JPH022842A - Laminated hollow yarn membrane - Google Patents

Laminated hollow yarn membrane

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JPH022842A
JPH022842A JP13475288A JP13475288A JPH022842A JP H022842 A JPH022842 A JP H022842A JP 13475288 A JP13475288 A JP 13475288A JP 13475288 A JP13475288 A JP 13475288A JP H022842 A JPH022842 A JP H022842A
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hollow fiber
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hollow yarn
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英昭 谷杉
Norio Kawabe
川辺 紀雄
Tadahiro Uemura
植村 忠▲廣▼
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Abstract

PURPOSE:To obtain a laminated hollow yarn membrane having performance between that of a reverse osmotic membrane and that of an ultrafiltration membrane by forming a very thin membrane based on cross-linked polyamide and having a specified partition mol.wt. on a microporous support membrane having the shape of hollow yarn. CONSTITUTION:A very thin membrane based on cross-linked polyamide and having 80-600 partition mol.wt. under 2-10kg/cm<2> operation pressure is formed on the inner or outer surface of a microporous support membrane having the shape of hollow yarn to obtain a laminated hollow yarn membrane. The cross- linked polyamide is produced by bringing multifunctional amine and multifunctional acid halide into an interfacial polycondensation reaction. Since the very thin membrane having separating performance is formed on the support membrane having no separating performance, the laminated hollow yarn membrane has separating performance between that of a reverse osmotic membrane and that of an ultrafiltration membrane and a liq. mixture is separated by selective permeation through the membrane.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液体状混合物の成分を選択透過分離するため
の中空糸の形状を持った複合半透膜に関するものであり
、さらには、逆浸透膜と限外r過膜の中間領域の性能を
もった複合中空糸膜に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a composite semipermeable membrane having a hollow fiber shape for selectively permeating components of a liquid mixture, and This invention relates to a composite hollow fiber membrane with performance in the intermediate range between a permeable membrane and an ultrafiltration membrane.

[従来の技術] 逆浸透用半透膜として、微多孔性支持膜上に半透性を有
する架橋ポリアミド超薄膜を形成した複合膜が開発され
、米国特許第3.744.642号明細書、同第3.9
26.798号明細書、特開昭55−147106号公
報などが知られている。
[Prior Art] As a semipermeable membrane for reverse osmosis, a composite membrane in which an ultra-thin semipermeable crosslinked polyamide membrane is formed on a microporous support membrane has been developed, and is disclosed in U.S. Pat. No. 3,744,642; Same No. 3.9
26.798, JP-A-55-147106, etc. are known.

また、複合中空糸膜としては、特開昭62−95105
号公報に中空糸状の支持股上の外表面に架橋メタフェニ
レンジアミンを主成分とする超薄膜を連続的に形成させ
る技術が記載されている。また、実公昭61−1072
4号公報に、中空糸状支持膜の内表面にポリエチレンイ
ミンを主成分とした膜を形成する技術が示されている。
In addition, as a composite hollow fiber membrane, JP-A No. 62-95105
The publication describes a technique for continuously forming an ultra-thin film containing crosslinked metaphenylenediamine as a main component on the outer surface of a hollow fiber-like support crotch. Also, Utsuko Sho 61-1072
No. 4 discloses a technique for forming a membrane containing polyethyleneimine as a main component on the inner surface of a hollow fiber support membrane.

[発明が解決しようとする課B] しかしながら、これらの従来の複合膜は、逆浸透性能の
みを有するものであり、限外一過的な操作条件下におい
ては、充分な分離性能を示さないものであった。
[Problem B to be solved by the invention] However, these conventional composite membranes only have reverse osmosis performance, and do not exhibit sufficient separation performance under ultra-transient operating conditions. Met.

すなわち、従来の分離膜においては、前記したような逆
浸透性能、また限外;r過性能を有する膜については、
種々の膜が存在したが、その中間の性能を有する膜につ
いては、ニーズがあるにもがかわらず、存在しないとい
った状況であった。
In other words, in conventional separation membranes, membranes with reverse osmosis performance as described above, and membranes with ultra-permeability performance,
Although various membranes existed, there was a need for a membrane with intermediate performance, but there was no such membrane.

本発明は、かかる欠点を解消しようとするものであり、
分画分子量が80以上、600以下である複合中空糸膜
を提供することを目的とする。
The present invention aims to eliminate such drawbacks,
The object of the present invention is to provide a composite hollow fiber membrane having a molecular weight cut-off of 80 or more and 600 or less.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明は下記の構成から成る。[Means to solve the problem] In order to achieve the above object, the present invention consists of the following configuration.

「中空糸の形状を有する微多孔性支持膜と該支持膜を被
覆する超薄膜から少なくとも形成された複合中空糸膜に
おいて、該超薄膜の主成分が架橋ポリアミドであり、か
つ、操作圧力2〜10 k(110tfでの分画分子量
が80以上、600以下であることを特徴とする複合中
空糸膜。J 本発明において、超薄膜は架橋ポリアミドを主成分とす
るものであって、実質的に分離性能を有する膜であり、
多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物の界面重縮合反応
により形成された膜である。
"In a composite hollow fiber membrane formed at least from a microporous support membrane having a hollow fiber shape and an ultra-thin membrane covering the support membrane, the main component of the ultra-thin membrane is crosslinked polyamide, and the operating pressure is 2~ 10k (a composite hollow fiber membrane characterized by a molecular weight cut-off at 110tf of 80 or more and 600 or less.) In the present invention, the ultra-thin membrane is mainly composed of crosslinked polyamide, It is a membrane with separation performance,
This film is formed by an interfacial polycondensation reaction between a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide.

