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JPH07163849A - Polysulfone-based hollow fiber membrane and method for producing the same - Google Patents

Polysulfone-based hollow fiber membrane and method for producing the same

Info

Publication number
JPH07163849A
JPH07163849A JP34355893A JP34355893A JPH07163849A JP H07163849 A JPH07163849 A JP H07163849A JP 34355893 A JP34355893 A JP 34355893A JP 34355893 A JP34355893 A JP 34355893A JP H07163849 A JPH07163849 A JP H07163849A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow fiber
fiber membrane
polysulfone
membrane
hydrophilic polymer
Prior art date
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Granted
Application number
JP34355893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3255385B2 (en
Inventor
Kensaku Komatsu
賢作 小松
Osamu Kusudo
修 楠戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP34355893A priority Critical patent/JP3255385B2/en
Publication of JPH07163849A publication Critical patent/JPH07163849A/en
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Publication of JP3255385B2 publication Critical patent/JP3255385B2/en
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体逆洗が可能であり、かつ耐汚染性に優れ
たポリスルホン系中空糸膜およびその製造方法を提供す
る。 【構成】 親水性高分子を1〜10%含有し、通気圧が
0.3〜5kg/cm↑2 であるポリスルホン系中空糸
膜。
(57) [Summary] [Object] To provide a polysulfone-based hollow fiber membrane which can be backwashed with gas and is excellent in stain resistance, and a method for producing the same. [Structure] A polysulfone-based hollow fiber membrane containing 1 to 10% of a hydrophilic polymer and having an air pressure of 0.3 to 5 kg / cm ↑ 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はポリスルホン系中空糸膜
およびその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polysulfone-based hollow fiber membrane and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、分離操作において選択透過性を有
する膜を用いる技術の進展はめざましく、各種用途で実
用化されている。特に、膜の形状が中空糸膜状である場
合には、平膜やチューブラー等の形状である場合と比較
して占有体積当たりの膜面積を圧倒的に多く取れるため
有利である。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique using a membrane having a selective permeability in a separation operation has made remarkable progress and has been put to practical use in various applications. In particular, when the shape of the membrane is a hollow fiber membrane, it is advantageous because the membrane area per occupied volume can be overwhelmingly large as compared with the case of a shape such as a flat membrane or a tubular membrane.

【0003】中空糸膜を用いて液体の濾過を行う場合、
濾過処理を継続するにつれて膜表面にスケール、SS成
分等の濾滓が付着し、濾過速度が低下してくる。かかる
濾過速度の低下を防ぎ、長時間安定に濾過を行うため
に、一定時間おきに膜を透過した透過液を原液側に逆流
させて膜表面に付着した濾滓を剥離させ、濾過速度を回
復させるという透過液逆洗、または気体を透過液側から
原液側へと膜を透過させて上記と同様に膜表面に付着し
た濾滓を剥離させ、濾過速度を回復させるという気体逆
洗が行われている。
When a liquid is filtered using a hollow fiber membrane,
As the filtration process is continued, scale, SS components and other filter residue adhere to the surface of the membrane, and the filtration rate decreases. In order to prevent such a decrease in filtration speed and perform stable filtration for a long time, the permeated liquid that has permeated the membrane is backflowed to the raw liquid side at regular intervals to peel off the filter cake adhering to the membrane surface and restore the filtration speed. Permeating liquid backwashing is performed, or gas is permeated from the permeating liquid side to the undiluted side, and the filter cake that has adhered to the membrane surface is peeled off in the same manner as above to recover the filtration rate. ing.

【0004】上記の透過液逆洗を行うためには、透過液
を逆流させるためのポンプ(以下これを逆洗ポンプとい
う)や透過液を貯溜しておくタンク(以下これをストッ
クタンクという)を必要とする。一方、気体逆洗を行う
場合には、透過液逆洗を行う場合に比較して以下の点で
有利である。 膜を透過した透過液が逆洗時に消費されることがない
ので、濾過効率がよい。 中空糸膜表面からの気体の噴出およびこれに伴う中空
糸膜の振動の相乗効果により膜表面に付着したスケール
やSS成分の剥離効果が大きくなり、逆洗効率が高い。 逆洗ポンプやストックタンクが不要であり、設備に要
するコストが低くなる。 しかしながら、気体逆洗を行うためには、中空糸膜の気
体透過性が良好であることが必要であり、全ての中空糸
膜が気体逆洗できるわけではない。従って、濾過に使用
する中空糸膜に応じて、上記の透過液逆洗または気体逆
洗を適宜選択して採用しているのが現状である。
In order to carry out the above-mentioned permeate backwashing, a pump for backflowing the permeate (hereinafter referred to as a backwash pump) and a tank for storing the permeate (hereinafter referred to as a stock tank) are used. I need. On the other hand, the gas backwashing is advantageous in the following points as compared with the case of performing the permeate backwashing. Since the permeated liquid that has permeated the membrane is not consumed during backwashing, the filtration efficiency is good. Due to the synergistic effect of gas ejection from the hollow fiber membrane surface and the accompanying vibration of the hollow fiber membrane, the effect of removing scale and SS components adhering to the membrane surface is increased, and the backwash efficiency is high. No backwash pumps or stock tanks are required, reducing the cost of equipment. However, in order to perform gas backwashing, it is necessary that the hollow fiber membranes have good gas permeability, and not all hollow fiber membranes can be backwashed with gas. Therefore, under the present circumstances, the above-mentioned permeate backwash or gas backwash is appropriately selected and adopted according to the hollow fiber membrane used for filtration.

【0005】一方、膜の素材としては、従来よりセルロ
ース系ポリマー、ポリアクリロニトリル系ポリマー、ポ
リイミド系ポリマー、ポリスルホン系ポリマー、ポリビ
ニルアルコール系ポリマー、フッ素系ポリマー等の各種
の高分子素材が使用されている。これらの中でもポリス
ルホン系ポリマーは、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性、
耐酸化剤性等に優れた膜素材として知られている。
On the other hand, various high molecular materials such as cellulose-based polymers, polyacrylonitrile-based polymers, polyimide-based polymers, polysulfone-based polymers, polyvinyl alcohol-based polymers and fluorine-based polymers have been conventionally used as the material for the membrane. . Among these, polysulfone-based polymers are heat resistant, acid resistant, alkali resistant,
It is known as a film material with excellent resistance to oxidants.

【0006】本発明者らは、気体逆洗が可能なポリスル
ホン系中空糸膜として、外表面に平均孔径0.1〜5μ
の微孔を開孔率10〜70%の割合で有し、内表面およ
び膜内部が微細多孔質構造であり、かつ透水率が200
0l/m↑2 ・hr・kg/cm↑2 以上を示し、ポリ
スチレン系ラテックス(粒径3800オングストロー
ム)の阻止率が90%以上であり、かつ通気圧が0.5
〜5kg/cm↑2 を示すポリスルホン系中空糸膜を提
案した(特開昭58−91822号公報参照)。
The inventors of the present invention, as a polysulfone-based hollow fiber membrane capable of backwashing with gas, have an average pore diameter of 0.1 to 5 μm on the outer surface.
Of micropores at a porosity of 10 to 70%, the inner surface and the inside of the membrane have a fine porous structure, and the water permeability is 200.
0l / m ↑ 2 · hr · kg / cm ↑ 2 or more, the inhibition rate of polystyrene latex (particle size 3800 Å) is 90% or more, and the ventilation pressure is 0.5.
We proposed a polysulfone-based hollow fiber membrane exhibiting ˜5 kg / cm 2 (see Japanese Patent Laid-Open No. 58-91822).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】一般にポリスルホン系
中空糸膜は、疎水性の素材から構成されているので、膜
を乾燥させると透水性が著しく低下する、また、蛋白等
の吸着性が大きく汚染されやすい等の欠点を有してい
る。特に、膜を一旦完全に乾燥すると膜の透水性を回復
させるには、膜を単に水に浸漬しただけでは不十分であ
り、該膜をエタノール等の水と混合し得る溶媒、または
界面活性剤の水溶液に一旦浸漬して膜壁内の微細孔に水
を十分に満たすという操作が必要となる。従って、ポリ
スルホン系中空糸膜において気体逆洗を行うと、該膜が
乾燥状態におかれるため、透水性の低下が懸念される。
Generally, polysulfone-based hollow fiber membranes are made of a hydrophobic material, so that when the membrane is dried, the water permeability is significantly reduced, and the adsorptivity of proteins and the like is greatly contaminated. It has drawbacks such as being easily damaged. In particular, in order to recover the water permeability of the membrane once the membrane is completely dried, it is not enough to simply immerse the membrane in water, and a solvent that can mix the membrane with water such as ethanol, or a surfactant. It is necessary to once immerse the film in the aqueous solution to fully fill the fine pores in the membrane wall with water. Therefore, when the polysulfone-based hollow fiber membrane is backwashed with gas, the membrane is placed in a dry state, which may cause a decrease in water permeability.

【0008】特開昭58−91822号公報に記載され
たポリスルホン系中空糸膜は、気体逆洗を行うことがで
きるものの、中空糸膜の透水性の低下が起こらないよう
にするためには、処理液中に中空糸膜を浸漬したままで
気体逆洗を行うか、あるいは密閉容器中、相対湿度が9
0%以上の雰囲気下、10分以内等の比較的短時間、か
つ過度の量の気体(例えば、2,000Nl/m↑2 ・
hr以上)を流すという限定された条件下で気体逆洗を
行うことが必要となる。また、従来のポリスルホン系中
空糸膜と同様、蛋白等の吸着性が大きく汚染されやすい
という欠点を有している。
The polysulfone-based hollow fiber membrane described in JP-A-58-91822 can be backwashed with gas, but in order to prevent the decrease in water permeability of the hollow fiber membrane, Reverse gas cleaning is performed while the hollow fiber membrane is immersed in the treatment liquid, or the relative humidity is 9% in a closed container.
In an atmosphere of 0% or more, in a relatively short time such as within 10 minutes, and in an excessive amount of gas (for example, 2,000 Nl / m ↑ 2.
It is necessary to carry out the gas backwash under the limited conditions of flowing (above hr). Further, similar to the conventional polysulfone-based hollow fiber membrane, it has a drawback that it has a large adsorptivity for proteins and the like and is easily contaminated.

