JPH0947643A - Process and device for manufacturing dual hollow fiber membrane - Google Patents
Process and device for manufacturing dual hollow fiber membraneInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液状混合物からの固体あ
るいは溶質の分離を選択的に透過分離するのに使用され
る半透性分離膜の製造方法及びこれを製造するための装
置に関するものであり、より詳しくは選択透過性を有す
る高分子重合体薄膜をいわゆる界面重合法により微細孔
性中空糸支持膜の表面に形成させることにより複合中空
糸膜を製造する方法及び装置に関するものである。これ
によって得られた複合中空糸膜により海水の淡水化やカ
ン水の脱塩、水溶液中の有価物の回収、排水処理、水中
の不純物の除去等が可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a semipermeable separation membrane used for selectively permeating a solid or a solute from a liquid mixture, and an apparatus for producing the same. More specifically, the present invention relates to a method and an apparatus for producing a composite hollow fiber membrane by forming a high molecular polymer thin film having selective permeability on the surface of a microporous hollow fiber support membrane by a so-called interfacial polymerization method. The composite hollow fiber membrane obtained in this way enables desalination of seawater, desalination of tap water, recovery of valuable substances in aqueous solution, wastewater treatment, removal of impurities in water, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】膜法による液状混合物の分離・濃縮は、
蒸留などの分離技術に較べ省エネルギー法でありかつ物
質の状態変化を伴わないことから果汁の濃縮、ビール酵
素の分離などの食品分野、海水及びかん水の淡水化によ
る飲料水、工業用水などの製造、電子工業に於ける超純
水の製造や医薬品工業や医療分野に於ける無菌水の製造
などの水精製分野あるいは工業廃水からの有価物の回収
といった多分野に於いて幅広く利用されている。このよ
うな利用用途の拡大が、新しい分離膜並びに分離膜を利
用した新しい分離技術の開発を促進し、特に近年急激な
発展を見た。このような発展に拍車をかけたのは、半導
体の高度集積化に伴いより高品位なものへと要求が高度
化した超純水分野でのニ−ズであり、またこの要求に応
える形で進歩を遂げた界面重合法による複合膜化技術の
確立であろう。2. Description of the Related Art Separation and concentration of a liquid mixture by a membrane method are performed by:
Compared to separation technology such as distillation, it is an energy-saving method and it does not change the state of the substance, so it concentrates fruit juice, food fields such as separation of beer enzymes, drinking water by desalination of seawater and brackish water, production of industrial water, etc. It is widely used in various fields such as water purification field such as ultrapure water production in electronic industry, aseptic water production in pharmaceutical industry and medical field, and recovery of valuable materials from industrial wastewater. The expansion of such applications has promoted the development of new separation membranes and new separation techniques using separation membranes, and in particular, has seen rapid development in recent years. What has spurred this development is the need in the ultrapure water field, where the demand for higher-quality semiconductors has increased with the high integration of semiconductors. It may be the establishment of a composite film forming technology by the interfacial polymerization method that has made progress.
【0003】一般に活性層と支持層が同一素材でできて
いるものは非対称膜と呼ばれ、これらが異なった素材で
できているものが複合膜と呼ばれている。非対称膜は相
転換法により得ることができ、一方複合膜は非対称膜と
同様の操作で支持層となる支持膜を製膜した後、このも
のの表面にコート法や界面重合法、プラズマ重合法等に
より薄い活性層を形成させることで得ることができる。
これらのうち界面重合法は、2種類の反応性モノマーを水及
び水と混和しない有機溶媒にそれぞれ溶解し、それらの
溶液を接触させ、その界面で反応させ、ポリマーを生成
する界面重合反応を例えばポリスルホンからなる微細孔
性支持膜表面上で行い、複合膜を得る方法である。本発
明は、この界面重合法により得られる複合中空糸膜の製
造方法及び装置に関する。Generally, an active layer and a support layer made of the same material are called an asymmetric membrane, and a material made of different materials is called a composite membrane. The asymmetric membrane can be obtained by the phase inversion method, while the composite membrane is formed by the same operation as the asymmetric membrane to form a supporting film, and then the coating method, the interfacial polymerization method, the plasma polymerization method, etc. on the surface of the film. Can be obtained by forming a thinner active layer.
Among these, the interfacial polymerization method is a method in which two kinds of reactive monomers are dissolved in water and an organic solvent immiscible with water, respectively, and the solutions are brought into contact with each other and reacted at the interface to generate a polymer. This is a method for obtaining a composite membrane by performing it on the surface of a microporous support membrane made of polysulfone. The present invention relates to a method and an apparatus for producing a composite hollow fiber membrane obtained by this interfacial polymerization method.
【0004】相互に反応して重合体を形成し得る一方の
反応性化合物Aを含む第1溶液と、他方の反応性化合物
Bを含み上記第1溶液と非混和性の第2溶液に順次微細
孔性支持膜を接触させ、上記微細孔性支持膜表面上で上
記反応性化合物を相互に界面重合反応させて薄膜を形成
する、いわゆる界面重合法による複合膜化技術の研究
は、逆浸透膜の分野で主として米国の North Star Rese
arch and DevelopmentInstitute で行われ、その具体的
成果はNS-100(1972年) 、NS-200 (1973年) 、NS-300
(1977年) 及びFT-30(1978年) 等といった形で公表され
ている。A first solution containing one reactive compound A capable of reacting with each other to form a polymer and a second solution containing the other reactive compound B and immiscible with the first solution are successively finely divided. A reverse osmosis membrane is a research on composite membrane formation technology by a so-called interfacial polymerization method in which a porous support membrane is brought into contact and the reactive compounds are interfacially polymerized with each other on the surface of the microporous support membrane to form a thin film. North Star Rese mainly in the field of
At the arch and Development Institute, concrete results were NS-100 (1972), NS-200 (1973), NS-300.
(1977) and FT-30 (1978) etc.
【0005】これらのうち、NS-100はポリスルホン限外
濾過膜の上に水溶性アミンのポリエチレンイミンの水溶
液を塗布し、アミノ基と反応する2官能性モノマーのト
リレンジイソシアナートのヘキサン溶液を接触させ、尿
素結合をもつ水不溶性ポリマーを形成したものである
(特開昭49-133282 号公報)。またNS-200は、前記ポリ
エチレンイミンの代わりにフルフリルアルコールを用
い、これと酸触媒として硫酸等を含む水溶液をポリスル
ホン微細孔性支持膜表面に塗布し、150C程度で熱処理す
ることにより架橋高分子化とスルホン化を同時に行わせ
て、水不溶性ポリマーからなる活性層を形成させたもの
である(J.E.Cadotte et.al., OSW PB-Rep.,No.982 (19
74))。さらにNS-300は、前記ポリエチレンイミンの代
わりにピペラジンを用い、これと酸捕捉剤として塩基性
化合物を含む水溶液をポリスルホン微細孔性支持膜表面
に塗布し、2官能性及び3官能性カルボン酸クロリドを
含むヘキサン溶液と接触させ、アミド結合をもつ水不溶
性ポリマーを形成したものであり(特公平1-38522 号公
報、USP-4,259,183 、J.E.Cadotte et. al., OSW PB-Re
p., 80-127574 )、FT-30 は前記ピペラジンの代わりに
メタフェニレンジアミンを用いNS-300と同様の方法でア
ミド結合をもつ水不溶性ポリマーを形成したものである
(USP-4,277,344 、特開昭55-147106 号公報)。Among these, NS-100 is a polysulfone ultrafiltration membrane coated with an aqueous solution of a water-soluble amine polyethyleneimine, and then contacted with a hexane solution of a tolylene diisocyanate, a difunctional monomer that reacts with an amino group. To form a water-insoluble polymer having a urea bond (JP-A-49-133282). In addition, NS-200 uses furfuryl alcohol instead of the polyethyleneimine, and an aqueous solution containing this and sulfuric acid or the like as an acid catalyst is applied to the surface of the polysulfone microporous support membrane, and heat treated at about 150 C to crosslink the polymer. And sulfonation are carried out simultaneously to form an active layer composed of a water-insoluble polymer (JECadotte et.al., OSW PB-Rep., No.982 (19
74)). Furthermore, NS-300 uses piperazine instead of the polyethyleneimine, and an aqueous solution containing this and a basic compound as an acid scavenger is applied to the surface of the polysulfone microporous support membrane to prepare a bifunctional and trifunctional carboxylic acid chloride. A water-insoluble polymer having an amide bond was formed by contacting with a hexane solution containing (JP-B1-38522, USP-4,259,183, JECadotte et. Al., OSW PB-Re).
p., 80-127574), FT-30 is a polymer in which a water-insoluble polymer having an amide bond is formed in the same manner as NS-300 by using metaphenylenediamine in place of the piperazine (USP-4,277,344, JP-A-2000). 55-147106).
【0006】これらに示されている複合膜の製造方法
は、微細孔性支持膜を相互に反応して重合体を形成し得
る一方の反応性化合物Aを含む第1溶液の槽中に浸漬し
過剰の第1溶液を除去した後、続いてこれを他方の反応
性化合物Bを含み、上記第1溶液と非混和性の第2溶液
の槽中に浸漬することにより上記微細孔性支持膜表面上
で上記反応性化合物を相互に界面重合反応させ、上記第
2溶液の溶媒を除去して薄膜を形成する方法である。The method for producing the composite membranes shown in these documents is such that the microporous support membranes are immersed in a bath of a first solution containing one reactive compound A capable of reacting with each other to form a polymer. After removing the excess first solution, it is subsequently immersed in a bath of a second solution which is immiscible with the first solution and which contains the other reactive compound B to give the surface of the microporous support membrane. In the above method, the reactive compounds are interfacially polymerized with each other to remove the solvent of the second solution to form a thin film.
【0007】また、中空糸の形状を有する微細孔性支持
膜表面上に界面重合反応により高分子重合体薄膜を形成
した複合中空糸膜の製造方法として、反応溶液槽内にガ
イドロールを設け、このロールを通して微細孔性中空糸
支持膜を溶液に連続的に浸漬させる方法が特開昭60-172
311 号公報、特開昭63-205108 号公報、特開平2-6848号
公報に開示されている。さらに、PBレポート81-16721
5 には微細孔性中空糸支持膜をピペラジン水溶液浴と酸
クロリドのシクロヘキサン溶液槽に連続して浸漬、通過
させる製法が示されており、特開平2-2842号公報には、
微細孔性中空糸支持膜に多官能アミン溶液を含浸し風乾
後、多官能酸クロリド溶液中に浸漬することにより外表
面に架橋ポリアミドの薄膜を形成させた複合中空糸膜を
製造する方法が開示されている。Further, as a method for producing a composite hollow fiber membrane in which a polymer thin film is formed by an interfacial polymerization reaction on the surface of a microporous support membrane having the shape of a hollow fiber, a guide roll is provided in a reaction solution tank, A method of continuously immersing a microporous hollow fiber support membrane in a solution through this roll is disclosed in JP-A-60-172.
It is disclosed in Japanese Patent No. 311, Japanese Patent Laid-Open No. 63-205108, and Japanese Patent Laid-Open No. 2-6848. Furthermore, PB Report 81-16721
5 shows a manufacturing method in which a microporous hollow fiber support membrane is continuously immersed in and passed through a piperazine aqueous solution bath and a cyclohexane solution tank of acid chloride, and JP-A No. 2-2842 discloses.
