JPH05237354A - 分離工程用高分子ボディおよびその製造方法 - Google Patents
分離工程用高分子ボディおよびその製造方法Info
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- JPH05237354A JPH05237354A JP4331357A JP33135792A JPH05237354A JP H05237354 A JPH05237354 A JP H05237354A JP 4331357 A JP4331357 A JP 4331357A JP 33135792 A JP33135792 A JP 33135792A JP H05237354 A JPH05237354 A JP H05237354A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分離工程用の半透過性でミクロ多孔性の高分
子ボディおよびその製造方法を提供する。 【構成】 熱可塑性高分子と微粉砕浸出性ガラスとのバ
ッチ混合物を溶融混合して、連続高分子網と相互連絡ガ
ラス相とを含む２相ガラス高分子ブレンドを形成せしめ
る。次いでそのブレンドを、選択した形状のガラス高分
子ボディに形成せしめて、連続高分子網を分裂せしめず
に前記相互連絡ガラス相を前記ガラス高分子ボディから
浸出せしめる。これにより相互連絡細孔構造を含み、少
なくとも約50容積％の細孔容積および約0.1-10ミクロン
に亘る範囲の平均細孔直径を有する多孔高分子ボディを
製造する。
子ボディおよびその製造方法を提供する。 【構成】 熱可塑性高分子と微粉砕浸出性ガラスとのバ
ッチ混合物を溶融混合して、連続高分子網と相互連絡ガ
ラス相とを含む２相ガラス高分子ブレンドを形成せしめ
る。次いでそのブレンドを、選択した形状のガラス高分
子ボディに形成せしめて、連続高分子網を分裂せしめず
に前記相互連絡ガラス相を前記ガラス高分子ボディから
浸出せしめる。これにより相互連絡細孔構造を含み、少
なくとも約50容積％の細孔容積および約0.1-10ミクロン
に亘る範囲の平均細孔直径を有する多孔高分子ボディを
製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分離工程用の高分子膜に
関し、さらに詳しくは優れた物理的および化学的耐久性
を提供する耐熱高分子を使用して形成された圧力式（pr
essure-driven ）分離工程用の高分子膜等に関するもの
である。
関し、さらに詳しくは優れた物理的および化学的耐久性
を提供する耐熱高分子を使用して形成された圧力式（pr
essure-driven ）分離工程用の高分子膜等に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】濾過および／または分離工程は３つの分
別クラスまたはカテゴリーに分類される。これらは、溶
解した電荷イオンを分離するのに用いられる、透析、電
気膜（electromembrane ）分離のような工程に代表され
る濃度式（concentration-driven）分離、および、より
なじみのあるミクロ濾過（micro-filtration）と限外濾
過の工程を含む圧力式分離を含む。
別クラスまたはカテゴリーに分類される。これらは、溶
解した電荷イオンを分離するのに用いられる、透析、電
気膜（electromembrane ）分離のような工程に代表され
る濃度式（concentration-driven）分離、および、より
なじみのあるミクロ濾過（micro-filtration）と限外濾
過の工程を含む圧力式分離を含む。
【０００３】圧力式工程は、粒子の浸透する能力、ある
いは種々の透過性と多孔度を有する半透過性で多孔性の
膜により保持される能力の結果により懸濁または溶解さ
れる異なるサイズの粒子の分離を行なう。膜の多孔度に
より、その分離がミクロ濾過、限外濾過または超濾過と
呼ばれるかが決定される。
いは種々の透過性と多孔度を有する半透過性で多孔性の
膜により保持される能力の結果により懸濁または溶解さ
れる異なるサイズの粒子の分離を行なう。膜の多孔度に
より、その分離がミクロ濾過、限外濾過または超濾過と
呼ばれるかが決定される。
【０００４】高分子膜は多くの工業工程において大規模
に用いられている。そのような膜の用途は、海水の脱
塩、工業排水の清浄、食品および薬品工業の高分子溶液
の分留、および薬品中の制御した薬の分離を含む。膜分
離は多くの場合、より早くそして効率的であり、それゆ
え従来の分離技術よりいっそう経済的である。
に用いられている。そのような膜の用途は、海水の脱
塩、工業排水の清浄、食品および薬品工業の高分子溶液
の分留、および薬品中の制御した薬の分離を含む。膜分
離は多くの場合、より早くそして効率的であり、それゆ
え従来の分離技術よりいっそう経済的である。
【０００５】ミクロ濾過膜は0.1-2 ミクロンのサイズの
範囲にある粒子の分離に用いられるが、限外濾過膜は0.
001-0.1 ミクロンのサイズの範囲にある粒子を捕らえる
ことができる。ミクロ濾過により分離できる典型的な種
は、花粉、血球およびバクテリアを含み、後者は約0.2
ミクロンより小さいサイズの粒子を有することもある。
限外濾過膜はＤＮＡ、ウイルス粒子およびビタミンＢ12
（約30オングストロームケのサイズの粒子を有する）の
ような種を保持できる。
範囲にある粒子の分離に用いられるが、限外濾過膜は0.
001-0.1 ミクロンのサイズの範囲にある粒子を捕らえる
ことができる。ミクロ濾過により分離できる典型的な種
は、花粉、血球およびバクテリアを含み、後者は約0.2
ミクロンより小さいサイズの粒子を有することもある。
限外濾過膜はＤＮＡ、ウイルス粒子およびビタミンＢ12
（約30オングストロームケのサイズの粒子を有する）の
ような種を保持できる。
【０００６】複合膜もまた知られており、普通の例は不
斉限外濾過膜である。これらの構造は、基体上または粗
大な多孔度の背面板上に物理的支持により配された微粒
多孔度を有する薄い粒子選択性の皮膚層または表面膜を
含む。この種の複合膜は限外濾過のような工程における
大量移送を改善し、微粒細孔サイズが与えられなければ
ならない浸透を逆転させる。
斉限外濾過膜である。これらの構造は、基体上または粗
大な多孔度の背面板上に物理的支持により配された微粒
多孔度を有する薄い粒子選択性の皮膚層または表面膜を
含む。この種の複合膜は限外濾過のような工程における
大量移送を改善し、微粒細孔サイズが与えられなければ
ならない浸透を逆転させる。
【０００７】ミクロ多孔性膜を製造する従来の方法は、
選択した膜物質の微粉末をその粉末の融点のちょうど下
の温度で焼結せしめる焼結粒子法を含む。焼結製品は典
型的に約100-500 ミクロンに亘る範囲の厚さを有するフ
イルムまたは板である。ポリテトラフルオロエチレンの
ような高分子、セラミック、ガラスまたは金属でさえ、
この技術によりミクロ多孔膜に形成できる。
選択した膜物質の微粉末をその粉末の融点のちょうど下
の温度で焼結せしめる焼結粒子法を含む。焼結製品は典
型的に約100-500 ミクロンに亘る範囲の厚さを有するフ
イルムまたは板である。ポリテトラフルオロエチレンの
ような高分子、セラミック、ガラスまたは金属でさえ、
この技術によりミクロ多孔膜に形成できる。
【０００８】上記粉末の粒子サイズは、この方法におけ
る最終の膜の細孔のサイズを決定する主な要因である。
しかしながら、粒子焼結の通常の特性は、その方法が一
般に比較的低い多孔度、例えば10-40 容積％に亘る範囲
の構造を形成することである。
る最終の膜の細孔のサイズを決定する主な要因である。
しかしながら、粒子焼結の通常の特性は、その方法が一
般に比較的低い多孔度、例えば10-40 容積％に亘る範囲
の構造を形成することである。
【０００９】高分子からミクロ多孔性膜を製造する他の
方法もいくつか見出だされている。その１つは、均質な
高分子フイルムを引っ張ることによりそのフイルムの部
分的な破断を生ぜしめ微細孔構造をそこに形成せしめる
ものである。別の技術は、粒子促進剤または反応器中で
高分子膜に電荷原子粒子を照射せしめ、その後に照射膜
をエッチングしてその粒子跡を細孔まで広げるものであ
る。
方法もいくつか見出だされている。その１つは、均質な
高分子フイルムを引っ張ることによりそのフイルムの部
分的な破断を生ぜしめ微細孔構造をそこに形成せしめる
ものである。別の技術は、粒子促進剤または反応器中で
高分子膜に電荷原子粒子を照射せしめ、その後に照射膜
をエッチングしてその粒子跡を細孔まで広げるものであ
る。
【００１０】その他にもミクロ多孔性膜の製造方法とし
ていわゆる相反転法がある。この方法において、水のよ
うな不溶性または不混和性種を、有機液中に溶解した高
分子の薄い液体フイルムに導入する。このように溶液か
ら沈殿した高分子フイルムは、沈殿工程中の不混和性相
の存在により多少は均一な細孔の網を形成する。
ていわゆる相反転法がある。この方法において、水のよ
うな不溶性または不混和性種を、有機液中に溶解した高
分子の薄い液体フイルムに導入する。このように溶液か
ら沈殿した高分子フイルムは、沈殿工程中の不混和性相
の存在により多少は均一な細孔の網を形成する。
【００１１】上記記載が示しているように、多くの商業
的に重要な膜製造法では、高分子溶液の使用、あるいは
エッチングされるかまたは制御した方法で溶解せしめら