【0009】本発明は、上記の間題点に鑑みてなされた
ものであって、特別な条件を設けずとも、中空糸膜の透
水性の低下を起こすことなく気体逆洗を行うことが可能
であり、しかも耐汚染性に優れたポリスルホン系中空糸
膜およびその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to carry out backwashing with gas without reducing the water permeability of the hollow fiber membrane without providing special conditions. It is an object of the present invention to provide a polysulfone-based hollow fiber membrane excellent in stain resistance and a method for producing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的の一つは、親水性高分子を1〜10重量%含有するポ
リスルホン系中空糸膜であって、通気圧が0.3〜5k
g/cm↑2 であることを特徴とするポリスルホン系中
空糸膜を提供することによって達成される。また、上記
目的の他の一つは、ポリスルホン、親水性高分子、両者
の共通溶媒、および該共通溶媒に不溶である微粉体から
なり、該微粉体が均一に分散した紡糸原液を2重環状ノ
ズルから押し出して、乾湿式紡糸法または湿式紡糸法に
よって中空糸膜を形成する工程と、紡糸後の中空糸膜
を、ポリスルホンを溶解せず上記微粉体を溶解する抽出
溶剤に浸漬して上記微粉体を抽出除去する工程とを有す
ることを特徴とするポリスルホン系中空糸膜の製造方法
を提供することによって達成される。
According to the present invention, one of the above objects is a polysulfone type hollow fiber membrane containing a hydrophilic polymer in an amount of 1 to 10% by weight, and having a ventilation pressure of 0.3 to 10. 5k
This is achieved by providing a polysulfone-based hollow fiber membrane characterized by having g / cm ↑ 2. Another one of the above-mentioned objects is polysulfone, a hydrophilic polymer, a common solvent for both, and a fine powder that is insoluble in the common solvent. The step of extruding from a nozzle and forming a hollow fiber membrane by a dry-wet spinning method or a wet spinning method, and immersing the hollow fiber membrane after spinning in an extraction solvent that dissolves the fine powder without dissolving polysulfone. The present invention is achieved by providing a method for producing a polysulfone-based hollow fiber membrane, which comprises a step of extracting and removing a body.

【0011】本発明でいうポリスルホンとは、次の一般
式(I)または(II)を繰り返しユニットとする重合
体をいうが、アルキル系のものも使用可能である。
The polysulfone referred to in the present invention means a polymer having the following general formula (I) or (II) as a repeating unit, but an alkyl type can be used.

【0012】[0012]

【化1】 [Chemical 1]

【0013】[0013]

【化2】 [Chemical 2]

【0014】また、本発明において使用される親水性高
分子は、ポリスルホンと相溶性があり、かつ親水性を有
する高分子であり、例えば、ポリビニルアルコール、エ
チレン・ビニルアルコール共重合体、エチレン・酢酸ビ
ニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキサイ
ド、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、またはこ
れらの変性ポリマーなどが挙げられるが、中でもポリビ
ニルアルコールおよびエチレン・ビニルアルコール共重
合体が、得られる膜の耐汚染性が優れており、しかも後
述する架橋構造化が容易であるので好ましい。なお、必
要に応じて2種類以上の親水性高分子を同時に使用して
もよい。
Further, the hydrophilic polymer used in the present invention is a polymer which is compatible with polysulfone and has hydrophilicity, such as polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl alcohol copolymer, ethylene / acetic acid. Examples thereof include vinyl copolymers, polyvinyl acetate, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, and modified polymers thereof. Among them, polyvinyl alcohol and ethylene / vinyl alcohol copolymers have stain resistance of the obtained film. Is preferable, and the cross-linking structure described later is easy, which is preferable. If necessary, two or more kinds of hydrophilic polymers may be used at the same time.

【0015】本発明のポリスルホン系中空糸膜中の親水
性高分子の含有量は1〜20重量%であることが好まし
く、3〜10重量%であることがより好ましい。親水性
高分子の含有量が20重量%を越えると耐熱性、耐薬品
性等のポリスルホンの優れた特性が損なわれる可能性が
あり好ましくない。一方、親水性高分子の含有量が1重
量%未満であれば、中空糸膜に十分な親水性を付与する
ことが困難である。
The content of the hydrophilic polymer in the polysulfone hollow fiber membrane of the present invention is preferably 1 to 20% by weight, more preferably 3 to 10% by weight. When the content of the hydrophilic polymer exceeds 20% by weight, the excellent properties of polysulfone such as heat resistance and chemical resistance may be impaired, which is not preferable. On the other hand, if the content of the hydrophilic polymer is less than 1% by weight, it is difficult to impart sufficient hydrophilicity to the hollow fiber membrane.

【0016】親水性高分子は、分子内および/または分
子間で架橋した状態で中空糸膜中に存在させることが好
ましい。特に親水性高分子がポリビニルアルコール等の
水溶性高分子である場合には、かかる架橋構造化により
水に対して不溶性となるので、中空糸膜の使用時に膜中
の親水性高分子が該膜から徐々に溶出して膜の親水性が
損なわれることが防止される。
The hydrophilic polymer is preferably present in the hollow fiber membrane in a state of being crosslinked intramolecularly and / or intermolecularly. In particular, when the hydrophilic polymer is a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol, it becomes insoluble in water due to such cross-linking structuring. Therefore, when the hollow fiber membrane is used, the hydrophilic polymer in the membrane is It is prevented that the hydrophilicity of the membrane is impaired due to the gradual elution.

【0017】親水性高分子を架橋構造化する方法として
は、例えばアルデヒド、エポキシド等のいわゆる化学的
架橋剤を使用する方法、熱処理により架橋させる方法、
γ線等の放射線を照射して架橋させる方法などの公知の
方法を挙げることができるが、親水性高分子の種類に応
じて適宜選択すればよい。
The hydrophilic polymer may be crosslinked by a method using a so-called chemical crosslinking agent such as aldehyde or epoxide, a method of crosslinking by heat treatment,
A known method such as a method of irradiating with radiation such as γ-rays to crosslink can be mentioned, but it may be appropriately selected depending on the kind of the hydrophilic polymer.

【0018】なお、親水性高分子が架橋構造化している
か否かは、本発明のポリスルホン系中空糸膜を、例えば
ジメチルホルムアミド等のポリスルホンおよび親水性高
分子を溶解する溶媒にて処理し、架橋構造化した親水性
高分子が未溶解物として残存するかどうかを観察するこ
とによって確認できる。
Whether or not the hydrophilic polymer has a crosslinked structure is treated by treating the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention with a solvent that dissolves the polysulfone such as dimethylformamide and the hydrophilic polymer, and then crosslinks the polymer. This can be confirmed by observing whether or not the structured hydrophilic polymer remains as an undissolved substance.

【0019】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、0.
3〜5kg/cm↑2 の通気圧を有している。本発明で
いう通気圧とは、気体逆洗時の気体透過速度の目安とな
るものであって、ポリスルホン系中空糸膜を1%ラウリ
ル硫酸ナトリウム水溶液に25℃にて24時間浸漬を行
なうか、または75%エタノール水溶液に25℃にて1
時間浸漬を行なった後、25℃にて60分以上流水洗し
て、該中空糸膜を膜壁および膜内部の細孔に水が十分満
たされたいわゆる水に完全に濡れた状態とし、次いで該
中空糸膜を水に浸漬したままで中空糸膜の内側を空気で
加圧してバブリングさせた時、400Nl/m↑2 ・h
rの空気透過速度を得るのに必要な空気圧力のことをい
う。中空糸膜の通気圧が0.3kg/cm↑2 未満であ
れば、該中空糸膜は膜内部に大きなボイドを有すること
が多く、膜強度が十分ではない。一方、中空糸膜の通気
圧が5kg/cm↑2 を越えると、気体逆洗時に気体の
圧力を高くする必要があり、中空糸膜や濾過装置に負担
がかかり実用的ではない。通気圧が1〜4kg/cm↑
2 の範囲にあればより好ましく、2〜3kg/cm↑2
の範囲にあれば、膜の強度、通気圧、膜寿命などのバラ
ンスの点で最も好ましい。
The polysulfone type hollow fiber membrane of the present invention is
It has a ventilation pressure of 3 to 5 kg / cm ↑ 2. The ventilation pressure referred to in the present invention is a measure of the gas permeation rate at the time of gas backwashing, and the polysulfone-based hollow fiber membrane is immersed in a 1% sodium lauryl sulfate aqueous solution at 25 ° C. for 24 hours, or Or 1% in 75% ethanol aqueous solution at 25 ℃
After soaking for a period of time, the hollow fiber membrane is rinsed with running water at 25 ° C. for 60 minutes or more to completely wet the so-called water in which the pores in the membrane wall and inside the membrane are sufficiently filled with water, and then When the inside of the hollow fiber membrane was pressurized with air and bubbled while the hollow fiber membrane was immersed in water, 400 Nl / m ↑ 2 · h
It refers to the air pressure required to obtain an air permeation rate of r. When the ventilation pressure of the hollow fiber membrane is less than 0.3 kg / cm ↑ 2, the hollow fiber membrane often has large voids inside the membrane, and the membrane strength is not sufficient. On the other hand, if the ventilation pressure of the hollow fiber membrane exceeds 5 kg / cm ↑ 2, it is necessary to increase the pressure of the gas during backwashing of the gas, which imposes a burden on the hollow fiber membrane and the filtration device, which is not practical. Ventilation pressure is 1-4kg / cm ↑
It is more preferable if it is in the range of 2 to 2 to 3 kg / cm ↑ 2
Within the range, it is most preferable in terms of the balance of film strength, ventilation pressure, film life, etc.

【0020】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、少な
くとも一方の表面に平均孔径0.1〜10μの微孔を開
口率10〜70%の割合で有している。本発明でいう微
孔の平均孔径とは下記の式(1)によって定義されるも
のである。
The polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has micropores having an average pore diameter of 0.1 to 10 μ on at least one surface at an opening ratio of 10 to 70%. The average pore size of the fine pores referred to in the present invention is defined by the following formula (1).

【0021】[0021]

【数1】 [Equation 1]

【0022】上記式中、D(ave) は平均孔径を意味し、
D↓1 は1番目の微孔の実測径を意味し、D↓n はn番
目の微孔の実測径を意味する。なお、D↓1 ,D↓n の
実測径は微孔が円形に近い場合はその直径を示し、微孔
が円形でない場合にはその微孔と同一面積の円の直径を
示す。
In the above formula, D (ave) means the average pore size,
D ↓ 1 means the measured diameter of the first micropore, and D ↓ n means the measured diameter of the nth micropore. Note that the measured diameters D ↓ 1 and D ↓ n indicate the diameter of a fine hole when it is close to a circle, and the diameter of a circle having the same area as the fine hole when the fine hole is not circular.

【0023】上記微孔の平均孔径は通気圧と密接な関係
があり、微孔の平均孔径が0.1μ未満であると、通気
圧が高くなりすぎるため好ましくない。一方、微孔の平
均孔径が10μを越えると膜の強度が弱くなる傾向があ
るとともに、大きな濾滓が膜内部にまで侵入してくるこ
とになり、濾過速度の低下が早いばかりでなく、逆洗に
よって膜の再生が十分にできない傾向にあり、好ましく
ない。
The average pore diameter of the fine pores is closely related to the ventilation pressure, and if the average pore diameter of the fine pores is less than 0.1 μ, the ventilation pressure becomes too high, which is not preferable. On the other hand, if the average pore size of the micropores exceeds 10μ, the strength of the membrane tends to be weak and a large slag will penetrate into the inside of the membrane. It is not preferable because the membrane cannot be sufficiently regenerated by washing.

