JPH09234352A - Hollow fiber membrane module - Google Patents
Hollow fiber membrane moduleInfo
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- JPH09234352A JPH09234352A JP29187196A JP29187196A JPH09234352A JP H09234352 A JPH09234352 A JP H09234352A JP 29187196 A JP29187196 A JP 29187196A JP 29187196 A JP29187196 A JP 29187196A JP H09234352 A JPH09234352 A JP H09234352A
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- fiber membrane
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 透水量が大きく、耐久性に優れた中空糸膜モ
ジュールの提供。
【解決手段】 分離機能を担う微多孔質層に補強機能を
担う微多孔質層が積層されてなり、かつ微孔の壁面が親
水性共重合体で覆われてなる特定構造のポリオレフィン
複合微多孔質中空糸膜を筒状の構造体内に固定配設して
なる中空糸膜モジュール。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide a hollow fiber membrane module having a large water permeability and excellent durability. SOLUTION: A polyolefin composite microporous structure having a specific structure, in which a microporous layer having a reinforcing function is laminated on a microporous layer having a separating function, and walls of micropores are covered with a hydrophilic copolymer. A hollow fiber membrane module in which a high-quality hollow fiber membrane is fixedly arranged in a tubular structure.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜モジュー
ルに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hollow fiber membrane module.
【0002】[0002]
【従来の技術】中空糸膜は、優れた濾過機能を有してい
るため、従来より高純度の工業用水、飲料水、医療用の
無菌水等を製造するための浄水装置等に使用されてき
た。2. Description of the Related Art Hollow fiber membranes have an excellent filtration function, and thus have been used in water purifiers and the like for producing industrial water, drinking water, sterile water for medical use, etc. having higher purity than ever before. It was
【0003】これら浄水装置に使用される中空糸膜を具
備する濾過モジュールの構造としては、筒状の構造材内
に中空糸膜をU字型にあるいは一端を封止した糸状の形
でその開口端の開口状態を保ってポリウレタン等の固定
部材で集束固定してなる構造を有するものが代表的であ
る。As a structure of a filtration module having a hollow fiber membrane used in these water purifiers, the hollow fiber membrane is formed into a U-shape in a cylindrical structural material or the opening is formed in a thread shape in which one end is sealed. A typical example is a structure having a structure in which the ends are kept open and focused and fixed by a fixing member such as polyurethane.
【0004】また、大量の用水を処理するためのコンパ
クトな中空糸膜モジュールとして、モジュールの一端に
濾液集合室を有し、そこへ集められる濾液を他端で集め
られる濾液と合流させるための濾液送液管を配設した構
造の中空糸膜モジュールも特開昭60−244306号
により知られている。Further, as a compact hollow fiber membrane module for treating a large amount of water, a filtrate collecting chamber is provided at one end of the module, and a filtrate for collecting the filtrate is combined with the filtrate collected at the other end. A hollow fiber membrane module having a structure in which a liquid delivery pipe is arranged is also known from JP-A-60-244306.
【0005】中空糸膜モジュールに用いる中空糸膜とし
て様々な膜が開発されている。代表的なものとして、特
開昭57−66114号公報には、中空糸膜の長軸方向
に配向したミクロフィブリルと、中空糸膜の膜の厚さ方
向に配向したスタックドラメラとの結節部とから形成さ
れるスリット状微細孔が中空糸膜の膜壁内に積層され、
かつ膜の一表面から他表面に向かって貫通しており、厚
み方向に均一な微多孔質構造を形成しているポリエチレ
ン製微多孔質中空繊維膜が開示されている。Various membranes have been developed as hollow fiber membranes used in hollow fiber membrane modules. As a typical example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-66114 discloses a knotted portion of microfibrils oriented in the long axis direction of a hollow fiber membrane and a stacked lamella oriented in the thickness direction of the hollow fiber membrane. Slit-like micropores formed from and are laminated in the membrane wall of the hollow fiber membrane,
Also disclosed is a polyethylene microporous hollow fiber membrane which penetrates from one surface to the other surface of the membrane and forms a uniform microporous structure in the thickness direction.
【0006】この膜は、ポリエチレンを溶融賦形し、こ
の賦形物をさらに延伸することによって製造されてい
る。すなわち、特定の紡糸条件でポリエチレンを賦形し
た後にアニール処理を施して、賦形物の膜壁内にラメラ
積層結晶(スタックドラメラ)を形成させ、次いでこの
賦形物を延伸してこのスタックドラメラ間を剥離させる
とともに、ラメラ積層結晶間を結ぶフィブリルを成長さ
せることにより、上記の特定の構造を有する微多孔質膜
が形成される。この膜は、上記特定の微多孔質構造を有
しているため機械的強度に優れており、しかもその製造
過程で溶剤を使用しないことから、浄化水への不純物の
混入のおそれが少ないという特徴を有している。This membrane is produced by melt-forming polyethylene and further stretching the shaped product. That is, after polyethylene is shaped under a specific spinning condition, an annealing treatment is performed to form lamella laminated crystals (stacked lamella) in the film wall of the shaped body, and then this shaped body is stretched to form a stack. By separating the lamellas and growing the fibrils connecting the lamella laminated crystals, the microporous film having the above specific structure is formed. This membrane is excellent in mechanical strength because it has the above-mentioned specific microporous structure, and since it does not use a solvent in the manufacturing process, there is little possibility that impurities will be mixed into purified water. have.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】中空糸膜モジュールに
おいて、モジュール当りの透水量を増加させるには、モ
ジュール構造面からは中空糸膜の配設本数を増加させる
かあるいは中空糸膜の長さを長くすればよい。しかし、
中空糸膜の配設密度を増加させると、ある程度迄は設置
本数に比例して処理用水量は増加するが、設置密度が高
くなり過ぎると、中空糸膜の束の中央部への処理用水の
通過抵抗が大きくなるため、設置本数に比例して透水量
は増加しない。また、中空糸膜の長さを長くして膜面積
を増加させても透水量は増加するが、この場合は中空糸
膜の内径と膜の性能との関係から、ある長さ以上では中
空糸膜内部の流路抵抗が律速となり、透水量を増加させ
ることはできなかった。In the hollow fiber membrane module, in order to increase the water permeation amount per module, the number of the hollow fiber membranes should be increased from the module structure side or the length of the hollow fiber membranes should be increased. It should be long. But,
When the density of the hollow fiber membranes is increased, the amount of water for treatment increases to some extent in proportion to the number of installations. However, when the density of installations becomes too high, the treatment water to the center of the bundle of hollow fiber membranes Since the passage resistance increases, the amount of water permeation does not increase in proportion to the number of installations. Further, the water permeation rate increases even if the length of the hollow fiber membrane is increased to increase the membrane area, but in this case, the hollow fiber is longer than a certain length because of the relationship between the inner diameter of the hollow fiber membrane and the performance of the membrane. The flow resistance inside the membrane was rate-determining, and the amount of water permeation could not be increased.
【0008】使用する中空糸膜の観点からは、上述した
中空糸膜から細孔孔径の大きなものを選択するのも透水
量を増やす一法だが、分画性能が十分ではなくなり、所
望の水質の浄化水が得られない。また、膜厚の薄い中空
糸膜を用いても透水量は増えるが、その場合には微多孔
質膜の機械的強度が不足する傾向となった。そのため、
多量の用水を処理するには中空糸膜モジュールを多数使
用することが必要とされた。From the viewpoint of the hollow fiber membrane to be used, selecting one having a large pore diameter from the above-mentioned hollow fiber membranes is also a method of increasing the water permeation amount, but the fractionation performance becomes insufficient and the desired water quality is obtained. Purified water cannot be obtained. Moreover, although the amount of water permeation increases even when a hollow fiber membrane having a small thickness is used, in that case, the mechanical strength of the microporous membrane tends to be insufficient. for that reason,
It was necessary to use a large number of hollow fiber membrane modules to treat a large amount of water.
【0009】本発明者等は、高分画で、高フラックス
で、かつ機械的強度も良好で、中空糸膜モジュールに用
いるのに適した多孔質中空糸膜の開発につき鋭意検討し
た結果、所定の粒径の粒子を分離できる微孔を有する多
孔質膜に、それより大きな微孔を有する微多孔質膜が接
合された複合微多孔質中空糸膜の構成とすることによ
り、その濾過特性を損なうことなく、機械強度が十分で
あり、かつ透水量を増加させ得る複合多孔質中空糸膜が
製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。The inventors of the present invention have made extensive studies as to the development of a porous hollow fiber membrane suitable for use in a hollow fiber membrane module, which has a high fraction, a high flux, and a good mechanical strength. The filtration characteristics of the composite microporous hollow fiber membrane are obtained by combining a microporous membrane having micropores capable of separating particles of The present inventors have found that a composite porous hollow fiber membrane having sufficient mechanical strength and capable of increasing the amount of water permeation can be produced without impairing it, and completed the present invention.
【0010】本発明の目的は、透水量が大きく、機械的
強度も十分であり、かつ分画性にも優れた中空糸膜モジ
ュールを提供することにある。An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module having a large water permeability, a sufficient mechanical strength and an excellent fractionation property.
【0011】本発明の他の目的は、中空糸膜全体を効率
よく利用でき、コンパクトで、かつ透水量の大きな中空
糸膜モジュールを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module which can efficiently utilize the entire hollow fiber membrane, is compact and has a large water permeability.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、筒状
の構造材内に、多数の中空糸膜をその端部の開口状態を
保って固定部材で集束固定してなる中空糸膜モジュール
において、該中空糸膜として、孔径の異る微多孔質層を
少なくとも二層有するポリオレフィン製複合微多孔質中
空糸膜を用いたことを特徴とする中空糸膜モジュールで
ある。That is, the present invention relates to a hollow fiber membrane module in which a large number of hollow fiber membranes are bundled and fixed by a fixing member in a tubular structural material while keeping the ends open. The hollow fiber membrane module is characterized in that, as the hollow fiber membrane, a polyolefin composite microporous hollow fiber membrane having at least two microporous layers having different pore sizes is used.
