KR20070031330A - Hollow-fiber porous water filtration membrane of vinylidene fluoride resin and process for producing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 30만 이상으로 비교적 큰 중량 평균 분자량을 갖는 불화비닐리덴계 수지를, 불화비닐리덴계 수지의 가소제 및 양용매와 함께 혼합하여 얻은 조성물의 중공사막형의 용융 압출물을, 외측면으로부터 불화비닐리덴계 수지에 대해서 불활성인 냉각액을 접촉시켜 냉각하고, 고화하는 과정에서 불화비닐리덴계 수지를 과도하게 완만히 결정화시킴으로써, 결정 융해 엔탈피가 58 J/g 이상인 것으로 대표되는 고결정화도의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공막을 제조한다. 본 발명에서 얻어진 중공사 다공막은, 인장 강도 및 파단 신도로 대표되는 기계적 강도가 우수하며, 내약품성이 우수하고, 정밀 여과막으로 효과적으로 사용된다.The present invention provides a hollow fiber membrane-like melt extrudate of a composition obtained by mixing a vinylidene fluoride-based resin having a relatively large weight average molecular weight of 300,000 or more with a plasticizer and a good solvent of a vinylidene fluoride-based resin from the outer side. Highly crystallized vinylide fluoride represented by crystal melting enthalpy of 58 J / g or more by excessively crystallizing the vinylidene fluoride-based resin in the process of contacting and cooling the inert cooling liquid with respect to the vinylidene fluoride-based resin and solidifying A den-based resin hollow fiber porous membrane is prepared. The hollow fiber porous membrane obtained in the present invention is excellent in mechanical strength represented by tensile strength and breaking elongation, is excellent in chemical resistance, and is effectively used as a microfiltration membrane.
불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막, 고결정화도, 내약품성, 정밀 여과막Vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filter membrane, high crystallinity, chemical resistance, microfiltration membrane
Description
본 발명은 수 처리용 정밀 여과막으로서 사용되는 다공질막에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 기계적 강도가 우수하며 내약품성도 우수한 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막, 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a porous membrane used as a microfiltration membrane for water treatment, and more particularly, to a vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filtration membrane having excellent mechanical strength and excellent chemical resistance, and a method for producing the same.
불화비닐리덴계 수지는 내약품성, 내열성, 기계적 강도가 우수하기 때문에 분리용 다공질막으로의 응용이 검토되고 있다. 수 처리 용도, 특히 상수 제조 또는 하수 처리 용도에 사용하는 경우, 여과 장치의 용적당 막 면적을 크게 하는 것이 용이한 중공사상의 다공막이 사용되는 경우가 많다. Since vinylidene fluoride resin is excellent in chemical resistance, heat resistance, and mechanical strength, application to a porous membrane for separation has been studied. When used for water treatment applications, in particular for constant water production or sewage treatment applications, hollow fiber porous membranes are easy to use to increase the membrane area per volume of the filtration device.
이 때문에 여과 운전 중에는 물론, 경시적인 막의 클로깅(clogging)을 제거하기 위해서 행해지는 역세척이나 에어 버블링 등의 물리적 세정에 의해서 실이 끊어지지 않도록 다공막에는 어느 정도 큰 인장 강도와 파단 신도가 요구된다.For this reason, the porous membrane has a certain degree of tensile strength and elongation at break so that the seal is not broken by physical cleaning such as back washing or air bubbling, which is performed not only during the filtration operation but also to remove the clogging of the membrane over time. Required.
또한, 물리적 세정은 유기물에 의한 클로깅에 대해서는 세정 효과가 불충분하기 때문에 차아염소산나트륨 또는 오존을 첨가한 물에 의한 역세척이나 정기적인 약품 세정이 행해진다. 또한, 원수(공급수)에 차아염소산나트륨 또는 오존을 첨가 하여 여과 운전을 행하는 경우도 있다. 따라서, 다공막에는 장기간에 걸쳐 이들 약품에 의해 기계적 강도(인장 강도, 파단 신도)가 저하되지 않도록 높은 내약품성이 요구된다.In addition, since physical cleaning is insufficient in cleaning effect for clogging with organic substances, backwashing or periodical chemical cleaning with water containing sodium hypochlorite or ozone is performed. In addition, filtration may be performed by adding sodium hypochlorite or ozone to raw water (supply water). Accordingly, the porous membrane is required to have high chemical resistance so that mechanical strength (tensile strength, elongation at break) is not lowered by these chemicals over a long period of time.
불화비닐리덴계 수지 다공막의 기계적 강도 및 내약품성의 개선에 관해서, 문헌 [일본 특허 공개 (평)11-152366호 공보]에는, 불화비닐리덴계 단독 중합체를 사용한 다공막은 취약한 막이 되는 취지, 및 공중합체를 사용한 경우에는 불화비닐리덴 단량체 단위의 함유량을 상당히 저하시키지 않으면 기계적 강도가 불충분해지지만, 이 경우에는 내약품성이 떨어진다고 기재되어 있다. Regarding the improvement in the mechanical strength and chemical resistance of the vinylidene fluoride resin porous film, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 11-152366 discloses that a porous film using a vinylidene fluoride homopolymer is a weak film. In the case where a copolymer is used, the mechanical strength is insufficient unless the content of the vinylidene fluoride monomer unit is significantly reduced, but in this case, the chemical resistance is described as inferior.
문헌 [일본 특허 공개 제2000-218267호 공보]에는, 오존 산화 내성이 우수한 다공막은 DSC에 의해 얻어지는(융점의) 최고 피크 온도가 160 ℃ 이상의 막이고, 또한 최고 피크 온도가 높은 막일수록 오존 산화 내성이 우수하다고 기재되어 있다. 또한, 중량 평균 분자량이 10만 미만의 PVDF 수지로 이루어지는 다공막은 인장 파단 신도가 극단적으로 작아진다고 기재되어 있다.Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-218267 discloses that a porous film having excellent ozone oxidation resistance is a film having a maximum peak temperature (of melting point) of 160 ° C. or more obtained by DSC, and the higher the highest peak temperature, the more ozone oxidation. It is described as having excellent resistance. In addition, the porous membrane made of PVDF resin having a weight average molecular weight of less than 100,000 is described as having an extremely low tensile elongation at break.
이들 문헌에서 불화비닐리덴계 수지 다공막은, (1) 결정성이 높을수록 내약품성이 우수한 것, (2) 고분자량의 중합체를 사용함으로써 기계적 강도가 개선되는 것이 시사된다. In these documents, it is suggested that the vinylidene fluoride resin porous film has (1) higher crystallinity, superior chemical resistance, and (2) mechanical strength is improved by using a high molecular weight polymer.
본 발명자들의 연구 그룹은 불화비닐리덴계 수지 다공막의 제조 방법에 관해서 먼저 고유 점도가 1.3 내지 15 ㎗/g(Mw 38만 내지 510만에 상당)의 고분자량 불화비닐리덴계 수지를 가소제와 함께, 바람직하게는 양용매와 함께 용융 압출하고, 한쪽면을 온도 150 ℃ 이하의 칠롤(chill roll)로 냉각하고, 다른 한쪽면을 공냉하 여 성막한 후, 가소제를 추출하는 방법을 제안하였다(일본 특허 공개 (평)7-173323호 공보). 그러나 고분자량일수록 결정화시에 분자쇄의 유동성이 낮음으로써 저결정화도가 되는 경향이 있기 때문에, 충분한 고결정화도의 다공막은 얻어지지 않았다. The research group of the inventors of the present invention relates to a method for producing a vinylidene fluoride-based resin porous membrane. A method of melt extruding, preferably with a good solvent, cooling one side with a chill roll having a temperature of 150 ° C. or lower, forming the other side by air cooling, and then extracting the plasticizer (Japan Patent Publication No. 7-173323). However, the higher the molecular weight, the lower the fluidity of the molecular chain at the time of crystallization and the lower the crystallinity tends to be. Therefore, a sufficient high crystallinity porous film was not obtained.
따라서, 고분자량이고 고결정화도인 것을 통하여 기계적 강도 및 내약품성이 모두 우수한 불화비닐리덴계 수지 다공막은 얻어지지 않은 것이 실정이다. Therefore, it is a fact that the vinylidene fluoride resin porous film excellent in both mechanical strength and chemical resistance through high molecular weight and high crystallinity is not obtained.
본 발명의 주요한 목적은, 고분자량의 불화비닐리덴계 수지를 사용하면서, 그 결정화도를 가급적 높임으로써, 기계적 강도 및 내약품성이 모두 우수한 불화 비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막, 및 그의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. The main object of the present invention is to use a vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filtration membrane which is excellent in both mechanical strength and chemical resistance by using a high molecular weight vinylidene fluoride resin and to increase the crystallinity as much as possible. It is to offer.
본 발명자들은, 상술한 목적으로 연구한 결과, 생성되는 중공사 다공 수여과막의 기계적 강도를 향상시키는 데에 필수적인 고분자량의 불화비닐리덴계 수지를 사용하여도, 중공사 성막 후에 상기 고분자량 불화비닐리덴계 수지의 분자쇄의 이동 용이도를 향상시킨 상태에서 적절한 냉각 조건이 부여되면, 결정화도의 향상을 달성할 수 있고, 우수한 기계적 강도 및 내약품성을 모두 충족시키는 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막이 얻어진다는 것을 발견하여 본 발명에 이르렀다. The present inventors have studied for the above-mentioned purposes, and as a result, even if a high molecular weight vinylidene fluoride-based resin which is essential for improving the mechanical strength of the resulting hollow fiber porous filtration membrane is used, the high molecular weight vinyl fluoride after the hollow fiber film formation When appropriate cooling conditions are given in a state in which the mobility of the molecular chain of the lithium resin is improved, the degree of crystallinity can be improved, and the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous water that satisfies both excellent mechanical strength and chemical resistance can be achieved. It was found that a filtration membrane was obtained and the present invention was reached.