【0024】なお、本発明の場合0.05μ以下の微細
孔は平均孔径の計算には含まれていない。ただし、0.
05μ以下の微細孔が本発明の目的、効果を損なわない
程度に存在していてもよい。また、膜表面の微孔は均一
孔径であることが好ましいが、特に均一である必要はな
く、不均一であってもよい。
In the present invention, fine pores of 0.05 μ or less are not included in the calculation of the average pore diameter. However, 0.
Micropores of 05 μm or less may be present to the extent that the objects and effects of the present invention are not impaired. Further, it is preferable that the fine pores on the surface of the membrane have a uniform pore diameter, but it is not particularly necessary that they are uniform and may be non-uniform.

【0025】また、本発明でいう開口率とは、膜表面に
開口している微孔の全孔面積を、該微孔が存在する側の
膜の表面積で除し、百分率として示したものである。開
口率が10%未満であると膜の透水率が低いので好まし
くない。また、開口率が70%を越えると表面強度が小
さくなり、取扱い時に膜が損傷しやすいので好ましくな
い。開口率が20〜50%の範囲にあると、膜の透過性
能と機械的性能のバランスの点でより好ましい。
The opening ratio in the present invention is expressed as a percentage by dividing the total pore area of the micropores opened on the surface of the membrane by the surface area of the membrane on the side where the micropores are present. is there. If the opening ratio is less than 10%, the water permeability of the film is low, which is not preferable. Further, if the aperture ratio exceeds 70%, the surface strength becomes small and the film is easily damaged during handling, which is not preferable. When the aperture ratio is in the range of 20 to 50%, it is more preferable in terms of the balance between the membrane permeation performance and the mechanical performance.

【0026】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、上記
微孔が存在する側と反対側の表面に平均孔径0.1〜1
0μの微孔を開口率10〜70%の割合で有しているこ
とが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではな
く、10μ以上の孔を有していてもよい。
The polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has an average pore size of 0.1 to 1 on the surface opposite to the side where the fine pores are present.
It is preferable to have fine pores of 0 μ at a ratio of the opening ratio of 10 to 70%, but it is not necessarily limited to this and may have pores of 10 μ or more.

【0027】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、膜内
部が微細多孔質構造となっている。ここでいう微細多孔
質構造とは、網目状構造、ハニカム構造、微細間隙構造
などであり、膜の内表面および外表面を支持する機能を
有するとともに、阻止率、透水率、通気圧等を決定する
機能をも有している。また、膜内部にはフィンガーライ
ク状構造あるいはマクロボイド構造があってもよい。な
お、膜内部には外表面と同じ程度の微孔が存在するのが
よく、この孔径はより均一であることが好ましいが、特
に均一である必要はなく不均一であってもよい。
The polysulfone type hollow fiber membrane of the present invention has a fine porous structure inside the membrane. The fine porous structure referred to here is a network structure, a honeycomb structure, a fine interstitial structure, etc., which has a function of supporting the inner surface and outer surface of the membrane, and determines the blocking rate, water permeability, ventilation pressure, etc. It also has a function to do. Further, the inside of the film may have a finger-like structure or a macrovoid structure. It should be noted that the inside of the membrane preferably has micropores of the same size as the outer surface, and the pore diameter is preferably more uniform, but it need not be particularly uniform and may be nonuniform.

【0028】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、膜表
面および膜内部が上述の構造をしていることから、3,
000l/m↑2 ・hr・kg/cm↑2 以上の透水率
を有しており、十分に高い透過性能を発揮する。
The polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has the above-mentioned structure on the surface and inside of the membrane.
It has a water permeability of more than 000l / m ↑ 2 ・ hr ・ kg / cm ↑ 2 and exhibits sufficiently high permeability.

【0029】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、分画
粒子径が0.2〜2μの範囲にある。分画粒子径が0.
2μ未満であれば、通気圧が高くなりすぎので好ましく
ない。また、分画粒子径が2μを越えると、膜強度の低
下の可能性があるので好ましくない。
The polysulfone hollow fiber membrane of the present invention has a fractional particle size in the range of 0.2 to 2 μm. Fraction particle size is 0.
If it is less than 2 μ, the ventilation pressure becomes too high, which is not preferable. Further, if the fractional particle size exceeds 2 μ, the film strength may decrease, which is not preferable.

【0030】本発明でいう分画粒子径とは、中空糸膜に
よる阻止率(R)が90%である粒子の粒子径(S)の
ことをいい、異なる粒子径を有する少なくとも2種類の
粒子の阻止率を測定し、その測定値をもとにして下記の
式(2)においてRが90となるSの値を求め、これを
分画粒子径とする。
The term "fractionated particle size" as used in the present invention means the particle size (S) of particles having a hollow fiber membrane rejection rate (R) of 90%, and at least two types of particles having different particle sizes. The blocking rate of is measured, and the value of S at which R is 90 in the following formula (2) is determined based on the measured value, and this is used as the fractional particle size.

【0031】[0031]

【数2】 [Equation 2]

【0032】上記式中、aおよびmは中空糸膜により定
まる定数であって、上記の測定値をもとにして算出され
る。
In the above equation, a and m are constants determined by the hollow fiber membrane, and are calculated based on the above measured values.

【0033】また、本発明のポリスルホン系中空糸膜は
内径が0.2〜3mmであり、外径が0.4〜5mmで
ある。
The polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has an inner diameter of 0.2 to 3 mm and an outer diameter of 0.4 to 5 mm.

【0034】次に、本発明のポリスルホン系中空糸膜の
製造方法について説明する。
Next, a method for producing the polysulfone hollow fiber membrane of the present invention will be described.

【0035】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、ポリ
スルホン、親水性高分子、両者の共通溶媒、および該共
通溶媒に不溶である平均粒径0.01〜5μの微粉体の
4成分からなり、該微粉体が均一に分散した紡糸原液を
乾湿式紡糸法または湿式紡糸法によって製膜することに
よって製造される。
The polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention comprises four components of polysulfone, a hydrophilic polymer, a common solvent for both, and a fine powder insoluble in the common solvent and having an average particle diameter of 0.01 to 5 μm. It is produced by forming a spinning stock solution in which the fine powder is uniformly dispersed by a dry-wet spinning method or a wet spinning method.

【0036】本発明でいう共通溶媒とは、ポリスルホン
に対して、0〜120℃の範囲の温度で10g(ポリス
ルホン)/100cc(溶媒)以上の溶解能力を有し、
かつ親水性高分子に対して0〜120℃の範囲の温度で
1g(親水性高分子)/100cc(溶媒)以上の溶解
能力を有するものをいう。かかる共通溶媒としては、例
えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチ
ルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−ビニルピ
ロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホランなどを挙
げることができ、使用する親水性高分子に応じて選宜選
択すればよい。
The common solvent referred to in the present invention has a solubility of 10 g (polysulfone) / 100 cc (solvent) or more in polysulfone at a temperature in the range of 0 to 120 ° C.
In addition, it has a dissolving ability of 1 g (hydrophilic polymer) / 100 cc (solvent) or more with respect to the hydrophilic polymer at a temperature in the range of 0 to 120 ° C. Examples of such a common solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, sulfolane, and the like. It may be selected according to the necessity.

【0037】また、上記共通溶媒に不溶である微粉体と
しては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウ
ム等の金属酸化物、塩化ナトリウム、酢酸ナトリウム、
リン酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム
等の無機化合物などを例示することができる。なかで
も、粉体粒径が小さく、かつ各種の粒径のものが市販さ
れており、紡糸原液中に分散させ易い点で酸化ケイ素の
微粉体(シリカパウダー)いわゆるホワイトカーボンが
最良である。なお、本発明でいう「不溶」とは、紡糸原
液の溶解温度において、その溶解度が0.1g(微粉
体)/100cc(溶媒)以下であることをいう。
Examples of the fine powder insoluble in the common solvent include metal oxides such as silicon oxide, zinc oxide and aluminum oxide, sodium chloride, sodium acetate,
Examples thereof include inorganic compounds such as sodium phosphate, calcium carbonate and calcium hydroxide. Of these, fine powder of silica (silica powder), so-called white carbon, is the best because it has a small powder particle size and various particle sizes are commercially available and can be easily dispersed in a spinning dope. The term "insoluble" in the present invention means that the solubility is 0.1 g (fine powder) / 100 cc (solvent) or less at the melting temperature of the spinning dope.

【0038】上記微粉体は、ポリスルホン系中空糸膜に
微孔を形成させる目的で添加される。本発明における微
粉体は、その平均粒径が0.01〜5μである必要があ
る。微粉体の平均粒径が0.01μ未満であれば、小さ
すぎて所望の通気性や膜構造を得ることができず、また
微粉体の平均粒径が5μを越えると、大きすぎてボイド
の大きい不均質な膜しか得ることができない。なお、微
粉体の平均粒径が0.1〜3μの範囲にあれば、得られ
る膜構造の均質性と通気性の点で優れているので好まし
い。
The fine powder is added for the purpose of forming fine pores in the polysulfone hollow fiber membrane. The fine powder in the present invention needs to have an average particle diameter of 0.01 to 5 μm. If the average particle size of the fine powder is less than 0.01 μ, the desired air permeability and film structure cannot be obtained, and if the average particle size of the fine powder exceeds 5 μ, it is too large and voids are formed. Only large inhomogeneous films can be obtained. It is preferable that the average particle size of the fine powder is in the range of 0.1 to 3 μ, because the obtained film structure is excellent in homogeneity and air permeability.

【0039】紡糸原液中のポリスルホンの濃度は、中空
糸膜として成形できる範囲の濃度とする必要があり、通
常10〜40重量%、好ましくは15〜25重量%の範
囲に設定される。紡糸原液中のポリスルホンの濃度が1
0重量%未満であれば、得られる中空糸膜の強度が十分
ではなく、実際の使用に当たり何らかの支持体を必要と
するので好ましくない。一方、紡糸原液中のポリスルホ
ンの濃度が40重量%を越えると紡糸原液の粘度が高く
なりすぎて中空糸膜として成形することが困難となるの
で好ましくない。
The concentration of polysulfone in the spinning dope needs to be within the range where it can be molded as a hollow fiber membrane, and is usually set in the range of 10 to 40% by weight, preferably 15 to 25% by weight. The concentration of polysulfone in the spinning dope is 1
If it is less than 0% by weight, the strength of the obtained hollow fiber membrane is not sufficient, and some kind of support is required for actual use, which is not preferable. On the other hand, if the concentration of polysulfone in the spinning dope exceeds 40% by weight, the viscosity of the spinning dope becomes too high and it becomes difficult to form a hollow fiber membrane, which is not preferable.

