JPH01159008A - Manufacture of hollow polysulfone fiber membrane - Google Patents
Manufacture of hollow polysulfone fiber membraneInfo
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- JPH01159008A JPH01159008A JP31832987A JP31832987A JPH01159008A JP H01159008 A JPH01159008 A JP H01159008A JP 31832987 A JP31832987 A JP 31832987A JP 31832987 A JP31832987 A JP 31832987A JP H01159008 A JPH01159008 A JP H01159008A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はポリスルホン系重合体の中空糸分離膜の製造方
法に関し、更に詳細には透水性に優れたポリスルホン系
重合体の中空糸分離膜の製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for producing a hollow fiber separation membrane made of a polysulfone polymer, and more particularly to a method for producing a hollow fiber separation membrane made of a polysulfone polymer with excellent water permeability. Regarding the manufacturing method.
エンジニアリングプラスチックスとして知られているポ
リスルホ、ンは、機械的特性、耐熱性に優れていると同
時に耐薬品性にも優れているところから、家庭用品を始
めとして医療機器分野を含む精密部品分野にも広く使用
されている。Polysulfone, known as engineering plastics, has excellent mechanical properties, heat resistance, and chemical resistance, so it is used in the precision parts field, including household goods and medical devices. is also widely used.
このようなポリスルホンは中空糸への紡糸が容易である
ため、気体、液体分離用の中空糸分離膜として使用する
ことができる。特に、高温度、強酸性又は強アルカリ性
条件下における限外濾過膜として極めて有用である。Since such polysulfone can be easily spun into hollow fibers, it can be used as a hollow fiber separation membrane for gas and liquid separation. In particular, it is extremely useful as an ultrafiltration membrane under high temperature, strongly acidic or strongly alkaline conditions.
このようなポリスルホン中空糸分離膜を製造する方法と
しては、例えば特開昭54−145379号、同56−
152704号、同58−8504号、同58−132
112号、同58−156018号、同59−5804
0号、同59−58042号、同59−62311号、
同59−189903号、同60−172312号、同
60−222112号、同61−11110号、同61
−28409号、同61−42307号、同61−43
07号各公報に記載されている方法が知られている。こ
れらの方法はボリスルホン樹脂を、ジメチルアセトアミ
ド(DMAc)、ジメチルホルムアミド(DMF)、N
−メチル−2−ピロリドン(NMP) 、ジオキサン(
DOX) 、テトラメチル尿素(TMU)等の有機溶媒
に溶解して紡 1糸用原液を調製し、該原液を内部凝
固液とともに二重環状ノズルから水溶性の浴中に吐出さ
せて、微細な多孔質構造の中空糸状の分離膜を得るもの
である。Methods for manufacturing such polysulfone hollow fiber separation membranes include, for example, JP-A-54-145379 and JP-A-54-145379.
No. 152704, No. 58-8504, No. 58-132
No. 112, No. 58-156018, No. 59-5804
No. 0, No. 59-58042, No. 59-62311,
No. 59-189903, No. 60-172312, No. 60-222112, No. 61-11110, No. 61
-28409, 61-42307, 61-43
The methods described in each publication No. 07 are known. These methods combine borisulfone resin with dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), N
-Methyl-2-pyrrolidone (NMP), dioxane (
DOX), tetramethylurea (TMU), or other organic solvent to prepare a stock solution for spinning yarn, and the stock solution is discharged together with the internal coagulation liquid from a double annular nozzle into a water-soluble bath to form fine particles. A hollow fiber-like separation membrane with a porous structure is obtained.
しかしながら、上記のような製造方法で得られたポリス
ルホン中空糸膜は、一般に、透水速度が低いため、BS
IIQを使用した回収又は分離に長時間を要し、生産
性が低いという問題があった。However, polysulfone hollow fiber membranes obtained by the above manufacturing method generally have a low water permeation rate, so BS
There was a problem that recovery or separation using IIQ required a long time and productivity was low.
