JP3056560B2 - 液体用濾過膜及びそれを用いた濾過装置 - Google Patents
液体用濾過膜及びそれを用いた濾過装置Info
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- JP3056560B2 JP3056560B2 JP3274705A JP27470591A JP3056560B2 JP 3056560 B2 JP3056560 B2 JP 3056560B2 JP 3274705 A JP3274705 A JP 3274705A JP 27470591 A JP27470591 A JP 27470591A JP 3056560 B2 JP3056560 B2 JP 3056560B2
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- membrane
- filtration
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- liquid filtration
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薬品、水などの液体の
精密濾過や限外濾過に使用する液体用濾過膜とそれを用
いた濾過装置に関するものである。
精密濾過や限外濾過に使用する液体用濾過膜とそれを用
いた濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】薬品、水などの液体の精密濾過や限外濾
過処理において、微粒子の除去性能、液体の透過流束、
耐薬品性、耐圧性、耐熱性等が濾過膜の重要な選択因子
である。 そのため、従来、ポリテトラフルオロエチレ
ン（以下、ＰＴＦＥと略す。）等のフッ素樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン等の高分子重
合体からなる多孔質膜が選ばれていた。
過処理において、微粒子の除去性能、液体の透過流束、
耐薬品性、耐圧性、耐熱性等が濾過膜の重要な選択因子
である。 そのため、従来、ポリテトラフルオロエチレ
ン（以下、ＰＴＦＥと略す。）等のフッ素樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン等の高分子重
合体からなる多孔質膜が選ばれていた。
【０００３】しかしながら、近年ではさらに親水化膜の
必要性が高まってきた。即ち、例えば半導体工業におい
て、シリコンウエハの洗浄は硝酸、フッ酸、硫酸等で行
われているが、循環洗浄した後の薬品の交換時に、薬品
を排出することによって濾過用カートリッジフィルター
内に空気が流入する。 そのため、フィルター内のＰＴ
ＦＥ膜等の疎水性膜の表面に空気が接し、有機溶媒等で
膜を親水化処理した効果が消失するため、次回に薬品を
導入した際には、液体透過流束が激減する。そのため、
低い表面張力を有する液体で再度親水化しなければなら
ないという問題があった。
必要性が高まってきた。即ち、例えば半導体工業におい
て、シリコンウエハの洗浄は硝酸、フッ酸、硫酸等で行
われているが、循環洗浄した後の薬品の交換時に、薬品
を排出することによって濾過用カートリッジフィルター
内に空気が流入する。 そのため、フィルター内のＰＴ
ＦＥ膜等の疎水性膜の表面に空気が接し、有機溶媒等で
膜を親水化処理した効果が消失するため、次回に薬品を
導入した際には、液体透過流束が激減する。そのため、
低い表面張力を有する液体で再度親水化しなければなら
ないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、ＰＴＦＥ膜の親
水化には、ナトリウム−ナフタレン錯体による化学的エ
ッチングが行われていた。 この処理法は、膜表面の親
水化には適当であるが、内部まで親水化処理を行おうと
すると、不均一で、しかも膜の強度的な劣化が生じ、ま
た孔径が大きくなるという欠点があった。さらに、ナト
リウムを使用するため、半導体薬品濾過に使用すると、
その溶出が大きな問題となる。
水化には、ナトリウム−ナフタレン錯体による化学的エ
ッチングが行われていた。 この処理法は、膜表面の親
水化には適当であるが、内部まで親水化処理を行おうと
すると、不均一で、しかも膜の強度的な劣化が生じ、ま
た孔径が大きくなるという欠点があった。さらに、ナト
リウムを使用するため、半導体薬品濾過に使用すると、
その溶出が大きな問題となる。
【０００５】フッ素系界面活性剤を架橋して親水化する
方法も知られている（例えば、特開昭６１−２４９５０
２号、特開昭６１−２４９５０３号）が、ここで開示さ
れている界面活性剤は、疎水部の−ＣＦ3 末端がひとつ
であるため、膜への親和力が弱く、かかる界面活性剤に
よっては十分に親水化できず、得られる膜は満足できる
ものではなかった。
方法も知られている（例えば、特開昭６１−２４９５０
２号、特開昭６１−２４９５０３号）が、ここで開示さ
れている界面活性剤は、疎水部の−ＣＦ3 末端がひとつ
であるため、膜への親和力が弱く、かかる界面活性剤に