多官能アミンとしては、架橋ポリアミド膜を形成するも
のであればどのようなものであってもよく、脂肪族アミ
ン、芳香族アミンのいずれであってもよい。
The polyfunctional amine may be any amine as long as it forms a crosslinked polyamide film, and may be either an aliphatic amine or an aromatic amine.

脂肪族アミンとしては、ジアミンであることが好ましく
、さらに、二級アミンであることが好ましい。脂肪族ア
ミンを用いる場合は、特に分画分子量が300以上の性
能を有する複合中空糸膜を形成するのに適する。脂肪族
アミンの具体例としては、N、N−−ジメチルエチレン
ジアミン、N。
The aliphatic amine is preferably a diamine, and more preferably a secondary amine. When an aliphatic amine is used, it is particularly suitable for forming a composite hollow fiber membrane having a molecular weight cut-off of 300 or more. Specific examples of aliphatic amines include N,N--dimethylethylenediamine, and N.

N−−ジメチルプロパンジアミン、ピペラジン、2−メ
チルピペラジン、2.5−ジメチルピペラジン、1.3
−ビス(4−ピペリジル)メタン、1.3−ビス〈4−
ピペリジル〉エタン、1,3する架橋ピペラジンポリア
ミドの形成が可能である、ピペラジン系ジアミンが最も
好ましく用いられる。
N--dimethylpropanediamine, piperazine, 2-methylpiperazine, 2.5-dimethylpiperazine, 1.3
-bis(4-piperidyl)methane, 1,3-bis<4-
Piperidyl>ethane, piperazine-based diamines that are capable of forming 1,3-crosslinked piperazine polyamides are most preferably used.

芳香族アミンとしては、ジアミンあるいは、トリアミン
であることが好ましく、芳香族ジアミン単独、あるいは
芳香族ジアミンおよび芳香族トリアミンの混合物の形で
好ましく用いられる。
The aromatic amine is preferably a diamine or a triamine, and is preferably used alone or in the form of a mixture of an aromatic diamine and an aromatic triamine.

芳香族ジアミンとしては、m−フェニレンジアミン、p
−フェニレンジアミンなどが挙げられるが、本発明の分
画分子量80以上の複合中空糸膜の形成のなめには、二
級アミンであることが好ましく、また、分画分子量30
0以上の性能を有する複合中空糸膜の形成のためには、
−級アミンであることが好ましい。中でも透水性にすぐ
れた架橋ポリアミド超薄膜の形成が可能であることがら
m−フェニレンジアミンが好ましい。
As the aromatic diamine, m-phenylenediamine, p
- Phenyl diamine etc., but for forming the composite hollow fiber membrane having a molecular weight cut off of 80 or more according to the present invention, a secondary amine is preferable;
In order to form a composite hollow fiber membrane with a performance of 0 or more,
-grade amines are preferred. Among these, m-phenylenediamine is preferred because it allows formation of an ultra-thin crosslinked polyamide film with excellent water permeability.

芳香族トリアミンとしては、高い脱塩率と有機物の除去
率、そして高架橋密度による超薄膜層の構造安定性とい
う点から1.3.5−トリアミノベンゼンであることが
好ましい。
As the aromatic triamine, 1,3,5-triaminobenzene is preferable from the viewpoints of high salt removal rate, organic matter removal rate, and structural stability of the ultra-thin film layer due to high crosslink density.

以上のアミンは、水に溶解して用いる。The above amines are used after being dissolved in water.

多官能酸ハロゲン化物としては、該ジアミン、および、
該ジアミンと該トリアミンの混合物と反応し、超薄膜で
ある架橋ポリアミド膜を形成するものであればよく、例
えば、トリメシン酸ハライド、イソフタル酸ハライド、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸ハライド、トリメリッ
ト酸ハライド、ピロメリット酸ハライド、テレフタル酸
ハライド、ナフタレンジカルボン酸ハライド、ジフェニ
ルジカルボン酸ハライド、とリジンジカルボン酸ハライ
ド、ベンゼンジスルホン酸ハライド、クロロスルホニル
イソフタル酸ハライドなどの芳香族系多官能酸ハロゲン
化物が挙げられる。中でも製膜溶媒に対する溶解性およ
び複合中空糸膜の性能を考慮するとトリメシン酸クロラ
イド、あるいは、トリメシン酸クロライドとテレフタル
酸クロライドの混合物が好ましい。特に、アミン成分と
して、芳香族ジアミンと芳香族トリアミンの混合物を用
いた場合、分離性能を考慮するとトリメシン酸クロライ
ドとテレフタル酸クロライドの混合物を用いることが好
ましい。
The polyfunctional acid halide includes the diamine, and
Any material may be used as long as it reacts with the mixture of the diamine and the triamine to form an ultra-thin crosslinked polyamide film, such as trimesic acid halide, isophthalic acid halide,
Aromatics such as benzophenone tetracarboxylic acid halide, trimellitic acid halide, pyromellitic acid halide, terephthalic acid halide, naphthalene dicarboxylic acid halide, diphenyldicarboxylic acid halide, and lysine dicarboxylic acid halide, benzenedisulfonic acid halide, chlorosulfonylisophthalic acid halide Examples include polyfunctional acid halides. Among them, trimesic acid chloride or a mixture of trimesic acid chloride and terephthalic acid chloride is preferable in consideration of the solubility in the membrane forming solvent and the performance of the composite hollow fiber membrane. In particular, when a mixture of an aromatic diamine and an aromatic triamine is used as the amine component, it is preferable to use a mixture of trimesic acid chloride and terephthalic acid chloride in consideration of separation performance.

