[发明专利]片状分离膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造用作超滤膜、精滤膜、或者反渗透膜的支撑膜等的片状分离膜的方法。

背景技术

超滤膜、精滤膜等分离膜在超纯水的制造、医药品、食品工业中的精制、浓缩、除菌、工业排水以及生活废水的处理等各种领域中被广泛使用。这些分离膜具有管状、中空纤维状、片状等各种形状。它们中，利用织物或无纺布等多孔基材加强而成的片状分离膜具有即使膜材料自身的强度低也能够制膜的优点。

因此，能够制造使用了乙酸纤维素、聚砜、聚丙烯腈、乙烯·乙烯醇共聚物、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯等各种膜材料的片状分离膜（多孔分离膜），并安装于螺旋型、板＆框型、旋转平膜型等的模块中在广泛的领域中加以利用。另外，将这样得到的多孔分离膜作为支撑膜的反渗透膜也被广泛使用。

上述这种片状分离膜通常可利用称为湿式凝固法（非溶剂诱导相分离法）的方法制造。该方法通常是，在多孔基材上涂布将规定的聚合物溶解于溶剂中而得的制膜溶液，使不需要的溶剂蒸发，并且利用环境中的水分使液膜表面产生微相分离，其后，通过在凝固液中浸渍（例如，参照专利文献1）或者接触涂布凝固液（例如参照专利文献2或3），从而使相分离层凝固，形成片状分离膜。此外，在中空纤维膜等的制造中，还已知有在制膜溶液涂布后，在凝固液浸渍前设置有干燥工序的干湿式凝固法。

然而，利用这样的方法进行长期间的制膜的情况下，制膜溶液通过与凝固液接触，而在浸渍时凝固液中的溶剂浓度、聚合物成分浓度上升，从而变得容易发生经时的分离膜性能的变化、膜面的缺陷。对于这样的问题，以往，一直在尝试频繁交换凝固液，或者将凝固液槽制成循环浴等应对方法。但是，排水处理成本的增大、凝固液槽的液面的波动或气泡、浓度不均等容易对分离膜性能带来负面影响。

另外，在以自下而上方式或者从横向方向接触涂布凝固液的方法中，由于因重力或基材膜面的状态而与凝固液的接触容易变得不均匀，并且在掺杂杂质的情况下其影响容易长期间持续，作为结果，面内的分离膜性能容易变得不均匀。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-289938号公报

专利文献2:日本特开2000-042385号公报

专利文献3:日本特开平04-018923号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种片状分离膜的制造方法，在使用湿式凝固法（非溶剂诱导相分离法）或干湿式凝固法制作片状分离膜时，能够连续地制造面内均匀的分离膜，并且在长期间不易产生不良情况。

本发明人等为了解决上述课题而反复进行深入研究，结果发现通过利用液膜落下方式将凝固液涂布于涂布有制膜溶液的多孔基材，从而能够实现上述目的，完成本发明。

即，本发明的片状分离膜的制造方法，其特征在于，是在多孔基材上形成了微多孔层的片状分离膜的制造方法，具有：在多孔基材上涂布将聚合物溶解于溶剂而成的制膜溶液的制膜溶液涂布工序，利用液膜落下方式将凝固液涂布于涂布有制膜溶液的多孔基材的凝固液涂布工序，和从凝固了的微多孔层除去溶剂的溶剂除去工序。

在本发明的片状分离膜的制造方法中，对于非常细致的微多孔膜的制造方法，采用能够以更均匀的压力使凝固液与涂布有制膜溶液的多孔基材接触的液膜落下方式。本发明人等发现通过利用该液膜落下方式涂布凝固液，从而制膜溶液与凝固液的接触开始的位置难以发生变动，且涂布后的凝固液膜的厚度也稳定均匀。其结果，由于凝固液所致的制膜溶液的凝固（相分离）均匀地进行，所以判断能够高速制造分离性能均匀的片状分离膜。

上述中，上述凝固液涂布工序优选是形成降低下游侧的倾斜部使凝固液下落的工序。可判断利用该方法，凝固液难以向输送的后方侧逆流，制膜溶液与凝固液的开始接触的位置更加难以变动，并且，能够进行更均匀的与凝固液的接触。因此，能够得到分离性能更均匀的片状分离膜。

另外，上述倾斜部优选利用支撑辊从下方支撑涂布有制膜溶液的多孔基材。利用该方法，由于成为用支撑辊支撑多孔基材的状态，所以能够有效地抑制多孔基材的摆动等所致的开始接触的位置的变动或凝固液膜的厚度变化。

另外，优选在上述制膜溶液涂布工序与凝固液涂布工序之间进一步具有使上述制膜溶液与调湿环境接触的调湿工序。由于从制膜溶液的涂布到凝固液涂布期间，溶剂蒸发、吸湿状态等容易变得不均匀，所以通过实施调湿工序从而能够使吸湿状态均匀化，所以能够得到分离性能更均匀的片状分离膜。在调湿工序期间，也具有制膜溶液浸入多孔基材中提高与多孔基材的密合强度的次要效果。