즉, 본 발명의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막은, 중량 평균 분자량이 30만 이상인 불화비닐리덴계 수지로 이루어지며, DSC(시차 주사 열 분석)에 의해 측정되는 결정 융해 엔탈피가 58 J/g 이상인 것으로 대표되는 고결정화도를 갖는 것을 특징으로 하는 것이다. That is, the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filtration membrane of the present invention is composed of a vinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 300,000 or more, and has a crystal melting enthalpy of 58 J measured by differential scanning thermal analysis (DSC). It is characterized by having a high degree of crystallinity represented by / g or more.
또한, 본 발명의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막의 제조 방법은, 중량 평균 분자량이 30만 이상인 불화비닐리덴계 수지 100 중량부에 대하여, 가소제와 불화비닐리덴계 수지의 양용매를 합계량으로 100 내지 300 중량부, 또한 가소제와 불화비닐리덴계 수지의 양용매의 합계량(100 중량%)에 차지하는 불화비닐리덴계 수지의 양용매의 비율이 8 내지 22 중량%가 되도록 첨가하고, 얻어진 조성물을 막상으로 용융 압출하고, 그 외측면으로부터 불화비닐리덴계 수지에 대해서 불활성인 액체로 냉각하여 고화 성막한 후, 가소제 및 양용매를 추출 제거하는 것을 특징으로 하는 것이다. Moreover, the manufacturing method of the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filtration film of this invention is a total amount of the good solvent of a plasticizer and a vinylidene fluoride resin with respect to 100 weight part of vinylidene fluoride resins whose weight average molecular weight is 300,000 or more. The composition obtained by adding so that the ratio of the good solvent of vinylidene fluoride-type resin to 100-300 weight part and also the total amount (100 weight%) of the good solvent of a plasticizer and vinylidene fluoride system resin will be 8 to 22 weight%. Is melt-extruded into a film form, and it cools with the liquid inactive with respect to vinylidene fluoride system resin from the outer surface, and solidifies and forms a film, and then extracts and removes a plasticizer and a good solvent.
본 발명의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막의 제조 방법에서, 고분자량의 불화비닐리덴계 수지를 사용하면서, 얻어지는 제품 중공사 다공막 중 불화비닐리덴계 수지의 결정화도가 향상되고 있는 이유는, 용융 압출 후의 중공사막형 물질 중 불화비닐리덴계 수지가 그 양용제 및 가소제와 특정한 비율로 공존하고 있기 때문에 재배열에 의해 고결정화도를 제공하기 위해서 필요한 불화비닐리덴계 수지 중합체 분자의 고이동용이도가 확보되어 있으며, 그 상태에서 중공사막의 외측면으로부터 불화비닐리덴계 수지에 대하여 불활성인 액상 냉각 매체(냉각액)와의 접촉에 의해 재배열 결정화를 위해 바람직한 적당히 완만한 냉각 조건이 주어졌기 때문인 것으로 생각된다. In the manufacturing method of the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filtration membrane of this invention, the crystallinity degree of the vinylidene fluoride-type resin in the product hollow fiber porous film obtained is improved, using the high molecular weight vinylidene fluoride system resin. Since the vinylidene fluoride resin coexists with the good solvent and the plasticizer in a specific ratio in the hollow fiber membrane-like material after melt extrusion, the high mobility of vinylidene fluoride resin polymer molecules necessary to provide high crystallinity by rearrangement It is believed that the reason is that a moderately gentle cooling condition suitable for rearrangement crystallization was given by contact with a liquid cooling medium (cooling liquid) inert to the vinylidene fluoride resin from the outer surface of the hollow fiber membrane in that state. do.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>Best Mode for Carrying Out the Invention
이하, 본 발명의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막을, 그의 바람직한 제조 방법인 본 발명의 제조 방법에 따라서 차례로 설명한다.Hereinafter, the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filtration membrane of this invention is demonstrated in order according to the manufacturing method of this invention which is its preferable manufacturing method.
(불화비닐리덴계 수지)(Vinylidene fluoride resin)
본 발명에서는, 주된 막 원료로서 중량 평균 분자량(Mw)이 30만 이상인 불화비닐리덴계 수지를 사용한다. Mw가 30만 내지 60만인 것이 바람직하다. Mw가 30만 미만이면 얻어지는 다공막의 기계적 강도가 작아진다. 또한 Mw가 60만을 초과하면 불화비닐리덴계 수지와 가소제와의 상분리 구조가 과도하게 미세해지고, 얻어진 중공사 다공막을 정밀 수여과막으로서 사용하는 경우의 투수량이 저하되는 경향이 있다.In the present invention, a vinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight (Mw) of 300,000 or more is used as the main film raw material. It is preferable that Mw is 300,000-600,000. If Mw is less than 300,000, the mechanical strength of the porous film obtained will become small. Moreover, when Mw exceeds 600,000, the phase separation structure of vinylidene fluoride system resin and a plasticizer will become excessively fine, and there exists a tendency for the water permeation amount at the time of using the obtained hollow fiber porous membrane as a precision receiving membrane.
본 발명에서, 불화비닐리덴계 수지로는, 불화비닐리덴의 단독 중합체, 즉 폴리불화비닐리덴, 다른 공중합 가능한 단량체와의 공중합체 또는 이들 혼합물이 사용된다. 불화비닐리덴계 수지와 공중합 가능한 단량체로는, 4불화에틸렌, 6불화프로필렌, 3불화에틸렌, 3불화염화에틸렌, 불화비닐 등의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 불화비닐리덴계 수지는, 구성 단위로서 불화비닐리덴을 70 몰% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 기계적 강도 및 내약품성이 높기 때문에 불화비닐리덴 100 몰%로 이루어지는 단독 중합체를 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, as the vinylidene fluoride resin, a homopolymer of vinylidene fluoride, that is, a polyvinylidene fluoride, a copolymer with another copolymerizable monomer, or a mixture thereof is used. As a monomer copolymerizable with vinylidene fluoride-type resin, 1 type, or 2 or more types, such as tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethylene, trifluoroethylene, and vinyl fluoride, can be used. It is preferable that vinylidene fluoride system resin contains 70 mol% or more of vinylidene fluoride as a structural unit. Especially, since mechanical strength and chemical-resistance are high, it is preferable to use the homopolymer which consists of 100 mol% of vinylidene fluoride.
상기한 바와 같은 비교적 고분자량의 불화비닐리덴계 수지는, 바람직하게는 유화 중합 또는 현탁 중합, 특히 바람직하게는 현탁 중합에 의해 얻을 수 있다. The relatively high molecular weight vinylidene fluoride resin as described above is preferably obtained by emulsion polymerization or suspension polymerization, particularly preferably by suspension polymerization.
본 발명의 중공사 다공 수여과막을 형성하는 불화비닐리덴계 수지는, 상기한 바와 같이 중량 평균 분자량이 30만 이상으로 비교적 큰 분자량을 가질 뿐만 아니라, DSC 측정에 의한 수지 본래의 융점 Tm2(℃)와 결정화 온도 Tc(℃)와의 차 Tm2-Tc가 32 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 30 ℃ 이하로 대표되는 양호한 결정 특성을 갖는 것이 바람직하다. The vinylidene fluoride resin which forms the hollow fiber porous filtration membrane of the present invention has a relatively large molecular weight of 300,000 or more as described above, and has a relatively large molecular weight as well as the original melting point of resin Tm 2 (° C.) by DSC measurement. It is preferable that the difference Tm2-Tc between the crystallization temperature and Tc (° C) has good crystal properties represented by 32 ° C or less, more preferably 30 ° C or less.
여기서 수지 본래의 융점 Tm2(℃)는, 입수된 시료 수지 또는 다공막을 형성하는 수지를 그대로 DSC에 의한 승온 과정에 가함으로써 측정되는 융점 Tm1(℃)과는 구별되는 것이다. 즉, 일반적으로 입수된 불화비닐리덴계 수지는, 그의 제조 과정 또는 가열 성형 과정 등에서 받은 열 및 기계적 이력에 의해, 수지 본래의 융점 Tm2(℃)와는 다른 융점 Tm1(℃)을 나타냄으로써, 여기서 문제가 되는 수지 본래의 융점 Tm2(℃)는, 입수된 시료 수지를 일단 소정의 승강온 사이클에 가해서, 열 및 기계적 이력을 제거한 후에, 재차 DSC 승온 과정에서 발견되는 융점(결정 융해에 따른 흡열의 피크 온도)으로서 규정되는 것이고, 그 측정법의 상세는 후술하는 실시예의 기재에 앞서서 기재한다. Here, resin original melting point Tm2 (degreeC) is distinguished from melting | fusing point Tm1 (degreeC) measured by adding obtained sample resin or resin which forms a porous film as it is to the temperature rising process by DSC as it is. That is, the generally obtained vinylidene fluoride-based resin exhibits a melting point Tm1 (° C) different from the resin's original melting point Tm2 (° C) by thermal and mechanical histories received during the production process or the heat molding process thereof. The original melting point Tm2 (° C) of the resin is the melting point (endothermic peak due to crystal melting) that is found again in the DSC temperature rising process after the obtained sample resin is first subjected to a predetermined elevated temperature cycle to remove heat and mechanical history. Temperature), and the detail of the measuring method is described before describing the Example mentioned later.
