KR20220112792A - Separator and its manufacturing method - Google Patents

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마리나 오츠카
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Abstract

본 발명은, 셀룰로오스에스테르를 함유하는 분리막이며, 상기 분리막이, 막의 길이 방향 및 막 두께 방향에 평행한 단면에 있어서, 복수의 공극을 갖고, 상기 복수의 공극의 평균 깊이 D가 0.7 내지 20㎛이며, 상기 복수의 공극의 평균 길이 L이 3㎛ 이상이고, 또한 각 공극의 길이 l과 깊이 d의 비의 평균값 (l/d)a의 값이 2 내지 40인, 분리막을 제공한다.The present invention is a separation membrane containing a cellulose ester, wherein the separation membrane has a plurality of pores in a cross section parallel to the longitudinal direction and the film thickness direction of the membrane, and the average depth D of the plurality of pores is 0.7 to 20 μm; , wherein the average length L of the plurality of pores is 3 μm or more, and the average value (l/d) a of the ratio of the length l to the depth d of each of the pores is 2 to 40.

Description

분리막 및 그 제조 방법Separator and its manufacturing method

본 발명은, 분리막 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a separation membrane and a method for manufacturing the same.

근년, 분리막은 정수 처리, 배수 처리 등의 수처리용 막, 혈액 정화 등의 의료용 막, 식품 공업용 막, 전지용 세퍼레이터 막, 하전막, 또는 연료 전지용 전해질막 등 각종 방면에서 이용되고 있다.In recent years, separation membranes have been used in various fields such as water treatment membranes such as water purification and wastewater treatment, medical membranes such as blood purification, food industry membranes, battery separator membranes, charged membranes, or fuel cell electrolyte membranes.

대부분의 분리막은 폴리머를 소재로 한다. 그 중에서도, 셀룰로오스에스테르를 비롯한 셀룰로오스계 수지는, 그 친수성에서 기인하는 투과 성능이나, 염소계의 살균제에 강하다는 내염소 성능을 갖는 점에서, 수처리용 막을 비롯한 분리막의 소재로서 널리 사용되고 있다.Most separators are made of polymers. Among them, cellulosic resins, including cellulose esters, are widely used as materials for separation membranes, including membranes for water treatment, from the viewpoint of having permeation performance resulting from its hydrophilicity and chlorine resistance performance being strong against chlorine-based disinfectants.

예를 들어 특허문헌 1에는, 셀룰로오스트리아세테이트를 포함하는 제막 원액을, 용매, 비용매 및 물을 포함하는 응고액 중에 토출하여 상분리시킴으로써, 중공사 형상의 분리막을 얻는 기술이 개시되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a technique for obtaining a hollow fiber-shaped separation membrane by discharging a film forming stock solution containing cellulose triacetate into a coagulating solution containing a solvent, a nonsolvent, and water to perform phase separation.

또한 특허문헌 2에는, 표면에 히드록시알킬셀룰로오스가 미립자의 상태로 고착된, 중공사 형상의 분리막이 개시되어 있다.In addition, Patent Document 2 discloses a hollow fiber-shaped separation membrane in which hydroxyalkyl cellulose is adhered to the surface in the state of fine particles.

일본 특허 공개 제2011-235204호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2011-235204 일본 특허 공개 제2015-157278호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2015-157278

Ind. Eng. Chem. Res. 2011, 50, 3798-3817.Ind. Eng. Chem. Res. 2011, 50, 3798-3817.

그러나, 셀룰로오스에스테르를 소재로서 사용한 종래의 분리막은, 분리 성능을 높이기 위해 공극의 사이즈를 작게 하고 있기 때문에, 투과 성능을 높이기 위해서는 막의 두께를 얇게 할 필요가 있고, 그 결과로서 분리막에 결점이 발생하기 쉽다는 문제를 안고 있는 것이었다.However, in the conventional separation membrane using cellulose ester as a material, the size of the pores is reduced in order to improve the separation performance. It had the problem of being easy.

거기에서 본 발명은, 높은 분리 성능과 투과 성능의 양쪽을 구비하는, 분리막 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a separation membrane having both high separation performance and permeation performance, and a method for manufacturing the same.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 셀룰로오스에스테르를 함유하는 분리막이 특정 조건을 충족시키는 공극을 가짐으로써, 높은 분리 성능을 유지하면서 투과 성능도 높이는 것이 가능한 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors found that it is possible to improve the permeability while maintaining high separation performance by having pores that satisfy specific conditions in the separation membrane containing cellulose ester, and the present invention came to completion.

즉, 본 발명은 이하의 [1] 내지 [10]에 관한 것이다.That is, the present invention relates to the following [1] to [10].

[1] 셀룰로오스에스테르를 함유하는 분리막이며,[1] A separation membrane containing cellulose ester,

상기 분리막이, 막의 길이 방향 및 막 두께 방향에 평행한 단면에 있어서, 복수의 공극을 갖고,The separation membrane has a plurality of voids in a cross section parallel to the longitudinal direction and the film thickness direction of the membrane,

상기 복수의 공극의 평균 깊이 D가 0.7 내지 20㎛이며,The average depth D of the plurality of pores is 0.7 to 20 μm,

상기 복수의 공극의 평균 길이 L이 3㎛ 이상이고, 또한The average length L of the plurality of pores is 3 µm or more, and

각 공극의 길이 l과 깊이 d의 비의 평균값 (l/d)a의 값이 2 내지 40인, 분리막.The average value (l/d) a of the ratio of the length l and the depth d of each pore is 2 to 40, the separator.

[2] 상기 단면에 있어서의, 상기 복수의 공극의 점유율이 15 내지 55%인, 상기 [1]에 기재된 분리막.[2] The separation membrane according to the above [1], wherein the occupancy rate of the plurality of voids in the cross section is 15 to 55%.

[3] 상기 단면에 있어서의, 벽부의 평균 두께가 0.7 내지 5.0㎛인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 분리막.[3] The separation membrane according to [1] or [2], wherein the average thickness of the wall portion in the cross section is 0.7 to 5.0 µm.

[4] 적어도 한쪽 표면에 있어서, 표면 구멍의 평균 구멍 직경이 0.050 내지 0.500㎛인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 분리막.[4] The separation membrane according to any one of [1] to [3], wherein, in at least one surface, the average pore diameter of the surface pores is 0.050 to 0.500 µm.

[5] 적어도 한쪽 표면에 있어서, 표면 구멍의 평균 짧은 직경 X가 0.030 내지 0.250㎛이며, 상기 표면 구멍의 평균 긴 직경 Y가 0.060 내지 0.450㎛이며, 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a의 값이 1.00 내지 1.50인, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 분리막.[5] In at least one surface, the average minor diameter X of the surface pores is 0.030 to 0.250 μm, the average major diameter Y of the surface pores is 0.060 to 0.450 μm, and the average value of the ratio of the major and minor diameters (y/ x) The separation membrane according to any one of [1] to [4], wherein the value of a is 1.00 to 1.50.

[6] 상기 복수의 공극의 길이 방향이 상기 분리막의 길이 방향에 따르는, 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 분리막.[6] The separation membrane according to any one of [1] to [5], wherein the longitudinal direction of the plurality of pores is along the longitudinal direction of the separation membrane.

[7] 상기 셀룰로오스에스테르로서, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 및/또는 셀룰로오스아세테이트부티레이트를 함유하는, 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 분리막.[7] The separation membrane according to any one of [1] to [6], wherein the cellulose ester contains cellulose acetate propionate and/or cellulose acetate butyrate.

[8] 중공사 형상인, 상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 분리막.[8] The separation membrane according to any one of [1] to [7], wherein the membrane has a hollow fiber shape.

[9] (1) 10 내지 80질량%의 셀룰로오스에스테르와, 10 내지 80질량%의 구조 형성제와, 2 내지 20질량%의 공극 형성제를 함유하는 혼합물을 용융 혼련하여, 수지 조성물을 얻는, 조제 공정과,[9] (1) melt-kneading a mixture containing 10 to 80 mass % of a cellulose ester, 10 to 80 mass % of a structure forming agent, and 2 to 20 mass % of a pore forming agent to obtain a resin composition; the preparation process;

(2) 40 내지 200㎛의 구멍 직경을 갖는 필터를 사용하여, 상기 수지 조성물을 토출 구금으로부터 토출하여, 30 내지 200의 드래프트비로 수지 성형물을 얻는, 성형 공정과,(2) a molding step of discharging the resin composition from a discharge nozzle using a filter having a pore diameter of 40 to 200 μm to obtain a resin molding at a draft ratio of 30 to 200;

(3) 상기 수지 성형물을, 셀룰로오스에스테르에 대한 용해도 파라미터 거리 DS가 10 내지 25의 범위인 용매에 침지시키는, 침지 공정을 구비하는, 분리막의 제조 방법.(3) A method for producing a separation membrane comprising an immersion step in which the resin molding is immersed in a solvent having a solubility parameter distance D S with respect to a cellulose ester in the range of 10 to 25.

[10] 상기 침지 공정에서의 상기 수지 성형물의 온도가 50 내지 80℃인, 상기 [9]에 기재된 분리막의 제조 방법.[10] The method for producing a separation membrane according to the above [9], wherein the temperature of the resin molded product in the immersion step is 50 to 80°C.

본 발명에 따르면, 높은 분리 성능 및 투과 성능을 겸비하는, 분리막 및 그 제조 방법의 제공이 가능해진다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, provision of the separation membrane which has both high separation performance and permeation performance, and its manufacturing method becomes possible.

도 1의 (a)는, 단면 Z 및 분리막의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 도면이며, (b)는 (a)의 측면도이며, (c)는 (a)의 상면도이다.
도 2는, 단면 Z를 SEM으로 촬상한 화상의 일례이다.
도 3은, 도 2의 화상을 노이즈 제거, 2치화하고, 공극을 추출한 화상이다.
도 4는, 도 3의 화상으로부터, 또한 공극의 윤곽을 추출한 화상이다.
Fig. 1 (a) is a diagram schematically showing the cross section Z and the internal structure of the separation membrane, (b) is a side view of (a), (c) is a top view of (a).
2 : is an example of the image which imaged the cross section Z by SEM.
Fig. 3 is an image obtained by denoising and binarizing the image of Fig. 2 and extracting voids.
Fig. 4 is an image in which the outline of the void is further extracted from the image of Fig. 3 .

본 발명의 분리막은, 셀룰로오스에스테르를 함유하는 분리막이며, 막의 길이 방향 및 막 두께 방향에 평행한 단면에 있어서, 복수의 공극을 갖고, 상기 복수의 공극의 평균 깊이 D가 0.7 내지 20㎛이며, 상기 복수의 공극의 평균 길이 L이 3㎛ 이상이고, 또한 각 공극의 길이 l과 깊이 d의 비의 평균값 (l/d)a의 값이 2 내지 40인 것을 특징으로 한다. 본 명세서에 있어서, 질량 기준의 비율(백분율, 부 등)은 중량 기준의 비율(백분율, 부 등)과 같다.The separation membrane of the present invention is a separation membrane containing a cellulose ester, has a plurality of pores in a cross section parallel to the longitudinal direction and the thickness direction of the membrane, and an average depth D of the plurality of pores is 0.7 to 20 μm, It is characterized in that the average length L of the plurality of voids is 3 µm or more, and the average value (l/d) a of the ratio of the length l to the depth d of each void is 2 to 40. In the present specification, the ratio by mass (percentage, parts, etc.) is the same as the ratio by weight (percentage, parts, etc.).

(분리막을 구성하는 수지 조성물)(resin composition constituting the separation membrane)

본 발명의 분리막을 구성하는 수지 조성물은, 이하의 (1)에 나타내는 셀룰로오스에스테르를 함유한다. 또한, (1) 이외에도, 이하의 (2) 내지 (6)에 나타내는 성분을 함유할 수 있다.The resin composition constituting the separation membrane of the present invention contains the cellulose ester shown in (1) below. Moreover, other than (1), the component shown to the following (2) - (6) can be contained.

(1) 셀룰로오스에스테르(1) Cellulose Ester

본 발명의 분리막은, 셀룰로오스에스테르를 함유할 필요가 있다. 또한 본 발명의 효과를 보다 높이기 위해서는, 본 발명의 분리막은, 셀룰로오스에스테르를 주성분으로서 함유하는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 주성분이란, 분리막을 구성하는 수지 조성물의 전체 성분 중에서, 질량 기준으로 가장 많이 포함되는 성분을 말한다.The separation membrane of the present invention needs to contain a cellulose ester. In addition, in order to further enhance the effect of the present invention, the separation membrane of the present invention preferably contains a cellulose ester as a main component. The main component as used herein refers to a component that is included the most on a mass basis among all the components of the resin composition constituting the separation membrane.

셀룰로오스에스테르로서는, 예를 들어 셀룰로오스아세테이트, 셀룰로오스프로피오네이트 혹은 셀룰로오스부티레이트 등의 셀룰로오스에스테르, 또는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 혹은 셀룰로오스아세테이트부티레이트 등의 셀룰로오스 혼합 에스테르를 들 수 있다. 그 중에서도, 수지 성형물의 가공성, 얻어지는 분리막의 막 강도의 관점에서, 셀룰로오스 혼합 에스테르가 바람직하고, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 및/또는 셀룰로오스아세테이트부티레이트가 보다 바람직하고, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트가 더욱 바람직하다. 여기에서의 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트란, 아세틸기와 프로피오닐기의 평균 치환도가 각각 0.1 이상인 셀룰로오스에스테르이다.Examples of the cellulose ester include cellulose esters such as cellulose acetate, cellulose propionate or cellulose butyrate, or cellulose mixed esters such as cellulose acetate propionate or cellulose acetate butyrate. Among them, from the viewpoint of the processability of the resin molded product and the film strength of the obtained separation membrane, cellulose mixed ester is preferable, cellulose acetate propionate and/or cellulose acetate butyrate are more preferable, and cellulose acetate propionate is still more preferable. Cellulose acetate propionate here is a cellulose ester in which the average degree of substitution of an acetyl group and a propionyl group is 0.1 or more, respectively.