【0013】また、本発明は、筒状の構造材内に、多数
の中空糸膜をその端部の開口状態を保って固定部材で集
束固定してなる中空糸膜モジュールにおいて、該中空糸
膜として、分離機能を担う微多孔質層a層の少なくとも
片面に補強機能を担う微多孔質b層を積層したポリオレ
フィン製複合微多孔質中空糸膜であり、a層およびb層
の各層が繊維軸方向に配向した複数のミクロフィブリル
束とミクロフィブリル束の両端において結合するスタッ
クドラメラの結節部とから構成される楕円状の微孔の積
層体にて構成され、該微孔が中空糸膜の外表面から中空
部に向かって連通しており、該中空糸膜の微孔を構成す
るミクロフィブリル束およびスタックドラメラの結節部
が、複合微多孔質中空糸膜プレカーサー100重量%に
対して3〜30重量%の親水性共重合体にて覆われてい
るとともに、a層中に存在する微孔のミクロフィブリル
束間の平均距離Daと、b層中に存在する微孔のミクロ
フィブリル束間の平均距離Dbとの比が1.3≦Db/
Da≦4.0となる範囲にある複合微多孔質中空糸膜を
用いたことを特徴とする中空糸膜モジュールである。Further, the present invention provides a hollow fiber membrane module in which a large number of hollow fiber membranes are bundled and fixed by a fixing member while keeping the end of the hollow fiber membranes open in a tubular structural material. Is a composite microporous hollow fiber membrane made of polyolefin in which a microporous b layer having a reinforcing function is laminated on at least one surface of a microporous layer a having a separating function, and each of the a layer and the b layer has a fiber axis. Composed of a stack of elliptical micropores composed of a plurality of microfibril bundles oriented in the direction and a knotted part of a stack lamella bonded at both ends of the microfibril bundle, the micropores of a hollow fiber membrane The knots of the microfibril bundles and the stack lamellae, which communicate with each other from the outer surface toward the hollow part and constitute the micropores of the hollow fiber membrane, are 3 per 100% by weight of the composite microporous hollow fiber membrane precursor. ~ 30 layers % Of the hydrophilic copolymer, and the average distance Da between the micropore bundles of the micropores present in the a layer and the average distance between the microfibril bundles of the micropores present in the b layer. The ratio with Db is 1.3 ≦ Db /
A hollow fiber membrane module characterized by using a composite microporous hollow fiber membrane in a range of Da ≦ 4.0.
【0014】本発明の中空糸膜モジュールは、上記の中
空糸膜モジュールにおいて、二つの構造材を有し、中空
糸膜は該構造材間にほぼ直線状に配列され、中空糸膜の
開口端面と固定部材とにより形成される二つの集水面の
うちの一方の集水面上に仕切部材により濾液集合室が形
成され、該濾液集合室内に収集された濾液を他方の集水
面へ送液するための濾液送液管が固定部材間に配設され
てなるモジュールとして構成することができる。The hollow fiber membrane module of the present invention is the same as the above hollow fiber membrane module, having two structural materials, wherein the hollow fiber membranes are arranged substantially linearly between the structural materials, and the open end surface of the hollow fiber membrane is A filtrate collecting chamber is formed by the partition member on one of the two water collecting surfaces formed by the fixing member and the fixing member, and the filtrate collected in the filtrate collecting chamber is sent to the other water collecting surface. It can be configured as a module in which the filtrate delivery pipe of (1) is disposed between fixing members.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】第1図は、本発明の中空糸膜モジ
ュールの一例を示す模式断面図である。この図に示され
るように、本発明の中空糸膜モジュールは、基本的には
構造材1、固定部材2および複合微多孔質中空糸膜3と
から構成される。これらに加え、種々の付属部材が付設
されてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module of the present invention. As shown in this figure, the hollow fiber membrane module of the present invention basically comprises a structural material 1, a fixing member 2, and a composite microporous hollow fiber membrane 3. In addition to these, various accessory members may be attached.
【0016】構造材1は、浄水器装置に中空糸膜モジュ
ールを設置するに際してモジュール全体を支持するため
の支持部材として機能するものであり、筒状、代表的に
は円筒状の形状を有するが、矩形等の断面形状のもので
もよい。また、その外周面の形状に関しては、モジュー
ルが浄水器等へ設置される状態に適合させて種々の形状
をとり得る。The structural material 1 functions as a support member for supporting the entire module when the hollow fiber membrane module is installed in the water purifier device, and has a cylindrical shape, typically a cylindrical shape. It may have a rectangular cross section. Further, regarding the shape of the outer peripheral surface, various shapes can be adopted depending on the state in which the module is installed in a water purifier or the like.
【0017】筒状の構造材の内面には、複合微多孔質中
空糸膜3を集束固定し、かつこれを濾過膜として機能さ
せるために被処理水と浄化水とを液密に仕切る仕切り部
材として機能する固定部材2が充填固着されている。固
定部材2は、通常エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、ポリウレタン等の液状樹脂を硬化させて形成され
る。A partition member for concentrating and fixing the composite microporous hollow fiber membrane 3 on the inner surface of the cylindrical structural material and partitioning the water to be treated and the purified water in a liquid-tight manner in order to function as a filtration membrane. The fixing member 2 functioning as is filled and fixed. The fixing member 2 is usually formed by curing a liquid resin such as epoxy resin, unsaturated polyester resin or polyurethane.
【0018】複合微多孔質中空糸膜3は、U字状、直線
状等種々の形態で本発明の中空糸膜モジュール内に配設
することができるが、固定部材により固定され集水面が
形成される端部については開口状態が保たれる。ここで
いう集水面とは、被処理水が中空糸膜の外側から中空部
へ透過し、中空部内を移動して開口端へ排出される際の
その開口端が集まった固定部材上の面をいう。The composite microporous hollow fiber membrane 3 can be arranged in the hollow fiber membrane module of the present invention in various forms such as a U shape and a linear shape, but is fixed by a fixing member to form a water collecting surface. The open state is maintained at the end portions to be opened. The water collecting surface here means a surface on the fixing member where the open ends of the water to be treated permeate from the outside of the hollow fiber membrane to the hollow part and move in the hollow part to be discharged to the open end. Say.
【0019】本発明の中空糸膜モジュールに用いる複合
微多孔質中空糸膜は、孔径の異なる微孔を持つポリオレ
フィン製微多孔質層が二層以上積層された複合構造とな
っているもの、すなわち、補強機能を受け持つ孔径の大
きな微多孔質層b層が、分離機能を受け持つ孔径の小さ
な微多孔質層a層の少なくとも片面に積層されてなるも
のである。したがって、中空糸膜の構造は、例えばa層
の片面にb層が積層された二層構造のものでもよいし、
a層の両面にb層が積層された三層構造でもよい。この
複合微多孔質中空糸膜は、内径が50〜5000μmの
範囲であることが好ましい。内径が50μm未満では中
空糸膜内部の圧力損失が大きくなり、実用上好ましくな
い。また、5000μmより大きい場合には、中空糸膜
の集積度が低下するため、単位容積当りの濾過流量は著
しく低下する。全膜厚は5〜500μmであることが好
ましく、より好ましくは30〜200μmの範囲であ
る。全膜厚が5μm未満では機械的強度が弱く、中空糸
の扁平化変形が生ずる。また、200μmより大きい場
合には、高い濾過流量が得られにくくなる。The composite microporous hollow fiber membrane used in the hollow fiber membrane module of the present invention has a composite structure in which two or more polyolefin microporous layers having micropores having different pore sizes are laminated, that is, The microporous layer b layer having a large pore size, which has a reinforcing function, is laminated on at least one surface of the microporous layer a layer having a small pore size, which has a separating function. Therefore, the structure of the hollow fiber membrane may be, for example, a two-layer structure in which the b layer is laminated on one surface of the a layer,
A three-layer structure in which the b layer is laminated on both surfaces of the a layer may be used. The composite microporous hollow fiber membrane preferably has an inner diameter in the range of 50 to 5000 μm. If the inner diameter is less than 50 μm, the pressure loss inside the hollow fiber membrane increases, which is not preferable in practice. On the other hand, when it is larger than 5000 μm, the degree of integration of the hollow fiber membrane is lowered, so that the filtration flow rate per unit volume is remarkably lowered. The total film thickness is preferably 5 to 500 μm, more preferably 30 to 200 μm. If the total film thickness is less than 5 μm, the mechanical strength is weak and the hollow fiber is deformed flat. If it is larger than 200 μm, it becomes difficult to obtain a high filtration flow rate.
【0020】a層及びb層は微孔を有しており、この微
孔は繊維軸方向に配列しており、かつ微孔はa層内、b
層内及びab層間で互いに連通して、中空糸膜の一方の
表面から他方の表面まで積層連通した微孔を形成してい
る。The layers a and b have micropores arranged in the fiber axis direction, and the micropores are in the layer a and b.
The micropores that communicate with each other in the layers and between the ab layers form a layered communication from one surface of the hollow fiber membrane to the other surface.
【0021】a層において形成される微孔は、繊維軸方
向に配列したミクロフィブリル束と、繊維軸と垂直方向
に配列したスタックドラメラの結節部とから形成され、
ミクロフィブリル束と結節部との間隙部分が楕円状の微
孔となっている。The micropores formed in the layer a are composed of microfibril bundles arranged in the fiber axis direction and knots of the stacked lamellae arranged in the direction perpendicular to the fiber axis.
The gap between the microfibril bundle and the nodule is an elliptical micropore.
【0022】a層中の微孔の大きさとしては、ミクロフ
ィブリル束間の平均距離Daで、0.2〜0.5μmで
あることが好ましく、0.3〜0.4μmであることが
より好ましい。ミクロフィブリル束間の平均距離Daを
0.2μm以上とした中空糸膜では特に濾過流量が大き
く、また、Daが0.5μm以下の膜では微粒子の阻止
能力が良好、つまり高分画な膜となっている。The size of the micropores in the layer a is preferably 0.2 to 0.5 μm, more preferably 0.3 to 0.4 μm in terms of the average distance Da between the microfibril bundles. preferable. A hollow fiber membrane having an average distance Da between the microfibril bundles of 0.2 μm or more has a large filtration flow rate, and a membrane having a Da of 0.5 μm or less has a good fine particle blocking ability, that is, a high fractionation membrane. Has become.
