外は実質上例1の操作
をくりかえしてチユーブシートを製造する。すべ
ての例において硬化剤は約7phrである。
[Table] Examples 19 to 21 Tube sheets are prepared by substantially repeating the procedure of Example 1, except that the polyglycidyl resin and imidazole curing agent listed in the Table are used. In all examples the curing agent is approximately 7 phr.

【表】 ミダゾール
[Table] Midazole

【表】 ル
エポン8132はシエル・ケミカル・コンパニーか
ら入手可能な、25℃で約170〜225ポアズの粘度を
有しそして約190〜198のエポキシ当量重量を有す
るビスフエノール―Aのグリシジルエーテル80重
量%と、25℃で5〜7ポアズの粘度および約195
〜215のエポキシ当量重量を有するモノ官能性反
応性希釈成分20重量%の混合物である。 例 22 外側スキン、約560μの外径を有しそしてポリ
スルホン(P―3500、ユニオン・カーバイド・コ
ーポレシヨンから入手可能)から製造された約
66000本の中空繊維膜の束をシリコーンモールド
離型剤でスプレーしたアルミニウムモールド中に
入れる。モールド中に入れた束の端においてこの
中空繊維膜を溶解することによりシールする。こ
のモールドは、頂部において約24.5cmの最大直径
を有しそして深さ10cmであるわずかにテーパーし
た円筒形上部チヤンバー、および20.3cmの直径お
よび7.6cmの深さを有する同心円下側チヤンバー
を有している。このモールドは底部に直径約10cm
の同心円プラグ孔を有している。このモールドを
電気的に加熱する。束を垂直に配向させ、そして
束の底の端をモールドの下側チヤンバー中に合致
させ(下側チヤンバーの直径基準で約55%のパツ
キングフアクター)、そしてモールドの上部で外
に曲げる。このモールドを約35℃に加熱する。 約5400gのエポン826600gのネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテルおよび3900gの微細
分割(−325米国標準メツシユ)アルミニウム粉
末(レイノルズ・メタル・カンパニーからレイノ
ルズ#120アルミニウムパウダーとして入手可能)
の混合物を作りそしてこれを約35℃に加熱する。
約240gのベルサミド140(75℃で約2〜6ポアズ
の粘度および約370〜400のアミン価を有し、そし
てゼネラル・ミルズ社より入手可能なポリアミド
反応性樹脂)および210gの2―エチル―4―メ
チルイミダゾール(EMI―24、フアイク・ケミ
カル・コンパニーより入手可能)を別々に約35℃
に加熱しそして次いでポリグリシジル樹脂含有混
合物と混合して液体樹脂を生成させる。混合には
約5〜10分を要する。そしてこの液体樹脂をモー
ルドに注ぐ。大約3〜4回の液体樹脂の注加がモ
ールド凹部充填に必要である。何故ならば液体樹
脂は束の中に浸透していくからである。約100g
の残存液体樹脂を冷蔵庫に入れる。モールド中の
液体樹脂の水準より上で、束のまわりを太いコー
ドでゆわえて束の直径が約20〜22cmとなるように
する。次いでこのコードを液体樹脂の水準よりわ
ずか下まで束の下の方にすべらせる。 モールドを18〜20時間35℃に保つがこの間樹脂
は固化しそしてわずかに収縮する。冷蔵した液体
樹脂を固化樹脂の上においてチユーブシートをか
くす。次いでモールド温度を上昇させて45℃に2
時間、次いで55℃に2時間、次いで65℃に2時
間、次いで75℃に2時間、そして最後に100℃に
2時間とする。モールドを室温まで冷却させそし
てチユーブシートをモールドから除去する。チユ
ーブシートの束の側は中等度の例えば約5cm以下
のウイツキングを示すがこれは束全体に比較的均
一である。 下側チヤンバーにより形成されたチユーブシー
ト部分をモールドの一層大なるチヤンバーにより
形成された部分から約3〜7cmのところで、手動
鋸で断面的に切断して、中空繊維膜を露出させ
る。すなわちチユーブシートの面を形成させる。
このチユーブシート面を次いで電気かんなで平ら
にし、そしてレジーナイフでトリミングして中空
繊維膜の孔が流体流れに対して開口されるのを確
実ならしめる。 例 23 例22の方法を実質的にくりかえすがただしここ
では1g当り約2cm2の表面積を有するエポキシシ
ランカツプリングされたシリカがアルミニウム粉
末の代りに使用されている。
Table: Le Epon 8132 is a glycidyl ether of bisphenol-A, available from Siel Chemical Company, having a viscosity of about 170 to 225 poise at 25°C and an epoxy equivalent weight of about 190 to 198, by weight. % and a viscosity of 5 to 7 poise at 25°C and approximately 195
A 20% by weight mixture of monofunctional reactive diluent components with an epoxy equivalent weight of ~215. Example 22 An outer skin having an outer diameter of approximately 560μ and manufactured from polysulfone (P-3500, available from Union Carbide Corporation)