셀룰로오스에스테르의 중량 평균 분자량(Mw)은 5만 내지 25만인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량(Mw)이 5만 이상임으로써, 분리막 제조 시에 용융시킬 때의 셀룰로오스에스테르 열분해가 억제되고, 또한 분리막의 막 강도를 실용 레벨로 용이하게 도달시킬 수 있다. 중량 평균 분자량(Mw)이 25만 이하임으로써, 용융 점도가 너무 높아지지 않으므로, 안정된 용융 제막이 가능해진다. 또한, 중량 평균 분자량(Mw)이란, GPC(겔 침투 크로마토그래피) 측정에 의해 산출되는 값이다. 그 산출 방법에 대하여는, 실시예에서 상세하게 설명한다.It is preferable that the weight average molecular weights (Mw) of a cellulose ester are 50,000-250,000. When the weight average molecular weight (Mw) is 50,000 or more, thermal decomposition of the cellulose ester at the time of melting at the time of manufacturing the separation membrane is suppressed, and the membrane strength of the separation membrane can be easily reached at a practical level. When a weight average molecular weight (Mw) is 250,000 or less, since melt viscosity does not become high too much, stable melt film forming is attained. In addition, a weight average molecular weight (Mw) is a value computed by GPC (gel permeation chromatography) measurement. The calculation method will be described in detail in Examples.

예시한 각 셀룰로오스 혼합 에스테르는, 아세틸기와 다른 아실기(프로피오닐기, 부티릴기 등)를 갖는다. 분리막에 함유되는 셀룰로오스 혼합 에스테르에 있어서, 아세틸기와 다른 아실기의 평균 치환도는, 하기 식을 충족시키는 것이 바람직하다.Each of the cellulose mixed esters illustrated has an acyl group (propionyl group, butyryl group, etc.) different from an acetyl group. In the cellulose mixed ester contained in the separation membrane, the average degree of substitution of the acetyl group and other acyl groups preferably satisfies the following formula.

1.0≤(아세틸기의 평균 치환도+다른 아실기의 평균 치환도)≤3.01.0≤(average degree of substitution of acetyl group + average degree of substitution of other acyl groups)≤3.0

0.1≤(아세틸기의 평균 치환도)≤2.60.1≤(average degree of substitution of acetyl group)≤2.6

0.1≤(다른 아실기의 평균 치환도)≤2.60.1≤(average degree of substitution of other acyl groups)≤2.6

상기 식이 충족됨으로써, 분리막의 투과 성능과, 분리막을 구성하는 수지 조성물을 용융시킬 때의 열유동성이 양호해진다. 또한, 평균 치환도란, 셀룰로오스의 글루코오스 단위당 존재하는 3개의 수산기 중, 아실기(아세틸기+다른 아실기)가 화학적으로 결합된 수를 말한다.When the above formula is satisfied, the permeation performance of the separation membrane and the thermal fluidity at the time of melting the resin composition constituting the separation membrane become good. In addition, the average degree of substitution means the number to which an acyl group (acetyl group + another acyl group) was chemically bonded among three hydroxyl groups which exist per glucose unit of a cellulose.

분리막은 1종류의 셀룰로오스에스테르만을 함유해도 상관없고, 2종류 이상의 셀룰로오스에스테르를 함유해도 상관없다.The separation membrane may contain only one type of cellulose ester, and may contain two or more types of cellulose esters.

분리막 내의 셀룰로오스에스테르의 함유량은, 분리막의 전체 성분을 100질량%로 하였을 때, 70 내지 100질량%가 바람직하고, 80 내지 100질량%가 보다 바람직하고, 90 내지 100질량%가 더욱 바람직하다. 분리막의 셀룰로오스에스테르의 함유량이 70질량% 이상임으로써, 분리막의 막 강도가 충분한 것이 된다.The content of the cellulose ester in the separation membrane is preferably 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, and still more preferably 90 to 100% by mass, when all components of the separation membrane are 100% by mass. When the content of the cellulose ester in the separation membrane is 70 mass% or more, the membrane strength of the separation membrane is sufficient.

또한 분리막을 제조하는 원료 중의 셀룰로오스에스테르의 함유량은, 원료를 구성하는 성분의 전체를 100질량%로 하였을 때, 10 내지 80질량%가 바람직하다. 함유량이 10질량% 이상임으로써, 분리막의 막 강도가 양호한 것이 된다. 한편, 함유량이 80질량% 이하임으로써, 분리막의 열가소성 및 투과 성능이 양호한 것이 된다. 함유량은 15질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 20질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 함유량은 70질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 60질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 45질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.Moreover, when content of the cellulose ester in the raw material which manufactures a separation membrane makes the whole component which comprises a raw material 100 mass %, 10-80 mass % is preferable. When the content is 10% by mass or more, the membrane strength of the separation membrane becomes good. On the other hand, when content is 80 mass % or less, the thermoplasticity and permeation|transmission performance of a separation membrane become favorable. As for content, it is more preferable that it is 15 mass % or more, and it is still more preferable that it is 20 mass % or more. Moreover, as for content, it is more preferable that it is 70 mass % or less, It is still more preferable that it is 60 mass % or less, It is especially preferable that it is 45 mass % or less.

(2) 셀룰로오스에스테르의 가소제(2) Cellulose ester plasticizer

본 발명의 분리막을 구성하는 수지 조성물은, 셀룰로오스에스테르의 가소제를 함유할 수 있다.The resin composition constituting the separation membrane of the present invention may contain a cellulose ester plasticizer.

셀룰로오스에스테르의 가소제는, 셀룰로오스에스테르를 열가소화하는 화합물이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 1종류의 가소제뿐만 아니라, 2종류 이상의 가소제가 병용되어도 상관없다.The plasticizer of a cellulose ester will not be specifically limited if it is a compound which thermoplasticizes a cellulose ester. In addition, not only one type of plasticizer but two or more types of plasticizers may be used together.

셀룰로오스에스테르의 가소제로서는, 예를 들어 폴리에틸렌글리콜 혹은 폴리에틸렌글리콜지방산에스테르 등의 폴리알킬렌글리콜계 화합물, 글리세린지방산에스테르 혹은 디글리세린지방산에스테르 등의 글리세린계 화합물, 시트르산에스테르계 화합물, 인산에스테르계 화합물 혹은 아디프산에스테르 등의 지방산에스테르계 화합물 또는 카프로락톤계 화합물, 혹은 그들의 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the cellulose ester plasticizer include polyalkylene glycol compounds such as polyethylene glycol or polyethylene glycol fatty acid esters, glycerin compounds such as glycerin fatty acid esters or diglycerin fatty acid esters, citric acid ester compounds, phosphate ester compounds, or Fatty acid ester-type compounds, such as dipic acid ester, or caprolactone-type compound, or those derivatives, etc. are mentioned.

폴리알킬렌글리콜계 화합물로서는, 예를 들어 중량 평균 분자량(Mw)이 400 내지 4,000인, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 또는 폴리부틸렌글리콜 등을 들 수 있다.Examples of the polyalkylene glycol-based compound include polyethylene glycol, polypropylene glycol or polybutylene glycol having a weight average molecular weight (Mw) of 400 to 4,000.

셀룰로오스에스테르의 가소제는, 분리막을 형성한 후에는 분리막 내에 잔존해도 상관없고, 분리막으로부터 용출시켜도 상관없다. 또한, 셀룰로오스에스테르의 가소제 함유량은, 원료를 구성하는 성분의 전체를 100질량%로 하였을 때, 5 내지 40질량%가 바람직하다.After forming the separation membrane, the plasticizer of the cellulose ester may remain in the separation membrane or eluted from the separation membrane. Moreover, when the plasticizer content of a cellulose ester makes the whole component which comprises a raw material 100 mass %, 5-40 mass % is preferable.

함유량이 5질량% 이상임으로써, 셀룰로오스에스테르의 열가소성이 양호한 것이 된다. 한편, 함유량이 40질량% 이하임으로써, 분리막의 막 강도가 양호한 것이 된다. 셀룰로오스에스테르의 가소제 함유량은, 5 내지 35질량%가 보다 바람직하고, 5 내지 30질량%가 더욱 바람직하다.When content is 5 mass % or more, the thermoplasticity of a cellulose ester becomes favorable. On the other hand, when content is 40 mass % or less, the film strength of a separation membrane becomes favorable. As for plasticizer content of a cellulose ester, 5-35 mass % is more preferable, and its 5-30 mass % is still more preferable.

(3) 산화 방지제(3) antioxidants

본 발명의 분리막을 구성하는 수지 조성물은, 산화 방지제를 함유하는 것이 바람직하다. 수지 조성물이 산화 방지제를 함유함으로써, 분리막의 제조 시에 폴리머를 용융시킬 때의 열분해가 억제되고, 그 결과로서 얻어지는 분리막의 막 강도가 향상되고, 분리막의 착색이 억제된다.The resin composition constituting the separation membrane of the present invention preferably contains an antioxidant. When the resin composition contains the antioxidant, thermal decomposition at the time of melting the polymer during the production of the separation membrane is suppressed, and as a result, the membrane strength of the obtained separation membrane is improved, and the coloring of the separation membrane is suppressed.

산화 방지제로서는, 인계의 산화 방지제가 바람직하고, 펜타에리트리톨계 화합물이 보다 바람직하다. 펜타에리트리톨계 화합물로서는, 예를 들어 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨디포스파이트 등을 들 수 있다.As antioxidant, a phosphorus antioxidant is preferable, and a pentaerythritol-type compound is more preferable. Examples of the pentaerythritol-based compound include bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite.

산화 방지제의 함유량은, 원료를 구성하는 성분의 전체를 100질량%로 하였을 때, 0.005 내지 0.500질량%가 바람직하다. 산화 방지제의 함유량이 상기 범위에 있음으로써, 조제 공정에 있어서, 균일한 수지 조성물을 얻을 수 있다.When content of antioxidant makes the whole component which comprises a raw material 100 mass %, 0.005-0.500 mass % is preferable. When content of antioxidant exists in the said range, a preparation process WHEREIN: A uniform resin composition can be obtained.

(4) 구조 형성제(4) structure former

본 발명의 분리막을 구성하는 수지 조성물은, 구조 형성제를 함유할 수 있다.The resin composition constituting the separation membrane of the present invention may contain a structure forming agent.

본 발명에 있어서의 구조 형성제는, 셀룰로오스에스테르, 또는 셀룰로오스에스테르와 그 가소제의 혼합물과 부분 상용되며, 또한 셀룰로오스에스테르를 녹이지 않는 용매에 의해 용출 또는 분해 가능하면 특별히 한정되지 않는다. 구조 형성제의 중량 평균 분자량은, 후술하는 L, D, (l/d)a의 값을 적절하게 제어하는 관점에서 1000 이상이 바람직하다.The structure-forming agent in the present invention is not particularly limited as long as it is partially compatible with a cellulose ester or a mixture of a cellulose ester and a plasticizer, and can be eluted or decomposed by a solvent that does not dissolve the cellulose ester. The weight average molecular weight of the structure-forming agent is preferably 1000 or more from the viewpoint of appropriately controlling the values of L, D and (l/d) a to be described later.

부분 상용이란, 2종류 이상의 물질이, 어떤 조건 하에서는 완전히 상용되지만, 다른 조건 하에서는 상분리되는 것을 말한다. 구조 형성제는, 후술하는 침지 공정에 있어서, 특정한 조건을 충족시키는 용매와 접촉함으로써, 셀룰로오스에스테르와 상분리되는 물질이다. 구체적인 조건은 후술한다.Partially compatible means that two or more types of substances are completely compatible under certain conditions, but phase-separate under other conditions. A structure forming agent is a substance phase-separated from a cellulose ester by contacting with the solvent which satisfy|fills specific conditions in the immersion process mentioned later. Specific conditions will be described later.

본 발명에 있어서의 구조 형성제는, 친수성 화합물인 것이, 용이하게 용출될 수 있는 점에서 바람직하다. 여기서, 친수성 화합물이란, 물에 용해되거나, 또는 물에 대한 접촉각이, 분리막에 함유되는 셀룰로오스에스테르보다도 작은 화합물을 말한다. 친수성 화합물 중에서도, 물에 용해되는 화합물이, 용이하게 용출될 수 있는 점에서 특히 바람직하다.The structure-forming agent in the present invention is preferably a hydrophilic compound from the viewpoint of being easily eluted. Here, the hydrophilic compound refers to a compound that is dissolved in water or has a contact angle with respect to water smaller than that of a cellulose ester contained in the separation membrane. Among the hydrophilic compounds, a compound soluble in water is particularly preferable from the viewpoint of being easily eluted.

구조 형성제로서는, 예를 들어 폴리비닐피롤리돈(이하, 「PVP」), PVP/아세트산비닐 공중합체, PVP/메타크릴산메틸 공중합체 등의 PVP를 베이스로 하는 공중합체, 폴리비닐알코올, 또는 폴리에스테르계 화합물 등을 들 수 있다.Examples of the structure-forming agent include PVP-based copolymers such as polyvinylpyrrolidone (hereinafter, “PVP”), PVP/vinyl acetate copolymer, PVP/methyl methacrylate copolymer, polyvinyl alcohol, Or a polyester compound etc. are mentioned.

구조 형성제로서 PVP를 사용하는 경우, 열가교가 발생하면 분리막으로부터 용출시키는 것이 곤란해지기 때문에, 분자간 가교가 비교적 진행되기 어렵고, 또한 가교해도 용출되는 것이 가능한 관점에서, 중량 평균 분자량(Mw)은 2만 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 PVP를 베이스로 하는 공중합체를 사용하는 것도, 열가교가 억제되는 점에서 바람직하다.When PVP is used as the structure-forming agent, it becomes difficult to elute from the separation membrane when thermal crosslinking occurs, so intermolecular crosslinking is relatively difficult to proceed, and from the viewpoint that eluting is possible even after crosslinking, the weight average molecular weight (Mw) is It is preferable that it is 20,000 or less. Moreover, it is also preferable to use the copolymer which has the said PVP as a base at the point which thermal crosslinking is suppressed.

후술하는 침지 공정 이후의 공정에 있어서, 구조 형성제의 적어도 일부를 용출시킴으로써, 구조 형성제가 빠진(용출된) 자국이 막 중에 있어서의 공극이 되고, 그 결과, 투과 성능이 양호해진다.In the step after the immersion step described later, by eluting at least a part of the structure-forming agent, the traces from which the structure-forming agent is removed (eluted) become voids in the film, and as a result, the permeation performance is improved.

구조 형성제의 함유량은, 원료를 구성하는 성분의 전체를 100질량%로 하였을 때, 10 내지 80질량%인 것이 바람직하다.It is preferable that content of a structure forming agent is 10-80 mass %, when the whole of the component which comprises a raw material makes 100 mass %.