れる高分子の使用を必要とする。その結果として、これ
らの方法は膜の耐久性を重大に制限する要因である有機
溶液中へのある溶解度を有する高分子に制限される。
的に重要な膜製造法では、高分子溶液の使用、あるいは
エッチングされるかまたは制御した方法で溶解せしめら
れる高分子の使用を必要とする。その結果として、これ
らの方法は膜の耐久性を重大に制限する要因である有機
溶液中へのある溶解度を有する高分子に制限される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】高水準の化学的安定性
を示す膜が得られるように、より耐久性のある高分子か
ら高分子膜を製造する方法が開発できれば非常に有用で
ある。特に、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテ
ルケトンおよび液晶ポリマーのような高強度、耐熱性の
高分子からそのような膜を製造する方法が有用である。
を示す膜が得られるように、より耐久性のある高分子か
ら高分子膜を製造する方法が開発できれば非常に有用で
ある。特に、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテ
ルケトンおよび液晶ポリマーのような高強度、耐熱性の
高分子からそのような膜を製造する方法が有用である。
【００１３】0.1-0.5 ミクロンのサイズ範囲の細孔サイ
ズを有するミクロ多孔性高分子膜が50重量％より大きな
多孔度を示す場合には、明らかに、より低い全体の多孔
度の焼結高分子膜より勝った強い性能利点を示す。この
種類のミクロ多孔膜の用途は、特に耐熱および化学的安
定性を示す場合、医薬品の殺菌、医薬品または除草剤の
制御された解放装置（release devices ）、バクテリ
ア、イースト菌細胞等のような微生物の水溶液からの除
去、およびしばしば電気および化学工業のような工業に
おける化学副産物である無機酸または塩基の有機溶液ま
たは水性溶液の濾過を含む。
ズを有するミクロ多孔性高分子膜が50重量％より大きな
多孔度を示す場合には、明らかに、より低い全体の多孔
度の焼結高分子膜より勝った強い性能利点を示す。この
種類のミクロ多孔膜の用途は、特に耐熱および化学的安
定性を示す場合、医薬品の殺菌、医薬品または除草剤の
制御された解放装置（release devices ）、バクテリ
ア、イースト菌細胞等のような微生物の水溶液からの除
去、およびしばしば電気および化学工業のような工業に
おける化学副産物である無機酸または塩基の有機溶液ま
たは水性溶液の濾過を含む。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、好ましくない
処理条件の存在する種々の広い用途への、ミクロ濾過を
含む改良濾過を提示する半透過性で多孔性の膜、板また
は他の構造物を提供するものである。本発明の多孔性ボ
ディは、強靭、化学的耐久性、耐熱性の高分子から形成
され、それゆえ、従来技術の膜物質より実質的に良好な
物理的および化学的耐久性を示す。本発明に関する多孔
性膜として提供される高分子は特に、ポリエーテルケト
ン、ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミドおよび
液晶ポリマーのような耐熱性高分子を含む。また、上記
耐熱性高分子と組み合わせて用いた場合、フッ素化エチ
レンプロピレンおよびポリフルオロアルコキシポリマー
のようなフルオロポリマーが有用である。
処理条件の存在する種々の広い用途への、ミクロ濾過を
含む改良濾過を提示する半透過性で多孔性の膜、板また
は他の構造物を提供するものである。本発明の多孔性ボ
ディは、強靭、化学的耐久性、耐熱性の高分子から形成
され、それゆえ、従来技術の膜物質より実質的に良好な
物理的および化学的耐久性を示す。本発明に関する多孔
性膜として提供される高分子は特に、ポリエーテルケト
ン、ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルイミドおよび
液晶ポリマーのような耐熱性高分子を含む。また、上記
耐熱性高分子と組み合わせて用いた場合、フッ素化エチ
レンプロピレンおよびポリフルオロアルコキシポリマー
のようなフルオロポリマーが有用である。
【００１５】第１の特徴として、本発明は、少なくとも
約50容積％の細孔容積を有し、物理的および化学的に耐
久性のある耐熱性高分子からなる多孔性膜としての半透
過性で多孔性のボディを含む。その高分子は種々の高転
移温度の熱可塑性高分子である得るが、好ましくは、ポ
リエーテルケトン、ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポ
リエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリエーテ
ルイミド、ポリスルホン、およびそれらの共重合体、混
合物または他の組合せからなる群より選択される物質よ
り実質的にまたは少なくとも主になるものである。本発
明の多孔性ボディの細孔直径の良好な制御が可能であ
る。平均細孔直径は0.1-10ミクロンに亘るが、0.1-2 ミ
クロンの平均細孔サイズ範囲の狭いサイズ分布も容易に
得られる。
約50容積％の細孔容積を有し、物理的および化学的に耐
久性のある耐熱性高分子からなる多孔性膜としての半透
過性で多孔性のボディを含む。その高分子は種々の高転
移温度の熱可塑性高分子である得るが、好ましくは、ポ
リエーテルケトン、ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポ
リエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリエーテ
ルイミド、ポリスルホン、およびそれらの共重合体、混
合物または他の組合せからなる群より選択される物質よ
り実質的にまたは少なくとも主になるものである。本発
明の多孔性ボディの細孔直径の良好な制御が可能であ
る。平均細孔直径は0.1-10ミクロンに亘るが、0.1-2 ミ
クロンの平均細孔サイズ範囲の狭いサイズ分布も容易に
得られる。
【００１６】本発明の多孔性ボディはガラスに適した高
分子の溶融ブレンドした混合物から調製され、次いでそ
のガラスはレリクト（relict）多孔性高分子網を残すよ
うに浸出によりそのブレンドした物質から除去される。
使用されるガラスは、ガラス／高分子混合物の親密な溶
融ブレンドが達成されるようにその高分子の転移温度と
同じ範囲の転移温度を有する。上記ガラスは加えて、効
果的な溶融ブレンドのために上記高分子と化学的に相容
性であり、水性媒体に浸出可能である。浸出可能なガラ
スとは、そのガラスを水または酸性または塩基性の水溶
液に露出することにより適切な構造の高分子網から実質
的に完全に除去されるガラスを意味するものである。
分子の溶融ブレンドした混合物から調製され、次いでそ
のガラスはレリクト（relict）多孔性高分子網を残すよ
うに浸出によりそのブレンドした物質から除去される。
使用されるガラスは、ガラス／高分子混合物の親密な溶
融ブレンドが達成されるようにその高分子の転移温度と
同じ範囲の転移温度を有する。上記ガラスは加えて、効
果的な溶融ブレンドのために上記高分子と化学的に相容
性であり、水性媒体に浸出可能である。浸出可能なガラ
スとは、そのガラスを水または酸性または塩基性の水溶
液に露出することにより適切な構造の高分子網から実質
的に完全に除去されるガラスを意味するものである。
【００１７】第２の特徴として、本発明は、少なくとも
約50容積％の細孔容積を提供する相互連絡細孔構造を有
する半透過性で多孔性の高分子ボディの製造方法を含
む。その方法は、第１に、微粉砕された耐熱性高分子と
微粉砕された浸出可能なガラスとの混合物を溶融混合し
て２相ガラス−高分子ブレンドを形成する工程を含む。
溶融混合により形成されたブレンドは一般的に、そこに
配された連続高分子網および相互連絡ガラス相を含み、
そのガラス相の相互連絡は続いての工程により実質的に
完全なガラスの除去を達成するのに必要である。
約50容積％の細孔容積を提供する相互連絡細孔構造を有
する半透過性で多孔性の高分子ボディの製造方法を含
む。その方法は、第１に、微粉砕された耐熱性高分子と
微粉砕された浸出可能なガラスとの混合物を溶融混合し
て２相ガラス−高分子ブレンドを形成する工程を含む。
溶融混合により形成されたブレンドは一般的に、そこに
配された連続高分子網および相互連絡ガラス相を含み、
そのガラス相の相互連絡は続いての工程により実質的に
完全なガラスの除去を達成するのに必要である。
【００１８】このように得られたブレンドは、次に濾過
媒体または装置のように有用な選択された形状のガラス
−高分子ボディに形成される。したがって、そのボディ
は、薄いフイルム、シートまたは他の膜形状を含み、あ
るいは、板、管、容器、またはフィルタまたは多孔性フ
ィルタ支持のように有用な他の形状を含む。
媒体または装置のように有用な選択された形状のガラス
−高分子ボディに形成される。したがって、そのボディ
は、薄いフイルム、シートまたは他の膜形状を含み、あ
るいは、板、管、容器、またはフィルタまたは多孔性フ
ィルタ支持のように有用な他の形状を含む。
【００１９】このように得られたガラス−高分子ボディ
は、その後に水性媒体により処理を施され、その中の連
続高分子網から相互連絡ガラス相を浸出させる。このこ