【0023】a層の厚みは、0.5〜20μmであるこ
とが好ましく、3〜12μmであることがより好まし
い。a層の厚みを0.5μm未満とすると、a層中にピ
ンホール欠陥が発生しやすい傾向にあり、一方、a層の
厚みを20μmを超えたものとすると、透水量が低下す
る傾向にある。また、a層の膜厚は全膜厚の1/3以下
であることが好ましく、これより厚い中空糸膜では高い
濾過流量が得られにくくなる。The thickness of the layer a is preferably 0.5 to 20 μm, more preferably 3 to 12 μm. When the thickness of the a layer is less than 0.5 μm, pinhole defects tend to occur in the a layer, while when the thickness of the a layer exceeds 20 μm, the water permeability tends to decrease. . The thickness of the layer a is preferably 1/3 or less of the total thickness, and a thicker hollow fiber membrane makes it difficult to obtain a high filtration flow rate.
【0024】微多孔質層b層は、複合中空糸膜において
分離機能を受け持つ微多孔質層a層を支持する補強機能
を担っている。b層もa層と同じく繊維軸方向に配向し
た微孔の積層構造を有しており、この微孔はミクロフィ
ブリル束とスタックドラメラの結節部とから形成されて
いる。b層中の微孔の大きさとしては、ミクロフィブリ
ル束間の平均距離Dbで、0.2〜1μmであることが
好ましく、0.4〜0.5μmであることがより好まし
い。Dbが0.2μm未満なる微孔からなるb層を有す
る中空糸膜では透水速度が低下する傾向にあり、一方、
Dbが1μmを超える場合、微孔を有するb層を備えた
中空糸膜の機械的強度が低下する傾向にある。The microporous layer b layer has a reinforcing function of supporting the microporous layer a layer which has a separating function in the composite hollow fiber membrane. Like the layer a, the layer b also has a laminated structure of micropores oriented in the fiber axis direction, and the micropores are formed by microfibril bundles and knots of the stacked lamellae. The size of the micropores in the b layer is preferably 0.2 to 1 μm, and more preferably 0.4 to 0.5 μm in terms of the average distance Db between the microfibril bundles. A hollow fiber membrane having a b-layer composed of micropores having Db of less than 0.2 μm tends to have a decreased water permeability, while
When Db exceeds 1 μm, the mechanical strength of the hollow fiber membrane provided with the b layer having fine pores tends to decrease.
【0025】また、b層中のスタックドラメラの結節部
間平均距離Lbは、0.4〜4.0μmであることが好
ましく、0.7〜2.0μmであることがより好まし
い。Lbが0.4μm未満なる微孔からなるb層を有す
る中空糸膜では酒の濾過速度が低下する傾向にあり、L
bが4.0μmを超える場合、中空糸膜の機械的強度が
低下する傾向にある。The average distance Lb between the nodules of the stacked lamella in the layer b is preferably 0.4 to 4.0 μm, more preferably 0.7 to 2.0 μm. A hollow fiber membrane having a b-layer consisting of micropores having Lb of less than 0.4 μm tends to decrease the filtration rate of sake,
When b exceeds 4.0 μm, the mechanical strength of the hollow fiber membrane tends to decrease.
【0026】本発明に用いる中空糸膜では、DbとDa
の比が1.3≦Db/Da≦4.0となることが好まし
い。Db/Daが1.3未満の中空糸膜では、高分画で
透水量が大きな膜とはなりにくく、耐目詰り性も低下し
やすいので好ましくない。また、Db/Daが4.0を
超えると互いに隣接するポリオレフインの物性差が拡大
するので、紡糸あるいは延伸安定性が低下する傾向にあ
る。In the hollow fiber membrane used in the present invention, Db and Da
The ratio is preferably 1.3 ≦ Db / Da ≦ 4.0. A hollow fiber membrane having a Db / Da of less than 1.3 is not preferable because it is difficult to form a membrane having a high fraction and a large water permeation rate, and the anti-clogging property is likely to decrease. On the other hand, when Db / Da exceeds 4.0, the difference in the physical properties of the polyolefins adjacent to each other increases, and spinning or drawing stability tends to decrease.
【0027】複合中空糸膜を形成する素材として用いる
ポリオレフィン類は、例えばポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ−3−メチルブテン―1、ポリ−4−メチル
ペンテン−1、ポリフッ化ビニリデン単独またはこれら
重合体の混合物を用いることができる。ポリオレフィン
類のASTM D−1238によって測定したMI値
(メルトインデックス値)は、0.1〜50の範囲が好
ましく、0.3〜15の範囲がより好ましい。MI値が
0.1未満のポリオレフィンはその溶融粘度が高過ぎる
ため、その賦形が難しく所望とする微多孔質膜を作るこ
とが困難である。また、MI値が50を超えるポリオレ
フィンは逆に溶融粘度が低過ぎて安定な賦形を行うこと
が困難である。ポリオレフィンの好ましい密度は用いる
素材によって異なるが、例えばポリエチレンの場合には
0.95g/cm3 以上であることが好ましく、ポリプ
ロピレンの場合には0.91g/cm3 以上であること
が好ましい。The polyolefins used as the material for forming the composite hollow fiber membrane are, for example, polyethylene, polypropylene, poly-3-methylbutene-1, poly-4-methylpentene-1, polyvinylidene fluoride alone or a mixture of these polymers. Can be used. The MI value (melt index value) of polyolefins measured by ASTM D-1238 is preferably in the range of 0.1 to 50, more preferably in the range of 0.3 to 15. Since the melt viscosity of a polyolefin having an MI value of less than 0.1 is too high, it is difficult to shape the polyolefin and it is difficult to form a desired microporous membrane. On the other hand, a polyolefin having an MI value of more than 50 has a too low melt viscosity, which makes it difficult to perform stable shaping. The preferred density of the polyolefin varies depending on the material used, but for example, in the case of polyethylene, it is preferably 0.95 g / cm 3 or more, and in the case of polypropylene, it is preferably 0.91 g / cm 3 or more.
【0028】この複合微多孔質中空糸膜を作るに際し、
a層形成用ポリオレフィンのMI値MIaとb層形成用
ポリオレフィンのMI値MIbとは、MIa<MIbと
なるように選定すると、a層形成用ポリオレフィンの密
度ρaと、b層形成用ポリオレフィンρbがほぼ等しく
ても製造することができる。逆に、ρa<ρbとなるよ
うにそれぞれのポリオレフィンを選定すると、MIa、
MIbがほぼ等しくても、この複合微多孔質中空糸膜を
得ることができる。MIa<MIb、ρa<ρbとなる
関係を両方満たすように、それぞれのポリオレフィンを
選定すると、この複合微多孔質中空糸膜を効率よく作る
ことができるので好ましい。In producing this composite microporous hollow fiber membrane,
When the MI value MIa of the polyolefin for forming the a layer and the MI value MIb of the polyolefin for forming the b layer are selected such that MIa <MIb, the density ρa of the polyolefin for forming the a layer and the polyolefin ρb for forming the b layer are almost equal to each other. They can be manufactured evenly. Conversely, if each polyolefin is selected so that ρa <ρb, MIa,
This composite microporous hollow fiber membrane can be obtained even if the MIb is almost the same. It is preferable to select the respective polyolefins so as to satisfy both the relations of MIa <MIb and ρa <ρb, because this composite microporous hollow fiber membrane can be efficiently produced.
【0029】なお、本発明でいう微孔のミクロフィブリ
ル束間の平均距離は次のようにして測定したものであ
る。すなわち、中空糸膜より繊維軸方向に極薄切片を切
出したサンプルの6500倍の透過型電子顕微鏡写真よ
り6cm角の部分を画像処理装置のCRT画面に取り込
む(第2図にこの画像の模式図を示す)。取込画像の上
辺部より繊維軸方向に直角となる方向に、下辺部まで、
順次0.052μmピッチで1本目からn本目までの走
査線を引く。そして、αで表示したミクロフィブリル束
間の平均距離が測定できない部分は除外して、1本目の
走査線の内、孔部部分を通過する線分の各距離、例えば
a1 からa5 の和を求め、次いで、2本目の走査線につ
いて同様に例えばb1 からb6 の和を求め、順次n本目
の走査線の例えばn1 からn6 の和を求めて総和(距離
総和)を出す。次に、各走査線が通過した微孔の数(1
本目の走査線では5つ、2本目は6つ、n本目は6つ)
の総和(数総和)を求めて、距離総和/数総和を平均間
隔Da、Dbとする。The average distance between the microfibril bundles of the micropores in the present invention is measured as follows. That is, a 6 cm square portion of a 6500-times transmission electron micrograph of a sample obtained by cutting an ultrathin section from the hollow fiber membrane in the fiber axis direction is taken into the CRT screen of the image processing apparatus (Fig. 2 is a schematic diagram of this image). Indicates). From the top side of the captured image to the direction perpendicular to the fiber axis direction, to the bottom side,
Sequentially draw the first to nth scanning lines at a pitch of 0.052 μm. Excluding the portion where the average distance between the microfibril bundles indicated by α cannot be measured, each distance of the line segments passing through the hole portion in the first scanning line, for example, the sum of a 1 to a 5 Then, the sum of b 1 to b 6 is similarly calculated for the second scanning line, and the sum of n 1 to n 6 of the nth scanning line is sequentially calculated to obtain the sum (distance sum). Next, the number of fine holes (1
(5 for the second scan line, 6 for the second scan line, 6 for the nth scan line)
Then, the sum of distances / the sum of numbers is determined as the average intervals Da and Db.
【0030】本発明の中空糸膜モジュールに用いる複合
微多孔質中空糸膜を製造するには、先ず中間体たる複合
微多孔質中空糸膜プレカーサーを作り、次いで親水性共
重合体で被覆処理を行えばよい。プレカーサーを作るに
は、上記条件を満足したポリオレフィンを選定し、同心
円状に配設した二つ以上の円環状の吐出口を有するノズ
ルを用いて溶融複合紡糸し、多層体を得た後必要に応じ
て熱処理を行い、延伸することにより達成される。In order to produce the composite microporous hollow fiber membrane used in the hollow fiber membrane module of the present invention, first, a composite microporous hollow fiber membrane precursor which is an intermediate is prepared and then coated with a hydrophilic copolymer. Just go. In order to make a precursor, it is necessary to select a polyolefin that satisfies the above conditions, perform melt composite spinning using a nozzle that has two or more annular discharge ports that are concentrically arranged, and obtain a multilayer body. It is achieved by performing heat treatment and stretching accordingly.