A bundle of 66,000 hollow fiber membranes is placed into an aluminum mold sprayed with silicone mold release agent. The hollow fiber membrane is sealed by melting at the ends of the bundle placed in the mold. This mold has a slightly tapered cylindrical upper chamber with a maximum diameter of approximately 24.5 cm and a depth of 10 cm at the top, and a concentric lower chamber with a diameter of 20.3 cm and a depth of 7.6 cm. ing. This mold has a diameter of about 10cm at the bottom
It has concentric plug holes. This mold is electrically heated. Orient the bundle vertically and fit the bottom edge of the bundle into the lower chamber of the mold (approximately 55% packing factor based on the diameter of the lower chamber) and bend out at the top of the mold. Heat this mold to approximately 35°C. Approximately 5400 g Epon 826600 g neopentyl glycol diglycidyl ether and 3900 g finely divided (-325 US standard mesh) aluminum powder (available as Reynolds #120 Aluminum Powder from Reynolds Metal Company)
and heat this to about 35°C.
about 240 g of Versamide 140 (a polyamide reactive resin having a viscosity of about 2 to 6 poise at 75°C and an amine number of about 370 to 400 and available from General Mills) and 210 g of 2-ethyl-4 - Methylimidazole (EMI-24, available from Huaique Chemical Company) separately at approximately 35°C.
and then mixed with a polyglycidyl resin-containing mixture to form a liquid resin. Mixing takes approximately 5-10 minutes. Then pour this liquid resin into the mold. Approximately 3 to 4 injections of liquid resin are required to fill the mold recesses. This is because the liquid resin permeates into the bundle. Approximately 100g
Place the remaining liquid resin in the refrigerator. Above the level of the liquid resin in the mold, tie a thick cord around the bundle so that the diameter of the bundle is approximately 20-22 cm. The cord is then slid down the bundle to just below the level of the liquid resin. The mold is kept at 35°C for 18-20 hours during which time the resin solidifies and shrinks slightly. Place the refrigerated liquid resin on top of the solidified resin and hide the tube sheet. Next, increase the mold temperature to 45℃.
time, then 2 hours at 55°C, then 2 hours at 65°C, then 2 hours at 75°C, and finally 2 hours at 100°C. The mold is allowed to cool to room temperature and the tube sheet is removed from the mold. The sides of the bundle of tube sheets exhibit moderate wicking, eg, less than about 5 cm, which is relatively uniform throughout the bundle. The tube sheet portion formed by the lower chamber is sectioned with a hand saw approximately 3-7 cm from the portion formed by the larger chamber of the mold to expose the hollow fiber membrane. That is, the surface of the tube sheet is formed.