とは、多孔性高分子ボディのみがガラスの除去後に残留
するように連続高分子網を破壊することなく容易に達成
できる。このボディは、典型的に約0.1-10ミクロンの範
囲に含まれる平均細孔直径を有する相互連絡細孔構造を
含む。より好ましくは、少なくとも70容積％の細孔容積
と0.1-2 ミクロンのミクロ濾過範囲の平均細孔サイズを
有する多孔性製造物を提供する。
は、その後に水性媒体により処理を施され、その中の連
続高分子網から相互連絡ガラス相を浸出させる。このこ
とは、多孔性高分子ボディのみがガラスの除去後に残留
するように連続高分子網を破壊することなく容易に達成
できる。このボディは、典型的に約0.1-10ミクロンの範
囲に含まれる平均細孔直径を有する相互連絡細孔構造を
含む。より好ましくは、少なくとも70容積％の細孔容積
と0.1-2 ミクロンのミクロ濾過範囲の平均細孔サイズを
有する多孔性製造物を提供する。
【００２０】ガラスを耐熱性高分子と親密にブレンドし
てそのガラスとプラスチックの中間の特性を有する複合
材料を提供できることが知られている。例えば、米国特
許第5,043,369 号（バーンら）は、低転移温度のガラス
と溶融ブレンドした耐熱性高分子を含み、微粒ミクロ構
造および部分的な混和性またはそこに分散された高分子
とガラスとの間の相互反応を示すガラス／高分子複合材
料を開示している。その溶融ブレンドは、微粉砕された
ガラスと高分子バッチ材料を含むガラス／高分子バッチ
の高剪断分散混合により、好ましくは通常高分子工業に
用いられている２軸押出機により提供されるような高剪
断スクリュータイプの押出機からなる混合技術により作
られる。
てそのガラスとプラスチックの中間の特性を有する複合
材料を提供できることが知られている。例えば、米国特
許第5,043,369 号（バーンら）は、低転移温度のガラス
と溶融ブレンドした耐熱性高分子を含み、微粒ミクロ構
造および部分的な混和性またはそこに分散された高分子
とガラスとの間の相互反応を示すガラス／高分子複合材
料を開示している。その溶融ブレンドは、微粉砕された
ガラスと高分子バッチ材料を含むガラス／高分子バッチ
の高剪断分散混合により、好ましくは通常高分子工業に
用いられている２軸押出機により提供されるような高剪
断スクリュータイプの押出機からなる混合技術により作
られる。
【００２１】本発明は前記バーンらの特許に記載されて
いる方法と同様な方法で作られた複合材料を用いる。し
かしながら、本発明において有用に選択される高分子と
ガラスのバッチ材料は、ガラス／高分子ブレンド内の連
続高分子網が保持できるような特性を有さなければなら
ない。加えて、そのような網を発達させ、その高分子中
にガラスの実質的に相互連絡分散を形成するのに適した
混合条件およびガラス／高分子容積比が必要とされる。
いる方法と同様な方法で作られた複合材料を用いる。し
かしながら、本発明において有用に選択される高分子と
ガラスのバッチ材料は、ガラス／高分子ブレンド内の連
続高分子網が保持できるような特性を有さなければなら
ない。加えて、そのような網を発達させ、その高分子中
にガラスの実質的に相互連絡分散を形成するのに適した
混合条件およびガラス／高分子容積比が必要とされる。
【００２２】上記混合物中の容性ガラスの容積分率は、
膜中の高い多孔度およびその中の不連続細孔構造という
よりむしろ連続なものを達成するために高くなくてはな
らない。典型的に上記混合物の約65-95 重量％を構成す
るガラスを、その残りの5-35重量％を構成する高分子と
ともに用いる。さらに、そのガラスは、ガラスの球対称
な小滴が上記材料の混合中にその高分子内に形成される
ように高分子に関して非湿潤であることが望ましい。
膜中の高い多孔度およびその中の不連続細孔構造という
よりむしろ連続なものを達成するために高くなくてはな
らない。典型的に上記混合物の約65-95 重量％を構成す
るガラスを、その残りの5-35重量％を構成する高分子と
ともに用いる。さらに、そのガラスは、ガラスの球対称
な小滴が上記材料の混合中にその高分子内に形成される
ように高分子に関して非湿潤であることが望ましい。
【００２３】以前にも記載したように、本発明への使用
に必要な化学相容性、溶融混合挙動、および耐久性の最
良の組合せを示す高分子は、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン（ポリ
スルホン）、および液晶ポリマーのようなものを含む。
これらの耐熱性高分子は単一でまたは組合せで用いら
れ、あるいは十分な高分子相容性が存在して溶融混合中
に良好な高分子網形成を提供する場合にのみ、フルオロ
ポリマーのような他の高分子を添加して用いられる。
に必要な化学相容性、溶融混合挙動、および耐久性の最
良の組合せを示す高分子は、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン（ポリ
スルホン）、および液晶ポリマーのようなものを含む。
これらの耐熱性高分子は単一でまたは組合せで用いら
れ、あるいは十分な高分子相容性が存在して溶融混合中
に良好な高分子網形成を提供する場合にのみ、フルオロ
ポリマーのような他の高分子を添加して用いられる。
【００２４】最良の耐熱耐久性のために、本発明の多孔
性製造物は好ましくは少なくとも主な（90重量％かそれ
以上）耐熱性高分子を、微量の添加のより耐久性のない
高分子とともに含む。最も好ましくは、その製造物は耐
熱性高分子のみから実質的になり、他の高分子をほとん
どまたは全く含まない。
性製造物は好ましくは少なくとも主な（90重量％かそれ
以上）耐熱性高分子を、微量の添加のより耐久性のない
高分子とともに含む。最も好ましくは、その製造物は耐
熱性高分子のみから実質的になり、他の高分子をほとん
どまたは全く含まない。
【００２５】液晶ポリマーの多くの繊維状の特性は、特
に高分子中にガラスが非常に高充填された場合でさえ所
望の連続高分子網の形成に適しているように思われる。
本発明に関する多孔性製品の製造に特に好ましい液晶ポ
リマーの具体例は、ノースカロライナ州、シェルビー、
のヘキストセラニーズ社からベクトラ液晶ポリマーとし
て市販されている共重合ｐ−ヒドロキシ安息香酸／ヒド
ロキシナフトエ酸単量体混合物、およびジョージア州、
オーガスタのアモコパフォーマンスプロダクツ社からザ
イダー液晶ポリマーとして市販されているテレフタル酸
のｐ−ｐ１−ジヒドロキシビフェニル、ｐ−ヒドロキシ
安息香酸との共重合体を含む。これらの高分子は、640-
670 °Ｆの熱変形温度および18,000psi を超える強度を
有する。
に高分子中にガラスが非常に高充填された場合でさえ所
望の連続高分子網の形成に適しているように思われる。
本発明に関する多孔性製品の製造に特に好ましい液晶ポ
リマーの具体例は、ノースカロライナ州、シェルビー、
のヘキストセラニーズ社からベクトラ液晶ポリマーとし
て市販されている共重合ｐ−ヒドロキシ安息香酸／ヒド
ロキシナフトエ酸単量体混合物、およびジョージア州、
オーガスタのアモコパフォーマンスプロダクツ社からザ
イダー液晶ポリマーとして市販されているテレフタル酸
のｐ−ｐ１−ジヒドロキシビフェニル、ｐ−ヒドロキシ
安息香酸との共重合体を含む。これらの高分子は、640-
670 °Ｆの熱変形温度および18,000psi を超える強度を
有する。
【００２６】下記の表Ｉに本発明に関する多孔性膜また
は他の製品の製造に有用な主な高分子の物理的特性を記
載する。その表から、これら高分子の比較的高い熱変形
温度および強度が明白である。それゆえ、これらの高分
子により示された物理的利点は、ポリテトラフルオロエ
チレン（熱変形温度が約200 °Ｆ）およびポリカーボネ
ート（熱変形温度が約270 °Ｆ）のような可能性のある
膜高分子と比較した場合でさえも、価値のあるものであ
る。
は他の製品の製造に有用な主な高分子の物理的特性を記
載する。その表から、これら高分子の比較的高い熱変形
温度および強度が明白である。それゆえ、これらの高分
子により示された物理的利点は、ポリテトラフルオロエ
チレン（熱変形温度が約200 °Ｆ）およびポリカーボネ
ート（熱変形温度が約270 °Ｆ）のような可能性のある
膜高分子と比較した場合でさえも、価値のあるものであ
る。
【００２７】 表Ｉ−耐久性高分子 高分子の種類 熱変形温度（°Ｆ） 強度 ポリスルホン 340 ° 5,000-6,000psi ポリエーテルケトン 367 ° 15,000 psi （ＰＥＫ） ポリエーテル− 320 ° １０，０００−１５，００
０ ｐｓｉ エーテルケトン （ＰＥＥＫ） 液晶ポリマー ６３９−６７１ ° 18,000-20,000 ps
i 本発明への使用に実施可能なガラスの選択に関し、前述
したバーンらの特許に開示されている多くのガラスは、
高い化学的耐久性を示すガラスである。これらは、ここ
に記載されている複合材料に良好な耐候性および腐食環
境に対する抵抗を与えるように特に選択されたガラスで
ある。
０ ｐｓｉ エーテルケトン （ＰＥＥＫ） 液晶ポリマー ６３９−６７１ ° 18,000-20,000 ps
i 本発明への使用に実施可能なガラスの選択に関し、前述
したバーンらの特許に開示されている多くのガラスは、
高い化学的耐久性を示すガラスである。これらは、ここ
に記載されている複合材料に良好な耐候性および腐食環
境に対する抵抗を与えるように特に選択されたガラスで