【0040】親水性高分子は、ポリスルホンに対して1
〜100重量%、好ましくは5〜30重量%となるよう
に添加される。なお、親水性高分子の添加量は上記の範
囲で適宜選択すればよいが、親水性高分子としてポリビ
ニルアルコールのような水溶性の高分子を使用する場合
には、製膜時における凝固や洗浄工程で該親水性高分子
の一部が成形された中空糸膜から抽出されるので、紡糸
原液中に多めに添加しておくことが好ましい。また、親
水性高分子の添加量は、該親水性高分子の分子量に応じ
ても適宜調節される。
The hydrophilic polymer is 1 for polysulfone.
To 100% by weight, preferably 5 to 30% by weight. The addition amount of the hydrophilic polymer may be appropriately selected within the above range, but when a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol is used as the hydrophilic polymer, coagulation or washing during film formation Since a part of the hydrophilic polymer is extracted from the molded hollow fiber membrane in the step, it is preferable to add a large amount to the stock solution for spinning. Further, the addition amount of the hydrophilic polymer is appropriately adjusted depending on the molecular weight of the hydrophilic polymer.

【0041】また、上記微粉体は、ポリスルホンに対し
て15〜400重量%、好ましくは30〜100重量%
となるように添加される。なお、これらの微粉体の添加
量を調節することにより、得られるポリスルホン系中空
糸膜の通気性や孔径を制御することができる。
The fine powder is 15 to 400% by weight, preferably 30 to 100% by weight, based on polysulfone.
To be added. The air permeability and pore size of the obtained polysulfone-based hollow fiber membrane can be controlled by adjusting the addition amount of these fine powders.

【0042】本発明における紡糸原液の調製法として
は、上記共通溶媒に微粉体を添加混合した後撹拌し、微
粉体の分散液としてからポリスルホンおよび親水性高分
子を溶解する微粉体前添加法、微粉体、ポリスルホンお
よび親水性高分子を同時に上記共通溶媒に添加、撹拌す
る同時添加法、さらにポリスルホンおよび親水性高分子
を上記共通溶媒に溶解した後に微粉体を添加混合し、次
いで撹拌する後添加法のいずれでもよいが、前添加法が
微粉体の分散性の点で好ましい。
As the method for preparing the spinning dope in the present invention, a fine powder pre-addition method is used in which fine powder is added to and mixed with the above-mentioned common solvent, and the mixture is stirred to dissolve polysulfone and hydrophilic polymer. Simultaneous addition method in which fine powder, polysulfone and hydrophilic polymer are added to the common solvent at the same time and stirred, and further, fine powder is added and mixed after dissolving polysulfone and hydrophilic polymer in the common solvent, and then added after stirring Although any method may be used, the pre-addition method is preferable from the viewpoint of dispersibility of the fine powder.

【0043】微粉体を紡糸原液中に均一に分散させる方
法としては、撹拌機で撹拌するだけでもよいが、微粉体
の分散性を向上させるためには、高速撹拌、ホモミキサ
ー、超音波分散、パイプラインアジター、スタチックミ
キサーなどのより高度な混合分散手段を用いることが好
ましい。
As a method for uniformly dispersing the fine powder in the spinning dope, it is sufficient to stir with a stirrer, but in order to improve the dispersibility of the fine powder, high speed stirring, homomixer, ultrasonic dispersion, It is preferable to use a more advanced mixing / dispersing means such as a pipeline agitator or a static mixer.

【0044】このようにして調製された紡糸原液は、驚
くべきことに、ポリスルホン、親水性高分子および共通
溶媒の3成分が相分離を起こして中空糸膜として製膜で
きないような組成で紡糸原液中に存在する場合であって
も、上記微粉体が紡糸原液中に分散していることによっ
て、紡糸原液の相分離が抑制されて均一溶液の状態が保
たれるので、中空糸膜として製膜することが可能とな
り、しかも、透水性および膜表面の開口率がともに高
く、かつ通気性、分画性、透水性および膜の親水性の点
でバランスのとれたポリスルホン系中空糸膜を製造する
ことができる。従って、本発明のポリスルホン系中空糸
膜の製造方法にあっては、例えばポリビニルアルコ−
ル、エチレン・ビニルアルコ−ル共重合体等、ポリスル
ホンとの相溶性が悪く、従来では紡糸原液に添加するこ
とが困難とされていた親水性高分子をも使用することが
可能である。
The spinning stock solution thus prepared is surprisingly a spinning stock solution having a composition such that the three components of polysulfone, hydrophilic polymer and common solvent undergo phase separation to form a hollow fiber membrane. Even when present, the fine powder is dispersed in the spinning dope, so that the phase separation of the spinning dope is suppressed and the state of a homogeneous solution is maintained. In addition, it is possible to produce a polysulfone-based hollow fiber membrane which has both high water permeability and high opening ratio on the membrane surface, and is well balanced in terms of air permeability, fractionation, water permeability and hydrophilicity of the membrane. be able to. Therefore, in the method for producing a polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention, for example, polyvinyl alcohol
It is also possible to use hydrophilic polymers such as ethylene glycol and ethylene / vinyl alcohol copolymers, which have poor compatibility with polysulfones and which have hitherto been difficult to add to the spinning dope.

【0045】上記のようにして調製された紡糸原液は、
通常脱泡したのち、2重環構造のノズルより注入液とと
もに吐出され、次いで凝固液に浸漬されて、中空糸膜と
して製膜される。製膜に際しては、ノズルより吐出され
た紡糸原液を一旦一定長の空気中(以下これをドライゾ
ーンと略称する)に通し、しかる後に凝固液中に導入す
るいわゆる乾湿式紡糸法、あるいはノズルより吐出され
た紡糸原液を直接凝固液中に導入するいわゆる湿式紡糸
法のいずれを採用してもよいが、乾湿式紡糸法であれば
中空糸膜の外表面構造の制御が容易であり、また透水性
の高い中空糸膜を製造することが可能であるのでより好
適である。
The spinning dope prepared as described above is
Usually, after defoaming, it is discharged from a nozzle having a double ring structure together with an injection liquid, and then immersed in a coagulation liquid to form a hollow fiber membrane. At the time of film formation, the spinning dope discharged from the nozzle is once passed through a fixed length of air (hereinafter referred to as the dry zone) and then introduced into the coagulating liquid, a so-called dry-wet spinning method, or discharged from the nozzle. Any of the so-called wet spinning methods in which the prepared spinning stock solution is directly introduced into the coagulation solution may be adopted, but the dry-wet spinning method makes it easy to control the outer surface structure of the hollow fiber membrane, and also the water permeability. It is more preferable because it is possible to produce a hollow fiber membrane having a high temperature.

【0046】乾湿式紡糸法では、ドライゾーンの長さ、
温度および湿度により得られる中空糸膜の外表面構造が
決定される。ドライゾーンの長さを長くするか、あるい
はドライゾ−ンの温度または湿度を高くすると中空糸膜
の外表面に形成される微孔の孔径は一般に大きくなる傾
向がある。ドライゾーンの長さは、たとえ0.1cmで
あっても、ドライゾーンの長さが0cmの湿式紡糸法と
は、得られる中空糸膜の外表面構造が全く異なっている
点で明確な違いを示す。なお、ドライゾーンを長くしす
ぎると紡糸性に影響を与えるので、通常0.1〜200
cm、好ましくは0.1〜50cmの範囲に設定され
る。
In the dry-wet spinning method, the length of the dry zone,
The temperature and humidity determine the outer surface structure of the resulting hollow fiber membrane. When the length of the dry zone is increased or the temperature or humidity of the dry zone is increased, the pore size of the fine pores formed on the outer surface of the hollow fiber membrane tends to be generally large. Even if the dry zone length is 0.1 cm, there is a clear difference in that the outer surface structure of the obtained hollow fiber membrane is completely different from the wet spinning method in which the dry zone length is 0 cm. Show. If the dry zone is too long, the spinnability will be affected.
cm, preferably 0.1 to 50 cm.

【0047】2重環状ノズルの内側には、該ノズルから
吐出された紡糸原液の形状を中空糸状に保持する目的で
通常注入液が導入される。かかる注入液は、得られる中
空糸膜の内表面構造を制御するという働きをも併せ有し
ている。本発明においては、注入液として、水、上記共
通溶媒と水の混合液、アルコール類やグリコ−ル類等の
ポリスルホンに対して非相溶性の液体、またはこれらの
混合物を用いることができる。なお、所望により、上記
注入液に代えて、2重環状ノズルの内側に気体を導入す
ることも可能である
An injection liquid is usually introduced inside the double annular nozzle for the purpose of maintaining the shape of the spinning dope discharged from the nozzle in a hollow fiber shape. Such an injection solution also has a function of controlling the inner surface structure of the obtained hollow fiber membrane. In the present invention, as the injecting liquid, water, a mixed liquid of the above-mentioned common solvent and water, a liquid incompatible with polysulfone such as alcohols and glycols, or a mixture thereof can be used. If desired, gas may be introduced inside the double annular nozzle instead of the injection liquid.

【0048】注入液として、例えば水のように凝固性の
よい液体を使用した場合には、中空糸膜の内表面には緻
密層が形成されやすく、これとは逆に、注入液として、
例えば上記共通溶媒と水の混合液のように凝固性の低い
液体を使用した場合には、膜の内表面に大きな孔径の微
孔を有する中空糸膜を製造することができる。また、2
重環状ノズルの内側に気体を導入した場合にも、中空糸
膜の内表面には大きな孔径の微孔が形成される。このよ
うに、2重環状ノズルの内側に導入する注入液または気
体は、目的とする中空糸膜の構造、孔径等に応じて、そ
の凝固性を考慮して適宜選択すればよい。
When a liquid having a good solidifying property such as water is used as the injection liquid, a dense layer is likely to be formed on the inner surface of the hollow fiber membrane. On the contrary, as the injection liquid,
For example, when a liquid having a low coagulability, such as a mixed liquid of the above-mentioned common solvent and water, is used, a hollow fiber membrane having micropores having a large pore size on the inner surface of the membrane can be produced. Also, 2
Even when gas is introduced into the inside of the heavy annular nozzle, micropores having a large pore size are formed on the inner surface of the hollow fiber membrane. In this way, the injection liquid or gas introduced into the double annular nozzle may be appropriately selected in consideration of the coagulability thereof depending on the target structure of the hollow fiber membrane, the pore size, and the like.