함유량이 10질량% 이상임으로써, 분리막의 투과 성능이 양호한 것이 된다. 한편, 함유량이 80질량% 이하임으로써, 막 강도가 양호한 것이 된다. 구조 형성제의 함유량은 20질량% 이상이 보다 바람직하고, 25질량% 이상이 더욱 바람직하다. 또한 구조 형성제의 함유량은 75질량% 이하가 보다 바람직하고, 70질량% 이하가 더욱 바람직하다.When content is 10 mass % or more, the permeation|transmission performance of a separation membrane becomes favorable. On the other hand, when content is 80 mass % or less, film|membrane intensity|strength becomes favorable. As for content of a structure forming agent, 20 mass % or more is more preferable, and 25 mass % or more is still more preferable. Moreover, as for content of a structure forming agent, 75 mass % or less is more preferable, and its 70 mass % or less is still more preferable.

(5) 공극 형성제(5) pore former

본 발명의 분리막을 구성하는 수지 조성물은, 공극 형성제를 함유할 수 있다. 여기서 공극 형성제란, 셀룰로오스에스테르와 상용되지 않고, 또한 열에 의해 가소화 또는 용융하는 화합물을 말한다. 셀룰로오스에스테르와 상용되지 않는 공극 형성제를 용출시킴으로써, 공극 형성제가 존재한 부위에 공극이 형성된다. 또한 공극 형성제가 열에 의해 가소화 또는 용융됨으로써, 형성되는 각 공극의 길이 l과 깊이 d의 비의 평균값인 (l/d)a의 값을 크게 할 수 있다.The resin composition constituting the separation membrane of the present invention may contain a pore former. Here, the pore-forming agent refers to a compound that is not compatible with the cellulose ester and is plasticized or melted by heat. By eluting the pore former that is not compatible with the cellulose ester, voids are formed at the site where the pore former exists. Further, when the pore former is plasticized or melted by heat, it is possible to increase the value of (l/d) a , which is an average value of the ratio of the length l to the depth d of the pores to be formed.

공극 형성제로서는, 예를 들어 프탈산에스테르 화합물, 트리멜리트산에스테르계 화합물 또는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 혹은 폴리부틸렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜계 화합물, 혹은 이들 화합물의 유도체를 들 수 있다. 이들 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은 10만 내지 100만이 바람직하다. 가열 시에 적당한 점성을 나타냄으로써, 후술하는 L, D, (l/d)a의 값을 제어하기 쉽기 때문에, 공극 형성제의 중량 평균 분자량(Mw)은 10만 내지 100만이 바람직하고, 10만 내지 50만이 보다 바람직하고, 10 내지 30만이 특히 바람직하다.Examples of the pore-forming agent include phthalic acid ester compounds, trimellitic acid ester compounds, polyalkylene glycol compounds such as polyethylene glycol, polypropylene glycol or polybutylene glycol, and derivatives of these compounds. As for the weight average molecular weight (Mw) of these compounds, 100,000-1 million are preferable. Since it is easy to control the values of L, D, and (l/d) a to be described later by exhibiting an appropriate viscosity during heating, the weight average molecular weight (Mw) of the pore former is preferably 100,000 to 1,000,000, and 100,000 500,000 to 500,000 are more preferable, and 100,000 to 300,000 are especially preferable.

공극 형성제의 함유량은, 원료를 구성하는 성분의 전체를 100질량%로 하였을 때, 2 내지 20질량%인 것이 바람직하다. 함유량이 2질량% 이상임으로써, 분리막의 투과 성능이 양호한 것이 된다. 한편, 함유량이 20질량% 이하임으로써, 분리 성능이 양호한 것이 된다. 공극 형성제의 함유량은 3질량% 이상이 보다 바람직하고, 5질량% 이상이 더욱 바람직하고, 10질량% 이상이 특히 바람직하다. 또한, 함유량은 18질량% 이하가 보다 바람직하고, 15질량% 이하가 더욱 바람직하다.It is preferable that content of a pore former is 2-20 mass %, when the whole component which comprises a raw material makes 100 mass %. When content is 2 mass % or more, the permeation|transmission performance of a separation membrane becomes favorable. On the other hand, when content is 20 mass % or less, separation performance becomes favorable. As for content of a pore former, 3 mass % or more is more preferable, 5 mass % or more is still more preferable, and 10 mass % or more is especially preferable. Moreover, 18 mass % or less is more preferable, and, as for content, 15 mass % or less is still more preferable.

(6) 첨가제(6) additives

본 발명의 분리막을 구성하는 수지 조성물은, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, (2) 내지 (5)에 기재한 것 이외의 첨가제를 함유해도 상관없다.The resin composition constituting the separation membrane of the present invention may contain additives other than those described in (2) to (5) as long as the effects of the present invention are not impaired.

첨가제로서는, 예를 들어 셀룰로오스에테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리올레핀, 폴리비닐 화합물, 폴리카르보네이트, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리술폰 혹은 폴리에테르술폰 등의 수지, 유기 활제, 결정 핵제, 유기 입자, 무기 입자, 말단 봉쇄제, 쇄연장제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 착색 방지제, 소광제, 항균제, 제전제, 소취제, 난연제, 내후제, 대전 방지제, 항산화제, 이온 교환제, 소포제, 착색 안료, 형광 증백제 또는 염료 등을 들 수 있다.Examples of the additive include resins such as cellulose ether, polyacrylonitrile, polyolefin, polyvinyl compound, polycarbonate, poly(meth)acrylate, polysulfone or polyethersulfone, organic lubricant, crystal nucleating agent, and organic particles. , inorganic particles, terminal blockers, chain extenders, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, color inhibitors, matting agents, antibacterial agents, antistatic agents, deodorants, flame retardants, weathering agents, antistatic agents, antioxidants, ion exchangers, defoamers, colored pigments , a fluorescent whitening agent or dye.

(분리막의 형상)(Shape of Separator)

본 발명의 분리막 형상은 특별히 한정되지 않지만, 중공사 형상의 분리막(이하, 「중공사막」), 또는 평면 형상의 막(이하, 「평막」)이 바람직하게 채용된다. 그 중에서도, 중공사막은 효율적으로 모듈에 충전하는 것이 가능하고, 모듈의 단위 체적당의 유효 막 면적을 크게 취할 수 있기 때문에 보다 바람직하다.Although the shape of the separation membrane of the present invention is not particularly limited, a hollow fiber-shaped separation membrane (hereinafter, “hollow fiber membrane”) or a planar membrane (hereinafter, “flat membrane”) is preferably employed. Among them, the hollow fiber membrane is more preferable because it can efficiently fill the module and the effective membrane area per unit volume of the module can be large.

분리막의 두께는, 투과 성능과 막 강도를 양립시키는 관점에서, 10 내지 500㎛인 것이 바람직하다. 또한, 두께는 30㎛ 이상이 보다 바람직하고, 50㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 두께는 400㎛ 이하가 보다 바람직하고, 300㎛ 이하가 더욱 바람직하다.It is preferable that the thickness of a separation membrane is 10-500 micrometers from a viewpoint of making permeation|transmission performance and membrane strength compatible. Moreover, 30 micrometers or more are more preferable, and, as for thickness, 50 micrometers or more are still more preferable. As for thickness, 400 micrometers or less are more preferable, and 300 micrometers or less are still more preferable.

중공사막의 경우, 모듈에 충전하였을 때의 유효 막 면적과, 막 강도를 양립시키는 관점에서, 중공사막의 외경이 50 내지 2500㎛인 것이 바람직하다. 중공사막의 외형은 100㎛ 이상이 보다 바람직하고, 200㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 300㎛ 이상이 특히 바람직하다. 또한, 외형은 2000㎛ 이하가 보다 바람직하고, 1500㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 1000㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.In the case of a hollow fiber membrane, it is preferable that the outer diameter of a hollow fiber membrane is 50-2500 micrometers from a viewpoint of making compatible the effective membrane area and membrane strength when a module is filled. The outer shape of the hollow fiber membrane is more preferably 100 µm or more, still more preferably 200 µm or more, and particularly preferably 300 µm or more. Moreover, as for an outer shape, 2000 micrometers or less are more preferable, 1500 micrometers or less are still more preferable, and it is especially preferable that it is 1000 micrometers or less.

또한, 중공사막의 경우, 중공부를 흐르는 유체의 압력의 손실과, 좌굴압의 관계로부터, 중공사의 중공율이 15 내지 70%인 것이 바람직하다. 중공율은 20% 이상이 보다 바람직하고, 25% 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 중공율은 65% 이하가 보다 바람직하고, 60% 이하가 더욱 바람직하다.Moreover, in the case of a hollow fiber membrane, it is preferable that the hollow ratio of a hollow fiber is 15 to 70% from the relationship between the pressure loss of the fluid which flows through a hollow part, and a buckling pressure. The hollow ratio is more preferably 20% or more, and still more preferably 25% or more. Moreover, 65 % or less is more preferable, and, as for a hollow rate, 60 % or less is still more preferable.

중공사막에 있어서의 중공사의 외경이나 중공율을 상기 범위로 하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 중공사를 제조하는 방사 구금의 토출 구멍의 형상, 또는 권취 속도/토출 속도로 산출할 수 있는 드래프트비를 적절히 변경함으로써 조정할 수 있다.The method for making the outer diameter and hollow ratio of the hollow fiber in the hollow fiber membrane into the above range is not particularly limited, but for example, the shape of the discharge hole of a spinneret for manufacturing the hollow fiber, or the winding speed/discharge rate, which can be calculated It can be adjusted by changing the draft ratio suitably.

(분리막의 단면 구조)(Cross-section structure of separator)

본 발명의 분리막은, 평균 깊이 D, 평균 길이 L, 및 각 공극의 깊이 d와 길이 l의 비인 l/d의 평균값 (l/d)a의 값이 특정 범위가 되는, 복수의 공극을 갖는다. 공극의 깊이와 길이란, 측정 대상이 되는 분리막의, 길이 방향 및 막 두께 방향에 평행한 단면(이하, 「단면 Z」)에 있어서 측정되는 값이다. 여기서, 막의 길이 방향이란 중공사막에 있어서는 중심축과 평행한 방향이며, 평막에 있어서는 제조 시의 기계 방향이다. 도 1의 (a)는, 분리막이 중공사 형상인 경우에 있어서, 단면 Z 및 분리막의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1의 (b)는 (a)의 측면도이며, (c)는 (a)의 상면도이다. 도 1에 있어서, C는 중심축을 나타내고, 중심축 C는 막의 길이 방향에 평행하다. 또한 도 1의 (c)에 있어서, 쌍방향 화살표는 중공사막의 막 두께 방향을 예시하는 것이며, 점선은 해당 막 두께 방향에 평행한 방향을 나타낸다.The separation membrane of the present invention has a plurality of pores in which the average depth D, the average length L, and the average value of l/d (l/d) a , which is the ratio of the depth d and the length l of each pore, are within a specific range. The depth and length of the voids are values measured in a cross section (hereinafter, “intersection Z”) parallel to the longitudinal direction and the film thickness direction of the separation membrane to be measured. Here, the longitudinal direction of the membrane is a direction parallel to the central axis in a hollow fiber membrane, and is a machine direction at the time of manufacture in a flat membrane. FIG. 1A is a diagram schematically illustrating a cross-section Z and an internal structure of the separation membrane when the separation membrane has a hollow fiber shape. Fig. 1 (b) is a side view of (a), (c) is a top view of (a). 1 , C represents a central axis, and the central axis C is parallel to the longitudinal direction of the film. In addition, in FIG.1(c), the bidirectional arrow illustrates the film thickness direction of a hollow fiber membrane, and the dotted line shows the direction parallel to the said film thickness direction.

여기서 「공극」이란, 단면 Z를, 주사형 전자 현미경(이하, 「SEM」)을 사용하여 2,000배의 배율로 관찰한 경우에 있어서의, 면적이 1㎛2 이상인 오목부를 말한다. 상세한 관찰 방법은 실시예의 (7) 복수의 공극 및 벽부에 관한 측정에 기재한다. 또한 여기에서 말하는 「오목부」란, SEM으로 관찰한 화상에 있어서의 암부를 말하고, SEM으로 촬상한 화상을, 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 2치화(Huang의 2치화)함으로써 그 윤곽을 추출할 수 있다.Here, "gap" refers to a concave portion having an area of 1 µm 2 or more when the cross section Z is observed at a magnification of 2,000 times using a scanning electron microscope (hereinafter, "SEM"). The detailed observation method is described in Example (7) Measurement regarding a plurality of voids and wall portions. In addition, "concave part" as used herein refers to a dark part in an image observed with SEM, and the outline can be extracted by binarizing the image captured by SEM using image analysis software (Huang's binarization). have.

구체적으로는, 먼저, 화상 해석 소프트웨어인 imageJ를 사용하여, SEM으로 촬상한 화상을 8비트화되고, 전체 픽셀을 그 픽셀의 근방 3×3 픽셀의 중앙값으로 치환하는 노이즈 제거(ImageJ에 있어서의 Despeckle)를 10회 행한 후, Huang의 2치화를 행한다. 계속해서, 얻어진 화상을, ImageJ의 Analyze Particles 커맨드에 있어서, Size를 0-Infinity, Circularity를 0-1로 설정하고, Masks 표시로서 처리함으로써, 오목부를 추출한 화상을 취득할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 화상을 바탕으로, 오목부의 윤곽을 추출할 수 있다. 구체적으로는, ImageJ의 Analyze Particles 커맨드에 있어서, Size를 0-Infinity, Circularity를 0-1로 설정하고, Bare Outlines 표시로서 처리함으로써, 오목부의 윤곽을 추출할 수 있다.Specifically, first, using imageJ, which is an image analysis software, an image captured by SEM is converted into 8-bit, and all pixels are replaced with the median value of 3 × 3 pixels in the vicinity of the pixel to remove noise (Despeckle in ImageJ). ) is performed 10 times, and then Huang's binarization is performed. Subsequently, by processing the obtained image as Masks display by setting the Size to 0-Infinity and Circularity to 0-1 in the Analyze Particles command of ImageJ, the image from which the recesses are extracted can be acquired. Based on the image obtained in this way, the outline of the concave portion can be extracted. Specifically, in the Analyze Particles command of ImageJ, by setting the Size to 0-Infinity and Circularity to 0-1, and processing as Bare Outlines display, the outline of the concave portion can be extracted.