該多官能酸ハロゲン化物は、有機溶媒に溶解して用いる
。かかる有機溶媒とは水と非混和性で、かつ多官能酸ハ
ロゲン化物を溶解し、微多孔性支持膜を破壊しないこと
が必要であり、界面重縮合により架橋ポリアミドを形成
しうるちのであればいずれでもよい。好ましい例として
は、n−ヘキサン、シクロヘキサン、トリクロ口トリフ
口ロエタンなどが挙げられる。
The polyfunctional acid halide is used after being dissolved in an organic solvent. Such an organic solvent must be immiscible with water, dissolve the polyfunctional acid halide, and not destroy the microporous support membrane, and must be capable of forming a crosslinked polyamide through interfacial polycondensation. Either is fine. Preferred examples include n-hexane, cyclohexane, trichloroethane, and the like.

超薄膜の膜厚としては、その目的に応じて任意に選ぶこ
とができるが、10nm〜1,000nmであるとが好
ましい。10nm未満では、膜性能を発揮できず、i、
ooo止を越えると水道過速度が低下する。20nm〜
30nmであることがさらに好ましくい。
The thickness of the ultra-thin film can be arbitrarily selected depending on the purpose, but is preferably 10 nm to 1,000 nm. If the thickness is less than 10 nm, the film cannot exhibit its performance, i.
When the ooo limit is exceeded, the water overspeed decreases. 20nm~
More preferably, it is 30 nm.

本発明の中空糸の形状を有する微多孔性支持膜とは、実
質的に分離性能を有さず、該超薄膜を支える膜であり、
従来公知の微多孔性支持膜であればどのようなものでも
よいが、非対称構造を有する膜が好ましい。中でも超薄
膜形成上の作業性およびモジュールの膜面積を考慮する
と、内径が300〜1200 (μm〉、外径が400
〜1400(μm)の範囲のものが好ましい。さらに、
10kg/cITf以下の圧力に充分に耐え得るものが
望ましい。かかる微多孔性支持膜は、各種市販材料から
選択することができるが、通常は公知の湿式製脱法によ
って、製造することができる。
The microporous support membrane having a hollow fiber shape of the present invention is a membrane that does not substantially have separation performance and supports the ultra-thin membrane,
Any conventionally known microporous support membrane may be used, but a membrane having an asymmetric structure is preferred. Among them, considering the workability of ultra-thin film formation and the membrane area of the module, the inner diameter is 300 to 1200 (μm) and the outer diameter is 400 μm.
A range of 1400 (μm) is preferable. moreover,
It is desirable that the material can sufficiently withstand a pressure of 10 kg/cITf or less. Such a microporous support membrane can be selected from various commercially available materials, but can usually be manufactured by a known wet demolition method.

かかる支持膜の成分としては、耐薬品性、耐熱性、耐久
性、耐圧性などの点から、特にポリアクリロニトリル、
ポリスルホンおよびポリエーテルスルホンから選ばれる
少なくとも一種を主成分とすることが好ましい。
In terms of chemical resistance, heat resistance, durability, pressure resistance, etc., the components of such a support film include polyacrylonitrile,
It is preferable that the main component is at least one selected from polysulfone and polyethersulfone.

本発明においては、中空糸の形状を有する微多孔性支持
膜の内表面あるいは外表面、または両面に塗布すること
が可能であるが、外表面に超薄膜を形成させた場合の、
モジュ−ル外壁の耐圧性や、中空糸膜間での供給液濃度
の濃度ムラ、圧力損失などの問題を考慮すると、内表面
に塗布することが好ましい。
In the present invention, it is possible to apply the coating to the inner surface, outer surface, or both surfaces of a microporous support membrane having a hollow fiber shape, but when an ultra-thin film is formed on the outer surface,
In consideration of problems such as the pressure resistance of the outer wall of the module, uneven concentration of the supplied liquid between hollow fiber membranes, and pressure loss, it is preferable to apply it to the inner surface.

本発明の複合中空糸膜の製造方法としては、まず、中空
糸の形状を有する微多孔性支持膜の外表面に超薄膜を形
成させる場合、該支持膜を多官能アミン溶液、また、多
官能酸クロライド溶液中に浸漬するとにより超薄膜を形
成することができる。
In the method for producing a composite hollow fiber membrane of the present invention, first, when forming an ultra-thin membrane on the outer surface of a microporous support membrane having a hollow fiber shape, the support membrane is mixed with a polyfunctional amine solution or a polyfunctional amine solution. An ultra-thin film can be formed by immersion in an acid chloride solution.