【0049】凝固液としては、上記共通溶媒と混和性が
あり、かつポリスルホンを溶解しないものであれば特に
制限なく使用でき、通常、水、上記共通溶媒と水の混合
液、アルコール類やグリコール類等のポリスルホンに対
して非相溶性の液体、あるいはこれらの混合物などが使
用される。得られる膜の外表面構造も、内表面構造と同
様に、凝固液の組成により選宜制御することができる。
The coagulating liquid may be used without particular limitation as long as it is miscible with the above-mentioned common solvent and does not dissolve polysulfone. Usually, water, a mixture of the above-mentioned common solvent and water, alcohols and glycols are used. A liquid incompatible with polysulfone, or a mixture thereof is used. The outer surface structure of the obtained film can be appropriately controlled by the composition of the coagulating liquid, like the inner surface structure.

【0050】このようにして製膜された中空糸膜は、膜
中に共通溶媒および過剰の親水性高分子、並びに多量の
微粉体を含有している。これらは、紡糸工程中、あるい
は一旦巻き取られた後、以下の操作によって中空糸膜か
ら除去される。
The hollow fiber membrane thus formed contains a common solvent, an excess of hydrophilic polymer, and a large amount of fine powder in the membrane. These are removed from the hollow fiber membrane by the following operations during the spinning process or after being once wound.

【0051】まず、膜中に残存する共通溶媒および過剰
の親水性高分子が、水洗または40〜90℃の温水洗に
よって抽出除去される。かかる洗浄操作において抽出除
去する親水性高分子の量を制御することにより、中空糸
膜中の親水性高分子の含有量を適宜調節することができ
る。
First, the common solvent and excess hydrophilic polymer remaining in the membrane are extracted and removed by washing with water or washing with warm water at 40 to 90 ° C. The content of the hydrophilic polymer in the hollow fiber membrane can be appropriately adjusted by controlling the amount of the hydrophilic polymer extracted and removed in the washing operation.

【0052】上記の洗浄操作の後、膜中に残存する親水
性高分子は必要に応じて物理的または化学的に架橋構造
化される。かかる架橋構造化の方法としては、前述のと
おり、親水性高分子の種類に応じて公知の方法を通宜選
択すればよい。例えば、親水性高分子がポリビニルアル
コールまたはエチレン・ビニルアルコール共重合体であ
る場合には、硫酸触媒の存在下に、グルタルアルデヒド
等のアルデヒド類によってアセタール化する方法が簡便
である。
After the above-mentioned washing operation, the hydrophilic polymer remaining in the membrane is physically or chemically crosslinked, if necessary. As a method for forming such a crosslinked structure, a publicly known method may be appropriately selected depending on the kind of the hydrophilic polymer as described above. For example, when the hydrophilic polymer is polyvinyl alcohol or an ethylene / vinyl alcohol copolymer, a method of acetalizing with an aldehyde such as glutaraldehyde in the presence of a sulfuric acid catalyst is convenient.

【0053】次いで、上記微粉体を溶解し、かつポリス
ルホンを溶解しない抽出溶剤によって膜中に残存する微
粉体が抽出除去され、該粉体が抽出除去された跡に微孔
が形成される。微粉体の抽出条件としては、微粉体の9
5%以上、好ましくは100%が抽出除去されるように
設定する必要があり、微粉体の種類と抽出溶剤の溶解性
によって異なるが、微粉体はポリスルホンのマトリック
ス中に存在しているため、微粉体単独での溶解条件より
かなり厳しく設定され、抽出温度および溶剤濃度を高く
し、しかも抽出時間を長くすることが必要となる。例え
ばシリカ微粉体を抽出除去する場合であれば、抽出溶剤
として5〜20重量%の水酸化ナトリウム水溶液を使用
し、抽出温度は60℃以上、かつ抽出時間は30分以上
という条件で中空糸膜を処理することが必要である。
Then, the fine powder remaining in the membrane is extracted and removed by an extraction solvent that dissolves the fine powder and does not dissolve polysulfone, and fine pores are formed at the traces of the powder removed. The extraction conditions for fine powder are 9 for fine powder.
It must be set so that 5% or more, preferably 100%, is extracted and removed. It depends on the type of the fine powder and the solubility of the extraction solvent, but since the fine powder is present in the polysulfone matrix, the fine powder It is set to be considerably stricter than the dissolution condition for the body alone, and it is necessary to increase the extraction temperature and the solvent concentration and to extend the extraction time. For example, in the case of extracting and removing fine silica powder, a 5-20 wt% sodium hydroxide aqueous solution is used as an extraction solvent, the extraction temperature is 60 ° C. or higher, and the extraction time is 30 minutes or longer. Need to be processed.

【0054】なお、上述した親水性高分子の架橋構造化
は、必ずしも微粉体の抽出除去に先立って行う必要はな
く、微粉体の抽出除去の後に行ってもよい。また、これ
らの操作は洗浄された中空糸膜をモジュ一ルとして成形
した後に、該モジュ一ルの状態で行うことも可能であ
る。
The above-mentioned cross-linking structure of the hydrophilic polymer does not necessarily have to be carried out prior to the extraction and removal of the fine powder, but may be carried out after the extraction and removal of the fine powder. It is also possible to perform these operations in a modular state after molding the washed hollow fiber membrane as a module.

【0055】上記のようにして製造されたポリスルホン
系中空糸膜は、例えば枠やカセに捲き取られた後乾燥さ
れる。乾燥後の中空糸膜は所定の本数ずつ束ねられ、所
定形状のケースに収納されたのち、ウレタン樹脂やエポ
キシ樹脂等で端部を固定化することによって中空糸膜モ
ジュ−ルとして成形される。中空糸膜モジュールとして
は、中空糸膜の両端が開口固定されているタイプのも
の、中空糸膜の一端が開口固定されており、他端は密封
されているが固定されていないタイプのもの等、従来よ
り種々の形態のものが公知である。かかる中空糸膜モジ
ュールは、従来より公知の濾過装置に装着され、水の精
製など、液体の分離・精製等において使用される。
The polysulfone-based hollow fiber membrane produced as described above is wound on a frame or a cassette and then dried. The dried hollow fiber membranes are bundled in a predetermined number, housed in a case having a predetermined shape, and then fixed at their ends with urethane resin, epoxy resin or the like to form a hollow fiber membrane module. As the hollow fiber membrane module, a type in which both ends of the hollow fiber membrane are fixed by opening, a type in which one end of the hollow fiber membrane is fixed by opening and the other end is sealed but not fixed, etc. Conventionally, various forms are known. Such a hollow fiber membrane module is attached to a conventionally known filtration device and used in separation / purification of liquid such as water purification.

【0056】本発明のポリスルホン系中空糸膜を使用し
て液体の濾過を行う場合、中空糸膜の外側に被処理液を
流し、該被処理液を中空糸膜の外側から内側へと透過さ
せる外圧方式、あるいは中空糸膜の内側に被処理液を流
し、該被処理液を中空糸膜の内側から外側へと透過させ
る内圧方式のいずれの方式を採用してもよく、また、被
処理液の全量が膜を透過する全濾過方式、あるいは被処
理液の一部が膜を透過し、残りは循環する循環方式のい
ずれの方式を採用してもよい。これらの方式は、被処理
液の性状に応じて適宜選択すればよい。
When a liquid is filtered using the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention, the liquid to be treated is flown outside the hollow fiber membrane and the liquid to be treated is permeated from the outside to the inside of the hollow fiber membrane. Either an external pressure system or an internal pressure system in which the liquid to be treated is caused to flow inside the hollow fiber membrane and permeate the liquid to be treated from the inside to the outside of the hollow fiber membrane may be adopted. Either a total filtration method in which the entire amount of the above is permeated through the membrane or a circulation method in which a part of the liquid to be treated permeates the membrane and the rest is circulated may be adopted. These methods may be appropriately selected according to the properties of the liquid to be treated.

【0057】上記各方式は、中空糸膜の構造、形状等に
よっても適宜選択され、中空糸膜が内表面に前述の平均
孔径0.1〜10μの微孔を開口率10〜70%の割合
で有している場合には、被処理液を中空糸膜の内側に流
す内圧方式が好ましく、また中空糸膜が、外表面に上記
孔径の微孔を上記開口率で有している場合には、被処理
液を中空糸膜の外側に流す外圧方式が好ましい。また、
中空糸膜の内径が1mm以下であれば、通常外圧方式が
採用され、一方中空糸膜の内径が1mm以上であれば、
通常内圧方式が採用されるが、被処理原液の性状をも考
慮して適宜選択される。
Each of the above methods is appropriately selected depending on the structure, shape, etc. of the hollow fiber membrane, and the hollow fiber membrane has micropores having an average pore diameter of 0.1 to 10 .mu. In the case of having an internal pressure system in which the liquid to be treated is allowed to flow inside the hollow fiber membrane, and when the hollow fiber membrane has fine pores of the above pore size on the outer surface at the above opening ratio. Is preferably an external pressure system in which the liquid to be treated is flown outside the hollow fiber membrane. Also,
If the inner diameter of the hollow fiber membrane is 1 mm or less, the external pressure method is usually adopted, while if the inner diameter of the hollow fiber membrane is 1 mm or more,
The internal pressure method is usually adopted, but it is appropriately selected in consideration of the properties of the stock solution to be treated.

【0058】本発明のポリスルホン系中空糸膜を使用し
て、一定時間液体の濾過を行うと、やがて中空糸膜表面
にスケ−ル、SS成分等の濾滓が付着し、濾過速度が低
下してくる。そこで、中空糸膜表面に付着した濾滓を除
去し、濾過速度を回復させる目的で気体逆洗が行なわれ
る。
When the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention is used to filter a liquid for a certain period of time, scales, SS components, and other filter residues eventually adhere to the surface of the hollow fiber membrane, and the filtration rate decreases. Come on. Therefore, gas backwashing is performed for the purpose of removing the filter residue attached to the surface of the hollow fiber membrane and recovering the filtration rate.

【0059】気体逆洗においては、気体を、被処理液の
透過方向とは逆方向に中空糸膜を透過させる。すなわ
ち、外圧方式の濾過を行なう場合には、中空糸膜の内側
から外側へと気体を透過させ、また外圧方式の濾過を行
なう場合には、中空糸膜の外側から内側へと気体を透過
させる。
In the gas backwashing, the gas is permeated through the hollow fiber membrane in the direction opposite to the permeation direction of the liquid to be treated. That is, when performing the external pressure filtration, the gas is permeated from the inside to the outside of the hollow fiber membrane, and when performing the external pressure filtration, the gas is permeated from the outside to the inside of the hollow fiber membrane. .