ある。
【００２８】本発明はかわりに、水性媒体中に直ちに溶
解する性質を示すガラスの使用を必要とする。しかしな
がら、高い水容性が使用するガラスに望まれるが、例え
ば吸湿挙動を示すガラスのような非耐久ガラスは好まし
くない。空気から水を自然に吸収する後者のガラスは、
それらに処理を施すのを困難にする粘着特性を有する。
そして、多孔性製品を製造するのに用いられる製造工程
の溶融混合段階での水分の存在は好ましくない。
解する性質を示すガラスの使用を必要とする。しかしな
がら、高い水容性が使用するガラスに望まれるが、例え
ば吸湿挙動を示すガラスのような非耐久ガラスは好まし
くない。空気から水を自然に吸収する後者のガラスは、
それらに処理を施すのを困難にする粘着特性を有する。
そして、多孔性製品を製造するのに用いられる製造工程
の溶融混合段階での水分の存在は好ましくない。
【００２９】高い容性に加えてこれらのガラスの重要な
特性は、溶融混合温度でのガラスの粘性である。上述し
たように、上記ガラスが混合中に上記耐熱性高分子の粘
性と相容性のない粘性を有する場合、その高分子中にそ
のガラスの高充填は行なわれず、それゆえ、続いての浸
出により高分子網から除去される連続または相互連絡の
ガラス相を発達させるのに十分なガラスの装填が実施で
きない。
特性は、溶融混合温度でのガラスの粘性である。上述し
たように、上記ガラスが混合中に上記耐熱性高分子の粘
性と相容性のない粘性を有する場合、その高分子中にそ
のガラスの高充填は行なわれず、それゆえ、続いての浸
出により高分子網から除去される連続または相互連絡の
ガラス相を発達させるのに十分なガラスの装填が実施で
きない。
【００３０】この問題は、原則として浸出により高分子
マトリックスから除去されて多孔高分子残留物を残す、
塩化ナトリウムのような水容性非ガラス固体により最も
明確に実証される。しかしながら、高分子溶融温度で固
体でいるこの種の固体は、約30重量％より高い固体装填
ではその高分子とともにうまく処理が施されない。浸出
可能な材料のこの割合は、開示されている種類の耐久性
高分子中の浸出可能な材料の連続網を形成するのに要求
されている割合より十分に低い。
マトリックスから除去されて多孔高分子残留物を残す、
塩化ナトリウムのような水容性非ガラス固体により最も
明確に実証される。しかしながら、高分子溶融温度で固
体でいるこの種の固体は、約30重量％より高い固体装填
ではその高分子とともにうまく処理が施されない。浸出
可能な材料のこの割合は、開示されている種類の耐久性
高分子中の浸出可能な材料の連続網を形成するのに要求
されている割合より十分に低い。
【００３１】水容性と低い溶融温度の両者を示す既知の
ガラス族の例は、いわゆるメタリン酸塩ガラスおよびウ
ルトラリン酸塩ガラス、並びに既知のホウ酸塩ガラス、
ハロゲン化物ガラス、オキシフッ化物ガラスおよびハロ
リン酸塩ガラスを含むアルカリリン酸塩である。そのア
ルカリリン酸塩は、モルパーセントで、約35-70 ％のＰ
2 Ｏ5 、約25-65 ％のＲ2 Ｏ、ここでここでＲが、ナト
リウム、カリウムおよびリチウムからなる群より選択さ
れる少なくとも１つのアルカリ金属であり、および約0-
10％の、Ａｌ2 Ｏ3 およびＢ2 Ｏ3 からなる群より選択
される酸化物からなるガラスを含む広い範囲の組成物か
ら選択される。特に良好な容性を示すハロリン酸塩ガラ
スは、モルパーセントで表わして、約25-55 ％のＰ2 Ｏ
5 、約10-40 ％のＲ2 Ｏ、ここでＲが、ナトリウム、カ
リウムおよびリチウムからなる群より選択される少なく
とも１つのアルカリ金属であり、および約10-40 ％のＺ
ｎＣｌ2 からなるガラスを含む。これらのガラスにより
示されるガラス転移温度は、190 ℃から360 ℃またはそ
れより高い範囲に亘り得る。
ガラス族の例は、いわゆるメタリン酸塩ガラスおよびウ
ルトラリン酸塩ガラス、並びに既知のホウ酸塩ガラス、
ハロゲン化物ガラス、オキシフッ化物ガラスおよびハロ
リン酸塩ガラスを含むアルカリリン酸塩である。そのア
ルカリリン酸塩は、モルパーセントで、約35-70 ％のＰ
2 Ｏ5 、約25-65 ％のＲ2 Ｏ、ここでここでＲが、ナト
リウム、カリウムおよびリチウムからなる群より選択さ
れる少なくとも１つのアルカリ金属であり、および約0-
10％の、Ａｌ2 Ｏ3 およびＢ2 Ｏ3 からなる群より選択
される酸化物からなるガラスを含む広い範囲の組成物か
ら選択される。特に良好な容性を示すハロリン酸塩ガラ
スは、モルパーセントで表わして、約25-55 ％のＰ2 Ｏ
5 、約10-40 ％のＲ2 Ｏ、ここでＲが、ナトリウム、カ
リウムおよびリチウムからなる群より選択される少なく
とも１つのアルカリ金属であり、および約10-40 ％のＺ
ｎＣｌ2 からなるガラスを含む。これらのガラスにより
示されるガラス転移温度は、190 ℃から360 ℃またはそ
れより高い範囲に亘り得る。
【００３２】水容性と溶融粘性との優れた組合せを示す
好ましいガラス族は、約200-350 ℃の範囲のガラス転移
温度を有する選択されたアルカリリン酸塩ガラスからな
る。これらガラスの多くは、非吸湿性であるが、比較的
水または他の水性媒体に容性である。それらのガラスは
また、液晶ポリマーのような耐熱高分子と相容性のある
溶融粘性を示す。
好ましいガラス族は、約200-350 ℃の範囲のガラス転移
温度を有する選択されたアルカリリン酸塩ガラスからな
る。これらガラスの多くは、非吸湿性であるが、比較的
水または他の水性媒体に容性である。それらのガラスは
また、液晶ポリマーのような耐熱高分子と相容性のある
溶融粘性を示す。
【００３３】好ましいガラスの具体例は、モルパーセン
トで、約40-55 ％のＰ2 Ｏ5 、約45-55 ％のＲ2 Ｏ、こ
こでここでＲが、ナトリウム、カリウムおよびリチウム
からなる群より選択される少なくとも１つのアルカリ金
属であり、および約0-10％の、Ａｌ2 Ｏ3 からなるアル
カリリン酸塩ガラスおよびアルミノリン酸塩ガラスであ
る。表IIに本発明に関する多孔性膜等の製造に適した容
性と粘性特性を示すこの種のガラス組成物の例を示す。
表IIa の組成はモルパーセントで示し、各ガラスのガラ
ス転移温度（Ｔｇ）をともに示す。重量パーセントの組
成物を表IIb に示す。
トで、約40-55 ％のＰ2 Ｏ5 、約45-55 ％のＲ2 Ｏ、こ
こでここでＲが、ナトリウム、カリウムおよびリチウム
からなる群より選択される少なくとも１つのアルカリ金
属であり、および約0-10％の、Ａｌ2 Ｏ3 からなるアル
カリリン酸塩ガラスおよびアルミノリン酸塩ガラスであ
る。表IIに本発明に関する多孔性膜等の製造に適した容
性と粘性特性を示すこの種のガラス組成物の例を示す。
表IIa の組成はモルパーセントで示し、各ガラスのガラ
ス転移温度（Ｔｇ）をともに示す。重量パーセントの組
成物を表IIb に示す。
【００３４】 表II 浸出性アルカリリン酸塩ガラス 表IIa モルパーセント組成物 酸化物 １ ２ ３ ４ ５ Ｐ2 Ｏ5 46.05 45.98 45.95 48.07 50.07 Ａｌ2 Ｏ3 3.98 4.04 4.03 1.99 ---- Ｌｉ2 Ｏ 24.94 ---- 25.06 24.93 24.92 Ｎａ2 Ｏ 25.03 24.98 ---- 25.01 25.01 Ｋ2 Ｏ ---- 25.00 24.96 ---- ---- 表IIb 重量パーセント組成物 酸化物 １ ２ ３ ４ ５ Ｐ2 Ｏ5 70.7 60.2 65.0 73.1 75.5 Ａｌ2 Ｏ3 4.4 3.8 4.1 2.18 ---- Ｌｉ2 Ｏ 8.1 ---- 7.5 8.02 7.95 Ｎａ2 Ｏ 16.8 14.3 ---- 16.63 16.49 Ｋ2 Ｏ ---- 21.7 23.4 ---- ---- Ｔｇ（℃） 290℃ 260℃ 280℃ 263℃ 240℃ ここに記載したような溶融混合工程の選択したガラスと
高分子の出発材料の親密な混合物を得るために、微粉砕
したガラスと高分子バッチ材料を一般的に用いる。その
高分子とガラスの正確な形状は、そのバッチ材料がほど
よい工程間隔内で所望の高分子／ガラスミクロ構造を製
造するように処理を施せる場合にのみ、重大ではない。
しかしながら、粉末高分子と粉末ガラスの出発材料を用
い、そのバッチを最終溶融混合温度まで加熱する前にこ
れらの粉末を均質なブレンドにまで親密に混合すること
が好ましい。
高分子の出発材料の親密な混合物を得るために、微粉砕
したガラスと高分子バッチ材料を一般的に用いる。その
高分子とガラスの正確な形状は、そのバッチ材料がほど
よい工程間隔内で所望の高分子／ガラスミクロ構造を製
造するように処理を施せる場合にのみ、重大ではない。
しかしながら、粉末高分子と粉末ガラスの出発材料を用
い、そのバッチを最終溶融混合温度まで加熱する前にこ
れらの粉末を均質なブレンドにまで親密に混合すること
が好ましい。
【００３５】耐熱高分子とアルカリリン酸塩ガラスの両
者は、容易に粉末として得られる。その高分子は一般的
に粉末またはペレット形状で市販されているが、上記ガ
ラスは既知のガラス製造技術を用いて粉末として容易に
供給される。そのような粉末を作るために、上記ガラス
を最初に従来のガラス作業に従って溶融し、次いで圧延
してガラスリボンを形成し、最後に粉砕して所望の粒子
サイズに細かく砕く。
者は、容易に粉末として得られる。その高分子は一般的