そこで、本発明は、限外濾過膜に要求される特性、即ち
分画分子量及び機械的強度を損なわずに、透水性に優れ
た中空糸膜を製造することを特徴とする
特に、本発明においては、分画分子量が10万程度の限
外濾過を行う場合に、透水速度が8001 /m” ・
hr −kg/cm”以上、好ましくは12001 /
m”・hr−kg/cm”以上の透水性を有するポリス
ルホン中空糸分離膜を得ることを目的とする。Therefore, the present invention is characterized by producing a hollow fiber membrane having excellent water permeability without impairing the characteristics required for an ultrafiltration membrane, that is, molecular weight cutoff and mechanical strength. When performing ultrafiltration with a molecular weight cut-off of approximately 100,000, the water permeation rate is 8001/m".
hr −kg/cm” or more, preferably 12001/cm
The object of the present invention is to obtain a polysulfone hollow fiber separation membrane having a water permeability of m"·hr-kg/cm" or more.
:問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意検討、研究
した結果、2−ピロリドンを溶媒に用いたポリスルホン
系紡糸原液に、添加剤としてポリエーテルを含有させる
ことによって、従来のポリスルホン中空糸膜では得られ
ない極めて高い透水性を有するポリスルホン中空糸膜を
得ることに成功し、本発明を完成するに到った。:Means for Solving the Problems] As a result of intensive study and research in order to solve the above problems, the present inventors added polyether as an additive to a polysulfone-based spinning dope using 2-pyrrolidone as a solvent. By incorporating these compounds, they succeeded in obtaining a polysulfone hollow fiber membrane having an extremely high water permeability that cannot be obtained with conventional polysulfone hollow fiber membranes, thereby completing the present invention.
即ち本発明は、2−ピロリドンを溶媒に用いたポリスル
ホン系紡糸原液からポリスルホン製中空糸分離膜を製造
する方法において、紡糸原液中の添加剤としてポリエー
テルを用いることを特徴とするポリスルホン中空糸膜の
製造法を提供するものである。That is, the present invention provides a method for producing a polysulfone hollow fiber separation membrane from a polysulfone-based spinning stock solution using 2-pyrrolidone as a solvent, which is characterized in that polyether is used as an additive in the spinning stock solution. The present invention provides a method for manufacturing.
本発明において使用されるポリスルホン系重合体として
は、以下の構造式で表されるポリスルホン又はその誘導
体が挙げられる。Examples of the polysulfone polymer used in the present invention include polysulfone represented by the following structural formula or a derivative thereof.
(但し、nは整数)
本発明において、紡糸原液中の上記ポリスルホン系重合
体の濃度は5〜30重量%が好ましく、特に10〜30
重量%が好ましい。ポリスルホン系重合体の濃度が30
重量%を超えると、溶液粘度が上昇するため取り扱いが
困難となるとともに、得られる中空糸膜の透水速度が低
下するため好ましくない。一方、濃度が5重量%未満に
なると、得られる中空糸膜の機械的強度が低下するため
好ましくない。(However, n is an integer.) In the present invention, the concentration of the polysulfone polymer in the spinning dope is preferably 5 to 30% by weight, particularly 10 to 30% by weight.
Weight percent is preferred. The concentration of polysulfone polymer is 30
If it exceeds % by weight, the viscosity of the solution increases, making it difficult to handle, and the water permeation rate of the obtained hollow fiber membrane decreases, which is not preferable. On the other hand, when the concentration is less than 5% by weight, the mechanical strength of the resulting hollow fiber membrane decreases, which is not preferable.
本発明において、溶媒として用いられる2−ピロリドン
は上記ポリスルホン系重合体が含まれる紡糸原液中に1
5重量%以上含まれることが好ましい。紡糸原液中の2
−ピロリドンの含有量が15重債%未満であると、本発
明の目的とする透水性に優れたポリスルホン中空糸膜は
得られない。In the present invention, 2-pyrrolidone used as a solvent is added to the spinning dope containing the polysulfone polymer.
