JPH06121921A - 多孔質膜の製造方法 - Google Patents

多孔質膜の製造方法

Info

Publication number
JPH06121921A
JPH06121921A JP4088356A JP8835692A JPH06121921A JP H06121921 A JPH06121921 A JP H06121921A JP 4088356 A JP4088356 A JP 4088356A JP 8835692 A JP8835692 A JP 8835692A JP H06121921 A JPH06121921 A JP H06121921A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
porous membrane
high polymer
polymer compound
film
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP4088356A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07114929B2 (ja
Inventor
Masahide Yamamoto
正秀 山本
Nariyoshi Ebihara
成圭 海老原
Takeshi Kitano
武 北野
Shigeru Tominaga
茂 富永
Kokichi Jo
孝吉 城
Keisuke Shinno
景佑 新野
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.)
Roki Techno Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Roki Techno 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 Agency of Industrial Science and Technology, Roki Techno Co Ltd filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP4088356A priority Critical patent/JPH07114929B2/ja
Publication of JPH06121921A publication Critical patent/JPH06121921A/ja
Publication of JPH07114929B2 publication Critical patent/JPH07114929B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 キャスト法により高分子多孔質膜を製造する
際に、高分子化合物の濃厚溶液の膜状物を凝固浴に導入
するに先立って、高分子化合物を溶解ないし膨潤しうる
溶剤と短時間接触させる方法である。 【効果】 高分子多孔質膜の表面構造や内部構造の制御
が容易に行えるので、使用目的に応じた性能の分離膜を
得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分離膜として有用な高
分子多孔質膜の製造方法、さらに詳しくいえば、相転換
を利用して分離膜を形成する際に、これを改質処理し
て、分離性能が制御された高分子多孔質膜の製造方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】これまで、限外ろ過膜や気体分離膜のよ
うな多孔質膜は、高分子化合物の濃厚溶液を平面上に流
延し、水のような凝固液中に導入して相転換させるいわ
ゆるキャスト法、高分子化合物をあらかじめフイルム状
に成形して縦方向及び横方向に延伸する方法、この際他
の成分を混入しておき、製膜後これを抜き取る方法など
によって製造されている。
【0003】この中で、最も代表的な方法はキャスト法
であるが、この方法においては、原液の調製、キャステ
ィング条件又は紡糸条件、凝固液の組成などのファクタ
ーにより得られる膜の性能は種々変化することが知られ
ているが、これまでこれらのファクターと膜の構造及び
機能との関係を明らかにするため数多くの研究がなされ
ているが、その因果関係についての明確な解答は得られ
ていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、相転換を利
用するいわゆるキャスト法により、多孔質膜を形成させ
る場合に、簡単な手段で分離性能を制御し、所望の性能
を得るための改質方法を提供することを目的としてなさ
れたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、キャスト
法により多孔質膜を製造する方法について、種々研究を
重ねた結果、製膜した高分子化合物濃厚溶液を、非溶媒
から成る凝固浴に導入するに先立って、短時間溶媒と接
触させることにより膜の表面ないしは内部構造を制御す
ることができ、その性能の制御を行いうることを見出
し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【0006】すなわち、本発明は、相転換を利用して高
分子多孔質膜を製造するに当り、高分子化合物濃厚溶液
で形成した膜状物を凝固浴に導入するに先立って、該高
分子化合物を溶解ないし膨潤しうる液体と接触させるこ
とを特徴とする高分子多孔質膜の製造方法を提供するも
のである。
【0007】本発明方法において、多孔質膜の素材とし
て用いられる高分子化合物には、特に制限はなく、従
来、キャスト法の多孔質膜材料として用いられている任
意の高分子化合物を用いることができる。
【0008】このような高分子化合物としては、例えば
酢酸セルロース、ポリサッカライドのようなセルロース
系化合物、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポ
リフッ化ビニリデンのようなビニル系ポリマー、ポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアラミド、ポリイ
ミドのような芳香族ポリマーなどを挙げることができ
る。
【0009】本発明方法においては、これらの高分子化
合物を溶媒に溶解して濃厚溶液を調製し、所望に応じこ
の中に孔形成用添加剤を加えて原液として使用する。こ
の際の溶媒としては、使用する高分子化合物の良溶媒と
なる溶媒の中から適宜選ばれるが、このようなものとし
ては、例えばアセトン、ジオキサン、メチルセロソル
ブ、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、モ
ルホリン、N‐メチルピロリドン、ジメチルプロピオン
アミドなどがある。また、溶解を促進するために、塩化
鉄、臭化リチウム、亜硝酸銅、チオシアン化ナトリウ
ム、ホルムアミドなどを併用することもできる。また、
孔形成用添加剤としては、ピリジン、トリエチルアミ
ン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、ポリビニルピロリドンなどが用いられ
る。
【0010】本発明方法においては、前記した高分子化
合物の濃厚溶液の濃度は製膜可能な範囲で、できるだけ
高い濃度が選ばれるが、通常は5〜30%である。
【0011】次に、この高分子化合物の濃厚溶液は膜状
物に成形されるが、この膜状物の形状は平膜状、中空糸
状、管状のいずれでもよい。
【0012】このようにして得られた膜状物は、次いで
溶媒を蒸発させたのち、素材の高分子化合物を溶解ない
しは膨潤しうる液体と接触させる。この際の液体として
は、通常高分子化合物の濃厚溶液を調製する際に用いた
溶媒と同じものが用いられるが、異なったものを用いて
もよい。
【0013】この際の接触時間は、多孔質構造が完全に
破壊されない範囲内で、所望の性能が発揮される膜構造
が得られるように選ぶことが必要であり、これは素材と
して用いた高分子化合物の種類、溶液の濃度、乾燥度、
使用する液体の種類などにより変動するが通常は0.1
〜5秒程度である。
【0014】この液体との接触処理によって、得られる
多孔質膜の表面構造を凹凸状、りん片状、蜂の巣状など
種々の形状に変えることができ、かつ開口度、孔径分布
を制御することができる。
【0015】このように、液体との接触処理を施された
膜状物は、次いで凝固浴中へ導入され、残留する溶媒や
孔形成用添加物が除かれて、多孔質膜が形成される。こ
の際の凝固液としては、使用される高分子化合物の非溶
媒であって、前記溶媒や孔形成用添加物と相容性を有す
るものの中から任意に選択しうるが、通常は水が用いら
れる。
【0016】次に、本発明方法の好適な実施態様を平膜
の場合を例として説明すると、先ず高分子化合物と溶媒
と所望に応じ孔形成用添加剤とから成る原液を、ガラス
板上に適当な厚みで流延し、これを高分子化合物の溶媒
中に短時間浸漬し、ただちに凝固浴中に移す。このよう
にして、凝固させた膜を十分に水洗したのち、乾燥すれ
ば多孔質膜が得られる。
【0017】また、中空糸膜の場合は、上記原液を同心
円環状ノズルを用いて凝固浴中に吐出させることによ
り、同様にして製造することができる。
【0018】本発明方法により得られる多孔質膜の構造
及び性能は、使用する材料、製造条件によって影響され
る。例えば膜密度は孔形成用添加剤、液体との接触処理
