多孔成形体制造技术

本发明专利技术的目的在于提供能够以高除去率吸附除去低分子有机物、离子类的多孔成形体。本发明专利技术涉及一种多孔成形体，其具备多个柱状组织和无机粒子，所述多个柱状组织含有结晶性高分子，且长边/短边即纵横比为2以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔成形体
本专利技术涉及具有适用于饮用水制造、工业用水制造、净水处理、排水处理、海水淡水化、工业用水制造等各种水处理的吸附功能的多孔成形体。
技术介绍
合成树脂的用途涉及多方面，通过有效利用原材的特性或通过共聚·共混·添加剂来改良特性，进而与各种工序工艺组合进行制造，从而不断扩大其作为包装材料、磁记录材料、印刷材料、电绝缘材料、光学材料的应用领域。其中，多孔膜的需求近年来不断增加，并且被利用在净水处理、排水处理等水处理领域、血液净化等医疗用途、食品工业领域、电池用隔膜、带电膜、燃料电池用电解质膜等各个方面。尤其在饮用水制造领域及工业用水制造领域、即净水处理用途、排水处理用途及海水淡水化用途等水处理领域中，作为以往的砂过滤、凝聚沉淀、蒸发法的代替方案或为了提高处理水质，而使用多孔膜。水处理用的多孔膜使用与被处理水中所含的分离对象物质的大小对应的多孔膜。通常，自然水含有大量浊质成分，因此一般使用的是用于除去水中的浊质成分的精密过滤膜或超滤膜。然而，在合成树脂的成形领域中盛行使用的添加剂的利用、尤其无机粒子的添加，在多孔膜的领域中除在制膜时的开孔剂中利用以外几乎不被利用。认为这是由于：若在多孔膜中包含高浓度的无机粒子，则会成为断裂的原因。另一方面，在除去浊质的同时能够除去尺寸细小的离子类、低分子有机物的膜的要求不断高涨。例如为地下水中所含的砷、排水中所含的磷、海水等中所含的硼等，这些离子类无法通过多孔膜的过滤分离来除去。其中，虽然实际情况是海水中的硼会通过基于半透膜的返渗透来除去，但是即使在反渗透的情况下也不容易使硼浓度成为规定值以下。例如若使半透膜致密，则透水性能降低，电费等处理成本变大，若为了提高除去率而使用碱，则反渗膜的劣化加快。已经进行了利用以无机粒子作为主成分的吸附剂除去来自该硼等的离子类的研究，在专利文献1及2中记载了包含由有机高分子树脂构成的原纤维及无机离子吸附体的多孔性成形体，在该成形体中，原纤维在内部具有空隙，且空隙的至少一部分在原纤维的表面形成开孔，并且在原纤维的外表面及内部的空隙表面担载有无机离子吸附体。另外，在专利文献3中记载了一种复合分离膜，其包含由热塑性树脂形成的三维网状结构的层和由热塑性树脂形成且具有含有吸附剂的多孔结构的层。在专利文献3中，具有含有吸附剂的多孔结构的层形成球状结构，并且在孔内保持有吸附剂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－297707号公报专利文献2：日本特开2007－14826号公报专利文献3：日本特开2010－227757号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在这些以往的技术中所得的成形体、复合分离膜容易断裂且机械强度差。本专利技术人等的目的在于鉴于上述现有技术的课题而提供使用耐化学品性高的结晶性高分子、添加无机粒子并且具有高强度的多孔成形体。用于解决课题的手段本专利技术人等为了专利技术以高浓度添加具有吸附功能等特性的无机粒子并且兼顾适于实用的强度的成形体而反复进行了深入研究，结果发现可以通过具备包含无机粒子和结晶性高分子的柱状组织来达成，以至完成本专利技术。即，本专利技术涉及下述[1]～[16]。〔1〕一种多孔成形体，其具备多个柱状组织和无机粒子，所述多个柱状组织含有结晶性高分子，且长边长度/短边长度即纵横比为2以上。〔2〕根据〔1〕所述的多孔成形体，其中，上述柱状组织的长边沿着从柱状组织的任意一端到另一端的方向排列。〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的多孔成形体，其特征在于，在上述柱状组织中，结晶性高分子的分子链沿着柱状组织的长边方向取向，基于下述式(3)，由利用广角X射线衍射测定得到的半值宽度H(°)计算出的分子链的取向度π为0.4以上且小于1.0。取向度π＝(180°－H)/180°式(3)(其中，H为在广角X射线衍射测定中沿着圆周方向进行扫描而得到的结晶峰强度分布的半值宽度。)〔4〕根据〔1〕～〔3〕中任一项所述的多孔成形体，其中，柱状组织的粗细均匀性为0.45以上。〔5〕根据〔1〕～〔4〕中任一项所述的多孔成形体，其中，柱状组织的短边的长度为0.5μm～3μm。〔6〕根据〔1〕～〔5〕中任一项所述的多孔成形体，其中，无机粒子内含于柱状组织内部。〔7〕根据〔1〕～〔6〕中任一项所述的多孔成形体，其中，上述结晶性高分子为氟系树脂。〔8〕根据〔1〕～〔7〕中任一项所述的多孔成形体，其中，上述无机粒子为铈或锆的氧化物、氢氧化物和含水氧化物中的一种。〔9〕根据〔1〕～〔8〕中任一项所述的多孔成形体，其为中空丝膜状。