に粉末またはペレット形状で市販されているが、上記ガ
ラスは既知のガラス製造技術を用いて粉末として容易に
供給される。そのような粉末を作るために、上記ガラス
を最初に従来のガラス作業に従って溶融し、次いで圧延
してガラスリボンを形成し、最後に粉砕して所望の粒子
サイズに細かく砕く。
【００３６】数ミリメーターより大きなガラス粒子サイ
ズは高剪断押出しによりブレンドするのは困難である
が、約12-20 メッシュ（米国標準ふるい）の範囲の粒子
サイズのガラス粉末は、比較的短い工程間隔内で大変望
ましいガラス相の分散を有する高分子溶融ブレンドを効
果的に提供する。その粉末ガラスを扱うに際して、貯蔵
中の粉末の水分の不純物を避けるのが有用であることも
分かった。そのため、プラスチック袋のような耐水性の
容器中に粉末を貯蔵して、粉末が取り込む水を最小限に
することが好ましい。さらに、最良の工程のためには、
これらのガラスを、混合してガラス／高分子ブレンドを
形成する直前に、熱風オーブン中で150 ℃またはそれ以
上の温度で１晩乾燥させる。上記高分子粉末もまた、吸
収した水分のないべきであり、これらは同様に使用前に
熱風オーブン中で１晩乾燥させる。
ズは高剪断押出しによりブレンドするのは困難である
が、約12-20 メッシュ（米国標準ふるい）の範囲の粒子
サイズのガラス粉末は、比較的短い工程間隔内で大変望
ましいガラス相の分散を有する高分子溶融ブレンドを効
果的に提供する。その粉末ガラスを扱うに際して、貯蔵
中の粉末の水分の不純物を避けるのが有用であることも
分かった。そのため、プラスチック袋のような耐水性の
容器中に粉末を貯蔵して、粉末が取り込む水を最小限に
することが好ましい。さらに、最良の工程のためには、
これらのガラスを、混合してガラス／高分子ブレンドを
形成する直前に、熱風オーブン中で150 ℃またはそれ以
上の温度で１晩乾燥させる。上記高分子粉末もまた、吸
収した水分のないべきであり、これらは同様に使用前に
熱風オーブン中で１晩乾燥させる。
【００３７】ここに用いられているようなガラス高分子
ブレンドの溶融混合および押出しは、よく知られてい
る、前述したバーンらの特許に記載された方法により行
なわれる。典型的に、２軸押出機または類似の高剪断高
分子ブレンド装置のような手段による高剪断混合および
押出しは、そのブレンドに高温と高トルクを都合よく与
えることができるので、最初のガラス高分子混合物を迅
速に形成する最良の方法である。
ブレンドの溶融混合および押出しは、よく知られてい
る、前述したバーンらの特許に記載された方法により行
なわれる。典型的に、２軸押出機または類似の高剪断高
分子ブレンド装置のような手段による高剪断混合および
押出しは、そのブレンドに高温と高トルクを都合よく与
えることができるので、最初のガラス高分子混合物を迅
速に形成する最良の方法である。
【００３８】もちろん、ここに記載したように製造され
る多孔性膜または他の製造物の多孔度容積率、平均細孔
サイズおよび細孔形態は、高分子とガラスの組成だけで
なく、押出し中の温度や剪断速度のような工程のパラメ
ーターによることが分かった。これらの要因の全ては、
工程中の高分子とガラスとの間の相互作用に影響を与え
ることができ、それゆえブレンドされた材料の多孔性構
造にも影響を与える。これより開示する特に好ましいガ
ラス高分子系については、350-400 ℃の範囲の押出温度
が最も頻繁に用いられており、これらの温度により微粒
状で完全に分散された相互連絡ガラス相の完全な混合と
発生を生じることのできるガラスと高分子の粘度を生成
できる。しかしながら、用いられる各材料系にとっての
最も好ましい工程条件は、通常の実験により最もよく決
定される。
る多孔性膜または他の製造物の多孔度容積率、平均細孔
サイズおよび細孔形態は、高分子とガラスの組成だけで
なく、押出し中の温度や剪断速度のような工程のパラメ
ーターによることが分かった。これらの要因の全ては、
工程中の高分子とガラスとの間の相互作用に影響を与え
ることができ、それゆえブレンドされた材料の多孔性構
造にも影響を与える。これより開示する特に好ましいガ
ラス高分子系については、350-400 ℃の範囲の押出温度
が最も頻繁に用いられており、これらの温度により微粒
状で完全に分散された相互連絡ガラス相の完全な混合と
発生を生じることのできるガラスと高分子の粘度を生成
できる。しかしながら、用いられる各材料系にとっての
最も好ましい工程条件は、通常の実験により最もよく決
定される。
【００３９】本発明による濾過またはフィルター支持体
に適した膜、フイルム、板、細管または他の構造物に溶
融ブレンドされたガラス／高分子押出物の実際の成形
は、高温熱可塑性高分子材料の形成に適した既知の技術
により行なわれる。しかしながら、好ましい実施は、最
初の溶融ブレンド材料を押出ペレット形状に製造し、次
いで圧縮成形または再押出成形のような熱成形を用いて
その溶融ブレンド混合物を製造するフィルター媒体に所
望の形状に形作ることである。
に適した膜、フイルム、板、細管または他の構造物に溶
融ブレンドされたガラス／高分子押出物の実際の成形
は、高温熱可塑性高分子材料の形成に適した既知の技術
により行なわれる。しかしながら、好ましい実施は、最
初の溶融ブレンド材料を押出ペレット形状に製造し、次
いで圧縮成形または再押出成形のような熱成形を用いて
その溶融ブレンド混合物を製造するフィルター媒体に所
望の形状に形作ることである。
【００４０】熱圧縮成形は、ペレットにされた溶融ブレ
ンド材料において薄断面製造物の形成する単純で効果的
な方法を構成する。重ねて、適した離型剤を塗布した剛
性アルミニウムまたはスチール板の間で行なわれる圧縮
とともに続いての浸出にほどよい品質の板、シートまた
は膜は、350-400 ℃の範囲の温度で十分製造できる。
ンド材料において薄断面製造物の形成する単純で効果的
な方法を構成する。重ねて、適した離型剤を塗布した剛
性アルミニウムまたはスチール板の間で行なわれる圧縮
とともに続いての浸出にほどよい品質の板、シートまた
は膜は、350-400 ℃の範囲の温度で十分製造できる。
【００４１】上述したように与えられた板、フイルムま
たは他の形状からのガラス相の除去は、その選択した形
状を湯または熱した水溶液と単に接触させることにより
都合よく行なわれる。一般的に、強酸または塩基溶液は
ガラスの除去に要求されず、それゆえ滅多に使用されな
い。室温での浸出もまた効果的ではあるが、沸騰または
ほぼ沸騰した媒質で行なわれるよりも遅くなる。
たは他の形状からのガラス相の除去は、その選択した形
状を湯または熱した水溶液と単に接触させることにより
都合よく行なわれる。一般的に、強酸または塩基溶液は
ガラスの除去に要求されず、それゆえ滅多に使用されな
い。室温での浸出もまた効果的ではあるが、沸騰または
ほぼ沸騰した媒質で行なわれるよりも遅くなる。
【００４２】
【実施例】以下、本発明による多孔性膜の製造を示す実
施例を参照しながら本発明を詳細に説明する。
施例を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００４３】（実施例１）モルパーセントで、約70.7％
のＰ2 Ｏ5 、約16.8％のＮａ2 Ｏ、約8.1 ％のＬｉ
2 Ｏ、および約4.4 ％のＡｌ2 Ｏ3 の組成を有するリン
酸塩ガラスを配合し、シリカるつぼ中約1000℃の温度で
溶融する。このバッチは透明な流動性ガラス溶融物とな
る。
のＰ2 Ｏ5 、約16.8％のＮａ2 Ｏ、約8.1 ％のＬｉ
2 Ｏ、および約4.4 ％のＡｌ2 Ｏ3 の組成を有するリン
酸塩ガラスを配合し、シリカるつぼ中約1000℃の温度で
溶融する。このバッチは透明な流動性ガラス溶融物とな
る。
【００４４】このように得られたガラス溶融物を圧延に
よりリボンに形成し、次いで圧延リボンを砕いて米国標
準ふるいの20メッシュ（最大粒径約1.7 mm）より小さい
粒径のガラス粉末に粉砕する。粉砕はガラスによる水分
の吸収を避けるために低湿度下で行なわれる。
よりリボンに形成し、次いで圧延リボンを砕いて米国標
準ふるいの20メッシュ（最大粒径約1.7 mm）より小さい
粒径のガラス粉末に粉砕する。粉砕はガラスによる水分
の吸収を避けるために低湿度下で行なわれる。
【００４５】次に液晶ポリマー粉末を提供する。ジョー
ジア州、オーガスタのアモコパフォーマンスプロダクツ
社から市販されているザイダー液晶ポリマーを高分子と
して選択した。
ジア州、オーガスタのアモコパフォーマンスプロダクツ
社から市販されているザイダー液晶ポリマーを高分子と
して選択した。
【００４６】次いで約80重量部のガラスと約20重量部の
高分子を手で混合することにより、ガラスと高分子の粉
末を含む粉末バッチを調製する。この混合物を溶融ブレ
ンドの押出機に装填する。使用した押出機は、押出バレ
ルの温度を400 ℃かそれ以上に容易に保持できるように
セラミック加熱素子からなる補助の加熱手段が備え付け
られていることを除いては、従来の２軸高分子押出機で
ある。
高分子を手で混合することにより、ガラスと高分子の粉
末を含む粉末バッチを調製する。この混合物を溶融ブレ
ンドの押出機に装填する。使用した押出機は、押出バレ
ルの温度を400 ℃かそれ以上に容易に保持できるように
セラミック加熱素子からなる補助の加熱手段が備え付け
られていることを除いては、従来の２軸高分子押出機で
ある。
【００４７】その混合物をこの押出機に装填する前に、