본 발명에서 바람직하게 사용되는 불화비닐리덴계 수지의 결정화 특성을 대표하는 Tm2-Tc≤32 ℃의 조건은, 예를 들면 공중합에 의한 Tm2의 저하에 의해서도 달성 가능하지만, 이 경우에는, 생성되는 다공막의 내약품성이 저하되는 경향이 인정된다. 보다 바람직하게는, 중량 평균 분자량(Mw)이 20만 내지 60만인 불화비닐리덴계 수지 70 내지 98 중량%를 매트릭스(주체) 수지로 하고, 이에 대하여 Mw가 1.8배 이상, 바람직하게는 2배 이상이며 120만 이하인 결정 특성 개질용 고분자량 불화비닐리덴계 수지를 2 내지 30 중량% 첨가함으로써 얻은, 불화비닐리덴계 수지 혼합물을 사용함으로써 달성된다. 이러한 방법에 따르면 매트릭스 수지 단독의(바람직하게는 170 내지 180 ℃의 범위 내의 Tm2에 의해 대표됨) 결정 융점을 변화시키지 않고, 유의하게 결정화 온도 Tc를 상승시킬 수 있다. 보다 상세하게는 Tc를 상승시킴으로써, 막 표면에 비해 냉각이 느린 막 내부 및 외측면에서의 우선적 냉각시에는 막 내부로부터 내측면에 걸쳐 불화비닐리덴계 수지의 고화를 빠르게 하는 것이 가능해지고, 구형 입자의 성장을 억제할 수 있다. Tc는, 바람직하게는 143 ℃ 이상이다. Although the conditions of Tm2-Tc≤32 ° C representing the crystallization characteristics of the vinylidene fluoride-based resin preferably used in the present invention can be achieved by, for example, lowering Tm2 by copolymerization, in this case, it is produced. The tendency for the chemical resistance of sclera to fall is recognized. More preferably, 70-98 weight% of vinylidene fluoride-type resins whose weight average molecular weights (Mw) are 200,000-600,000 are made into matrix (main body) resin, On the other hand, Mw is 1.8 times or more, Preferably it is 2 times or more It is achieved by using the vinylidene fluoride resin mixture obtained by adding 2-30 weight% of high molecular weight vinylidene fluoride resins for crystal characteristic modification of 1.2 million or less. According to this method, the crystallization temperature Tc can be raised significantly without changing the crystal melting point of the matrix resin alone (preferably represented by Tm2 in the range of 170 to 180 ° C). More specifically, by raising Tc, it is possible to accelerate the solidification of the vinylidene fluoride-based resin from the inside of the membrane to the inside of the membrane at the time of preferential cooling at the inside and the outside of the membrane, which is slower than the membrane surface. Can suppress growth. Tc becomes like this. Preferably it is 143 degreeC or more.
고분자량 불화비닐리덴계 수지의 Mw가 매트릭스 수지의 Mw의 1.8배 미만이면 구형 입자 구조의 형성을 충분히 억제하기는 어렵고, 한편 120만 이상이면 매트릭스 수지 중에 균일하게 분산시키는 것이 곤란하다. If the Mw of the high molecular weight vinylidene fluoride resin is less than 1.8 times the Mw of the matrix resin, it is difficult to sufficiently suppress the formation of the spherical particle structure, while if it is 1.2 million or more, it is difficult to disperse uniformly in the matrix resin.
또한, 고분자량 불화비닐리덴계 수지의 첨가량이 2 중량% 미만이면 구형 입자 구조의 형성을 억제하는 효과가 불충분하고, 한편 30 중량%를 초과하면 불화비닐리덴계 수지와 가소제의 상분리 구조가 과도하게 미세화하여, 막의 투수량이 저하되는 경향이 있다. If the amount of the high molecular weight vinylidene fluoride resin is less than 2% by weight, the effect of suppressing the formation of the spherical particle structure is insufficient. On the other hand, if the content exceeds 30% by weight, the phase separation structure of the vinylidene fluoride resin and the plasticizer is excessive. It tends to become fine and the water permeability of the film tends to be lowered.
본 발명에 따라, 상기한 불화비닐리덴계 수지에 불화비닐리덴계 수지의 가소제 및 양용매를 첨가하여 막 형성용 원료 조성물을 형성한다. According to the present invention, a plasticizer and a good solvent of vinylidene fluoride-based resin are added to the vinylidene fluoride-based resin to form a raw material composition for film formation.
(가소제)(Plasticizer)
가소제로는, 일반적으로 이염기산과 글리콜로 이루어지는 지방족계 폴리에스테르, 예를 들면 아디프산-프로필렌글리콜계, 아디프산-1,3-부틸렌글리콜계 등의 아디프산계 폴리에스테르; 세박산-프로필렌글리콜계 등의 세박산계 폴리에스테르; 아젤라산-프로필렌글리콜계, 아젤라산-1,3-부틸렌글리콜계 등의 아젤라산계 폴리에스테르 등이 사용된다. As a plasticizer, Aliphatic polyester which consists of dibasic acid and glycol generally, For example, Adipic acid type-polyesters, such as adipic acid- propylene glycol type | system | group, adipic acid-1, 3- butylene glycol type | system | group; Sebacic acid polyester, such as sebacic-propylene glycol type | system | group; Azelaic-acid polyester, such as azelaic acid propylene glycol system and azelaic acid- 1, 3- butylene glycol system, etc. are used.
(양용매) (Good solvent)
또한, 불화비닐리덴계 수지의 양용매로는, 20 내지 250 ℃의 온도 범위에서 불화비닐리덴계 수지를 용해시킬 수 있는 용매가 사용되고, 예를 들면 N-메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 메틸에틸케톤, 아세톤, 테트라히드로푸란, 디옥산, 아세트산에틸, 프로필렌카르보네이트, 시클로헥산, 메틸이소부틸케톤, 디메틸프탈레이트, 및 이들의 혼합 용매 등을 들 수 있다. 그 중에서도 고온에서의 안정성으로부터 N-메틸피롤리돈(NMP)이 바람직하다. Moreover, as a good solvent of vinylidene fluoride system resin, the solvent which can melt | dissolve vinylidene fluoride system resin in the temperature range of 20-250 degreeC is used, For example, N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl Acetamide, dimethyl sulfoxide, methyl ethyl ketone, acetone, tetrahydrofuran, dioxane, ethyl acetate, propylene carbonate, cyclohexane, methyl isobutyl ketone, dimethyl phthalate, and mixed solvents thereof. Especially, N-methylpyrrolidone (NMP) is preferable from stability at high temperature.
(조성물)(Composition)
중공사막 형성용의 원료 조성물은, 바람직하게는 불화비닐리덴계 수지 100 중량부에 대하여, 상기한 바와 같은 가소제와 불화비닐리덴계 수지의 양용매를, 합계량으로 100 내지 300 중량부, 또한 가소제와 양용매의 합계량(100 중량%)에 차지하는 양용매의 비율이 8 내지 22 중량%가 되도록 첨가 혼합함으로써 얻어진다. The raw material composition for forming the hollow fiber membrane is preferably 100 to 300 parts by weight in total amount of the good solvent of the plasticizer and vinylidene fluoride resin as described above with respect to 100 parts by weight of vinylidene fluoride resin. It is obtained by addition-mixing so that the ratio of the good solvent to the total amount (100 weight%) of a good solvent may be 8-22 weight%.
가소제가 지나치게 적으면, 공공률이 낮아지기 때문에, 얻어지는 중공사 수여과막의 투수량이 저하된다. 또한, 과잉하면 공공률이 지나치게 커지기 때문에, 기계적 강도가 저하된다. When there are too few plasticizers, since the porosity will become low, the water permeation amount of the hollow fiber filtered membrane obtained will fall. In addition, when too much, the porosity becomes too large, and mechanical strength falls.
양용매가 지나치게 적으면 폴리불화비닐리덴계 수지와 가소제를 균일하게 혼합할 수 없거나, 혼합에 시간을 요한다. 또한, 과잉하면 가소제의 첨가량에 적당한 공공률이 얻어지지 않는다. 즉 가소제의 추출에 의한 효율적인 공공 형성이 저해된다.When there are too few good solvents, polyvinylidene fluoride system resin and a plasticizer cannot be mixed uniformly, or time will be required for mixing. In addition, when excess, the porosity suitable for the addition amount of a plasticizer is not obtained. In other words, efficient pore formation is inhibited by extraction of the plasticizer.
가소제와 양용매는, 모두 용융 압출 조성물의 점도 감소 효과가 있고, 어느 정도 대체적으로 작용한다. Both the plasticizer and the good solvent have an effect of reducing the viscosity of the melt extrusion composition, and generally act to some extent.
(혼합·용융 압출)(Mixing, melting extrusion)
용융 압출 조성물은, 일반적으로 140 내지 270 ℃, 바람직하게는 150 내지 200 ℃의 온도에서, 중공 노즐로부터 압출되어 중공사막형화된다. 따라서, 최종적으로 상기 온도 범위의 균질 조성물이 얻어지는 한, 불화비닐리덴계 수지, 가소제 및 양용매의 혼합 및 용융 형태는 임의이다. 이러한 조성물을 얻기 위한 바람직한 양태 중 하나에 의하면, 2축 혼련 압출기가 이용되고, 불화비닐리덴계 수지는 상기 압출기의 상류측에서 공급되며, 가소제와 양용매의 혼합물이 하류에서 공급되고, 압출기를 통과하여 토출될 때까지 균질 혼합물이 된다. 이 2축 압출기는, 그 길이축 방향을 따라서, 복수개의 블록으로 나눠 독립적인 온도 제어가 가능하고, 각각의 부위의 통과물의 내용에 의해 적절한 온도 조절이 이루어진다. The melt extrusion composition is generally extruded from a hollow nozzle into a hollow fiber membrane at a temperature of 140 to 270 ° C, preferably 150 to 200 ° C. Therefore, as long as a homogeneous composition in the above temperature range is finally obtained, the mixing and melting forms of the vinylidene fluoride resin, the plasticizer and the good solvent are arbitrary. According to one of the preferred embodiments for obtaining such a composition, a twin screw kneading extruder is used, vinylidene fluoride resin is fed upstream of the extruder, a mixture of plasticizer and good solvent is fed downstream, and passed through an extruder To a homogeneous mixture until discharged. This twin-screw extruder can be divided into a plurality of blocks along its longitudinal axis direction to enable independent temperature control, and appropriate temperature control is achieved by the contents of the passages in each site.