及び凝固浴温度に、多孔質膜の水分量は、孔形成用添加
剤に、水透過量は液体との接触処理に、空気透過量は孔
形成用添加剤と凝固浴温度に、それぞれ影響される。
【0019】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、各例中の多孔質膜の性能の数値は、以下
の方法により測定した値である。
【0020】(1)水透過量;5リットル容量のろ過用
加圧容器及び加圧式フィルターホルダーを用い、膜面積
13.85cmの試料について、温度15℃、圧力
0.1MPa又は0.05MPaで測定した。 (2)空気透過量;前記と同じ装置及び試料を用い、温
度15℃、圧力0.05MPaで測定した。
【0021】実施例1 ポリスルホン(ユニオン・カーバイド社製、P‐170
0)10重量部をN‐メチルピロリドン90重量部に溶
解して、ポリマー濃度10%の原液を調製した。ベーカ
ー式アプリケーター(テスター産業株式会社製、巾75
0mm)を用いて、この原液をガラス板上に0.254
mmの厚さにキャストした。次に、この膜を担持したガ
ラス板をN‐メチルピロリドン中に浸漬したのち、ただ
ちに取り出し100℃の水の中へ移した。
【0022】このようにして得た多孔質膜を24時間流
水で洗浄した。この多孔質膜は膜密度0.27g/cm
、水透過量5.41リットル/cm・分であった。
【0023】図1は、この多孔質膜の液体接触側の表面
の2000倍拡大顕微鏡写真、図2は断面の1000倍
拡大顕微鏡写真であるが、これらの写真から分るように
液体に接触した表面はスキン層の形成がなく数ミクロン
ないし数十ミクロンの孔径の開口部が存在する。
【0024】実施例2 実施例1で用いたのと同じポリスルホン9.3重量部
と、ポリビニルピロリドン(分子量110万)3.7重
量部とをN‐メチルピロリドン87重量部に溶解し、ポ
リマー濃度9.3%の原液を調製した。この原液から実
施例1と同様にして多孔質膜を製造した。このようにし
て得られた多孔質膜の膜密度は0.13g/cm、水
透過量は3.04リットル/cm・分、空気透過量は
40リットル/cm・分であった。
【0025】この多孔質膜の液体接触側の表面の200
0倍拡大顕微鏡写真を図3に、また断面の1000倍拡
大顕微鏡写真を図4にそれぞれ示す。
【0026】実施例3 実施例1と同じ原液を用い、実施例1と同様にキャスト
して製膜し、液体接触処理後、0℃の凝固浴に浸漬し
た。このようにして得た多孔質膜の膜密度は0.32g
/cm、空気透過量は68リットル/cm・分であ
った。
【0027】この多孔質膜の液体接触側の表面の200
0倍拡大顕微鏡写真を図5に、また断面の1000倍拡
大顕微鏡写真を図6に示す。これらの写真から分るよう
に、この多孔質膜は数ミクロンの孔径の開口部を有して
いる。
【0028】実施例4 ポリエーテルスルホン(インペリアル・ケミカル・イン
ダストリー社、3600P)9.3重量部とポリビニル
ピロリドン(分子量110万)3.7重量部とをN‐メ
チルピロリドン87重量部に溶解して原液を調製した。
この原液を用い実施例2と同様に操作して多孔質膜を製
造した。この多孔質の膜密度は0.16g/cm、水
透過量は6.7リットル/cm・分(0.05MP
a)、空気透過量は118リットル/cm・分であっ
た。
【0029】この多孔質膜の液体接触側の表面の400
倍拡大顕微鏡写真を図7に、また断面の2000倍拡大
顕微鏡写真を図8に示す。これらの写真から分るように
スキン層の形成は認められない。
【0030】実施例5 セルロースアセテート(ダイセル化学工業株式会社製、
酢酸綿LT‐105、酢化度60.8%、平均重合度3
60)8重量部をN‐メチルピロリドン92重量部に溶
解して、ポリマー濃度8%の原液を調製した。この原液
を実施例1と同様にしてキャストして製膜し、液体接触
処理したのち、37℃の凝固浴に浸漬した。
【0031】このようにして得た多孔質膜の液体接触側
の4000倍拡大顕微鏡写真を図9に、また断面の20
00倍拡大顕微鏡写真を図10に示す。この写真から分
るように、スキン層の形成は認められない。
【0032】実施例6 メタ系アラミド樹脂(帝人株式会社製、コーネックス)
10重量部をN‐メチルピロリドン90重量部に溶解し
てポリマー濃度10%の原液を調製した。この原液を実
施例1と同様に操作して多孔質膜を製造した。
【0033】このようにして得た多孔質膜の液体接触側
の表面の4000倍拡大顕微鏡写真を図11に、また断
面の4000倍拡大顕微鏡写真を図12に示す。これら
の写真から分るようにスキン層の形成は認められない。
【0034】実施例7 実施例4で用いたのと同じポリエーテルスルホン18.