It is preferably contained in an amount of 5% by weight or more. 2 in the spinning dope
- If the content of pyrrolidone is less than 15%, the polysulfone hollow fiber membrane with excellent water permeability, which is the object of the present invention, cannot be obtained.
2−ピロリドンと組み合わせて使用できる他の溶媒とし
ては、例えばN−メチル−2τピロリドン、ジオキサン
、テトラメチル尿素、ジメチルアセトアミド、ジメチル
ホルムアミド等が挙げられ、特にこれらに限定されない
。また、これらの混合溶媒を使用してもよい。Other solvents that can be used in combination with 2-pyrrolidone include, but are not particularly limited to, N-methyl-2τpyrrolidone, dioxane, tetramethylurea, dimethylacetamide, dimethylformamide, and the like. Moreover, you may use these mixed solvents.
本発明に不可欠の構成成分であるポリエーテルとしては
、各種分子量を有するポリエチレングリコール(PEG
) IJfを一般に用いることができるが、特にこれに
限定されない。またポリエチレングリコールの中でも特
に平均分子量600以上のものを添加した場合に極めて
高い透水性を有する中空糸膜が得られる。The polyether that is an essential component of the present invention includes polyethylene glycol (PEG) having various molecular weights.
) IJf can generally be used, but is not particularly limited thereto. Further, when polyethylene glycol having an average molecular weight of 600 or more is added, a hollow fiber membrane having extremely high water permeability can be obtained.
ポリエーテルの添加量は、調製した紡糸原液が均一とな
る限り特に限定されないが、紡糸原液中に5〜30重量
%含まれることが特に好ましい。紡糸原液中のポリエー
テルの含fffiが5重量%未満であると、本発明の目
的とする透水性に優れたポリスルホン中空糸膜は得難り
、30重量%を超えると溶液粘度が上昇するため、取り
扱いが困難となるため好ましくない。The amount of polyether added is not particularly limited as long as the prepared spinning stock solution is uniform, but it is particularly preferably contained in the spinning stock solution in an amount of 5 to 30% by weight. If the fffi content of polyether in the spinning dope is less than 5% by weight, it will be difficult to obtain a polysulfone hollow fiber membrane with excellent water permeability, which is the objective of the present invention, and if it exceeds 30% by weight, the viscosity of the solution will increase. , which is not preferable because it becomes difficult to handle.
本発明の方法に従えば、上記のようにして調製された紡
糸原液を、チューブインオリフィス型ノズルを使用して
水溶液中に吐出させる。この際、内部凝固液としては、
水又はメタノール、エタノール、プロパツール、ブタノ
ール等のアルコール類、又はこれらのアルコール水溶液
、或いはポリエチレングリコールに代表されるポリエー
テル類、又はこれらの水溶液等が挙げられる。更には上
記の凝固液に各種の有機溶剤を組み合わせて用いること
も可能である。膜の分iJ機能を発揮するスキン層を中
空糸の内側表面に形成させるか或いは外表面側に形成さ
せるかによって自由に内部凝固液を選択することができ
る。また、凝固液の温度は凝固液に水を使用した場合に
は通常30〜85°Cであり、40〜70°Cが好まし
い。According to the method of the present invention, the spinning stock solution prepared as described above is discharged into an aqueous solution using a tube-in-orifice type nozzle. At this time, the internal coagulation liquid is
Examples include water, alcohols such as methanol, ethanol, propatool, and butanol, or aqueous solutions of these alcohols, polyethers typified by polyethylene glycol, and aqueous solutions thereof. Furthermore, it is also possible to use various organic solvents in combination with the above-mentioned coagulating liquid. The internal coagulating liquid can be freely selected depending on whether the skin layer that exhibits the iJ function of the membrane is formed on the inner surface or the outer surface of the hollow fiber. Further, the temperature of the coagulating liquid is usually 30 to 85°C, preferably 40 to 70°C, when water is used as the coagulating liquid.