【0031】また、互いに隣接する各層に孔径差を付与
する手段としては、密度やMI値の異なるポリオレフィ
ンを複合化することで達成される。ポリオレフィンとし
てポリエチレンを用いる場合には、用いるポリエチレン
の密度はJISK6760に示される測定法で0.95
5g/cm3 以上であることが好ましく、さらに好まし
くは0.960g/cm3 以上である。密度が0.95
5g/cm3 未満では延伸による微細孔の形成が不均一
となり好ましくない。また、MI値としては、JISK
6760による測定法で0.05〜20.0g/10分
の範囲にあることが好ましく、より好ましくは0.1〜
5.0g/10分の範囲である。MI値が0.05g/
10分未満ではポリマー粘度が非常に高く、溶融紡糸が
難しくなるため好ましくない。更に、20.0g/10
分を超えると多層体の結晶配向性が不充分となり、均一
な微細孔構造を得ることはできない。溶融紡糸、延伸法
によって形成される微細孔は、密度あるいはMI値を調
整したポリエチレンを配置することで本発明で用いる孔
径の異なる微多孔質層が二層以上に積層された複合微多
孔質中空糸膜を得ることができる。The means for imparting a difference in pore size to the layers adjacent to each other is achieved by compounding polyolefins having different densities and MI values. When polyethylene is used as the polyolefin, the density of the polyethylene used is 0.95 according to the measurement method specified in JIS K6760.
It is preferably 5 g / cm 3 or more, and more preferably 0.960 g / cm 3 or more. Density is 0.95
If it is less than 5 g / cm 3 , the formation of fine pores by stretching is not uniform, which is not preferable. The MI value is JISK.
It is preferably in the range of 0.05 to 20.0 g / 10 minutes as measured by 6760, more preferably 0.1 to 20.0 g / 10 minutes.
The range is 5.0 g / 10 minutes. MI value is 0.05 g /
If it is less than 10 minutes, the polymer viscosity is so high that melt spinning becomes difficult, which is not preferable. Furthermore, 20.0 g / 10
If it exceeds the limit, the crystal orientation of the multilayer body becomes insufficient, and a uniform fine pore structure cannot be obtained. The micropores formed by the melt spinning or drawing method are a composite microporous hollow in which two or more microporous layers having different pore sizes used in the present invention are laminated by arranging polyethylene whose density or MI value is adjusted. A thread film can be obtained.
【0032】以上に述べたポリエチレンの密度あるいは
MI値は、重合条件の設定やブレンド等により自由に調
整が可能であり、必要に応じて選定することができる。The density or MI value of polyethylene described above can be freely adjusted by setting polymerization conditions, blending, etc., and can be selected as necessary.
【0033】紡糸温度としては、ポリオレフィンの融点
以上(好ましくは融点より10〜100℃高い温度とす
る)で、吐出物は10〜40℃の雰囲気中0.1〜3m
/秒なる引取速度で引取り、得られた多層体を、そのま
まか、またはポリオレフィンの融点以下の温度(好まし
くは融点より5〜50℃低い温度)で熱処理を行ってス
タックドラメラを形成させた後、延伸し多層体に開孔処
理を行う。延伸は冷延伸に引き続き、熱延伸を行うのが
よい。冷延伸は、比較的低い温度で多層体の構造破壊を
起こさせてスタックドラメラ間にミクロクラックを発生
させる過程であり、この冷延伸は0℃〜ポリマーの融点
より50℃低い温度の範囲で行うのが好ましい。ポリオ
レフィンとしてポリエチレンを用いた場合、この冷延伸
温度は0〜80℃、好ましくは10〜50℃の範囲であ
る。また、冷延伸倍率としては、5〜200%が好まし
い。5%以下ではミクロクラックの発生が不十分とな
り、目的とする孔径が得られにくくなる。また、200
%を超えるとスタックドラメラの変形が起こり、各微多
孔質層の開孔率が低下するので好ましくない。The spinning temperature is not lower than the melting point of the polyolefin (preferably 10 to 100 ° C. higher than the melting point), and the discharged product is 0.1 to 3 m in an atmosphere of 10 to 40 ° C.
The multilayered body obtained by taking up at a take-up speed of / sec was heat-treated as it was or at a temperature not higher than the melting point of the polyolefin (preferably 5 to 50 ° C. lower than the melting point) to form a stacked lamella. After that, the multi-layer body is stretched and subjected to an opening treatment. As for stretching, it is preferable to carry out hot stretching after cold stretching. Cold stretching is a process of causing structural destruction of a multilayer body at a relatively low temperature to generate microcracks between stacked lamellas, and the cold stretching is performed in a range of 0 ° C. to 50 ° C. lower than the melting point of the polymer. It is preferable to carry out. When polyethylene is used as the polyolefin, the cold stretching temperature is in the range of 0 to 80 ° C, preferably 10 to 50 ° C. The cold stretching ratio is preferably 5 to 200%. When it is 5% or less, the generation of microcracks becomes insufficient, and it becomes difficult to obtain a target pore size. Also, 200
If it exceeds%, deformation of the stack lamella occurs and the porosity of each microporous layer decreases, which is not preferable.
【0034】次いで行う熱延伸は、多層体中に発生させ
たミクロクラックを拡大させ、スタックドラメラ間にミ
クロフィブリルを形成して、スリット状の微孔を有する
多孔質膜とする過程である。熱延伸温度としては、ポリ
オレフィンの融点を超えない範囲で、できるだけ高い温
度で行うのがよい。また、熱延伸倍率としては、目的と
する孔径により適宜選定すればよいが、50〜2000
%、好ましくは100〜1000%の範囲とするのが工
程安定性の点でよい。The subsequent hot stretching is a process of expanding the microcracks generated in the multilayer body and forming microfibrils between the stacked lamellae to form a porous film having slit-like micropores. The hot stretching temperature is preferably as high as possible within the range not exceeding the melting point of the polyolefin. The heat draw ratio may be appropriately selected depending on the target pore size, but is 50 to 2000.
%, Preferably 100 to 1000%, in terms of process stability.
【0035】更に、得られた複合多孔質膜プレカーサー
の寸法安定性を得るために、この膜を定長下、または少
し弛緩させた状態で熱セットを行う。熱セットを効果的
に行うためには、熱セット温度は延伸温度以上、融点温
度以下であることが好ましい。Further, in order to obtain the dimensional stability of the obtained composite porous membrane precursor, heat setting is performed under a fixed length or in a state where the membrane is slightly relaxed. In order to effectively perform heat setting, the heat setting temperature is preferably the stretching temperature or higher and the melting point temperature or lower.
【0036】以上のようにして、溶融複合紡糸および延
伸多孔化により、a層およびb層が各層の延伸軸方向に
配向した多数のミクロフィブリルとミクロフィブリルの
両端において結合したスタックドラメラの結節部にて構
成されるスリット状の積層体にて構成され、当該微孔が
膜の一表面から他表面に渡って貫通している中空糸膜状
プレカーサーを得る。As described above, by melt-composite spinning and stretch porosification, a large number of microfibrils in which the a-layer and the b-layer are oriented in the stretching axis direction of each layer and the knotted portion of the stacked lamella bonded at both ends of the microfibril A hollow fiber membrane-shaped precursor is obtained which is constituted by a slit-shaped laminated body constituted by, and the micropores penetrate from one surface of the membrane to the other surface.
【0037】次に、得られた多層複合膜プレカーサーに
恒久親水性を付与する工程を適用する。ここで用いる親
水性共重合体は、エチレンを20モル%以上および親水
性モノマーを10モル%以上含む共重合体が好ましく、
これら共重合体は、ランダムコポリマー、ブロックコポ
リマー、グラフトコポリマー等いずれのタイプの共重合
体であってもよい。共重合体に占めるエチレン含量が2
0モル%未満では、共重合体はプレカーサーに対して親
和性が弱く、プレカーサーを親水性共重合体溶液に浸漬
処理し、プレカーサー100重量%に対して3〜30重
量%なる割合で親水性共重合体を被覆することが困難と
なり好ましくない。Next, a step of imparting permanent hydrophilicity to the obtained multilayer composite film precursor is applied. The hydrophilic copolymer used here is preferably a copolymer containing 20 mol% or more of ethylene and 10 mol% or more of a hydrophilic monomer,
These copolymers may be any type of copolymers such as random copolymers, block copolymers and graft copolymers. The ethylene content in the copolymer is 2
If it is less than 0 mol%, the copolymer has a weak affinity for the precursor, and the precursor is dipped in the hydrophilic copolymer solution and the hydrophilic copolymer is added at a ratio of 3 to 30% by weight to 100% by weight of the precursor. It is not preferable because it becomes difficult to coat the polymer.
【0038】この親水性共重合体を重合する際に使用す
る親水性モノマーとしては、例えばビニルアルコール、
(メタ)アクリル酸及びその塩、ヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)ア
クリル酸エステル、ビニルピロリドン、アクリルアミド
等のビニル化合物をあげることができ、これら親水性モ
ノマーが一種以上含まれていればよいが、特に好ましい
モノマーとしてビニルアルコールをあげることができ
る。また、この親水性共重合体は、エチレン及び親水性
モノマー以外の第三成分を一種以上含んでいてもよく、
第三成分としては例えば酢酸ビニル、(メタ)アクリル
酸エステル、ビニルアルコール脂肪酸エステル、ビニル
アルコールのフォルマール化物若しくはブチラール化物
等をあげることができる。The hydrophilic monomer used when polymerizing this hydrophilic copolymer is, for example, vinyl alcohol,
(Meth) acrylic acid and its salts, hydroxyethyl (meth) acrylate, polyethylene glycol (meth) acrylic acid ester, vinylpyrrolidone, vinyl compounds such as acrylamide can be mentioned, and one or more of these hydrophilic monomers may be contained. However, vinyl alcohol may be mentioned as a particularly preferable monomer. Further, this hydrophilic copolymer may contain one or more third components other than ethylene and the hydrophilic monomer,
Examples of the third component include vinyl acetate, (meth) acrylic acid ester, vinyl alcohol fatty acid ester, vinyl alcohol formal compound and butyral compound.
