JPH0410500B2 - - Google Patents

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JPH0410500B2
JPH0410500B2 JP58118406A JP11840683A JPH0410500B2 JP H0410500 B2 JPH0410500 B2 JP H0410500B2 JP 58118406 A JP58118406 A JP 58118406A JP 11840683 A JP11840683 A JP 11840683A JP H0410500 B2 JPH0410500 B2 JP H0410500B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/24Formation of filaments, threads, or the like with a hollow structure; Spinnerette packs therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、逆浸透の分野に好適なポリピペラジ
ンアミドを基材とした異方性成形体の製造方法に
関するものである。
本明細書中で使用され「ポリピペラジンアミ
ド」という用語は、全ての重縮合ピペラジン化合
物又は核化合物においてアルキル置換されたピペ
ラジンを意味し、できれば他のジアミン或いはた
とえばスマル酸、メサコン酸、アジピン酸、フタ
ル酸、イソフタル酸、芳香核が置換されたフタル
酸又はフラザン、チオフラザン、ピリジン、チオ
フエンなどから誘導された複素環式酸のような飽
和若しくは不飽和の脂肪族、芳香族又は複素環式
ジカルボン酸の無水物又は二塩化物をそれぞれ単
独で又は相互の混合物として混合される。これら
のポリピペラジンアミドは、イタリー特許第
868524号、第868525号、第944578号、第978187号
及び第987156号明細書に記載されている。
「異方性成形体」という用語は、溶解質を排除
する高能力を発現するような緻密かつ均質な層と
支持体若しくはキヤリヤとして作用する下層の多
孔質層とを有する中空繊維及び膜からなつてい
る。
ポリピペラジンアミドは、塩排除特性と水に対
する高度の透過性とを示す異方性膜を製造するた
めの優秀な重合体であることが知られている。
周知されているように、ポリピペラジンアミド
から出発するこの種の異方性膜の製造方法は、塩
成分の存在する有機極性溶剤中の前記重合体の溶
液を調製し、次いでこの溶液を展延させ、加熱に
より溶液を部分的に蒸発させ、次いで膜を水性凝
固媒体中で凝固させ、かつ最終的に必要に応じ膜
を熱処理にかけることからなつている。
この方法は優秀な異方性膜を得ることを可能に
するが、技術上及び経済性の観点から幾つかの制
約を示す。実際上、展延させた直後の溶液から溶
剤を部分的に蒸発させることはエネルギーの著し
い無駄であり、適当な寸法のオーブンを使用せね
ばならず、さらに環境汚染と関連した問題を生ず
る。
したがつて、本発明の目的は、上記欠点のない
ポリピペラジンアミドに基づく異方性成形体の製
造方法を提供することである。
今回、本発明の上記目的並びに以下の記載から
一層明らかとなる他の目的は (a) 有機極性溶剤中のポリピペラジンアミドの溶
液を調製し、 (b) この溶液をたとえばガラス若しくは金属板、
布地、合成重合体のフイルムなどの平支持体又
は管形状の支持体に展延するか又は中空繊維用
の口金を通して押出すことにより前記溶液を成
形体まで変換させ、 (c) 成形体を凝固浴に通して転相させることによ
り成形体をゲル化させ、 (d) かく得られた成形体をできれば熱処理にかけ
る 一連の工程よりなる方法により達成される。
工程(a):溶液の調製 ポリピペラジンアミドの溶液は、従来公知の技
術により種々の方法で調製することができる。た
とえば、混合物、すなわち溶媒とポリピペラジン
アミドとを機械的撹拌にかけると同時に、できれ
ば一般に20℃乃至溶剤の沸点若しくは分解温度、
好ましくは200℃を越えない温度まで加熱する。
かく得られた溶液を、次いで多孔膜又は他の公知
過手段を通して過する。
溶剤としては、水と混和性であつて、H.バレ
ル氏により「ポリマーハンドブツク」IV−341(J.
