JPS6249912A - 微孔性膜の製造方法 - Google Patents

微孔性膜の製造方法

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JPS6249912A
JPS6249912A JP18935285A JP18935285A JPS6249912A JP S6249912 A JPS6249912 A JP S6249912A JP 18935285 A JP18935285 A JP 18935285A JP 18935285 A JP18935285 A JP 18935285A JP S6249912 A JPS6249912 A JP S6249912A
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JP
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polysulfone
membrane
water
sulfonated
microporous membrane
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JP18935285A
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Jun Sasaki
純 佐々木
Shozo Yoneyama
米山 正三
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/66Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68Polysulfones; Polyethersulfones

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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) 本発明は微孔性膜の製造方法、特に電子工業用、製薬工
業用、食品工業用に用いられる水系、非水系液体の精密
濾過用ポリスルホンを原料とする濾材の製造方法に関す
るものである。
(従来の技術) 微孔性膜は古くから知られており、(例えば、R,Ke
sing著rsynthaticPolymer  M
embraneJMcGraw  Hi11発行)濾過
用フィルターなどに広く利用されている。微孔性膜は、
例えば米国特許第1,421.341号、同3,133
゜132号、同2,944.017号、特公昭43−1
5698号、特公昭45−33313号、同48−39
586号、同48−40050号等に記載されているよ
うに、セルローズエステルを原料として製造されるもの
、米国特許第2,783゜894号、同3.408.3
15号、同4,340.479号、同4,340,48
0号、同4゜450.126号、ドイツ特許DE3,1
38゜525号、特開昭58−37842号等に記載さ
れているように脂肪族ポリアミドを原料として製造され
るもの、米国特許第4.196,070号、同4,34
0,482号、特開昭55−99934号、特開昭58
−91732号等に記載されているようにポリフルオロ
カーボンを原料として製造されるもの、特開昭56−1
54051号、特開昭56−86941号、特開昭56
−126407号等に記載されているポリスルホンを原
料とするもの、ドイツ特許0LS3003400号等に
記載されているポリプロピレンを原料とするもの等があ
る。これら微孔性膜は電子工業用洗浄水、医薬用水、医
薬製造工程用水、食品用水等の濾過、滅菌に用いられ近
年その用途と使用量は拡大している。特に酸やアルカリ
を含む液の濾過が可能であるという事に加え、水系、非
水系を問わず、殆どの濾過用途に用いられる点からポリ
スルホンを原料とする微孔性膜が注目され、特に芳香族
ポリスルホンが多用されている。
しかしながら、芳香族ポリスルホンは親水性の低い材料
であるために水に濡れにり<、透水性が悪い上、濾過液
に泡が混入している場合にはその泡がつき易く、そのた
めに、泡のついた箇所がデッドスペースとなって濾過効
率が劣化するエアーロック現象を起こすという欠点があ
った。
そこで透水性能を改善するために、例えばZnCl2等
の無機塩やアルコール等の有機物を変性剤として製膜原
液に添加したり、ポリスルホンをスルホン化する(ジャ
ーナル・オプ・ポリマー・サイエンス、20巻1885
頁(1976))ことが従来行われている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前者の場合には濾過膜としての使用中に
変性剤が溶は出るという欠点があり、後者の場合には、
スルホン化の工程が煩雑である上、スルホン化により膜
形成能が劣化し機械的性能が劣化する上アルカリを含む
液に対しては使用することができない等の欠点が生ずる
本発明者等は、従来のかかる欠点を解決すべく鋭意検討
した結果、ポリスルホンに一定量のスルホン化ポリスル
ホンをブレンドした場合には、膜形成能及び形成せしめ