【0060】気体逆洗を行う場合の気体の流量は、20
〜5,000Nl/m↑2 ・hr、好ましくは100〜
1,000Nl/m↑2 ・hrである。気体としては、
例えば空気、窒素などを挙げることができるが、通常空
気が用いられる。なお、被処理液中に酸化されやすい物
質が含有される場合などには窒素等の不活性気体を使用
する必要がある。
The flow rate of the gas when performing the gas backwash is 20
~ 5,000 Nl / m ↑ 2 · hr, preferably 100 ~
It is 1,000 Nl / m ↑ 2 · hr. As a gas,
For example, air, nitrogen, etc. can be mentioned, but usually air is used. When the liquid to be treated contains a substance that is easily oxidized, it is necessary to use an inert gas such as nitrogen.

【0061】また、気体逆洗は、被処理液の透過速度が
濾過開始時の初期透過速度の5〜50%に低下したと
き、好ましくは10〜30%に低下したときに行なわれ
る。
The backwashing with gas is carried out when the permeation rate of the liquid to be treated decreases to 5 to 50%, preferably 10 to 30% of the initial permeation rate at the start of filtration.

【0062】このように、気体を、被処理液の透過方向
とは逆方向に中空糸膜を透過させると、中空糸膜の表面
に付着した濾滓が膜表面より噴出する気体によって剥離
される。この際、中空糸膜自体も振動するので、中空糸
膜から濾滓がふるい落とされることとなる。このよう
に、膜表面からの気体の噴出および中空糸膜の振動の相
乗効果により、中空糸膜表面から濾滓を十分に除去する
ことができる。
As described above, when the gas permeates the hollow fiber membrane in the direction opposite to the permeation direction of the liquid to be treated, the filter residue attached to the surface of the hollow fiber membrane is separated by the gas ejected from the membrane surface. . At this time, since the hollow fiber membrane itself also vibrates, the filter residue is removed from the hollow fiber membrane. Thus, the synergistic effect of the gas jet from the membrane surface and the vibration of the hollow fiber membrane can sufficiently remove the filter cake from the hollow fiber membrane surface.

【0063】本発明のポリスルホン系中空糸膜は、膜中
に親水性高分子を含有しているので、たとえ乾燥状態に
おかれても親水性を失うことがなく、特別な処理を行な
わなくとも水に濡らすことが可能である。したがって、
本発明のポリスルホン系中空糸膜にあっては、気体逆洗
を行なった後に通水するだけで濾過速度を回復させるこ
とができる。
Since the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention contains a hydrophilic polymer in the membrane, it does not lose its hydrophilicity even if it is placed in a dry state and does not require any special treatment. It can be wet with water. Therefore,
In the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention, the filtration rate can be recovered simply by passing water after backwashing with gas.

【0064】また、本発明のポリスルホン系中空糸膜
は、膜が親水性を有しているので、蛋白の吸着等が少な
く耐汚染性も向上している。さらに、気体逆洗時の濾滓
の剥離性も向上しており、これらが相俟って、目詰まり
も少なく長期間安定に液体の濾過を行なうことが可能で
ある。
In addition, the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention has hydrophilicity, so that it is less likely to adsorb proteins and has improved stain resistance. Furthermore, the releasability of the filter cake at the time of backwashing with gas is also improved, and together with these, it is possible to perform stable liquid filtration for a long period with less clogging.

【0065】[0065]

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
なお、各実施例における膜性能の評価は以下の方法で行
った。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.
The evaluation of the membrane performance in each example was performed by the following method.

【0066】A.透水率 有効長20cmのポリスルホン系中空糸膜を20本束ね
て、片端開放型の中空糸膜モジュールを作製し、25
℃、濾過圧力1kg/cm↑2 で外圧方式にて純水の濾
過を行い、単位膜面積、単位時間、単位圧力当たりの透
過量を測定した。
A. Water permeability A bundle of 20 polysulfone-based hollow fiber membranes with an effective length of 20 cm was bundled to produce a hollow fiber membrane module with one open end.
Pure water was filtered by an external pressure method at a temperature of ℃ and a filtration pressure of 1 kg / cm ↑ 2, and the permeation amount per unit membrane area, unit time and unit pressure was measured.

【0067】B.分画粒子径 粒径0.1μのポリスチレンラテックス(ダウケミカル
(株)社製)を水に0.1重量%添加し、均一に分散さ
せた。かかる分散液を、上記Aで作製した中空糸膜モジ
ュールを用いて濾過圧力0.5kg/cm↑2 、外圧方
式にて濾過を行い透過液中のポリスチレンラテックスの
濃度を濁度計により測定し、阻止率(R)を求めた。同
様の操作により、粒径0.2μ、0.5μおよび1μの
ポリスチレンラテックス(ダウケミカル(株)社製)に
対する阻止率を測定した。これらの測定値に基づいて、
前述の式(2)における定数aおよびmの値を最小自乗
法によって計算し、しかる後に式(2)におけるRが9
0となるSの値を求め、これを分画粒子径とした。
B. Fractionated particle size Polystyrene latex (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) having a particle size of 0.1 μm was added to water in an amount of 0.1% by weight and uniformly dispersed. The dispersion was filtered by an external pressure method with a filtration pressure of 0.5 kg / cm ↑ 2 using the hollow fiber membrane module prepared in the above A, and the concentration of polystyrene latex in the permeate was measured by a turbidimeter. The rejection rate (R) was determined. By the same operation, the blocking rate for polystyrene latex (manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) having particle diameters of 0.2μ, 0.5μ and 1μ was measured. Based on these measurements,
The values of the constants a and m in the above equation (2) are calculated by the method of least squares, and then R in the equation (2) is 9
The value of S at which 0 was obtained was defined as the fractionated particle size.

【0068】C.通気圧 上記Aにおいて作製した中空糸膜モジュ−ルを75%エ
タノール水溶液に1時間浸漬した後、25℃にて60分
間流水洗し、膜を完全に湿潤化した。該湿潤化した中空
糸膜を、水に浸漬した状態で、空気圧を膜の内表面側か
ら徐々にかけていき、外表面側に透過してくる空気の量
が400Nl/m↑2 ・hrになったときの空気圧を測
定した。
C. Venting pressure The hollow fiber membrane module prepared in the above A was immersed in an aqueous 75% ethanol solution for 1 hour, and then washed with running water at 25 ° C for 60 minutes to completely wet the membrane. With the wetted hollow fiber membrane immersed in water, air pressure was gradually applied from the inner surface side of the membrane, and the amount of air permeating to the outer surface side became 400 Nl / m ↑ 2 · hr. The air pressure at that time was measured.

【0069】実施例1 ポリスルホン(アモコジャパン(株)社製、UDEL−
P1800、以下これをPSと略称する)20重量部、
エチレン・ビニルアルコール共重合体(クラレ(株)社
製、EVAL−H、以下これをEVOHと略称する)4
重量部、シリカパウダー(徳山曹達(株)社製、ファイ
ンシール#B、平均粒径3μ、以下これをシリカパウダ
ーと略称する)10重量部、N,N−ジメチルアセトア
ミド(以下これをDMAcと略称する)66重量部から
なる紡糸原液を以下の手順により作製した。すなわち、
シリカパウダーをホモジェッターを用いてDMAc中に
均一に分散させ、得られた分散液にPSとEVOHを添
加し、次いで60℃にて6時間撹拌することによってP
SとEVOHを溶解させ、シリカパウダーが均一に分散
した白色のスラリー状の紡糸原液を得た。
Example 1 Polysulfone (UDEL-manufactured by Amoco Japan Co., Ltd.)
P1800, hereinafter abbreviated as PS) 20 parts by weight,
Ethylene / vinyl alcohol copolymer (EVAL-H manufactured by Kuraray Co., Ltd., hereinafter abbreviated as EVOH) 4
10 parts by weight, silica powder (manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd., Fineseal #B, average particle size 3 μ, hereinafter referred to as silica powder) 10 parts by weight, N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as DMAc). A spinning stock solution of 66 parts by weight was prepared by the following procedure. That is,
Silica powder was uniformly dispersed in DMAc using a homogenizer, PS and EVOH were added to the obtained dispersion, and then P was obtained by stirring at 60 ° C. for 6 hours.
S and EVOH were dissolved to obtain a white slurry-like spinning stock solution in which silica powder was uniformly dispersed.

【0070】上記で得られた紡糸原液を脱泡した後、4
0℃に保ち、外径1.6mm、内径0.8mmの2重環
状ノズルより、DMAc80重量%、水20重量%から
なる注入液とともに40℃にて吐出し、40℃、相対湿
度100%に調整した空気中に押し出した。ドライゾー
ン長10cmの空中走行後、凝固液である40℃の水中
に導入して中空糸膜を形成させた。
After defoaming the spinning solution obtained above, 4
Maintained at 0 ° C, discharged from a double annular nozzle having an outer diameter of 1.6 mm and an inner diameter of 0.8 mm at 40 ° C together with an injecting liquid consisting of 80% by weight of DMAc and 20% by weight of water, to 40 ° C and a relative humidity of 100%. Extruded into conditioned air. After running in air with a dry zone length of 10 cm, it was introduced into water at 40 ° C. as a coagulating liquid to form a hollow fiber membrane.

【0071】得られた中空糸膜を60℃の温水で30分
間洗浄して膜中に残存するDMAcを抽出除去した後、
60℃にて、グルタルアルデヒドを1.5g/lの割合
で含有し、かつ硫酸を30g/lの割合で含有する水溶
液に浸漬して、膜中のEVOHを架橋構造化させた。次
に、かかる架橋構造化後の中空糸膜を、60℃にて、1
5重量%の水酸化ナトリウム水溶液に2時間浸漬して膜
中のシリカパウダーを抽出除去した。さらに該中空糸膜
を90℃の温水にて2時間洗浄し、次いで50℃で10
時間乾燥することにより外径1mm、内径0.6mmの
中空糸膜を得た。
The obtained hollow fiber membrane was washed with warm water at 60 ° C. for 30 minutes to extract and remove DMAc remaining in the membrane,
At 60 ° C., the EVOH in the film was crosslinked by immersing it in an aqueous solution containing glutaraldehyde at a rate of 1.5 g / l and sulfuric acid at a rate of 30 g / l. Next, the hollow fiber membrane after such cross-linking structuring was
The silica powder in the film was extracted and removed by immersing in a 5 wt% sodium hydroxide aqueous solution for 2 hours. Further, the hollow fiber membrane was washed with warm water at 90 ° C. for 2 hours, then at 50 ° C. for 10 hours.
By drying for an hour, a hollow fiber membrane having an outer diameter of 1 mm and an inner diameter of 0.6 mm was obtained.