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明
はこれらに何ら限定されない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
ポリスルホン(UCC社製、ニーデルポリサルホンP4
700) 20重量部、溶媒である2−ピロリドン20
重量部、N−メチル−2−ピロリドン40重量部及び添
加剤としてトリエチレングリコール(TrEG)20重
量部からなる紡糸原液をチューブインオリフィス型ノズ
ルより水中に吐出して中空糸を紡糸した。内部凝固液と
しては平均分子量200のポリエチレングリコール(P
EG200)の80%水溶液を用い、空中走行距離10
cm、外部凝固液は60°Cの温水を用いて20m/m
inで紡糸した。Example 1 Polysulfone (manufactured by UCC, needle polysulfone P4
700) 20 parts by weight, 2-pyrrolidone 20 as a solvent
A spinning stock solution consisting of 40 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone and 20 parts by weight of triethylene glycol (TrEG) as an additive was discharged into water from a tube-in-orifice type nozzle to spin hollow fibers. The internal coagulation liquid is polyethylene glycol (P) with an average molecular weight of 200.
Using an 80% aqueous solution of EG200), the air travel distance was 10.
cm, external coagulation liquid is 20m/m using 60°C hot water
Spun in.
次いで、得られた中空糸を完全に脱溶剤ができるまで6
0°Cの温水で洗浄した。Next, the obtained hollow fibers were heated for 6 hours until the solvent was completely removed.
Washed with 0°C warm water.
こうして得られた中空糸膜の純水透水速度は1100
(17m” ・hr−kg/cm”)であった。The pure water permeability rate of the hollow fiber membrane thus obtained was 1100
(17 m"·hr-kg/cm").
実施例2〜8
実施例1で用いたと同じポリスルホンを用いて第1表に
示した組成の紡糸原液を調製し、この紡糸原液を用いて
実施例1のものと全く同じ条件で中空系の紡糸を行った
が、得られた中空糸膜の純水透水速度は第1表に示した
ように極めて良好なものであった。Examples 2 to 8 Using the same polysulfone as used in Example 1, a spinning dope having the composition shown in Table 1 was prepared, and using this spinning dope, hollow system spinning was carried out under exactly the same conditions as in Example 1. The pure water permeation rate of the obtained hollow fiber membrane was extremely good as shown in Table 1.
比較例1
実施例1で用いたと同じポリスルホンを用いて、添加剤
を加えずに第1表に示した組成の紡糸原液を調製し、こ
の紡糸原液を用いて実施例1のものと全く同じ条件で中
空糸の紡糸を行った。こうして得られた中空糸膜の純水
透水速度は200 e 7m” ・hr−kg/cm”
と極めて低いものであった。Comparative Example 1 Using the same polysulfone as used in Example 1, a spinning stock solution having the composition shown in Table 1 was prepared without adding any additives, and the spinning stock solution was used under exactly the same conditions as in Example 1. Hollow fiber was spun. The pure water permeability rate of the hollow fiber membrane thus obtained was 200 e 7 m"・hr-kg/cm"
It was extremely low.
第 1 表
注)
PSF :ポリスルホン
2PN:2−ピロリドン
NMP : N−メチル−2−ピロリドンTrEG:)
リエチレングリコール
PEG200 :平均分子量200のポリエチレングリ
コール
PEG300 :平均分子1300のポリエチレングリ
コール
実施例9〜13
実施例1で用いたと同じポリスルホンを用いて第2表に
示した組成の紡糸原液を調製し、この紡糸原液を用いて
内部凝固液に平均分子量200のポリエチレングリコー
ル(PEG200)の75%水溶液を用いた以外は実施
例1のものと全く同じ条件で中空糸の紡糸を行った。Table 1 Note) PSF: Polysulfone 2PN: 2-pyrrolidone NMP: N-methyl-2-pyrrolidone TrEG:)
Liethylene glycol PEG200: Polyethylene glycol with an average molecular weight of 200 PEG300: Polyethylene glycol with an average molecular weight of 1300 Examples 9 to 13 Using the same polysulfone as used in Example 1, a spinning dope having the composition shown in Table 2 was prepared, and this spinning solution was prepared. Hollow fibers were spun under exactly the same conditions as in Example 1, except that the stock solution was used and a 75% aqueous solution of polyethylene glycol (PEG200) with an average molecular weight of 200 was used as the internal coagulation liquid.