또한, 공극의 추출은, 상술한 오목부의 추출에 있어서, 1㎛2 이상의 오목부가 포함되도록 Size의 하한을 설정함으로써, 실시할 수 있다. 예를 들어, 1㎛2=100 픽셀2의 화상에 있어서는, 하한을 100 픽셀2로 함으로써 공극을 추출할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 화상에 있어서, 상술한 오목부의 윤곽 추출과 마찬가지로 처리함으로써, 공극의 윤곽을 추출할 수 있다. 또한, 본원에서는 윤곽을 외연이라 칭하는 경우가 있다.In addition, the extraction of the void can be performed by setting the lower limit of the Size so that the concave portion of 1 µm 2 or more is included in the extraction of the above-described concave portion. For example, in an image of 1 µm 2 =100 pixel 2 , the void can be extracted by setting the lower limit to 100 pixel 2 . In the thus-obtained image, the outline of the void can be extracted by processing similarly to the extraction of the outline of the concave portion described above. In addition, in this application, an outline may be called an outer edge.

SEM으로 촬상한 화상의 일례를 도 2에, 도 2의 화상을 노이즈 제거, 2치화하고, 공극을 추출한 것을 도 3에, 또한 도 3의 화상으로부터 공극의 윤곽을 추출한 것을 도 4에, 각각 나타낸다.An example of an image captured by SEM is shown in FIG. 2 , the image in FIG. 2 is denoised and binarized, and voids are extracted in FIG. 3 , and the outline of the voids is extracted from the image in FIG. 3 , respectively, in FIG. 4 , respectively. .

단면 Z를, SEM을 사용하여 5,000배의 배율로 관찰한 경우에 있어서, 관찰 범위 전체에서 차지하는 모든 오목부의 면적의 합의 비율을 「오목부 면적률」로 하는 경우, 투과 유속 및 분리 성능을 더 높이기 위해서, 본 발명의 분리막의 오목부 면적률은, 50 내지 85%인 것이 바람직하고, 60 내지 80%인 것이 보다 바람직하다. 또한 여기에서의 오목부는, 면적이 1㎛2 이상인 오목부, 즉 공극에 한정되지 않고, 면적이 1㎛2 미만인 오목부, 즉 세공도, 아울러 대상으로 하는 것이다. 여기에서의 오목부도, 상술과 마찬가지로, SEM으로 촬상한 화상을, ImageJ 등의 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 노이즈 제거, 2치화(Huang의 2치화)함으로써 그 윤곽을 추출할 수 있다.When the cross-section Z is observed at a magnification of 5,000 times using an SEM, when the ratio of the sum of the areas of all the recesses occupied in the entire observation range is defined as the "recess area ratio", the permeation flow rate and separation performance are further improved For this reason, the concave area ratio of the separation membrane of the present invention is preferably 50 to 85%, more preferably 60 to 80%. In addition, the recessed part here is not limited to a recessed part with an area of 1 micrometer 2 or more, ie, a space|gap, A recessed part with an area of less than 1 micrometer 2 , ie, a pore, is also made into object collectively. As for the concave portion here, the outline can be extracted by removing noise and binarizing the image captured by SEM using image analysis software such as ImageJ (Huang's binarization) similarly to the above.

「공극의 깊이 d」란, SEM을 사용하여 2,000배의 배율로 단면 Z를 관찰한 경우에 있어서, 분리막의 막 두께 방향을 깊이 방향으로 한 경우의, 측정 대상이 되는 공극에 관한, 깊이 방향의 최대 길이를 말한다. 또한 「공극의 길이 l」이란, 동일하게 SEM을 사용하여 2,000배의 배율로 단면 Z를 관찰한 경우에 있어서, 측정 대상이 되는 공극의 외연 상의 2점을 직접 연결하는 것이 가능한 직선 중, 최장이 되는 직선의 길이를 말한다. 여기서, 외연 상의 2점을 직접 연결하는 것이 가능한 직선이란, 외연 상의 2점을 연결한 직선이, 다른 외연 상을 통과하지 않는 직선을 말한다. 각 공극의 길이 l과 깊이 d의 비인 l/d의 평균값 (l/d)a는, 무작위로 선택한 30개의 공극에 있어서, 각 공극에 대하여 l/d를 구하고, 그 산술 평균값을 취한 값이다.The "depth d of the void" refers to the depth direction of the void to be measured when the cross section Z is observed at a magnification of 2,000 times using an SEM, and the film thickness direction of the separation membrane is the depth direction. refers to the maximum length. In addition, "the length of the gap l" is the longest line that can directly connect two points on the outer edge of the space to be measured when the section Z is observed at a magnification of 2,000 times the same using the SEM. is the length of the straight line. Here, the straight line capable of directly connecting two points on the outer edge means a straight line in which the straight line connecting two points on the outer edge does not pass through the other outer edge. The average value (l/d) a of l/d, which is the ratio of the length l to the depth d of each void, is a value obtained by calculating l/d for each void in 30 randomly selected voids and taking the arithmetic mean value.

복수의 공극의 평균 깊이 D란, SEM을 사용하여 2,000배의 배율로 단면 Z를 관찰한 경우에 있어서, 무작위로 선택한 30개의 공극의 깊이를 측정하고, 그 산술 평균값으로서 산출되는 값을 말한다. 또한 복수의 공극의 평균 길이 L이란, 동일하게 SEM을 사용하여 2,000배의 배율로 단면 Z를 관찰한 경우에 있어서, 무작위로 선택한 30개의 공극의 길이를 측정하고, 그 산술 평균값으로서 산출되는 값을 말한다.The average depth D of the plurality of voids refers to a value calculated as the arithmetic mean by measuring the depths of 30 randomly selected voids when the cross section Z is observed at a magnification of 2,000 times using SEM. In addition, the average length L of a plurality of voids is a value calculated as the arithmetic mean by measuring the lengths of 30 randomly selected voids when the cross-section Z is similarly observed at a magnification of 2,000 times using an SEM. say

각 공극의 길이 l과 깊이 d의 비인 l/d의 평균값 (l/d)a의 값은, 2 내지 40일 필요가 있다. (l/d)a의 값이 이 범위에 있음으로써, 분리막의 실질적인 두께를 저감시키면서, 공극이 적절하게 분산되기 때문에, 분리막이 우수한 투과 성능 및 분리 성능을 발현하는 것으로 추측된다. (l/d)a의 값은 3 내지 20인 것이 바람직하고, 4 내지 20인 것이 보다 바람직하고, 8 내지 20인 것이 더욱 바람직하다. 그 중에서도, 4 내지 20으로 함으로써, 특히 높은 투과 성능과, 높은 분리 성능을 양립시킬 수 있고, 8 내지 20으로 함으로써, 매우 높은 투과성과, 높은 분리 성능을 양립시킬 수 있다.The value of the average value (l/d) a of l/d which is the ratio of the length l and the depth d of each void|gap needs to be 2-40. When the value of (l/d) a is within this range, it is presumed that the separation membrane exhibits excellent permeation performance and separation performance because the voids are appropriately dispersed while reducing the substantial thickness of the separation membrane. (l/d) As for the value of a , it is preferable that it is 3-20, It is more preferable that it is 4-20, It is more preferable that it is 8-20. Especially, by setting it as 4-20, especially high permeation performance and high separation|separation performance can be made compatible, and by setting it as 8-20, very high permeability and high separation|separation performance can be made compatible.

복수의 공극의 평균 깊이 D는, 공극을 적절하게 분산시키면서, 분리막의 실질적인 두께를 저감시키기 위해서, 0.7 내지 20㎛일 필요가 있다. 복수의 공극의 평균 깊이 D는 0.8㎛ 이상이 바람직하고, 1.0㎛ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 복수의 공극의 평균 깊이 D는 5.0㎛ 이하가 바람직하고, 2.0㎛ 이하가 보다 바람직하다.The average depth D of the plurality of voids needs to be 0.7 to 20 μm in order to reduce the substantial thickness of the separation membrane while appropriately dispersing the voids. 0.8 micrometer or more is preferable and, as for the average depth D of some space|gap, 1.0 micrometer or more is more preferable. Moreover, 5.0 micrometers or less are preferable and, as for the average depth D of some space|gap, 2.0 micrometers or less are more preferable.

복수의 공극의 평균 길이 L은, 공극을 적절하게 분산시키기 위해서, 3㎛ 이상일 필요가 있다. 복수의 공극의 평균 길이 L은 4㎛ 이상이 바람직하고, 5㎛ 이상이 보다 바람직하고, 10㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 복수의 공극의 평균 길이 L은 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 30㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.The average length L of the plurality of voids needs to be 3 µm or more in order to appropriately disperse the voids. 4 micrometers or more are preferable, as for the average length L of some space|gap, 5 micrometers or more are more preferable, It is still more preferable that it is 10 micrometers or more. Moreover, it is preferable that it is 50 micrometers or less, and, as for the average length L of several space|gap, it is more preferable that it is 30 micrometers or less.

복수의 공극의 길이 방향은 분리막의 길이 방향에 따르는 것이 바람직하다. 복수의 공극의 길이 방향이 대략 평행함으로써, 분리막이 복수의 공극의 길이 방향에 있어서 구부러져도, 응력이 분산되기 쉽고, 또한 분리막의 막 강도가 높아진다. SEM을 사용하여 2,000배의 배율로 단면 Z를 관찰하고, 무작위로 선택한 30개의 공극에 있어서의 각 공극의 길이 l의 방향과, 막의 길이 방향이 이루는 각도를 산출하고, 그 산술 평균값(이하, 「복수의 공극의 길이 방향의 각도」라고 칭하는 경우가 있다.)이 20° 이내인 경우, 복수의 공극의 길이 방향이 분리막의 길이 방향에 따른다고 판단할 수 있다. 상기 복수의 공극의 길이 방향의 각도는 15° 이내인 것이 바람직하고, 10° 이내인 것이 보다 바람직하다.The longitudinal direction of the plurality of pores is preferably along the longitudinal direction of the separation membrane. When the longitudinal directions of the plurality of pores are substantially parallel, even if the separation membrane is bent in the longitudinal direction of the plurality of pores, stress is easily dispersed, and the film strength of the separation membrane is increased. The cross section Z is observed at a magnification of 2,000 times using an SEM, and the angle between the length l of each pore and the longitudinal direction of the membrane in 30 randomly selected pores is calculated, and the arithmetic mean value (hereinafter, “ angle in the longitudinal direction of the plurality of pores”) is within 20°, it may be determined that the longitudinal direction of the plurality of pores is along the longitudinal direction of the separation membrane. The angle in the longitudinal direction of the plurality of gaps is preferably within 15°, more preferably within 10°.

본 발명의 분리막, 길이 방향 및 막 두께 방향에 평행한 단면에 있어서의, 복수의 공극의 점유율은, 분리막의 실질적인 두께를 더 억제하면서, 공극을 적절하게 분산시키기 위해서, 15 내지 55%인 것이 바람직하고, 18 내지 50%인 것이 보다 바람직하고, 20 내지 50%인 것이 더욱 바람직하고, 30 내지 50%인 것이 특히 바람직하고, 40 내지 50%인 것이 가장 바람직하다. 여기서 「복수의 공극의 점유율」이란, SEM을 사용하여 2,000배의 배율로 단면 Z를 관찰한 경우에 있어서, 관찰 범위 전체의 면적 S0에서 차지하는, 모든 공극의 면적의 합인 S1의 비율을 말한다.In the separation membrane of the present invention, in the cross section parallel to the longitudinal direction and the film thickness direction, the occupancy of a plurality of voids is preferably 15 to 55% in order to appropriately disperse the voids while further suppressing the substantial thickness of the separation membrane. and more preferably 18 to 50%, still more preferably 20 to 50%, particularly preferably 30 to 50%, and most preferably 40 to 50%. Here, "occupancy rate of a plurality of voids" refers to the ratio of S 1 which is the sum of the areas of all voids occupied by the area S 0 of the entire observation range when the section Z is observed at a magnification of 2,000 times using SEM. .

분리막의 단면 Z에 있어서의, 벽부의 평균 두께는, 분리막의 실질적인 두께를 더 억제하면서, 공극을 적절하게 분산시켜 양호한 분리 성능을 얻기 위해서, 0.7 내지 5.0㎛가 바람직하고, 1.0 내지 4.0㎛가 보다 바람직하고, 1.0 내지 3.0㎛가 더욱 바람직하다. 그 중에서도, 1.0 내지 3.0㎛로 함으로써, 특히 우수한 투과 성능과, 분리 성능을 양립시킬 수 있다. 여기서, 중공사막의 「벽부」란, SEM을 사용하여 2,000배의 배율로 단면 Z를 관찰한 경우에 있어서의, 공극 이외의 부위를 말한다(도 1). 또한 「벽부의 평균 두께」란, 상기 관찰에 있어서, 관찰 화상의 중심을 통과하는, 분리막의 길이 방향에 대하여 수직인 방향의 직선을 긋고, 또한 그 양쪽 옆에, 20㎛ 간격으로 서로 평행한 직선을 그었을 경우에 있어서, 이들 직선 상에 있어서의 각각의 벽부의 길이의, 평균값을 말한다.In the cross section Z of the separation membrane, the average thickness of the wall portion is preferably 0.7 to 5.0 μm, more preferably 1.0 to 4.0 μm, in order to appropriately disperse the voids and obtain good separation performance while further suppressing the substantial thickness of the separation membrane. It is preferable, and 1.0-3.0 micrometers is more preferable. Especially, by setting it as 1.0-3.0 micrometers, especially excellent permeation|transmission performance and separation performance can be made compatible. Here, the "wall part" of a hollow fiber membrane refers to the site|part other than a space|gap in the case where the cross section Z is observed at the magnification of 2,000 times using SEM (FIG. 1). In the above observation, the "average thickness of the wall portion" means a straight line passing through the center of the observation image, in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the separation membrane, and parallel to each other at an interval of 20 µm on both sides of the line In the case of drawing , it means the average value of the lengths of each wall portion on these straight lines.