The tube sheet surface is then smoothed with an electric planer and trimmed with a reggie knife to ensure that the holes in the hollow fiber membrane are open to fluid flow. EXAMPLE 23 The procedure of Example 22 is essentially repeated, except that epoxysilane-coupled silica having a surface area of about 2 cm 2 per gram is used in place of the aluminum powder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 その中に流体分離に適当な複数の中空繊維膜
を埋入せしめており、パーミエーター中に流体密
封関係に位置せしめられるように適合しそしてポ
リグリシジル樹脂と構造式 (式中R1は水素、1〜約12個の炭素原子数の
アルキル、6〜約15個の炭素原子数のアラルキ
ル、低級アシルまたは単環性または二環性アリー
ルであり、そしてR2,R3およびR4は水素、ハロ
ゲン、ヒドロキシ、ニトロ、1〜約6個の炭素原
子数のアルコキシ、1〜約12個の炭素原子数のア
ルキル、または6〜約15個の炭素原子数のアラル
キル、低級アシルまたは単環性または二環性アリ
ールである)を有しそして化学量論的基準で液体
樹脂のエポキシ部分と1個の環窒素との完全反応
に必要とされる量の約2〜40%量で与えたイミダ
ゾール硬化剤とを包含する、液体樹脂の硬化エポ
キシ樹脂を包含する、チユーブシート。 2 R1,R2,R3およびR4の少くとも一つが水素
以外のものである、特許請求の範囲第1項記載の
チユーブシート。 3 イミダゾール硬化剤が2―エチル―4―メチ
ルイミダゾールである、特許請求の範囲第2項記
載のチユーブシート。 4 イミダゾール硬化剤がポリグリシジル樹脂
100重量部当り約2〜12重量部の量で与えられて
いる、特許請求の範囲第1,2または3項記載の
チユーブシート。 5 ポリグリシジル樹脂がグリシジル形成性化合
物と、ビスフエノールA、レゾルシノール、カテ
コール、ヒドロキノン、フロログルシノール、
4,4′―ジヒドロキシベンゾフエノン、1,1―
ビス(4―ヒドロキシフエニル)エタン、ビス
(2―ヒドロキシナフチル)メタン、2,2―ビ
ス(4―ヒドロキシフエニル)ブタン、4,4′―
ジヒドロキシジフエニルスルホン、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブタンジオー
ル、ペンタンジオール、イソペンタンジオール、
リノール酸二量体、ポリ(オキシプロピレン)グ
リコール、2,4,4′―トリヒドロキシビスフエ
ニル、2,2′,4,4′―テトラヒドロキシビスフ
エニル、ビスレゾルシノールF、2,2′,4,
4′―テトラヒドロキシベンゾフエノン、ビスフエ
ノール―ヘキサフルオロアセトン、アニリン、p
―アミノフエノール、イソシアヌール酸、ヒダン
トイン、1,1′,2,2′―テトラ(p―ヒドロキ
シフエニル)エタン、フエノール―ホルムアルデ
ヒドノボラツク、o―クレゾール―ホルムアルデ
ヒドノボラツク、またはそれらの混合物から選ば
れた化合物とのグリシジル反応生成物を包含して
いる、特許請求の範囲第1項記載のチユーブシー
ト。 6 ポリグリシジル樹脂がグリシジル形成性化合
物とビスフエノール―Aまたはフエノール―ホル
ムアルデヒドノボラツクのグリシジル反応生成物
を包含している、特許請求の範囲第5項記載のチ
ユーブシート。 7 ポリグリシジル樹脂がビスフエノール―Aの
ジグリシジルエーテルの混合物を包含する、特許
請求の範囲第6項記載のチユーブシート。 8 ポリグリシジル樹脂が約150〜200gのエポキ
シ当量重量を有している、特許請求の範囲第1,
5または7項記載のチユーブシート。 9 液体樹脂が他の硬化剤を含有している、特許
請求の範囲第1,3または7項記載のチユーブシ
ート。 10 液体樹脂がアミノアセタールを含有してい
る、特許請求の範囲第1項記載のチユーブシー
ト。 11 アミノアセタールがビス(2―ジメチルア
ミノエトキシ)メタンである、特許請求の範囲第
10項記載のチユーブシート。 12 中空繊維膜を束に配列させ、そして束の周
縁寸法基準のチユーブシート中の束のパツキング
フアクターを少くとも約45%とする、特許請求の
範囲第1項記載のチユーブシート。 13 チユーブシートが比較的中空繊維膜の存在
しない領域と中空繊維膜を有する領域とを有して
いる、特許請求の範囲第1項記載のチユーブシー
ト。 14 チユーブシートのまわりの平均周縁寸法が
中空繊維膜の束の通るチユーブシート領域の平均
周縁寸法よりも約5〜50%より大である、特許請
求の範囲第12項記載のチユーブシート。 15 約0.05〜1.0mの平均断面寸法および約2