よっては十分に親水化できず、得られる膜は満足できる
ものではなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる従来技
術の問題点を解決するためになされたもので、高分子重
合体多孔質膜の少なくとも細孔表面に、特定の構造を有
するフッ素系界面活性剤を化学的に被覆させることによ
り、特に架橋を行うことなく、疎水性膜に親水性を保持
させることができ、カートリッジフィルター等の濾過装
置内の液体を流出させても、透過流束の低下しない液体
用濾過膜、及びそれが組み込まれた濾過装置を提供す
る。
術の問題点を解決するためになされたもので、高分子重
合体多孔質膜の少なくとも細孔表面に、特定の構造を有
するフッ素系界面活性剤を化学的に被覆させることによ
り、特に架橋を行うことなく、疎水性膜に親水性を保持
させることができ、カートリッジフィルター等の濾過装
置内の液体を流出させても、透過流束の低下しない液体
用濾過膜、及びそれが組み込まれた濾過装置を提供す
る。
【０００７】本発明における高分子重合体多孔質膜は、
ＰＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等の重合体からなる疎水性膜
であり、特に耐薬品性、耐熱性等の点からＰＴＦＥが好
ましい。 また0.01〜１μm、特に0.05〜0.2 μｍの孔
径を有する膜が好適に用いられる。
ＰＴＦＥ、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等の重合体からなる疎水性膜
であり、特に耐薬品性、耐熱性等の点からＰＴＦＥが好
ましい。 また0.01〜１μm、特に0.05〜0.2 μｍの孔
径を有する膜が好適に用いられる。
【０００８】本発明における被覆層としてのフッ素系界
面活性剤は、下記の化２
面活性剤は、下記の化２
【化２】 （上記式中、ＲはＨ、ＯＨ、ＣＯＯＨ、又はＣＨ3 、ｍ
は１〜１７、ｎは１〜２０である。）で表される構造を
有する。 特に、エチレンオキサイド部分が一部ＯＨ
基、またはＣＯＯＨ基に置換された界面活性剤が好適に
用いられる。
は１〜１７、ｎは１〜２０である。）で表される構造を
有する。 特に、エチレンオキサイド部分が一部ＯＨ
基、またはＣＯＯＨ基に置換された界面活性剤が好適に
用いられる。
【０００９】かかるフッ素系界面活性剤の具体例として
は、例えば下記の化３で表される
は、例えば下記の化３で表される
【化３】 ものが挙げられる。
【００１０】上記フッ素系界面活性剤を、前記高分子重
合体多孔質膜の細孔表面に被覆する方法は、特に限定さ
れるものではないが、例えば、上記フッ素系界面活性剤
を有機溶剤で１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％
に希釈した後、高分子重合体多孔質膜をその溶液に浸漬
するか、その溶液を塗布し、膜を乾燥させることで被覆
することができ、親水化された疎水性膜が簡便に得られ
る。 ここで用いられる有機溶剤は、特に限定されない
が、例えば、アセトン、エタノール、イソプロピルアル
コールなどが好適に用いられる。
合体多孔質膜の細孔表面に被覆する方法は、特に限定さ
れるものではないが、例えば、上記フッ素系界面活性剤
を有機溶剤で１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％
に希釈した後、高分子重合体多孔質膜をその溶液に浸漬
するか、その溶液を塗布し、膜を乾燥させることで被覆
することができ、親水化された疎水性膜が簡便に得られ
る。 ここで用いられる有機溶剤は、特に限定されない
が、例えば、アセトン、エタノール、イソプロピルアル
コールなどが好適に用いられる。
【００１１】本発明においては、得られた濾過膜に、さ
らにプラズマ（Ｈ2、Ｏ2 、Ｎ2 、Ａｒ等）照射、エキ
シマレーザー照射、低圧水銀灯照射などの後処理をおこ
なって、膜表面も親水化することができる。
らにプラズマ（Ｈ2、Ｏ2 、Ｎ2 、Ａｒ等）照射、エキ
シマレーザー照射、低圧水銀灯照射などの後処理をおこ
なって、膜表面も親水化することができる。
【００１２】本発明においては、上述の如く、フッ素系
界面活性剤を化学的親和力によって細孔に吸着させるこ
とにより親水化された濾過膜を、例えばディスク状、プ
リーツ状に加工し支持体に接着して容器内に組み込んで
なるカートリッジフィルターや、平膜状態でプレートと
フレームにて支持するプレートタイプモジュール、中空
糸膜モジュール等の濾過装置とすることができる。
界面活性剤を化学的親和力によって細孔に吸着させるこ
とにより親水化された濾過膜を、例えばディスク状、プ
リーツ状に加工し支持体に接着して容器内に組み込んで
なるカートリッジフィルターや、平膜状態でプレートと
フレームにて支持するプレートタイプモジュール、中空
糸膜モジュール等の濾過装置とすることができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明においては、疎水性膜の少なくと