(표면 구멍의 형상)(Shape of surface hole)

본 발명의 분리막은, 분리 성능과 투수 성능을 더 높이기 위해서, 적어도 한쪽 표면에 있어서 표면 구멍의 평균 구멍 직경이 0.050 내지 0.500㎛인 것이 바람직하다. 표면 구멍의 평균 구멍 직경은 0.080㎛ 이상이 보다 바람직하고, 0.090㎛ 이상이 더욱 바람직하고, 0.095㎛ 이상이 특히 바람직하고, 0.100㎛ 이상이 가장 바람직하다. 또한, 표면 구멍의 평균 구멍 직경은 0.450㎛ 이하가 보다 바람직하고, 0.400㎛ 이하가 더욱 바람직하다. 여기서, 표면 구멍은, SEM을 사용하여 10,000배로 분리막의 표면을 촬상한 화상에 있어서의 오목부를 말한다. 또한 여기에서 말하는 「오목부」란, SEM으로 관찰한 화상에 있어서의 암부를 말하고, SEM으로 촬상한 화상을, ImageJ 등의 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 노이즈 제거, 2치화(Huang의 2치화)함으로써 그 윤곽을 추출할 수 있다. 오목부의 윤곽의 구체적인 추출 방법은, 상술한 바와 같다. 상세한 관찰 방법은 실시예의 (3) 표면 구멍의 형상에 기재한다. 또한, 표면 구멍의 평균 구멍 직경을, 표면 구멍 직경이라 칭하는 경우가 있다.In the separation membrane of the present invention, in order to further improve separation performance and water permeability, it is preferable that the average pore diameter of the surface pores on at least one surface is 0.050 to 0.500 µm. The average pore diameter of the surface pores is more preferably 0.080 µm or more, still more preferably 0.090 µm or more, particularly preferably 0.095 µm or more, and most preferably 0.100 µm or more. Moreover, as for the average pore diameter of a surface hole, 0.450 micrometer or less is more preferable, and its 0.400 micrometer or less is still more preferable. Here, a surface hole means the recessed part in the image which imaged the surface of the separation membrane at 10,000 times using SEM. In addition, the "concave part" here refers to the dark part in the image observed by SEM, and the image imaged by SEM is denoised and binarized (Huang's binarization) using image analysis software such as ImageJ. The outline can be extracted. A specific extraction method of the contour of the concave portion is as described above. A detailed observation method is described in (3) Shape of surface hole of an Example. In addition, the average pore diameter of a surface pore may be called a surface pore diameter.

본 발명의 분리막은, 적어도 한쪽 표면에 있어서, 표면 구멍의 평균 짧은 직경 X, 평균 긴 직경 Y, 및 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a의 값이 특정 범위인 것이 바람직하다. 또한 평균 짧은 직경 X란 각 표면 구멍을 타원으로 간주하였을 때의 짧은 직경 x의 산술 평균을 말한다. 평균 긴 직경 Y란, 각 표면 구멍을 타원으로 간주하였을 때의 긴 직경의 산술 평균을 말한다. 평균값 (y/x)a란, 각 표면 구멍의 짧은 직경 x를 긴 직경 y로 나눈 값의 산술 평균을 말한다. 표면 구멍의 평균 짧은 직경 X, 평균 긴 직경 Y, 및 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a의 값은, SEM을 사용하여 10,000배로 분리막의 표면을 촬상한 화상을, ImageJ 등의 화상 해석 소프트웨어를 사용하여 해석함으로써 구해진다. 구체적으로는, ImageJ의 Set Measurements에 있어서, Fit Ellipse를 선택한 다음에, 상술과 마찬가지로 하여 추출한 오목부에 대하여, ImageJ의 Analyze Particles 커맨드를 실행한다. 이에 의해, 각 표면 구멍의 짧은 직경 x 및 긴 직경 y가 산출되므로, 각각을 산술 평균함으로써, 평균 짧은 직경 X 및 평균 긴 직경 Y를 구할 수 있다. 또한, 각 표면 구멍에 대하여 y/x를 구하고, 산술 평균함으로써, 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a를 구할 수 있다.In the separation membrane of the present invention, on at least one surface, it is preferable that the average minor diameter X of the surface pores, the average major diameter Y, and the average value (y/x) a of the ratio of the major and minor diameters (y/x) a are within a specific range. . In addition, the average minor diameter X means the arithmetic mean of the minor diameter x when each surface hole is regarded as an ellipse. The average major diameter Y means the arithmetic mean of major major diameters when each surface hole is regarded as an ellipse. The average value (y/x) a means the arithmetic mean of the value obtained by dividing the short diameter x of each surface hole by the long diameter y. The average minor diameter X of the surface pores, the average major diameter Y, and the average value (y/x) a of the ratio of the major and minor diameters (y/x) a is an image obtained by imaging the surface of the separation membrane at a magnification of 10,000 using SEM, ImageJ, etc. It is obtained by analyzing using the image analysis software of Specifically, in the Set Measurements of ImageJ, after selecting Fit Ellipse, the Analyze Particles command of ImageJ is executed for the extracted recesses in the same manner as described above. Thereby, since the minor diameter x and the major diameter y of each surface hole are computed, the average minor diameter X and the average major diameter Y can be calculated|required by arithmetic average of each. Moreover, by calculating|requiring y/x about each surface hole and carrying out arithmetic average, the average value (y/x) a of the ratio of a major diameter and a minor diameter can be calculated|required.

상기 표면 구멍의 평균 짧은 직경 X는, 분리 성능과 투수 성능을 더 높이기 위해서, 0.030 내지 0.250㎛인 것이 바람직하다. 0.040 내지 0.160㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.045 내지 0.160㎛인 것이 더욱 바람직하다.The average minor diameter X of the surface pores is preferably 0.030 to 0.250 µm in order to further improve the separation performance and the water permeability performance. It is more preferable that it is 0.040-0.160 micrometers, and it is still more preferable that it is 0.045-0.160 micrometers.

상기 표면 구멍의 평균 긴 직경 Y는, 분리 성능과 투수 성능을 더 높이기 위해서, 0.060 내지 0.450㎛인 것이 바람직하고, 0.070 내지 0.240㎛인 것이 보다 바람직하고, 0.075 내지 0.240㎛인 것이 더욱 바람직하고, 0.085 내지 0.240㎛인 것이 특히 바람직하다.The average major diameter Y of the surface pores is preferably 0.060 to 0.450 μm, more preferably 0.070 to 0.240 μm, still more preferably 0.075 to 0.240 μm, and 0.085 in order to further improve separation performance and water permeability. to 0.240 μm is particularly preferred.

상기 표면 구멍의 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a의 값은, 분리 성능과 투수 성능을 더 높이기 위해서, 1.00 내지 1.50인 것이 바람직하고, 1.00 내지 1.40인 것이 보다 바람직하고, 1.00 내지 1.35인 것이 더욱 바람직하고, 1.30 내지 1.35인 것이 특히 바람직하다.The average value (y/x) a of the ratio of the major and minor diameters of the surface pores is preferably 1.00 to 1.50, more preferably 1.00 to 1.40, in order to further improve the separation performance and water permeability, It is more preferable that it is 1.00-1.35, and it is especially preferable that it is 1.30-1.35.

(막 투과 유속)(Membrane permeation flow rate)

본 발명의 분리막은, 50kPa, 25℃에서의 막 투과 유속이, 0.10 내지 20m3/m2/h인 것이 바람직하고, 0.25 내지 15m3/m2/h인 것이 보다 바람직하고, 0.30 내지 10m3/m2/h인 것이 더욱 바람직하고, 0.50 내지 7.00m3/m2/h인 것이 특히 바람직하다. 그 산출 방법에 대하여는, 실시예에서 상세하게 설명한다.In the separation membrane of the present invention, the membrane permeation flow rate at 50 kPa and 25° C. is preferably 0.10 to 20 m 3 /m 2 /h, more preferably 0.25 to 15 m 3 /m 2 /h, and 0.30 to 10 m 3 It is more preferably /m 2 /h, particularly preferably 0.50 to 7.00 m 3 /m 2 /h. The calculation method will be described in detail in Examples.

(분리 성능)(Separation Performance)

본 발명의 분리막은, 평균 입경 0.2㎛의 폴리스티렌 라텍스 입자의 분리 성능이 50% 이상인 것이 바람직하고, 90% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 99% 이상인 것이 특히 바람직하다. 그 산출 방법에 대하여는, 실시예에서 상세하게 설명한다.In the separation membrane of the present invention, the separation performance of polystyrene latex particles having an average particle diameter of 0.2 μm is preferably 50% or more, more preferably 90% or more, still more preferably 95% or more, and particularly preferably 99% or more. The calculation method will be described in detail in Examples.

(분리막의 제조 방법)(Method for manufacturing separator)

본 발명의 분리막 제조 방법은, 다음 (1) 내지 (3)을 구비한다.The separation membrane manufacturing method of the present invention includes the following (1) to (3).

(1) 10 내지 80질량% 이하의 셀룰로오스에스테르와, 10 내지 80질량%의 구조 형성제와, 2 내지 20질량%의 공극 형성제를 포함하는 혼합물을 용융 혼련하여, 수지 조성물을 얻는, 조제 공정.(1) A preparation step in which a resin composition is obtained by melt-kneading a mixture containing 10 to 80% by mass or less of a cellulose ester, 10 to 80% by mass of a structure forming agent, and 2 to 20% by mass of a pore forming agent. .

(2) 40 내지 200㎛의 직경을 갖는 필터를 사용하여, 상기 수지 조성물을 토출 구금으로부터 토출하여, 30 내지 200의 드래프트비로 수지 성형물을 얻는, 성형 공정.(2) A molding process, wherein the resin composition is discharged from a discharge nozzle using a filter having a diameter of 40 to 200 µm to obtain a resin molded product at a draft ratio of 30 to 200.

(3) 상기 수지 성형물을, 셀룰로오스에스테르에 대한 용해도 파라미터 거리 DS가 10 내지 25의 범위인 용매에 침지시키는, 침지 공정.(3) The immersion process of immersing the said resin molding in the solvent whose solubility parameter distance D S with respect to a cellulose ester is the range of 10-25.

이어서, 본 발명의 분리막 제조 방법을, 분리막이 중공사막인 경우를 예로, 구체적으로 설명한다.Next, the method for manufacturing the separation membrane of the present invention will be described in detail by taking the case where the separation membrane is a hollow fiber membrane as an example.

본 발명의 분리막을 제조하기 위한 수지 조성물을 얻는 조제 공정에서는, 10 내지 80질량%의 셀룰로오스에스테르와, 10 내지 80질량%의 구조 형성제와, 2 내지 20질량%의 공극 형성제를 포함하는 혼합물이 용융 혼련된다. 혼합물은, 15 내지 75질량%의 셀룰로오스에스테르와, 20 내지 75질량%의 구조 형성제와, 3 내지 18질량%의 공극 형성제를 포함하는 것이 바람직하고, 20 내지 60질량%의 셀룰로오스에스테르와, 25 내지 70질량%의 구조 형성제와, 5 내지 15질량%의 공극 형성제를 포함하는 것이 보다 바람직하고, 20 내지 60질량%의 셀룰로오스에스테르와, 25 내지 70질량%의 구조 형성제와, 10 내지 15질량%의 공극 형성제를 포함하는 것이 특히 바람직하다.In the preparation step of obtaining the resin composition for manufacturing the separation membrane of the present invention, a mixture comprising 10 to 80 mass% of a cellulose ester, 10 to 80 mass% of a structure forming agent, and 2 to 20 mass% of a pore forming agent This is melt-kneaded. The mixture preferably contains 15 to 75 mass% of a cellulose ester, 20 to 75 mass% of a structure forming agent, and 3 to 18 mass% of a pore forming agent, 20 to 60 mass% of a cellulose ester; It is more preferable to contain 25 to 70 mass % of a structuring agent and 5 to 15 mass % of a pore former, 20 to 60 mass % of a cellulose ester, 25 to 70 mass % of a structuring agent, 10 It is especially preferable to contain -15 mass % of a pore former.

혼합물의 용융 혼련에 사용하는 장치에 대하여는 특별히 제한은 없고, 니더, 롤 밀, 밴버리 믹서, 또는 단축 혹은 2축 압출기 등의 혼합기를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 구조 형성제나 가소제의 분산성을 양호하게 하는 관점에서, 2축 압출기의 사용이 바람직하고, 수분이나 저분자량물 등의 휘발물을 제거할 수 있는 관점에서, 벤트 구멍 구비 2축 압출기 사용이 보다 바람직하다. 또한, 플라이트부와 니딩 디스크부를 갖는 스크루를 구비하는 2축 압출기를 사용해도 상관없지만, 혼련의 강도를 낮게 하기 위해서, 플라이트부만으로 구성되는 스크루를 구비하는 2축 압출기를 사용하는 것이 바람직하다.There is no restriction|limiting in particular about the apparatus used for melt-kneading a mixture, A mixer, such as a kneader, a roll mill, a Banbury mixer, or a single screw or twin screw extruder, can be used. Among them, from the viewpoint of improving the dispersibility of the structure-forming agent and plasticizer, the use of a twin-screw extruder is preferable, and from the viewpoint of being able to remove volatile substances such as moisture and low molecular weight substances, a twin-screw extruder having a vent hole is used This is more preferable. Moreover, although you may use the twin screw extruder provided with the screw which has a flight part and a kneading disk part, in order to make the intensity|strength of kneading|mixing low, it is preferable to use the twin screw extruder provided with the screw comprised only with a flight part.

조제 공정에서 얻어진 수지 조성물은, 일단 펠릿화하고, 다시 용융시켜 용융 제막에 사용해도 상관없고, 직접 구금에 유도하여 용융 제막에 사용해도 상관없다. 일단 펠릿화할 때에는, 펠릿을 건조시켜, 수분량을 200ppm(질량 기준) 이하로 한 수지 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 수분량을 200ppm(질량 기준) 이하로 함으로써, 수지의 열화를 억제할 수 있다.The resin composition obtained in the preparation step may be pelletized once, melted again, and used for melt film formation, or may be directly directed to a spinneret and used for melt film formation. When pelletizing once, it is preferable to dry a pellet and to use the resin composition which made the moisture content 200 ppm (mass basis) or less. When the moisture content is 200 ppm (based on mass) or less, deterioration of the resin can be suppressed.

성형 공정은, 조제 공정에서 얻어진 수지 조성물을, 토출 구금으로부터 토출함으로써 수지 성형물을 형성하는 공정이다. 성형 공정은 예를 들어, 중앙부에 기체의 유로를 배치한 이중 환상 노즐을 갖는 토출 구금으로부터 공기 중에 토출하여, 냉각 장치에 의해 냉각시켜 수지 성형물을 형성하는 공정이어도 상관없다.A shaping|molding process is a process of forming a resin molding by discharging the resin composition obtained in the preparation process from a discharge nozzle. The molding step may be, for example, a step in which a resin molded product is formed by discharging into the air from a discharge nozzle having a double annular nozzle having a gas flow path arranged in the center portion, and cooling with a cooling device.