5重量部とポリビニルピロリドン(分子量1万)7.4
重量部とを、N‐メチルピロリドン74.1重量部に溶
解して、ポリマー濃度18.5%の紡糸原液を調製し
た。径2.9〜2.4mmの間隙(A)と径1.9〜
1.05mmの間隙(B)と径0.6mmの孔(C)の
同心円環状ノズルを用い、Aから原液2ミリリットル/
分、BからN‐メチルピロリドン2ミリリットル/分、
Cから水4ミリリットル/分をそれぞれ水中に吐出さ
せ、紡糸した。
【0035】このようにして得た多孔質中空糸膜の水透
過率は、15.2リットル/cm・分(0.05MP
a)であった。この中空糸膜の液体接触側(内部)の表
面の1000倍拡大顕微鏡写真を図13に、断面の50
0倍拡大顕微鏡写真を図14に示す。これらの写真から
分るように、内表面にはスキン層の形成は認められなか
った。
【0036】実施例8 径3.0〜2.6mmの間隙(A)、径2.1〜1.7
mmの間隙(B)、径1.2〜0.8mmの間隙
(C)、径0.5mmの孔(D)の同心円環状ノズルを
用いて、N‐メチルピロリドン3.4ミリリットル/分
をAから実施例7と同じ紡糸原液4.2ミリリットル/
分をBから水8ミリリットル/分をC及びDからそれぞ
れ水中に吐出させて、紡糸した。
【0037】このようにして得た多孔質中空糸膜の凝固
浴接触側(外部)の表面の200倍拡大顕微鏡写真を図
15に示す。この写真から分るように中空糸膜表面は網
目状の凹凸のある開口部を形成している。
【0038】
【発明の効果】本発明方法によると、高分子多孔質膜の
表面構造及び内部構造の制御を容易に行うことができ、
それにより使用目的に応じた性能の分離膜を製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1で得た多孔質膜の液体接触側表面の
顕微鏡写真。
【図2】 同じ多孔質膜の断面の顕微鏡写真。
【図3】 実施例2で得た多孔質膜の液体接触側表面の
顕微鏡写真。
【図4】 同じ多孔質膜の断面の顕微鏡写真。
【図5】 実施例3で得た多孔質膜の液体接触側表面の
顕微鏡写真。
【図6】 同じ多孔質膜の断面の顕微鏡写真。
【図7】 実施例4で得た多孔質膜の液体接触側表面の
顕微鏡写真。
【図8】 同じ多孔質膜の断面の顕微鏡写真。
【図9】 実施例5で得た多孔質膜の液体接触側表面の
顕微鏡写真。
【図10】 同じ多孔質膜の断面の顕微鏡写真。
【図11】 実施例6で得た多孔質膜の液体接触側表面
の顕微鏡写真。
【図12】 同じ多孔質膜の断面の顕微鏡写真。
【図13】 実施例7で得た中空糸膜の内部表面の顕微
鏡写真。
【図14】 同じ中空糸膜の断面の顕微鏡写真。
【図15】 実施例8で得た中空糸膜の外部表面の顕微
鏡写真。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年5月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】このようにして得られた膜状物は、素材の
高分子化合物を溶解ないしは膨潤しうる液体と接触させ
る。この際の液体としては、通常高分子化合物の濃厚溶
液を調製する際に用いた溶媒と同じものが用いられる
が、異なったものを用いてもよい。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】次に、本発明方法の好適な実施態様を平膜
の場合を例として説明すると、先ず高分子化合物と溶媒
と所望に応じ孔形成用添加剤とから成る原液を、ガラス
板上に適当な厚みで流延し、溶媒中に短時間浸漬し、た
だちに凝固浴中に移す。このようにして、凝固させた膜
を十分に水洗したのち、乾燥すれば多孔質膜が得られ
る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】また、中空糸膜の場合は、上記原液を多重
同心円環状ノズルを用いて凝固浴中に吐出させることに
より、同様にして製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01D 71/46 9153−4D 71/56 9153−4D (72)発明者 北野 武 茨城県牛久市栄町3丁目84 (72)発明者 富永 茂 埼玉県与野市八王子5−11−14−203 (72)発明者 城 孝吉 東京都町田市森野3−7−29 (72)発明者 新野 景佑 東京都大田区大森北2−15−8−301

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相転換を利用して高分子多孔質膜を製造
    するに当り、高分子化合物濃厚溶液で形成した膜状物を
    凝固浴に導入するに先立って、該高分子化合物を溶解な
    いし膨潤しうる液体と接触させることを特徴とする高分
    子多孔質膜の製造方法。
  2. 【請求項2】 高分子化合物濃厚溶液が、ポリスルホ
    ン、ポリエーテルスルホン、芳香族ポリアミド、ポリア
    ミドイミド、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル
    ‐スチレン共重合体、ポリアクリル酸誘導体又はセルロ
    ース誘導体の濃厚溶液である請求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 濃厚溶液が5〜30%の濃度を有する請
    求項1又は2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 接触時間を5秒以内とする請求項1記載