押出機を最初に清浄な液晶ポリマーでパージして清掃
し、押出バレルを湿らせる。その後に、押出スクリュー
の速度を25rpm 、バレル温度を約400 ℃に保持しなが
ら、ガラス高分子混合物を装填し、溶融ブレンドして押
し出す。
押出機を最初に清浄な液晶ポリマーでパージして清掃
し、押出バレルを湿らせる。その後に、押出スクリュー
の速度を25rpm 、バレル温度を約400 ℃に保持しなが
ら、ガラス高分子混合物を装填し、溶融ブレンドして押
し出す。
【００４８】このようにして得られた押出混合物を押し
出しながらペレットにし、次いでシリコン離型剤を塗布
したアルミニウムシートの間で400 ℃で熱圧縮する。熱
圧縮は、約５ミルの厚さを有する押出ガラス／高分子混
合物のフイルムを製造するのに十分な圧力下で行なう。
出しながらペレットにし、次いでシリコン離型剤を塗布
したアルミニウムシートの間で400 ℃で熱圧縮する。熱
圧縮は、約５ミルの厚さを有する押出ガラス／高分子混
合物のフイルムを製造するのに十分な圧力下で行なう。
【００４９】上述のように製造したフイルムを次いで室
温で約16時間、水中に浸出させ、その後全ての水が浸出
フイルムから除去されるまで100 ℃で乾燥せしめる。生
成したフイルムを走査電子顕微鏡および水銀多孔度測定
法により検査してその多孔度および細孔構造を決定す
る。
温で約16時間、水中に浸出させ、その後全ての水が浸出
フイルムから除去されるまで100 ℃で乾燥せしめる。生
成したフイルムを走査電子顕微鏡および水銀多孔度測定
法により検査してその多孔度および細孔構造を決定す
る。
【００５０】図１は浸出によりフイルムからガラス相を
除去する前の上記実施例により製造された圧縮フイルム
の構造を示す図である。図１は、液体窒素で冷却した後
のフイルム破断により製造された未浸出フイルムの破断
面の電子顕微鏡写真である。これはフイルムの断面を示
し、白い線分は10ミクロンの寸法を示す。顕微鏡写真の
軽いウェブ状の構造は高分子材料の網であり、一方ガラ
ス相はその高分子中に暗い灰色の球晶含有物の形状とし
て見られる。
除去する前の上記実施例により製造された圧縮フイルム
の構造を示す図である。図１は、液体窒素で冷却した後
のフイルム破断により製造された未浸出フイルムの破断
面の電子顕微鏡写真である。これはフイルムの断面を示
し、白い線分は10ミクロンの寸法を示す。顕微鏡写真の
軽いウェブ状の構造は高分子材料の網であり、一方ガラ
ス相はその高分子中に暗い灰色の球晶含有物の形状とし
て見られる。
【００５１】図２は浸出によりフイルムからガラス相が
除去された後のフイルム断面を示す図である。重ねて、
白い線分は10ミクロンの寸法を示す。図２の典型例によ
り明白なように、出発材料の高分子成分はフイルム中の
ガラスの高百分率にもかかわらず連続高分子網として得
られている。浸出によりフイルムの厚さに亘る全てのガ
ラスが除去されるという事実は、図１に示す球晶ガラス
相は高分子中に孤立した含有物を含まないことを示す。
除去された後のフイルム断面を示す図である。重ねて、
白い線分は10ミクロンの寸法を示す。図２の典型例によ
り明白なように、出発材料の高分子成分はフイルム中の
ガラスの高百分率にもかかわらず連続高分子網として得
られている。浸出によりフイルムの厚さに亘る全てのガ
ラスが除去されるという事実は、図１に示す球晶ガラス
相は高分子中に孤立した含有物を含まないことを示す。
【００５２】図２に示す多孔度はさらに水銀多孔度測定
により特色づけられる。その結果はこの実施例のフイル
ムについて約0.34ミクロンの平均細孔直径を示す。ま
た、その細孔は、適度に均一のサイズであり、観察され
た最大の細孔は約2.5 ミクロンを超えない直径を有する
ものである。フイルムの厚さ全体に亘って広がる均一な
相互連絡多孔度は、強く耐熱性のあるミクロ濾過膜とし
て良好なフイルム機能を示す。
により特色づけられる。その結果はこの実施例のフイル
ムについて約0.34ミクロンの平均細孔直径を示す。ま
た、その細孔は、適度に均一のサイズであり、観察され
た最大の細孔は約2.5 ミクロンを超えない直径を有する
ものである。フイルムの厚さ全体に亘って広がる均一な
相互連絡多孔度は、強く耐熱性のあるミクロ濾過膜とし
て良好なフイルム機能を示す。
【００５３】（実施例２）10重量％の液晶ポリマーと90
重量％のガラスを含むガラス／高分子混合物が溶融ブレ
ンドおよびフイルム形成工程中に用いられたことを除い
ては、実施例１と同様の工程を繰り返す。重ねて、溶融
ブレンドは実施例１に記載した押出操作条件下で行な
い、続いて同様のペレット化および熱圧縮工程を行な
う。
重量％のガラスを含むガラス／高分子混合物が溶融ブレ
ンドおよびフイルム形成工程中に用いられたことを除い
ては、実施例１と同様の工程を繰り返す。重ねて、溶融
ブレンドは実施例１に記載した押出操作条件下で行な
い、続いて同様のペレット化および熱圧縮工程を行な
う。
【００５４】この高いガラス充填でさえも、高分子フイ
ルムは、そこからのガラス浸出の後に連続多孔性網を示
す。浸出フイルムの水銀多孔度測定の検査は、約75％容
積パーセントの細孔容積を示す。その方法により決定さ
れた細孔のサイズ範囲は0.005-2.0 ミクロンに亘り、平
均細孔サイズは約0.23ミクロンである。これは、やや大
きな平均細孔サイズ（0.34ミクロン）および細孔直径サ
イズ（0.001-2.5 ミクロン）を有する実施例１のフイル
ムの約70％の細孔容積と匹敵する。しかしながら、実施
例１および２において、達成された細孔容積は50％を申
し分なく超え、それゆえ有用な濾過またはミクロ濾過性
能に必要な最小限の細孔容積をも申し分なく超える。
ルムは、そこからのガラス浸出の後に連続多孔性網を示
す。浸出フイルムの水銀多孔度測定の検査は、約75％容
積パーセントの細孔容積を示す。その方法により決定さ
れた細孔のサイズ範囲は0.005-2.0 ミクロンに亘り、平
均細孔サイズは約0.23ミクロンである。これは、やや大
きな平均細孔サイズ（0.34ミクロン）および細孔直径サ
イズ（0.001-2.5 ミクロン）を有する実施例１のフイル
ムの約70％の細孔容積と匹敵する。しかしながら、実施
例１および２において、達成された細孔容積は50％を申
し分なく超え、それゆえ有用な濾過またはミクロ濾過性
能に必要な最小限の細孔容積をも申し分なく超える。
【００５５】（実施例３）ポリエーテルエーテルケトン
（ＰＥＥＫ）高分子を選択したアルカリアルミノリン酸
塩ガラスと組み合わせたことを除いては実施例１の工程
を全般的に行なう。使用したＰＥＥＫは英国のＩＣＩよ
り市販されている。使用したガラスは、重量パーセント
で約60.2％のＰ2 Ｏ5 、約21.7％のＫ2 Ｏ、約14.3％の
Ｎａ2 Ｏ、および約3.8 ％のＡｌ2 Ｏ3 の組成を有す
る。このガラスの微粉末は、粉末形状のＰＥＥＫ樹脂と
完全に混合されており、この混合は約70重量％の粉末ガ
ラスと約30重量％の高分子の割合である。
（ＰＥＥＫ）高分子を選択したアルカリアルミノリン酸
塩ガラスと組み合わせたことを除いては実施例１の工程
を全般的に行なう。使用したＰＥＥＫは英国のＩＣＩよ
り市販されている。使用したガラスは、重量パーセント
で約60.2％のＰ2 Ｏ5 、約21.7％のＫ2 Ｏ、約14.3％の
Ｎａ2 Ｏ、および約3.8 ％のＡｌ2 Ｏ3 の組成を有す
る。このガラスの微粉末は、粉末形状のＰＥＥＫ樹脂と
完全に混合されており、この混合は約70重量％の粉末ガ
ラスと約30重量％の高分子の割合である。
【００５６】このようにして得られたガラス／高分子混
合物は実施例１で記載したような押出機により溶融混合
され、この２軸押出機は同じ温度および押出速度で操作
される。生成した押出物をペレットとし、このペレット
を実施例１で記載したような熱圧縮により成形し、約３
ミルの厚さのガラス／高分子フイルムを製造する。
合物は実施例１で記載したような押出機により溶融混合
され、この２軸押出機は同じ温度および押出速度で操作
される。生成した押出物をペレットとし、このペレット
を実施例１で記載したような熱圧縮により成形し、約３
ミルの厚さのガラス／高分子フイルムを製造する。
【００５７】上述した工程により製造したフイルムを実
施例１のように水中で浸出し、次いで電子顕微鏡で観察
する。浸出したフイルムの細孔構造は、そのフイルム中
に存在する細孔のバルクが1-2 ミクロンの範囲の代わり
に5-10ミクロンの直径を有することを除いては実施例１
で得られたものと同様である。
施例１のように水中で浸出し、次いで電子顕微鏡で観察
する。浸出したフイルムの細孔構造は、そのフイルム中
に存在する細孔のバルクが1-2 ミクロンの範囲の代わり
に5-10ミクロンの直径を有することを除いては実施例１
で得られたものと同様である。
【００５８】（実施例４）ここに記載した液晶ポリマー
と表IIに示したガラス３の組成を有するアルカリアルミ
ノリン酸塩ガラスとを用いて実施例２の工程を全般的に
行なう。ここでもガラス／液晶ポリマー粉末バッチは、
90重量％のガラスと10重量％の高分子とを含む。
と表IIに示したガラス３の組成を有するアルカリアルミ
ノリン酸塩ガラスとを用いて実施例２の工程を全般的に
行なう。ここでもガラス／液晶ポリマー粉末バッチは、
90重量％のガラスと10重量％の高分子とを含む。
【００５９】このバッチを実施例１で用いたものと同一
の条件下で溶融ブレンドし、次いで５ミルのフイルムに