〜50cmの長さを有する、特許請求の範囲第1,3
または7項記載のチユーブシート。 16 中空繊維膜が約150〜800μの直径を有して
いる、特許請求の範囲第1項記載のチユーブシー
ト。 17 中空繊維膜がポリスルホン、ポリアミド、
ポリ(フエニレンオキシド)またはアクリロニト
リルとスチレンの共重合体を包含する、特許請求
の範囲第1または16項記載のチユーブシート。 18 複数の中空繊維膜及び液体樹脂をモールド
中に導入しそして次いで液体樹脂を硬化させるこ
とよりなり、而してその液体樹脂がポリグリシジ
ル樹脂と構造式 (式中R1は水素、1〜約12個の炭素原子数の
アルキル、6〜約15個の炭素原子数のアラルキ
ル、低級アシルまたは単環性または二環性アリー
ルであり、そしてR2,R3およびR4は水素、ハロ
ゲン、ヒドロキシ、ニトロ、1〜約6個の炭素原
子数のアルコキシ、1〜約12個の炭素原子数のア
ルキルまたは6〜約15個の炭素原子数のアラルキ
ル、低級アシルまたは単環性または二環性アリー
ルである)を有しそして化学量論的基準で液体樹
脂のエポキシ部分と1個の環窒素との完全反応に
要求される量の約2〜40%量で与えたイミダゾー
ル硬化剤とを包含することを特徴とする、その中
に流体分離に適当な複数の中空繊維膜を埋入せし
めたチユーブシートを製造する方法。 19 モールド中に導入される際にその液体樹脂
が25℃で15000センチポアズ以下の粘度を有して
いる、特許請求の範囲第18項記載の方法。 20 液体樹脂を約45℃以下の温度でモールド中
に導入する、特許請求の範囲第18項記載の方
法。 21 硬化反応が完了に近づくにつれてその樹脂
の温度を上昇させて追加の交叉結合を達成させ
る、特許請求の範囲第18項記載の方法。 22 最終交叉結合に使用される温度が約40゜〜
100℃である、特許請求の範囲第21項記載の方
法。 23 R1,R2,R3およびR4の少くとも一つが水
素以外のものである、特許請求の範囲第18項記
載の方法。 24 イミダゾール硬化剤が2―エチル―4―メ
チルイミダゾールである、特許請求の範囲第19
項記載の方法。 25 イミダゾール硬化剤がポリグリシジル樹脂
100重量部当り約2〜12重量部の量で与えられる、
特許請求の範囲第20項記載の方法。 26 ポリグリシジル樹脂がグリシジル形成性化
合物と、ビスフエノールA、レゾルシノール、カ
テコール、ヒドロキノン、フロログリシノール、
4,4′―ジヒドロキシベンゾフエノン、1,1―
ビス(4―ヒドロキシフエニル)エタン、ビス
(2―ヒドロキシナフチル)メタン、2,2―ビ
ス(4―ヒドロキシフエニル)ブタン、4,4′―
ジヒドロキシジフエニルスルホン、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ブタンジオー
ル、ペンタンジオール、イソペンタンジオール、
リノール酸二量体、ポリ(オキシプロピレン)グ
リコール、2,4,4′―トリヒドロキシビスフエ
ニル、2,2′,4,4′―テトラヒドロキシビスフ
エニル、ビスレゾルシノールF、2,2′,4,
4′―テトラヒドロキシベンゾフエノン、ビスフエ
ノール―ヘキサフルオロアセトン、アニリン、p
―アミノフエノール、イソシアヌール酸、ヒダン
トイン、1,1′,2,2′―テトラ(p―ヒドロキ
シフエニル)エタン、フエノール―ホルムアルデ
ヒドノボラツク、o―クレゾール―ホルムアルデ
ヒドノボラツク、またはそれらの混合物から選ば
れた化合物とのグリシジル反応生成物を包含して
いる、特許請求の範囲第18項記載の方法。 27 ポリグリシジル樹脂がグリシジル形成性化
合物とビスフエノール―Aまたはフエノール―ホ
ルムアルデヒドノボラツクの反応生成物を包含し
ている、特許請求の範囲第26項記載の方法。 28 ポリグリシジル樹脂がビスフエノール―A
のジグリシジルエーテルの混合物を包含する、特
許請求の範囲第27項記載の方法。 29 ポリグリシジル樹脂が約150〜200gのエポ
キシ当量重量を有している、特許請求の範囲第1
8項記載の方法。 30 液体樹脂が他の硬化剤を含有している、特
許請求の範囲第18項記載の方法。 31 液体樹脂がアミノアセタールを含有してい
る、特許請求の範囲第18項記載の方法。 32 アミノアセタールがビス(2―ジメチルア
ミノエトキシ)メタンである、特許請求の範囲第
18項記載の方法。
Claims: 1. Embedded therein are a plurality of hollow fiber membranes suitable for fluid separation, adapted to be positioned in fluid-tight relationship in a permeator, and having a structural formula of polyglycidyl resin. (wherein R 1 is hydrogen, alkyl of 1 to about 12 carbon atoms, aralkyl of 6 to about 15 carbon atoms, lower acyl