Disclosed is a method for producing a composite hollow fiber membrane in which a thin film of crosslinked polyamide is formed on the outer surface by impregnating a microporous hollow fiber supporting membrane with a polyfunctional amine solution, air-drying, and then immersing it in a polyfunctional acid chloride solution. Has been done.
【0008】一方、米国特許第4,980,061 号明細書、特
開昭62-95105号公報、特開昭60-87807号公報には、前記
第1溶液と前記第2溶液を直接接触させ、これら非混和
性溶液から形成される界面に微細孔性中空糸支持膜を通
過させて外表面に重合体薄膜を形成させる複合中空糸膜
の製造方法が開示されている。さらに特開平6ー114246号
公報には前記第2溶液に微細孔性中空糸支持膜を浸漬す
るための槽として、微細孔性中空糸支持膜が槽に出入り
する面の少なくとも一方に堰または孔を設けた槽を用
い、前記第2溶液をこの堰から溢流するかまたは孔から
噴流させ、微細孔性中空糸支持膜を第2溶液に浸漬する
製法が開示されている。On the other hand, in US Pat. No. 4,980,061, JP-A-62-95105, and JP-A-60-87807, the first solution and the second solution are brought into direct contact with each other to make them immiscible. Disclosed is a method for producing a composite hollow fiber membrane in which a microporous hollow fiber support membrane is passed through an interface formed from an acidic solution to form a polymer thin film on the outer surface. Further, in JP-A-6-114246, a tank for immersing the microporous hollow fiber supporting membrane in the second solution is provided with a weir or a hole on at least one of the surfaces where the microporous hollow fiber supporting membrane enters and leaves the tank. There is disclosed a manufacturing method in which the second solution is overflowed from this weir or jetted from a hole using a tank provided with the above, and the microporous hollow fiber support membrane is immersed in the second solution.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、界面重
合反応により微細孔性支持膜上に高分子重合体薄膜を連
続的に形成するにあたって、従来のガイドロールを通し
て浸漬させる方法(特開昭60-172311 号公報、特開昭63
-205108 号公報、特開平2-6848号公報)を中空糸膜へそ
のまま適用しようとすると、界面重合薄膜が微細孔性中
空糸支持膜の外表面に形成中に、ガイドロール等の微細
孔性中空糸支持膜の移送手段への接触が避けられず、形
成された薄膜が剥離あるいは損傷を受けるため、連続し
た微細孔性中空糸支持膜の外表面へは適用できないとい
う問題があった。したがって、少なくとも複合中空糸膜
を製造する際には、界面重合反応するための溶液槽では
微細孔性中空糸支持膜をガイドロール等の中空糸移送手
段と非接触で浸漬させることが必要であった。However, when continuously forming a high molecular polymer thin film on a microporous support film by an interfacial polymerization reaction, a conventional method of dipping through a guide roll (Japanese Patent Laid-Open No. 60-172311). Publication, JP-A-63
-205108 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-6848) is applied to a hollow fiber membrane as it is, an interfacial polymerized thin film is formed on the outer surface of the microporous hollow fiber supporting membrane, and the microporosity of a guide roll or the like is formed. There is a problem that the hollow fiber supporting membrane cannot be applied to the outer surface of the continuous microporous hollow fiber supporting membrane because it is inevitable to contact the transporting means and the formed thin film is peeled or damaged. Therefore, at least when manufacturing a composite hollow fiber membrane, it is necessary to immerse the microporous hollow fiber support membrane in a contactless manner with a hollow fiber transfer means such as a guide roll in a solution tank for interfacial polymerization reaction. It was
【0010】また、従来の界面重合法による複合中空糸
膜の製造方法において、前記第1溶液と前記第2溶液を
直接接触させ、形成された界面に微細孔性中空糸支持膜
を通過させて微細孔性中空糸支持膜の外表面に高分子重
合体薄膜を形成する方法(米国特許第4,980,061 号明細
書、特開昭62-95105号公報、特開昭60-87807号公報)で
は、微細孔性中空糸支持膜の外表面に形成された薄膜が
形成中にガイドローラー等の微細孔性中空糸支持膜の移
送手段に接触することなく乾燥、熱処理工程へ移送し微
細孔性中空糸支持膜表面への薄膜の固定化が可能であ
る。しかしながら、前記液−液界面に平面状に形成され
た重合膜を曲面である微細孔性中空糸支持膜上に積層す
るため微細孔性中空糸支持膜外表面に均一に薄膜形成で
きず、界面で形成された高分子重合体薄膜を微細孔性中
空糸支持膜上に単に積層するだけの為、微細孔性中空糸
支持膜と薄膜との密着性が低いといった問題や前記液−
液間界面で形成される薄膜のうち微細孔性中空糸支持膜
に随伴されないものは、時間経過とともに厚みを増し、
それが微細孔性中空糸支持膜の外表面への薄膜の形成を
阻害する場合があり、連続して均一な薄膜を微細孔性中
空糸支持膜外表面に形成できにくいといった問題が有
り、透過性能、分離性能ともに高いものは得られ難く、
性能安定性にも劣る。他にも、第1溶液に浸漬した後、
微細孔性中空糸支持膜に付着した過剰のアミン溶液を除
去または乾燥する工程を導入することができないなど、
製造方法条件の自由度が乏しいといった問題点が潜在し
ている。Further, in the conventional method for producing a composite hollow fiber membrane by the interfacial polymerization method, the first solution and the second solution are brought into direct contact with each other, and the microporous hollow fiber supporting membrane is passed through the formed interface. In the method of forming a polymer thin film on the outer surface of a microporous hollow fiber support membrane (US Pat. No. 4,980,061, JP 62-95105, JP 60-87807) The thin film formed on the outer surface of the porous hollow fiber supporting membrane is dried and transferred to the heat treatment step without contacting the transfer means of the microporous hollow fiber supporting membrane such as a guide roller during formation to support the fine porous hollow fiber supporting film. It is possible to immobilize a thin film on the surface of the film. However, since the polymerized membrane formed in a plane at the liquid-liquid interface is laminated on the curved microporous hollow fiber support membrane, a uniform thin film cannot be formed on the outer surface of the microporous hollow fiber support membrane. Since the high molecular polymer thin film formed in (1) is simply laminated on the microporous hollow fiber support membrane, the problem that the adhesion between the microporous hollow fiber support membrane and the thin film is low and the above-mentioned liquid-
Among the thin films formed at the liquid-liquid interface, those that are not associated with the microporous hollow fiber support membrane increase in thickness over time,
This may hinder the formation of a thin film on the outer surface of the microporous hollow fiber support membrane, and there is a problem that it is difficult to form a uniform thin film on the outer surface of the microporous hollow fiber support membrane. It is difficult to obtain high performance and separation performance,
Poor performance stability. In addition, after soaking in the first solution,
It is impossible to introduce a step of removing or drying the excess amine solution adhering to the microporous hollow fiber support membrane,
There is a potential problem that the degree of freedom in manufacturing method conditions is poor.
【0011】さらに、従来の界面重合法による複合中空
糸膜の製造方法において、微細孔性中空糸支持膜を前記
第2溶液に浸漬するにあたって、前記第2溶液に微細孔
性中空糸支持膜を浸漬するための槽として、微細孔性中
空糸支持膜が槽に出入りする面の少なくとも一方に堰ま
たは孔を設けた槽を用い、前記第2溶液をこの堰から溢
流するかまたは孔から噴流させ、微細孔性中空糸支持膜
を第2溶液に浸漬する方法(特開平6ー114246号公報)を
適用した場合には、少なくとも微細孔性中空糸支持膜を
第2溶液に浸漬する間は微細孔性中空糸支持膜を水平に
移動させるため、前記第2溶液槽の設置スペースを確保
する必要があり、これに加え第2溶液浸漬後に乾燥工程
あるいは熱処理工程の導入が必要となった場合にはさら
に広い設置スペースが必要となるといった問題点が潜在
している。Further, in the conventional method for producing a composite hollow fiber membrane by the interfacial polymerization method, when the microporous hollow fiber support membrane is immersed in the second solution, the microporous hollow fiber support membrane is added to the second solution. As a tank for dipping, a tank having a weir or a hole provided on at least one of the surfaces through which the microporous hollow fiber support membrane enters and leaves the tank is used, and the second solution overflows from this weir or is jetted from the hole. When the method of immersing the microporous hollow fiber support membrane in the second solution (Japanese Patent Laid-Open No. 6-114246) is applied, at least while the microporous hollow fiber support membrane is immersed in the second solution. In order to move the microporous hollow fiber support membrane horizontally, it is necessary to secure an installation space for the second solution tank, and in addition to this, when a drying step or a heat treatment step is required after the second solution immersion. More space for installation There is a potential problem that is required.
【0012】本発明は、かかる問題点を解消しようとす
るものであり、ガイドロール等と非接触で界面重合反応
を行なわせ、しかも微細孔性中空糸支持膜の表面のみを
前記第2溶液と接触させることにより透過性能、分離性
能に優れた複合中空糸膜を容易に、安定して製造する方
法及びこれを可能にする装置を提供することを目的とす
る。[0012] The present invention is intended to solve such a problem, in which the interfacial polymerization reaction is carried out in a non-contact manner with a guide roll or the like, and only the surface of the microporous hollow fiber supporting membrane is treated with the second solution. An object of the present invention is to provide a method for easily and stably producing a composite hollow fiber membrane having excellent permeation performance and separation performance by bringing it into contact with each other, and an apparatus that enables this.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる問題点
を解消するために下記の構成から成る。すなわち本発明
は、微細孔性中空糸支持膜の表面に高分子重合体薄膜か
らなる分離活性層を設けた複合膜を得るに際し、少なく
とも1種の反応性化合物Aを含む第1溶液と、該反応性
化合物Aと反応して該高分子重合体薄膜を形成し得る少
なくとも1種からなる反応性化合物Bを含み、しかも該
第1溶液と実質的に非混和性の第2溶液に順次該微細孔
性中空糸支持膜を接触させ、該反応性化合物A、Bの反
応により高分子重合体を生成する界面重合反応を該微細
孔性中空糸支持膜の表面上で行い、連続した複合膜を製
造する方法において、該微細孔性中空糸支持膜を該第1
溶液と接触させ続いて該第2溶液と接触させるにあた
り、少なくとも該第2溶液は上下がスリット状に開口し
た容器に供給され、該微細孔性中空糸支持膜を該容器内
に導き、引き続きこれを上下方向に通過させることによ
って該微細孔性中空糸支持膜と該容器内にある溶液とを
接触させることを特徴とする複合中空糸膜の製造法を提
供する。The present invention has the following constitution in order to solve such problems. That is, the present invention provides a first membrane containing at least one reactive compound A when obtaining a composite membrane in which a separation active layer made of a polymer thin film is provided on the surface of a microporous hollow fiber support membrane, A second solution containing at least one reactive compound B capable of reacting with the reactive compound A to form the high molecular weight polymer thin film, which is substantially immiscible with the first solution, is successively added to the fine solution. The porous hollow fiber support membrane is brought into contact with the surface of the microporous hollow fiber support membrane to carry out an interfacial polymerization reaction which produces a high molecular polymer by the reaction of the reactive compounds A and B to form a continuous composite membrane. In the method for producing, the microporous hollow fiber support membrane is provided with the first
At the time of contacting with a solution and subsequently contacting with the second solution, at least the second solution is supplied to a container having upper and lower openings in the shape of slits, and the microporous hollow fiber support membrane is introduced into the container, which is then There is provided a method for producing a composite hollow fiber membrane, characterized in that the microporous hollow fiber support membrane is brought into contact with the solution in the container by passing the solution in the vertical direction.