    の製造方法。
  5. 【請求項5】 膜状物が平膜又は中空膜である請求項1
    記載の製造方法。
JP4088356A 1992-03-13 1992-03-13 高分子多孔質平膜の製造方法 Expired - Lifetime JPH07114929B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4088356A JPH07114929B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 高分子多孔質平膜の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4088356A JPH07114929B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 高分子多孔質平膜の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06121921A true JPH06121921A (ja) 1994-05-06
JPH07114929B2 JPH07114929B2 (ja) 1995-12-13

Family

ID=13940538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4088356A Expired - Lifetime JPH07114929B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 高分子多孔質平膜の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07114929B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021169058A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 Nok株式会社 ポリスルホン系中空糸膜および中空糸膜モジュール

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02152528A (ja) * 1988-12-05 1990-06-12 Nok Corp 多孔質中空糸の製造法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02152528A (ja) * 1988-12-05 1990-06-12 Nok Corp 多孔質中空糸の製造法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021169058A (ja) * 2020-04-14 2021-10-28 Nok株式会社 ポリスルホン系中空糸膜および中空糸膜モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07114929B2 (ja) 1995-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5108607A (en) Filtration membranes and method of making the same
JPS6214905A (ja) 微孔性膜の製造方法
JPS63116723A (ja) 中空繊維不整ガス分離膜の形成方法
EP1080777A1 (en) Ultrafiltration membrane and method for producing the same, dope composition used for the same
EP0579749A1 (en) FIBER SPINNING PROCESS AND PRODUCT THUS OBTAINED.
JPS5891732A (ja) ポリフツ化ビニリデン系樹脂多孔膜及びその製法
JPH057051B2 (ja)
JPS6238205A (ja) 分離用半透膜
JPH0278425A (ja) ポリ弗化ビニリデンに基づく親水性かつ乾燥性の半透膜
JPH053335B2 (ja)
JPH03284326A (ja) 多孔性の中空糸膜
JPH03258330A (ja) 多孔性中空糸膜
EP0824960A1 (en) Hollow-fiber membrane of polysulfone polymer and process for the production thereof
JPH06121921A (ja) 多孔質膜の製造方法
JP3169404B2 (ja) 高透水性能半透膜の製造方法
JPH0929078A (ja) 中空糸膜の製造方法
JPS63296939A (ja) ポリフッ化ビニリデン系樹脂多孔性膜およびその製法
JPH0468010B2 (ja)
JPS59228016A (ja) 芳香族ポリスルホン中空糸状膜及びその製造方法
JPS61402A (ja) 分離用半透膜
JPS59166208A (ja) 気体分離膜の製造法
JPH01184001A (ja) ポリスルホン多孔膜
JPS62160109A (ja) 微孔性濾過膜の製造方法
JPH06343842A (ja) 酢酸セルロース中空糸分離膜
JP3524637B2 (ja) 高分子多孔質膜の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term