or monocyclic or bicyclic aryl, and R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen, halogen, hydroxy, nitro, alkoxy of 1 to about 6 carbon atoms, alkyl of 1 to about 12 carbon atoms, or aralkyl of 6 to about 15 carbon atoms , lower acyl or monocyclic or bicyclic aryl) and on a stoichiometric basis from about 2 to about the amount required for complete reaction of the epoxy moiety of the liquid resin with one ring nitrogen. A tube sheet containing a liquid resin cured epoxy resin containing an imidazole curing agent provided in an amount of 40%. 2. The tube sheet according to claim 1, wherein at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is other than hydrogen. 3. The tube sheet according to claim 2, wherein the imidazole curing agent is 2-ethyl-4-methylimidazole. 4 Imidazole curing agent is polyglycidyl resin
A tube sheet according to claim 1, 2 or 3, provided in an amount of about 2 to 12 parts by weight per 100 parts by weight. 5 The polyglycidyl resin contains a glycidyl-forming compound, bisphenol A, resorcinol, catechol, hydroquinone, phloroglucinol,
4,4'-dihydroxybenzophenone, 1,1-
Bis(4-hydroxyphenyl)ethane, bis(2-hydroxynaphthyl)methane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 4,4'-
Dihydroxydiphenyl sulfone, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, isopentanediol,
Linoleic acid dimer, poly(oxypropylene) glycol, 2,4,4'-trihydroxybisphenyl, 2,2',4,4'-tetrahydroxybisphenyl, bisresorcinol F, 2,2' ,4,
4′-tetrahydroxybenzophenone, bisphenol-hexafluoroacetone, aniline, p
- selected from aminophenol, isocyanuric acid, hydantoin, 1,1',2,2'-tetra(p-hydroxyphenyl)ethane, phenol-formaldehyde novolac, o-cresol-formaldehyde novolac, or mixtures thereof. 2. A tube sheet according to claim 1, comprising a glycidyl reaction product with a compound containing a glycidyl compound. 6. The tube sheet of claim 5, wherein the polyglycidyl resin comprises a glycidyl reaction product of a glycidyl-forming compound and bisphenol-A or phenol-formaldehyde novolak. 7. The tube sheet of claim 6, wherein the polyglycidyl resin comprises a mixture of diglycidyl ethers of bisphenol-A. 8. Claim 1, wherein the polyglycidyl resin has an epoxy equivalent weight of about 150-200 g.