微多孔性支持膜の内表面に超薄膜を形成させる場合、該
支持膜を束ね、両端部を接着剤でポツティングしたモジ
ュールを作成し、モジュールの状態で超薄膜を形成させ
ることが好ましい。すなわち、アミン液、架橋剤、洗浄
液などを送液ポンプを用いてモジュール内の支持膜の内
腔中に送給することによって、塗布あるいは洗浄を行な
う。特にアミン液、架橋剤を該支持膜の内腔中に封入し
一定時間静置するよりは一定速度でアミン液、架橋剤を
該支持膜の内腔中に送給することが好ましい。
When forming an ultra-thin film on the inner surface of a microporous support membrane, it is preferable to create a module by bundling the support membranes and potting both ends with an adhesive, and form the ultra-thin film in the module state. That is, coating or cleaning is performed by feeding an amine solution, a crosslinking agent, a cleaning liquid, etc. into the lumen of the support membrane in the module using a liquid pump. In particular, it is preferable to feed the amine solution and the crosslinking agent into the lumen of the support membrane at a constant rate, rather than sealing the amine solution and the crosslinking agent into the lumen of the support membrane and allowing them to stand for a certain period of time.

本発明においては、脂肪族アミン、芳香族アミンにかか
わらず、0.2〜10重量%の範囲にあることが好まし
い。アミン液の濃度が0.2重量%未満であると超薄膜
が形成され難く、また10重量%を越えると均一な超薄
膜が得られない。芳香族アミンとして、芳香族ジアミン
と芳香族トリアミンの混合物を用いる場合も、アミン液
の濃度範囲は同様であるが、0.2〜5重量%の範囲で
あればより好ましい。この場合、芳香族ジアミンと芳香
族トリアミンの混合の比率は、芳香族トリアミンが5重
量%以上含まれていることが好ましい。該芳香族トリア
ミンが5重量%以上含まれていると、複合中空糸膜の脱
塩性、低分子有機化合物排除性がより向上する。
In the present invention, the content is preferably in the range of 0.2 to 10% by weight, regardless of whether it is an aliphatic amine or an aromatic amine. If the concentration of the amine solution is less than 0.2% by weight, it is difficult to form an ultra-thin film, and if it exceeds 10% by weight, a uniform ultra-thin film cannot be obtained. When using a mixture of aromatic diamine and aromatic triamine as the aromatic amine, the concentration range of the amine liquid is the same, but it is more preferably in the range of 0.2 to 5% by weight. In this case, the mixing ratio of aromatic diamine and aromatic triamine is preferably such that the aromatic triamine is contained in an amount of 5% by weight or more. When the aromatic triamine is contained in an amount of 5% by weight or more, the desalination properties and the low-molecular organic compound exclusion properties of the composite hollow fiber membrane are further improved.

一方、架橋成分である多官能酸ハロゲン化物の濃度は、
0.1〜2重量%の範囲であることが好ましい。芳香族
多官能酸ハロゲン化物の場合においては、1成分からな
るものでも、2官能および3官能酸ハロゲン化物の混合
物であってもよく、その混合割合についても任意に選べ
る。多官能酸ハロゲン化物の濃度が0.1重量%未満で
あれば、架橋密度が低下し、安定な膜性能が得られない
On the other hand, the concentration of polyfunctional acid halide, which is a crosslinking component, is
It is preferably in the range of 0.1 to 2% by weight. In the case of aromatic polyfunctional acid halides, they may be composed of one component or may be a mixture of bifunctional and trifunctional acid halides, and the mixing ratio can also be selected arbitrarily. If the concentration of the polyfunctional acid halide is less than 0.1% by weight, the crosslinking density will decrease and stable membrane performance will not be obtained.

また、2重量%を越えると、中空糸状微多孔性支持膜を
損傷する恐れがある。
Moreover, if it exceeds 2% by weight, there is a risk of damaging the hollow fiber microporous support membrane.

本発明において「分画分子量」とは、分子量が既知の溶
質に対する膜の排除率を測定することによって、求めら
れる。すなわち、グルコース、シュクロースなどの糖類
やイソプロピルアルコール、エチレングリコール、ジエ
チレングリコールなどの水溶性有機物を基準の溶質とし
て11000pp濃度の水溶液を温度25℃、圧力5 
ko/ayfで、少なくとも80%の排除率が得られた
ときの溶質の分子量を、その膜の分画分子量とする。
In the present invention, "molecular weight cutoff" is determined by measuring the exclusion rate of a membrane for a solute with a known molecular weight. That is, an aqueous solution with a concentration of 11,000 pp is prepared using sugars such as glucose and sucrose and water-soluble organic substances such as isopropyl alcohol, ethylene glycol, and diethylene glycol as standard solutes at a temperature of 25°C and a pressure of 5°C.
The molecular weight of the solute at which an exclusion rate of at least 80% is obtained with ko/ayf is defined as the molecular weight cutoff of the membrane.

本発明の複合中空糸膜は、分画分子量が80以上、60
0以下であり、その範囲の分子量を有する水溶性有機物
の濃縮、無機塩との分離および精製において経済的に効
率よく用いられる。例えば、アミノ酸、ペプチド、糖、
有機酸、ビタミン、構成物質などの、いわゆるバイオプ
ロダクツに好ましく用いられる。
The composite hollow fiber membrane of the present invention has a molecular weight cut-off of 80 or more, 60
0 or less, and is economically and efficiently used in the concentration, separation from inorganic salts, and purification of water-soluble organic substances having a molecular weight within this range. For example, amino acids, peptides, sugars,
It is preferably used for so-called bioproducts such as organic acids, vitamins, and constituent substances.

