JPS62180703A

JPS62180703A - 多孔質中空糸膜

Info

Publication number: JPS62180703A
Application number: JP2131286A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Kamei; 亀井　衛一; Yasushi Shimomura; 下村　泰志; Mitsuo Yamanaka; 光男山中
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1986-02-04
Filing date: 1986-02-04
Publication date: 1987-08-08
Anticipated expiration: 2009-05-18
Also published as: JPH0636853B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、流体特に水の浄化のための分離膜と。

して好適な中空糸膜に関するものてあり、更に詳しくは
親水性を飛躍的に向上させ、またエチルセルロースの被
覆状態を変化させるだけで精密濾過から限外濾過までの
広範囲の濾過能を有する中空糸に関するものである。

［従来の技術］高分子材料からなる中空糸膜製精密症過膜、限外濾過膜
は水、溶液の分離精製、処理等の分野や医療分野で利用
されている。

水又は水溶液を精密濾過、あるいは、限外濾過する場合
、膜は親木性を有することか心安てあり、従来、親木性
を有する精密濾過膜、限外臨過膜を製造するための方法
として、親木性高分子Ｉ＋り素材を溶媒および膨潤剤、
または非溶媒の混合溶媒系に溶解して均一溶液としたも
のを原液とし、この原液を膜状にキャストし、揮発性溶
媒を一部あるいは完全に蒸発させた後、凝固浴中に浸漬
して溶媒を抽出除去して多孔質膜とする等の相転換によ
る方法や、高分子膜素材に被溶出物質を混合して成ｎ！
２シた後、膜中から被溶出物質を溶出させて多孔質膜と
する抽出による方法等が知られている。（以下、従来方
法１とする。）一方、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４
−メチル−ペンテン−１）等の熱可塑性樹脂からなる多
孔質膜は、前記の方法の外、中空原糸を紡糸した後、特
定温度範囲及び／又は特定媒体中で延伸により多孔質化
する方法により製造することができ、力学的特性に優れ
た多孔質中空糸膜を得ることが可能となっている。（以
下、従来方法２とする。）［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、親木性を付与するための従来方法ｌにあ
っては、前記の通り極めて複雑な処理工程を必要とし、
その結果コスト面て難点かある。

また従来方法２においても、製造される多孔質中空糸膜
自体は疎水性であって、水又は水溶液の濾過に使用する
際、アルコール等により親水化処理する必要かあり、且
つ常に湿潤状態を保持する必要かあること等、その維持
管理が煩雑となっている。

［問題点を解決するための手段］本発明は、上記した従来の多孔質膜の改良を目的とする
もので、貫通微細孔を有する中空糸基体にエチルセルロ
ースを被覆することにより、水、又は水溶液の慮過に必
要かつ十分な親水性を有し、更に精密濾過から限外濾過
までの広範囲に亘る癌過渣を有する多孔質中空糸膜が得
られることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明によれば、周壁部に多数の貫通微細孔を有
する中空糸基体であって、その周壁部表面及び該微細孔
内表面をエチルセルロースにより被覆してなる多孔質中
空糸膜が提供される。

本発明において用いられる、周壁部に多数の貫通微細孔
を有する中空糸基体の材質については特に制限されるも
のではない。高分子材料を素材とする・ものの例として
は、ポリオレフィン（高密度ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリ（４−メチル−ペンテン−１）など）、フ・
ン素含有高分子化合物、ポリスルホン、ポリカーボネー
ト、ポリ塩化ビニル、等の多孔質中空糸を挙げることが
できる。また無機材料を素材とするものの例としては、
ガラス、セラミックス、炭素などの多孔質中空糸又は多
孔質チューブを挙げることができる。多孔質中空糸基体
の外径、周壁部厚さ２孔径も特に制限されるものてはな
いか、−藤には外径は１０〜１０ｏｏミクロン、周壁部
厚さは１０〜５ｏ。

ミクロ：ン、孔径は０．０１〜５０ミクロンのものか好
ましい。

本発明で用いられるエチルセルロースのエトキシ基含有
♀：は、４５〜５０％であり、２５℃におけるトルエン
８０％、エタノール２０％の混合溶媒の５％溶液の粘度
が４〜１０ｏｃｐｓ、好ましくは４−　　ｌ　Ｏｃ　ｐ
　ｓである。　　□次に本発明の多孔質中空糸膜の製造
方法を説明する。