ブラドラツプ氏他編、ニユーヨーク、インターパ
ブリツシヤーズ発行)に記載の分類法により分類
された水素結合を形成しかつ溶解度パラメータδ
>8(cal/cc)1/2を有する溶剤の種類m及びs
(ここで、mは中程度に水素結合した溶剤を、s
は強く水素結合した溶剤をいう)に属する有機極
性溶剤が使用される。この種の溶剤の例はジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセタミド、ジエチル
ホルムアミド、ジエチルアセタミド、ジメチルス
ルホキシド、N−メチルピドロリドン、ジオキサ
ン、酢酸、蟻酸などである。
これらの溶剤は、単独で又は少量の他の上記分
類による種類sに属する溶剤と混合して使用する
ことができる。
溶液中のポリピペラジンアミドの濃度は、溶液
に対し5〜30重量%、好ましくは8〜25重量%の
範囲で変化させることができる。
溶液には、さらに無機塩或いは固体若しくは液
体の高沸点を有する有機物質を、溶液に対し5重
量%を越えない量で加えることができる。
工程(b):溶液から成形体への変換 工程(a)で得られた溶液を、展延又は押出しによ
つて成形体まで変換させる。
展延は種々の方法で行なうことができ、たとえ
ば溶液は支持体上に溶液の薄層を形成するように
フイルムスプレツダを用いてキヤリヤ又は支持体
上へ展延させることができる。
支持体としては、ガラスの他に任意の種類の材
料、たとえば金属板、ポリエチレンテレフタレー
トフイルム或いはたとえば一体化を維持して膜に
対する支持体を形成しうる布地のような材料を使
用することもできる。
管状膜を製造するためには、ポリピペラジンア
ミド溶液は支持体として用いる管体の内部に押出
成形される。
支持体として作用する管体の外部に溶液を展延
させる場合は、一端部又は両端部が閉鎖された支
持体をポリピペラジンアミドの溶液中へ浸漬す
る。或いは、前記溶液を管体の外部表面上へ均一
に展延させることもできる。
流延されたフイルムの厚さは一般に0.02〜0.8
mmの範囲の広範囲で変化させることができる。
工程(a)で調製された溶液の紡糸は、それぞれホ
ールメーカーの供給用オリビスと高分子溶液の供
給用同心リングとを備えた複数の穴部を有する口
金を通して押出すことにより行なわれる。
このように得られた成形体は、中空繊維の使用
目的に応じて、すなわち逆浸透の分野の分野にお
いて外径0.080〜1mmかつ内径0.040〜0.5mmを有す
る中空繊維である。
工程(c):転相による成形体のゲル化 平支持体又は、管状支持体上に展延された溶液
の薄層として或いは中空繊維の形態にて上記工程
(b)で得られた成形体を、重合体不溶性溶剤、すな
わち溶液の調製に使用される溶剤に対し混和性で
ある重合体非溶解性溶剤よりなる浴中へ浸漬させ
て、転相によるゲル化現象を生ぜしめる。
本出願人により行なわれた試験が証明したとこ
ろでは、非溶剤の種類の選択は異方性構造体の形
成並びに膜及び中空繊維の目的とする用途に対し
極めて重要である。
この目的で、逆浸透の分野で使用するのに必要
な緻密(厚い)層の形成において、最良の結果を
もたらしうる重合体の非溶剤は次の通りである: 1 多価アルコール:たとえばエチレングリコー
ル、プロピレングリコールなど、グリセリンな
どであり、これらは単独で或いは20重量%を越
えない量の水と混合して使用される;又は 2 電解質、たとえばアルカリ金属若しくはアル
カリ土類金属のハロゲン化物、硝酸塩、酢酸塩
などの10〜40重量%の濃度における水溶液。
重合体の非溶剤を含有しかつ溶液の転相により
ゲル化が生ずる浴は、−20℃〜+40℃の範囲の温
度に維持することができ、その間浸漬時間は1〜
120分間とすべきである。
この工程において平たい又は管状の膜、或いは
非対称構造の半透性中空繊維の形態の膜が実際に
形成される。
工程(d):必要に応じ熱処理 このように得られた膜は、しばしば完全に満足
しうる逆浸透特性を発現しない。事実、流量はた
とえば2500lt/m2/日のように極めて高くなるこ
とがあり、塩排除は10000p.p.m.のNaClを含有す
る食塩水溶液を用いて6×106パスカルの圧力か
つ20℃で測定した場合、僅か約50%というかなり
低いものとなる。所望ならば、膜の脱塩能力を著
しくかつ持続的に増大させるには、膜を熱処理に
かけることができる。この熱処理は種々の方法で