得られた中空糸膜の純水透水速度を第2表に示した。The pure water permeation rate of the obtained hollow fiber membranes is shown in Table 2.
第2表から明らかなように、特に添加剤に平均分子量6
00のポリエチレングリコール(PEG600)、平均
分子11000のポリエチレングリコール(PEG10
0O)及び平均分子12000のポリエチレングリコー
ル(PEG2000)を用いた場合に極めて高い透水速
度を存する中空糸が得られた。As is clear from Table 2, in particular, additives with an average molecular weight of 6
00 polyethylene glycol (PEG600), average molecular weight 11000 polyethylene glycol (PEG10)
When using polyethylene glycol (PEG2000) with an average molecular weight of 12,000 (0O) and an average molecular weight of 12,000, hollow fibers having an extremely high water permeation rate were obtained.
第 2 表
比較例2〜5
実施例1で用いたと同じポリスルホンを用い、添加剤を
第3表に示すものに代えて、第3表に示した組成の紡糸
原液を調製し、実施例1のものと全く同じ条件で中空糸
の紡糸を行ったところ、第3表に示す如く、何れの場合
も800 j! 7m”・hr −kg/cm”以上の
純水透水速度を有する中空系膜は得られなかった。Table 2 Comparative Examples 2 to 5 Using the same polysulfone as used in Example 1 and replacing the additives with those shown in Table 3, a spinning dope having the composition shown in Table 3 was prepared. When hollow fibers were spun under exactly the same conditions as the above, as shown in Table 3, in each case 800 j! A hollow membrane having a pure water permeation rate of 7 m"·hr -kg/cm" or higher was not obtained.
第 3 表
注)
TGMニトリエチレングリコールジメチルエーテル
ECS :エチルセロソルブ
DATA ニジアセトンアルコール
DMSOニジメチルスルホキシド
〔発明の効果〕
以上、説明してきたように本発明の製造法により得られ
たポリスルホン中空糸膜は、従来の同程度の分画性能を
持つ中空糸膜に比べて極めて透水性に優れている。Table 3 Note) TGM Nitriethylene glycol dimethyl ether ECS: Ethyl cellosolve DATA Nidiacetone alcohol DMSO Nidimethyl sulfoxide [Effects of the invention] As explained above, the polysulfone hollow fiber membrane obtained by the production method of the present invention is It has extremely superior water permeability compared to hollow fiber membranes with similar fractionation performance.
出願人代理人 古 谷 馨Applicant's agent Kaoru Furutani
Claims (3)
糸原液からポリスルホン製中空糸分離膜を製造する方法
において、紡糸原液中の添加剤としてポリエーテルを用
いることを特徴とするポリスルホン中空糸膜の製造法。(1) In a method for producing a polysulfone hollow fiber separation membrane from a polysulfone spinning dope using 2-pyrrolidone as a solvent, the production of a polysulfone hollow fiber membrane is characterized in that polyether is used as an additive in the spinning dope. Law.
%以上である特許請求の範囲第1項記載のポリスルホン
中空糸膜の製造法。(2) The method for producing a polysulfone hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the content of 2-pyrrolidone in the spinning dope is 15% by weight or more.
レングリコールである特許請求の範囲第1項記載のポリ
スルホン中空糸膜の製造法。(3) The method for producing a polysulfone hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the polyether is polyethylene glycol having an average molecular weight of 600 or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31832987A JPH01159008A (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Manufacture of hollow polysulfone fiber membrane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31832987A JPH01159008A (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Manufacture of hollow polysulfone fiber membrane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01159008A true JPH01159008A (en) | 1989-06-22 |
Family
ID=18097958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31832987A Pending JPH01159008A (en) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | Manufacture of hollow polysulfone fiber membrane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01159008A (en) |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP31832987A patent/JPH01159008A/en active Pending
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