【0014】さらには、微細孔性中空糸支持膜の表面に
高分子重合体薄膜からなる分離活性層を設けた複合膜を
得るに際し、少なくとも1種の反応性化合物Aを含む第
1溶液と、該反応性化合物Aと反応して該高分子重合体
薄膜を形成し得る少なくとも1種からなる反応性化合物
Bを含み、しかも該第1溶液と実質的に非混和性の第2
溶液に順次該微細孔性中空糸支持膜を接触させ、該反応
性化合物A、Bの反応により高分子重合体を生成する界
面重合反応を該微細孔性中空糸支持膜の表面上で行い、
連続した複合膜を製造する方法において、該微細孔性中
空糸支持膜を該第1溶液と接触させ続いて該第2溶液と
接触させるにあたり、少なくとも該第2溶液は上下がス
リット状に開口した容器に供給され、該微細孔性中空糸
支持膜を該容器内に導き、引き続きこれを上下方向に通
過させることによって該微細孔性中空糸支持膜と該容器
内にある溶液とを接触させる工程を含むことを特徴とす
る複合中空糸膜の製造装置を提供する。Further, in obtaining a composite membrane in which a separation active layer made of a polymer thin film is provided on the surface of a microporous hollow fiber support membrane, a first solution containing at least one reactive compound A, A second compound containing at least one reactive compound B capable of reacting with the reactive compound A to form the polymer thin film, and which is substantially immiscible with the first solution;
The microporous hollow fiber support membrane is brought into contact with a solution in order, and an interfacial polymerization reaction for producing a high molecular polymer by the reaction of the reactive compounds A and B is performed on the surface of the microporous hollow fiber support membrane,
In the method for producing a continuous composite membrane, at the time of contacting the microporous hollow fiber support membrane with the first solution and subsequently with the second solution, at least the second solution is opened in the upper and lower slits. A step of bringing the microporous hollow fiber supporting membrane into contact with the solution present in the container by feeding the microporous hollow fiber supporting membrane into the container and then passing it through in the vertical direction. An apparatus for producing a composite hollow fiber membrane is provided.
【0015】本発明において微細孔性中空糸支持膜と
は、分離対象物に対して実質的に分離性能を示さず、上
記高分子重合体薄膜を支持する膜であり、従来公知の微
細孔性中空糸支持膜であればどのようなものでもよい
が、その外表面に好ましくは0.1μm以下、より好まし
くは0.05μm以下の微細孔を有し、外表面以外の裏面ま
での構造は流体の透過抵抗を必要以上に大きくしないた
めに、外表面の微細孔より大きな細孔からなるものが好
ましく、網状、指状ボイドまたはそれらの混合構造のい
ずれでもよい。その透過性能は逆浸透膜用の場合を例に
示すと、単位圧力、単位面積あたりの透水量は海水淡水
化に使用可能な高圧用逆浸透膜の場合は0.01〜0.2m3/
(m2・日・(kg/cm2) )、好ましくは0.02〜0.1m3/(m2・
日・(kg/cm2) )、15kg/cm2以下で使用される低圧用逆浸
透膜の場合は0.2 〜10m3/ (m2・日・(kg/cm2) )、好ま
しくは0.5 〜5m3/(m2・日・(kg/cm2) )である。透水量
が小さすぎると得られる複合中空糸膜の透過性能も小さ
くなり、あまりにも大きくなりすぎると支持膜としての
強度が小さくなり操作圧力によっては微細孔性中空糸支
持膜が破壊される場合がある。In the present invention, the microporous hollow fiber support membrane is a membrane that does not exhibit substantially any separation performance with respect to an object to be separated and supports the above-mentioned polymer thin film, and has a conventionally known microporous property. Any hollow fiber support membrane may be used, but the outer surface thereof has fine pores of preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and the structure up to the back surface other than the outer surface is fluid permeable. In order not to increase the resistance more than necessary, it is preferable that the pores are larger than the fine pores on the outer surface, and any of mesh-like, finger-like void or a mixed structure thereof may be used. The permeation performance is shown for the case of reverse osmosis membrane as an example.The permeation amount per unit pressure and unit area is 0.01 to 0.2 m 3 / in the case of high pressure reverse osmosis membrane that can be used for seawater desalination.
(M 2 · day · (kg / cm 2 )), preferably 0.02 to 0.1m 3 / (m 2 ·
Day ・ (kg / cm 2 )), for low pressure reverse osmosis membranes used at 15 kg / cm 2 or less 0.2-10 m 3 / (m 2・ day ・ (kg / cm 2 )), preferably 0.5- It is 5m 3 / (m 2 · day · (kg / cm 2 )). If the amount of water permeation is too small, the permeation performance of the resulting composite hollow fiber membrane will be small, and if it is too large, the strength as a supporting membrane will be small and the microporous hollow fiber supporting membrane may be destroyed depending on the operating pressure. is there.
【0016】かかる微細孔性中空糸支持膜の素材として
は、微細孔性中空糸支持膜に形成できるものであればど
のようなものでも使用できる。ただし、本発明による製
造方法により複合膜を製造するにあたり、上記第1溶液
や第2溶液によって微細孔性中空糸支持膜が化学的に損
傷を受けないことが必要であり、耐薬品性、製膜性、耐
久性等の観点からポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリアミドから選ばれる少なくとも一種を主成分
とすることが好ましく、より好ましくはポリスルホン、
ポリエーテルスルホンから選ばれる少なくとも一種を主
成分とすることが好ましい。As a material for the microporous hollow fiber supporting membrane, any material can be used as long as it can be formed into the microporous hollow fiber supporting membrane. However, in producing a composite membrane by the production method according to the present invention, it is necessary that the microporous hollow fiber support membrane is not chemically damaged by the first solution or the second solution, chemical resistance, From the viewpoint of film properties, durability, etc., polysulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, it is preferable to have at least one selected from polyamide as a main component, more preferably polysulfone,
It is preferable to have at least one selected from polyether sulfone as a main component.
【0017】また、微細孔性中空糸支持膜の寸法は特に
限定されないが、製膜時の操作性、モジュールの膜面
積、耐圧性を考慮すると外径が100 μm〜2000μm、内
径が30μm〜1800μmの範囲のものが好ましく、外径が
150 μm〜500 μm、内径が50μm〜300 μmがより好
ましい。さらに少なくとも複合中空糸膜としての操作圧
力以上の圧力に耐え得ることが必要である。かかる微細
孔性中空糸支持膜も上記素材から選択可能であり、通常
は公知の乾湿式製膜法または溶融製膜法により製造する
ことができる。さらに必要に応じて、製膜後の微細孔性
中空糸支持膜に公知の湿熱処理(PBレポート76-24866
6 、特開昭58-199007 号公報)や熱水処理(特開昭60-1
90204 号公報)を施すことも可能である。また、必要に
応じて該第1溶液が含浸し過ぎないように目詰め剤を事
前に含浸しておいても良い。The size of the microporous hollow fiber support membrane is not particularly limited, but considering the operability during membrane formation, the membrane area of the module, and the pressure resistance, the outer diameter is 100 μm to 2000 μm, and the inner diameter is 30 μm to 1800 μm. Is preferable, and the outer diameter is
It is more preferable that the inner diameter is 150 μm to 500 μm and the inner diameter is 50 μm to 300 μm. Furthermore, it is necessary to withstand at least a pressure higher than the operation pressure of the composite hollow fiber membrane. Such a microporous hollow fiber supporting membrane can also be selected from the above materials, and can be usually produced by a known dry-wet film forming method or melt film forming method. Furthermore, if necessary, a known wet heat treatment (PB Report 76-24866) can be applied to the microporous hollow fiber support membrane after the membrane formation.
6, JP-A-58-199007) and hot water treatment (JP-A-60-1)
90204). Further, if necessary, the first solution may be impregnated in advance so that the first solution is not excessively impregnated.
【0018】本発明において、高分子重合体薄膜からな
る分離活性層は、界面重合反応によって得ることができ
る実質的に分離性能を有するものであり、例えば多官能
性アミンと多官能性酸ハロゲン化物の界面重縮合反応に
より得ることができるポリアミドあるいは、多官能性ア
ミンと多官能性イソシアネートの界面重合反応により得
られるポリウレア等が挙げられる。高分子重合体薄膜の
厚みはピンホールがなければ薄いほど好ましいが、機械
的強度あるいは耐薬品性を維持するためには適当な厚み
を持たせなければならない。製膜安定性、透過性能等を
考慮すると1.0μm以下が好ましく、0.5 μm以下がよ
り好ましい。この分離活性層の表面に必要に応じて保護
層が形成されていてもよい。In the present invention, the separation active layer composed of a polymer thin film has substantially separation performance which can be obtained by an interfacial polymerization reaction. For example, polyfunctional amine and polyfunctional acid halide. Examples thereof include polyamides that can be obtained by the interfacial polycondensation reaction, or polyureas that can be obtained by the interfacial polymerization reaction of a polyfunctional amine and a polyfunctional isocyanate. The thickness of the polymer thin film is preferably as thin as there are no pinholes, but it is necessary to have an appropriate thickness in order to maintain mechanical strength or chemical resistance. Considering film forming stability, permeation performance, etc., the thickness is preferably 1.0 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. A protective layer may be formed on the surface of the separation active layer, if necessary.
【0019】本発明の複合中空糸膜製造方法に用いられ
る反応性化合物A及びBの種類、組合せ、使用される第
1溶液、第2溶液を構成する溶媒の種類は、反応性化合
物A及びB同士が界面で直ちに重合反応を起こし高分子
重合体薄膜を形成するものであればよく、それ以外は特
に限定されないが、反応性化合物A及びBの少なくとも
一方には3つ以上の反応性基を持つ反応性化合物を含む
ことにより、3次元高分子重合体からなる薄膜が形成さ
れる方がより好ましい。The types and combinations of the reactive compounds A and B used in the method for producing the composite hollow fiber membrane of the present invention, the types of the solvent constituting the first solution and the second solution used are the reactive compounds A and B. Any polymer may be used as long as it immediately undergoes a polymerization reaction at the interface to form a high molecular weight polymer thin film. Other than that, at least one of the reactive compounds A and B has three or more reactive groups. It is more preferable that a thin film made of a three-dimensional polymer is formed by including the reactive compound.
【0020】本発明に用いられる反応性化合物Aとして
は、例えば架橋ポリアミドからなる高分子重合体薄膜を
形成させる場合には、多官能性芳香族アミンあるいは多
官能性脂肪族アミンを用いることが可能であり、ポリエ
チレンイミン、アミン変性ポリエピクロロヒドリン、ア
ミノ化ポリスチレン等の複数の反応性アミノ基を有する
ポリマーもその例として挙げることができる。As the reactive compound A used in the present invention, a polyfunctional aromatic amine or a polyfunctional aliphatic amine can be used, for example, in the case of forming a polymer thin film made of a crosslinked polyamide. Examples thereof include polymers having a plurality of reactive amino groups such as polyethyleneimine, amine-modified polyepichlorohydrin and aminated polystyrene.