【0039】複合多孔質膜プレカーサーヘの親水性共重
合体の被覆量は、プレカーサー重量換算で3〜30重量
%の範囲とする。親水性共重合体の被覆量が3重量%未
満の微多孔質膜は水との親和性が乏しく、微多孔質膜ヘ
の通水性が不足し、一方、親水性共重合体の被覆量が3
0重量%を超えて多くなると共重合体による微多孔質膜
の孔の閉塞などが起こりやすく、その透水性が低下しや
すい。The coating amount of the hydrophilic copolymer on the composite porous membrane precursor is in the range of 3 to 30% by weight in terms of the precursor weight. A microporous membrane having a hydrophilic copolymer coating amount of less than 3% by weight has a poor affinity for water and insufficient water permeability to the microporous membrane, while the hydrophilic copolymer coating amount is insufficient. Three
If it exceeds 0% by weight, the pores of the microporous membrane are likely to be clogged with the copolymer, and the water permeability thereof is likely to decrease.
【0040】親水性共重合体の溶剤は、水混和性有機溶
剤であることが好ましく、その具体例としては、メタノ
ール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルア
ルコール等のアルコール類、ジメチルスルホキシド、ジ
メチルホルムアミド等をあげることができる。これら溶
剤は単独でも用い得るが、水との混合物は親水性共重合
体に対する溶解性が強いので、より好ましい。また、親
水性共重合体を被覆した微多孔質膜を乾燥するに際して
用いる溶剤の蒸気含有雰囲気の作りやすさ、すなわち、
溶剤の蒸気圧の低さ、人体に対する低毒性の点から、沸
点100℃未満のアルコール類、例えばメタノール、エ
タノール、イソプロピルアルコール等と水の混合系溶剤
を用いることが特に好ましい。水混和性有機溶剤と水と
の混合割合は、そのプレカーサーヘの浸透性を阻害せ
ず、共重合体の溶解を低下させない範囲であればよく、
用いられる共重合体の種類によっても異なるが、有機溶
剤としてエタノールを用いる場合、エタノール/水の割
合は、90/10〜30/70(vol%)の範囲であ
ることが好ましい。The solvent for the hydrophilic copolymer is preferably a water-miscible organic solvent, and specific examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropyl alcohol, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide and the like. Can be raised. These solvents can be used alone, but a mixture with water is more preferable because it has a strong solubility in the hydrophilic copolymer. Also, the ease of making a vapor-containing atmosphere of the solvent used in drying the microporous membrane coated with the hydrophilic copolymer, that is,
From the viewpoint of low vapor pressure of the solvent and low toxicity to the human body, it is particularly preferable to use an alcohol having a boiling point of less than 100 ° C., for example, a mixed solvent of water with methanol, ethanol, isopropyl alcohol and the like. The mixing ratio of the water-miscible organic solvent and water may be within a range that does not impair the permeability to the precursor and does not reduce the dissolution of the copolymer,
When ethanol is used as the organic solvent, the ethanol / water ratio is preferably in the range of 90/10 to 30/70 (vol%), although it varies depending on the type of the copolymer used.
【0041】親水性共重合体溶液の濃度は、0.1〜1
0重量%程度、好ましくは0.5〜5重量%の範囲であ
る。濃度が0.1重量%未満の溶液でプレカーサーを処
理したものは親水性共重合体の均一な被覆を行うことが
難しく、10重量%を超えると溶液粘度が大きくなり過
ぎ、この溶液でプレカーサーを処理すると、多層複合中
空糸膜の微孔が共重合体で閉塞されてしまう。親水性共
重合体溶液にプレカーサーを浸漬する方法としては、同
じ濃度の共重合体溶液に2回以上浸漬処理を行ってもよ
く、濃度の異なる溶液に浸漬を2回以上行ってもよい。The concentration of the hydrophilic copolymer solution is 0.1 to 1
It is about 0% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight. When the precursor is treated with a solution having a concentration of less than 0.1% by weight, it is difficult to uniformly coat the hydrophilic copolymer, and if the concentration exceeds 10% by weight, the solution viscosity becomes too large. When treated, the micropores of the multi-layer composite hollow fiber membrane are blocked with the copolymer. As a method of immersing the precursor in the hydrophilic copolymer solution, the precursor solution may be dipped twice or more in the copolymer solution having the same concentration, or may be dipped twice or more in the solutions having different concentrations.
【0042】浸漬処理を行う親水性共重合体溶液の温度
は、高い程その粘度は低下し、プレカーサーヘの溶渡の
浸透性が向上し好ましいが、安全面からその溶液の沸点
以下であることが好ましい。The higher the temperature of the hydrophilic copolymer solution to be subjected to the dipping treatment, the lower the viscosity thereof, and the better the permeability of leaching to the precursor, which is preferable, but from the viewpoint of safety, it should be below the boiling point of the solution. Is preferred.
【0043】浸漬処理時間は、用いるプレカーサーの膜
厚、微孔径、空孔率により異なるが、数秒〜数分の範囲
とするのが好ましい。The dipping treatment time varies depending on the film thickness, fine pore diameter and porosity of the precursor used, but it is preferably in the range of several seconds to several minutes.
【0044】プレカーサーは親水性重合体溶液に浸漬
後、乾燥処理を行う前に有機溶剤の蒸気が3vol%以
上含まれ、温度が室温からその溶剤の沸点以下の温度に
ある雰囲気下に立ち上げ少なくとも30秒間以上滞在さ
せセッティング工程を施すことが必要である。The precursor is soaked in a hydrophilic polymer solution and before being subjected to a drying treatment, the vapor of an organic solvent is contained in an amount of 3 vol% or more, and the temperature is raised from room temperature to a temperature not higher than the boiling point of the solvent at least. It is necessary to stay for 30 seconds or more and perform the setting process.
【0045】この処理工程の目的は、プレカーサーを構
成するミクロフィブリルとスタックドラメラとの結節部
の表面に親水性共重合体の被膜を形成することによる微
孔の閉塞を防止することにある。また、ミクロフィブリ
ルを結束させてスリット状の微孔を大孔径化して楕円状
の微孔を作り透水量の増大を図ると共に、処理水との親
和性を高めることにある。The purpose of this treatment step is to prevent the clogging of the micropores by forming a coating film of the hydrophilic copolymer on the surface of the knots between the microfibrils and the stack lamella forming the precursor. Another object is to bind the microfibrils and increase the diameter of the slit-shaped micropores to form elliptical micropores to increase the amount of water permeation and increase the affinity with the treated water.
【0046】本セッティング工程中での親水性共重合体
のプレカーサ表面での被膜形成を防ぐには、プレカーサ
ー表面での急速な乾燥を防ぐ必要があり、そのために
は、共重合体溶液のプレカーサー表面での蒸発速度を押
え、かつ、プレカーサー表面が溶剤で濡れている状態に
保つことが必要であり、この観点から、セッティング工
程の雰囲気は水混和性有機溶剤の蒸気が3vol%以上
の雰囲気下にすることが必要となる。In order to prevent the formation of a film of the hydrophilic copolymer on the precursor surface during the setting step, it is necessary to prevent rapid drying on the precursor surface. For that purpose, the precursor surface of the copolymer solution is required. It is necessary to suppress the evaporation rate at the same time and to keep the precursor surface wet with the solvent. From this viewpoint, the atmosphere of the setting process should be 3 vol% or more of the water-miscible organic solvent vapor. Will be required.
【0047】セッティング工程におけるプレカーサーよ
りの溶剤の蒸発速度は極力遅くする方が好ましく、セッ
ティング工程の雰囲気は溶剤の飽和蒸気濃度に近い雰囲
気とする方がよい。また、この工程でのプレカーサー面
での溶剤の蒸発を遅くするには、セッティング温度を低
温にする方がよいが、余り低過ぎるとセッティング工程
での脱溶剤が進まないという現象が起こり好ましくな
い。従って、該雰囲気の温度は室温以上、水混和性溶剤
の沸点以下とすることが好ましい。The evaporation rate of the solvent from the precursor in the setting step is preferably as low as possible, and the atmosphere in the setting step is preferably close to the saturated vapor concentration of the solvent. Further, in order to slow down the evaporation of the solvent on the precursor surface in this step, it is better to lower the setting temperature, but if it is too low, the phenomenon that the solvent removal in the setting step does not proceed is not preferable. Therefore, the temperature of the atmosphere is preferably room temperature or higher and not higher than the boiling point of the water-miscible solvent.
【0048】浸漬後のプレカーサーは浸漬浴より該雰囲
気中に立ち上げるが、立ち上げの角度は45゜〜90゜
の範囲とするのが好ましい。立ち上げることによりプレ
カーサーに付着した共重合体溶液の一部が自重によって
プレカーサーより脱液される。その脱液量は、プレカー
サーの浴面からの立ち上げる速度、浸漬溶液の粘度、プ
レカーサーの浴面からの立ち上げる高さ等により異な
る。このセッテイング工程での脱液効果を高めるための
補助手段として、ガイド、スリット等によりプレカーサ
ー表面にある溶液の拭き取りを併用してもよい。The precursor after immersion is raised in the atmosphere from the immersion bath, and the angle of rise is preferably in the range of 45 ° to 90 °. By starting up, a part of the copolymer solution attached to the precursor is drained from the precursor by its own weight. The amount of the deliquored liquid varies depending on the speed at which the precursor rises from the bath surface, the viscosity of the immersion solution, the height at which the precursor rises from the bath surface, and the like. Wiping off of the solution on the surface of the precursor by means of guides, slits or the like may be used as an auxiliary means for enhancing the liquid removal effect in the setting step.