も細孔表面を親水化処理することができるので、例えば
カートリッジフィルター等の濾過装置において、液体透
過後、空液状態にしても膜表面に液体が保持されるた
め、内部にまで空気が接することなく親水性が保たれ
る。 したがって、濾過装置内の液体を流出させても、
透過流束の低下のない液体用濾過膜を得ることができ
る。
も細孔表面を親水化処理することができるので、例えば
カートリッジフィルター等の濾過装置において、液体透
過後、空液状態にしても膜表面に液体が保持されるた
め、内部にまで空気が接することなく親水性が保たれ
る。 したがって、濾過装置内の液体を流出させても、
透過流束の低下のない液体用濾過膜を得ることができ
る。
【００１４】
【実施例】 実施例１ ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜（日東電工株式会
社製、商品名NTF1111、公称孔径0.1 μｍ）を、化４の
構造を有するフッ素系界面活性剤
社製、商品名NTF1111、公称孔径0.1 μｍ）を、化４の
構造を有するフッ素系界面活性剤
【化４】 の 2.5重量％のアセトン溶液に浸漬し、３０分後に膜を
取り出し風乾した。
取り出し風乾した。
【００１５】この膜を１０cm2 に切取り、カートリッジ
型濾過装置にセットし、透過側を２３５mmHgの減圧にし
て純水を透過させたところ、初期純水透過流束は、 6.5
cm3 ／(cm2・min) であった。 このまま純水濾過を膜
１cm2 あたり0.8 リットル行った後、一旦膜を取り出
し、乾燥器中で６０℃で１５分間水分を除去した。 そ
して再度カートリッジ型濾過装置にセットし、純水を前
記と同条件で濾過しても純水透過流束は変わらなかっ
た。 また、0.102 μｍのラテックス１０ppm 水溶液を
減圧濾過させた場合のラテックス阻止率は９８％であっ
た。 また、膜表面をＥＳＣＡ分析したところ、Ｆの比
率が減少し、Ｏが増えていることが確認された。 さら
に、この膜は、ＮＨ4 Ｆ、ＨＦ等の薬品浸漬後も親水性
を維持していることを確認した。
型濾過装置にセットし、透過側を２３５mmHgの減圧にし
て純水を透過させたところ、初期純水透過流束は、 6.5
cm3 ／(cm2・min) であった。 このまま純水濾過を膜
１cm2 あたり0.8 リットル行った後、一旦膜を取り出
し、乾燥器中で６０℃で１５分間水分を除去した。 そ
して再度カートリッジ型濾過装置にセットし、純水を前
記と同条件で濾過しても純水透過流束は変わらなかっ
た。 また、0.102 μｍのラテックス１０ppm 水溶液を
減圧濾過させた場合のラテックス阻止率は９８％であっ
た。 また、膜表面をＥＳＣＡ分析したところ、Ｆの比
率が減少し、Ｏが増えていることが確認された。 さら
に、この膜は、ＮＨ4 Ｆ、ＨＦ等の薬品浸漬後も親水性
を維持していることを確認した。
【００１６】比較例１ フッ素系界面活性剤で処理しない以外は、 実施例１と
同様に試験した場合、初期純水透過流束は、膜が疎水性
のため、水が透過しなかった。 そこで、膜をエタノー
ル約５０mlを透過させて親水化処理をした後、純水を同
様な条件で透過させたところ、７cm3 ／(cm2・min)であ
った。 また、ラテックス阻止率は９４％であった。
ＥＳＣＡ分析によると、ＦがＣの２倍の強度を示す以
外、他の元素は観察されなかった。
同様に試験した場合、初期純水透過流束は、膜が疎水性
のため、水が透過しなかった。 そこで、膜をエタノー
ル約５０mlを透過させて親水化処理をした後、純水を同
様な条件で透過させたところ、７cm3 ／(cm2・min)であ
った。 また、ラテックス阻止率は９４％であった。
ＥＳＣＡ分析によると、ＦがＣの２倍の強度を示す以
外、他の元素は観察されなかった。
【００１７】比較例２ 下記の化５の構造を有する界面活性剤
【化５】 を用いた以外は、実施例１と同様にして濾過膜を得、評
価を行なった。この膜の、初期純水透過流束は 6.3cm3
／(cm2・min)であったが、 0.3 l/cm2・膜の水を透過さ
せた後乾燥したところ、膜は疎水性に戻り、水は透過し
なかった。
価を行なった。この膜の、初期純水透過流束は 6.3cm3
／(cm2・min)であったが、 0.3 l/cm2・膜の水を透過さ
せた後乾燥したところ、膜は疎水性に戻り、水は透過し
なかった。
【００１８】実施例２ 実施例１の方法で得られたフッ素系界面活性剤被覆膜
を、２０ｃｍ四方に切り取り、プラズマ照射装置内に電
極から５ｃｍ離して保持した。 １０-5torrに真空引き
した後、Ａｒガスを１０cc(STP)/min で供給し、チャン
バー内を５×１０-1torrに保ち、13.56MH2、50Ｗの出力
でプラズマを発生させ、３０ｓｅｃ放電後、膜を取り出
した。
を、２０ｃｍ四方に切り取り、プラズマ照射装置内に電
極から５ｃｍ離して保持した。 １０-5torrに真空引き
した後、Ａｒガスを１０cc(STP)/min で供給し、チャン
バー内を５×１０-1torrに保ち、13.56MH2、50Ｗの出力
でプラズマを発生させ、３０ｓｅｃ放電後、膜を取り出