【0021】多官能性芳香族アミンとは、本質的に単量
体で一分子中に2個以上のアミノ基を有する芳香族アミ
ノ化合物であり、さらに具体的にはm−フェニレンジア
ミン、p−フェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジ
フェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルアミ
ン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’
−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジ
フェニルアミン、3,5−ジアミノ安息香酸、4,4’
−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジ
フェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスル
ホン、1,3,5,−トリアミノベンゼン、1,5−ジ
アミノナフタレンなどを挙げることができ、これらの単
独あるいは混合物も用いることができる。本発明におい
ては、特にm−フェニレンジアミン、p−フェニレンジ
アミンが好ましく用いられる。The polyfunctional aromatic amine is essentially an aromatic amino compound which is a monomer and has two or more amino groups in one molecule, and more specifically, m-phenylenediamine and p-. Phenylenediamine, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylamine, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4 '
-Diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenylamine, 3,5-diaminobenzoic acid, 4,4 '
-Diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 1,3,5, -triaminobenzene, 1,5-diaminonaphthalene, and the like, and these alone Alternatively, a mixture can be used. In the present invention, m-phenylenediamine and p-phenylenediamine are particularly preferably used.
【0022】また多官能性脂肪族アミンとは、本質的に
単量体で一分子中に2個以上のアミノ基を有する脂肪族
アミノ化合物であり、さらに具体的には、1,3−ジア
ミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサ
ン、4,4’−ビス(パラアミノシクロヘキシル)メタ
ン、1,3(または2,4)−ビスー(アミノメチル)
シクロヘキサン、1,3,5,−トリアミノシクロヘキ
サン等のシクロヘキサン環を持つ第1級アミン、ピペラ
ジンや2−メチルピペラジン、エチルピペラジン、2,
5−ジメチルピペラジン等のピペラジン環を持つ第2級
アミン、1,3−ビス(4−ピペリジル)メタン、1,
3−ビス(4−ピペリジル)プロパン、4,4’−ビピ
ペリジン等のピペリジン環を持つ第2級アミン、4−
(アミノメチル)ピペリジン等の第1級と第2級の両方
のアミノ基を持つアミン、さらには、エチレンジアミ
ン、プロピレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、
1,2−ジアミノ−2−メチルプロパン、2,2−ジメ
チル−1,3−プロパンジアミン、トリス(2−アミノ
エチル)アミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミ
ン、N,N’−ジメチルプロパンジアミンなどを挙げる
ことができ、これらの単独あるいは混合物も用いること
が可能で、さらには上記した多官能性芳香族アミンとの
混合物も用いることができる。またこれらから構成され
るアミドプレポリマーであってもよい。本発明において
は、特にピペラジン、4−(アミノメチル)ピペリジ
ン、エチレンジアミン、1,2−ジアミノ−2−メチル
プロパンが好ましく用いられる。The polyfunctional aliphatic amine is an aliphatic amino compound which is essentially a monomer and has two or more amino groups in one molecule, and more specifically, 1,3-diamino. Cyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 4,4'-bis (paraaminocyclohexyl) methane, 1,3 (or 2,4) -bis- (aminomethyl)
Primary amines having a cyclohexane ring such as cyclohexane and 1,3,5-triaminocyclohexane, piperazine, 2-methylpiperazine, ethylpiperazine, 2,
Secondary amine having a piperazine ring such as 5-dimethylpiperazine, 1,3-bis (4-piperidyl) methane, 1,
Secondary amines having a piperidine ring such as 3-bis (4-piperidyl) propane and 4,4'-bipiperidine, 4-
Amines having both primary and secondary amino groups such as (aminomethyl) piperidine, and further ethylenediamine, propylenediamine, 1,2-propanediamine,
1,2-diamino-2-methylpropane, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, tris (2-aminoethyl) amine, N, N'-dimethylethylenediamine, N, N'-dimethylpropanediamine, etc. These can be used alone or in a mixture, and a mixture with the above-mentioned polyfunctional aromatic amine can also be used. It may also be an amide prepolymer composed of these. In the present invention, piperazine, 4- (aminomethyl) piperidine, ethylenediamine and 1,2-diamino-2-methylpropane are particularly preferably used.
【0023】本発明に用いられる反応性化合物Bとして
は、例えば架橋ポリアミドからなる高分子重合体薄膜を
形成させる場合には、多官能性芳香族酸ハライドあるい
は多官能性脂肪族酸ハライドを挙げることができ、また
前記多官能性アミンと反応して重合体を形成し得る2官
能以上であればよい。Examples of the reactive compound B used in the present invention include polyfunctional aromatic acid halides and polyfunctional aliphatic acid halides when forming a polymer thin film made of crosslinked polyamide. In addition, it may be a bifunctional or higher functional compound capable of reacting with the polyfunctional amine to form a polymer.
【0024】多官能性芳香族酸ハライドとは、本質的に
単量体で一分子中に2個以上の酸ハライド基を有する芳
香族酸ハライド化合物であり、さらに具体的にはトリメ
シン酸ハライド、トリメリット酸ハライド、イソフタル
酸ハライド、テレフタル酸ハライド、ピロメリット酸ハ
ライド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸ハライド、ビ
フェニルジカルボン酸ハライド、ナフタレンジカルボン
酸ハライド、ピリジンジカルボン酸ハライド、ベンゼン
ジスルホン酸ハライドなどを挙げることができ、これら
の単独あるいは混合物も用いることができる。本発明に
おいては、特にトリメシン酸クロリド単独、あるいはト
リメシン酸クロリドとイソフタル酸クロリドの混合物、
またはトリメシン酸クロリドとテレフタル酸クロリドの
混合物が好ましく用いられる。The polyfunctional aromatic acid halide is essentially an aromatic acid halide compound which is a monomer and has two or more acid halide groups in one molecule, and more specifically, trimesic acid halide, Trimellitic acid halide, isophthalic acid halide, terephthalic acid halide, pyromellitic acid halide, benzophenone tetracarboxylic acid halide, biphenyldicarboxylic acid halide, naphthalenedicarboxylic acid halide, pyridinedicarboxylic acid halide, benzenedisulfonic acid halide and the like, These may be used alone or in a mixture. In the present invention, particularly trimesic acid chloride alone, or a mixture of trimesic acid chloride and isophthalic acid chloride,
Alternatively, a mixture of trimesic acid chloride and terephthalic acid chloride is preferably used.
【0025】また、多官能性脂肪族酸ハライドとは、本
質的に単量体で一分子中に2個以上の酸ハライド基を有
する脂肪族酸ハライド化合物であり、さらに具体的には
シクロブタンジカルボン酸ハライド、シクロペンタンジ
カルボン酸ハライド、シクロペンタントリカルボン酸ハ
ライド、シクロペンタンテトラカルボン酸ハライド、シ
クロヘキサンジカルボン酸ハライド、シクロヘキサント
リカルボン酸ハライドなどの脂環式多官能性酸ハライド
化合物、あるいはプロパントリカルボン酸ハライド、ブ
タントリカルボン酸ハライド、ペンタントリカルボン酸
ハライド、こはく酸ハライド、グルタル酸ハライド等を
が挙げることができ、これらの単独あるいは混合物も用
いることが可能で、さらには上記した多官能性芳香族酸
ハライドとの混合物も用いることができる。The polyfunctional aliphatic acid halide is essentially a monomer and is an aliphatic acid halide compound having two or more acid halide groups in one molecule, and more specifically cyclobutanedicarboxylic acid. Alicyclic polyfunctional acid halide compounds such as acid halide, cyclopentanedicarboxylic acid halide, cyclopentanetricarboxylic acid halide, cyclopentanetetracarboxylic acid halide, cyclohexanedicarboxylic acid halide, cyclohexanetricarboxylic acid halide, or propanetricarboxylic acid halide, butane Examples thereof include tricarboxylic acid halides, pentanetricarboxylic acid halides, succinic acid halides, glutaric acid halides, and the like, which may be used alone or in a mixture thereof, and are further mixed with the polyfunctional aromatic acid halide described above. It can be also used.
【0026】さらに反応性化合物Bの他の例として、エ
チレンジイソシアナート、プロピレンジイソシアナー
ト、ベンゼンジイソシアナート、トルエンジイソシアナ
ート、ナフタレンジイソシアナート、メチレンビス(4
−フェニルイソシアナート)等の多官能性イソシアナー
トを挙げることができる。Further, as another example of the reactive compound B, ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, benzene diisocyanate, toluene diisocyanate, naphthalene diisocyanate, methylenebis (4
-Phenyl isocyanate) and the like.
【0027】上記第1溶液及び第2溶液中に含まれるこ
れら反応性化合物の濃度は、多官能性化合物の種類、溶
媒に対する分配係数により異なり特に限定されるもので
はない。ピペラジン水溶液を前記第1溶液とし、トリメ
シン酸クロリドのn−ヘキサン溶液を前記第2溶液とし
て用いる場合を例に示すとピペラジンの濃度は約0.1〜1
0重量%、好ましくは約0.5 〜5重量%のものが適当で
あり、トリメシン酸クロリドの濃度は約0.01〜10重量
%、好ましくは約0.1 〜5重量%のものが適当である。
これらの濃度が低いと界面重合薄膜の形成が不完全で欠
点が生じやすく分離性能の低下を招き、逆に高すぎると
界面重合薄膜が厚くなり過ぎて透過性能の低下を生じた
り、製造膜中の残留未反応物量が増加し、膜性能へ悪影
響を及ぼす可能性がある。The concentrations of these reactive compounds contained in the first solution and the second solution differ depending on the kind of the polyfunctional compound and the partition coefficient for the solvent, and are not particularly limited. As an example, an aqueous solution of piperazine is used as the first solution and an n-hexane solution of trimesic acid chloride is used as the second solution, the concentration of piperazine is about 0.1-1.
A content of 0% by weight, preferably about 0.5 to 5% by weight, is suitable, and a concentration of trimesic acid chloride is about 0.01 to 10% by weight, preferably about 0.1 to 5% by weight.
If the concentration of these is low, the formation of the interfacial polymerized film is incomplete and defects are likely to occur, leading to a decrease in separation performance.On the contrary, if the concentration is too high, the interfacial polymerized film becomes too thick and the permeation performance deteriorates. The amount of residual unreacted substances of (3) increases, which may adversely affect the membrane performance.
