JP2001509430A - 一体化フリース強化多孔質膜 - Google Patents
一体化フリース強化多孔質膜Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
- B01D69/107—Organic support material
- B01D69/1071—Woven, non-woven or net mesh
-
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
本発明は、改善された性質（例えば、改善された耐用期間、濾過能および捕集能）を有する一体化フリース強化多孔質膜に関する。本発明に係る一体化フリース強化多孔質膜は、約２０−４０ｇ／ｍ２の面積重量、約９０−１７０μｍの厚さおよび０.００２ｂａｒにおいて約１２００−２４００ｌ／ｍ２・ｓの通気性を有するフリースグループから選択した圧縮繊維フリースからなる強化材料を使用する。本発明に係る膜は、約２−５倍の耐用期間および濾過能を有し、更に、例えば、微生物について、より良好な捕集能を有し、より確実に完全性を点検できる。本発明に係る膜は、長い耐用期間、高い濾過能および濾過確実性が問題である公知のフィルタモジュールのフィルタ材料として使用され、流体（特に、液体）の濾過に適する。
Description
【０００１】 本発明は、改善された性質を有する一体化フリース強化多孔質膜に関する。 本発明に係る膜は、公知のフィルタモジュールにおけるフィルタ材料として使
用され、流体、特に、液体の濾過に適し、長い耐用期間、高い濾過能および濾過
確実性を達成する。
用され、流体、特に、液体の濾過に適し、長い耐用期間、高い濾過能および濾過
確実性を達成する。
【０００２】 多孔質膜とは、径範囲がそれぞれ約０.００１−約０.１μｍおよび約０.０１ −約３０μｍの孔を有する限外濾過膜およびミクロ濾過膜を意味する。上記多孔
質膜は、例えば、有機ポリマーから製造される。この種の膜は、しばしば、破損
し易く、機械的負荷に耐えない。その機械的強度の増大のため有機ポリマー製多
孔質膜は各種の担体材料で強化される。高頻度で使用されるグループは、強化材
料を織物、編組体、フリースまたはフィルムから構成した繊維強化膜である。膜
と強化材料との間の結合の種類に応じて、基本的に、一体化強化膜と非一体化強
化膜とを区別できる。
質膜は、例えば、有機ポリマーから製造される。この種の膜は、しばしば、破損
し易く、機械的負荷に耐えない。その機械的強度の増大のため有機ポリマー製多
孔質膜は各種の担体材料で強化される。高頻度で使用されるグループは、強化材
料を織物、編組体、フリースまたはフィルムから構成した繊維強化膜である。膜
と強化材料との間の結合の種類に応じて、基本的に、一体化強化膜と非一体化強
化膜とを区別できる。
【０００３】 一体化強化膜とは、なお液状の膜材料を強化材料と接触させ、次いで、膜を形
成するような膜を意味する。この場合、強化材料は、少なくとも部分的に膜内に
押込まれるか、膜によって完全に囲まれる。膜の片側または両側が強化され得る
。 非一体化強化膜の場合、一体化強化膜とは異なり、例えば、積層によってまた
は接着剤を使用して、完成した膜を強化材料上に直接に設置する。 製造技術的、使用技術的理由から、一体化フリース強化膜が好ましい。
成するような膜を意味する。この場合、強化材料は、少なくとも部分的に膜内に
押込まれるか、膜によって完全に囲まれる。膜の片側または両側が強化され得る
。 非一体化強化膜の場合、一体化強化膜とは異なり、例えば、積層によってまた
は接着剤を使用して、完成した膜を強化材料上に直接に設置する。 製造技術的、使用技術的理由から、一体化フリース強化膜が好ましい。
【０００４】 一体化フリース強化膜の製造プロセスにもとづき、一方では、その機械的強度
が増大されるが、他方では、この機械的強度の増大には、非強化膜に比して最大
４０％の耐用期間（濾過能）の低下および被分離物質の捕集能の低下が伴うとい
う欠点があり、これは、工業的用途において、効率および確実性の理由から許容
できない。
が増大されるが、他方では、この機械的強度の増大には、非強化膜に比して最大
４０％の耐用期間（濾過能）の低下および被分離物質の捕集能の低下が伴うとい
う欠点があり、これは、工業的用途において、効率および確実性の理由から許容
できない。
【０００５】 従って、本発明の課題は、改善された耐用期間、濾過能および捕集能を有する
一体化フリース強化多孔質膜を見出すことにある。 この課題は、圧縮された繊維フリースからなる強化材料を使用する一体化フリ
ース強化多孔質膜によって解決される。この圧縮繊維フリースは、約２０−４０
ｇ／ｍ２の面積重量、約９０−１７０μｍの厚さおよび０.００２ｂａｒにおい て約１２００−２４００ｌ／ｍ２・ｓの通気性を有するフリースグループから選
択される。
一体化フリース強化多孔質膜を見出すことにある。 この課題は、圧縮された繊維フリースからなる強化材料を使用する一体化フリ