行なうことができ、好適方法によれば膜を先ず室
温にてエチレングリコール中に3〜12時間に亘り
浸漬させ、次いでこれらを同じ浴中に1〜120分
間、好ましくは10〜60分間に亘り40〜100℃の温
度に保つ。
エチレングリコールは、その他任意のグリコー
ル或いはグリセリンと交換することもできる。
本発明の方法により得られる異方性の膜は、99
%よりずつと大きい塩排除を達成することがで
き、かつ10000p.p.m.のNaClを含有する食塩水溶
液を用いて圧力6×106パスカル、かつ20℃にて
測定した場合、透過量は600/m2/日に等しい
か又はそれ以上となる。
本発明により得られる膜は、その高分子構造に
より、長時間の使用を許さないような印加圧力の
作用に対し優れた包装耐性を示し、この格別の包
装耐性はこれらの膜を一般に著しい高圧力が使用
されるような海水の脱塩に特に適せしめる。
さらに、本発明の方法により得られる膜は、逆
浸透原理を応用しうる種々の分離及び濃縮工程、
たとえば汚染水の放出物の清浄、無機溶解質の回
収、有機溶解質の回収食品溶液、たとえば牛乳、
コーヒー、茶、柑橘類ジユース、乳漿、トマトジ
ユース、砂糖溶液のような溶液の処理、生物学的
及び医薬上の製品、たとえばホルモン、蛋白質、
ビタミン、抗生物質、ワクチン、アミノ酸の共沸
及び濃縮分離などの工程に特に有効である。
本発明の方法は、溶剤の加熱工程における蒸発
を完全に阻止しうると共に、エネルギー及び環境
汚染の観点から明らかに有利である。
本発明を一層良く理解するため、以下の例によ
り実施例につき本発明を説明するが、これらのみ
に限定されない。
例1:逆浸透用の膜の製造 ηin=2.78(テトラクロルエタン99.5g中の重合
体0.5gの溶液につき30℃で測定)を有するポリ
(トランス−2,5−ジメチル−ピペラジン−チ
オ−フラザンアミド)17gを83gのN−メチルピ
ロリドン中に溶解させた。この混合物を80℃のオ
ーブン中で30分間加熱し、次いで撹拌しながら
80゜〜150℃の温度に1時間保つた。
次いで、得られた溶液を窒素圧力の下で多孔膜
を通して過し、次いで約8時間脱ガスさせた。
その後、この脱ガスした溶液を室温にてガラス板
上に展延して厚さ300μのフイルムを形成させた。
次いで、ガラス板を20℃のグリセリン浴中へ浸
漬させ、20分間そこに静置させた。
かく得られた膜の一部(試料A)を水中に約1
時間浸漬させた。膜の残部(試料B)をエチレン
グリコール中に室温で12時間浸漬させ、さらに80
℃にて40分間浸漬させ、その後これを試料Aと同
様に蒸留水中に1時間浸漬させた。
それぞれの膜A及びBを標準型の逆浸透セル中
へ入れ、ここで10000p.p.m.の塩化ナトリウムを
含有する水溶液を循環させた。それぞれの膜をセ
ル中に入れたが、その際脱塩すべき溶液に向ける
面が展延の際ガラス板に対向した面となるように
注意した(正側)。圧力6×106パスカルの下で各
試料A及びBにつき得られた塩排除(SR)及び
透過量(F)は次の通りであつた: SR(%) F(/m2/日) 試料A 70 1000 試料B 98 700 例2:逆浸透用の膜の製造 例1に記載した条件にしたがつて行なつたが、
この場合20gのポリ(トランス−2,5−ジメチ
ル−ピペラジン−チオフラザンアミド)と80gの
N−メチルピロリドンとからなる溶液をガラス板
上に展延して厚さ300μのフイルムを形成させた。
次いで、ガラス板を−10℃のグリセリン浴中に
浸漬し、そして40分間そこに静置させた。その
後、かく得られた膜をエチレングリコール中へ室
温で5時間浸漬し、次いで70℃にて30分間浸漬
し、その後これを蒸留水中に1時間浸漬させた。
かく得られた膜につき、例1の条件下で測定し
た塩排除値(SR)及び流動(F)は次の通りで
あつた。: SR=90% F=600/m2/日 例3:支持膜の製造 例1の手順により調製した重合体溶液を厚さ
100μmのポリエステルの不織布上へ展延させて、
500μmのフイルムを形成させた。布地とフイル
ムとのこの試料を20℃のグリセリン浴中へ浸漬さ
せ、ここに20分間放置した。かく得られた支持膜
の一部(試料A)を蒸留水中に約1時間浸漬し、
膜の残部(試料B)を先ずエチレングリコール中
に室温で8時間浸漬し、さらに70℃で40分間浸漬
し、その後これを蒸留水中に約1時間浸漬させ