미리 필터를 통과시킨 수지 조성물을, 토출 구금으로부터 토출하는 것이 바람직하다. l, L 및 (l/d)a의 값을 크게 하고, 또한 공극끼리의 결합을 억제하기 위해서, 필터의 구멍 직경은 40 내지 200㎛인 것이 바람직하고, 70 내지 150㎛인 것이 보다 바람직하고, 70 내지 120㎛인 것이 더욱 바람직하다. 필터를 수지 조성물이 통과함으로써, 수지 조성물에 포함되는 공극 형성제가 확대되어, l, L 및 (l/d)a의 값을 크게 하고, 또한 공극끼리의 결합을 억제하는 효과가 얻어지는 것으로 추측된다.It is preferable to discharge the resin composition which passed the filter beforehand from the discharge nozzle. In order to increase the values of l, L and (l/d) a and to suppress the bonding of the pores, the pore diameter of the filter is preferably 40 to 200 µm, more preferably 70 to 150 µm, It is more preferable that it is 70-120 micrometers. When the resin composition passes through the filter, the pore-forming agent contained in the resin composition expands, increases the values of l, L, and (l/d) a , and it is estimated that the effect of suppressing bonding between the pores is obtained.

냉각 장치에 의해 냉각된 수지 성형물, 즉 중공사는 권취 장치에 의해 권취되어도 상관없다. 이 경우, 권취 장치에 의한 (권취 속도)/(토출 구금으로부터의 토출 속도)로 산출되는 드래프트비의 값은, l, L 및 (l/d)a의 값을 크게 하고, 또한 분리막의 길이 방향에 있어서의 벽부의 평균 두께가 과도하게 저하되는 것을 억제하기 위해서, 30 내지 200인 것이 바람직하고, 50 내지 150인 것이 보다 바람직하고, 100 내지 150인 것이 특히 바람직하다. 구금으로부터 토출된 수지 조성물이, 상기 드래프트비의 조건에서 확대됨으로써, 수지 조성물에 포함되는 공극 형성제가 확대되어, l, L 및 (l/d)a의 값을 크게 하고, 또한 공극끼리의 결합을 억제하는 효과가 얻어지는 것으로 추측된다. 분자량 1000 미만의 저분자 화합물 50중량% 이상과, 폴리머를 혼합하여 실시되는 용액 제막에서는, 본 발명과 같은 높은 드래프트비에서의 방사는 곤란하여, 공극 형성제가 충분히 확대되지 않기 때문에, 이러한 효과를 얻는 것은 어렵다.The resin molding cooled by the cooling device, that is, the hollow fiber, may be wound up by the winding device. In this case, the value of the draft ratio calculated as (winding speed)/(discharge speed from the discharge nozzle) by the winding device increases the values of l, L and (l/d) a , and further increases the value of the separation membrane in the longitudinal direction of the separation membrane. In order to suppress that the average thickness of the wall part in this is suppressed from falling too much, it is preferable that it is 30-200, It is more preferable that it is 50-150, It is especially preferable that it is 100-150. When the resin composition discharged from the nozzle expands under the conditions of the draft ratio, the pore former contained in the resin composition expands, increases the values of l, L, and (l/d) a , and also prevents bonding between the pores. It is estimated that the inhibitory effect is acquired. In solution film forming performed by mixing 50% by weight or more of a low molecular weight compound having a molecular weight of less than 1000 and a polymer, spinning at a high draft ratio as in the present invention is difficult and the pore former is not sufficiently expanded, so obtaining such an effect is difficult. difficult.

침지 공정은, 원료인 셀룰로오스에스테르에 대한 용해도 파라미터 거리 DS가 10 내지 25인 용매에, 상기 수지 성형물을 함침시키는 공정이다. 이 때, 셀룰로오스에스테르와 적당한 친화성을 갖는 용매 또는 혼합 용매를 사용함으로써, 수지의 극도의 팽윤이나 가소화를 억제할 수 있다. 그 때문에, 수지의 형상을 유지하면서, 수지 성형물에 용매가 침투한다. 이 때, 수지 성형물에 있어서 상분리가 일어나면서, 가소제나 구조 형성제가 용출된다고 추정된다. 용매의 침지 시간과 온도가 길거나 또는 높을수록, 표면 구멍 직경이 커지고, 또한 단면 Z에 있어서의 공극 및 세공의 존재 비율과 사이즈가 커지는 경향이 있다. 본 발명에 있어서는, 셀룰로오스에스테르와 친화성을 어느 정도 갖는 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 셀룰로오스에스테르와 용매의 친화성은, 3차원 한센 용해도 파라미터에 의해 어림잡을 수 있다(비특허문헌 1). 구체적으로는, 하기 식 (1)로부터 구해지는 용해도 파라미터 거리 DS가 작을수록, 셀룰로오스에스테르에 대하여 용매의 친화성이 높다.An immersion process is a process of impregnating the said resin molding in the solvent whose solubility parameter distance D S with respect to the cellulose ester which is a raw material is 10-25. At this time, the extreme swelling and plasticization of resin can be suppressed by using the solvent or mixed solvent which has a cellulose ester and moderate affinity. Therefore, the solvent permeates into the resin molding while maintaining the shape of the resin. At this time, it is estimated that a plasticizer and a structure-forming agent are eluted while phase separation occurs in the resin molding. The longer or higher the immersion time and temperature of the solvent, the larger the surface pore diameter and the larger the proportion and size of the voids and pores in the cross section Z tend to be. In this invention, it is preferable to select the solvent which has a cellulose ester and affinity to some extent. The affinity of a cellulose ester and a solvent can be estimated by the three-dimensional Hansen solubility parameter (nonpatent literature 1). The affinity of a solvent with respect to a cellulose ester is high, so that the solubility parameter distance D S calculated|required from following formula (1) specifically, is small.

Figure pct00001
Figure pct00001

단, δAd, δAp 및 δAh는 셀룰로오스에스테르의 용해도 파라미터의 분산항, 극성항 및 수소 결합항이며, δBd, δBp 및 δBh는 용매 또는 혼합 용매의 용해도 파라미터의 분산항, 극성항 및 수소 결합항이다. 혼합 용매의 용해도 파라미터(δMixture)에 대하여는, 하기 식 (2)에 의해 구할 수 있다.However, δ Ad , δ Ap and δ Ah are the dispersion terms, polar terms and hydrogen bonding terms of the solubility parameter of the cellulose ester, and δ Bd , δ Bp and δ Bh are the dispersion terms and polar terms of the solubility parameter of the solvent or mixed solvent. and a hydrogen bond term. About the solubility parameter (delta Mixture ) of a mixed solvent, it can calculate|require by following formula (2).

Figure pct00002
Figure pct00002

단, φi, δi는 성분 i의 체적 분율과 용해도 파라미터이며, 분산항, 극성항 및 수소 결합항 각각으로 성립된다. 여기서 「성분 i의 체적 분율」이란, 혼합 전의 전체 성분의 체적의 합에 대한 혼합 전의 성분 i의 체적의 비율을 말한다. 용매의 3차원 한센 용해도 파라미터는, 비특허문헌 1 중에 기재된 값을 사용하였다. 기재되지 않은 용매 파라미터에 대하여는, 찰스 한센 등에 의해 개발된 소프트웨어 「Hansen Solubility Parameter in Practice」에 수록되어 있는 값을 사용하였다. 상기 소프트웨어 중에도 기재가 없는 용매나 폴리머의 3차원 한센 용해도 파라미터는, 상기 소프트를 사용한 한센 구법에 의해 산출할 수 있다.However, φ i and δ i are the volume fraction and solubility parameters of component i, and are each constituted by a dispersion term, a polarity term, and a hydrogen bonding term. Here, "volume fraction of component i" means the ratio of the volume of component i before mixing with respect to the sum of the volumes of all components before mixing. As the three-dimensional Hansen solubility parameter of the solvent, the value described in Non-Patent Document 1 was used. For solvent parameters not described, the values contained in the software "Hansen Solubility Parameter in Practice" developed by Charles Hansen et al. were used. The three-dimensional Hansen solubility parameter of a solvent or polymer without a description in the software can be calculated by the Hansen sphere method using the software.

본 발명자들은, 상기 용해도 파라미터 거리 DS가 10 내지 25인 용매에, 상기 수지 성형물을 함침시킴으로써, 각 공극의 깊이 d 및 복수의 공극의 평균 깊이 D가 커지고, d 및 D가 큰 막이 얻어진다는, 예상하지 않은 지견을 얻었다. 그리고, 이에 의해, 실질적인 막 두께를 저감시키는 효과가 보다 현저하게 얻어지는 것을 발견하였다. 이러한 효과가 얻어지는 이유는 분명하지는 않지만, 다음과 같이 추정된다. 즉, 공극 형성제는 셀룰로오스에스테르와 상용되지 않으므로, 성형 공정 후, 또한 침지 공정 전의 단계에서는, 셀룰로오스에스테르 중에 공극 형성제는 분산되어 있고, 침지 공정에 있어서, 셀룰로오스에스테르에 대한 용해도 파라미터 거리 Ds가 10 내지 25인 용매에 의해, 공극 형성제가 팽윤됨으로써, d 및 D가 큰 막이 얻어진다고 추정된다.The present inventors, by impregnating the resin molding in a solvent having the solubility parameter distance D S of 10 to 25, the depth d of each void and the average depth D of the plurality of voids are increased, and a film having large d and D is obtained, I gained an unexpected knowledge. And it discovered that the effect of reducing a substantial film thickness was acquired more notably by this. Although it is not clear why such an effect is obtained, it is estimated as follows. That is, since the pore former is not compatible with the cellulose ester, the pore former is dispersed in the cellulose ester after the molding process and before the immersion process, and in the immersion process, the solubility parameter distance D s for the cellulose ester is With a solvent of 10 to 25, it is presumed that the pore former swells to obtain a film having large d and D.

상기 침지 공정에서의 수지 성형물의 온도는 50 내지 80℃인 것이 바람직하다. 상기 침지 공정에서의 수지 성형물의 온도를 50 내지 80℃로 하면, 놀랍게도, 단면 Z의 공극은 (l/d)a는 2 내지 40이지만, 표면 구멍의 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a는 1.0 내지 1.5로 낮아지는, 즉 원형에 가까워지는 것을 발견하였다. 이렇게 되는 이유로서는, 다음과 같이 추정된다. 즉, 수지 성형물은, 실제 온도가 50 내지 80℃임으로써, 분자가 비교적 움직이기 쉬운 상태가 되지만, 이 때, 표면은 내부에 비교하여 특히 분자가 움직이기 쉬운 상태가 되므로, 침지 공정에서 용매에 침지시키고, 가소화가 더욱 촉진되면, 필터 구멍이나 드래프트에 의해 확대되어 있던 구조 형성제가, 표면에 있어서는 원래대로 돌아가고, 원 형상에 가까워지기 때문이라고 추정된다.It is preferable that the temperature of the resin molding in the said immersion process is 50-80 degreeC. When the temperature of the resin molding in the immersion step is 50 to 80° C., surprisingly, the voids of the cross section Z are (l/d) a is 2 to 40, but the average value of the ratio of the major and minor diameters of the surface pores (y /x) a was found to be lowered to 1.0 to 1.5, that is, close to a circle. The reason for this is estimated as follows. That is, when the actual temperature of the resin molding is 50 to 80° C., the molecules become relatively mobile, but at this time, the surface becomes a state in which the molecules are particularly mobile compared to the inside. It is presumed that this is because, when plasticization is further promoted by immersion, the structure-forming agent that has been enlarged by the filter hole or draft returns to its original shape on the surface and approaches a circular shape.

본 발명에 있어서, 수지 성형물을 침지시키는 용매로서는, DS가 13 내지 25가 되는 용매가 바람직하다. 이러한 용매로서는, DS가 4 내지 12가 되는 용매와, 물의 혼합 용매가 바람직하고, 예를 들어 γ-부티로락톤(이하, γ-BL), 아세톤, 아세토니트릴, 1,4-디옥산, 아세트산메틸 및 테트라히드로푸란으로 이루어지는 군에서 선택되는, 적어도 1종과, 물의 혼합 용매를 들 수 있다. DS가 4 내지 12가 되는 용매와, 물의 혼합 용매를 사용함으로써, 얻어지는 분리막의 막 강도가 양호한 것이 된다.In this invention, as a solvent in which a resin molding is immersed, the solvent used as DS of 13-25 is preferable. As such a solvent, a solvent in which DS is 4 to 12, and a mixed solvent of water are preferable, for example, γ-butyrolactone (hereinafter, γ-BL), acetone, acetonitrile, 1,4-dioxane, and a mixed solvent of at least one selected from the group consisting of methyl acetate and tetrahydrofuran, and water. By using a mixed solvent of a solvent having D S of 4 to 12 and water, the resulting separation membrane has good membrane strength.

얻어진 분리막은 이대로도 사용할 수 있지만, 사용하기 전에 예를 들어 알코올 함유 수용액 또는 알칼리 수용액 등에 의해 막의 표면을 친수화시키는 것이 바람직하다.Although the obtained separation membrane can be used as it is, it is preferable to hydrophilize the surface of the membrane with, for example, an alcohol-containing aqueous solution or an aqueous alkali solution before use.

여기까지의 공정을 거쳐도 공극 형성제가 잔존하고 있는 경우에는, 공극 형성제를 제거하는 공정을 마련하는 것이 바람직하다. 공극 형성제를 제거하는 방법으로서, 예를 들어 셀룰로오스에스테르는 용해 또는 분해하지 않고, 공극 형성제를 용해 또는 분해하는 용액에 침지시키는 것을 들 수 있다.It is preferable to provide the process of removing a space|gap former, when the space|gap former remains even if it passes through the process up to this. As a method of removing the pore-forming agent, for example, the cellulose ester does not dissolve or decompose, but is immersed in a solution that dissolves or decomposes the pore-forming agent.

실시예Example

이하에 실시예를 나타내어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 전혀 아니다.The present invention will be more specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

[측정 및 평가 방법][Measurement and evaluation method]

실시예 중의 각 특성값은 다음 방법으로 구한 것이다.Each characteristic value in an Example was calculated|required by the following method.

(1) 셀룰로오스 혼합 에스테르의 평균 치환도(1) Average degree of substitution of cellulose mixed ester

아세틸기 및 다른 아실기가 셀룰로오스에 결합된 셀룰로오스 혼합 에스테르의 평균 치환도의 산출 방법에 대하여는 하기와 같다.The calculation method of the average degree of substitution of the cellulose mixed ester in which an acetyl group and another acyl group are bonded to cellulose is as follows.