圧縮し、最終的に浸出して多孔性フイルムを製造する。
しかしながら、そのフイルムの顕微鏡の観察によると、
多孔性で連続であるけれども実施例２のフイルムの構造
とは全く異なった高分子構造を示す。それゆえ高分子網
は、そのガラスが以前の実施例の場合のような均一のサ
イズの球状粒子を形成しないことを示すリボン状または
薄片形状を有し、フイルムの内側にいくつかの大きな空
所が観察される。２つのガラスの遷移温度は類似してい
るので、この結果はおそらく用いた溶融ブレンド条件下
におけるガラスの湿潤挙動の差異により生じた高分子と
ガラスとの間の相溶性の差異に帰する。表IIのガラス２
を用いた場合にも同様なフイルムミクロ構造が観察され
る。いうまでもなく、これらのフイルムの細孔容積は、
大きな粒子のマクロ濾過分離に適した使用が行なわれる
ように大きいものである。
の条件下で溶融ブレンドし、次いで５ミルのフイルムに
圧縮し、最終的に浸出して多孔性フイルムを製造する。
しかしながら、そのフイルムの顕微鏡の観察によると、
多孔性で連続であるけれども実施例２のフイルムの構造
とは全く異なった高分子構造を示す。それゆえ高分子網
は、そのガラスが以前の実施例の場合のような均一のサ
イズの球状粒子を形成しないことを示すリボン状または
薄片形状を有し、フイルムの内側にいくつかの大きな空
所が観察される。２つのガラスの遷移温度は類似してい
るので、この結果はおそらく用いた溶融ブレンド条件下
におけるガラスの湿潤挙動の差異により生じた高分子と
ガラスとの間の相溶性の差異に帰する。表IIのガラス２
を用いた場合にも同様なフイルムミクロ構造が観察され
る。いうまでもなく、これらのフイルムの細孔容積は、
大きな粒子のマクロ濾過分離に適した使用が行なわれる
ように大きいものである。
【００６０】（実施例５）前述したように、処理温度も
また本発明により得られた多孔性物質の細孔構造に実質
的に影響を与える。これらの影響のいくつかを示すため
に、実施例１の工程をここに記載したものと同様なガラ
ス／高分子混合物を用いて繰り返す。しかしながら、粉
末バッチの溶融ブレンドおよび押出しは、以前の400 ℃
の代わりに360 ℃の減じた温度で行なう。
また本発明により得られた多孔性物質の細孔構造に実質
的に影響を与える。これらの影響のいくつかを示すため
に、実施例１の工程をここに記載したものと同様なガラ
ス／高分子混合物を用いて繰り返す。しかしながら、粉
末バッチの溶融ブレンドおよび押出しは、以前の400 ℃
の代わりに360 ℃の減じた温度で行なう。
【００６１】このより低い温度で製造した浸出多孔性フ
イルムの試験は、いくぶん小さい平均細孔直径（約0.14
ミクロン）とより狭い細孔サイズ分布（約0.01-0.54 ミ
クロンの細孔範囲）が達成されたことを示す。加えて、
合計の多孔度は約78容積％と高い状態を保持している。
これらの結果は、単に用いる溶融ブレンド条件を変える
ことにより本発明による狭い細孔サイズ分布が有効であ
ることだけでなく、同一組成の系において多くの異なる
多孔性製品を製造できることを示す。
イルムの試験は、いくぶん小さい平均細孔直径（約0.14
ミクロン）とより狭い細孔サイズ分布（約0.01-0.54 ミ
クロンの細孔範囲）が達成されたことを示す。加えて、
合計の多孔度は約78容積％と高い状態を保持している。
これらの結果は、単に用いる溶融ブレンド条件を変える
ことにより本発明による狭い細孔サイズ分布が有効であ
ることだけでなく、同一組成の系において多くの異なる
多孔性製品を製造できることを示す。
【００６２】（実施例６）ノースカロライナ州、シェル
ビーのヘキストセラニーズ社からベクトラA-950液晶ポ
リマーとして市販されているｐ−ヒドロ安息香酸／ヒド
ロナフトエ酸液晶ポリマーを用いる以外は、実施例１の
工程を行なう。実施例１のガラスとこの高分子と用い
て、ガラスの装填量が80重量％と90重量％の２種の異な
るバッチ混合物を調製する。
ビーのヘキストセラニーズ社からベクトラA-950液晶ポ
リマーとして市販されているｐ−ヒドロ安息香酸／ヒド
ロナフトエ酸液晶ポリマーを用いる以外は、実施例１の
工程を行なう。実施例１のガラスとこの高分子と用い
て、ガラスの装填量が80重量％と90重量％の２種の異な
るバッチ混合物を調製する。
【００６３】これらの材料の粉末混合物の溶融ブレンド
および押出しは360 ℃で行ない、ペレットにした押出物
は５ミルのフイルムに圧縮して実施例１におけるのと同
様に浸出する。これらのバッチから製造された多孔性フ
イルムは、特により高いガラス装填水準において、残留
細孔中に繊維状の構造の形跡とともに1-20ミクロンサイ
ズ範囲の細孔サイズを示す。後者の場合において、その
細孔形状は、長さで50-150ミクロンの大きさのガラス小
繊維が浸出前の溶融ブレンド材料中に存在することを示
す。
および押出しは360 ℃で行ない、ペレットにした押出物
は５ミルのフイルムに圧縮して実施例１におけるのと同
様に浸出する。これらのバッチから製造された多孔性フ
イルムは、特により高いガラス装填水準において、残留
細孔中に繊維状の構造の形跡とともに1-20ミクロンサイ
ズ範囲の細孔サイズを示す。後者の場合において、その
細孔形状は、長さで50-150ミクロンの大きさのガラス小
繊維が浸出前の溶融ブレンド材料中に存在することを示
す。
【００６４】これらの結果は、用いた低い処理温度での
ガラスの比較的高い粘度および高温で引張られたときに
この特別な液晶ポリマーがそれ自身で小繊維を形成する
傾向に帰する。それゆえ、同一のＬＣＰ高分子を表IIの
より柔軟なガラス４とともに20重量％のガラス装填でま
た360 ℃の押出温度で加工する場合、浸出フイルムは非
常に細かくより均一な多孔度を示す。後者のフイルムの
細孔容積は73％であり、平均細孔直径は0.13μｍ、細孔
サイズ範囲は0.03-5μｍである。
ガラスの比較的高い粘度および高温で引張られたときに
この特別な液晶ポリマーがそれ自身で小繊維を形成する
傾向に帰する。それゆえ、同一のＬＣＰ高分子を表IIの
より柔軟なガラス４とともに20重量％のガラス装填でま
た360 ℃の押出温度で加工する場合、浸出フイルムは非
常に細かくより均一な多孔度を示す。後者のフイルムの
細孔容積は73％であり、平均細孔直径は0.13μｍ、細孔
サイズ範囲は0.03-5μｍである。
【００６５】前述したように、高分子混合物は本発明に
よる多孔性ボディを提供するのに用いられ、そのような
混合物は、ガラス／高分子混合物の加工性の改善、その
高分子の界面化学の適応、および熱安定性を減少させる
ことなく多孔性製品のたわみ性および／または強度の改
善のような目的を達成するために用いられる。以下の表
III は、単一の高分子の代わりにポリマーブレンドを用
いて作られてはいるが概略実施例１の工程により製造さ
れた多孔性フイルムを記載したものである。
よる多孔性ボディを提供するのに用いられ、そのような
混合物は、ガラス／高分子混合物の加工性の改善、その
高分子の界面化学の適応、および熱安定性を減少させる
ことなく多孔性製品のたわみ性および／または強度の改
善のような目的を達成するために用いられる。以下の表
III は、単一の高分子の代わりにポリマーブレンドを用
いて作られてはいるが概略実施例１の工程により製造さ
れた多孔性フイルムを記載したものである。
【００６６】記載された各ブレンドについて、成分高分
子と各フイルム中の相対割合の同定、溶融ブレンドに用
いたガラス（表IIより）とバッチに用いられた割合の同
定、およびガラス／高分子バッチを処理するのに用いた
溶融ブレンド温度を表III に記載する。また、水銀多孔
度測定により決定された多孔度の容積パーセント、平均
細孔サイズ、および生成した薄いフイルム製品中に観察
された細孔サイズ範囲も記載する。
子と各フイルム中の相対割合の同定、溶融ブレンドに用
いたガラス（表IIより）とバッチに用いられた割合の同
定、およびガラス／高分子バッチを処理するのに用いた
溶融ブレンド温度を表III に記載する。また、水銀多孔
度測定により決定された多孔度の容積パーセント、平均
細孔サイズ、および生成した薄いフイルム製品中に観察
された細孔サイズ範囲も記載する。
【００６７】 表III 実施例 細孔 細孔番号 高分子混合物 ガラス 押出温度 細孔容積 平均直径 サイズ範囲 ７ LPC1 -18％ ガラス１ 400 ℃ 82％ 0.14μｍ 0.004- PAEK -2％ 80％ 4 μｍ ８ LPC1 -18％ ガラス１ 400 ℃ 83％ 0.21μｍ 0.005- pSul -2％ 80％ 3 μｍ ９ LPC1 -10％ ガラス１ 400 ℃ 78％ 0.45μｍ 0.004- pSul -10％ 80％ 104 μｍ 10 LPC2 -18％ ガラス１ 360 ℃ 70％ 0.20μｍ 0.05- pSul -2％ 80％ 0.56μｍ 11 LPC1 -15％ ガラス１ 400 ℃ 70％ 0.29μｍ 0.004- pSul -15％ 70％ 14.3μｍ 12 LPC2 -15％ ガラス４ 360 ℃ 77％ 0.12μｍ 0.01- PAEK -5％ 80％ 0.39μｍ 高分子の説明： PLC1＝ザイダーtm液晶ポリマー PLC2＝ベクトラtm液晶ポリマー pSul＝ポリスルホン高分子 PAEK＝カデルtmポリ（アリルエーテルケトン）高分子 上述した多孔性高分子ボディの細孔直径は、一般的に0.