【0049】このセッティング時間は、少なくとも30
秒が必要であり、この間に溶剤のプレカーサーからの蒸
発に伴う共重合体溶液の濃縮と膜のミクロフィブリルと
スタックドラメラ表面でのマイグレーションによる均一
化が行われる。特に、プレカーサーを連続的に親水性共
重合体溶液にて処理する場合、このセッテイング時間
は、少なくとも30秒以上必要である。30秒未満のセ
ッティングでは溶剤の蒸発に伴う濃縮が不十分であっ
て、過剰の溶液がプレカーサーに付着した状態で乾燥を
行うことになり、親水性共重合体により微孔の閉塞が発
現し、併せて、共重合体の膜構造内での均一付着化が不
十分となり、透水性能、分画性能の良好な微多孔質中空
糸膜が得られにくい。This setting time is at least 30
Seconds are required, during which the copolymer solution is concentrated as the solvent evaporates from the precursor and the membrane is homogenized by migration on the microfibrils and the surface of the stacked lamella. In particular, when the precursor is continuously treated with the hydrophilic copolymer solution, the setting time must be at least 30 seconds or longer. If the setting is less than 30 seconds, the concentration due to the evaporation of the solvent is insufficient, and drying is performed with the excess solution attached to the precursor, and the hydrophilic copolymer causes blockage of micropores. At the same time, the uniform adhesion of the copolymer within the membrane structure becomes insufficient, and it is difficult to obtain a microporous hollow fiber membrane having good water permeability and fractionation performance.
【0050】なお、上記セッティング時間を30秒とし
た時の溶剤のプレカーサーからの蒸発量は、用いた親水
性共重合体溶液の15〜30%程度であることが好まし
い。セッティング工程でのプレカーサーよりの溶剤の蒸
発量をコントロールする方法としては、セッティング雰
囲気温度、該雰囲気中に空気や不活性ガス等の気体を送
風する方法等をあげることができる。The evaporation amount of the solvent from the precursor when the setting time is 30 seconds is preferably about 15 to 30% of the hydrophilic copolymer solution used. As a method of controlling the evaporation amount of the solvent from the precursor in the setting step, there may be mentioned a setting atmosphere temperature, a method of blowing a gas such as air or an inert gas into the atmosphere.
【0051】乾燥工程とは、延伸法によって得られた無
数のスリット状の微細孔を形成するミクロフィブリルを
親水性共重合体で被覆収束し、楕円状の微孔へ構造変化
させ、孔径を拡大させ固定する重要な工程である。ま
た、乾燥と同時に中空糸膜の収縮が発生するため、その
収縮分を加味し、乾燥工程前の糸の供給速度を乾燥後の
巻取速度よりも高め、膜の特性に応じ、中空糸膜を充分
に収縮させながら親水化処理することで、孔径拡大とと
もに高速濾過性能を確保することができる。The drying step is performed by covering and converging the microfibrils forming the innumerable slit-shaped fine pores obtained by the stretching method with the hydrophilic copolymer, and changing the structure into elliptical fine pores to enlarge the pore diameter. This is an important step for fixing. Further, since the hollow fiber membrane shrinks at the same time as the drying, the shrinkage is taken into consideration, and the yarn feeding speed before the drying step is made higher than the winding speed after the drying. By performing the hydrophilic treatment while sufficiently shrinking, it is possible to secure high-speed filtration performance as well as enlarge the pore size.
【0052】巻取速度に対する乾燥前の供給速度が中空
糸膜の収縮に対し早い場合は、乾燥前に糸たるみが発生
し工程安定性が低下する。逆に、中空糸膜の収縮分を加
味せず供給速度が巻取速度と等しい場合は、乾燥工程で
糸の収縮に対し糸が引っ張られ高張力下で処理されるた
め、スリット状微細孔のまま楕円状に孔径拡大されずに
処理され、十分な透水性能を得ることができない。そこ
で、処理する中空糸膜の収縮の程度に応じ、乾燥前後の
供給及び巻取速度を調整する必要がある。If the feeding speed before drying with respect to the winding speed is faster than the shrinkage of the hollow fiber membrane, slackening of the yarn occurs before drying and the process stability decreases. On the contrary, when the feeding speed is equal to the winding speed without considering the shrinkage of the hollow fiber membrane, the yarn is pulled against the shrinkage of the yarn in the drying process and processed under high tension, so As it is, the treatment is performed without expanding the hole diameter to an elliptical shape, and sufficient water permeability cannot be obtained. Therefore, it is necessary to adjust the feeding and winding speeds before and after drying, depending on the degree of shrinkage of the hollow fiber membrane to be treated.
【0053】セッティングを終了したプレカーサーの乾
燥処理は、真空乾燥、熱風乾燥等公知の乾燥方法によれ
ばよい。乾燥温度は複合微多孔質中空糸膜が熱によって
変形を受けない温度であればよい。例えばポリエチレン
製複合微多孔質中空糸膜の場合には120℃以下の温度
で乾燥するのが好ましく、40〜70℃の温度で乾燥す
ることが特に好ましい。乾燥時間は、微細孔孔径、膜
厚、処理速度等により異なるが、1分から10分程度
で、中空糸膜が十分乾燥していればよい。The precursor which has been set may be dried by a known drying method such as vacuum drying or hot air drying. The drying temperature may be a temperature at which the composite microporous hollow fiber membrane is not deformed by heat. For example, in the case of a polyethylene composite microporous hollow fiber membrane, drying at a temperature of 120 ° C or lower is preferable, and drying at a temperature of 40 to 70 ° C is particularly preferable. The drying time varies depending on the pore size of the fine pores, the film thickness, the processing speed, etc., but it may be about 1 to 10 minutes as long as the hollow fiber membrane is sufficiently dried.
【0054】複合微多孔質中空糸膜に対する親水性共重
合体の付着量は、基質である複合微多孔質中空糸膜プレ
カーサーの重量に対して、濾過特性の点からおよそ3〜
30重量%、好ましくは3〜15重量%である。The amount of the hydrophilic copolymer attached to the composite microporous hollow fiber membrane is about 3 to 3 with respect to the weight of the composite microporous hollow fiber precursor, which is the substrate, in terms of filtration characteristics.
It is 30% by weight, preferably 3 to 15% by weight.
【0055】なお、この最終的なエチレン共重合体の多
孔質膜への付着率は、親水化溶液の濃度や脱液処理の条
件等を適宜設定することによって調節することができ
る。The final adhesion rate of the ethylene copolymer to the porous membrane can be adjusted by appropriately setting the concentration of the hydrophilizing solution, the conditions of the liquid removal treatment, and the like.
【0056】この親水性共重合体の被覆処理により微多
孔質中空糸膜プレカーサーのミクロフィブリルは収束さ
れてミクロフィブリル束となり、また、スリット状微孔
は楕円状微孔となる。By the coating treatment with the hydrophilic copolymer, the microfibrils of the microporous hollow fiber membrane precursor are converged into a microfibril bundle, and the slit-like micropores are elliptical micropores.
【0057】図2は、本発明の中空糸膜モジュールの他
の一例を示す模式断面図である。この例では、中空糸膜
が二つの構造材間に直線上に配設され、中空糸膜の両端
に集水面が形成されている。一方の構造材には仕切り部
材4が固着され、この仕切り部材により濾液を収集する
濾液集合室5が集水面上に形成されている。そして、濾
液集合室内に収集された濾液を送液し、もう一方の集水
面で収集される濾液と合流させるための濾液送液管6
が、二つの固定部材2内のそれぞれのほぼ中央部を通過
して配設されている。FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the hollow fiber membrane module of the present invention. In this example, the hollow fiber membranes are linearly arranged between the two structural materials, and water collecting surfaces are formed at both ends of the hollow fiber membranes. A partition member 4 is fixed to one of the structural members, and a filtrate collecting chamber 5 for collecting the filtrate is formed on the water collecting surface by the partition member. A filtrate delivery pipe 6 for delivering the filtrate collected in the filtrate collecting chamber and merging it with the filtrate collected on the other water collecting surface.
Are arranged so as to pass through substantially the respective central portions of the two fixing members 2.
【0058】この図3の構造を有する中空糸膜モジュー
ルは、濾液送液管6が設置されたことにより、浄化液の
取出口は濾液集合室5が設けられていない集水面上だけ
でよく中空糸膜モジュールと浄化水回収配管との接続箇
所を減らせる利点がある。また、モジュールに配設され
た中空糸膜の膜面全体がより効率的に利用される。In the hollow fiber membrane module having the structure shown in FIG. 3, since the filtrate delivery pipe 6 is installed, the outlet for the purified liquid is hollow only on the water collecting surface where the filtrate collecting chamber 5 is not provided. There is an advantage that the number of connection points between the fiber membrane module and the purified water recovery pipe can be reduced. Further, the entire membrane surface of the hollow fiber membrane arranged in the module is used more efficiently.
【0059】図4は、図3に示されるタイプの中空糸膜
モジュールを3個直列に接続した例を示すものである。
このように、本発明の中空糸膜モジュールは、複数個を
直列に接続して、数mの長さに及ぶモジュール連結体と
しても使用することもできる。ここでは、第1のモジュ
ール(左側のもの)の濾液集合室7と第2のモジュール
(中央のもの)の集水面10とが接続され、同様に第2
のモジュールの濾液集合室8と第3のモジュール(右側
のもの)の集水面11とが接続されている。これらの各
モジュールにおいては、仕切部材12〜14を除けば、
各モジュールは同形のものであり、第1および第2のモ
ジュールの各仕切部材12、13は、それぞれ、各モジ
ュールを連結する連結部材としての役割も果しているの
に対し、第3のモジュールの仕切部材14のみが本来の
濾液集合室9を形成する機能だけを果している。したが
って、各仕切部材を着脱自在に構成すれば、全く同形の
モジュールにおいて、仕切部材の形状のみを変化させる
ことによって、単独のモジュールを構成させたり、モジ
ュール連結体を構成したりすることが可能である。FIG. 4 shows an example in which three hollow fiber membrane modules of the type shown in FIG. 3 are connected in series.
As described above, the hollow fiber membrane module of the present invention can also be used as a module assembly having a length of several meters by connecting a plurality of modules in series. Here, the filtrate collecting chamber 7 of the first module (the one on the left side) and the water collecting surface 10 of the second module (the one on the center) are connected, and similarly the second module is used.
The filtrate collecting chamber 8 of the second module and the water collecting surface 11 of the third module (the one on the right side) are connected. In each of these modules, except for the partition members 12 to 14,
The modules are of the same shape, and the partition members 12 and 13 of the first and second modules also serve as connecting members for connecting the modules, respectively, whereas the partition members of the third module are Only the member 14 fulfills only the function of forming the original filtrate collecting chamber 9. Therefore, if each partition member is detachably configured, it is possible to configure a single module or a module connection body by changing only the shape of the partition member in a module having the same shape. is there.
