JP2009536090A5

JP2009536090A5 -

Info

Publication number: JP2009536090A5
Application number: JP2009508208A
Authority: JP
Filing date: 2007-05-03
Publication date: 2012-02-23
Anticipated expiration: 2027-05-03

Description

従って本発明の根底には、限外濾過のために改善された、高い透過性と、高い機械的安定性とを同時に有する中空繊維膜を提供するという課題が存在する。さらに本発明の課題は、このような中空繊維膜の製造方法を提供することである。

本発明による中空繊維膜は、水に関する高い透過性と、高い機械的負荷抵抗性を同時に有していることは、これらの特性が、相対する傾向を有しているために、それだけ一層意外である。たとえば膜の透過性は、膜の壁厚が低減することに伴い、および／または膜の細孔系の構造が粗大になるほど増大する。しかしわずかな壁厚と粗大な細孔の構造は、膜の機械的安定性の低下という結果を生じる。反対に、膜の強度は、細孔の骨格もしくは細孔構造が緻密であるほど、つまり膜の細孔が小さいほど高まる。

Claims

疎水性の芳香族スルホンポリマーならびに少なくとも１の親水性ポリマーからなる限外濾過のための、親水性の一体型非対称半透性中空繊維膜であって、その内腔に面した内側表面と、外側に向かった外側表面およびこれらの間に存在する、一定の壁厚を有する壁を有し、その際、該中空繊維膜はその壁中で、内側表面に接して開放気孔性の分離層を有しており、該分離層に接して引き続き、外側表面の方向に非対称のスポンジ状の細孔構造を有し、フィンガーポアを有さない支持層を有し、該支持層に接して外側表面の方向に、外部層を有する親水性の一体型非対称半透性中空繊維膜において、
ａ．分離層は２００００〜２０００００ダルトンの範囲の分離限界を有し、ならびに壁厚の最大１０％の厚さを有し、かつ分離層の範囲で細孔構造はほぼ等方性である、
ｂ．支持層中の細孔の大きさは、分離層を出発点としてまず最大の細孔径を有する帯域まで増大し、かつ該帯域に引き続き外部層の方向で低減し、
ｃ．外部層は、壁厚の１０〜３０％の厚さを有し、細孔構造は外部層の範囲でほぼ等方性であり、かつ細孔の平均的な大きさは外部層中で、分離層中の平均細孔径よりも大きいが、しかし支持層中の平均細孔径よりも小さく、
ｄ．１００〜４５０μｍの範囲の壁厚が存在し、
ｅ．かつ中空繊維膜は、水に関して少なくとも０．５ｍｌ／（ｃｍ²・ｍｉｎ・ｂａｒ）の膜内外流を有し、かつ少なくとも３００ｃＮ／ｍｍ²の破壊強度、σ_B、つまりその壁の断面積Ａ_Ｑに対する破壊力ＢＫを有することを特徴とする、親水性の一体型非対称半透性中空繊維膜。
最大の細孔径を有する帯域が、内部表面から、壁厚の１５〜４０％の間の範囲の間隔に存在することを特徴とする、請求項１記載の中空繊維膜。
最大の細孔径を有する帯域中の最大の細孔の大きさが、５〜１５μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１または２記載の中空繊維膜。
最大で２．０ｍｌ／（ｃｍ²・ｍｉｎ・ｂａｒ）の範囲の水に関する膜内外流を有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
水に関する膜内外流ＴＭＦと、中空繊維膜の破壊力ＢＫとからの積であるＴＭＦ・ＢＫは、４００ｃＮ・ｍｌ／（ｃｍ²・ｍｉｎ・ｂａｒ）より大きいことを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
ＴＭＦとＢＫとの積が、５００ｃＮ・ｍｌ／（ｃｍ²・ｍｉｎ・ｂａｒ）より大きいことを特徴とする、請求項５記載の中空繊維膜。
少なくとも５００ｃＮ／ｍｍ²の破壊強度σ_B、つまりその壁の断面積Ａ_Ｑに対する破壊力ＢＫを有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
少なくとも７００ｃＮ／ｍｍ²の破壊強度σ_Bを有することを特徴とする、請求項７記載の中空繊維膜。
分離層が、５００００〜１５００００ダルトンの範囲の分離限界を有することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
壁厚が、１５０〜３５０μｍの範囲であることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
疎水性芳香族スルホンポリマーが、ポリスルホンまたはポリエーテルスルホンであることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
少なくとも１の親水性の別のポリマーが、１００００ダルトンより大きい平均分子量Ｍ_wを有することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
少なくとも１の親水性ポリマーが、ポリビニルピロリドンまたはポリエチレングリコールを含むことを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
少なくとも１の親水性ポリマーが、ポリビニルピロリドンまたはポリエチレングリコールならびに親水性に変性された芳香族スルホンポリマーを含むことを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の中空繊維膜。
親水性に変性された芳香族スルホンポリマーが、スルホン化された芳香族スルホンポリマーであることを特徴とする、請求項１４記載の中空繊維膜。
気孔率が、７０〜８５体積％の範囲であることを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか１項記載の中空繊維膜。