80℃에서 8시간 건조시킨 셀룰로오스 혼합 에스테르 0.9g을 칭량하고, 아세톤 35mL와 디메틸술폭시드 15mL를 첨가하여 용해시킨 후, 또한 아세톤 50mL를 첨가하였다. 교반하면서 0.5N-수산화나트륨 수용액 30mL를 첨가하고, 2시간 비누화하였다. 열수 50mL를 첨가하고, 플라스크 측면을 세정한 후, 페놀프탈레인을 지시약으로서 0.5N-황산으로 적정하였다. 별도로 시료와 동일한 방법으로 공시험을 행하였다. 적정이 종료된 용액의 상청액을 100배로 희석하고, 이온 크로마토그래프를 사용하여, 유기산의 조성을 측정하였다. 측정 결과와 이온 크로마토그래프에 의한 산 조성 분석 결과로부터, 하기 식 (3) 내지 (5)에 의해 치환도를 계산하였다.0.9 g of the cellulose mixed ester dried at 80 degreeC for 8 hours was weighed, and after adding and dissolving 35 mL of acetone and 15 mL of dimethyl sulfoxide, acetone 50mL was further added. While stirring, 30 mL of a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution was added, followed by saponification for 2 hours. After adding 50 mL of hot water and washing the flask side, phenolphthalein was titrated with 0.5N-sulfuric acid as an indicator. Separately, a blank test was performed in the same manner as the sample. The supernatant of the solution after the titration was completed was diluted 100-fold, and the composition of the organic acid was measured using an ion chromatograph. From the measurement result and the acid composition analysis result by the ion chromatograph, the degree of substitution was calculated by the following formulas (3) to (5).

TA=(B-A)×F/(1000×W)……(3)TA=(B-A)×F/(1000×W)… … (3)

DSace=(162.14×TA)/[{1-(Mwace-(16.00+1.01))×TA}+{1-(Mwacy-(16.00+1.01))×TA}×(Acy/Ace)]……(4)DSace=(162.14×TA)/[{1-(Mwace-(16.00+1.01))×TA}+{1-(Mwacy-(16.00+1.01))×TA}×(Acy/Ace)]… … (4)

DSacy=DSace×(Acy/Ace)……(5)DSacy=DSace×(Acy/Ace)… … (5)

TA: 전체 유기산량(mL)TA: total organic acid (mL)

A: 시료 적정량(mL)A: Sample titer (mL)

B: 공시험 적정량(mL)B: blank test titer (mL)

F: 황산의 역가F: titer of sulfuric acid

W: 시료 질량(g)W: sample mass (g)

DSace: 아세틸기의 평균 치환도DSace: average degree of substitution of acetyl groups

DSacy: 다른 아실기의 평균 치환도DSacy: average degree of substitution of other acyl groups

Mwace: 아세트산의 분자량Mwace: molecular weight of acetic acid

Mwacy: 다른 유기산의 분자량Mwacy: molecular weight of other organic acids

Acy/Ace: 아세트산(Ace)과 다른 유기산(Acy)의 몰비Acy/Ace: Molar ratio of acetic acid (Ace) to other organic acids (Acy)

162.14: 셀룰로오스의 반복 단위 분자량162.14: repeat unit molecular weight of cellulose

16.00: 산소의 원자량16.00: atomic weight of oxygen

1.01: 수소의 원자량1.01: atomic weight of hydrogen

(2) 셀룰로오스에스테르의 중량 평균 분자량(Mw)(2) Weight average molecular weight (Mw) of cellulose ester

셀룰로오스에스테르의 농도가 0.15질량%가 되도록 테트라히드로푸란에 완전히 용해시켜, GPC 측정용 시료로 하였다. 이 시료를 사용하고, 하기 조건에서 GPC 장치(Waters2690)를 사용하여 GPC 측정을 행하고, 폴리스티렌 환산에 의해 중량 평균 분자량(Mw)을 구하였다.It was completely melt|dissolved in tetrahydrofuran so that the density|concentration of a cellulose ester might be set to 0.15 mass %, and it was set as the sample for GPC measurement. Using this sample, GPC measurement was performed using a GPC apparatus (Waters2690) under the following conditions, and the weight average molecular weight (Mw) was calculated|required by polystyrene conversion.

칼럼: 도소제 TSK gel GMHHR-H를 2개 연결Column: Connect two TSK gel GMHHR-H paints

검출기: Waters2410 시차 굴절계 RIDetector: Waters2410 Differential Refractometer RI

이동층 용매: 테트라히드로푸란Moving bed solvent: tetrahydrofuran

유속: 1.0mL/분Flow rate: 1.0 mL/min

주입량: 200μLInjection volume: 200 μL

(3) 표면 구멍의 형상(3) the shape of the surface hole

백금으로 스퍼터링을 한 분리막의 외표면을, SEM을 사용하여 10,000배의 배율로 관찰하고, 무작위로 선택한 50개의 표면 구멍의 구멍 직경 r을 측정하여, 그 산술 평균값을 표 1, 2 중의 표면 구멍 직경 r로 하였다.The outer surface of the separation membrane sputtered with platinum was observed at a magnification of 10,000 times using an SEM, the pore diameters r of 50 randomly selected surface pores were measured, and the arithmetic mean value of the surface pore diameters in Tables 1 and 2 was obtained. r.

여기서 각 표면 구멍의 구멍 직경 r은, 표면 구멍의 면적을 화상 처리에 의해 측정하고, 동일 면적의 진원의 구멍을 가정하여, 하기 식 (6)으로부터 산출하였다.Here, the hole diameter r of each surface hole was computed from the following formula (6), assuming that the area of a surface hole was measured by image processing, a hole of the same area was assumed.

r=(4×A/π)0.5 ……(6)r=(4×A/π) 0.5 … … (6)

A: 구멍의 면적A: Area of the hole

또한, 스퍼터링 및 SEM을 사용한 관찰 조건은 다음과 같다.In addition, the observation conditions using sputtering and SEM are as follows.

(스퍼터링 조건)(Sputtering conditions)

장치: 가부시키가이샤 히타치 하이테크제(E-1010)Apparatus: Hitachi High-Tech Co., Ltd. (E-1010)

증착 시간: 40초Deposition time: 40 seconds

전류값: 20mACurrent value: 20mA

(SEM 조건)(SEM conditions)

장치: 가부시키가이샤 히타치 하이테크제(SU1510)Device: Hitachi High-Tech Co., Ltd. (SU1510)

가속 전압: 5kVAcceleration voltage: 5kV

프로브 전류: 30Probe Current: 30

또한, 상기와 마찬가지의 관찰 조건에서 분리막의 외표면을 관찰하고, 상술한 해석 방법으로 표면 구멍의 평균 짧은 직경 X, 평균 긴 직경 Y, 및 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a의 값을 구하였다.In addition, the outer surface of the separation membrane was observed under the same observation conditions as above, and the average minor diameter X of the surface pores, the average major diameter Y, and the average value (y/x) of the ratio of the major and minor diameters of the surface pores by the above-described analysis method The value of a was obtained.

(4) 중공사막의 두께(4) Thickness of hollow fiber membrane

중공사막을 액체 질소로 동결시킨 후, 응력을 가하여(필요에 따라서 면도칼 또는 마이크로톰을 사용하여), 직경 방향의 단면이 노출되도록 할단하였다. 얻어진 단면을 광학 현미경에 의해 관찰하여, 무작위로 선택한 10군데의 두께의 평균값을, 중공사막의 두께(막 두께)로 하였다.After freezing the hollow fiber membrane with liquid nitrogen, stress was applied (using a razor or microtome as needed), and the diametric cross section was cut to expose. The obtained cross section was observed with the optical microscope, and the average value of the thickness of 10 places randomly selected was made into the thickness (film thickness) of a hollow fiber membrane.

(5) 중공사막의 외경(5) Outer diameter of hollow fiber membrane

상기 (4)의 단면을 광학 현미경에 의해 관찰하여, 무작위로 선택한 10군데의 외경의 평균값을, 각각 중공사막의 외경으로 하였다.The cross section of said (4) was observed with the optical microscope, and the average value of the outer diameters of ten randomly selected places was made into the outer diameter of a hollow fiber membrane, respectively.

(6) 중공사막의 막 투과 유속(6) Membrane permeation flow rate of hollow fiber membrane

중공사막 1개를 포함하는 유효 길이 100mm의 소형 모듈을 제작하였다. 이 소형 모듈에, 온도 25℃, 여과 차압 16kPa의 조건에서, 증류수를 외압 전체 여과로 30분간에 걸쳐 송액하고, 얻어진 투과수량(m3)을 측정하고, 이것을 단위 시간(h) 및 단위 막 면적(m2)당의 수값으로 환산하고, 또한 압력(50kPa) 환산하여, 순수의 투과 성능(단위=m3/m2/h)으로 하였다.A small module with an effective length of 100 mm including one hollow fiber membrane was manufactured. Distilled water was fed to this small module by external pressure total filtration over 30 minutes under the conditions of a temperature of 25° C. and a filtration differential pressure of 16 kPa, and the obtained permeate amount (m 3 ) was measured, and this was measured in unit time (h) and unit membrane area. It was converted into a numerical value per (m 2 ) and further converted to a pressure (50 kPa) to obtain the pure water permeation performance (unit = m 3 /m 2 /h).

(7) 복수의 공극 및 벽부에 관한 측정(7) Measurement of a plurality of voids and walls

분리막을 액체 질소로 동결시킨 후, 응력을 가하여(필요에 따라서 면도칼 또는 마이크로톰을 사용하여), 분리막의 길이 방향 및 막 두께 방향에 평행한 단면인 단면 Z가 노출되도록 할단하였다. 계속해서, 백금으로 스퍼터링을 행하여 단면 Z에 전처리를 실시한 후, SEM을 사용하여, 시야 중앙부에 있어서 양쪽 표면으로부터의 거리가 동등해지도록 시야를 설정하고, 2,000배의 배율로 관찰하였다. 마찬가지로 하여 5 시야분을 관찰하고, 각 시야에 있어서 공극을 30개씩 무작위로 추출한 후, 복수의 공극의 평균 깊이 D(㎛)와 평균 길이 L(㎛) 및 각 공극의 l/d의 평균값 (l/d)a를 산출하고, 또한 복수의 공극의 점유율(%), 벽부의 평균 두께(㎛), 및 복수의 공극의 길이 방향의 각도(°)를 산출하였다. 또한, 스퍼터링 및 SEM을 사용한 관찰 조건은 다음과 같다.After the separator was frozen with liquid nitrogen, stress was applied (using a razor or a microtome if necessary), and the separator was cut so as to expose a cross-section Z, which is a cross section parallel to the longitudinal direction and the thickness direction of the separator. Then, after sputtering with platinum and pretreating the cross section Z, the field of view was set so that the distances from both surfaces were equal in the center of the field of view using an SEM, and observation was performed at a magnification of 2,000 times. Similarly, after observing 5 fields of view, and randomly extracting 30 voids in each visual field, the average depth D (μm) and the average length L (μm) of the plurality of voids, and the average value of l/d of each void (l /d) a was calculated, and the occupancy rate (%) of the plurality of voids, the average thickness (µm) of the wall portion, and the angle (°) in the longitudinal direction of the plurality of voids were calculated. In addition, the observation conditions using sputtering and SEM are as follows.

(스퍼터링 조건)(Sputtering conditions)

장치: 가부시키가이샤 히타치 하이테크제(E-1010)Apparatus: Hitachi High-Tech Co., Ltd. (E-1010)

증착시간: 40초Deposition time: 40 seconds

전류값: 20mACurrent value: 20mA

(SEM 조건)(SEM conditions)

장치: 가부시키가이샤 히타치 하이테크제(SU1510)Device: Hitachi High-Tech Co., Ltd. (SU1510)

가속 전압: 5kVAcceleration voltage: 5kV

프로브 전류: 30Probe Current: 30

(8) 오목부의 면적률(8) Area ratio of the concave portion

상기 (7)과 마찬가지로 하여 분리막을 할단하고, 노출된 단면 Z를, SEM을 사용하여 배율 5,000배로 관찰하고, 오목부의 면적률(오목부 면적률)을 산출하였다.The separation membrane was cut in the same manner as in (7) above, and the exposed cross-section Z was observed at a magnification of 5,000 times using an SEM, and the area ratio of the recesses (area ratio of the recesses) was calculated.

(9) 분리 성능(9) Separation performance

상기 (6)과 마찬가지로 하여, 소형 모듈을 제작하였다. 이 소형 모듈에, 온도 25℃, 여과 차압 16kPa의 조건 하에서, 탁질 성분으로서 평균 입경 0.2㎛의 폴리스티렌 라텍스 입자(Magsphere사제)를 20ppm 함유하는 수용액을 외압 전체 여과로 30분간에 걸쳐 송액하고, 공급수 및 투과수 각각의 탁질 성분 농도를, 분광 광도계(가부시키가이샤 히다치 세이사꾸쇼제; U-3200)를 사용하여 측정한 파장 234nm의 자외선 흡수 계수로부터 산출하고, 하기 식 (7)로부터 산출하였다.In the same manner as in (6) above, a small module was produced. An aqueous solution containing 20 ppm of polystyrene latex particles (manufactured by Magsphere) with an average particle diameter of 0.2 μm as a suspension component was fed to this small module by external pressure total filtration over 30 minutes under conditions of a temperature of 25° C. and a filtration differential pressure of 16 kPa, and the feed water And the suspended matter component concentration of each of the permeated water was calculated from the ultraviolet absorption coefficient of wavelength 234 nm measured using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd.; U-3200), and calculated from the following formula (7).

분리 성능(%)=[1-2×(투과수의 탁질 성분 농도)/{(여과 개시 시의 공급수의 탁질 성분 농도)+(여과 종료 시의 공급수의 탁질 성분 농도)}]×100……식 (7)Separation performance (%) = [1-2 x (concentration of suspended matter component in permeate water)/{(concentration of suspended matter component in feed water at the start of filtration) + (concentration of suspended matter component in feed water at the end of filtration)}] x 100 … … Equation (7)

[셀룰로오스에스테르 (A)][Cellulose Ester (A)]

셀룰로오스에스테르로서, 이하의 것을 준비하였다.As a cellulose ester, the following were prepared.