【0060】なお、この例では、各モジュールを左右対
称の同形とするために、このモジュール連結体を浄水器
に接続するための接続用部材15が、第1のモジュール
の構造材1に着脱自在に接続されている。このモジュー
ル連結体では、モジュールと浄化水回収配管との接続箇
所をより減らすことができ、浄水装置でのモジュールの
設置面積の低減が可能となる。In this example, the connecting member 15 for connecting the module connection body to the water purifier is attachable to and detachable from the structural material 1 of the first module in order to make each module symmetrically the same shape. It is connected to the. In this module connection body, the number of connection points between the module and the purified water recovery pipe can be further reduced, and the installation area of the module in the water purifier can be reduced.
【0061】[0061]
【実施例】以下、本発明の中空糸膜モジュールに用いる
複合微多孔質中空糸膜を製造例によりさらに詳しく説明
するとともに、これら中空糸膜を用いた中空糸膜モジュ
ールの実施例を示す。なお、製造例中の各種測定、評価
は下記の方法によった。 1.雰囲気中のエタノール濃度は、ガス検知管(ガステ
ック検知管、商品名、ガステック株式会社製)を用いて
測定した。 2.親水性共重合体の被覆量は下記式に従って算出し
た。EXAMPLES The composite microporous hollow fiber membrane used in the hollow fiber membrane module of the present invention will be described in more detail with reference to production examples, and examples of hollow fiber membrane modules using these hollow fiber membranes will be shown. The various measurements and evaluations in the production examples were carried out by the following methods. 1. The ethanol concentration in the atmosphere was measured using a gas detector tube (Gastec detector tube, trade name, manufactured by Gastec Co., Ltd.). 2. The coating amount of the hydrophilic copolymer was calculated according to the following formula.
【0062】[0062]
【数1】 3.膜の透水量は有効膜面積70〜90cm2 のミニモ
ジュールを作製し、差圧1kg/cm2 でイオン交換水
を濾過しそのときの透水量を測定した。 4.ラテックス標準粒子による捕捉粒子径は、膜面積が
約50cm2 の中空糸膜のモジュールで0.1wt%の
界面活性剤(ポリエチレングリコール−p−イソオクチ
ルフェニルエーテル)水溶液で膜内の空気を置換した
後、圧力0.7kg/cm2 で0.1%の所定粒子径の
単一分散粒子径のポリスチレンラテックス粒子を濾過
し、濾液のラテックス粒子の濃度を日立分光光度計(U
−3400)により320nmの波長で測定し捕捉率9
0%における粒子径を求めた。[Equation 1] 3. Water permeability of the membrane to produce a mini-module having an effective membrane area 70~90cm 2, differential pressure 1 kg / cm 2 was filtered deionized water was measured water permeability of the time. 4. Regarding the particle size captured by latex standard particles, the air in the membrane was replaced with a 0.1 wt% surfactant (polyethylene glycol-p-isooctylphenyl ether) aqueous solution in a hollow fiber membrane module having a membrane area of about 50 cm 2 . After that, polystyrene latex particles having a monodisperse particle diameter of 0.1% with a predetermined particle diameter of 0.1% are filtered at a pressure of 0.7 kg / cm 2 , and the concentration of latex particles in the filtrate is determined by Hitachi spectrophotometer (U
-3400) measured at a wavelength of 320 nm to obtain a capture rate of 9
The particle size at 0% was determined.
【0063】製造例1 密度0.967g/cm3 、MI値0.3の高密度ポリ
エチレン(HB530、三菱化学 (株) 製)67重量%
と、密度0.962g/cm3 、MI値0.3の高密度
ポリエチレン(HB430、三菱化学 (株) 製)33重
量%とを溶融混練し、密度0.965g/cm3 、MI
値0.3のブレンドポリマーを得た。Production Example 1 67% by weight of high-density polyethylene (HB530, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) having a density of 0.967 g / cm 3 and an MI value of 0.3
And 33% by weight of high-density polyethylene (HB430, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) having a density of 0.962 g / cm 3 and an MI value of 0.3 were melt-kneaded to obtain a density of 0.965 g / cm 3 , MI.
A blended polymer with a value of 0.3 was obtained.
【0064】次に、同心円状に配置された二つの円管状
の吐出口を有する中空糸製造用ノズルを用いて内側の吐
出口からブレンドポリマーを、また外側の吐出口から上
記密度0.967g/cm3 、MI値0.3の高密度ポ
リエチレンを吐出させ、溶融紡糸した。このとき、吐出
温度170℃、内層側吐出量0.56g/分、外層側吐
出量2.24g/分、内層と外層の吐出量比1/4、吐
出線速度47cm/分、ドラフト比75となるように吐
出した。さらに、ノズルから吐出された糸に温度21
℃、風速1m/秒の冷却風を糸の周囲に均一に当てなが
ら巻取り速度35m/分にて巻取り、未延伸複合中空糸
を得た。Next, using a hollow fiber manufacturing nozzle having two concentric circular tubular discharge ports, the blended polymer was discharged from the inner discharge port and the density was 0.967 g / m from the outer discharge port. High density polyethylene having a cm 3 and an MI value of 0.3 was discharged and melt-spun. At this time, the discharge temperature was 170 ° C., the inner layer side discharge amount was 0.56 g / min, the outer layer side discharge amount was 2.24 g / min, the inner layer / outer layer discharge amount ratio was 1/4, the discharge linear velocity was 47 cm / min, and the draft ratio was 75. It was discharged so as to become. Furthermore, the temperature of the yarn discharged from the nozzle is
The composition was wound at a winding speed of 35 m / min while uniformly applying cooling air having a wind speed of 1 m / sec at a temperature of 35 ° C. to obtain an unstretched composite hollow fiber.
【0065】得られた未延伸中空糸を125℃に加熱し
た空気中で定長のまま16時間加熱処理を行った。さら
に、この熱処理糸を30℃に保たれたローラー間で25
%冷延伸し、引き続いて119℃の加熱炉中で総延伸量
が500%になるように熱延伸を行い、さらに、120
℃の加熱炉中で定長のまま熱セットを行い、二層よりな
る複合微多孔質中空糸膜プレカーサーを得た。The unstretched hollow fiber obtained was heat-treated for 16 hours in air heated to 125 ° C. with a constant length. Furthermore, this heat treated yarn is put between rollers kept at 30 ° C for 25
% Cold stretching, followed by hot stretching in a heating furnace at 119 ° C. so that the total stretching amount becomes 500%, and further 120
Heat setting was performed in a heating furnace at ℃ while keeping the length constant to obtain a composite microporous hollow fiber membrane precursor composed of two layers.
【0066】次に、エチレン含有量32モル%のエチレ
ン−ビニルアルコール共重合体(ソアノールDC320
3、日本合成化学 (株) 製)を70℃のエタノール/水
=60/40vol%混合溶液に1.0重量%溶解した
親水性共重合体剤溶液を調製した。この親水性共重合体
溶液中に上記の複合多孔質中空糸膜プレカーサーを10
0秒間浸漬した後プレカーサーを引き上げ、ガイドによ
り表面に過剰に付着した親水化剤溶液の一部を絞り落と
した。引き続き、エタノール蒸気濃度40vol%、6
0℃の雰囲気中に立上げ角度90゜で立上げ、100秒
間滞在させてプレカーサーの微小空孔内表面に親水化剤
を均一付着させた後、70℃の熱風にて10%オーバー
フィードさせながら溶剤を乾燥した。得られた親水化複
合中空糸膜のエチレン−ビニルアルコール共重合体の付
着率は10.5重量%であった。Next, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having an ethylene content of 32 mol% (Soarnol DC320
3. Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in an ethanol / water = 60/40 vol% mixed solution at 70 ° C. in an amount of 1.0% by weight to prepare a hydrophilic copolymer agent solution. 10 parts of the above composite porous hollow fiber membrane precursor was added to this hydrophilic copolymer solution.
After soaking for 0 second, the precursor was pulled up, and a part of the hydrophilizing agent solution excessively attached to the surface was squeezed out by a guide. Continuing, ethanol vapor concentration 40 vol%, 6
After standing up in a 0 ° C. atmosphere at a rising angle of 90 ° and staying for 100 seconds to evenly attach the hydrophilic agent to the inner surfaces of the precursor micropores, 10% overfeed with hot air at 70 ° C. The solvent was dried. The ethylene-vinyl alcohol copolymer adhesion rate of the obtained hydrophilicized composite hollow fiber membrane was 10.5% by weight.
【0067】得られた複合微多孔質中空糸膜を走査型電
子顕微鏡にて観察したところ、複合微多孔質中空糸膜の
内外表面及び微孔内表面はエチレン−ビニルアルコール
共重合体の薄膜で覆われており、内層(a層)中の微孔
のミクロフィブリル束間の平均距離(Da)は0.35
μm、外層(b層)の微孔のミクロフィブリル束間の平
均距離(Db)は0.47μmであった。このとき、D
b/Da=1.34、分離機能層である内層の膜厚は1
2μmであった。得られた中空糸膜の特性を表1に示し
た。When the obtained composite microporous hollow fiber membrane was observed with a scanning electron microscope, the inner and outer surfaces and the inner surfaces of the micropores of the composite microporous hollow fiber membrane were thin films of ethylene-vinyl alcohol copolymer. The average distance (Da) between the microfibril bundles of the micropores in the inner layer (a layer) is 0.35.
The average distance (Db) between the microfibril bundles of the micropores of the outer layer (layer b) was 0.47 μm. At this time, D
b / Da = 1.34, the thickness of the inner layer that is the separation functional layer is 1
It was 2 μm. The characteristics of the obtained hollow fiber membrane are shown in Table 1.
【0068】製造例2 製造例1で内層に用いたポリマーと外層に用いたポリマ
ーを逆転させ、外側の吐出口からブレンドポリマーを、
内側の吐出口から密度0.967、MI値0.3の高密
度ポリエチレンを外層側吐出量0.56g/分、内層側
吐出量2.24g/分で吐出して溶融紡糸したことを除
き、製造例1と同一条件で複合微多孔質中空糸膜を作製
した。得られた複合微多孔質中空糸膜は、外層(a層)
中の微孔のミクロフィブリル束間の平均距離(Da)は
0.34μm、内層(b層)の微孔のミクロフィブリル
束間の平均距離は0.48μmであり、Db/Da=
1.41、分離機能層である外層の膜厚は12μmであ
った。得られた中空糸膜の特性を表1に示した。Production Example 2 The polymer used in the inner layer and the polymer used in the outer layer in Production Example 1 were reversed, and the blended polymer was discharged from the outer outlet.