た。両試料A及びBを例1に記載した方法で特性
化して次の値を得た: SR F(/m2/日) 試料A 75% 900/m2/日 試料B 93% 600/m2/日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 有機極性溶剤中のポリピペラジンアミド
    の溶液を調製し、 (b) この溶液を平らな支持体又は管形状の支持体
    に展延するか又は中空繊維用の紡糸口金を通し
    て押出すことにより前記溶液を成形体に変換
    し、 (c) 多価アルコール単独、20重量%を越えない量
    の水と混合された多価アルコール及び10〜40%
    の濃度の電解質の水溶液より成る群から選択さ
    れる凝固浴に成形体を通して転相させることに
    より該成形体をゲル化させ、 (d) かく得られた成形体を要すれば熱処理にかけ
    る 一連の工程よりなることを特徴とするポリピペラ
    ジンアミドを基材とした異方性成形体の製造方
    法。 2 紡糸用溶液を調製するための溶剤として、水
    と混和性であり且つ水素結合を形成すると共に溶
    解度パラメータδ>8(cal/cc)1/2を有する種
    類m及びsの溶剤に属する溶剤を使用することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 溶液の濃度が5〜30重量%、好ましくは8〜
    20重量%であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1又は2項記載の方法。 4 溶液へ無機塩又は高沸点を有する有機化合物
    を、溶液に対し5重量%を越えない量で混合する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1〜3項のい
    ずれかに記載の方法。 5 溶液を、支持体を形成する布地上へ展延させ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1〜4項の
    いずれかに記載の方法。 6 凝固浴を−20℃〜+40℃の温度に維持するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1〜5項のいず
    れかに記載方法。 7 熱処理を、膜をグリコール又はグリセリン中
    へ浸漬させ、まず浴を室温に3〜12時間保ち、次
    いで温度を40〜100℃に1〜120分間維持すること
    により行うことを特徴とする特許請求の範囲第1
    〜6項のいずれかに記載方法。 8 異方性成形体がポリピペラジンアミドを基材
    とした異方性の中空繊維である特許請求の範囲第
    1項記載の方法。
JP58118406A 1982-07-01 1983-07-01 ポリピペラジンアミドを基材とした異方性成形体の製造方法 Granted JPS5932905A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT22179A/82 1982-07-01
IT22179/82A IT1153101B (it) 1982-07-01 1982-07-01 Procedimento per la preparazione di corpi formati anisotropi a base di poli-piperazinammidi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5932905A JPS5932905A (ja) 1984-02-22
JPH0410500B2 true JPH0410500B2 (ja) 1992-02-25

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EP (1) EP0099686B1 (ja)
JP (1) JPS5932905A (ja)
CA (1) CA1251311A (ja)
DE (1) DE3380593D1 (ja)
IL (1) IL69113A0 (ja)
IT (1) IT1153101B (ja)

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