[実施例] 以下の実施例において、選択分離性能として、塩の排除
率は電気伝導度の測定によって、また水溶性有機物の排
除率は屈折率の測定によって求めた。
[Example] In the following examples, as selective separation performance, the rejection rate of salt was determined by measuring electrical conductivity, and the rejection rate of water-soluble organic matter was determined by measuring refractive index.

また、透過性能として水道過速度は単位面積、単位日当
たりの水の透過量で求めた。
In addition, as permeation performance, water overspeed was determined by the amount of water permeated per unit area and per unit day.

実施例1 ポリアクリロニトリルからなる中空糸状微多孔性支持膜
をピペラジン1.0重量%、リン酸三ナトリウム1.0
重量%を含有する水溶液に浸漬させた後、室温で2分間
風乾した。しかる後トリクロロトリフロロエタンにトリ
メシン酸クロライドを0.2重量%溶解した溶液に1分
間浸漬した。
Example 1 A hollow fiber microporous support membrane made of polyacrylonitrile was coated with 1.0% by weight of piperazine and 1.0% by weight of trisodium phosphate.
% by weight, and then air-dried for 2 minutes at room temperature. Thereafter, it was immersed for 1 minute in a solution of 0.2% by weight of trimesic acid chloride dissolved in trichlorotrifluoroethane.

この支持膜を酸クロライド溶液から引き上げて、膜面に
付着している溶剤を揮散させた後、0,2重量%炭酸ナ
トリウムを含有する水溶液に1分間浸漬処理後、充分に
水洗した。
This support membrane was lifted from the acid chloride solution to volatilize the solvent adhering to the membrane surface, and then immersed in an aqueous solution containing 0.2% by weight of sodium carbonate for 1 minute, followed by thorough washing with water.

このようにして得られた複合中空糸膜を、圧力3k(J
/cnfで、500 ppmのNaCl水溶液を25℃
の条件下で中空糸膜内腔に送給し限外)濾過テストした
結果、脱塩率50%、水道過速度0.4Tr1!/Tr
12・日の性能を示しな。ポリエチレングリコールによ
る分画分子量は400を示した。
The composite hollow fiber membrane thus obtained was heated to a pressure of 3 k (J
/cnf, 500 ppm NaCl aqueous solution at 25°C.
As a result of an ultrafiltration test by feeding into the hollow fiber membrane lumen under the following conditions, the desalination rate was 50% and the water flow rate was 0.4Tr1! /Tr
Show the performance of 12 days. The molecular weight cut off with polyethylene glycol was 400.

実施例2 ポリアクリロニトリルからなる中空糸状微多孔性支持膜
の内腔にピペラジン1.0重量%、リン酸三ナトリウム
1.0重量%を含有する水溶液を注入し、中空系内表面
に塗布した。室温で加圧下で窒素ガスを吹き込むことに
より、内表面に付着した過剰の該水溶液の液切りを行な
った後、トリクロロトリフロロエタンにトリメシン酸ク
ロライドを0.2重量%溶解した溶液を中空系内腔中に
1分間封入した。内表面に付着している溶剤を加圧下で
内腔中に窒素ガスを吹き込むことにより揮散させた。し
かる後に0.2重量%炭酸ナトリウムを含有する水溶液
を注入し、さらに蒸溜水を中空系膜内腔に流下して洗浄
を行なった。
Example 2 An aqueous solution containing 1.0% by weight of piperazine and 1.0% by weight of trisodium phosphate was injected into the inner cavity of a hollow fiber microporous support membrane made of polyacrylonitrile and applied to the inner surface of the hollow system. After removing the excess aqueous solution adhering to the inner surface by blowing nitrogen gas under pressure at room temperature, a solution of 0.2% by weight of trimesic acid chloride in trichlorotrifluoroethane was poured into the hollow system. The cavity was sealed for 1 minute. The solvent adhering to the inner surface was evaporated by blowing nitrogen gas into the inner cavity under pressure. Thereafter, an aqueous solution containing 0.2% by weight of sodium carbonate was injected, and distilled water was further allowed to flow down into the hollow membrane lumen for cleaning.

このようにして得られた複合中空糸膜を、実施例1と同
一条件下で500 ppmのNaCl水溶液の限外−過
テストした結果、脱塩率43%、水道過速度0.36t
n’/Trf・日の性能を示した。分画分子量は300
を示した。
The thus obtained composite hollow fiber membrane was subjected to an ultra-extreme test using a 500 ppm NaCl aqueous solution under the same conditions as in Example 1. As a result, the desalination rate was 43% and the water overrate was 0.36 t.
It showed a performance of n'/Trf·day. Molecular weight cut off is 300
showed that.