【0028】なお、界面重合反応の進行中に酸が発生す
る場合には上記第1溶液に酸捕捉剤としてのアルカリを
添加したり、微細孔性中空糸支持膜との濡れ性を向上さ
せるなどのために界面活性剤を添加したり、あるいは反
応を促進するための触媒を必要に応じて添加してもよ
い。酸捕捉剤の例としては、水酸化ナトリウムのような
カ性アルカリ、リン酸三ナトリウムのようなリン酸ソー
ダ、炭酸ナトリウムのような炭酸ソーダ、あるいはトリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミ
ンのような3級アミン等が挙げられ、界面活性剤の例と
してはラウリルスルホン酸ナトリウム、ラウリルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム等が挙げられ、また触媒の例としてはジメチ
ルホルムアミドなどが挙げられる。これらは予め上記第
1溶液中あるいは第2溶液中に含ませることが可能であ
る。When an acid is generated during the progress of the interfacial polymerization reaction, an alkali as an acid scavenger is added to the first solution, and the wettability with the microporous hollow fiber support membrane is improved. Therefore, a surfactant may be added, or a catalyst for accelerating the reaction may be added if necessary. Examples of the acid scavenger include caustic alkali such as sodium hydroxide, sodium phosphate such as trisodium phosphate, sodium carbonate such as sodium carbonate, and tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine and triethylenediamine. And the like. Examples of the surfactant include sodium lauryl sulfonate, sodium lauryl benzene sulfonate, sodium dodecyl benzene sulfonate, and the like, and examples of the catalyst include dimethylformamide and the like. These can be included in the first solution or the second solution in advance.
【0029】本発明に於いて第1溶液とは微細孔性中空
糸支持膜が先に接触する反応性化合物を含有する液体を
いい、第2溶液とは第1溶液と相互に反応し、界面重合
反応により高分子重合体を形成する反応性化合物を含有
する液体をいう。これら第1溶液の溶媒及び第2溶液の
溶媒としてはそれぞれ上記反応性化合物A、同Bを溶解
し、各溶液が接した場合液々界面を形成し微細孔性中空
糸支持膜を損傷しないものであれば特に限定されない。
かかる溶媒として例えば、第1溶液の溶媒としては水、
アルコールの単独あるいは混合物が、また第2溶液の溶
媒としてはn−ヘキサン、シクロヘキサン、n−ヘプタ
ン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の炭化水
素系溶剤の単独あるいは混合物を挙げることができる。In the present invention, the first solution means a liquid containing a reactive compound with which the microporous hollow fiber support membrane comes into contact first, and the second solution reacts with the first solution to form an interface. It refers to a liquid containing a reactive compound that forms a high molecular polymer by a polymerization reaction. As the solvent of the first solution and the solvent of the second solution, those that dissolve the above-mentioned reactive compounds A and B, respectively, and form a liquid-liquid interface when the respective solutions come into contact with each other and do not damage the microporous hollow fiber support membrane It is not particularly limited as long as it is.
As such a solvent, for example, water is used as the solvent of the first solution,
The alcohol may be used alone or as a mixture, and as the solvent for the second solution, hydrocarbon solvents such as n-hexane, cyclohexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, and n-decane may be used alone or as a mixture. it can.
【0030】本発明においては、微細孔性中空糸支持膜
を反応性化合物Aを含む第1溶液と接触させ、続いて反
応性化合物Bを含みしかも第1溶液と実質的に非混和性
の第2溶液と順次接触させるにあたり、少なくとも該第
2溶液は上下がスリット状に開口した容器に供給され、
該微細孔性中空糸支持膜を該容器内に導き、引き続きこ
れを上下方向に移動させることによって該微細孔性中空
糸支持膜と該容器内にある溶液と接触させ、該微細孔性
中空糸支持膜表面上で反応性化合物A、Bの反応を行い
高分子重合体薄膜を形成させて目的とする複合中空糸膜
を連続的に製造する。以下に本発明の製造方法について
説明する。In the present invention, the microporous hollow fiber support membrane is contacted with a first solution containing reactive compound A, followed by a first solution containing reactive compound B and which is substantially immiscible with the first solution. At the time of sequentially contacting with two solutions, at least the second solution is supplied to a container whose upper and lower sides are opened in slits,
The microporous hollow fiber supporting membrane is introduced into the container, and then it is moved in the vertical direction to bring the microporous hollow fiber supporting membrane into contact with the solution in the container. The reactive compounds A and B are reacted on the surface of the support membrane to form a polymer thin film to continuously produce the target composite hollow fiber membrane. Hereinafter, the production method of the present invention will be described.
【0031】図1、図2は、本発明でいう上下がスリッ
ト状に開口した容器の例を示したものである。反応性化
合物A又はBを含む溶液は、反応溶液送液口6よりスリ
ット状に開口した容器2内に供給され、供給された反応
溶液3の一部は下部スリット5より流れ落ち、残りの溶
液は反応溶液排出口7より容器の外に排出される。スリ
ット状に開口した容器2内でこのような反応溶液の流れ
を実現するためにはスリットの幅ができるだけ狭く、あ
るいは図2に例示したように上部スリット4よりも下部
スリット5が狭い構造が好ましい。微細孔性中空糸支持
膜1は下部スリット5より該容器内に侵入し、反応溶液
3と接触した後に上部スリット4より該容器外に導き出
される。FIGS. 1 and 2 show an example of a container according to the present invention, which is opened in the upper and lower sides in a slit shape. The solution containing the reactive compound A or B is supplied from the reaction solution feed port 6 into the container 2 opened in a slit shape, a part of the supplied reaction solution 3 flows down from the lower slit 5, and the remaining solution is It is discharged from the reaction solution discharge port 7 to the outside of the container. In order to realize such a flow of the reaction solution in the container 2 opened in a slit shape, it is preferable that the width of the slit is as narrow as possible or that the lower slit 5 is narrower than the upper slit 4 as illustrated in FIG. . The microporous hollow fiber support membrane 1 enters the container through the lower slit 5, contacts the reaction solution 3, and then is guided out of the container through the upper slit 4.
【0032】図3、図4は、微細孔性中空糸支持膜とス
リット状に開口した容器内にある反応溶液を接触させる
方法例を示した図である。図3では、送液パイプ15よ
り送液された反応性化合物を含む溶液3は、スリット状
に開口した容器2内を流れ落ち、微細孔性中空糸支持膜
1はこの流れ落ちている反応溶液3と接触する。また図
4では、送液パイプ15より送液された反応性化合物を
含む溶液3は、スリット状に開口した容器2内に供給さ
れ、供給された反応溶液3の一部は下部スリットより溶
液回収槽11に流れ落ち、残りの溶液は反応溶液排出口
より溶液回収パイプ17を通って溶液貯蔵槽13に戻さ
れる。微細孔性中空糸支持膜1は上記容器内を循環して
いる反応溶液3と接触する。FIG. 3 and FIG. 4 are views showing an example of a method of bringing the microporous hollow fiber support membrane into contact with the reaction solution in a container opened in a slit shape. In FIG. 3, the solution 3 containing the reactive compound sent from the solution sending pipe 15 flows down in the container 2 having a slit-like opening, and the microporous hollow fiber support membrane 1 and the reaction solution 3 flowing down. Contact. Further, in FIG. 4, the solution 3 containing the reactive compound sent from the solution sending pipe 15 is supplied into the container 2 opened in a slit shape, and a part of the supplied reaction solution 3 is recovered from the lower slit. The solution flows down to the tank 11, and the remaining solution is returned to the solution storage tank 13 from the reaction solution discharge port through the solution recovery pipe 17. The microporous hollow fiber support membrane 1 comes into contact with the reaction solution 3 circulating in the container.
【0033】微細孔性中空糸支持膜の移動方向は、流れ
落ちている反応溶液3に対し同一方向であっても反対方
向であっても構わない。但し第2溶液を接触させる場合
には、反応直後のガイドローラーとの接触を回避するた
めに、微細孔性中空糸支持膜の移動方向は、流れ落ちて
いる反応性化合物を含む溶液に対し反対方向であること
が好ましい。またスリット状に開口した容器2の形状や
材質は特に限定されないが、該容器内を通過する微細孔
性中空糸支持膜の本数に応じて、該容器内あるいは上下
の少なくともどちらか一端に微細孔性中空糸支持膜を分
繊する1個又は複数のガイドを設けることも可能であ
る。さらに該容器の材質は用いる溶媒に溶解せず、用い
る化合物によって腐食を受けないものであれば特に限定
はされず、例えばプラスチック等の有機材料、金属やセ
ラミック等の無機材料、金属等にポリマー等を被覆した
複合材料等を挙げることができる。中でもポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロンやステン
レス鋼等が好ましい。上記反応溶液と微細孔性中空糸支
持膜が接触する際、微細孔性中空糸支持膜は上記スリッ
ト状に開口した容器の内面と接触しない方が製膜操作上
より好ましいが、微細孔性中空糸支持膜と上記容器内面
との接触の有無は特に限定されない。The moving direction of the microporous hollow fiber supporting membrane may be the same direction or the opposite direction with respect to the reaction solution 3 flowing down. However, in the case of contacting the second solution, in order to avoid contact with the guide roller immediately after the reaction, the moving direction of the microporous hollow fiber support membrane is in the opposite direction to the flowing solution containing the reactive compound. Is preferred. The shape and material of the container 2 having a slit-like opening are not particularly limited, but depending on the number of microporous hollow fiber support membranes passing through the container, the micropores may be formed in the container or at least one of the upper and lower ends thereof. It is also possible to provide one or more guides for separating the flexible hollow fiber support membrane. Further, the material of the container is not particularly limited as long as it does not dissolve in the solvent used and is not corroded by the compound used, for example, organic materials such as plastics, inorganic materials such as metals and ceramics, polymers such as metals and the like. Examples thereof include composite materials coated with. Of these, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, Teflon, stainless steel and the like are preferable. When the reaction solution and the microporous hollow fiber support membrane are in contact with each other, it is preferable that the microporous hollow fiber support membrane does not come into contact with the inner surface of the container opened in the slit shape from the viewpoint of the membrane forming operation. Presence or absence of contact between the yarn support film and the inner surface of the container is not particularly limited.
【0034】スリット状に開口した容器の幅は用いる微
細孔性中空糸支持膜の大きさや数により任意に選択する
ことができる。また該容器の上下方向の長さは、所望の
含浸あるいは反応が十分に行えることが好ましく、さら
には微細孔性中空糸支持膜の移動速度を考慮して決める
ことが望ましい。第1溶液を微細孔性中空糸支持膜に含
浸させる際に、本発明による装置では含浸が不十分な場
合には、従来の含浸方法を適用し、第2溶液と接触させ
る際にのみ本発明による装置を利用することも可能であ
る。第1溶液を含浸した後、微細孔性中空糸支持膜表面
の過剰溶液の残存は第2溶液接触後に形成される分離活
性層の剥離を起こす原因の一つとなるため、過剰溶液は
除去することが好ましく、自然流下法あるいは自然風乾
や熱風等による乾燥法等を用いることができる。The width of the container opened in a slit shape can be arbitrarily selected depending on the size and number of the microporous hollow fiber supporting membranes used. Further, the length of the container in the vertical direction is preferably such that the desired impregnation or reaction can be sufficiently carried out, and further, it is desirable to take into consideration the moving speed of the microporous hollow fiber supporting membrane. When impregnating the microporous hollow fiber support membrane with the first solution by the apparatus of the present invention is insufficient, the conventional impregnation method is applied and the present invention is applied only when the second solution is contacted. It is also possible to use the device according to. After the first solution is impregnated, the excess solution remaining on the surface of the microporous hollow fiber support membrane is one of the causes of peeling of the separation active layer formed after the contact with the second solution. Therefore, remove the excess solution. However, a natural flow-down method, a natural air drying method, a drying method using hot air, or the like can be used.