た膜の性能を、元のポリスルホンのものと同等に保つこ
とができること、且つ、製膜時の凝固液を選択すること
によりわずかのスルホン化ポリスルホンを加えただけで
、透水性能の良好な微孔性膜を得ることができることを
見出し本発明に到達した。
従って、本発明の第1の目的は、透水性能の良好なポリ
スルホン微孔性膜を提供することである。
本発明の第2の目的は、生物学的安全性が十分であり濾
液中の溶出物がない透水性能の良好なポリスルホン微孔
性膜を提供することである。本発明の第3の目的はく耐
酸耐アルカリ性能が十分である透水性能の良好なポリス
ルホン微孔性膜を提供することである。本発明の第4の
目的は、微孔性膜としてのポリスルホンの諸性質を劣化
させることなく、その表面に親水性を持たせる方法を提
供することである。
(問題を解決するための手段) 本発明の上記の諸口的は、解離性の基を有しないポリス
ルホン5〜50i[;1%と、該ポリスルホンに対しス
ルホン化ポリスルホン0.1〜60重量%を含有する掻
性有機溶媒に溶解された製膜原液を流延し、流延膜を親
水性の凝固液中で凝固せしめることを特徴とする微孔性
膜の製造方法によって達成された。
本発明で使用するポリスルホンとは、一般的に言われる
ポリスルホンAすなわち、 で示される。nは正の整数である。このようなポリスル
ホンは、例えば、ユニオンカーバイド・コーポレーショ
ンのニーデルP−1700や同P−3500(商品名)
として市販されている。
ここでいうスルホン化ポリスルホンは代表的に次の一般
式(■)で示されるものである。
一般式(II) ここでMは水素、アルカリ金属、アミン、アルキル置換
アミン等のカチオンを示す。又、スルホン基の導入位置
は特に限定されない、nは前記nと同じであり、正の整
数である。
これらの化合物はポリスルホンを常法例えば、ジャーナ
ル・オブ・アプライド・ポリマー・サイエンス、第20
巻(J、App 1.Po l ymer  Sci、
Vol、20)、1885〜1903頁(1976年)
に記載されている方法によりスルホン化することによっ
て合成することができる。又スルホン化率はポリスルホ
ンに対するS03の比率によって制御できるが、本発明
においては、0.1〜4、特に0.2〜2であることが
好ましい。
又、一般式(II)中のMは1価の陽イオンであること
が好ましく、特に水素型の場合が好ましいしい。
スルホン化したポリマーの膜物性はスルホン化しないも
のに比較して、親水性となる点を除き劣化するので、又
、スルホン化ポリスルホンの量を増大する程耐アルカリ
性が劣化するので、本発明において使用するスルホン化
ポリスルホンの使用量は、製膜原液中のポリスルホンの
60ffi量%以下、特に10重量%以下であることが
好ましく、又微孔性膜の表面に親水性を付与するために
は、0.1重量%以上であることが好ましい。0. 1
重量%以下では十分な親水性を持った膜は1尋られず、
一方60重9%以上であると本来ポリスルホンの持つt
a械的強度が失われるので好ましくない。
十分な親水性と機械的強度を満足する範囲は1〜lO重
量%である。
本発明で使用するスルホン化ポリスルホンとポリスルホ
ンはその骨格が同じであるので馴染易(、特にスルホン
化ポリスルホンがT度微孔性膜の表面を覆う程度の量で
ある場合には、そのスルホン基を膿の外側に向けること
によりポリスルホン本来の物性を保持したまま、表面の
みを安定に親水化することができる。このように、スル
ホン基を膜の外に配向させることが本発明において極め
て重要であるが、これは凝固液を選択することによって
実現することができる。
次に、本発明の微孔性膜を製造する方法をより具体的に
説明する。
先ずポリスルホンを溶解し且つ水に溶解する溶媒、例え
ばジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、テト
ラヒドロフラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピ
ロリドン等にポリスルホンを溶解し、更に、必要に応じ
て孔径を制御するために水又はポリスルホンに対する貧
溶媒でしかも水に溶解する溶媒、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のアルコール類、
エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコ
ール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルピロリド
ン等の水溶性ポリマー等を添加しポリマー溶液を調整す
る。この原液中のポリスルホンに対して、本発明で用い
るスルホン化ポリスルホンを0.1〜60重量%、好ま
しくは1重量%〜10重量%程度添加溶解し、ポリスル
ホンの製膜原液を作る。
この原液をガラス板上にドクターブレードを用いて、液
厚味150μとなるように流延し、凝固液である水の中
に浸漬し、ポリスルホンの膜を得る。このようにして得
られた膜は、乾燥状態のものでも、それを水に浮かべる