(냉각)(Cooling)
본 발명법에 따라서, 용융 압출된 중공사막형 물질은, 불화비닐리덴계 수지에 대하여 불활성인 액체(냉각액)에 의해, 그 외면측으로부터 냉각·고화된다. 냉각액으로는, 불화비닐리덴계 수지에 대하여 불활성(즉, 비반응성 및 비용매)인 임의의 액체가 사용되지만, 물을 사용하는 것이 바람직하다. 냉각은 노즐로부터 압출된 중공사막을, 냉각액욕 중을 통과시킴으로써 행해진다. 냉각액의 온도는 5 내지 120 ℃로, 상당히 넓은 온도 범위에서 선택 가능하지만, 바람직하게는 10 내지 100 ℃, 특히 바람직하게는 30 내지 80 ℃의 범위이다. According to the method of the present invention, the melt-extruded hollow fiber membrane-like material is cooled and solidified from its outer surface side by a liquid (cooling liquid) inert to the vinylidene fluoride resin. As the cooling liquid, any liquid inert to the vinylidene fluoride resin (ie, non-reactive and non-solvent) is used, but water is preferably used. Cooling is performed by passing a hollow fiber membrane extruded from a nozzle in the cooling liquid bath. The temperature of the cooling liquid is 5 to 120 ° C., which can be selected in a fairly wide temperature range, but is preferably in the range of 10 to 100 ° C., particularly preferably 30 to 80 ° C.
(추출) (extraction)
냉각·고화된 중공사막형 물질은, 이어서 추출액욕 중에 도입되고, 가소제 및 양용매가 추출 제거된다. 추출액으로는, 불화비닐리덴계 수지를 용해시키지 않고, 가소제나 양용매를 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 알코올류로는 메탄올, 이소프로필알코올 등, 염소화탄화수소류로는 디클로로메탄, 1,1,1-트리클로로에탄 등의 비점이 30 내지 100 ℃ 정도의 극성 용매가 적당하다.The cooled and solidified hollow fiber membrane-like substance is then introduced into the extraction liquid bath, and the plasticizer and the good solvent are extracted and removed. The extract is not particularly limited as long as the plasticizer and the good solvent can be dissolved without dissolving the vinylidene fluoride resin. For example, a polar solvent having a boiling point of about 30 to 100 ° C. such as dichloromethane and 1,1,1-trichloroethane is suitable for chlorinated hydrocarbons such as methanol and isopropyl alcohol as alcohols.
상기 추출 후의 중공사막형 물질은, 기계적 강도 및 내약품성의 개선된 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공 수여과막의 가장 기본적인 양태이다. The hollow fiber membrane-like material after the extraction is the most basic aspect of the improved vinylidene fluoride resin hollow fiber porous filter membrane having improved mechanical strength and chemical resistance.
(열 처리)(Heat treatment)
추출 후의 중공사막형 물질을 80 내지 160 ℃, 바람직하게는 100 내지 140 ℃의 범위의 온도에서 1 초 내지 3600 초, 바람직하게는 3 초 내지 900 초간 열 처리하여 결정화도를 증대시키는 것이 바람직하다. 이 열 처리에 의한 결정화도의 향상은 바람직하게는 계속해서 행해지는 연신 조작성의 향상을 위해서도 바람직하다. It is preferable to increase the crystallinity by heat-treating the hollow fiber membrane-like material after extraction for 1 second to 3600 seconds, preferably 3 seconds to 900 seconds at a temperature in the range of 80 to 160 ° C, preferably 100 to 140 ° C. The improvement of the crystallinity degree by this heat treatment is also preferable for the improvement of extending | stretching operability which is carried out preferably.
(연신)(Extension)
즉, 상기 추출 후의 중공사막형 물질을 연신하여, 공공률 및 공경의 증대 및 강신도를 개선하는 것이 바람직하다. 연신은, 일반적으로 주(周)속도가 다른 롤러쌍 등에 의한 중공사막형 물질의 길이 방향에의 1축 연신으로서 행하는 것이 바람직하다. 이는, 본 발명의 불화비닐리덴계 수지 다공막의 다공률과 강신도를 조화시키기 위해서는, 연신 방향을 따라 연신 피브릴(섬유)부와 미연신 노드(절)부가 교대로 나타나는 미세 구조가 바람직하다는 것이 지견되어 있기 때문이다. 연신 배율은 1.2 내지 4.0배, 특히 1.4 내지 3.0배 정도가 적당하다.That is, it is preferable to stretch the hollow fiber membrane-like material after the extraction, to increase the porosity and the pore size and to improve the elongation. It is preferable to perform extending | stretching generally as uniaxial stretching to the longitudinal direction of a hollow fiber membrane-like substance by roller pair etc. which differ in circumferential speed. This means that in order to match the porosity and elongation of the vinylidene fluoride resin porous film of the present invention, it is preferable that a microstructure in which stretched fibrils and unstretched nodes appear alternately along the stretching direction is preferred. Because it is known. The draw ratio is appropriately 1.2 to 4.0 times, particularly about 1.4 to 3.0 times.
(용리액 처리) (Eluent treatment)
연신 후의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공막을 용리액에 의한 침지 처리에 가하는 것이 더욱 바람직하다. 이 용리액 처리에 의해, 본 발명의 중공사 다공막의 특질이 본질적으로 손상되지 않고, 그 투수량이 현저히 증대하기 때문이다. 용리액으로는 알칼리액, 산액 또는 가소제의 추출액이 사용된다. It is more preferable to apply the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous membrane after stretching to the immersion treatment with an eluent. This is because the characteristics of the hollow fiber porous membrane of the present invention are not inherently impaired by this eluent treatment, and the water permeation rate is significantly increased. As the eluent, an alkaline liquid, an acid liquid or an extract of a plasticizer is used.
상기 용리액 처리에 의해 중공사 다공막의 투수량이 현저히 증대하는 이유는, 반드시 명백하지는 않지만, 연신에 의해 확대 개방된 미세 공벽에 잔존하는 가소제가 노출되고, 용리액 처리에 의해 효율적으로 제거되기 때문인 것으로 추정된다. 용리액으로서의 알칼리 및 산은, 불화비닐리덴계 수지의 가소제로서 사용되는 폴리에스테르를 분해시켜 가용화함으로써 그 용리·제거를 촉진하는 작용을 갖는 것으로 이해된다. The reason why the water permeation rate of the hollow fiber porous membrane is significantly increased by the eluent treatment is not necessarily obvious, but it is assumed that the plasticizer remaining in the microporous wall enlarged by stretching is exposed and is efficiently removed by the eluent treatment. do. The alkali and the acid as the eluent are understood to have an action of promoting the elution and removal by decomposing and solubilizing the polyester used as the plasticizer of the vinylidene fluoride resin.
따라서, 알칼리액으로는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등의 강염기의 물 또는 물/알코올 용액으로 pH가 12 이상, 보다 바람직하게는 13 이상인 것이 바람직하게 사용된다. 한편, 산액으로는, 염산, 황산, 인산 등의 강산의 물 또는 물/알코올 용액이 pH가 4 이하, 보다 바람직하게는 3 이하, 특히 바람직하게는 2 이하인 것이 바람직하게 사용된다. Therefore, as the alkaline liquid, a pH of 12 or more, more preferably 13 or more, is preferably used in water or a water / alcohol solution of a strong base such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide or the like. On the other hand, as the acid solution, a water or water / alcohol solution of strong acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or phosphoric acid has a pH of 4 or less, more preferably 3 or less, particularly preferably 2 or less.
또한, 가소제의 추출액으로는, 연신전에 사용한 것과 마찬가지로, 폴리불화비닐리덴계 수지를 용해시키지 않고, 가소제를 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면 알코올류로는, 메탄올, 이소프로필알코올 등, 염소화탄화수소류로는 디클로로메탄, 1,1,1-트리클로로메탄 등의 비점이 30 내지 100 ℃ 정도의 극성 용매가 적당하다. In addition, the extract of the plasticizer is not particularly limited as long as it is capable of dissolving the plasticizer without dissolving the polyvinylidene fluoride resin in the same manner as used before stretching. For example, as alcohols, a polar solvent having a boiling point of about 30 to 100 ° C such as dichloromethane and 1,1,1-trichloromethane is suitable for chlorinated hydrocarbons such as methanol and isopropyl alcohol.
용리액 처리는, 연신 후의 중공사 다공막을 필요에 따라 친액성을 향상시키기 위한 예비 침지를 행한 후, 5 내지 100 ℃ 정도의 온도에서 10 초 내지 6 시간 동안 용리액 중에 침지함으로써 행해진다. 용리액 처리를 가온하에 행할 때는, 중공사 다공막의 수축이 일어나지 않도록 고정시킨 상태에서 행해지는 것이 바람직하다. The eluent treatment is performed by immersing the hollow fiber porous membrane after stretching as necessary in the eluent for 10 seconds to 6 hours at a temperature of about 5 to 100 ° C. after preliminary immersion for improving the lyophilic property. When performing an eluent process under heating, it is preferable to carry out in the state which fixed to prevent shrinkage of a hollow fiber porous membrane.
(불화비닐리덴계 수지 중공사 다공막)(Vinylidene fluoride resin hollow fiber porous membrane)
상기한 바와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공막은, DSC에 의해 측정되는 결정 융해 엔탈피가 58 J/g 이상인 것으로 대표되는 고결정화도를 갖는 것이 특징적이다. 결정 융해 엔탈피는, 바람직하게는 60 J/g 이상이다. 그 결과, 후술하는 차아염소산나트륨 수용액에의 침지 후의 인장 강도 유지율이 90 % 이상, 인장 파단 신도 유지율이 90 % 이상으로 대표되는 고내약품성이 실용적 특징으로서 얻어진다. The vinylidene fluoride resin hollow fiber porous membrane of the present invention obtained as described above is characterized by having a high degree of crystallinity represented by a crystal melting enthalpy of 58 J / g or more measured by DSC. Crystal enthalpy of fusion is preferably 60 J / g or more. As a result, the high chemical resistance represented by 90% or more of tensile strength retention after immersion in the sodium hypochlorite aqueous solution mentioned later and 90% or more of tensile breaking elongation is obtained as a practical characteristic.