【0072】得られた中空糸膜は、膜中にEVOHを2
0重量%含有しており、透水率が11,200l/m↑
2 ・hr・kg/cm↑2 、分画粒子径が1μ、通気圧
が1.2kg/cm↑2 であった。また、図1〜3に示
す500倍の電子顕微鏡写真(以下これをSEM写真と
略称する)から明らかなように、膜の外表面は平均孔径
6μの微細孔を開口率20%で有しており(図1)、膜
の内表面は孔径1〜20μの網目状構造であり、その開
口率は50%であった(図2)。また、膜の断面構造は
スポンジ構造であった(図3)。なお、この膜は通気圧
を測定した後であっても、また乾燥状態としても透水性
が低下することはなかった。
The obtained hollow fiber membrane contained 2% EVOH in the membrane.
Contains 0% by weight and has a water permeability of 11,200 l / m ↑
2 · hr · kg / cm ↑ 2, fractional particle size was 1μ, and ventilation pressure was 1.2 kg / cm ↑ 2. Further, as is clear from the electron microscope photographs of 500 times shown in FIGS. 1 to 3 (hereinafter, abbreviated as SEM photographs), the outer surface of the film has fine pores having an average pore diameter of 6 μ at an aperture ratio of 20%. (FIG. 1), the inner surface of the membrane had a mesh structure with a pore size of 1 to 20 μm, and the aperture ratio was 50% (FIG. 2). The cross-sectional structure of the film was a sponge structure (Fig. 3). The water permeability of this membrane did not decrease even after the ventilation pressure was measured or in the dry state.

【0073】実施例2 PS20重量部、ポリビニルアルコール(クラレ(株)
社製、PVA−217、以下これをPVAと略称する)
2重量部、シリカパウダー10重量部、DMAc68重
量部からなり、シリカパウダーが均一に分散した白色の
スラリー状の紡糸原液を、実施例1と同様の手順により
調製した。
Example 2 20 parts by weight of PS, polyvinyl alcohol (Kuraray Co., Ltd.)
(Manufactured by PVA-217, hereinafter abbreviated as PVA)
A white slurry-like spinning solution containing 2 parts by weight, 10 parts by weight of silica powder, and 68 parts by weight of DMAc, in which silica powder was uniformly dispersed, was prepared by the same procedure as in Example 1.

【0074】上記で得られた紡糸原液を脱泡した後、5
0℃に保ち、外径1.6mm、内径0.8mmの2重管
状ノズルより、DMAc80重量%、水20重量%から
なる注入液とともに50℃にて吐出し、50℃、相対湿
度100%に調整した空気中に押し出した。ドライゾー
ン長1cmの空中走行後、凝固液である50℃の水中に
導入して中空糸膜を形成させた。
After defoaming the spinning solution obtained above, 5
Maintained at 0 ° C, discharged from a double tubular nozzle with an outer diameter of 1.6 mm and an inner diameter of 0.8 mm at 50 ° C together with an injection liquid consisting of 80% by weight of DMAc and 20% by weight of water, and then at 50 ° C and a relative humidity of 100%. Extruded into conditioned air. After running in air with a dry zone length of 1 cm, it was introduced into water at 50 ° C. as a coagulating liquid to form a hollow fiber membrane.

【0075】得られた中空糸膜を60℃の温水で30分
間洗浄して膜中に残存するDMAcおよび過剰のPVA
を抽出除去した後、60℃にて、グルタルアルデヒドを
1.5g/lの割合で含有し、かつ硫酸を30g/lの
割合で含有する水溶液に浸漬して、膜中のPVAを架橋
構造化させた。次に、かかる架橋構造化後の中空糸膜
を、60℃にて、15重量%の水酸化ナトリウム水溶液
に2時間浸漬して膜中のシリカパウダーを抽出除去し
た。さらに該中空糸膜を90℃の温水にて2時間洗浄
し、次いで50℃で10時間乾燥することにより外径1
mm、内径0.6mmの中空糸膜を得た。
The obtained hollow fiber membrane was washed with warm water at 60 ° C. for 30 minutes to wash DMAc and excess PVA remaining in the membrane.
Was extracted and removed, and then, at 60 ° C., it was immersed in an aqueous solution containing glutaraldehyde at a rate of 1.5 g / l and sulfuric acid at a rate of 30 g / l to cross-link PVA in the membrane. Let Next, the hollow fiber membrane after the cross-linking structure was immersed in a 15 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. for 2 hours to extract and remove silica powder in the membrane. Further, the hollow fiber membrane was washed with warm water at 90 ° C. for 2 hours and then dried at 50 ° C. for 10 hours to give an outer diameter of 1
A hollow fiber membrane having a diameter of 0.6 mm and an inner diameter of 0.6 mm was obtained.

【0076】得られた中空糸膜は、膜中にPVAを5重
量%含有しており、透水率が6,000l/m↑2 ・h
r・kg/cm↑2 、分画粒子径が0.35μ、通気圧
が2.2kg/cm↑2 であった。また、実施例1と同
様に電子顕微鏡で膜の内外表面および膜の断面構造を観
察した結果、膜の外表面は平均孔径3μの微細孔を開口
率30%で有しており、膜の内表面は孔径1〜20μの
網目状構造であり、その開口率は40%であった。ま
た、膜の断面構造はスポンジ構造であった。なお、この
膜は通気圧を測定した後であっても、また乾燥状態とし
ても透水性が低下することはなかった。
The obtained hollow fiber membrane contained 5% by weight of PVA in the membrane and had a water permeability of 6,000 l / m ↑ 2 · h.
r · kg / cm ↑ 2, fractional particle size was 0.35μ, and aeration pressure was 2.2 kg / cm ↑ 2. Further, as a result of observing the inner and outer surfaces of the film and the cross-sectional structure of the film with an electron microscope in the same manner as in Example 1, the outer surface of the film had fine pores with an average pore diameter of 3 μ at an aperture ratio of 30%. The surface had a mesh structure with a pore diameter of 1 to 20 μm, and the aperture ratio was 40%. The cross-sectional structure of the film was a sponge structure. The water permeability of this membrane did not decrease even after the ventilation pressure was measured or in the dry state.

【0077】実施例3 実施例2において使用したのと同じ紡糸原液を使用し
た。該紡糸原液を40℃に保ち、外径2.5mm、内径
1.1mmの2重環状ノズルより、注入液である水とと
もに40℃にて吐出し、40℃、相対湿度100%に調
整した空気中に押し出した。ドライゾーン長10cmの
空中走行後、凝固液である40℃の水中に導入して中空
糸膜を形成させた。
Example 3 The same spinning dope as used in Example 2 was used. The spinning stock solution was kept at 40 ° C., and was discharged at 40 ° C. together with water as an injection liquid from a double annular nozzle having an outer diameter of 2.5 mm and an inner diameter of 1.1 mm, and the air was adjusted to 40 ° C. and a relative humidity of 100%. I pushed it out. After running in air with a dry zone length of 10 cm, it was introduced into water at 40 ° C. as a coagulating liquid to form a hollow fiber membrane.

【0078】得られた中空糸膜を60℃の温水で80分
間洗浄して膜中に残存するDMAcおよび過剰のPVA
を抽出除去した後、60℃にて、グルタルアルデヒドを
1.5g/lの割合で含有し、かつ硫酸を30g/lの
割合で含有する水溶液に浸漬して、膜中のPVAを架橋
構造化させた。次に、かかる架橋構造化後の中空糸膜
を、60℃にて、15重量%の水酸化ナトリウム水溶液
に2時間浸漬して膜中のシリカパウダーを抽出除去し
た。さらに該中空糸膜を90℃の温水にて2時問洗浄
し、次いで50℃で10時間乾燥することにより外径2
mm、内径1.2mmの中空糸膜を得た。
The obtained hollow fiber membrane was washed with hot water at 60 ° C. for 80 minutes to wash DMAc and excess PVA remaining in the membrane.
Was extracted and removed, and then, at 60 ° C., it was immersed in an aqueous solution containing glutaraldehyde at a rate of 1.5 g / l and sulfuric acid at a rate of 30 g / l to cross-link PVA in the membrane. Let Next, the hollow fiber membrane after the cross-linking structure was immersed in a 15 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 60 ° C. for 2 hours to extract and remove silica powder in the membrane. Further, the hollow fiber membrane was washed with warm water at 90 ° C. for 2 hours and then dried at 50 ° C. for 10 hours to give an outer diameter of 2
A hollow fiber membrane having a diameter of 1.2 mm and an inner diameter of 1.2 mm was obtained.

【0079】得られた中空糸膜は、膜中にPVAを6重
量%含有しており、透水率が4,500l/m↑2 ・h
r・kg/cm↑2 、分画粒子径が0.25μ、通気圧
が3.2kg/cm↑2 であった。また、実施例1と同
様に電子顕微鏡で膜の内外表面および膜の断面構造を観
察した結果、膜の内表面は平均孔径0.5μの微細孔を
開口率15%で有しており、膜の外表面は平均孔径2μ
の微細孔を開口率20%で有していた。また、膜の断面
構造はスポンジ構造であった。なお、この膜は通気圧を
測定した後であっても、また乾燥状態としても透水性が
低下することはなかった。
The hollow fiber membrane obtained contained 6% by weight of PVA in the membrane and had a water permeability of 4,500 l / m ↑ 2 · h.
r · kg / cm ↑ 2, fractional particle size was 0.25 μ, and aeration pressure was 3.2 kg / cm ↑ 2. As a result of observing the inner and outer surfaces of the film and the cross-sectional structure of the film with an electron microscope in the same manner as in Example 1, the inner surface of the film had fine pores with an average pore diameter of 0.5 μ at an aperture ratio of 15%. The outer surface of the has an average pore diameter of 2μ
Had micropores with an opening ratio of 20%. The cross-sectional structure of the film was a sponge structure. The water permeability of this membrane did not decrease even after the ventilation pressure was measured or in the dry state.

【0080】比較例1 PS20重量部、PVA2重量部およびDMAc78重
量部を混合し、60℃にて6時間撹拌したが、白濁して
おり、得られた溶液は相分離したままであった。この溶
液を紡糸して中空糸膜に成形することはできなかった。
Comparative Example 1 20 parts by weight of PS, 2 parts by weight of PVA and 78 parts by weight of DMAc were mixed and stirred at 60 ° C. for 6 hours, but the solution was white turbid and the resulting solution remained phase separated. This solution could not be spun into a hollow fiber membrane.

【0081】比較例2 PS20重量部、シリカパウダー15重量部および、
N,N−ジメチルホルムアミド(以下これをDMFと略
称する)65重量部からなる紡糸原液を以下の手順によ
り作製した。すなわち、シリカパウダーをホモジェッタ
ーを用いてDMF中に均一に分散させ、得られた分散液
にPSを添加し、次いで60℃にて6時間撹拌すること
によってPSを溶解させ、シリカパウダーが均一に分散
した白色のスラリー状の紡糸原液を得た。
Comparative Example 2 20 parts by weight of PS, 15 parts by weight of silica powder, and
A spinning dope containing 65 parts by weight of N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF) was prepared by the following procedure. That is, the silica powder is uniformly dispersed in DMF using a homogenizer, PS is added to the obtained dispersion, and then PS is dissolved by stirring at 60 ° C. for 6 hours to make the silica powder uniform. A white slurry-like spinning stock solution that was dispersed was obtained.