【0035】流れ落ちた反応溶液は回収して再利用する
ことが望ましく、図3あるいは図4に例示したように溶
液回収槽11を設けるのが好ましい。例えば図3に示し
たように、溶液回収層11に受け入れられた反応溶液3
は、溶液排出口12より溶液貯蔵槽13に回収され、こ
の溶液が送液ポンプ14により送液パイプ15に送られ
再びスリット状に開口した容器2内に供給されるといっ
た循環を繰り返すことで再利用が可能である。また、微
細孔性中空糸支持膜によって持ち去られた反応溶液の補
給あるいは反応によって消費された反応性化合物の補
給、反応溶液の温度調節等は、溶液貯蔵槽13で行うこ
とが望ましい。It is desirable to collect and reuse the reaction solution that has flowed down, and it is preferable to provide a solution recovery tank 11 as illustrated in FIG. 3 or 4. For example, as shown in FIG. 3, the reaction solution 3 received in the solution recovery layer 11
Is collected in the solution storage tank 13 through the solution discharge port 12, the solution is sent to the solution sending pipe 15 by the solution sending pump 14, and is again supplied into the container 2 having a slit-like opening. It is available. Further, it is desirable that the supply of the reaction solution carried away by the microporous hollow fiber support membrane, the supply of the reactive compound consumed by the reaction, the temperature adjustment of the reaction solution, etc. be performed in the solution storage tank 13.
【0036】前述したように微細孔性中空糸支持膜を必
要に応じて、乾燥、親水化処理、目詰め剤の含浸等の前
処理を行うことも可能である。また反応性化合物A、B
間の反応の促進、残留溶媒の除去、反応性化合物A、B
間の反応によって形成した分離活性層の微細孔性中空糸
支持膜への固着等のために、必要に応じて第2溶液接触
後の微細孔性中空糸支持膜を乾燥や熱処理することが望
ましく、このための装置を設けることが望ましい。さら
に必要に応じて形成した分離活性層の表面に保護層を設
ける工程、残留未反応化合物の除去や反応副生成物の除
去等のために洗浄を行う工程を設けることも望ましい。As described above, the microporous hollow fiber support membrane can be subjected to a pretreatment such as drying, hydrophilization treatment, impregnation with a packing agent, etc., if necessary. Further, the reactive compounds A and B
Reaction between the two, removal of residual solvent, reactive compounds A, B
It is desirable to dry or heat-treat the microporous hollow fiber support membrane after contact with the second solution, if necessary, for the purpose of fixing the separation active layer formed by the reaction between the two to the microporous hollow fiber support membrane. It is desirable to provide a device for this. It is also desirable to provide a step of providing a protective layer on the surface of the formed separation active layer, if necessary, and a step of washing to remove residual unreacted compounds and reaction by-products.
【0037】本発明の方法を用いて複合中空糸膜を製造
する場合に、各液の性質に応じてそれぞれの濃度、温度
あるいは微細孔性中空糸支持膜の走行速度とスリット状
に開口した容器の長さすなわち各液との接触時間、各液
の流下速度等を最適な条件に設定することにより、目的
に適合した複合膜を得ることができる。When a composite hollow fiber membrane is produced using the method of the present invention, the concentration, temperature or traveling speed of the microporous hollow fiber support membrane and the container opened in the shape of a slit depending on the properties of each liquid. The composite membrane suitable for the purpose can be obtained by setting the length, ie, the contact time with each liquid, the flow-down speed of each liquid, etc. to the optimum conditions.
【0038】以下、図によって本発明による複合中空糸
膜の製造工程を説明する。図5は複合膜化工程の一例を
概略フローで示している。湿潤状態にある微細孔性中空
糸支持膜1はガイドローラー21、21’を経由して第
1溶液槽中にあるガイドローラー24、24’に導かれ
る。この第1溶液槽22内には、予め準備した反応性化
合物Aを含む第1溶液が満たされている。このような第
1溶液中に上記微細孔性中空糸支持膜1を通過させるこ
とで、第1溶液を含浸させる。続いてこの微細孔性中空
糸支持膜1を空中走行させた後、第1乾燥塔25内に導
き、過剰の第1溶液を除去する。第1乾燥塔25を通過
した微細孔性中空糸支持膜1は、ガイドローラー29、
29’を経由して第2溶液槽中のガイドローラー35、
35’に導かれる。The manufacturing process of the composite hollow fiber membrane according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 5 shows an example of a composite film formation process in a schematic flow. The microporous hollow fiber support membrane 1 in the wet state is guided to the guide rollers 24, 24 'in the first solution tank via the guide rollers 21, 21'. The first solution tank 22 is filled with the first solution containing the reactive compound A prepared in advance. The first solution is impregnated by passing the microporous hollow fiber support membrane 1 through the first solution. Then, the microporous hollow fiber support membrane 1 is run in the air, and then introduced into the first drying tower 25 to remove the excess first solution. The microporous hollow fiber support membrane 1 that has passed through the first drying tower 25 has a guide roller 29,
29 ', a guide roller 35 in the second solution tank,
Guided to 35 '.
【0039】この第2溶液槽上では、別に準備した反応
性化合物Bを含む第2溶液37が、これを入れた第2溶
液貯蔵槽31から第2溶液送液ポンプ32を使い、第2
溶液送液パイプ34を経てスリット状に開口した容器3
6内に供給されており、上記第2溶液37は上記容器3
6内で循環している。このような第2溶液中に上記第1
溶液を含漬させた微細孔性中空糸支持膜1を導き、反応
性化合物Aと反応性化合物Bの反応を開始させる。続い
てこの微細孔性中空糸支持膜1を空中走行させた後、第
2乾燥塔39内に導き第2溶液を構成する溶媒を一定量
除去し、微細孔性中空糸支持膜1表面上に分離活性層を
形成させる。第2乾燥塔39を通過した複合中空糸膜
は、ガイドローラー43、43’を経由して水洗槽44
中にある水洗水45中に導かれ、残留物を洗い出した後
再び第3乾燥塔47で乾燥し、捲取り機51で捲き取ら
れる。図5は、第2溶液に対してのみ本発明の製造方法
を適用した例であるが、上述したように第1溶液及び第
2溶液の両方に本発明による製造方法を適用することも
可能である。On this second solution tank, a second solution 37 containing a separately prepared reactive compound B is prepared from the second solution storage tank 31 containing the second solution 37 by using the second solution delivery pump 32.
Container 3 opened in a slit shape through the solution delivery pipe 34
6 and the second solution 37 is supplied to the container 3
It circulates within 6. In the second solution, the first
The microporous hollow fiber support membrane 1 in which the solution is impregnated is guided to start the reaction between the reactive compound A and the reactive compound B. Subsequently, after the microporous hollow fiber support membrane 1 was run in the air, it was introduced into the second drying tower 39 to remove a certain amount of the solvent forming the second solution, and the microporous hollow fiber support membrane 1 surface was formed. A separate active layer is formed. The composite hollow fiber membrane that has passed through the second drying tower 39 passes through the guide rollers 43, 43 'and is washed with water 44
It is guided into the washing water 45 inside, and after the residue is washed out, it is dried again in the third drying tower 47 and wound up by the winding machine 51. Although FIG. 5 shows an example in which the manufacturing method of the present invention is applied only to the second solution, it is also possible to apply the manufacturing method of the present invention to both the first solution and the second solution as described above. is there.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明による複合中空糸膜の製造方法に
よれば、微細孔性中空糸支持膜表面上に高分子重合体薄
膜からなる分離活性層をより薄く連続的に形成すること
ができるため、高透水量化が可能である。また高分子重
合体薄膜を微細孔性中空糸支持膜の外表面に形成させる
際に、ガイドロール等の微細孔性中空糸支持膜の移送手
段への接触が回避できるため、形成された薄膜が剥離あ
るいは損傷を受ける恐れがなく、連続して均一な薄膜を
微細孔性中空糸支持膜外表面に形成することが可能なた
め透過性能、分離性能に優れた複合中空糸膜を容易に、
安定して製造することが可能である。かかる本発明によ
る複合中空糸膜は、例えば硬度が高い水の軟水化、糖や
有機酸など分子量が100 以上の水溶性有機物を含む溶液
からの脱塩、アミノ酸を含む溶液からの脱塩やアミノ酸
の濃縮、食品工業における低分子量有機質有価物の濃縮
・回収、簡易水道施設での溶解性物質除去を目的とした
浄水処理、工業排水等の回収を目的とした排水処理等に
利用されるナノろ過膜あるいは海水・かん水の脱塩によ
る淡水化や医療用・電子工業用等の純水製造等に利用さ
れる逆浸透膜に好適に用いることができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for producing a composite hollow fiber membrane of the present invention, a thin active separation layer comprising a polymer thin film can be continuously formed on the surface of a microporous hollow fiber support membrane. Therefore, high water permeability can be achieved. Further, when the high molecular polymer thin film is formed on the outer surface of the microporous hollow fiber support membrane, contact with the transfer means of the microporous hollow fiber support membrane such as a guide roll can be avoided, so that the formed thin film is Since there is no risk of peeling or damage and a uniform thin film can be continuously formed on the outer surface of the microporous hollow fiber support membrane, a composite hollow fiber membrane with excellent permeation performance and separation performance can be easily formed.
It is possible to manufacture stably. The composite hollow fiber membrane according to the present invention is, for example, softened water having high hardness, desalted from a solution containing a water-soluble organic substance having a molecular weight of 100 or more such as sugar or organic acid, desalted from a solution containing an amino acid, or an amino acid. Concentration of water, concentration / recovery of low-molecular-weight organic valuables in the food industry, water purification for the purpose of removing soluble substances in simple water facilities, wastewater treatment for the purpose of recovering industrial wastewater, etc. It can be suitably used for a membrane or a reverse osmosis membrane used for desalination by desalination of seawater or brackish water or for production of pure water for medical and electronic industries.
【0041】[0041]
【実施例】以下実施例及び比較例を示して本発明を説明
するが、ここで挙げる実施例は本発明を規制するもので
ない。The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples, but the examples given here do not limit the present invention.
【0042】参考例1 芳香族ポリスルホン(UDEL P−3500,アモコ
社製)29重量部、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム0.5 重量部、ポリエチレングリコール(分子量:600
)14.5重量部及びDMAC56.0重量部からなる製膜溶
液をチューブインオリフィスノズルより空中走行部を経
て凝固浴中に吐出させ微細孔性中空糸支持膜を得た。Reference Example 1 29 parts by weight of aromatic polysulfone (UDEL P-3500, manufactured by Amoco), 0.5 parts by weight of sodium laurylbenzenesulfonate, polyethylene glycol (molecular weight: 600
A film-forming solution consisting of 14.5 parts by weight and 56.0 parts by weight of DMAC was discharged from the tube-in-orifice nozzle into the coagulating bath through the running part in the air to obtain a microporous hollow fiber supporting membrane.