上述した特定のエチルセルロースを、エチルセルロース
可溶な溶媒に０．１〜５ｗｔ％の濃度となるよう溶解す
る。溶媒としては、アセトン、７セトンー水、メタノー
ル、エタノール等のアルコール、アルコール−水、ベン
ゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム等が好ましい
。

次いで、該エチルセルロース溶液に多孔質中空糸基体を
浸漬し、多孔質□中空糸基体の微細孔内にも十分該エチ
ルセルロ：−ス溶液を行き渡らせた後、風乾又は水によ
り、あ□るいは風乾と水による凝固により該エチルセル
ロースを多孔質中空糸基体」二に析出させた後、十分に
水洗する。

このようにして得られた。エチルセルロースによって被
覆された多孔質中空糸は、エチルセルロース溶液の濃度
、多孔質中空糸基体の微、細孔内でのエチルセルロース
溶液の濃度勾配（多孔質中空糸基体を該溶液に浸漬する
際、濃度の異なる該溶液に二回以上浸漬する等により濃
度勾配を作る）等の条件及び風乾、水による析出又は両
者の組合せ等の析出条件、及び該溶液への浸漬−析出一
水洗一乾燥等の工程の複数回実施等を適宜調節、変化さ
せることにより、中空糸基体の周壁部表面及びその微細
孔内表面のみか極薄膜に覆われ、十分な親木性を示すが
、その孔径が元の多孔質中空糸基体の孔径とほとんど変
りかないものから、中空糸基体周壁部の内外表面のうち
少なくともその一表面側に非孔性シート層を有するもの
、さらには微細孔内がエチルセルロースで閉塞されてい
るものまで得ることができる。

次に本発明の多孔質中空糸膜の構造を第１〜３図に基い
て説明する。

図中、■は中空糸膜な軸方向に直角に切断した一部断面
部を示す。

第１図は一部拡大断面図てあって、周壁部２に多数の貫
通微細孔７を有する中空糸基体４であって、その周壁部
２及び微細孔７内表面がエチルセルロース層３により被
覆されたものを示している。即ち、第１図はエチルセル
ロースの被覆状態として薄膜の状態を示す。

第２図は第１図と異なり、中空糸膜周壁部の内外表面の
うち、少なくともその一表面側を工壬ルセルロースの非
孔性シート層５て被覆したものを示す。

第３図は、微細孔７内をエチルセルロースで閉塞（図中
、６）した場合を示す。

［実施例コ以丁、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが
、本発明がこれに限定されないことは明らかであろう。

（実施例１）ポリプロピレン（ＵＢＥ−ＰＰ−Ｊ１０９Ｇ、商品名：
宇部興産（株）製、ＭＦＩ＝９ｇ／１０分）を、直径３
３ｍｍ、内径２７　ｍ　ｍの気体供給管を備えた中空糸
製造用ノズルを使用し、紡糸温度２００℃、引取り速度
１１６ｍ／分の条件で紡糸した。得られたポリプロピレ
ン中空糸を１４５℃の加熱空気槽で６分間加熱処理し、
次いで液体窒素（−１９５℃）中で、初期長さに対し２
０％延伸し、延伸状態を保ったまま１４５℃の加熱空気
槽内で２分間熱処理を行なった。

この中空糸を１２５℃の空気雰囲気て４００％の熱延伸
を行なった後、延伸状態を保ったまま１４５℃の加熱空
気槽内で１５分間熱処理を行ない多孔質ポリプロピレン
中空糸を製造した。

得られた多孔質ポリプロピレン中空糸の平均透孔径を水
銀圧入法（測定はカルロエルバ（ＣＡＲＬＯＥＲＢＡ）
社（イタリア）製のポロシメトロ　シリーズＣＰＯｎＯ
３ＩＭＥＴＲＯ５ＥＲＩＥＳ）１５００を使用して行っ
た。

以下同様）で測定したところ、０．３２ｐｍであり、空
隙率は７５．２％であった。

上記の多孔質ポリプロピレジ中空糸の周壁部を電子顕微
鏡により観察したところ、周壁部に多数の大きな透孔か
均一に形成されており、また透孔径も全体にわたってほ
ぼ一定していた。また、この多孔質ポリプロピレン中空
糸の外径は４００ミクロン、内径は３００ミクロンであ
った。

