(57)【要約】【課題】酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤との接着性を改善せしめた中空糸膜モジュール用束着管およびその製造法を提供する。【解決手段】ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管の表面に酸処理が施されてスルホン基が導入され、さらにアミン処理が施された中空糸膜モジュール用束着管。この中空糸膜モジュール用束着管は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管を、濃度4〜10モル/Lの硫酸に50〜80℃の温度条件下で浸せき処理した後、さらに濃度20〜70重量％のポリエチレンイミン水溶液中で攪拌した後、純水で洗浄することによって製造される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管の表面に酸処理が施されてスルホン基が導入され、さらにアミン処理が施された中空糸膜モジュール用束着管。
【請求項２】
スルホン基が導入される酸処理が硫酸を用いた処理である請求項１記載の中空糸膜モジュール用束着管。
【請求項３】
アミン処理がポリエチレンイミンを用いた処理である請求項１記載の中空糸膜モジュール用束着管。
【請求項４】
ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管を、濃度4〜10モル/Lの硫酸に50〜80℃の温度条件下で浸せき処理し、さらに濃度20〜70重量％のポリエチレンイミン水溶液中で攪拌した後、純水で洗浄することを特徴とする中空糸膜モジュール用束着管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュール用束着管に関する。さらに詳しくは、酸無水物硬化系エポキシ封止剤との接着性を向上せしめた中空糸膜モジュール用束着管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分離膜として各種有機中空糸膜および無機中空糸膜が研究されてきており、これらの膜を用いた分離膜モジュールとしてガス分離あるいは液体分離に有効に適用されている。一般的に、浄水等の水分野については有機中空糸膜を用い、また封止剤(ポッティング剤)、束着管とも中空糸膜材料と同様に有機材料を採用しており、一方耐熱性、耐薬品性が求められる有機物質の分離精製分野にあっては無機中空糸膜を用い、無機材料からなる封止剤、束着管を採用した中空糸膜モジュールが用いられている。例えば特許文献１では、中空糸膜、封止剤、束着管などすべての部材が無機材料によって構成された分離膜モジュールが提案されている。
【０００３】
しかしながら、すべての部材について無機材料を用いた中空糸膜モジュールは作製可能ではあるものの、成形性に改良の余地が残り、作業性も良いとは言い難く、またコスト面からみて量産には向かないものである。
【０００４】
ここで、400℃以上といった高い耐熱性が求められる分野では、やはりすべての部材に無機材料を用いる必要があるものの、100〜200℃程度といった温度領域では、封止剤あるいは束着管は、耐熱性および耐薬品性にすぐれた有機材料も有効に用いることができる。かかる有機材料として、例えば封止剤材料としては酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤が、また束着管材料としてはポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドなどが挙げられるが、これらの束着管材料と酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤とは接着性が悪く、長期間高密封性を要求される分離精製に適用することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４，０１３，７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤との接着性を改善せしめた中空糸膜モジュール用束着管およびその製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる本発明の目的は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管の表面に酸処理が施されてスルホン基が導入され、さらにアミン処理が施された中空糸膜モジュール用束着管によって達成され、かかる中空糸膜モジュール用束着管は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管を、濃度4〜10モル/Lの硫酸に50〜80℃の温度条件下で浸せき処理した後、さらに濃度20〜70重量％のポリエチレンイミン水溶液中で攪拌した後、純水で洗浄することによって製造される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る中空糸膜モジュール用束着管は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管の表面に酸処理を施してスルホン基が導入され、さらにアミン処理が施されることにより、酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤との接着性にすぐれているといったすぐれた効果を奏するので、例えば100〜200℃程度といった温度領域で用いられる中空糸膜モジュール用の束着管材料として有効に用いられる。ただし、かかる表面処理束着管にアミン硬化系エポキシ樹脂封止剤を適用した場合には、かえってその接着性は低下する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