した。
【００１９】この膜の性能については、実施例１と同様
に透過性能を評価したところ、実施例１と同等な結果を
得た。 また、耐薬品性については、室温で９８％硫酸
浸漬後も、親水性を維持していることを確認した。
に透過性能を評価したところ、実施例１と同等な結果を
得た。 また、耐薬品性については、室温で９８％硫酸
浸漬後も、親水性を維持していることを確認した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 69/02 B01D 71/06 - 71/82 510 ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (3)
- 【請求項１】 高分子重合体多孔質膜の少なくとも細孔
表面に、下記の化１ 【化１】 （上記式中、ＲはＨ、ＯＨ、ＣＯＯＨ、又はＣＨ3 、ｍ
は１〜１７、ｎは１〜２０である。）で表される構造を
有するフッ素系界面活性剤の被覆層が化学的親和性によ
って形成されて、親水性を有することを特徴とする液体
用濾過膜。 - 【請求項２】 請求項１記載の液体用濾過膜が、さらに
低温プラズマ照射またはエキシマレーザー照射または低
圧水銀灯照射されてなることを特徴とする液体用濾過
膜。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の液体用濾過膜
が、容器内に装着されてなる液体用濾過装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274705A JP3056560B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 液体用濾過膜及びそれを用いた濾過装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3274705A JP3056560B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 液体用濾過膜及びそれを用いた濾過装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0576734A JPH0576734A (ja) | 1993-03-30 |
| JP3056560B2 true JP3056560B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17545416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3274705A Expired - Lifetime JP3056560B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 液体用濾過膜及びそれを用いた濾過装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3056560B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MY120404A (en) * | 1993-10-15 | 2005-10-31 | Kuraishiki Boseki Kabushiki Kaisha | Process for modifying the surfaces of the molded materials made of fluorine resins |
| NL9400826A (nl) * | 1994-05-19 | 1996-01-02 | Cordis Europ | Werkwijze voor het van carboxylgroepen voorzien van een oppervlak, het oppervlak en een produkt met een dergelijk oppervlak. |
| CN103483618B (zh) * | 2013-10-11 | 2015-04-22 | 苏州汇龙膜技术发展有限公司 | 聚四氟乙烯微孔膜的亲水改性方法 |
| CN107469632A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-12-15 | 杭州科百特过滤器材有限公司 | 一种抗脱湿多孔膜的制备方法 |
| CN110548421B (zh) * | 2019-08-27 | 2022-03-08 | 武汉艾科滤膜技术有限公司 | 一种强吸附型超滤膜的制备方法及应用 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3274705A patent/JP3056560B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576734A (ja) | 1993-03-30 |
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