또한 바람직한 양태에 따라서, 연신 공정을 거쳐 얻어진 본 발명의 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공막에 따르면, 일반적으로 공공률이 55 내지 90 %, 바람직하게는 60 내지 85 %, 특히 바람직하게는 65 내지 80 %, 인장 강도가 5 MPa 이상, 파단 신도가 5 % 이상의 특성이 얻어지고, 투수 처리막으로서의 사용시에 5 ㎥/㎡·일·100 kPa 이상의 투수량이 얻어진다. 또한 두께는 5 내지 800 ㎛ 정도의 범위가 통상적이고, 바람직하게는 50 내지 600 ㎛, 특히 바람직하게는 150 내지 500 ㎛이다. 중공 다공막의 외경은 0.3 내지 3 mm 정도, 특히 1 내지 3 mm 정도가 적당하다. According to a preferred embodiment, according to the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous membrane of the present invention obtained through the stretching step, the porosity is generally 55 to 90%, preferably 60 to 85%, particularly preferably 65 to A characteristic of 80%, a tensile strength of 5 MPa or more, and an elongation at break of 5% or more can be obtained, and a water permeability of 5 m 3 / m 2 · day · 100 kPa or more can be obtained at the time of use as a water permeation treatment film. The thickness is usually in the range of about 5 to 800 m, preferably 50 to 600 m, particularly preferably 150 to 500 m. The outer diameter of the hollow porous membrane is suitably about 0.3 to 3 mm, particularly about 1 to 3 mm.
또한, 연신을 거쳐 얻어진 본 발명의 불화비닐리덴계 수지 다공막은, 미세 구조로서, X선 회절법에 의해 결정 배향부와, 결정 비배향부(랜덤 배향부)가 인정되는 것이 특징이고, 이는 각각 연신 피브릴부와 미연신 노드부에 대응하는 것으로 이해된다.In addition, the vinylidene fluoride resin porous film of the present invention obtained through stretching is characterized in that, as a fine structure, a crystal alignment portion and a crystal non-alignment portion (random alignment portion) are recognized by an X-ray diffraction method. It is understood that they correspond to the stretched fibrillated portion and the unstretched node portion, respectively.
(X선 회절법)(X-ray diffraction method)
보다 상세하게는, 본 명세서에 기재하는 중공사막의 X선 회절 특성은, 이하의 측정법에 의한 측정 결과에 기초하는 것이다. In more detail, the X-ray-diffraction characteristic of the hollow fiber membrane described in this specification is based on the measurement result by the following measuring methods.
중공사막의 길이 방향을 따라 절반으로 나눈 것을, 그 길이 방향이 연직이 되도록 시료대에 부착하고, 길이 방향에 수직으로 X선을 입사시킨다. X선 발생 장치는 리가꾸 덴끼사 제조 "로타플렉스 200RB"를 이용하고, 30 kV-100 mA에서 Ni 필터를 통과시킨 CuKα선을 X선원으로 한다. 이미징 플레이트(후지 샤싱 필름사 제조 "BAS-SR127")를 이용하여, 시료-이미징 플레이트간의 거리 60 mm에서 회절상을 촬영한다. The half divided along the longitudinal direction of the hollow fiber membrane is attached to the sample stage so that the longitudinal direction is vertical, and X-rays are incident perpendicularly to the longitudinal direction. The X-ray generator uses "Rotaplex 200RB" manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd., and uses an X-ray source as CuKα ray that passed a Ni filter at 30 kV-100 mA. Using an imaging plate (" BAS-SR127 " manufactured by Fuji-Sashing Film Co., Ltd.), diffraction images are taken at a distance of 60 mm between the sample-imaging plates.
결과적으로, 본 발명의 중공사 다공막에서의 결정 배향부와 결정 비배향부의 혼재는, X선 회절법에 의한 회절각 2θ=20.1±1°와 2θ=23.0±1°에서의 자오선 상에서의 회절 강도비가 1.1 이상이고, 2θ=20.1±1°에서의 방위각 강도 분포 곡선 피크의 반가폭 Δβ이 80°이하인 것으로서, 정량적으로 표현된다.As a result, the mixture of the crystal alignment portion and the crystal non-alignment portion in the hollow fiber porous film of the present invention is diffracted on the meridian at the diffraction angles 2θ = 20.1 ± 1 ° and 2θ = 23.0 ± 1 ° by the X-ray diffraction method. The intensity ratio is 1.1 or more, and the half width Δβ of the azimuth intensity distribution curve peak at 2θ = 20.1 ± 1 ° is quantitatively expressed as 80 ° or less.
이하, 실시예, 비교예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 기재를 포함하여, 상기한 X선 회절 특성 이외의 본 명세서에 기재의 특성은 이하의 방법에 의한 측정값에 기인하는 것이다. Hereinafter, an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely. In addition to the above-described X-ray diffraction characteristics, the characteristics of the description herein are attributable to measured values by the following methods.
(중량 평균 분자량(Mw))(Weight average molecular weight (Mw))
닛본 분꼬사 제조의 GPC 장치 "GPC-900"을 이용하고, 칼럼으로 쇼와 덴꼬사 제조의 "Shodex KD-806M", 프레 칼럼에 "Shodex KD-G", 용매로 NMP를 사용하여, 온도 40 ℃, 유량 10 ㎖/분으로, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해 폴리스티렌 환산 분자량으로서 측정하였다. The temperature was 40 using a GPC apparatus "GPC-900" manufactured by Nippon Bunko Corp., "Shodex KD-806M" manufactured by Showa Denko Corporation as a column, "Shodex KD-G" as a pre-column, and NMP as a solvent. It measured by the gel permeation chromatography (GPC) method as polystyrene conversion molecular weight at ° C and flow rate 10 ml / min.
(결정 융점 Tm1, Tm2 및 결정 융해 엔탈피 및 결정화 온도 Tc)(Crystal melting point Tm1, Tm2 and crystal melting enthalpy and crystallization temperature Tc)
퍼킨 엘머사 제조의 시차 주사 열량계 DSC7을 이용하여, 시료 수지 10 mg을 측정셀에 셋팅하고, 질소 가스 분위기 중에서, 온도 30 ℃에서 10 ℃/분의 승온 속도로 250 ℃까지 일단 승온하고, 이어서 250 ℃에서 1 분간 유지한 후, 250 ℃에서 10 ℃/분의 강온 속도로 30 ℃까지 강온하여 DSC 곡선을 구하였다. 이 DSC 곡선에서의 승온 과정에서의 흡열 피크 온도를 융점 Tm1(℃)로 하고, Tm1을 제공한 흡열 피크에 의한 흡열(J/g)을 결정 융해 엔탈피로 하였다. 또한, 강온 과정에서의 발열 피크 온도를 결정화 온도 Tc(℃)로 하였다. 이어서, 온도 30 ℃에서 1 분간 유지한 후, 다시 30 ℃에서 10 ℃/분의 승온 속도로 250 ℃까지 승온하여 DSC 곡선을 측정하였다. 이 재승온 DSC 곡선에서의 흡열 피크 온도를 본래의 수지 융점 Tm2(℃)로 하였다. 10 mg of the sample resin was set in the measurement cell using a differential scanning calorimeter DSC7 manufactured by Perkin Elmer, and then heated up to 250 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min at a temperature of 30 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, followed by 250 After holding at 1 ° C for 1 minute, the temperature was lowered from 250 ° C to 30 ° C at a temperature drop rate of 10 ° C / min to obtain a DSC curve. The endothermic peak temperature in the temperature rise process in this DSC curve was made into melting | fusing point Tm1 (degreeC), and the endotherm by the endothermic peak which provided Tm1 was made into crystal melting enthalpy. In addition, the exothermic peak temperature in temperature-fall process was made into crystallization temperature Tc (degreeC). Subsequently, after hold | maintaining for 1 minute at temperature 30 degreeC, it heated up to 250 degreeC at the temperature increase rate of 10 degreeC / min from 30 degreeC again, and measured the DSC curve. The endothermic peak temperature in this reheating DSC curve was set to the original resin melting point Tm 2 (° C.).
(공공률)(Public rate)
다공막의 길이, 및 폭 및 두께(중공사의 경우는 외경 및 내경)를 측정하여 다공막의 외관 부피 V(㎠)를 산출하고, 추가로 다공막의 중량 W(g)을 측정하여 하기 수학식 1에 의해 공공률을 구하였다. The length, width, and thickness of the porous membrane (outer diameter and inner diameter in the case of hollow fiber) were measured to calculate the external volume V (cm 2) of the porous membrane, and the weight W (g) of the porous membrane was further measured. The public rate was calculated by 1.
ρ: PVDF의 비중(=1.78 g/㎠)ρ: specific gravity of PVDF (= 1.78 g / cm 2)
(투수량(플럭스))Permeability (flux)
중공사공막을 에탄올에 15 분간 침지하고, 이어서 물에 15 분간 침지하여 친수화한 후, 수온 25 ℃, 압력차 100 kPa에서 측정하였다. 중공사 다공막은, 테스트 길이(여과가 행해지는 부분의 길이)를 800 mm로 하고, 막 면적은 외경에 기인하여 하기 수학식 2에 의해 산출하였다. The hollow fiber membranes were immersed in ethanol for 15 minutes, and then immersed in water for 15 minutes to be hydrophilized, and then measured at a water temperature of 25 ° C. and a pressure difference of 100 kPa. The hollow fiber porous membrane set the test length (length of the part where filtration is performed) to 800 mm, and calculated the membrane area by the following formula (2) due to the outer diameter.
(평균 공경) (Average pore size)
ASTM F316-86 및 ASTM E1294-89에 준거하고, Porous Materials, Inc.사 제조 "펌포로미터 CFP-200AEX"를 사용하여 하프 드라이법에 의해 평균 공경을 측정하였다. 테스트 액은 퍼플루오로폴리에스테르(상품명 "Galwick")를 사용하였다.In accordance with ASTM F316-86 and ASTM E1294-89, the average pore diameter was measured by the half-drying method using the "pumpometer CFP-200AEX" by Porous Materials, Inc .. The test solution used perfluoropolyester (brand name "Galwick").
(최대 공경) (Maximum pore)
ASTM F316-86 및 ASTM E1294-89에 준거하고, Porous Materials, Inc.사 제조 "펌포로미터 CFP-200AEX"를 사용하여 버블 포인트법에 의해 최대 공경을 측정하였 다. 테스트 액은 퍼플루오로폴리에스테르(상품명 "Galwick")를 사용하였다. In accordance with ASTM F316-86 and ASTM E1294-89, the maximum pore size was measured by the bubble point method using "Pumpometer CFP-200AEX" manufactured by Porous Materials, Inc. The test solution used perfluoropolyester (brand name "Galwick").
(인장 강도 및 파단 신도)(Tensile strength and elongation at break)
인장 시험기(도요 볼드윈사 제조 "RTM-100")를 사용하여, 온도 23 ℃, 상대 습도 50 %의 분위기 중에서 초기 시료 길이 100 mm, 크로스 헤드 속도 200 mm/분의 조건하에서 측정하였다. Using a tensile tester ("RTM-100" manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd.), the measurement was performed under conditions of an initial sample length of 100 mm and a crosshead speed of 200 mm / min in an atmosphere of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%.
(내약품성)(Chemical resistance)
중공사공막을 에탄올에 15 분간 침지하고, 이어서 순수한 물에 15 분간 침지하여 친수화한 후, 온도 50 ℃로 유지된 5 중량% 차아염소산나트륨 수용액에 4 주간 침지하고, 이어서 수세 및 건조를 행하여, 인장 강도 및 파단 신도를 측정하였다. 측정 조건은 상기 인장 강도 및 파단 신도의 측정 방법과 동일하다. 하기 수학식 3, 4에 의해 인장 강도 유지율(%) 및 파단 신도 유지율(%)을 산출하였다. The hollow fiber membranes were immersed in ethanol for 15 minutes, and then immersed in pure water for 15 minutes to be hydrophilized, and then immersed in a 5 wt% sodium hypochlorite aqueous solution maintained at a temperature of 50 ° C. for 4 weeks, followed by washing with water and drying, followed by tension. Strength and elongation at break were measured. Measurement conditions are the same as those for measuring the tensile strength and the elongation at break. Tensile strength retention (%) and elongation at break (%) were calculated by the following equations (3) and (4).
(실시예 1) (Example 1)
중량 평균 분자량(Mw)이 4.92×105의 폴리불화비닐리덴(PVDF)(분체)을 원료 불화비닐리덴계 수지로서 사용하였다. Polyvinylidene fluoride (PVDF) (powder) having a weight average molecular weight (Mw) of 4.92 × 10 5 was used as the raw material vinylidene fluoride resin.
지방족계 폴리에스테르로서 아디프산계 폴리에스테르 가소제(아사히 덴까 고교 가부시끼가이샤 제조 "PN-150")와, 용매로서 N-메틸피롤리돈(NMP)을 87.5 중량%/12.5 중량%의 비율로 상온에서 교반 혼합하여 혼합물 B를 얻었다. As aliphatic polyester, adipic acid polyester plasticizer ("PN-150" manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), and N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent at room temperature in the ratio of 87.5 weight% / 12.5 weight%. The mixture B was obtained by stirring and mixing at the same time.
동일한 방향 회전 교합형 2축 압출기(플라스틱 고가꾸 겡뀨쇼사 제조 "BT-30", 스크류 직경 30 mm, L/D=48)를 사용하고, 실린더 최상류부에서 80 mm의 위치에 설치된 분체 공급부에서 상기 원료 불화비닐리덴계 수지(PVDF)를 공급하고, 실린더 최상류부에서 480 mm의 위치에 설치된 액체 공급부에서 온도 100 ℃에 가열된 혼합물 B를 PVDF/혼합물 B=42.9/57.1(중량%)의 비율로 공급하여, 배럴 온도 210 ℃에서 혼련하고, 혼합물을 외경 7 mm, 내경 3.5 mm의 원형 슬릿을 갖는 노즐로부터 토출량 13 g/분으로 중공사형으로 압출하였다.In the same direction rotational bite-type twin screw extruder ("BT-30" manufactured by Kogyo Kogyo Co., Ltd., screw diameter 30 mm, L / D = 48), the powder supply part installed at the position of 80 mm from the uppermost part of the cylinder is The raw material vinylidene fluoride resin (PVDF) was supplied, and the mixture B heated at a temperature of 100 ° C. in a liquid supply part installed at a position of 480 mm at the uppermost part of the cylinder was replaced at a ratio of PVDF / mixture B = 42.9 / 57.1 (wt%). The mixture was fed and kneaded at a barrel temperature of 210 ° C., and the mixture was extruded into a hollow fiber at a discharge amount of 13 g / min from a nozzle having a circular slit having an outer diameter of 7 mm and an inner diameter of 3.5 mm.
압출된 혼합물을 용융 상태 그대로 11 ℃ 온도로 유지되며, 노즐로부터 140 mm 떨어진 위치에 수면을 갖는(즉 에어갭이 140 mm인) 수욕 중에 유도하여 냉각·고화시켜(수욕 중의 체류 시간: 약 5 초), 10 m/분의 인취 속도로 인취한 후, 이것을 권취하여 제1 중간 성형체를 얻었다.The extruded mixture is kept at 11 ° C. in the molten state and guided into a water bath having a water surface 140 mm away from the nozzle (ie, an air gap of 140 mm), cooled and solidified (retention time in the water bath: about 5 seconds). ), And was taken off at a take-up speed of 10 m / min, then this was wound up to obtain a first intermediate molded body.
이어서, 이 제1 중간 성형체를 길이 방향으로 수축하지 않도록 고정시킨 상태에서 디클로로메탄 중에 진동을 가하면서 실온에서 30 분간 침지하고, 이어서 디클로로메탄을 새로운 것으로 변경하여 재차 동일한 조건으로 침지하여, 지방족계 폴리에스테르와 용매를 추출하고, 이어서 고정시킨 상태에서 온도 120 ℃의 오븐 내에서 1 시간 동안 가열하여 디클로로메탄을 제거함과 동시에 열 처리를 행하여 제2 중간 성형체를 얻었다. Subsequently, the first intermediate molded body was immersed for 30 minutes at room temperature while vibrating in dichloromethane while being fixed so as not to shrink in the longitudinal direction, and then dichloromethane was changed to a new one and immersed under the same conditions again to give an aliphatic poly The ester and the solvent were extracted and then heated in an oven at a temperature of 120 ° C. in a fixed state for 1 hour to remove dichloromethane and heat treatment at the same time to obtain a second intermediate molded body.
이어서, 이 제2 중간 성형체를 분위기 온도의 25 ℃에서 길이 방향에 2.0배의 배율로 연신하고, 이어서 온도 100 ℃의 오븐 내에서 1 시간 동안 가열하여 열 고정을 행하여, 폴리불화비닐리덴계 다공질 중공사를 얻었다. Subsequently, the second intermediate molded product is stretched at a magnification of 2.0 times in the longitudinal direction at 25 ° C. of the ambient temperature, and then heated in a oven at a temperature of 100 ° C. for 1 hour to perform thermal fixation to form a polyvinylidene fluoride-based porous hollow body. Got four.
제조 조건 및 얻어진 폴리불화비닐리덴계 다공질 중공사의 물성을 이하의 실시예 및 비교예의 결과와 함께 통합하여 하기 표 1에 기재한다.The production conditions and the physical properties of the obtained polyvinylidene fluoride-based porous hollow yarn are combined with the results of the following examples and comparative examples, and are shown in Table 1 below.
(실시예 2)(Example 2)
에어갭을 300 mm로, 용융 압출 생성물의 냉각 고화 후의 인취 속도를 5 m/분으로, 또한 인취 연신 배율을 1.3배로 각각 변경하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 다공질 중공사를 얻었다. A porous hollow fiber was obtained in the same manner as in Example 1 except that the air gap was 300 mm, the take-off speed after cooling and solidifying the melt-extruded product was 5 m / min, and the take-out draw ratio was 1.3 times.
(실시예 3) (Example 3)
중량 평균 분자량(Mw)이 2.52×105의 주체(매트릭스) 폴리불화비닐리덴(PVDF)(분체)과 Mw가 6.59×105의 결정 특성 개질용 폴리불화비닐리덴(PVDF)(분체)을 각각 87.5 중량% 및 12.5 중량%가 되는 비율로 헨셀 믹서를 사용하여 혼합하고, Mw가 3.03×105인 혼합물 A를 얻었다. Principal (matrix) polyvinylidene fluoride (PVDF) (powder) having a weight average molecular weight (Mw) of 2.52 × 10 5 and polyvinylidene fluoride (PVDF) (powder) for modifying crystal properties of Mw of 6.59 × 10 5 , respectively. Mixing was carried out using a Henschel mixer at a ratio of 87.5 wt% and 12.5 wt%, to obtain a mixture A having a Mw of 3.03 × 10 5 .