次に、上記多孔質ポリプロピレン中空糸を先ず２５℃て
のトルエン８０％、エタノール２０％の混合溶媒の５％
溶液の粘度か７ｃｐｓ、エトキシ基含有量が４８〜４９
．５％であるエチルセルロース（ダウ　ケミカル（ＤＯ
Ｗ　ＣＩＩＥＭＩＣＡＬ）社製、エトセルＳＴＤ型ＰＲ
ＥＭＩＵＭ）　（７）０　、３５ｗｔ％７セトン溶液に
浸漬した後、中空糸内径部に存在する溶液がなくなるま
で風乾し、ついで木に浸漬し、エチルセルロースを析出
し、水洗後屹燥した。

このようにして得られた中空糸膜の周壁部の内外表面、
及び周壁部断面を電子顕微鏡で観察したところ、周壁部
、周壁部断面も本質的に、原多孔質中空糸と同一の多数
の大きな透孔が保持された形態か観察された。

得られた中空糸膜なアルコール等で前処理することなし
に水を濾過した際の透水量は３５文／１ｎ−１２・ａＬ
ｌｌであった。

（比較例）実施例１に記・戎されている多孔質ポリプロピレン中空
糸膜のみをアルコール等て前処理することなしに、水を
圧力１　、５　ｋｇ／ｃｕｂ２で濾過することを試みた
が透水量は０であった。また、アルコールて親水化処理
した後、水を濾過するとその透水量は２０１　／　ｍ２
・ｍｉｎ・ａｔｍであった。

（実施例２）実施例１で得られた中空糸を更にもう一回、エチルセル
ロース溶液に浸漬した後中空糸内径部に存在する溶液か
なくなるまで風乾し、ついて水により析出させ、水洗後
乾燥させる工程を追加した以外は実施例１と同様の工程
を行った。

得られた中空糸膜の周壁部の内外表面及び周壁部所面を
電子顕微鏡で観察したところ、内側周壁部表面及び周壁
部所面は本質的に原多孔質中空糸と同一の多数の大きな
透孔が保持された形態が観察されたが、外側周壁部表面
には、非孔性シート膜が形成されていた。

得られた中空糸をアルコール等で前処理することなしに
水を濾過した際の透水量は０．１ｉ１０＋”・ｍｉｎ−
ａｔｍであった。また０、１％のアルブミンの生理食塩
水溶液を濾過したところ、アルブミンは完全に遮断され
ていた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る多孔質中空糸膜は多
孔質中空糸基体の周壁部及び′ｅｋ細孔内をエチルセル
ロースによって被覆したことにより、水又は水溶液の濾
過に必要かつ十分な親水性を有し、さらに前記のエチル
セルロースの被覆状態を調節、変化させることにより、
精密濾過から限外濾過までの広範囲の濾過、分離を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多孔質中空糸膜の一実施例を示す
一部拡大断面説明図、第２図及び第３図は各々本発明の
他の実施例を示す一部拡大断面説明図を示す。２・・・中空糸の周壁部、３・・・エチルセルロース、
４・・・中空糸基体、５・・・エチルセルロースの非孔
性シート層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）周壁部に多数の貫通微細孔を有する中空糸基体で
あって、その周壁部表面及び該微細孔内表面をエチルセ
ルロースにより被覆してなることを特徴とする多孔質中
空糸膜。
（２）該中空糸基体周壁部の内外表面のうち、少なくと
もその一表面側をエチルセルロースの非孔性シート層で
被覆したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
多孔質中空糸膜。
（３）該中空糸基体の微細孔内をエチルセルロースで閉
塞したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多
孔質中空糸膜。
（４）エチルセルロースは、２５℃におけるトルエン８
０％、エタノール２０％の混合溶媒の５％溶液の粘度が
４〜１００ｃｐｓ、エトキシ基含有量が４５〜５０％で
ある特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の多
孔質中空糸膜。
（５）エチルセルロースは、２５℃におけるトルエン８
０％、エタノール２０％の混合溶媒の５％溶液の粘度が
４〜１０ｃｐｓである特許請求の範囲第４項記載の多孔
質中空糸膜。