中空糸膜モジュール用束着管材料としては、成形性、耐薬品性といった観点から、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂が用いられる。
【００１０】
かかるポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管の表面には、まず酸処理を施すことによりスルホン基が導入される。酸処理に用いられる酸としては、スルホン基を有するものであれば特に制限されず、硫酸、クロロ硫酸、チオ硫酸などが挙げられ、好ましくは硫酸が用いられる。具体的には、ポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂を濃度4〜10モル/L、好ましくは6〜9モル/Lの硫酸に、50〜80℃、好ましくは60〜70℃の温度条件下で8〜36時間、好ましくは16〜28時間浸せき処理することによって行われる。ここで、硫酸の濃度がこれより低いものが用いられると接着性の向上を図ることが難しくなり、一方これ以上の濃度のものが用いられると樹脂が溶解するようになる。また処理中の温度がこれより低い場合には接着性の向上を図ることが難しくなり、一方これより高い温度条件下で処理されると樹脂が溶解してしまうようになる。
【００１１】
酸処理後のポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管には、さらにアミン処理が施される。アミン処理は、ポリエチレンイミン、エチレンジアミン等のアミン系化合物、好ましくはポリエチレンイミンを用い、酸処理された樹脂を例えば濃度20〜70重量％、好ましくは40〜50重量％のポリエチレンイミン水溶液中で5〜10分間攪拌することにより行われる。アミン処理終了後の樹脂は、純水で洗浄した後乾燥される。ポリエチレンイミン水溶液の濃度がこれより低い場合には、所望の接着性改善効果に乏しくなることがある。なお、酸処理を行うなくアミン処理を行った場合には、アミン処理による効果を得ることはできず、酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤との接着性を改善することはできない。
【００１２】
以上の工程によって酸処理およびアミン処理が施されたポリエーテルエーテルケトン樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂製束着管は、酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤との接着性が著しく向上している。封止剤用の酸無水物硬化系エポキシ樹脂としては、脂肪族、脂環式または芳香族のエポキシ樹脂であって、3級アミン系化合物の存在下で酸無水物硬化剤と反応してエステル化し得る任意のエポキシ樹脂を用いることができるが、好ましくはノボラック型エポキシ樹脂が用いられる。
【実施例】
【００１３】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１４】
実施例１
ポリエーテルエーテルケトン樹脂製円筒型束着管を、濃硫酸25mlを水75mlに溶解させた4.5モル/L(9N)硫酸水溶液に、80℃で24時間浸せき処理した後、濃度50重量％のポリエチレンイミン水溶液中に浸漬し、5分間の攪拌が行われ、そののち純水での洗浄および乾燥が行われた。酸処理およびアミン処理を行った束着管の内壁に酸無水物硬化系エポキシ樹脂封止剤(新日本理化製品リカシッド)をポッティング厚み5mmとなるように充填し、80℃、2時間の一次硬化および120℃、4時間の二次硬化が行われた。得られた束着管のポッティング部に剥離は確認されなかった。
【００１５】
実施例２
実施例１において、束着管の4.5モル/L硫酸水溶液への浸せきが60℃で24時間に変更されて束着管の表面への酸処理が行われ、次いでアミン処理が行われた。得られた束着管のポッティング部に剥離は確認されなかった。
【００１６】
実施例３
実施例１において、束着管の4.5モル/L硫酸水溶液への浸せきが60℃で8時間に変更されて束着管の表面への酸処理が行われ、次いでアミン処理が行われた。得られた束着管のポッティング部に剥離は確認されなかった。
【００１７】
実施例４
実施例１において、4.5モル/L硫酸水溶液の代わりに、濃硫酸50mlを水50mlに溶解させた9モル/L(18N)硫酸水溶液が用いられて束着管の表面への酸処理が行われ、次いでアミン処理が行われた。得られた束着管のポッティング部に剥離は確認されなかった。また、得られた束着管をイソプロパノールに100℃で2000時間浸せきした後においても、接着強度の低下は確認されなかった。
【００１８】
比較例１
実施例１において、束着管表面の酸処理およびアミン処理のいずれの処理も行われなかったところ、束着管のポッティング部には剥離が確認された。
【００１９】
比較例２
実施例１において、4.5モル/L硫酸水溶液の代わりに、濃硫酸50mlを水50mlに溶解させた9モル/L硫酸水溶液が用いられて束着管の表面への酸処理が行われ、アミン処理が行われなかったところ、束着管のポッティング部には剥離が確認された。