と、膜の親水性のために直ちに水が裏面から表面に浸み
出て来る。
(作用) これは、ポリスルホンが凝固液中で析出凝固する際にそ
の表面で表面に接した水相に向けてスルホン化ポリスル
ホンのスルホン酸基が優先的に配向される事によるもの
で、凝固液が水又は親水性溶液である時にのみ起こる現
象である。即ち、凝固液中では、ポリマー相/水の界面
においてスルホン化ポリスルホンが界面活性を示す事に
よってスルホン基の優先的な配向が起こり、その結果ポ
リスルホンに対してわずか数%のスルホン化ポリスルホ
ンの添加量でも極めて有効な親水性を示すことができる
。従って、親水性の弱い凝固液、例えばブタノール、ア
ミルアルコール等ではスルホン化ポリスルホンの界面配
向が起こりにく(十分な親水性を持った膜を得ることが
できないが、親水性の凝固液であれば、それを単独で用
いても混合して用いても本発明の目的を達成する微孔性
膜を得ることができる。本発明で使用することのできる
親水性の凝固液としては、例えば、水を始めメタノール
、エタノール、イソプロピルアルコール、グリセリン、
ポリエチレングリコールやそれらの混合物を挙げること
ができる。
本発明によって得られた微孔性膜は、ポリスルホンが本
来有する機械的性能や耐酸耐アルカリ性等を保持したま
ま、その表面が親水性であるので、透水性能が格段に改
善される。
又、スルホン化ポリスルホンの使用量は少ないので、ス
ルホン化の煩雑な工程を少なく抑えることができる。
又、スルホン化ポリスルホンの骨格はポリスルホンと同
じであるので両者のなじみは良好であり、耐アルカリ性
も十分である。
以下本発明を実施例により更に詳述するが、本発明はこ
れによって限定されるものではない。
(実施例) 合成例−1,スルホン化ポリスルホンの合成1.2−ジ
クロルエタン125mlにトリエチルホスフェート18
.6g (0,102モル)を溶かした溶液を冷却し、
25℃以下に保ちながら無水硫酸16.3g (0,2
04モル)をゆっくり加え、SO3/ (C2H50)
3POが2/1のコンプレックスをつくった。次にこの
溶液ヲPSF(ポリスルホン、ユニオンカーバイド−ニ
ーデルP3500 (商品名))45.1g (0,3
4モル、くり返し単位)を1.2−ジクロルエタン30
0mlに溶かした溶液を、1,2−ジクロルエタン33
0ml中に強力に攪拌しながら同時滴下した。 生成し
た沈澱物は、温度を35℃に上げるとスラリー状となる
ので、これを30分間攪拌した。スラリーを濾葉し、1
,2−ジクロルエタンで20洗浄し60℃で減圧乾燥し
た。このようにして、PSFのくり返し単位当たり1 
([!i!の一503Mを導入した。収量は60gであ
った。
合成例−2,スルホン化ポリスルホンナトリウム塩の合
成 合成例−1と同じ方法で合成したフリー酸スラリーにイ
ソプロパツール165mj!を加え溶解させた。これに
過剰量のソジウムメトキシド22゜0g (0,408
モル)を含む28%メタノール溶液を加えた。塩酸で中
和後、イソプロパツールで2回、蒸留水で2回洗浄した
e90’cで減圧乾燥してPSFのくり返し単位当り1
個の−5o3Naを有する1、0−3O3Na/PSF
の白色パウダー51gを得た。
実施例1゜ ポリスルホン(ユニオンカーバイド・コーポレーシヨン
・ニーデルP3500)10%、N−メチル−2−ピロ
リドン75%、ポリエチレングリコール100015%
の溶液に対し、スルホン化ポリスルホン(酸型)をポリ
スルホンに対し0%、1%、3%、5%になる様添加し
攪拌溶解した。
但し、%はすべて重量%である。製膜原液を150μ厚
味となるようにガラス板に流延し、水(25℃)に浸漬
して微孔性膜を得た。
得られた膜の親水性を調べるため、乾燥した膜を水面上
に浮かべ、その表面に水が浸透するまでの時間を測定し
、表■に示した。
表  ■ 表1から明らかな如く、スルホン化ポリスルホンを加え
た本発明の場合には、極めて良好な親水性を有すること
が実証された。
実施例2゜ 実施例1で使用した、ポリスルホンに対しスルホン化ポ
リスルホン5%を添加した製膜原液をガラス板に流延し
、下記の凝固液中に浸漬して微孔性膜を得た。
実施例1と同様にして親水性を調べた結果は、表■の通
りであった。
表  ■ 表■の結果から明らかな様に、親水性凝固液を用いた場
合の方が、得られた微孔性膜の水の浸透時間が短く、親
水性の良好な微孔性膜を得るのに、より通していること
が実証された。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 解離性の基を有しないポリスルホン5〜50重量%と、
    該ポリスルホンに対しスルホン化ポリスルホン0.1〜
    60重量%を含有する、極性有機溶媒に溶解された製膜
    原液を流延し、流延膜を親水性の凝固液中で凝固せしめ
    ることを特徴とする微孔性膜の製造方法。
JP18935285A 1985-08-28 1985-08-28 微孔性膜の製造方法 Granted JPS6249912A (ja)

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