지방족계 폴리에스테르로서 아디프산계 폴리에스테르 가소제(아사히 덴까 고교 가부시끼가이샤사 제조 "PN-150")와, 용매로서 N-메틸피롤리돈(NMP)을 87.5 중량%/12.5 중량%의 비율로 상온에서 교반 혼합하여 혼합물 B를 얻었다. As an aliphatic polyester, adipic acid type polyester plasticizer ("PN-150" by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) and N-methylpyrrolidone (NMP) are used as a solvent in the ratio of 87.5 weight% / 12.5 weight%. Mixture B was obtained by stirring at room temperature.
동일한 방향 회전 교합형 2축 압출기(플라스틱 고가꾸 겡뀨쇼사 제조 "BT- 30", 스크류 직경 30 mm, L/D=48)를 사용하고, 실린더 최상류부에서 80 mm의 위치에 설치된 분체 공급부에서 혼합물 A를 공급하고, 실린더 최상류부에서 480 mm의 위치에 설치된 액체 공급부로부터 온도 100 ℃로 가열된 혼합물 B를 혼합물 A/혼합물 B=37.5/62.5(중량%)의 비율로 공급하여, 배럴 온도 210 ℃에서 혼련하고, 혼합물을 외경 7 mm, 내경 3.5 mm의 원형 슬릿을 갖는 노즐로부터 토출량 13 g/분으로 중공사형으로 압출하였다. Mixing in a powder feed section using the same direction rotary bite-type twin screw extruder ("BT-30" manufactured by Plastic Kogyo Co., Ltd., screw diameter 30 mm, L / D = 48) at a position of 80 mm from the uppermost part of the cylinder A was supplied, and the mixture B heated to a temperature of 100 ° C. from a liquid supply installed at a position of 480 mm at the uppermost part of the cylinder was supplied at a ratio of mixture A / mixture B = 37.5 / 62.5 (wt%), and the barrel temperature was 210 ° C. The mixture was kneaded at and the mixture was extruded into a hollow fiber at a discharge amount of 13 g / min from a nozzle having a circular slit having an outer diameter of 7 mm and an inner diameter of 3.5 mm.
압출된 혼합물을 용융 상태 그대로 60 ℃의 온도로 유지되며, 노즐로부터 10 mm 떨어진 위치에 수면을 갖는(즉 에어갭이 10 mm인) 수욕 중에 유도하여 냉각·고화시켜(수욕 중의 체류 시간: 약 10 초), 5 m/분의 인취 속도로 인취한 후, 이를 권취하여 제1 중간 성형체를 얻었다.The extruded mixture is kept in a molten state at a temperature of 60 ° C., guided, cooled and solidified in a water bath having a water surface (ie, an air gap of 10 mm) at a position 10 mm from the nozzle (retention time in the water bath: about 10 Second), after taking at a pulling speed of 5 m / min, it was wound up to obtain a first intermediate molded body.
이어서, 이 제1 중간 성형체를 길이 방향으로 수축하지 않도록 고정시킨 상태에서 디클로로메탄 중에 진동을 가하면서 실온에서 30 분간 침지하고, 이어서 디클로로메탄을 새로운 것으로 변경하여 다시 동일한 조건으로 침지하여, 지방족계 폴리에스테르와 용매를 추출하고, 이어서 고정시킨 상태에서 온도 120 ℃의 오븐 내에서 1 시간 동안 가열하여 디클로로메탄을 제거함과 동시에 열 처리를 행하여 제2 중간 성형체를 얻었다. Subsequently, the first intermediate molded body was immersed for 30 minutes at room temperature while vibrating in dichloromethane while being fixed so as not to shrink in the longitudinal direction, and then dichloromethane was changed to a new one and immersed under the same conditions again to give an aliphatic poly The ester and the solvent were extracted and then heated in an oven at a temperature of 120 ° C. in a fixed state for 1 hour to remove dichloromethane and heat treatment at the same time to obtain a second intermediate molded body.
이어서, 이 제2 중간 성형체를 분위기 온도의 25 ℃에서 길이 방향에 1.6배의 배율로 연신하고, 이어서 온도 100 ℃의 오븐 내에서 1 시간 동안 가열하여 열 고정을 행하여, 폴리불화비닐리덴계 다공질 중공사를 얻었다.Subsequently, the second intermediate molded product is stretched at a magnification of 1.6 times in the longitudinal direction at 25 ° C. of the ambient temperature, and then heated in a oven at a temperature of 100 ° C. for 1 hour to perform thermal fixation to form a polyvinylidene fluoride-based porous hollow body. Got four.
(실시예 4) (Example 4)
실시예 3에서 얻은 다공질 중공사를 길이 방향으로 수축하지 않도록 고정시킨 상태에서, 에탄올에 15 분간 침지하고, 이어서 순수한 물에 15 분간 침지하여 친수화한 후, 온도 70 ℃로 유지된 가성 소다 20 % 수용액(pH 14)에 1 시간 동안 침지하고, 이어서 수세한 후, 온도 60 ℃로 유지된 온풍 오븐 중에서 1 시간 동안 건조시켰다. The porous hollow fiber obtained in Example 3 was immersed in ethanol for 15 minutes in a state of being fixed so as not to shrink in the longitudinal direction, and then immersed in pure water for 15 minutes to be hydrophilized, followed by 20% caustic soda maintained at a temperature of 70 ° C. It was immersed in an aqueous solution (pH 14) for 1 hour, and then washed with water, and then dried for 1 hour in a warm air oven maintained at a temperature of 60 ℃.
(실시예 5)(Example 5)
용융 압출물을 냉각하는 냉각수욕 온도를 11 ℃로 또한 연신 배율을 1.8배로 변경한 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 하여 다공질 중공사를 얻었다.A porous hollow fiber was obtained in the same manner as in Example 3 except that the cooling water bath temperature for cooling the melt extrudate was changed to 11 ° C. and the draw ratio was changed to 1.8 times.
(실시예 6)(Example 6)
주체 PVDF와 개질용 PVDF의 혼합 비율을 50/50(중량%)으로 변경하여 얻은 혼합물 A를 사용하고, 에어갭을 140 mm로 증대하는 것 이외에는, 실시예 5와 동일하게 하여 다공질 중공사를 얻었다. A porous hollow fiber was obtained in the same manner as in Example 5 except that the mixture A obtained by changing the mixing ratio of the main PVDF and the reforming PVDF to 50/50 (% by weight) was used to increase the air gap to 140 mm. .
(실시예 7) (Example 7)
중량 평균 분자량(Mw)이 2.52×105의 주체 폴리불화비닐리덴(PVDF)(분체)과 Mw가 6.91×105의 결정 특성 개질용 폴리불화비닐리덴(PVDF)(분체)을 각각 75 중량% 및 25 중량%가 되는 비율로, 헨셀 믹서를 사용하여 혼합하고, Mw가 3.67×105인 혼합물 A를 얻었다. 75% by weight of main polyvinylidene fluoride (PVDF) (powder) with a weight average molecular weight (Mw) of 2.52 × 10 5 and polyvinylidene fluoride (PVDF) (powder) for crystal characteristic modification with a Mw of 6.91 × 10 5 , respectively. And by using a Henschel mixer at a ratio of 25% by weight, to obtain a mixture A having a Mw of 3.67 × 10 5 .
지방족계 폴리에스테르로서 아디프산계 폴리에스테르 가소제(아사히 덴까 고교 가부시끼가이샤제 "PN-150")와, 용매로서 N-메틸피롤리돈(NMP)을 각각 87.5 중 량% 및 12.5 중량%가 되는 비율로 상온에서 교반 혼합하여 혼합물 B를 얻었다. As the aliphatic polyester, adipic acid polyester plasticizer ("PN-150" manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) and N-methylpyrrolidone (NMP) as solvents are respectively 87.5% by weight and 12.5% by weight. Mixture B was stirred and mixed at room temperature in proportion to obtain a mixture B.
동일한 방향 회전 교합형 2축 압출기(플라스틱 고가꾸 겡뀨쇼사 제조 "BT-30", 스크류 직경 30 mm, L/D=48)를 사용하고, 실리더 최상류부에서 80 mm의 위치에 설치된 분체 공급부로부터 혼합물 A를 공급하고, 실리더 최상류부에서 480 mm의 위치에 설치된 액체 공급부에서 온도 100 ℃로 가열된 혼합물 B를, 혼합물 A/혼합물 B=40/60(중량%)의 비율로 공급하여, 배럴 온도 220 ℃에서 혼련하고, 혼합물을 외경 7 mm, 내경 5 mm의 원형 슬릿을 갖는 노즐로부터 토출량 9.8 g/분으로 중공사형으로 압출하였다. 이 때, 노즐 중심부에 설치한 통기구로부터 공기를 유량 6.2 ㎖/분으로 실의 중공부에 주입하였다. From the powder feed part installed at the position of 80 mm in the uppermost part of a cylinder using the same direction rotary bite-type twin-screw extruder ("BT-30" by Plastic Kogyo Co., Ltd., screw diameter 30mm, L / D = 48) The mixture A was supplied, and the mixture B heated at a temperature of 100 ° C. in a liquid supply installed at a position of 480 mm at the uppermost part of the cylinder was supplied at a ratio of mixture A / mixture B = 40/60 (wt%), and the barrel The mixture was kneaded at a temperature of 220 ° C., and the mixture was extruded into a hollow fiber at a discharge amount of 9.8 g / min from a nozzle having a circular slit having an outer diameter of 7 mm and an inner diameter of 5 mm. At this time, air was injected into the hollow part of the chamber at a flow rate of 6.2 ml / minute from the vent provided at the nozzle center part.
압출된 혼합물을 용융 상태 그대로 60 ℃의 온도로 유지시키며, 노즐로부터 30 mm 떨어진 위치에 수면을 갖는(즉 에어갭이 30 mm인) 수욕 중에 유도하여 냉각·고화시켜(수욕 중의 체류 시간: 약10 초), 5 m/분의 인취 속도로 인취한 후, 이것을 권취하여 제1 중간 성형체를 얻었다. 이 제1 중간 성형체의 내경은 1.462 mm, 외경은 2.051 mm였다. The extruded mixture is kept in a molten state at a temperature of 60 ° C., guided, cooled and solidified in a water bath having a water surface (ie, an air gap of 30 mm) at a distance of 30 mm from the nozzle (retention time in the water bath: about 10 Second), after being taken out at a take-up speed of 5 m / min, this was wound up to obtain a first intermediate molded body. The inner diameter of this first intermediate molded body was 1.462 mm, and the outer diameter was 2.051 mm.