셀룰로오스에스테르 (A1)Cellulose Ester (A1)

셀룰로오스(코튼 린터) 100질량부에, 아세트산 240질량부와 프로피온산 67질량부를 첨가하여, 50℃에서 30분간 혼합하였다. 혼합물을 실온까지 냉각시킨 후, 빙욕 중에서 냉각시킨 무수 아세트산 172질량부와 무수 프로피온산 168질량부를 에스테르화제로서, 황산 4질량부를 에스테르화 촉매로서 첨가하여, 150분간 교반을 행하고, 에스테르화 반응을 행하였다. 에스테르화 반응에 있어서, 40℃를 초과할 때는, 수욕에서 냉각시켰다.To 100 parts by mass of cellulose (cotton linter), 240 parts by mass of acetic acid and 67 parts by mass of propionic acid were added and mixed at 50°C for 30 minutes. After cooling the mixture to room temperature, 172 parts by mass of acetic anhydride and 168 parts by mass of propionic anhydride cooled in an ice bath were added as an esterifying agent and 4 parts by mass of sulfuric acid as an esterification catalyst, followed by stirring for 150 minutes, followed by esterification. . In the esterification reaction, when it exceeded 40 degreeC, it cooled in a water bath.

반응 후, 반응 정지제로서 아세트산 100질량부와 물 33질량부의 혼합 용액을 20분간에 걸쳐서 첨가하여, 과잉의 무수물을 가수 분해하였다. 그 후, 아세트산 333질량부와 물 100질량부를 첨가하고, 80℃에서 1시간 가열 교반하였다. 반응 종료 후, 탄산나트륨 6질량부를 포함하는 수용액을 첨가하여, 석출된 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트를 여과 분별하고, 계속해서 물로 세정한 후, 60℃에서 4시간 건조시켰다. 얻어진 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트의 아세틸기 및 프로피오닐기의 평균 치환도는 각각 1.9, 0.7이며, 중량 평균 분자량(Mw)은 17.8만이었다.After the reaction, a mixed solution of 100 parts by mass of acetic acid and 33 parts by mass of water was added as a reaction terminator over 20 minutes to hydrolyze excess anhydride. Then, 333 mass parts of acetic acid and 100 mass parts of water were added, and it heat-stirred at 80 degreeC for 1 hour. After completion of the reaction, an aqueous solution containing 6 parts by mass of sodium carbonate was added, and the precipitated cellulose acetate propionate was separated by filtration and washed with water, followed by drying at 60°C for 4 hours. The average substitution degrees of the acetyl group and propionyl group of the obtained cellulose acetate propionate were 1.9 and 0.7, respectively, and the weight average molecular weight (Mw) was 178,000.

셀룰로오스에스테르 (A2): 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트(아세틸기의 평균 치환도: 0.2, 프로피오닐기의 평균 치환도: 2.5, 중량 평균 분자량(Mw): 18.5만)Cellulose ester (A2): Cellulose acetate propionate (average degree of substitution of acetyl group: 0.2, average degree of substitution of propionyl group: 2.5, weight average molecular weight (Mw): 185,000)

[기타 원료][Other raw materials]

기타 원료로서, 이하의 것을 준비하였다.As other raw materials, the following were prepared.

셀룰로오스에스테르의 가소제 (B): 폴리에틸렌글리콜(중량 평균 분자량(Mw) 600)Cellulose ester plasticizer (B): polyethylene glycol (weight average molecular weight (Mw) 600)

구조 형성제 (C): PVP/아세트산비닐 공중합체(PVP/아세트산비닐=6/4(몰비), 중량 평균 분자량 50,000)Structure forming agent (C): PVP/vinyl acetate copolymer (PVP/vinyl acetate = 6/4 (molar ratio), weight average molecular weight 50,000)

공극 형성제 (D): 폴리에틸렌글리콜(중량 평균 분자량(Mw) 30만)Pore former (D): polyethylene glycol (weight average molecular weight (Mw) 300,000)

산화 방지제(E): 비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)펜타에리트리톨디포스파이트Antioxidant (E): bis(2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite

(실시예 1)(Example 1)

셀룰로오스에스테르 (A1) 40질량%와, 가소제 (B) 26.9질량%와, 구조 형성제 (C) 30질량%와, 공극 형성제 (D) 3질량%와, 산화 방지제(E) 0.1질량%를 2축 압출기로 220℃에서 용융 혼련하고, 균질화한 후에 펠릿화하여, 수지 조성물을 얻었다. 이 수지 조성물을 80℃, 8시간의 조건에서 진공 건조시켰다.Cellulose ester (A1) 40 mass%, plasticizer (B) 26.9 mass%, structure forming agent (C) 30 mass%, pore forming agent (D) 3 mass%, antioxidant (E) 0.1 mass% After melt-kneading and homogenizing at 220 degreeC with a twin screw extruder, it pelletized and obtained the resin composition. This resin composition was vacuum-dried under the conditions of 80 degreeC and 8 hours.

건조시킨 수지 조성물을, 플라이트부만으로 구성되는 스크루를 구비하는 2축 압출기에 공급하고, 220℃에서 용융 혼련한 후에, 방사 온도 220℃로 한 용융 방사팩에 도입하여, 토출량 10g/분의 조건에서, 구금 구멍(이중 원관 타입, 토출 구멍 직경 2.6mm, 슬릿폭 0.35mm)을 1홀 갖는 토출 구금의 외측 환상부로부터 하방으로 방출하였다. 방출된 중공사를 냉각 장치로 유도하고, 25℃, 풍속 1.5m/초의 냉각풍에 의해 냉각시키고, 드래프트비가 30이 되도록 와인더로 권취하였다. 여기서, 용융 방사팩 내의 필터로서는, 구멍 직경(필터 직경)이 200㎛인 금속 필터를 사용하였다. 권취한 중공사(수지 성형물)를 30℃로 가열하고, 체적 분율이 40%인 아세톤 수용액에 1시간 침지시키고, 또한 물에 1시간 이상 침지시켜, 가소제 (B), 구조 형성제 (C) 및 공극 형성제 (D)를 용출시켜, 분리막을 얻었다. 얻어진 분리막의 물성을, 표 1에 나타낸다.The dried resin composition is supplied to a twin-screw extruder equipped with a screw composed of only the flight part, melt-kneaded at 220 ° C., and then introduced into a melt spinning pack at a spinning temperature of 220 ° C., at a discharge rate of 10 g/min. , discharged downward from the outer annular portion of the discharge nozzle having one hole (double cylindrical type, discharge hole diameter 2.6 mm, slit width 0.35 mm). The discharged hollow fiber was guided to a cooling device, cooled by a cooling wind at 25°C and a wind speed of 1.5 m/sec, and wound up with a winder so that the draft ratio was 30. Here, as the filter in the melt spinning pack, a metal filter having a pore diameter (filter diameter) of 200 μm was used. The wound hollow fiber (resin molding) is heated to 30° C., immersed in an aqueous acetone solution having a volume fraction of 40% for 1 hour, and further immersed in water for 1 hour or more, a plasticizer (B), a structure former (C) and The pore former (D) was eluted to obtain a separation membrane. Table 1 shows the physical properties of the obtained separation membrane.

(실시예 2 내지 9 및 비교예 1 내지 6)(Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 6)

수지 조성물의 조성, 제조 조건을 각각 표 1, 2와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 분리막을 얻었다. 얻어진 분리막의 물성을, 표 1 및 표 2에 나타내었다. 또한, 비교예 1은 공극이 관찰되지 않고, 비교예 2는 실 끊어짐에 의해 방사할 수 없었다.A separation membrane was obtained in the same manner as in Example 1, except that the composition of the resin composition and the manufacturing conditions were changed as in Tables 1 and 2, respectively. The physical properties of the obtained separation membrane are shown in Tables 1 and 2. In addition, in Comparative Example 1, no voids were observed, and in Comparative Example 2, spinning was not possible due to yarn breakage.

Figure pct00003
Figure pct00003

Figure pct00004
Figure pct00004

실시예 1 내지 9에서 얻어진 분리막은, 모두 막 투과 유속이 0.1m3/m2/h 이상, 분리 성능 50% 이상의 값을 갖고 있어, 높은 막 투과 유속과 분리 성능을 양립시키고 있었다. 한편, 비교예 2는 실 끊어짐에 의해 방사할 수 없어, 분리막을 얻을 수 없었다. 또한, 복수의 공극의 형상이 본 발명의 요건을 충족시키지 않는 비교예 1, 3 내지 6의 분리막은, 막 투과 유속 또는 분리 성능 중 적어도 한쪽이 낮은 값을 나타내어, 높은 막 투과 유속과 분리 성능의 양립은 실현할 수 없었다.All of the separation membranes obtained in Examples 1 to 9 had a membrane permeation flow rate of 0.1 m 3 /m 2 /h or more and a separation performance of 50% or more, so that a high membrane permeation flow rate and separation performance were compatible. On the other hand, in Comparative Example 2, the yarn could not be spun due to breakage, and a separation membrane could not be obtained. In addition, the separation membranes of Comparative Examples 1 and 3 to 6 in which the shape of the plurality of pores do not satisfy the requirements of the present invention exhibited low values of at least one of the membrane permeation flow rate and separation performance, resulting in a high membrane permeation flow rate and separation performance. Reconciliation could not be realized.

본 발명을 상세하게 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 각종 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에 있어서 명확하다. 본 출원은, 2019년 12월 23일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2019-231579)에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.Although this invention was detailed also demonstrated with reference to the specific embodiment, it is clear for those skilled in the art that various changes and correction can be added without deviating from the mind and range of this invention. This application is based on the Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2019-231579) of an application on December 23, 2019, The content is taken in here as a reference.

본 발명의 분리막은, 해수, 함수, 하수 혹은 배수 등으로부터 공업 용수 또는 음료수 등을 제조하기 위한 수처리용 막, 인공 신장이나 혈장 분리 등을 위한 의료용 막, 과즙 농축 등을 위한 식품·음료 공업용 막, 배기 가스 또는 탄산 가스 등을 분리하기 위한 가스 분리막, 혹은 연료 전지 세퍼레이터 등의 전자 공업용 막 등에 적합하게 사용할 수 있다.The separation membrane of the present invention is a water treatment membrane for producing industrial water or drinking water from seawater, brine, sewage or drainage, etc., a medical membrane for artificial kidney or plasma separation, etc., a food and beverage industry membrane for fruit juice concentration, etc.; It can be suitably used for a gas separation membrane for separating exhaust gas or carbon dioxide gas, or a membrane for electronic industry, such as a fuel cell separator.

Claims (10)

셀룰로오스에스테르를 함유하는 분리막이며,
상기 분리막이, 막의 길이 방향 및 막 두께 방향에 평행한 단면에 있어서, 복수의 공극을 갖고,
상기 복수의 공극의 평균 깊이 D가 0.7 내지 20㎛이며,
상기 복수의 공극의 평균 길이 L이 3㎛ 이상이고, 또한
각 공극의 길이 l과 깊이 d의 비의 평균값 (l/d)a의 값이 2 내지 40인, 분리막.
It is a separation membrane containing cellulose ester,
The separation membrane has a plurality of voids in a cross section parallel to the longitudinal direction and the film thickness direction of the membrane,
The average depth D of the plurality of pores is 0.7 to 20 μm,
The average length L of the plurality of pores is 3 µm or more, and
The average value (l/d) a of the ratio of the length l and the depth d of each pore is 2 to 40, the separator.
제1항에 있어서, 상기 단면에 있어서의, 상기 복수의 공극의 점유율이 15 내지 55%인, 분리막.The separation membrane according to claim 1, wherein an occupation rate of the plurality of voids in the cross section is 15 to 55%. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 단면에 있어서의, 벽부의 평균 두께가 0.7 내지 5.0㎛인, 분리막.The separation membrane according to claim 1 or 2, wherein the average thickness of the wall portion in the cross section is 0.7 to 5.0 µm. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한쪽 표면에 있어서, 표면 구멍의 평균 구멍 직경이 0.050 내지 0.500㎛인, 분리막.The separation membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein, on at least one surface, the average pore diameter of the surface pores is 0.050 to 0.500 µm. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한쪽 표면에 있어서, 표면 구멍의 평균 짧은 직경 X가 0.030 내지 0.250㎛이며, 상기 표면 구멍의 평균 긴 직경 Y가 0.060 내지 0.450㎛이며, 긴 직경과 짧은 직경의 비의 평균값 (y/x)a의 값이 1.00 내지 1.50인, 분리막.5. The elongate according to any one of claims 1 to 4, wherein in at least one surface, the average minor diameter X of the surface pores is 0.030 to 0.250 μm, the average major diameter Y of the surface pores is 0.060 to 0.450 μm, The average value (y/x) a of the ratio of the diameter and the short diameter is 1.00 to 1.50, the separator. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 공극의 길이 방향이 상기 분리막의 길이 방향에 따르는, 분리막.The separation membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein the longitudinal direction of the plurality of pores is along the longitudinal direction of the separation membrane. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀룰로오스에스테르로서, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 및/또는 셀룰로오스아세테이트부티레이트를 함유하는, 분리막.The separation membrane according to any one of claims 1 to 6, wherein the cellulose ester contains cellulose acetate propionate and/or cellulose acetate butyrate. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 중공사 형상인, 분리막.The separation membrane according to any one of claims 1 to 7, which has a hollow fiber shape. (1) 10 내지 80질량%의 셀룰로오스에스테르와, 10 내지 80질량%의 구조 형성제와, 2 내지 20질량%의 공극 형성제를 함유하는 혼합물을 용융 혼련하여, 수지 조성물을 얻는, 조제 공정과,
(2) 40 내지 200㎛의 구멍 직경을 갖는 필터를 사용하여, 상기 수지 조성물을 토출 구금으로부터 토출하여, 30 내지 200의 드래프트비로 수지 성형물을 얻는, 성형 공정과,
(3) 상기 수지 성형물을, 셀룰로오스에스테르에 대한 용해도 파라미터 거리 DS가 10 내지 25의 범위인 용매에 침지시키는, 침지 공정을 구비하는, 분리막의 제조 방법.
(1) a preparation step of melt-kneading a mixture containing 10 to 80 mass% of a cellulose ester, 10 to 80 mass% of a structure forming agent, and 2 to 20 mass% of a pore forming agent to obtain a resin composition; ,
(2) a molding step of discharging the resin composition from a discharge nozzle using a filter having a pore diameter of 40 to 200 μm to obtain a resin molding at a draft ratio of 30 to 200;
(3) A method for producing a separation membrane comprising an immersion step in which the resin molding is immersed in a solvent having a solubility parameter distance D S with respect to a cellulose ester in the range of 10 to 25.
제9항에 있어서, 상기 침지 공정에서의 상기 수지 성형물의 온도가 50 내지 80℃인, 분리막의 제조 방법.The method of claim 9, wherein the temperature of the resin molded product in the immersion step is 50 to 80°C.
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