ース強化多孔質膜によって解決される。この圧縮繊維フリースは、約２０−４０
ｇ／ｍ２の面積重量、約９０−１７０μｍの厚さおよび０.００２ｂａｒにおい て約１２００−２４００ｌ／ｍ２・ｓの通気性を有するフリースグループから選
択される。
【０００６】 驚くべきことには、本発明に係るこのような膜は、通水能が同じの先行技術の
一体化フリース強化膜に比して、一連の予期されない利点を有するということが
判明した。即ち、本発明に係る膜は、例えば、約２−５倍の耐用期間および濾過
能を有し、更に、例えば、微生物について、より良好な捕集能を有する。本発明
に係る膜は、更に、最大約４０％高い発泡点および約１／１０−１／２０の拡散
能を有するので、より確実に完全性を点検できる。
一体化フリース強化膜に比して、一連の予期されない利点を有するということが
判明した。即ち、本発明に係る膜は、例えば、約２−５倍の耐用期間および濾過
能を有し、更に、例えば、微生物について、より良好な捕集能を有する。本発明
に係る膜は、更に、最大約４０％高い発泡点および約１／１０−１／２０の拡散
能を有するので、より確実に完全性を点検できる。
【０００７】 この種の膜を備えたモジュールを使用する濾過設備は、より確実に完全性をテ
ストでき、従って、特に、敏感な濾過分野（例えば、薬品工業、バイオテクノロ
ジー工業、飲料工業、食品工業）において且つ医療装置および遺伝子工学装置に
おいて、高い安全性基準が保証される。 本発明の好ましい実施態様の場合、繊維フリースは、不織多成分繊維フリース
からなる。この場合、多成分繊維は、第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、
第２ポリマーは、多成分繊維の表面の少なくとも１つの範囲に存在し、第１ポリ
マーの軟化点よりも低い軟化点を有する。
ストでき、従って、特に、敏感な濾過分野（例えば、薬品工業、バイオテクノロ
ジー工業、飲料工業、食品工業）において且つ医療装置および遺伝子工学装置に
おいて、高い安全性基準が保証される。 本発明の好ましい実施態様の場合、繊維フリースは、不織多成分繊維フリース
からなる。この場合、多成分繊維は、第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、
第２ポリマーは、多成分繊維の表面の少なくとも１つの範囲に存在し、第１ポリ
マーの軟化点よりも低い軟化点を有する。
【０００８】 他の好ましい実施態様の場合、コア・シース繊維からなる多成分繊維フリース
を使用する。この場合、コアは、軟化点がより高い強固のポリマー（例えば、ポ
リプロピレン）から構成し、シースは、化学的に安定な熱可塑性ポリマー（例え
ば、ポリエチレン）から構成するのが好ましい。
を使用する。この場合、コアは、軟化点がより高い強固のポリマー（例えば、ポ
リプロピレン）から構成し、シースは、化学的に安定な熱可塑性ポリマー（例え
ば、ポリエチレン）から構成するのが好ましい。
【０００９】 膜ポリマーとしては、相転移原理にもとづく、即ち、気化法、沈殿浴法および
混合法にもとづく多孔質膜の形成に適するすべてのポリマーを使用できる。ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリアクリルニトリル、水和セ
ルロース、セルロースエステルのグループから選択した膜ポリマーが、特に好適
である。ポリエーテルスルホン、ポリアミド、酢酸セルロース、硝酸セルロース
またはこれらの混合物が、特に好ましい。
混合法にもとづく多孔質膜の形成に適するすべてのポリマーを使用できる。ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリアクリルニトリル、水和セ
ルロース、セルロースエステルのグループから選択した膜ポリマーが、特に好適
である。ポリエーテルスルホン、ポリアミド、酢酸セルロース、硝酸セルロース
またはこれらの混合物が、特に好ましい。
【００１０】 本発明に係る一体化フリース強化多孔質膜は、平坦なフィルタとして、折畳ん
だ形においてまたは管状膜として及び他の膜層の強化材料として加工できる。 以下の実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
だ形においてまたは管状膜として及び他の膜層の強化材料として加工できる。 以下の実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１１】 実施例１ 酢酸セルロース７.２重量％を含む膜注形溶液を、圧縮した繊維フリース上に 約１３０μｍの厚さに塗布した。繊維フリースは、ポリプロピレン製コアおよび
ポリエチレン製シースをコア・シース繊維からなる。繊維フリースの厚さは、１
３０μｍであり、面積重量は、約３０ｇ／ｍ２である。通気率は、０.００２ｂ ａｒにおいて約１８００ｌ／ｍ２・ｓである。膜は、公知の気化法にもとづき相