【0043】この微細孔性中空糸支持膜を十分に水洗し
た後、90℃で1時間熱処理した。得られた微細孔性中空
糸支持膜の外径は0.3mmで内径は0.2mmであ
り、また、この微細孔性中空糸支持膜の断面構造は内外
表面に緻密層を有しそれ以外は全体一様に網状組織であ
った。この微細孔性中空糸支持膜を20本束ねてループ
にし片端をホルダーにいれてエポキシ樹脂で固め、微細
孔性中空糸支持膜を開口させミニモジュールを作成し
た。かかるミニモジュールを限外ろ過膜性能評価セルに
装着し、供給液中のデキストラン(分子量:18.5万)濃
度:500mg/l 、供給液温度:25℃、操作圧力:2Kg/cm2
の条件で限外ろ過膜性能を確認したところデキストラン
除去率は95.0%、透過水量は1.0m3/m2・日・(kg/cm2) で
あった。なお、供給水及び透過水中のデキストラン濃度
はアントロン−硫酸法により測定し、またデキストラン
除去率は次式で定義した。 [1−(膜透過液中のデキストランの濃度/供給源液中
のデキストランの濃度)]×100(%)The microporous hollow fiber support membrane was thoroughly washed with water and then heat-treated at 90 ° C. for 1 hour. The obtained microporous hollow fiber support membrane had an outer diameter of 0.3 mm and an inner diameter of 0.2 mm, and the cross-sectional structure of this microporous hollow fiber support membrane had a dense layer on the inner and outer surfaces and other than that. Had a uniform network throughout. 20 microporous hollow fiber support membranes were bundled into a loop, one end of which was placed in a holder and hardened with an epoxy resin to open the microporous hollow fiber support membrane to prepare a mini module. This mini module was attached to an ultrafiltration membrane performance evaluation cell, and the dextran (molecular weight: 185,000) concentration in the feed solution: 500 mg / l, the feed solution temperature: 25 ° C, the operating pressure: 2 Kg / cm 2
When the ultrafiltration membrane performance was confirmed under these conditions, the dextran removal rate was 95.0%, and the permeated water amount was 1.0 m 3 / m 2 · day · (kg / cm 2 ). The dextran concentration in the feed water and the permeate was measured by the anthrone-sulfuric acid method, and the dextran removal rate was defined by the following equation. [1- (concentration of dextran in membrane permeate / concentration of dextran in source solution)] × 100 (%)
【0044】実施例1 図5の工程に従って複合膜化を実施した。参考例1で作
成した微細孔性中空糸支持膜1を用い、走行速度は7m
/分とした。ピペラジン2.0重量%、トリエチレンジ
アミン0.5重量%、ラウリルスルホン酸ナトリウム
0.1重量%を純水に溶解したアミン水溶液を入れた第
1溶液槽22中に上記微細孔性中空糸支持膜1を通過さ
せ、上記アミン水溶液を含浸させた。これらの工程は室
温(約25℃)で行った。続いてこの微細孔性中空糸支
持膜1を75cm空中走行させた後、50℃で2mの第
1乾燥塔内25に導き、過剰のアミン水を除去した。Example 1 A composite film was formed according to the steps shown in FIG. Using the microporous hollow fiber support membrane 1 prepared in Reference Example 1, the traveling speed is 7 m.
/ Min. The above microporous hollow fiber support membrane is placed in a first solution tank 22 containing an amine aqueous solution prepared by dissolving 2.0% by weight of piperazine, 0.5% by weight of triethylenediamine and 0.1% by weight of sodium laurylsulfonate in pure water. 1 was passed through to impregnate the above amine aqueous solution. These steps were performed at room temperature (about 25 ° C.). Subsequently, the microporous hollow fiber support membrane 1 was run in the air for 75 cm, and then introduced into a 2 m first drying tower 25 at 50 ° C. to remove excess amine water.
【0045】別に準備したトリメシン酸クロリド(以下
TMCと略す)1.0重量%をn−ヘキサンに溶解した
TMC/n−ヘキサン溶液を入れた第2溶液貯蔵槽31
から第2溶液送液ポンプ33を使い、第2溶液送液パイ
プ34を経て第2溶液を高さ35cmのスリット状に開
口した容器36内に供給し、上記容器内の第2溶液37
中に上記アミン水溶液を含漬させた微細孔性中空糸支持
膜を導いた。これらの工程は室温(約25℃)で行っ
た。続いて微細孔性中空糸支持膜を50℃で2mの第2
乾燥塔39内に導きピペラジン架橋ポリアミドからなる
分離活性層を形成した後、水洗槽44中にある水洗水
(25℃の純水)中に1分間浸漬し複合中空糸膜を得
た。A second solution storage tank 31 containing a separately prepared TMC / n-hexane solution prepared by dissolving 1.0% by weight of trimesic acid chloride (hereinafter abbreviated as TMC) in n-hexane.
The second solution delivery pump 33 is used to supply the second solution through the second solution delivery pipe 34 into the container 36 having a height of 35 cm, which is opened in a slit shape.
A microporous hollow fiber support membrane having the above amine aqueous solution immersed therein was introduced. These steps were performed at room temperature (about 25 ° C.). Then, a microporous hollow fiber support membrane was placed at 50 ° C. for 2 m of second membrane.
After being introduced into the drying tower 39 to form a separation active layer made of piperazine-crosslinked polyamide, it was immersed in washing water (pure water at 25 ° C.) in the washing tank 44 for 1 minute to obtain a composite hollow fiber membrane.
【0046】得られた複合中空糸膜を膜性能評価セルに
装着し、供給液中の硫酸マグネシウム濃度:0.05%、供
給液pH:6.5 、供給液温度:25℃、操作圧力:5Kg/cm
2 、回収率:1%の条件で評価したところ、透過液の電
導度測定における塩除去率は71.9%であり、透過水量は
1.0m3/m2・日であった。なお電導度測定における塩除去
率とは、塩除去率(%)=[1−(透過液の電導度)/
(供給液の電導度)]×100にて定義される。The obtained composite hollow fiber membrane was mounted on a membrane performance evaluation cell, and the concentration of magnesium sulfate in the feed solution: 0.05%, the feed solution pH: 6.5, the feed solution temperature: 25 ° C., the operating pressure: 5 Kg / cm.
2 、 Recovery rate: When evaluated under the condition of 1%, the salt removal rate in the conductivity measurement of the permeate was 71.9%, and the amount of permeated water was
It was 1.0 m 3 / m 2 · day. The salt removal rate in the conductivity measurement means the salt removal rate (%) = [1- (conductivity of permeated liquid) /
(Conductivity of supply liquid)] × 100.
【0047】実施例2 実施例1において、ピペラジンの替わりに1,2−ジア
ミノ−2−メチルプロパンを用いた以外は、実施例1と
同様にして半透性複合膜を作成した。得られた複合中空
糸膜を実施例1と同一の条件で評価したところ、透過液
の電導度測定における塩除去率は84.6%であり、透過水
量は1.9m3/m2・日であった。Example 2 A semipermeable composite membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1,2-diamino-2-methylpropane was used instead of piperazine. When the obtained composite hollow fiber membrane was evaluated under the same conditions as in Example 1, the salt removal rate in the conductivity measurement of the permeated liquid was 84.6%, and the permeated water amount was 1.9 m 3 / m 2 · day. .
【0048】実施例3 実施例1において、ピペラジンの替わりに4−アミノメ
チルピペリジンを用いた以外は、実施例1と同様にして
半透性複合膜を作成した。得られた複合中空糸膜を実施
例1と同一の条件で評価したところ、透過液の電導度測
定における塩除去率は77.2%であり、透過水量は1.2m3/
m2・日であった。Example 3 A semipermeable composite membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4-aminomethylpiperidine was used in place of piperazine. When the obtained composite hollow fiber membrane was evaluated under the same conditions as in Example 1, the salt removal rate in the conductivity measurement of the permeate was 77.2%, and the amount of permeated water was 1.2 m 3 /
It was m 2 · day.
【0049】比較例1 図5の工程において第2溶液においても本発明によるス
リット状に開口した容器を使用せず、第1溶液を接触さ
せる時と同様浸漬法による従来の方法で、微細孔性中空
糸支持膜と第2溶液を接触させた。参考例1で作成した
微細孔性中空糸支持膜を用い、走行速度は7m/分とし
た。ピペラジン2.0重量%、トリエチレンジアミン
0.5重量%、ラウリルスルホン酸ナトリウム0.1重
量%を純水に溶解したアミン水溶液を入れた第1溶液槽
に微細孔性中空糸支持膜を1分間浸漬した後、この微細
孔性中空糸支持膜を75cm空中走行させ過剰のアミン
水を除去した。Comparative Example 1 In the process of FIG. 5, the second solution was not used in the slit-shaped container according to the present invention, and the conventional method by the dipping method was used as in the case of contacting the first solution. The hollow fiber support membrane was contacted with the second solution. The microporous hollow fiber support membrane prepared in Reference Example 1 was used, and the traveling speed was 7 m / min. A microporous hollow fiber support membrane was placed in a first solution tank containing an amine aqueous solution prepared by dissolving 2.0% by weight of piperazine, 0.5% by weight of triethylenediamine and 0.1% by weight of sodium laurylsulfonate in pure water for 1 minute. After the immersion, the microporous hollow fiber support membrane was run in the air for 75 cm to remove excess amine water.
【0050】別に準備したトリメシン酸クロリド(以下
TMCと略す)1.0重量%をn−ヘキサンに溶解した
TMC/n−ヘキサン溶液を入れた20℃に調整した第
2溶液槽中に10秒間上記アミン水溶液を含漬させた微
細孔性中空糸支持膜を導いた後、この微細孔性中空糸支
持膜を50℃で2mの第2乾燥塔内に導きピペラジン架
橋ポリアミドからなる分離活性層を形成した後、水洗槽
中にある水洗水(25℃の純水)中に1分間浸漬し複合
中空糸膜を得た。Separately prepared 1.0% by weight of trimesic acid chloride (hereinafter abbreviated as TMC) in a second solution tank adjusted to 20 ° C. containing a TMC / n-hexane solution dissolved in n-hexane was used for 10 seconds. After guiding the microporous hollow fiber supporting membrane impregnated with an aqueous amine solution, the microporous hollow fiber supporting membrane was introduced into a second drying tower of 2 m at 50 ° C. to form a separation active layer composed of piperazine-crosslinked polyamide. After that, the composite hollow fiber membrane was obtained by immersing in washing water (pure water at 25 ° C.) in the washing tank for 1 minute.
【0051】得られた半透性中空糸複合膜を膜性能評価
セルに装着し、供給液中の硫酸マグネシウム濃度:0.05
%、供給液pH:6.5 、供給液温度:25℃、操作圧力:
5Kg/cm2 、回収率:1%の条件で評価したところ、透過
液の電導度測定における塩除去率は21.1%であり、透過
水量は0.7m3/m2・日であった。実施例1に比較して分離
性能、すなわち塩除去率は低い結果であった。得られた
複合中空糸膜の表面を電子顕微鏡を使って観察したとこ
ろ、分離活性層の剥離が見られた。この方法において、
TMC/n−ヘキサン溶液を入れた第2溶液槽中では、
微細孔性中空糸支持膜外表面上で界面重合膜が形成され
ると共に、ガイドローラーと微細孔性中空糸支持膜外表
面とが接触するため、形成された分離活性層が剥離した
と推察される。The obtained semipermeable hollow fiber composite membrane was mounted in a membrane performance evaluation cell, and the concentration of magnesium sulfate in the feed solution was 0.05.
