JP2007289944A - 加湿用膜およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の課題は、加湿用膜において、重量平均分子量30000のデキストランに対するふるい係数が0.1以下であり、重量平均分子量1200のデキストランに対するふるい係数が0.3以上の孔径分布を持ち、透水性能が1.1×10−11m3/m2/s/Pa以上、4.3×10−10m3/m2/s/Pa以下であることを特徴とする加湿用膜によって達成される。
【選択図】なし
Description
また、ポリフェニルスルホン樹脂および親水性ポリビニルピロリドンの水溶性有機溶媒溶液よりなる紡糸溶液中にさらに水を加え、水を芯液として乾湿式紡糸し、多孔質ポリフェニルスルホン樹脂中空糸膜を得る方法も提案されているが(特許文献2〜4)、ここでもその目的は純水透過係数の改善を図ることにあるとされており、水蒸気透過を目的とするものではなかった。
より好ましくは60μm以上が好ましい。膜厚は加湿用膜を(加湿用中空糸膜の場合は長手方向に)カミソリ刃を用いて切断し、200倍のレンズを取り付けたマイクロウォッチャーで測定することができる。
プラスチック管に加湿用中空糸膜を通して両端を接着剤で固定した有効長0.1mのプラスチック管モジュールを作製(以下、ミニモジュール)し、加湿用膜内側に水圧1.3×104Paをかけ、外側に流出してくる単位時間あたりの濾過量を測定した。透水性能は下記の式で算出した。加湿用平膜についてもミニモジュールを作製する以外は同様に測定することができる。
ここで、QWは濾過量(m3/s)、Tは処理時間(s)、Pは圧力(Pa)、Aは総膜面積(m2)(加湿用中空糸膜を測定する場合は内表面積換算)を意味する。
図1にデキストランふるい係数の加湿用中空糸膜における方法を示す。加湿用平膜についてもミニモジュールを作製する以外は同様に測定することができる。加湿用中空糸膜モジュール10のデキストラン溶液入り側(Bi)から後述するデキストラン溶液20を流速3×10−4m3/sで流し、デキストラン溶液濾過側(F)から1.2×10−5m3/sで濾液を取り出しながら、1時間の循環濾過を行った。一時間後、デキストラン溶液出側(Bo)から流れ出るデキストラン溶液の濃縮液とF側から流れ出る濾液を15分間採取した。また、このサンプリング開始5分後にデキストラン溶液の原液をBi側から5ml採取した。
ここで、CF=濾液濃度、CBi=原液濃度、CBBo=濃縮液濃度とした。
加湿用膜の断面(加湿用中空糸膜の場合は長手方向の断面)を電子顕微鏡10000倍で観察し、加湿用膜の厚み方向で6.0μmの範囲を表裏5カ所測定した。加湿用中空糸膜の場合は、最内表面および最外表面それぞれの厚み方向で6.0μm範囲を5カ所測定した。
図6を用いて説明するが、加湿用膜の断面(加湿用中空糸膜の場合は長手方向の断面)を電子顕微鏡10000倍で観察し、加湿膜の厚み方向に対して、垂直方向に2μm毎の間隔で、加湿用膜の内表面50から空隙長が0.1μm以上である箇所までの距離(厚み)を5カ所測定し、平均値を求めた。
加湿用膜水分量(%)=((乾燥工程を終えた加湿用膜重量−100℃乾熱乾燥機・24時間放置後の膜重量)/100℃乾熱乾燥機・24時間放置後の膜重量)×100
(6)中空糸糸径測定
巻き取られた中空糸をマイクロウォッチャーの200倍レンズ(KEYENCE社製、VH−Z100)で測定した。
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)18部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)6部、(ISP社製K90)3部およびジメチルアセトアミド72部、水1部からなる製膜原液を50℃に保温し、1.0/0.7mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド40部、水60部からなる芯液と同時に吐出させ、350mmの乾式部を通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴に浸漬させ、凝固させる。次いで凝固させた中空糸膜を80℃の水洗浴で洗浄し、中空糸膜が湿潤状態のままカセに巻き取る。このときの製膜速度は10m/minとし、中空糸膜内径は560μm、膜厚は130μmとした。
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)18部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)6部、(ISP社製K90)3部およびジメチルアセトアミド72部、水1部からなる製膜原液を50℃に保温し、0.35/0.25mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド40部、水60部からなる芯液と同時に吐出させ、350mmの乾式部を通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴に浸漬させ、凝固させる。次いで凝固させた中空糸膜を80℃の水洗浴で洗浄し、中空糸膜が湿潤状態のままカセに巻き取る。このときの製膜速度は60m/minとし、中空糸膜内径は200μm、膜厚は40μmとした。
(実施例3)
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)18部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)6部、(ISP社製K90)3部およびジメチルアセトアミド72部、水1部からなる製膜原液を50℃に保温し、1.0/0.7mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド50部、水50部からなる芯液と同時に吐出させ、350mmの乾式部を通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴に浸漬させ、凝固させる。次いで凝固させた中空糸膜を80℃の水洗浴で洗浄し、中空糸膜が湿潤状態のままカセに巻き取る。このときの製膜速度は15m/minとし、中空糸膜内径は750μm、膜厚は86μmとした。