001-0.1 μｍの限外濾過細孔サイズ範囲よりいくぶん上
であるが、これらのボディは多孔性板または限外濾過分
離に適した微細孔サイズを有する多孔性高分子フイルム
の支持に用いられる他の基礎をなす構造として用いられ
る場合に重大な長所を示す。以下の実施例はそのような
限外濾過装置の調製を記載する。
001-0.1 μｍの限外濾過細孔サイズ範囲よりいくぶん上
であるが、これらのボディは多孔性板または限外濾過分
離に適した微細孔サイズを有する多孔性高分子フイルム
の支持に用いられる他の基礎をなす構造として用いられ
る場合に重大な長所を示す。以下の実施例はそのような
限外濾過装置の調製を記載する。
【００６８】（実施例13）約0.2 ミクロンの平均細孔直
径と約70％の細孔容積を有する実施例１に記載したよう
に製造した多孔性液晶ポリマー（ＬＰＣ）フイルムに
は、転相技術により微粒多孔度のミクロ多孔性表面フイ
ルムが備えられている。ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）高分子からなるこの表面フイルムは、50℃の温度で
浸漬によりアセトン中の17％（重量）ＰＶＤＦ溶液から
付着して作られる。最初に前記ＬＰＣフイルムをその高
分子溶液中に2-3 秒間浸漬し、次いで取り出して70／30
（容積パーセント）水／アセトン混合物中に短時間浸し
て前に施した高分子溶液層中に水相を導入させる。
径と約70％の細孔容積を有する実施例１に記載したよう
に製造した多孔性液晶ポリマー（ＬＰＣ）フイルムに
は、転相技術により微粒多孔度のミクロ多孔性表面フイ
ルムが備えられている。ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤ
Ｆ）高分子からなるこの表面フイルムは、50℃の温度で
浸漬によりアセトン中の17％（重量）ＰＶＤＦ溶液から
付着して作られる。最初に前記ＬＰＣフイルムをその高
分子溶液中に2-3 秒間浸漬し、次いで取り出して70／30
（容積パーセント）水／アセトン混合物中に短時間浸し
て前に施した高分子溶液層中に水相を導入させる。
【００６９】このように処理したＬＰＣフイルムを乾燥
させた後、微粒多孔度（細孔直径が約0.02μｍの範囲に
ある）を示すＰＶＤＦ高分子表面フイルムが得られる。
このフイルムは、環境温度または昇温下での限外濾過に
よく適した複合構造が得られるように、ＬＰＣフイルム
に完全に結合されている。それゆえ、ＬＰＣ高分子支持
の高温および高強度特性は、実質的にフィルターとして
のＰＶＤＦ表面フイルムの使用を改善する。
させた後、微粒多孔度（細孔直径が約0.02μｍの範囲に
ある）を示すＰＶＤＦ高分子表面フイルムが得られる。
このフイルムは、環境温度または昇温下での限外濾過に
よく適した複合構造が得られるように、ＬＰＣフイルム
に完全に結合されている。それゆえ、ＬＰＣ高分子支持
の高温および高強度特性は、実質的にフィルターとして
のＰＶＤＦ表面フイルムの使用を改善する。
【００７０】本発明は特に具体的な材料と具体的な工程
に関して上記のように記載されているが、それらの材料
および工程は説明を目的としてのみ記載されたものであ
って限定を意図するものではないことが理解されよう。
それゆえ、例えば多孔性膜はまた、所望であれば、通常
の製造物またはエンジニアリング熱可塑性高分子から形
成された高分子ボディから相互連絡ガラス相を浸出させ
ることにより提供することもできる。このような高分子
の例は、ポリカーボネート、ポリアミドおよびポリオレ
フィンプラスチックを含む。これらの場合の主な要求
は、選択した高分子の分解温度より低い溶融混合温度で
これらの高分子と粘度の相溶性を提供するのに十分に低
い軟化温度を示す化学的に相溶なガラスを提供すること
である。
に関して上記のように記載されているが、それらの材料
および工程は説明を目的としてのみ記載されたものであ
って限定を意図するものではないことが理解されよう。
それゆえ、例えば多孔性膜はまた、所望であれば、通常
の製造物またはエンジニアリング熱可塑性高分子から形
成された高分子ボディから相互連絡ガラス相を浸出させ
ることにより提供することもできる。このような高分子
の例は、ポリカーボネート、ポリアミドおよびポリオレ
フィンプラスチックを含む。これらの場合の主な要求
は、選択した高分子の分解温度より低い溶融混合温度で
これらの高分子と粘度の相溶性を提供するのに十分に低
い軟化温度を示す化学的に相溶なガラスを提供すること
である。
【００７１】従来知られている特に低い融点のガラスの
例は、アルカリメタリン酸塩ガラス、アルカリウルトラ
リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ハロリン酸塩ガラ
ス、および特定のフッ化物ガラスおよびオキシフッ化物
ガラスを含む。これらのガラスとソフトな熱可塑性プラ
スチックとの溶融混合相溶性は、連続高分子網の発達に
必要な相互連絡ガラス相をよく提供し、そのような網は
また上述したようなガラスの化学的な除去ののちに優れ
た高分子膜性能を示す。
例は、アルカリメタリン酸塩ガラス、アルカリウルトラ
リン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ハロリン酸塩ガラ
ス、および特定のフッ化物ガラスおよびオキシフッ化物
ガラスを含む。これらのガラスとソフトな熱可塑性プラ
スチックとの溶融混合相溶性は、連続高分子網の発達に
必要な相互連絡ガラス相をよく提供し、そのような網は
また上述したようなガラスの化学的な除去ののちに優れ
た高分子膜性能を示す。
【図１】浸出によりフイルムからガラス相を除去する前
の圧縮フイルムの構造を示す図
の圧縮フイルムの構造を示す図
【図２】浸出によりフイルムからガラス相が除去された
後のフイルム断面を示す図
後のフイルム断面を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キショー プルショッタム ガッカリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14814 ビッグ フラッツ オーチャード ドラ イヴ 273 (72)発明者 トーマス ポール グランディ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14904 エルミラ ホーム ストリート 303 (72)発明者 カンデイス ジョ クィン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング ホーンビー ロード 419
Claims (15)
- 【請求項１】 少なくとも約50容積％の細孔容積および
約0.1-10ミクロンに亘る範囲の平均細孔直径を有し、ポ
リエーテルケトン、ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポ
リエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリスルホ
ン、ポリエーテルイミド、およびそれらの混合物、共重
合体、または他の組合せからなる群より選択される少な
くとも主な耐熱性高分子からなる半透過性でミクロ多孔
性の高分子ボディ。 - 【請求項２】 前記主な耐熱性高分子が、ポリ（アリル
エーテル）ケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリ
スルホンおよび液晶ポリマーからなる群より選択される
ことを特徴とする請求項１記載の高分子ボディ。 - 【請求項３】 剛性で多孔性の板であることを特徴とす
る請求項２記載の高分子ボディ。 - 【請求項４】 たわみ性で多孔性の膜であることを特徴
とする請求項２記載の高分子ボディ。 - 【請求項５】 少なくとも約70容積％の細孔容積および
約0.1-2 ミクロンに亘る範囲の平均細孔直径を有するこ
とを特徴とする請求項４記載の高分子ボディ。 - 【請求項６】 ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリスルホンおよび液晶ポリマ
ーからなる群より選択された耐熱高分子より実質的にな
り、前記液晶ポリマーが前記ボディの少なくとも約50重
量％を構成することを特徴とする請求項２記載の高分子
ボディ。 - 【請求項７】 前記液晶ポリマーが、ｐ−ヒドロキシ安
息香酸／ナフトエ酸共重合体およびテレフタル酸／ｐ−
ｐ１ジヒドロキシビフェニル−ｐ−ヒドロキシ安息香酸
共重合体からなる群より選択されることを特徴とする請
求項６記載の高分子ボディ。 - 【請求項８】 実質的に液晶ポリマーからなることを特
徴とする請求項２記載の高分子ボディ。 - 【請求項９】 少なくともその表面部分に配された約0.
001-0.1 ミクロンに亘る範囲の平均細孔直径を有する半
透過性高分子フイルムを含むことを特徴とする請求項１
記載の高分子ボディ。 - 【請求項１０】 相互連絡細孔構造を有する半透過性で
多孔性の高分子ボディを製造する方法であって、該ボデ
ィが少なくとも約50容積％の細孔容積および約0.1-10ミ
クロンに亘る範囲の平均細孔直径を有するものであり、
前記方法が、 (i) 熱可塑性高分子と微粉砕浸出性ガラスとのバッ
チ混合物を溶融混合して、連続高分子網と相互連絡ガラ
ス相とを含む２相ガラス高分子ブレンドを形成せしめ、 (ii) 該ブレンドを選択した形状のガラス高分子ボデ
ィに形成せしめ、 (iii) 連続高分子網を分裂せしめずに前記相互連絡ガ
ラス相を前記ガラス高分子ボディから浸出せしめる工程
を含み、 これにより相互連絡細孔構造を含む多孔性高分子ボディ
を提供することを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 前記高分子が、ポリエーテルケトン、
ポリ（アリルエーテル）ケトン、ポリエーテルイミド、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、液晶ポリ
マーおよびそれらの混合物、共重合体、または他の組合
せからなる群より選択される少なくとも主な耐熱性高分
子からなることを特徴とする請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 前記バッチ混合物が約65-95 重量％の
ガラスと約5-35重量％の高分子とからなり、前記浸出性
ガラスが、アルカリリン酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、
ハロリン酸塩ガラス、フッ化物ガラスおよびオキシフッ
化物ガラスからなる群から選択されることを特徴とする
請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記浸出性ガラスが、モルパーセント
で表わして、約25-55 ％のＰ2 Ｏ5 、約10-40 ％のＲ2
Ｏ、ここでＲが、ナトリウム、カリウムおよびリチウム
からなる群より選択される少なくとも１つのアルカリ金
属であり、および約10-40 ％のＺｎＣｌ2 からなるハロ
リン酸塩ガラスであることを特徴とする請求項１２記載
の方法。 - 【請求項１４】 前記浸出性ガラスが、モルパーセント
で表わして、約35-70 ％のＰ2 Ｏ5 、約25-65 ％のＲ2
Ｏ、ここでＲが、ナトリウム、カリウムおよびリチウム
からなる群より選択される少なくとも１つのアルカリ金
属であり、および約0-10％の、Ａｌ2 Ｏ3 およびＢ2 Ｏ
3 からなる群より選択される酸化物からなるアルカリリ
ン酸塩ガラスであることを特徴とする請求項１２記載の
方法。 - 【請求項１５】 前記アルカリリン酸塩ガラスが約200-
350 ℃に亘る範囲のガラス転移温度およびモルパーセン
トで表わして、約40-55 ％のＰ2 Ｏ5 、約45-55 ％のＲ
2 Ｏ、ここでＲが、ナトリウム、カリウムおよびリチウ
ムからなる群より選択される少なくとも１つのアルカリ
金属であり、および約0-10％の、Ａｌ2 Ｏ3 から実質的
になる組成物を有することを特徴とする請求項１２の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US808814 | 1991-12-17 | ||
| US07/808,814 US5183607A (en) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | Polymer membranes for separation process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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