転移によって、繊維フリース上に構成した。
ポリエチレン製シースをコア・シース繊維からなる。繊維フリースの厚さは、１
３０μｍであり、面積重量は、約３０ｇ／ｍ２である。通気率は、０.００２ｂ ａｒにおいて約１８００ｌ／ｍ２・ｓである。膜は、公知の気化法にもとづき相
転移によって、繊維フリース上に構成した。
【００１２】 このように形成された一体化フリース強化膜は、３.２ｂａｒの発泡点を有す る。拡散速度は、２ｂａｒの圧力差において≦２.３・１０−３ｍｌ／ｃｍ２・ ｍｉｎまたは１.５ｂａｒの圧力差において≒０.８・１０−３ｍｌ／ｃｍ２・ｍ
ｉｎである。室温におけるＲＯ水の通水率は、１４.８ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎ・ ｂａｒである。膜は、細菌（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｒｉｕｍ ｄｉｍｉｎｕｔｕｍ
）を有効に捕集する（ＬＲＶ＞８）。（細菌の自由通過時、数値ＬＲＶ＝０（Ｌ
ＲＶ＝ｌｏｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）。）
ｉｎである。室温におけるＲＯ水の通水率は、１４.８ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎ・ ｂａｒである。膜は、細菌（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｒｉｕｍ ｄｉｍｉｎｕｔｕｍ
）を有効に捕集する（ＬＲＶ＞８）。（細菌の自由通過時、数値ＬＲＶ＝０（Ｌ
ＲＶ＝ｌｏｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ）。）
【００１３】 膜の耐用期間は、標準膜に対して４５０％である。耐用期間（濾過能）は、圧
力差１ｂａｒおよび濾過時間１０ｍｉｎにおいて膜試料によって褐色の１０％粗
糖水溶液を濾過した際の処理量（濾液量）を同一条件における標準膜（０.４５ μｍのポリアミド−６．６製膜による上記溶液の処理量で除した数値として求め
る。耐用期間は、対照フィルタの能力の％値として示す。
力差１ｂａｒおよび濾過時間１０ｍｉｎにおいて膜試料によって褐色の１０％粗
糖水溶液を濾過した際の処理量（濾液量）を同一条件における標準膜（０.４５ μｍのポリアミド−６．６製膜による上記溶液の処理量で除した数値として求め
る。耐用期間は、対照フィルタの能力の％値として示す。
【００１４】 比較例１ 実施例１と同様に、一体化フリース強化膜を製造した。但し、圧縮繊維フリー
スの代わりに、先行技術のコア・シース繊維フリースを使用した。この繊維フリ
ースの厚さは、２５０μｍであり、面積重量は、約３０ｇ／ｍ２である。通気率
は、０.００２ｂａｒにおいて約４０００ｌ／ｍ２・ｓである。 対照膜は、２.８ｂａｒの発泡点を有する。拡散速度は、２ｂａｒの圧力差に おいて≧３４.６・１０−３ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎまたは１.５ｂａｒの圧力差に
おいて≧１３.１・１０−３ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎである。 膜は、細菌（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｒｉｕｍ ｄｉｍｉｎｕｔｕｍ）を自由に通
過する（ＬＲＶ＝０）。膜は、室温において、１４.９ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎ・ ｂａｒのＲＯ水通水能を有し、褐色の１０％粗糖水溶液を濾過した際に標準膜の
９７％の耐用期間を有する。
スの代わりに、先行技術のコア・シース繊維フリースを使用した。この繊維フリ
ースの厚さは、２５０μｍであり、面積重量は、約３０ｇ／ｍ２である。通気率
は、０.００２ｂａｒにおいて約４０００ｌ／ｍ２・ｓである。 対照膜は、２.８ｂａｒの発泡点を有する。拡散速度は、２ｂａｒの圧力差に おいて≧３４.６・１０−３ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎまたは１.５ｂａｒの圧力差に
おいて≧１３.１・１０−３ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎである。 膜は、細菌（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｒｉｕｍ ｄｉｍｉｎｕｔｕｍ）を自由に通
過する（ＬＲＶ＝０）。膜は、室温において、１４.９ｍｌ／ｃｍ２・ｍｉｎ・ ｂａｒのＲＯ水通水能を有し、褐色の１０％粗糖水溶液を濾過した際に標準膜の