またこの複合中空糸膜を用いて、圧力5kg/ci、原
水として0.5重量%ラフィノース(分子量504)水
溶液を25℃の条件下で限外)濾過を行なった結果、ラ
フィノース排除率95%、水道過速度0 、75 Tr
15 /、2・旧の性能を示した。一方、分子量が34
2である0、5重量%シュクロース水溶液の25℃にお
ける限外)濾過テストを5k(]/cnfの圧力下で行
なったところ、シュクロース排除率92%、水道過速度
0.7m″/ v2・日の性能を示した。
Furthermore, using this composite hollow fiber membrane, ultrafiltration was performed at a pressure of 5 kg/ci and a 0.5% by weight aqueous solution of raffinose (molecular weight 504) as raw water at 25°C. As a result, the raffinose rejection rate was 95%. Water overspeed 0, 75 Tr
15/, 2.Showed old performance. On the other hand, the molecular weight is 34
An ultrafiltration test at 25°C of a 0.5 wt% sucrose aqueous solution (2) under a pressure of 5 k(]/cnf revealed that the sucrose rejection rate was 92%, and the water permeability was 0.7 m''/v2.・Showed the performance of the day.

実施例3 ポリスルホンからなる中空糸状微多孔性支持膜にN、N
”−ジメチルエチレンジアミン1.0重量%、リン酸三
ナトリウム1.0重量%を含有する水溶液を含浸させて
から室温で2分間風乾した。
Example 3 N, N on a hollow fiber microporous support membrane made of polysulfone
After impregnating with an aqueous solution containing 1.0% by weight of dimethylethylenediamine and 1.0% by weight of trisodium phosphate, the sample was air-dried for 2 minutes at room temperature.

しかる後、ピロメリット酸クロライドとトリメシン酸ク
ロライドの1:1混合比の0.2重量%のトリクロロト
リフロロエタン溶液に浸漬した。その後、実施例1と同
様の処理をし、得られた複合中空糸膜を評価したところ
、NaC1の脱塩率35%、水道過速度1.2m’/m
2・日、分画分子量は600の性能を示した。
Thereafter, it was immersed in a 0.2% by weight trichlorotrifluoroethane solution containing pyromellitic acid chloride and trimesic acid chloride at a mixing ratio of 1:1. After that, the same treatment as in Example 1 was carried out, and the obtained composite hollow fiber membrane was evaluated, and it was found that the NaCl removal rate was 35%, and the water overrate was 1.2 m'/m.
On the 2nd day, the molecular weight cutoff showed a performance of 600.

実施例4 ポリアクリロニトリルの代りにポリエーテルスルホン、
ピペラジンの代りに1.3−ビス(4−ピペリジル)プ
ロパンとピラジンの1:1混合物を用いた以外はすべて
実施例2と同様にして複合中空糸膜を得た。この膜を実
施例2と同様の条件で評価したところ、Na、C1脱塩
率40%、水道過速度0 、30711’/T112・
日、分画分子量は500を示した。ラフィノース排除率
は85%、シュークロース排除率は73%を示した。
Example 4 Polyether sulfone instead of polyacrylonitrile,
A composite hollow fiber membrane was obtained in the same manner as in Example 2 except that a 1:1 mixture of 1,3-bis(4-piperidyl)propane and pyrazine was used instead of piperazine. When this membrane was evaluated under the same conditions as in Example 2, Na and C1 removal rates were 40%, water overrate was 0, and 30711'/T112.
The molecular weight cutoff was 500. The raffinose exclusion rate was 85%, and the sucrose exclusion rate was 73%.

実施例5 ポリエーテルスルホンからなる中空糸の形状を有する微
多孔性支持膜の内腔にm−フェニレンジアミン1.0重
量%を含有する水溶液を送給し、2分間該支持膜の内壁
とアミン水溶液を接触させる。次いで該内腔に窒素ガス
を吹き込み、過剰に付着したアミン水溶液の液ぎりを行
う。しかる後、トリクロロトリフロロエタンにトリメシ
ン酸クロライドを0.2重量%溶解した溶液を該内腔中
に注入し、1分間該支持膜の内壁と接触させる。支持膜
の内壁部に過剰に付着した溶液を、窒素ガスを吹き込む
ことによって揮散させた後、0.2重量%の炭酸ナトリ
ウムを含有する水溶液を内腔に送給し洗浄を行った。
Example 5 An aqueous solution containing 1.0% by weight of m-phenylenediamine was fed into the inner cavity of a microporous support membrane made of polyethersulfone in the shape of a hollow fiber, and the inner wall of the support membrane and the amine were fed for 2 minutes. Contact the aqueous solution. Next, nitrogen gas is blown into the inner cavity to remove excess adhering amine aqueous solution. Thereafter, a solution of 0.2% by weight of trimesic acid chloride dissolved in trichlorotrifluoroethane is injected into the lumen and left in contact with the inner wall of the support membrane for 1 minute. After the solution adhering excessively to the inner wall of the support membrane was evaporated by blowing nitrogen gas, an aqueous solution containing 0.2% by weight of sodium carbonate was fed into the inner cavity for cleaning.

このようにして得られた複合中空糸膜を、圧力5kg1
0yfで、500ppmのNaC1水溶液を25℃の条
件下で中空糸膜内腔に送給し限外濾過テストした結果、
脱塩率91%、水道過速度0゜09Tr1!/Tr12
・日の性能を示した。
The composite hollow fiber membrane thus obtained was heated to a pressure of 5 kg1.
As a result of an ultrafiltration test by feeding a 500 ppm NaCl aqueous solution into the hollow fiber membrane lumen at 25°C at 0yf,
Desalination rate 91%, water overspeed 0°09Tr1! /Tr12
・Showed the performance of the day.

実施例6 ポリスルホンからなる中空系の形状を有する微多孔性支
持膜をm−フェニレンジアミンとトリアミノベンゼンの
混合物1.0重量%(m−フェニレンジアミン60部、
トリアミノベンゼン40部からなる混合物)、亜硫酸水
素ナトリウム1.0重量%を含有する水溶液に浸漬させ
た後、室温で2分間風乾した。しかる後トリメシン酸ク
ロライドとテレフタル酸クロライドの混合物(トリメシ
ン酸クロライド50部、テレフタル酸クロライド50部
からなる混合物)を0.1重量%含んだトリクロロトリ
フロロエタン溶液に1分間浸漬した。
Example 6 A hollow microporous support membrane made of polysulfone was prepared using a mixture of 1.0% by weight of m-phenylenediamine and triaminobenzene (60 parts of m-phenylenediamine,
After being immersed in an aqueous solution containing 40 parts of triaminobenzene) and 1.0% by weight of sodium hydrogen sulfite, it was air-dried for 2 minutes at room temperature. Thereafter, it was immersed for 1 minute in a trichlorotrifluoroethane solution containing 0.1% by weight of a mixture of trimesic acid chloride and terephthalic acid chloride (a mixture consisting of 50 parts of trimesic acid chloride and 50 parts of terephthalic acid chloride).

この支持膜を酸クロライド溶液から引き上げて、膜面に
付着している溶液を揮散させた後、0.2重量%炭酸ナ
トリウムを含有する水溶液に1分間浸漬処理後、充分に
水洗した。
This support membrane was lifted from the acid chloride solution to volatilize the solution adhering to the membrane surface, and then immersed in an aqueous solution containing 0.2% by weight of sodium carbonate for 1 minute, followed by thorough washing with water.

このようにして得られた複合中空糸膜を、圧力5kg/
cnf、25℃の条件下で500ppmのNaCl水溶
液を用いて限外濾過テストした結果、脱塩率90%、水
道過速度0.10TII3/m2・日の性能を示した。
The composite hollow fiber membrane thus obtained was heated to a pressure of 5 kg/
As a result of an ultrafiltration test using a 500 ppm NaCl aqueous solution under the conditions of cnf and 25°C, the performance showed a desalination rate of 90% and a water filtration rate of 0.10 TII3/m2·day.

実施例7 ポリスルホンからなる中空糸の形状を有する微多孔性支
持膜の内腔に、m−フェニレンジアミンとトリアミノベ
ンゼンの混合物1.0重量%(m−フェニレンジアミン
60部、トリアミノベンゼン40部からなる混合物)、
亜硫酸水素ナトリウム1.0重量%を含有する水溶液を
送給し2分間該支持膜の内壁とアミン水溶液を接触させ
る。実施例5と同じ方法で、該支持膜の内壁に付着した
アミン水溶液を取り除いた後、トリメシン酸クロライド
とテレフタル酸クロライドの混合物(トリメシン酸クロ
ライド50部、テレフタル酸クロライド50部からなる
混合物)を0.1重量%含んだトリクロロトリフロロエ
タン溶液を内腔に注入し、1分間架橋反応を行う。次い
でトリクロロトリフロロエタン溶液を内腔から流下させ
、内壁に付着した溶液を揮散させた後、0.2重量%炭
酸ナトリウムを含有する水溶液を内腔中に送給し洗浄を
行った。
Example 7 A mixture of 1.0% by weight of m-phenylenediamine and triaminobenzene (60 parts m-phenylenediamine, 40 parts triaminobenzene mixture consisting of),
An aqueous solution containing 1.0% by weight of sodium bisulfite is fed to bring the inner wall of the support membrane into contact with the amine aqueous solution for 2 minutes. In the same manner as in Example 5, after removing the amine aqueous solution adhering to the inner wall of the support membrane, a mixture of trimesic acid chloride and terephthalic acid chloride (a mixture consisting of 50 parts of trimesic acid chloride and 50 parts of terephthalic acid chloride) was removed. A trichlorotrifluoroethane solution containing .1% by weight is injected into the inner cavity, and a crosslinking reaction is carried out for 1 minute. Next, a trichlorotrifluoroethane solution was allowed to flow down from the inner cavity to volatilize the solution adhering to the inner wall, and then an aqueous solution containing 0.2% by weight of sodium carbonate was fed into the inner cavity for cleaning.

このようにして得られた複合中空糸膜を実施例1と同様
な測定条件でNaCl水溶液の限外r過テストした結果
、脱塩率95%、水道過速度0.12Tr13/T11
2・日の性能を示した。またこの複合中空糸膜を、圧力
5kCI10(,25℃の条件下で11000ppのシ
ュクロース(分子量342)水溶液の限外濾過テストを
行ったところ、排除率99%。
The composite hollow fiber membrane obtained in this way was subjected to an ultraviolet resistance test of an aqueous NaCl solution under the same measurement conditions as in Example 1. As a result, the desalination rate was 95%, and the water overrate was 0.12Tr13/T11.
It showed a performance of 2 days. Furthermore, when this composite hollow fiber membrane was subjected to an ultrafiltration test of an aqueous solution of 11,000 pp sucrose (molecular weight 342) at a pressure of 5 kCI10 (25°C), the rejection rate was 99%.

水道過速度0.10m’/m2・日の性能を示した。It exhibited a water overspeed of 0.10 m'/m2·day.