(実施例4)
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)16部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)6部、(ISP社製K90)3部およびジメチルアセトアミド72部、水1部からなる製膜原液を50℃に保温し、1.0/0.7mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド50部、水50部からなる芯液と同時に吐出させ、350mmの乾式部を通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴に浸漬させ、凝固させる。次いで凝固させた中空糸膜を80℃の水洗浴で洗浄し、中空糸膜が湿潤状態のままカセに巻き取る。このときの製膜速度は15m/minとし、中空糸膜内径は760μm、膜厚は95μmとした。
(比較例1)
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)16部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)4部、(ISP社製K90)2部およびジメチルアセトアミド77部、水1部からなる製膜原液を50℃に保温し、0.35/0.25mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド60部、水40部からなる芯液と同時に吐出させ、350mmの乾式部を通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴に浸漬させ、凝固させる。次いで凝固させた中空糸膜を80℃の水洗浴で洗浄し、150℃の乾熱乾燥機を1分10秒で通過させた後、カセに巻き取る。このときの製膜速度は30m/minとし、中空糸膜内径は200μm、膜厚は40μmとした。中空糸膜が保持している水分は0%であった。
(比較例2)
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)18部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)6部、(ISP社製K90)3部およびジメチルアセトアミド72部、水1部からなる製膜原液を50℃に保温し、1.0/0.7mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド50部、水50部からなる芯液と同時に吐出させ、350mmの乾式部を通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴に浸漬させ、凝固させる。次いで凝固させた中空糸膜を80℃の水洗浴で洗浄し、中空糸膜が湿潤状態のままカセに巻き取る。このときの製膜速度は15m/minとし、中空糸膜内径は560μm、膜厚は130μmとした。
(比較例3)
ポリスルホン樹脂(ソルベー社製P3500)18部、ポリビニルピロリドン(ISP社製K30)6部、(ISP社製K90)3部およびジメチルアセトアミド72部、水1部からなる製膜原液を50℃に保温し、1.0/0.7mmからなる2重管口金からジメチルアセトアミド50部、水50部からなる芯液と同時に吐出させ、350mmの乾式部を通り、水90部、ジメチルアセトアミド10部の凝固浴に浸漬させ、凝固させる。次いで凝固させた中空糸膜を40℃の水洗浴で洗浄し、中空糸膜が湿潤状態のままカセに巻き取る。このときの製膜速度は15m/minとし、中空糸膜内径は750μm、膜厚は86μmとした。
20:デキストラン溶液
30:支持層
40:緻密層
50:内表面
60:空孔部分
Bi:デキストラン溶液入り側
Bo:デキストラン溶液出側
F:デキストラン溶液濾過側
Claims (9)
- 加湿用膜において、重量平均分子量30000のデキストランに対するふるい係数が0.1以下であり、重量平均分子量1200のデキストランに対するふるい係数が0.3以上の孔径分布を持ち、透水性能が1.1×10−11m3/m2/s/Pa以上、4.3×10−10m3/m2/s/Pa以下であることを特徴とする加湿用膜。
- 該加湿用膜に0.3μm以上の空隙長を有する支持層と0.1μm以下の空隙長を有し、かつ2.0μm以下の厚さで緻密層が存在する請求項1記載の加湿用膜。
- 該加湿用膜の素材にポリスルホンを含む請求項1または2に記載の加湿用膜。
- 該加湿用膜に親水性高分子が含まれている請求項1〜3のいずれかに記載の加湿用膜。
- 該親水性高分子がポリビニルピロリドンである請求項4に記載の加湿用膜。
- 該加湿用膜が中空糸膜である請求項1〜5のいずれかに記載の加湿用膜。
- 該中空糸膜の内径が200μm以上800μm以下、膜厚が40μm以上200μm以下である請求項6記載の加湿用膜。
- 口金から製膜原液を吐出させて、製膜を行う工程、温水で洗浄する工程、洗浄後に巻き取る工程を有する加湿用膜の製造方法において、巻き取る工程の後に乾熱乾燥機を用いて、40℃以上150℃以下で30分以上乾燥させる工程を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の加湿用膜の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の加湿用膜を内蔵した加湿用膜モジュール。
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