９７％の耐用期間を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３２Ｂ 5/24 １０１ Ｂ３２Ｂ 5/24 １０１ Ｃ０８Ｊ 9/00 ＣＦＪ Ｃ０８Ｊ 9/00 ＣＦＪ Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 MA02 MA03 MA06 MA22 MA31 MB02 MB03 MB16 MC16 MC18 MC19 MC39 MC54 MC62 MC63 NA01 PA01 PB24 PB70 PC11 PC12 PC41 4F074 AA02 AA49 AA71 AA87 CB06 CB47 DA43 4F100 AJ04B AK01B AK04A AK07A AK27B AK46B AK54B AK55B BA02 DG01A DG06A DG15A DG18A DG20A DJ00B GB56 JA04A JA13A JA13B JD02A YY00A YY00B
Claims (7)
- 【請求項１】強化材料として繊維フリースを有する有機ポリマーからなる一
体化フリース強化多孔質膜であって、繊維フリースが、約２０−４０ｇ／ｍ２の
面積重量、約９０−１７０μｍの厚さを有するものにおいて、繊維フリースが、
０.００２ｂａｒにおいて約１２００−２４００ｌ／ｍ２・ｓの通気性を有し、 膜が、約３０ｇ／ｍ２の面積重量、２５０μｍの厚さおよび０.００２ｂａｒに おいて４０００ｌ／ｍ２・ｓの通気性を有する繊維フリースを強化材料として有
する有機ポリマーからなるフリース強化多孔質膜に比して少なくとも２倍長い耐
用期間を有することを特徴とする、前記一体化フリース強化多孔質膜。 - 【請求項２】繊維フリースが、不織多成分繊維フリースであり、この場合、
多成分繊維が、第１ポリマーおよび第２ポリマーを含み、第２ポリマーが、多成
分繊維の表面の少なくとも１つの範囲に存在し、第１ポリマーの軟化点よりも低
い軟化点を有することを特徴とする、請求項１に記載の一体化フリース強化多孔
質膜。 - 【請求項３】多成分繊維フリースが、コアを形成するポリマーの軟化点より
も低い軟化点を有するポリマーからなるシースを有するコア・シース繊維からな
ることを特徴とする、請求項２に記載の一体化フリース強化多孔質膜。 - 【請求項４】膜の１つの側が、繊維フリースで強化されていることを特徴と
する、請求項１−３の１つに記載の一体化フリース強化多孔質膜。 - 【請求項５】膜が微孔質であることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記
載の一体化フリース強化多孔質膜。 - 【請求項６】強化材料が、ポリプロピレン製コアとポリエチレン製シースと
を含み、約３０ｇ／ｍ２の面積重量と１３０μｍの厚さと０.００２ｂａｒにお いて約１８００ｌ／ｍ２・ｓの通気性とを有するコア・シース繊維フリースから
なることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の一体化フリース強化多孔質
膜。 - 【請求項７】膜材料が、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド
、ポリアクリルニトリル、水和セルロース、セルロースエステル（例えば、酢酸
セルロースおよび硝酸セルロース）またはこれらの混合物のグループから選択し
たポリマーからなることを特徴とする、請求項１−６の１つに記載の一体化フリ
ース強化多孔質膜。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19729456.1 | 1997-07-10 | ||
| DE19729456A DE19729456C1 (de) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Integral vliesverstärkte poröse Membranen |
| PCT/EP1998/004228 WO1999002247A1 (de) | 1997-07-10 | 1998-07-08 | Integral vliesverstärkte poröse membranen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001509430A true JP2001509430A (ja) | 2001-07-24 |
Family
ID=7835208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000501827A Pending JP2001509430A (ja) | 1997-07-10 | 1998-07-08 | 一体化フリース強化多孔質膜 |
Country Status (5)
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