実施例8 ポリアクリロニトリルからなる中空糸の形状を有する微
多孔性支持膜の内腔に、実施例7と同様な架橋芳香族ポ
リアミド膜の形成を行った。この複合中空糸膜を実施例
1と同様な測定条件でNaCl水溶液の限外濾過テスト
した結果、脱塩率98%。
Example 8 A crosslinked aromatic polyamide membrane similar to that in Example 7 was formed in the inner cavity of a microporous support membrane made of polyacrylonitrile and having a hollow fiber shape. This composite hollow fiber membrane was subjected to an ultrafiltration test for an aqueous NaCl solution under the same measurement conditions as in Example 1, and as a result, the salt removal rate was 98%.

水道過速度0゜06T111/Tn2・日の性能を示し
た。
It showed performance of water overspeed 0°06T111/Tn2·day.

また、11000ppのシュクロース排除率は、圧力5
kg/cJ、25℃の条件下で99%、水道過速度は0
 、 13 m’/m2・日であった。
In addition, the sucrose rejection rate of 11,000 pp is at a pressure of 5
kg/cJ, 99% under 25℃ condition, water overspeed is 0
, 13 m'/m2・day.

実施例9 ポリアクリロニトリルからなる中空糸の形状を有する微
多孔性支持膜の外表面に実施例6と同様な架橋芳香族ポ
リアミド膜の形成をおこなった。
Example 9 A crosslinked aromatic polyamide membrane similar to that in Example 6 was formed on the outer surface of a microporous support membrane made of polyacrylonitrile and having a hollow fiber shape.

この複合中空糸膜を実施例1と同様な測定条件でNaC
l水溶液の限外濾過テストした結果、脱塩率92%、水
道過速度0 、 □ c) Trl! /、2・日の性
能を示した。11000ppのシュクロース排除率は、
実施例3と同一操作条件で排除率99%、水道過速度0
.08TI13/Tr12・日であった。
This composite hollow fiber membrane was measured with NaC under the same measurement conditions as in Example 1.
□ c) Trl! /, showed performance of 2 days. The sucrose rejection rate of 11000pp is
Under the same operating conditions as Example 3, rejection rate was 99% and water overspeed was 0.
.. It was 08TI13/Tr12.day.

実施例10 実施例7で用いた複合中空糸膜を分子量の異なる各種水
溶性有機物、すなわちイソプロピルアルコール(分子量
60)、L−アラニン(分子量89〉、グルコース(分
子量180)、シュクロース(分子ff1342)’、
ラフィノース(分子量504)各水溶液を用いて分画特
性を検討した。測定は各々溶質濃度11000pp、2
5℃において操作圧5k(J/cdの条件下で行った。
Example 10 The composite hollow fiber membrane used in Example 7 was treated with various water-soluble organic substances having different molecular weights, namely isopropyl alcohol (molecular weight 60), L-alanine (molecular weight 89), glucose (molecular weight 180), and sucrose (molecular weight 1342). ',
Fractionation characteristics were investigated using each aqueous solution of raffinose (molecular weight 504). Measurements were carried out at solute concentrations of 11,000 pp and 2
The test was carried out at 5° C. and an operating pressure of 5 k (J/cd).

図面にはこれらの溶質の分子量と排除率の関係を示す。The figure shows the relationship between the molecular weight and exclusion rate of these solutes.

定義にしたがって、80%の排除率を示したときの分子
量を分画分子量とすると、この複合中空糸膜の分画分子
量は90である。
According to the definition, the molecular weight cut-off of this composite hollow fiber membrane is 90, when the molecular weight when an exclusion rate of 80% is shown is defined as the molecular weight cut-off.

[発明の効果] 本発明によって、分画分子量が80以上、6゜O以下で
ある複合中空糸膜を提供することができた。
[Effects of the Invention] According to the present invention, it was possible to provide a composite hollow fiber membrane having a molecular weight cut-off of 80 or more and 6°O or less.

【図面の簡単な説明】 図面は、本発明実施例10における溶質の分子量と排除
率の関係を示す。 特許出願大東し株式会社
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawing shows the relationship between the molecular weight of the solute and the exclusion rate in Example 10 of the present invention. Patent application Daitoshi Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)中空糸の形状を有する微多孔性支持膜と該支持膜
を被覆する超薄膜から少なくとも形成された複合中空糸
膜において、該超薄膜の主成分が架橋ポリアミドであり
、かつ、操作圧力2〜10kg/cm^2での分画分子
量が80以上、600以下であることを特徴とする複合
中空糸膜。
(1) A composite hollow fiber membrane formed at least from a microporous support membrane having the shape of a hollow fiber and an ultra-thin membrane covering the support membrane, in which the main component of the ultra-thin membrane is crosslinked polyamide, and the operating pressure is A composite hollow fiber membrane having a molecular weight cutoff at 2 to 10 kg/cm^2 of 80 or more and 600 or less.
JP13475288A 1987-12-25 1988-05-31 Composite hollow fiber membrane Expired - Lifetime JPH0824831B2 (en)

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JP62-331439 1987-12-25
JP33143987 1987-12-25
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009226358A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Toray Ind Inc Manufacturing method of composite semipermeable membrane
CN118649567A (en) * 2024-07-17 2024-09-17 浙江大学 Application of polyamide nanofiltration membrane in selective separation of new pollutants and salt ions in water environment

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JP2009226358A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Toray Ind Inc Manufacturing method of composite semipermeable membrane
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