Except that high-density polyethylene having a density of 0.967 and an MI value of 0.3 was discharged from the inner discharge port at an outer layer side discharge rate of 0.56 g / min and an inner layer side discharge rate of 2.24 g / min, and melt-spun. A composite microporous hollow fiber membrane was produced under the same conditions as in Production Example 1. The obtained composite microporous hollow fiber membrane has an outer layer (a layer).
The average distance (Da) between the micropore bundles of the micropores in the inside is 0.34 μm, the average distance between the microfibril bundles of the micropores in the inner layer (layer b) is 0.48 μm, and Db / Da =
1.41, the film thickness of the outer layer which was the separation functional layer was 12 μm. The characteristics of the obtained hollow fiber membrane are shown in Table 1.
【0069】比較製造例1 一つの円管状の吐出口を有する中空糸製造用ノズルを用
いて製造例1において内層側に用いたブレンドポリマー
を吐出量2.8g/分で吐出し溶融紡糸した。その時の
吐出温度は170℃であり、35m/分の巻取速度で巻
き取った。得られた未延伸中空糸を製造例1と同じ条件
にて熱処理、延伸処理、親水化処理を行い、製造例1と
同一の分画粒子径を有する均一微多孔質膜を得た。得ら
れた複合微多孔質中空糸膜の膜特性を表1に示した。Comparative Production Example 1 The blended polymer used on the inner layer side in Production Example 1 was discharged at a discharge rate of 2.8 g / min and melt-spun, using a hollow fiber manufacturing nozzle having a single tubular discharge port. The discharge temperature at that time was 170 ° C., and the film was wound at a winding speed of 35 m / min. The obtained unstretched hollow fiber was heat-treated, stretched and hydrophilized under the same conditions as in Production Example 1 to obtain a uniform microporous membrane having the same fraction particle size as in Production Example 1. The membrane characteristics of the obtained composite microporous hollow fiber membrane are shown in Table 1.
【0070】[0070]
【表1】 実施例1、2および比較例 製造例および比較製造例で作成した各種の複合微多孔質
中空糸膜および微多孔質中空糸膜をU字状に収束してそ
の端部をエポキシ樹脂製のポッティング材(固定部材)
で構造材に接続し開口端を形成した図1に示したと同様
な形式の有効膜面積が80cm2 の中空糸膜モジュール
を作成した。これらの中空糸膜モジュールを用いて、ク
ラッド(非結晶鉄80%、α−Fe2O3 20%)濃度10
0ppbの復水模擬液を、40℃、0.5kg/cm2
の外圧で全量濾過するとともに、1週間毎に、モジュー
ルの下方から気泡を当てるスクラビングと加圧逆洗を同
時に行う機能回復処理を実施した。この試験におけるモ
ジュールの初期差圧および初期透水量、並びに50日後
の機能回復処理直後の差圧および透水量を測定し、その
結果を表2に示した。[Table 1] Examples 1 and 2 and Comparative Example Various composite microporous hollow fiber membranes and microporous hollow fiber membranes prepared in Production Examples and Comparative Production Examples were converged into a U shape, and the ends thereof were potted with epoxy resin. Material (fixing member)
A hollow fiber membrane module having an effective membrane area of 80 cm 2 was prepared in the same manner as shown in FIG. Using these hollow fiber membrane modules, the clad (amorphous iron 80%, α-Fe 2 O 3 20%) concentration 10
A 0 ppb condensate simulated solution was added at 40 ° C and 0.5 kg / cm 2
The entire amount was filtered with the external pressure of 1, and a function recovery process was performed in which, every week, scrubbing in which bubbles were applied from below the module and pressure backwashing were simultaneously performed. In this test, the initial differential pressure and initial water permeability of the module, and the differential pressure and water permeability immediately after the function recovery treatment after 50 days were measured, and the results are shown in Table 2.
【0071】[0071]
【表2】 [Table 2]
【0072】[0072]
【発明の効果】本発明の中空糸膜モジュールは、同じ分
画性能を持つ従来の中空糸膜を同じ膜面積で使用した場
合と比べると、透水量が格段に増加し、かつ耐久性にも
優れたものであった。INDUSTRIAL APPLICABILITY The hollow fiber membrane module of the present invention has a remarkably increased water permeation rate and durability as compared with the case where a conventional hollow fiber membrane having the same fractionation performance is used in the same membrane area. It was excellent.
【図1】本発明の中空糸膜モジュールの一例を示す模式
断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a hollow fiber membrane module of the present invention.
【図2】微孔のミクロフィブリル束間の平均距離の測定
方法を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method of measuring an average distance between microfibril bundles of micropores.
【図3】本発明の中空糸膜モジュールの他の態様例を示
す模式断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the hollow fiber membrane module of the present invention.
【図4】図3に示したタイプの中空糸膜モジュールを3
個直列に接続したモジュール連結体を示す模式断面図で
ある。4 shows a hollow fiber membrane module of the type shown in FIG.
It is a schematic cross section which shows the module connection body connected in series.
1 構造材 2 固定部材 3 中空糸膜 4 仕切部材 5 濾液集合室 6 濾液送液管 7〜9 濾液集合室 10、11 集水面 12〜14 仕切部材 15 接続用部材 1 Structural Material 2 Fixing Member 3 Hollow Fiber Membrane 4 Partition Member 5 Filtrate Collecting Chamber 6 Filtrate Liquid Delivery Pipe 7-9 Filtrate Collecting Chamber 10, 11 Water Collection Surface 12-14 Partitioning Member 15 Connection Member
Claims (3)
の端部の開口状態を保って固定部材で集束固定してなる
中空糸膜モジュールにおいて、該中空糸膜として、孔径
の異る微多孔質層を少なくとも二層有するポリオレフィ
ン製複合微多孔質中空糸膜を用いたことを特徴とする中
空糸膜モジュール。1. A hollow fiber membrane module in which a large number of hollow fiber membranes are bundled and fixed by a fixing member in a tubular structural material while keeping the end portions of the hollow fiber membranes open. A hollow fiber membrane module comprising a polyolefin composite microporous hollow fiber membrane having at least two different microporous layers.
の端部の開口状態を保って固定部材で集束固定してなる
中空糸膜モジュールにおいて、該中空糸膜として、分離
機能を担う微多孔質層a層の少なくとも片面に補強機能
を担う微多孔質b層を積層したポリオレフィン製複合微
多孔質中空糸膜であり、a層およびb層の各層が繊維軸
方向に配向した複数のミクロフィブリル束とミクロフィ
ブリル束の両端において結合するスタックドラメラの結
節部とから構成される楕円状の微孔の積層体にて構成さ
れ、該微孔が中空糸膜の外表面から中空部に向かって連
通しており、該中空糸膜の微孔を構成するミクロフィブ
リル束およびスタックドラメラの結節部が、複合微多孔
質中空糸膜プレカーサー100重量%に対して3〜30
重量%の親水性共重合体にて覆われているとともに、a
層中に存在する微孔のミクロフィブリル束間の平均距離
Daと、b層中に存在する微孔のミクロフィブリル束間
の平均距離Dbとの比が1.3≦Db/Da≦4.0と
なる範囲にある複合微多孔質中空糸膜を用いたことを特
徴とする中空糸膜モジュール。2. A hollow fiber membrane module comprising a cylindrical structural material, wherein a large number of hollow fiber membranes are bundled and fixed by a fixing member while keeping the end of the hollow fiber membrane open. A microporous hollow fiber membrane made of polyolefin in which a microporous b layer having a reinforcing function is laminated on at least one surface of a microporous layer a layer for supporting a layer, and each layer of the a layer and the b layer is oriented in the fiber axis direction. It is composed of a laminated body of elliptical micropores composed of a plurality of microfibril bundles and knots of a stacked lamella joined at both ends of the microfibril bundles, and the micropores are hollow from the outer surface of the hollow fiber membrane. The microfibril bundles and the nodules of the stacked lamellae that are in communication with each other and form the micropores of the hollow fiber membrane are 3 to 30 with respect to 100% by weight of the composite microporous hollow fiber membrane precursor.
It is covered with a hydrophilic copolymer of weight% and
The ratio of the average distance Da between the microfibril bundles of the micropores present in the layer and the average distance Db between the microfibril bundles of the micropores present in layer b is 1.3 ≦ Db / Da ≦ 4.0. A hollow fiber membrane module characterized by using a composite microporous hollow fiber membrane in the range of:
材間にほぼ直線状に配列され、中空糸膜の開口端面と固
定部材とにより形成される二つの集水面のうちの一方の
集水面上に仕切部材により濾液集合室が形成され、該濾
液集合室内に収集された濾液を他方の集水面へ送液する
ための濾液送液管が固定部材間に配設されてなる請求項
1または2記載の中空糸膜モジュール。3. A hollow fiber membrane having two structural materials, wherein the hollow fiber membranes are arranged substantially linearly between the structural materials, and one of the two water collecting surfaces formed by the open end surface of the hollow fiber membrane and the fixing member. A filtrate collecting chamber is formed by a partition member on one of the water collecting surfaces, and a filtrate liquid supply pipe for supplying the filtrate collected in the filtrate collecting chamber to the other water collecting surface is arranged between the fixing members. The hollow fiber membrane module according to claim 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29187196A JPH09234352A (en) | 1995-12-25 | 1996-11-01 | Hollow fiber membrane module |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33667795 | 1995-12-25 | ||
| JP7-336677 | 1995-12-25 | ||
| JP29187196A JPH09234352A (en) | 1995-12-25 | 1996-11-01 | Hollow fiber membrane module |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH09234352A true JPH09234352A (en) | 1997-09-09 |
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ID=26558737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29187196A Pending JPH09234352A (en) | 1995-12-25 | 1996-11-01 | Hollow fiber membrane module |
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1996
- 1996-11-01 JP JP29187196A patent/JPH09234352A/en active Pending
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