【0082】上記で得られた紡糸原液を脱泡した後、5
0℃に保ち、外径1.6mm、内径0.8mmの2重管
状ノズルより、DMF80重量%、水20重量%からな
る注入液とともに50℃にて吐出し、50℃、相対湿度
100%に調整した空気中に押し出した。ドライゾーン
長1cmの空中走行後、凝固液である50℃の水中に導
入して中空糸膜を形成させた。
After defoaming the spinning solution obtained above, 5
Maintained at 0 ° C, discharged from a double tubular nozzle with an outer diameter of 1.6 mm and an inner diameter of 0.8 mm at 50 ° C together with an injection liquid consisting of 80% by weight of DMF and 20% by weight of water, and at 50 ° C and a relative humidity of 100%. Extruded into conditioned air. After running in air with a dry zone length of 1 cm, it was introduced into water at 50 ° C. as a coagulating liquid to form a hollow fiber membrane.

【0083】得られた中空糸膜を60℃の温水で80分
間洗浄して膜中に残存するDMFを抽出除去した後、6
0℃にて、15重量%の水酸化ナトリウム水溶液に2時
間浸漬して膜中のシリカパウダーを抽出除去した。さら
に該中空糸膜を90℃の温水にて2時間洗浄し、次いで
50℃で10時間乾燥することにより外径1mm、内径
0.6mmの中空糸膜を得た。
The hollow fiber membrane thus obtained was washed with warm water at 60 ° C. for 80 minutes to extract and remove DMF remaining in the membrane, and then 6
The silica powder in the film was extracted and removed by immersing in a 15 wt% sodium hydroxide aqueous solution for 2 hours at 0 ° C. Further, the hollow fiber membrane was washed with warm water at 90 ° C. for 2 hours and then dried at 50 ° C. for 10 hours to obtain a hollow fiber membrane having an outer diameter of 1 mm and an inner diameter of 0.6 mm.

【0084】得られた中空糸膜は、透水率が5,500
l/m↑2 ・hr・kg/cm↑2、分画粒子径が0.
3μ、通気圧が2.4kg/cm↑2 であった。また、
実施例1と同様に電子顕微鏡で膜の内外表面を観察した
結果、膜の内表面は平均孔径1μの微細孔を開口率10
%で有しており、膜の外表面は平均孔径3μの微細孔を
開口率15%で有していた。この膜を乾燥状態とした
後、その透水率を測定すると500l/m↑2 ・hr・
kg/cm↑2 であり、湿潤状態である場合と比較する
と透水率は約10%に低下していた。
The obtained hollow fiber membrane had a water permeability of 5,500.
l / m ↑ 2 ・ hr ・ kg / cm ↑ 2, fractional particle size is 0.
The air pressure was 3μ, and the ventilation pressure was 2.4 kg / cm ↑ 2. Also,
As a result of observing the inner and outer surfaces of the film with an electron microscope in the same manner as in Example 1, the inner surface of the film had fine pores with an average pore diameter of 1 μ and an aperture ratio of 10.
%, And the outer surface of the membrane had fine pores with an average pore diameter of 3 μ at an aperture ratio of 15%. After the membrane was dried, its water permeability was measured to be 500 l / m ↑ 2 · hr ·
It was kg / cm ↑ 2, and the water permeability was reduced to about 10% as compared with the case of being in a wet state.

【0085】試験例 実施例1および比較例2で得られたポリスルホン系中空
糸膜を使用して、有効長25cm、有効膜面積0.1m
↑2 の片端開放型の中空糸膜モジュールを作製した。該
中空糸膜モジュールを使用して、菌体溶液の濾過を実施
し、気体逆洗前後の透過速度を測定した。
Test Example Using the polysulfone-based hollow fiber membranes obtained in Example 1 and Comparative Example 2, effective length 25 cm, effective membrane area 0.1 m
A hollow fiber membrane module with an open end was prepared in ↑ 2. The hollow fiber membrane module was used to filter the bacterial cell solution, and the permeation rates before and after gas backwashing were measured.

【0086】なお、濾過条件、気体逆洗条件等は以下の
とおりである。 被処理液: 菌体(Seratia narcescens)溶液、菌体濃
度 10↑9 個/m↑3 濾過条件: 外圧全濾過、濾過圧1kg/cm↑2 逆洗条件: 空気逆洗(1000Nl/hr・m↑2 に
相当する空気量)、被処理液に中空糸膜を浸潰した状熊
で行なう、透過速度が50l/m↑2 ・hr・kg/c
m↑2 に低下した時点で実施、逆洗時間 30秒
The filtration conditions and the gas backwashing conditions are as follows. Liquid to be treated: Cell (Seratia narcescens) solution, cell concentration 10 ↑ 9 cells / m ↑ 3 Filtration conditions: external pressure full filtration, filtration pressure 1 kg / cm ↑ 2 Backwash conditions: Air backwash (1000 Nl / hr ・ m ↑ 2), the permeation rate is 50l / m ↑ 2 ・ hr ・ kg / c
Performed when m ↑ 2, backwash time 30 seconds

【0087】表1に、逆洗回数と気体逆洗前後の透過係
数を示す。なお、本試験例における透過係数とは、気体
逆洗前後の透過速度の実測値を、濾過開始時の初期透過
速度で除した値をいう。
Table 1 shows the number of backwashing and the permeation coefficient before and after gas backwashing. The permeation coefficient in this test example is a value obtained by dividing the measured permeation rate before and after gas backwashing by the initial permeation rate at the start of filtration.

【0088】[0088]

【表1】 [Table 1]

【0089】表1から明らかなように、実施例1で得ら
れたポリスルホン系中空糸膜は、比較例2で得られたポ
リスルホン系中空糸膜と比較して、気体逆洗時の透過速
度の回復が優れていた。
As is clear from Table 1, the polysulfone-based hollow fiber membrane obtained in Example 1 has a higher permeation rate at the time of gas backwash than the polysulfone-based hollow fiber membrane obtained in Comparative Example 2. The recovery was excellent.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明によれば、透水性の低下を起こす
ことなく気体逆洗を行うことが可能であり、かつ耐汚染
性に優れたポリスルホン系中空糸膜およびその製造方法
が提供される。本発明のポリスルホン系中空糸膜を使用
すると、長時間安定して液体の濾過を行うことが可能で
ある。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a polysulfone-based hollow fiber membrane which can be backwashed with gas without causing a decrease in water permeability and is excellent in stain resistance, and a method for producing the same. . By using the polysulfone-based hollow fiber membrane of the present invention, it is possible to stably filter a liquid for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1で得られた中空糸膜の外表面構造を
示す500倍のSEM写真である。
1 is a 500X SEM photograph showing the outer surface structure of the hollow fiber membrane obtained in Example 1. FIG.

【図2】 実施例1で得られた中空糸膜の内表面構造を
示す500倍のSEM写真である。
FIG. 2 is a 500 × SEM photograph showing the inner surface structure of the hollow fiber membrane obtained in Example 1.

【図3】 実施例1で得られた中空糸膜の断面構造を示
す500倍のSEM写真である。
FIG. 3 is a 500 times SEM photograph showing a cross-sectional structure of the hollow fiber membrane obtained in Example 1.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 親水性高分子を1〜10重量%含有する
ポリスルホン系中空糸膜であって、通気圧が0.3〜5
kg/cm↑2 であることを特徴とするポリスルホン系
中空糸膜。
1. A polysulfone-based hollow fiber membrane containing a hydrophilic polymer in an amount of 1 to 10% by weight, and having a ventilation pressure of 0.3 to 5.
A polysulfone-based hollow fiber membrane having a weight ratio of kg / cm ↑ 2.
【請求項2】 分画粒子径が0.2〜2μであることを
特徴とする請求項1に記載のポリスルホン系中空糸膜。
2. The polysulfone-based hollow fiber membrane according to claim 1, which has a fractional particle size of 0.2 to 2 μm.
【請求項3】 親水性高分子がポリビニルアルコールま
たはエチレン・ビニルアルコール共重合体である請求項
1に記載のポリスルホン系中空糸膜。
3. The polysulfone-based hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the hydrophilic polymer is polyvinyl alcohol or an ethylene / vinyl alcohol copolymer.
【請求項4】 ポリスルホン、親水性高分子、両者の共
通溶媒および該共通溶媒に不溶である平均粒径0.01
〜5μの微粉体より構成され、該微粉体が均一に分散し
た紡糸原液を、2重環状ノズルから押し出して、乾湿式
紡糸法または湿式紡糸法によって中空糸膜を形成させる
工程と、紡糸後の中空糸膜をポリスルホンを溶解せず上
記微粉体を溶解する抽出溶剤に浸漬して上記微粉体を抽
出除去する工程とを有することを特徴とするポリスルホ
ン系中空糸膜の製造方法。
4. Polysulfone, a hydrophilic polymer, a common solvent for both, and an average particle diameter of 0.01 which is insoluble in the common solvent.
A step of forming a hollow fiber membrane by a dry-wet spinning method or a wet-spinning method by extruding a spinning stock solution composed of a fine powder having a particle size of ˜5 μm and having the fine powder uniformly dispersed, through a double annular nozzle; And a step of immersing the hollow fiber membrane in an extraction solvent that dissolves the fine powder without dissolving the polysulfone to extract and remove the fine powder, the method for producing a polysulfone-based hollow fiber membrane.
【請求項5】 膜中の親水性高分子を架橋構造化するこ
とを特徴とする請求項4に記載のポリスルホン系中空糸
膜の製造方法。
5. The method for producing a polysulfone-based hollow fiber membrane according to claim 4, wherein the hydrophilic polymer in the membrane is crosslinked.
【請求項6】 親水性高分子がポリビニルアルコールま
たはエチレン・ビニルアルコール共重合体である請求項
4または請求項5に記載のポリスルホン系中空糸膜の製
造方法。
6. The method for producing a polysulfone-based hollow fiber membrane according to claim 4, wherein the hydrophilic polymer is polyvinyl alcohol or an ethylene / vinyl alcohol copolymer.
【請求項7】 微粉体がシリカ微粉体である請求項4〜
6に記載のポリスルホン系中空糸膜の製造方法。
7. The fine powder is silica fine powder, as claimed in claim 4.
7. The method for producing a polysulfone-based hollow fiber membrane according to item 6.
【請求項8】 紡糸原液中に、ポリスルホン、親水性高
分子および共通溶媒が相分離を起こす組成で存在してい
ることを特徴とする請求項4〜7に記載のポリスルホン
系中空糸膜の製造方法。
8. The polysulfone-based hollow fiber membrane according to claim 4, wherein polysulfone, hydrophilic polymer and common solvent are present in the spinning dope in a composition that causes phase separation. Method.
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