The tube sheet according to item 5 or 7. 9. The tube sheet according to claim 1, 3 or 7, wherein the liquid resin contains another curing agent. 10. The tube sheet according to claim 1, wherein the liquid resin contains aminoacetal. 11. The tube sheet according to claim 10, wherein the aminoacetal is bis(2-dimethylaminoethoxy)methane. 12. The tube sheet of claim 1, wherein the hollow fiber membranes are arranged in bundles and the packing factor of the bundle in the tube sheet, based on the circumference of the bundle, is at least about 45%. 13. The tube sheet of claim 1, wherein the tube sheet has regions relatively free of hollow fiber membranes and regions with hollow fiber membranes. 14. The tube sheet of claim 12, wherein the average circumferential dimension around the tube sheet is greater than about 5 to 50% greater than the average circumferential dimension of the tube sheet area through which the bundle of hollow fiber membranes passes. 15 Average cross-sectional dimension of approximately 0.05 to 1.0 m and approximately 2
Claims 1 and 3 having a length of ~50 cm
Or the tube sheet described in item 7. 16. The tube sheet of claim 1, wherein the hollow fiber membrane has a diameter of about 150 to 800 microns. 17 The hollow fiber membrane is made of polysulfone, polyamide,
The tube sheet according to claim 1 or 16, comprising poly(phenylene oxide) or a copolymer of acrylonitrile and styrene. 18 by introducing a plurality of hollow fiber membranes and a liquid resin into a mold and then curing the liquid resin so that the liquid resin has the structural formula of a polyglycidyl resin. (wherein R 1 is hydrogen, alkyl of 1 to about 12 carbon atoms, aralkyl of 6 to about 15 carbon atoms, lower acyl or monocyclic or bicyclic aryl, and R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen, halogen, hydroxy, nitro, alkoxy of 1 to about 6 carbon atoms, alkyl of 1 to about 12 carbon atoms, or aralkyl of 6 to about 15 carbon atoms; lower acyl or monocyclic or bicyclic aryl) and about 2 to 40% of the amount required for complete reaction of the epoxy moiety of the liquid resin with one ring nitrogen on a stoichiometric basis. 1. A process for producing a tube sheet having a plurality of hollow fiber membranes suitable for fluid separation embedded therein, characterized in that it includes a given amount of an imidazole curing agent. 19. The method of claim 18, wherein the liquid resin has a viscosity of less than 15,000 centipoise at 25°C when introduced into the mold. 20. The method of claim 18, wherein the liquid resin is introduced into the mold at a temperature of about 45°C or less. 21. The method of claim 18, wherein the temperature of the resin is increased to achieve additional cross-linking as the curing reaction approaches completion. 22 The temperature used for final cross-linking is approximately 40° ~
22. The method according to claim 21, wherein the temperature is 100°C. 23. The method of claim 18, wherein at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is other than hydrogen. 24 Claim 19, wherein the imidazole curing agent is 2-ethyl-4-methylimidazole
The method described in section. 25 Imidazole curing agent is polyglycidyl resin
Provided in an amount of about 2 to 12 parts by weight per 100 parts by weight,
The method according to claim 20. 26 The polyglycidyl resin contains a glycidyl-forming compound, bisphenol A, resorcinol, catechol, hydroquinone, phloroglycinol,
4,4'-dihydroxybenzophenone, 1,1-
Bis(4-hydroxyphenyl)ethane, bis(2-hydroxynaphthyl)methane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)butane, 4,4'-
Dihydroxydiphenyl sulfone, ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, pentanediol, isopentanediol,
Linoleic acid dimer, poly(oxypropylene) glycol, 2,4,4'-trihydroxybisphenyl, 2,2',4,4'-tetrahydroxybisphenyl, bisresorcinol F, 2,2' ,4,
4'-tetrahydroxybenzophenone, bisphenol-hexafluoroacetone, aniline, p
- selected from aminophenol, isocyanuric acid, hydantoin, 1,1',2,2'-tetra(p-hydroxyphenyl)ethane, phenol-formaldehyde novolac, o-cresol-formaldehyde novolac, or mixtures thereof. 19. The method of claim 18, comprising a glycidyl reaction product with a compound that is 27. The method of claim 26, wherein the polyglycidyl resin comprises a reaction product of a glycidyl-forming compound and bisphenol-A or phenol-formaldehyde novolak. 28 Polyglycidyl resin is bisphenol-A
28. The method of claim 27, comprising a mixture of diglycidyl ethers. 29 Claim 1, wherein the polyglycidyl resin has an epoxy equivalent weight of about 150 to 200 g.
The method described in Section 8. 30. The method of claim 18, wherein the liquid resin contains other curing agents. 31. The method of claim 18, wherein the liquid resin contains an aminoacetal. 32. The method of claim 18, wherein the aminoacetal is bis(2-dimethylaminoethoxy)methane.
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