이어서, 이 제1 중간 성형체를 길이 방향으로 수축하지 않도록 고정시킨 상태에서 디클로로메탄 중에 진동을 가하면서 실온에서 30 분간 침지하고, 이어서 디클로로메탄을 새로운 것으로 변경하여 다시 동일한 조건으로 침지하여, 지방족계 폴리에스테르와 용매를 추출하고, 이어서 고정시킨 상태에서 온도 120 ℃의 오븐 내에서 1 시간 동안 가열하여 디클로로메탄을 제거함과 동시에 열 처리를 행하여 제2 중간 성형체를 얻었다. Subsequently, the first intermediate molded body was immersed for 30 minutes at room temperature while vibrating in dichloromethane while being fixed so as not to shrink in the longitudinal direction, and then dichloromethane was changed to a new one and immersed under the same conditions again to give an aliphatic poly The ester and the solvent were extracted and then heated in an oven at a temperature of 120 ° C. in a fixed state for 1 hour to remove dichloromethane and heat treatment at the same time to obtain a second intermediate molded body.
이어서, 이 제2 중간 성형체를 분위기 온도의 25 ℃에서 길이 방향에 1.8배의 배율로 연신하고, 이어서 길이 방향에 수축하지 않도록 고정시킨 상태에서 디클로로메탄 중에 진동을 가하면서 실온에서 30 분간 침지하고, 이어서 디클로로메탄을 새로운 것으로 변경하여 다시 동일한 조건으로 침지하여, 이어서 고정시킨 상태에서 온도 150 ℃의 오븐 내에서 1 시간 동안 가열하여 디클로로메탄을 제거함과 동시에 열 고정을 행하여, 폴리불화비닐리덴계 다공질 중공사를 얻었다. Subsequently, this 2nd intermediate | mold molded object is extended | stretched at the magnification of 1.8 times in the longitudinal direction at 25 degreeC of atmospheric temperature, and then immersed for 30 minutes at room temperature, applying vibration in dichloromethane in the state fixed so as not to shrink | contract in the longitudinal direction, Subsequently, dichloromethane was changed to a new one and immersed again under the same conditions, followed by heating in an oven at a temperature of 150 ° C. for 1 hour in a fixed state to remove dichloromethane and thermally fixing at the same time, thereby performing polyvinylidene fluoride-based porous hollow Got four.
(실시예 8)(Example 8)
주체 PVDF를 Mw가 4.12×105의 PVDF(분체), 및 개질용 PVDF를 Mw가 9.36×105의 PVDF(분체)로 변경하고, 주체 PVDF와 개질용 PVDF의 혼합 비율을 95/5(중량%)로 변경하여 얻은 혼합물 A를 사용하고, 가소제와 양용매의 혼합 비율을 82.5/17.5(중량%)로 변경한 혼합물 B를 사용하고, 혼합물 A와 혼합물 B의 공급 비율을 35.7/64.3(중량%), 에어갭을 150 mm, 연신 배율을 1.7배로 변경한 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여 다공질 중공사를 얻었다. The main PVDF is changed to PVDF (powder) with Mw of 4.12 × 10 5 and the modified PVDF is changed to PVDF (powder) with Mw of 9.36 × 10 5 , and the mixing ratio of the main PVDF and the modified PVDF is 95/5 (weight % Using the mixture A obtained by using the mixture A obtained by changing the mixing ratio of the plasticizer and the good solvent to 82.5 / 17.5 (% by weight), and the feed ratio of the mixture A and the mixture B was 35.7 / 64.3 (weight %) And the porous hollow fiber was obtained like Example 7 except having changed the air gap to 150 mm and the draw ratio to 1.7 times.
(실시예 9)(Example 9)
노즐 외경을 5 mm, 노즐 내경을 3.5 mm, 에어갭을 170 mm로 변경하는 것 이외에는 실시예 8과 동일하게 하여 다공질 중공사를 얻었다.A porous hollow fiber was obtained in the same manner as in Example 8 except for changing the nozzle outer diameter to 5 mm, the nozzle inner diameter to 3.5 mm, and the air gap to 170 mm.
(실시예 10) (Example 10)
연신 및 용리액 처리를 행하지 않은 것 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여불화비닐리덴계 수지 다공질 중공사를 얻었다. A vinylidene fluoride resin porous hollow fiber was obtained in the same manner as in Example 9 except that the stretching and the eluent treatment were not performed.
(비교예 1) (Comparative Example 1)
일본 특허 공개 (평)7-173323호 공보의 실시예 3에 준하여 불화비닐리덴계 수지 다공막을 얻었다. 즉, 중량 평균 분자량이 4.40×105(고유 점도가 1.6 ㎗/g)의 PVDF 100 중량부에 대하여 아디프산계 폴리에스테르 가소제("PN-150") 117 중량부 및 N-메틸피롤리돈 17 중량부를 상온에서 혼합한 후, 온도 200 ℃에서 용융 압출하여, 펠릿화하였다. 얻어진 펠릿을 폭 350 mm, 립클리어런스(lip clearance) 1.4 mm의 T 다이를 설치한 용융 압출기로, 온도 180 ℃에서 두께 50 ㎛의 필름상으로 용융 압출하고, 한 표면을 온도 60 ℃의 칠롤로 반대 표면을 에어나이프로 냉각하면서 연속한 필름을 성형하였다. 이 필름을 염화메틸렌 중에 진동을 가하면서 실온에서 10 분간 침지하여 가소제를 추출하고, 수축을 방지하기 위해 유지시킨 상태에서 100 ℃에서 건조 열 처리를 30 분간 행하고, 불화비닐리덴계 수지 다공질막을 얻었다. A vinylidene fluoride resin porous film was obtained in accordance with Example 3 of JP-A-7-173323. That is, 117 parts by weight of adipic acid-based polyester plasticizer (“PN-150”) and N-methylpyrrolidone 17 with respect to 100 parts by weight of PVDF having a weight average molecular weight of 4.40 × 10 5 (inherent viscosity of 1.6 dl / g) The parts by weight were mixed at room temperature, followed by melt extrusion at a temperature of 200 ° C. to pelletize. The resulting pellets were melt extruded with a T-die having a width of 350 mm and a lip clearance of 1.4 mm, melt extruded into a film having a thickness of 50 μm at a temperature of 180 ° C., and one surface was opposed by a chill roll having a temperature of 60 ° C. A continuous film was formed while cooling the surface with an air knife. The film was immersed in methylene chloride for 10 minutes at room temperature while vibrating to extract the plasticizer, and dried and heat-treated at 100 ° C. for 30 minutes while being kept in order to prevent shrinkage to obtain a vinylidene fluoride resin porous film.
상기에서 얻어진 일본 특허 공개 (평)7-173323호 공보의 실시예 3에 준하는 불화비닐리덴계 수지 다공질막을 분위기 온도 25 ℃에서 길이 방향에 2.5배로 연신하고, 이어서 온도 100 ℃의 오븐 내에서 1 시간 동안 가열하여 열 고정을 행하여, 불화비닐리덴계 수지 다공질막을 얻었다.The vinylidene fluoride resin porous membrane according to Example 3 of JP-A-7-173323 obtained above was stretched 2.5 times in the longitudinal direction at an ambient temperature of 25 ° C, and then in an oven at a temperature of 100 ° C for 1 hour. It heated and heat-fixed, and the vinylidene fluoride resin porous film was obtained.
(비교예 2 및 3)(Comparative Examples 2 and 3)
시판되고 있는 불화비닐리덴계 수지 다공막 중공사(아사히 가세이(주) 제조의 "마이크로저 USV-3003" 및 도레이(주) 제조의 "도레이 필름 HFM1010-X")를 각각 사용하여 물성 측정을 행하였다. Measurement of physical properties is carried out using commercially available vinylidene fluoride resin porous membrane hollow fiber ("Microser USV-3003" manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd. and "Toray Film HFM1010-X" manufactured by Toray Industries, Ltd.). It was.
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 불화비닐리덴계 수지 다공막의 조성·제조 조건(이미 알려진 것에 한함) 및 물성을 통합하여 표 1에 기재한다.Table 1 summarizes the composition, manufacturing conditions (already known) and physical properties of the vinylidene fluoride resin porous film obtained in the above Examples and Comparative Examples.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 양용매와 공존하는 상태에서 냉각액에 의한 외측면에서의 냉각을 거쳐 얻어진 불화비닐리덴계 수지 중공사 다공막은, 비교예에서 얻어진 것에 비해 결정 융해 엔탈피가 58 J/g보다 크고, 차아염소산 소다 수용액 침지 후의 인장 강도 유지율이 90 % 이상, 파단 신도 유지율이 90 % 이상인 것으로 대표되는 바와 같은 우수한 내약품성을 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서 인장 강도 및 파단 신도로 대표되는 기계적 강도가 우수한 것과 더불어 정밀 수여과막으로서 유용하다. As shown in Table 1, the vinylidene fluoride resin hollow fiber porous membrane obtained through cooling on the outer surface with a cooling liquid in the state of coexistence with a good solvent has a crystal melting enthalpy of 58 J / compared with that obtained in the comparative example. It turns out that it is larger than g and shows the outstanding chemical-resistance as represented by 90% or more of tensile strength retention after immersion of the sodium hypochlorite aqueous solution, and 90% or more of elongation at break. Therefore, it is useful as a fine filtration membrane in addition to having excellent mechanical strength represented by tensile strength and elongation at break.
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