[发明专利]聚酰胺中空丝膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰胺中空丝膜及其制造方法，特别是涉及一种可起到管状多孔滤膜作用的聚酰胺中空丝膜及其制造方法。

背景技术

近年来，超滤膜及精密滤膜等多孔滤膜在饮用水制造、污水和自来水处理、血液净化等医疗技术、食品工业等水处理领域；废油提纯、生物乙醇制造、半导体产业中的药液过滤等有机溶剂处理领域等多种产业领域中的利用逐渐增加。与此相对应，开发出了具有各种孔径的多孔滤膜。特别是，多用作多孔滤膜的孔径为nm～μm级别的滤膜大多利用有机高分子溶液的相分离来制造。该方法可以适用于许多有机高分子化合物，且工业化也容易，因此，逐渐成为滤膜的工业化生产方法的主流。

相分离法可以大致分为非溶剂致相分离法(NIPS法)和热致相分离法(TIPS法)。使用NIPS法时，均一的高分子溶液会由于因非溶剂的进入或溶剂蒸发到外部氛围引起的浓度变化而发生相分离。另一方面，TIPS法为比较新的方法。使用该方法时，通过将高温下溶解的均一的高分子溶液冷却到为1相区域和2相区域的边界的双节点(binodal)线以下的温度而引发相分离，并且利用高分子的结晶化及玻璃化使其结构固定。

公知的技术中，作为多孔滤膜的原料，一般大多使用聚乙烯及聚丙烯等聚烯烃、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、醋酸纤维素等。但是，聚烯烃、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜等疏水性强。因此，使用这些原料构成多孔滤膜时，存在水的流量变小的问题、由于吸附蛋白质等疏水性物质的性质而容易结块致使透水量降低的问题。聚丙烯腈、醋酸纤维素等为亲水性比较高的树脂，但膜强度低，而且温度及耐化学药品性弱，因此，存在使用温度范围及使用pH范围非常狭窄的问题。聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜等在有机溶剂中弱，因此，存在有不能使用于有机溶剂的过滤的用途中的问题。

因此，开始研究使用亲水性比较高、耐化学药品性也强的聚酰胺类树脂制造多孔膜的方法。但是，聚酰胺在室温下只溶解于为强酸的甲酸、浓硫酸及高价的含氟溶剂中。因此，作为使用NIPS法的制造方法只能使用这些溶剂。

例如，在JP57-105212A(1982)、JP58-065009A(1983)、US4340479B、US4477598B中公开有将甲酸作为溶剂使用的制膜方法。但是，存在安全卫生上的问题。在JP2000-001612A中公开有：将聚酰胺6和聚己内酯混合并溶解于六氟异丙醇溶剂中所得的物质进行流延，并从其中提取出聚己内酯而进行多孔化的方法。但是，不论是使用的溶剂还是提取并除去的高分子均很昂贵，为此不是实用的方法。

另一方面，也正在研究使用TIPS法的方法。在Journal of membrane science 108，pp219-229(1995)中记载有可以用聚酰胺12和聚乙二醇类制造多孔膜的方法。在US4247498B中记载有可以用聚酰胺11和碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯或环丁砜类制造多孔膜的方法。在“膜技术第二版”Marcel Mulder著、吉川正和、松浦刚、仲川勤监修、Ipc公司发行95页(1997)中记载有可以将三乙二醇作为溶剂制造聚酰胺6及聚酰胺12的多孔膜。但是，这些均只能形成多孔膜，不能加工成透水量高的中空丝膜也不能控制细孔径。