%, Feed liquid pH: 6.5, feed liquid temperature: 25 ° C, operating pressure:
When evaluated under the conditions of 5 kg / cm 2 and recovery rate: 1%, the salt removal rate in the conductivity measurement of the permeate was 21.1%, and the permeated water amount was 0.7 m 3 / m 2 · day. Compared to Example 1, the separation performance, that is, the salt removal rate was low. When the surface of the obtained composite hollow fiber membrane was observed with an electron microscope, peeling of the separation active layer was observed. In this method,
In the second solution tank containing the TMC / n-hexane solution,
It is presumed that the formed separation active layer was peeled off because the interfacial polymerized film was formed on the outer surface of the microporous hollow fiber supporting membrane and the guide roller and the outer surface of the microporous hollow fiber supporting membrane were in contact with each other. It
【図1】本発明の複合膜の製造方法に使用するスリット
状容器の一例を示す。FIG. 1 shows an example of a slit-shaped container used in the method for producing a composite film of the present invention.
【図2】本発明の複合膜の製造方法に使用するスリット
状容器の他の形態の一例を示す。FIG. 2 shows an example of another form of the slit-shaped container used in the method for producing a composite membrane of the present invention.
【図3】本発明の複合膜の製造方法に使用する、微細孔
性中空糸支持膜とスリット状容器内にある反応溶液を接
触させる装置の一例を示す。FIG. 3 shows an example of an apparatus for contacting a reaction solution in a slit-shaped container with a microporous hollow fiber support membrane used in the method for producing a composite membrane of the present invention.
【図4】本発明の複合膜の製造方法に使用する、微細孔
性中空糸支持膜とスリット状容器内にある反応溶液を接
触させる他の装置の一例を示す。FIG. 4 shows an example of another device used in the method for producing a composite membrane of the present invention, which brings the microporous hollow fiber support membrane into contact with the reaction solution in the slit-shaped container.
【図5】本発明の複合膜の製造方法に使用する装置の概
略フローの一例を示す。FIG. 5 shows an example of a schematic flow of an apparatus used in the method for producing a composite membrane of the present invention.
1.微細孔性中空糸支持膜 2.スリット状に開口した容器 3.反応溶液 4.上部スリット 5.下部スリット 6.反応溶液送液口 7.反応溶液排出口 11.溶液回収槽 12.溶液排出口 13.溶液貯蔵槽 14.送液ポンプ 15.送液パイプ 16,16'.ガイドローラー 17. 溶液回収パイプ 21,21'. ガイドローラー 22. 第1溶液槽 23. 第1溶液 24,24'.ガイドローラー 25. 第1乾燥塔 26. 第1乾燥塔入口 27. 第1乾燥塔出口 28,28'. ガイドローラー 29,29'. ガイドローラー 30. 第2溶液回収槽 31. 第2溶液貯蔵槽 32. 溶液排出口 33. 第2溶液送液ポンプ 34. 第2溶液送液パイプ 35,35'. ガイドローラー 36. スリット状に開口した容器 37. 第2溶液 38. 第2溶液回収パイプ 39. 第2乾燥塔 40. 第2乾燥塔入口 41. 第2乾燥塔出口 42,42'. ガイドローラー 43,43'. ガイドローラー 44. 水洗槽 45.水 46,46'.ガイドローラー 47.第3乾燥塔 48.第3乾燥塔入口 49.第3乾燥塔出口 50,50'.ガイドローラー 51.捲取り機 1. Microporous hollow fiber support membrane 1. Container with slit-shaped opening 3. Reaction solution 4. Upper slit 5. Lower slit 6. Reaction solution feed port 7. Reaction solution outlet 11. Solution recovery tank 12. Solution outlet 13. Solution storage tank 14. Liquid delivery pump 15. Liquid transfer pipe 16, 16 '. Guide roller 17. Solution recovery pipe 21, 21 '. Guide roller 22. First solution tank 23. First solution 24, 24'. Guide roller 25. First drying tower 26. First drying tower inlet 27. First drying tower outlet 28,28 '. Guide roller 29,29'. Guide roller 30. Second solution recovery tank 31. Second solution storage tank 32. Solution outlet 33. Second solution delivery pump 34. Second solution delivery pipe 35,35 '. Guide roller 36. Slit-shaped container 37. Second solution 38. Second solution recovery pipe 39. Second drying tower 40. Second drying tower inlet 41. Second drying tower outlet 42,42 '. Guide roller 43,43'. Guide roller 44. Wash tank 45. Water 46,46 '. Guide roller 47. Third drying tower 48. 3rd drying tower entrance 49. Third drying tower outlet 50,50 '. Guide roller 51. Winding machine
Claims (6)
合体薄膜からなる分離活性層を設けた複合膜を得るに際
し、少なくとも1種の反応性化合物Aを含む第1溶液
と、該反応性化合物Aと反応して該高分子重合体薄膜を
形成し得る少なくとも1種からなる反応性化合物Bを含
み、しかも該第1溶液と実質的に非混和性の第2溶液に
順次該微細孔性中空糸支持膜を接触させ、該反応性化合
物A、Bの反応により高分子重合体を生成する界面重合
反応を該微細孔性中空糸支持膜の表面上で行い、連続し
た複合膜を製造する方法において、該微細孔性中空糸支
持膜を該第1溶液と接触させ続いて該第2溶液と接触さ
せるにあたり、少なくとも該第2溶液は上下がスリット
状に開口した容器に供給され、該微細孔性中空糸支持膜
を該容器内に導き、引き続きこれを上下方向に通過させ
ることによって該微細孔性中空糸支持膜と該容器内にあ
る溶液とを接触させることを特徴とする複合中空糸膜の
製造法。1. A first solution containing at least one reactive compound A when obtaining a composite membrane in which a separation active layer made of a polymer thin film is provided on the surface of a microporous hollow fiber support membrane, A second solution containing at least one reactive compound B capable of reacting with the reactive compound A to form the high molecular weight polymer thin film, which is substantially immiscible with the first solution, is successively added to the fine solution. The porous hollow fiber support membrane is brought into contact with the surface of the microporous hollow fiber support membrane to carry out an interfacial polymerization reaction which produces a high molecular polymer by the reaction of the reactive compounds A and B to form a continuous composite membrane. In the method for producing, in contacting the microporous hollow fiber support membrane with the first solution and subsequently with the second solution, at least the second solution is supplied to a container having upper and lower openings in a slit shape, Guide the microporous hollow fiber support membrane into the container and draw A method for producing a composite hollow fiber membrane, characterized in that the microporous hollow fiber support membrane and the solution in the container are brought into contact with each other by continuously passing this through the vertical direction.
される溶液が、第2溶液のみであることを特徴とする請
求項1記載の複合中空糸膜の製造法。2. The method for producing a composite hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the solution supplied to the container having the upper and lower slit-shaped openings is only the second solution.
樹脂から形成されていることを特徴とする請求項1又は
2記載の複合中空糸膜の製造法。3. The method for producing a composite hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the microporous hollow fiber support membrane is formed of a polysulfone resin.
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の複
合中空糸膜の製造法。4. The method for producing a composite hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the high molecular weight polymer thin film is a crosslinked polyamide.
合体薄膜からなる分離活性層を設けた複合膜を得るに際
し、少なくとも1種の反応性化合物Aを含む第1溶液
と、該反応性化合物Aと反応して該高分子重合体薄膜を
形成し得る少なくとも1種からなる反応性化合物Bを含
み、しかも該第1溶液と実質的に非混和性の第2溶液
に、順次該微細孔性中空糸支持膜を接触させ、該反応性
化合物A、Bの反応により高分子重合体を生成する界面
重合反応を該微細孔性中空糸支持膜の表面上で行い、連
続した複合膜を製造する方法において、該微細孔性中空
糸支持膜を該第1溶液と接触させ、続いて該第2溶液と
接触させるにあたり、少なくとも該第2溶液は上下がス
リット状に開口した容器に供給され、該微細孔性中空糸
支持膜を該容器内に導き、引き続きこれを上下方向に通
過させることによって該微細孔性中空糸支持膜と該容器
内にある溶液とを接触させる工程を含むことを特徴とす
る複合中空糸膜の製造装置。5. A first solution containing at least one reactive compound A when obtaining a composite membrane in which a separation active layer made of a polymer thin film is provided on the surface of a microporous hollow fiber support membrane, A second solution containing at least one reactive compound B capable of reacting with the reactive compound A to form the polymer thin film, which is substantially immiscible with the first solution, A continuous composite membrane is obtained by bringing the microporous hollow fiber support membrane into contact and performing an interfacial polymerization reaction on the surface of the microporous hollow fiber support membrane to generate a high molecular polymer by the reaction of the reactive compounds A and B. In contacting the microporous hollow fiber support membrane with the first solution and subsequently contacting the second solution, at least the second solution is supplied to a container having slit-like upper and lower openings. And guide the microporous hollow fiber support membrane into the container. An apparatus for producing a composite hollow fiber membrane, which further comprises a step of bringing the microporous hollow fiber support membrane into contact with the solution in the container by successively passing it through in the vertical direction.
合体薄膜からなる分離活性層を設けた複合膜を得るに際
し、少なくとも1種の反応性化合物Aを含む第1溶液
と、該反応性化合物Aと反応して該高分子重合体薄膜を
形成し得る少なくとも1種からなる反応性化合物Bを含
み、しかも該第1溶液と実質的に非混和性の第2溶液
に、順次該微細孔性中空糸支持膜を接触させ、該反応性
化合物A、Bの反応により高分子重合体を生成する界面
重合反応を該微細孔性中空糸支持膜の表面上で行い、連
続した複合膜を製造する方法において、該微細孔性中空
糸支持膜を該第1溶液と接触させ、続いて該第2溶液と
接触させるにあたり、該微細孔性中空糸支持膜を該第1
溶液と接触させた後、続いて該微細孔性中空糸支持膜を
該第2溶液が供給されている上下がスリット状に開口し
た容器内に導き、引き続きこれを上下方向に通過させる
ことによって該微細孔性中空糸支持膜と該容器内にある
該第2溶液とを接触させる工程を含むことを特徴とする
複合中空糸膜の製造装置。6. A first solution containing at least one reactive compound A when obtaining a composite membrane in which a separation active layer made of a polymer thin film is provided on the surface of a microporous hollow fiber support membrane, A second solution containing at least one reactive compound B capable of reacting with the reactive compound A to form the polymer thin film, which is substantially immiscible with the first solution, A continuous composite membrane is obtained by bringing the microporous hollow fiber support membrane into contact and performing an interfacial polymerization reaction on the surface of the microporous hollow fiber support membrane to generate a high molecular polymer by the reaction of the reactive compounds A and B. In the method for producing a microporous hollow fiber supporting membrane, the microporous hollow fiber supporting membrane is contacted with the first solution and then with the second solution.
After being brought into contact with the solution, the microporous hollow fiber support membrane is subsequently introduced into a container, in which the second solution is supplied, which is opened in the upper and lower slits, and then passed through the container in the vertical direction. An apparatus for producing a composite hollow fiber membrane, comprising a step of bringing the microporous hollow fiber support membrane into contact with the second solution in the container.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19993395A JPH0947643A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Process and device for manufacturing dual hollow fiber membrane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19993395A JPH0947643A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Process and device for manufacturing dual hollow fiber membrane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0947643A true JPH0947643A (en) | 1997-02-18 |
Family
ID=16416015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19993395A Pending JPH0947643A (en) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Process and device for manufacturing dual hollow fiber membrane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0947643A (en) |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP19993395A patent/JPH0947643A/en active Pending
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