〔10〕一种多孔成形体的制造方法，具有以下工序：1)将结晶性高分子和无机粒子溶解于结晶性高分子的不良溶剂而得到制膜原液的工序；2)在冷却浴中通过固－液型热致相分离使上述制膜原液固化的工序；和3)将上述固化物升温至60～140℃并以2.0倍～5.0倍的倍率进行拉伸的工序。〔11〕一种多孔成形体的制造方法，具有以下工序：1)通过熔融混炼将结晶性高分子和无机粒子混合的工序；2)将上述混合物溶解于结晶性高分子的不良溶剂而得到制膜原液的工序；3)在冷却浴中通过固－液型热致相分离使上述制膜原液固化的工序；和4)将上述固化物升温至60～140℃并以1.5倍～5.0倍的倍率进行拉伸工序。〔12〕根据〔10〕或〔11〕所述的制造方法，包含在加压的状态下将制膜原液从模头排出至冷却浴的工序。〔13〕一种中空丝膜模块的运转方法，所述中空丝膜模块是在筒状壳体内插入有包含多根中空丝膜的中空丝膜束、且在上述中空丝膜束的两端部形成有端面粘接部的中空丝膜模块，所述筒状壳体至少在侧面具有1个以上的侧面喷嘴，且在两端面具有端面喷嘴，所述端面粘接部将上述中空丝膜的端面以开口的状态通过粘接剂与上述筒状壳体粘接固定，上述中空丝膜具有吸附被处理水中的特定成分的吸附功能，该中空丝膜模块的运转方法具备过滤循环1、过滤循环2和使上述吸附功能恢复的再生工序，且在上述再生工序之间进行至少1次以上的过滤循环1和过滤循环2，所述过滤循环1至少包含将用中空丝膜处理被处理水而得的膜过滤水从一侧的端面喷嘴取出的过滤工序1，所述过滤循环2至少包含将膜过滤水从另一侧的端面喷嘴取出的过滤工序2。〔14〕根据〔13〕所述的中空丝膜模块的运转方法，其中，在上述再生工序之间，从过滤循环1得到的膜过滤水量与从过滤循环2得到的膜过滤水量是同等的。〔15〕根据〔13〕或〔14〕所述的中空丝膜模块的运转方法，其中，以一次一次交替进行的方式进行上述过滤循环1和过滤循环2。〔16〕根据〔13〕～〔15〕中任一项所述的中空丝膜模块的运转方法，其中，上述过滤循环1包含在过滤工序1之后将膜过滤水从下端面喷嘴供给至中空丝膜进行逆压清洗的逆洗工序1，上述过滤循环2包含在过滤工序2之后将膜过滤水从下端面喷嘴供给至中空丝膜进行逆压清洗的逆洗工序2。专利技术效果根据本专利技术，提供以高浓度添加了无机粒子的多孔成形体、例如添加了可对特定离子类、低分子有机物进行吸附的无机粒子的多孔成形体、尤其是同时进行基于过滤分离的除浊和基于吸附的特定离子类、低分子有机物的除去的多孔形成体。附图说明图1为表示包含三维网状结构及无机粒子的多孔成形体的示意图。图2为表示包含球状结构及无机粒子的多孔成形体的示意图。图3为表示包含配置在柱状组织外的无机粒子的多孔成形体的示意图。图4为表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔成形体，其具备多个柱状组织和无机粒子，所述多个柱状组织含有结晶性高分子，且长边长度/短边长度即纵横比为2以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.29 JP 2015-190903;2016.03.15 JP 2016-050611.一种多孔成形体，其具备多个柱状组织和无机粒子，所述多个柱状组织含有结晶性高分子，且长边长度/短边长度即纵横比为2以上。2.根据权利要求1所述的多孔成形体，其中，所述柱状组织的长边沿着从柱状组织的任意一端到另一端的方向排列。3.根据权利要求1或2所述的多孔成形体，其特征在于，在所述柱状组织中，结晶性高分子的分子链沿着柱状组织的长边方向取向，基于下述式(3)，由利用广角X射线衍射测定得到的半值宽度H计算出的分子链的取向度π为0.4以上且小于1.0，所述半值宽度H的单位为°，取向度π＝(180°－H)/180°式(3)其中，H为在广角X射线衍射测定中沿着圆周方向进行扫描而得到的结晶峰强度分布的半值宽度。4.根据权利要求1～3中任一项所述的多孔成形体，其中，柱状组织的粗细均匀性为0.45以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的多孔成形体，其中，柱状组织的短边的长度为0.5μm～3μm。6.根据权利要求1～5中任一项所述的多孔成形体，其中，无机粒子内含于柱状组织内部。7.根据权利要求1～6中任一项所述的多孔成形体，其中，所述结晶性高分子为氟系树脂。8.根据权利要求1～7中任一项所述的多孔成形体，其中，所述无机粒子为铈或锆的氧化物、氢氧化物和含水氧化物中的一种。9.根据权利要求1～8中任一项所述的多孔成形体，其为中空丝膜状。10.一种多孔成形体的制造方法，具有以下工序：1)将结晶性高分子和无机粒子溶解于结晶性高分子的不良溶剂而得到制膜原液的工序；2)在冷却浴中通过固－液型热致相分离使所述制膜原液固化的工序；和3)将所述固化物升温至60～140℃并以2.0～5.0倍的倍率进行拉伸的工序。...

【专利技术属性】
技术研发人员：平锅隆一郎，小林宪太郎，花川正行，北出有，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP