JP3218101B2 - 有機物分離用半透膜およびその製造方法 - Google Patents
有機物分離用半透膜およびその製造方法Info
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- JP3218101B2 JP3218101B2 JP28679492A JP28679492A JP3218101B2 JP 3218101 B2 JP3218101 B2 JP 3218101B2 JP 28679492 A JP28679492 A JP 28679492A JP 28679492 A JP28679492 A JP 28679492A JP 3218101 B2 JP3218101 B2 JP 3218101B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は新規な構造を有する浸透
気化膜あるいは蒸気透過膜、及びその製造方法に関す
る。更に詳しくは、有機物混合液または有機物混合蒸気
を浸透気化法あるいは蒸気透過法によって分離、濃縮す
るための有機物分離用半透膜とその製造方法に関するも
のである。
気化膜あるいは蒸気透過膜、及びその製造方法に関す
る。更に詳しくは、有機物混合液または有機物混合蒸気
を浸透気化法あるいは蒸気透過法によって分離、濃縮す
るための有機物分離用半透膜とその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】膜を用
いた有機物水溶液の濃縮、分離に関し、一部の低濃度の
有機物水溶液の濃縮に対しては、逆浸透法が実用化され
てきた。しかしながら、逆浸透法は分離液の浸透圧以上
の圧力を被分離液に加える必要があるため、浸透圧が高
くなる高濃度水溶液に対しては、適用不可能であり、分
離できる溶液の濃度に限界がある。
いた有機物水溶液の濃縮、分離に関し、一部の低濃度の
有機物水溶液の濃縮に対しては、逆浸透法が実用化され
てきた。しかしながら、逆浸透法は分離液の浸透圧以上
の圧力を被分離液に加える必要があるため、浸透圧が高
くなる高濃度水溶液に対しては、適用不可能であり、分
離できる溶液の濃度に限界がある。
【０００３】これに対して、浸透圧の影響を受けない分
離法として浸透気化法および蒸気透過法が新しい分離法
として脚光を浴びつつある。浸透気化法とは膜の一次側
に分離液を供給し、膜の二次側（透過側）を減圧にする
か、またはキャリヤーガスを通気することによって、分
離物質を気体状で膜透過させる方法であり、蒸気透過法
とは、膜の１次側への供給が混合蒸気である点が浸透気
化法と異なるものである。膜透過物質は、透過蒸気を冷
却、凝縮する事によって採取することができる。浸透気
化法については、これまでに多くの研究例が報告されて
いる。例えば、エタノール水溶液の分離に関しては、米
国特許2953502 号にセルロースアセテート均一膜の例、
米国特許3035060 号にはポリビニルアルコールの例があ
る。
離法として浸透気化法および蒸気透過法が新しい分離法
として脚光を浴びつつある。浸透気化法とは膜の一次側
に分離液を供給し、膜の二次側（透過側）を減圧にする
か、またはキャリヤーガスを通気することによって、分
離物質を気体状で膜透過させる方法であり、蒸気透過法
とは、膜の１次側への供給が混合蒸気である点が浸透気
化法と異なるものである。膜透過物質は、透過蒸気を冷
却、凝縮する事によって採取することができる。浸透気
化法については、これまでに多くの研究例が報告されて
いる。例えば、エタノール水溶液の分離に関しては、米
国特許2953502 号にセルロースアセテート均一膜の例、
米国特許3035060 号にはポリビニルアルコールの例があ
る。
【０００４】工業的に用いられる浸透気化膜又は蒸気透
過膜は高い分離性能を有する膜素材を薄層化し、透過速
度を高めることが求められており、分離活性を有するス
キン層と該スキン層の機械的強度を保持するスポンジ層
を合わせ持つ非対称膜構造あるいは多孔性の支持体膜上
にポリマーコーティングを施し、薄層を形成せしめる複
合膜構造が開発されている。製膜溶液の相変換法などに
より形成させた非対称膜は、薄い分離活性表面層（スキ
ン層）が得られる反面、しばしばこの分離活性層におい
て膜欠陥となる比較的大きなボイドを有する場合があ
り、有機混合物がこのボイドを通してそのまま透過する
ため、高い分離性能が得られないことがある。
過膜は高い分離性能を有する膜素材を薄層化し、透過速
度を高めることが求められており、分離活性を有するス
キン層と該スキン層の機械的強度を保持するスポンジ層
を合わせ持つ非対称膜構造あるいは多孔性の支持体膜上
にポリマーコーティングを施し、薄層を形成せしめる複
合膜構造が開発されている。製膜溶液の相変換法などに
より形成させた非対称膜は、薄い分離活性表面層（スキ
ン層）が得られる反面、しばしばこの分離活性層におい
て膜欠陥となる比較的大きなボイドを有する場合があ
り、有機混合物がこのボイドを通してそのまま透過する
ため、高い分離性能が得られないことがある。
【０００５】一方、ポリマーコーティング法による複合
膜ではコーティング回数を増すことにより、この欠陥ボ
イドを防ぐことができ、分離性能を向上することができ
る。平膜タイプの複合膜の製造法としては、例えば特開
昭50−41958 号公報、同53−144884号公報、同54−5268
3 号公報、同54−100984号公報などにポリマーコーティ
ング法が示されている。中空糸タイプの複合膜について
は例えば特開昭61−35803 号公報、同61−18402 号公
報、同63−207304号公報などを挙げることができる。し
かしながら、このポリマーコーティング法により多孔質
膜面上に形成させた緻密なコーティング層は、有機混合
物中の透過物質が分離膜を透過する際の抵抗となり、透
過速度が著しく減少する場合がある。また、一般に、コ
ーティングに使用するポリマーは、膜への選択的透過物
質との親和性が大きいものが選ばれるため、分離対象と
なる混合溶液中の透過物質濃度が増加するにつれて、混
合溶液に接するコーティングポリマーが膨潤し、該ポリ
マーの自由体積が著しく大きくなり、従って、透過分子
のサイズの差による分離が困難となり、膜の分離性能が
著しく減少してしまう。
膜ではコーティング回数を増すことにより、この欠陥ボ
イドを防ぐことができ、分離性能を向上することができ
る。平膜タイプの複合膜の製造法としては、例えば特開
昭50−41958 号公報、同53−144884号公報、同54−5268
3 号公報、同54−100984号公報などにポリマーコーティ
ング法が示されている。中空糸タイプの複合膜について
は例えば特開昭61−35803 号公報、同61−18402 号公
報、同63−207304号公報などを挙げることができる。し
かしながら、このポリマーコーティング法により多孔質
膜面上に形成させた緻密なコーティング層は、有機混合
物中の透過物質が分離膜を透過する際の抵抗となり、透
過速度が著しく減少する場合がある。また、一般に、コ
ーティングに使用するポリマーは、膜への選択的透過物
質との親和性が大きいものが選ばれるため、分離対象と
なる混合溶液中の透過物質濃度が増加するにつれて、混
合溶液に接するコーティングポリマーが膨潤し、該ポリ
マーの自由体積が著しく大きくなり、従って、透過分子
のサイズの差による分離が困難となり、膜の分離性能が
著しく減少してしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うな課題を解決するため、鋭意検討した結果、半透膜表
面上に高分子物質の新たな分離活性層を形成させること
なく、該膜の微孔部のみに高分子物質を実質的に充填さ
せることにより、透過物質の透過抵抗が小さく、かつ有
機混合液の透過物質が広範囲の濃度を有する場合にも分
離性能が高い新規な構造を有する浸透気化膜あるいは蒸
気透過膜を発明するに至った。
うな課題を解決するため、鋭意検討した結果、半透膜表
面上に高分子物質の新たな分離活性層を形成させること
なく、該膜の微孔部のみに高分子物質を実質的に充填さ
せることにより、透過物質の透過抵抗が小さく、かつ有
機混合液の透過物質が広範囲の濃度を有する場合にも分
離性能が高い新規な構造を有する浸透気化膜あるいは蒸
気透過膜を発明するに至った。
【０００７】即ち、本発明は、半透膜の分離活性層表面
における微孔部に該半透膜の素材とは異なる高分子物質
が実質的に充填され、かつその膜表面には該高分子物質
の層が実質的に存在しないことを特徴とする浸透気化あ
るいは蒸気透過法に用いられる有機物分離用半透膜に関
する。又、本発明は、半透膜へ該半透膜の素材とは異な
る高分子溶液を透過させて該膜の分離活性層表面に有す
る微孔部を目詰めし、該膜表面に付着した該高分子物質
を洗浄して除去した後、該高分子物質を架橋して不溶化
することにより、前記微孔部を実質的に閉塞することを
特徴とする有機物分離用半透膜の製造方法に関する。
における微孔部に該半透膜の素材とは異なる高分子物質
が実質的に充填され、かつその膜表面には該高分子物質
の層が実質的に存在しないことを特徴とする浸透気化あ
るいは蒸気透過法に用いられる有機物分離用半透膜に関
する。又、本発明は、半透膜へ該半透膜の素材とは異な
る高分子溶液を透過させて該膜の分離活性層表面に有す
る微孔部を目詰めし、該膜表面に付着した該高分子物質
を洗浄して除去した後、該高分子物質を架橋して不溶化
することにより、前記微孔部を実質的に閉塞することを
特徴とする有機物分離用半透膜の製造方法に関する。
【０００８】ここで、本発明でいう多孔質膜表面に実質
的に存在しない高分子物質の層とは、本発明の膜表面を
電子顕微鏡により5000倍に拡大して観察しても、表面の
高分子層の存在を確かめることができない程度の極めて
薄い層のことであり、該層の厚さが 0.2μm 以下である
ことを意味する。
的に存在しない高分子物質の層とは、本発明の膜表面を
電子顕微鏡により5000倍に拡大して観察しても、表面の
高分子層の存在を確かめることができない程度の極めて
薄い層のことであり、該層の厚さが 0.2μm 以下である
ことを意味する。
【０００９】本発明による分離膜では高分子物質が膜表
面に実質的に存在しないため、従来の複合膜のようにポ
リマーコート層が透過抵抗となり、透過速度が著しく減
少するという問題がなく、また、高分子物質が多孔質膜
の微孔に充填されているため、非対称構造を有する従来
の浸透気化膜のように、膜表面に欠陥ボイドが現れず、
高い分離性能が得られる。また、本発明の膜は、膜微孔
に充填された高分子物質がある定まった孔径内部に閉じ
込められているため、透過物質濃度の大きい溶液を浸透
気化する場合にも、従来のコート型複合膜のようにコー
ト層が透過物質により膨潤することがなく、従って、充
填高分子の自由体積が増大することなく混合溶液の高い
分離性能を得ることができる。
面に実質的に存在しないため、従来の複合膜のようにポ
リマーコート層が透過抵抗となり、透過速度が著しく減
少するという問題がなく、また、高分子物質が多孔質膜
の微孔に充填されているため、非対称構造を有する従来
の浸透気化膜のように、膜表面に欠陥ボイドが現れず、
高い分離性能が得られる。また、本発明の膜は、膜微孔
に充填された高分子物質がある定まった孔径内部に閉じ
込められているため、透過物質濃度の大きい溶液を浸透
気化する場合にも、従来のコート型複合膜のようにコー
ト層が透過物質により膨潤することがなく、従って、充
填高分子の自由体積が増大することなく混合溶液の高い
分離性能を得ることができる。
【００１０】本発明の分離膜を用いて有機混合物質を分
離する際、透化物質が膜の微孔部に充填した高分子物質
の自由体積間を透過すると同時に、膜素材の自由体積間
をも透過し、高い透過速度を得ることが望まれる。従っ
て、本発明における半透膜としては、透過物質と親和性
を有する膜が好ましく、有機高分子素材や無機素材より
なる従来の逆浸透膜、限外濾過膜および精密濾過膜が利
用可能である。半透膜の孔径あるいは分子量分画は、特
に限定されず充填する高分子物質の分子量、形状、物理
化学性質などの高分子物性、及び高分子溶液を膜透過さ
せて充填する際、高分子溶液の濃度や透過圧力などの充
填処理条件によって適宜選択できるが、望ましくは、該
膜の分画が高分子物質の分子量の１〜10倍程度が適当で
ある。
離する際、透化物質が膜の微孔部に充填した高分子物質
の自由体積間を透過すると同時に、膜素材の自由体積間
をも透過し、高い透過速度を得ることが望まれる。従っ
て、本発明における半透膜としては、透過物質と親和性
を有する膜が好ましく、有機高分子素材や無機素材より
なる従来の逆浸透膜、限外濾過膜および精密濾過膜が利
用可能である。半透膜の孔径あるいは分子量分画は、特
に限定されず充填する高分子物質の分子量、形状、物理
化学性質などの高分子物性、及び高分子溶液を膜透過さ
せて充填する際、高分子溶液の濃度や透過圧力などの充
填処理条件によって適宜選択できるが、望ましくは、該
膜の分画が高分子物質の分子量の１〜10倍程度が適当で
ある。
【００１１】本発明に用いられる高分子物質は、上記本
発明における半透膜の素材とは異なるものであり、有機
物混合液または有機物混合蒸気中の透過物質と親和性を
有することが望ましい。例えば、本発明の膜を用いて有
機物／水混合物から水を選択的に透過させる場合には、
高分子物質は親水性高分子であることが好ましく、例え
ば、ポリビニールアルコール、ポリアクリルアミド、ポ
リビニールピロリドン、キトサン、ポリアクリル酸、カ
ルボキシメチルセルロースなどや親水性モノマー成分を
含むアクリル系ポリマーの水系エマルジョン等が適用で
きる。
発明における半透膜の素材とは異なるものであり、有機
物混合液または有機物混合蒸気中の透過物質と親和性を
有することが望ましい。例えば、本発明の膜を用いて有
機物／水混合物から水を選択的に透過させる場合には、
高分子物質は親水性高分子であることが好ましく、例え
ば、ポリビニールアルコール、ポリアクリルアミド、ポ
リビニールピロリドン、キトサン、ポリアクリル酸、カ
ルボキシメチルセルロースなどや親水性モノマー成分を
含むアクリル系ポリマーの水系エマルジョン等が適用で
きる。
【００１２】本発明では、高分子物質を半透膜の微孔部
に充填するために、その高分子溶液を加圧下又は減圧下
で濾過する方法、あるいは半透膜をその高分子溶液に浸
漬して高分子を微孔内部へ拡散透過させる方法などが適
用できる。高分子物質を圧入法により膜へ透過させる
と、高分子が微孔部に吸着して、高分子による孔の閉塞
が起こり、やがて、膜表面に高分子のゲル層が堆積す
る。このように堆積したゲル層は膜面に新たなコート層
を形成するため、ゲル層が充分に堆積する前に、高分子
溶液の透過を停止することが望ましい。透過させる高分
子溶液の濃度、透過圧力は特に限定されないが、高分子
の半透膜への吸着性及び膜微孔部への閉塞状態を考慮し
て設定でき、溶液濃度が高いほど、また圧力が高いほ
ど、短い透過時間で高分子の微孔内充填量を大きくする
ことが可能である。
に充填するために、その高分子溶液を加圧下又は減圧下
で濾過する方法、あるいは半透膜をその高分子溶液に浸
漬して高分子を微孔内部へ拡散透過させる方法などが適
用できる。高分子物質を圧入法により膜へ透過させる
と、高分子が微孔部に吸着して、高分子による孔の閉塞
が起こり、やがて、膜表面に高分子のゲル層が堆積す
る。このように堆積したゲル層は膜面に新たなコート層
を形成するため、ゲル層が充分に堆積する前に、高分子
溶液の透過を停止することが望ましい。透過させる高分
子溶液の濃度、透過圧力は特に限定されないが、高分子
の半透膜への吸着性及び膜微孔部への閉塞状態を考慮し
て設定でき、溶液濃度が高いほど、また圧力が高いほ
ど、短い透過時間で高分子の微孔内充填量を大きくする
ことが可能である。
【００１３】高分子の圧入により膜面に堆積したゲル層
は、膜表面を充分に洗浄することにより除去する必要が
ある。洗浄方法は、特に限定されないが、通常、水で膜
面をフラッシング洗浄することにより、ゲル層の剥離が
可能である。
は、膜表面を充分に洗浄することにより除去する必要が
ある。洗浄方法は、特に限定されないが、通常、水で膜
面をフラッシング洗浄することにより、ゲル層の剥離が
可能である。
【００１４】本発明において半透膜の微孔部に充填した
高分子は、被分離溶液または被分離蒸気に溶解せず、微
孔内に保持されていることが望ましい。このためには、
膜の微孔内に保持した高分子を不溶化することが好まし
い。この微孔内充填高分子を不溶化するために、高分子
の熱架橋法あるいは架橋剤等を用いる化学的架橋法など
がある。熱架橋法において、例えば、ポリビニールアル
コールを充填高分子とし、ポリアクリロニトリル系の多
孔質膜を使用する場合、該高分子溶液透過後の膜を50〜
100 ℃の加熱処理を行って、該高分子を不溶化すること
が望ましい。熱処理時間は、特に限定されないが、通常
数時間程度の処理を施すのが好ましい。
高分子は、被分離溶液または被分離蒸気に溶解せず、微
孔内に保持されていることが望ましい。このためには、
膜の微孔内に保持した高分子を不溶化することが好まし
い。この微孔内充填高分子を不溶化するために、高分子
の熱架橋法あるいは架橋剤等を用いる化学的架橋法など
がある。熱架橋法において、例えば、ポリビニールアル
コールを充填高分子とし、ポリアクリロニトリル系の多
孔質膜を使用する場合、該高分子溶液透過後の膜を50〜
100 ℃の加熱処理を行って、該高分子を不溶化すること
が望ましい。熱処理時間は、特に限定されないが、通常
数時間程度の処理を施すのが好ましい。
【００１５】以上の本発明による方法は、例えば膜表面
に欠陥となるボイドが存在し、分離性能が著しく小さい
浸透気化膜を、このボイド部に高分子物質を充填させる
ことにより、膜欠陥を修復し、高い分離係数を有する浸
透気化膜を得ることを目的として利用することができ
る。
に欠陥となるボイドが存在し、分離性能が著しく小さい
浸透気化膜を、このボイド部に高分子物質を充填させる
ことにより、膜欠陥を修復し、高い分離係数を有する浸
透気化膜を得ることを目的として利用することができ
る。
【００１６】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるわけではな
い。
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるわけではな
い。
【００１７】実施例１ 半透膜としてポリアクリロニトリル系限外濾過平膜（分
画分子量４万）を用いて、平均分子量75000 のポリビニ
ールアルコール（クラレ（株）社製）を 0.2重量％で純
水に溶解した液を 1.0kg/cm2の加圧下で限外濾過させ、
単位面積当たりの濾液量が約1.5ml/cm2 になった時濾過
を終了させた。次に、この膜を濾過器から取り出し、洗
浄びんを用いて約 250mlの純水を膜表面にフラッシング
して、膜表面に付着したポリビニールアルコールを洗浄
除去した。さらに、この膜を95℃の乾燥器内で約10時
間、加熱処理した。上記にて得られた分離膜を用いて、
温度83℃のイソプロピルアルコール（IPA)／水（重量
比：98／２）の沸騰混合液あるいは沸騰混合蒸気を膜の
透過側圧力が10mmHgの下で浸透気化あるいは蒸気透過実
験を行い、透過蒸気を液体窒素を冷媒に用いたコールド
トラップで凝縮させて透過物として採取し、この透過物
の重量から透過速度を算出するとともに、ガスクロマト
グラフィーにより透過物の組成分析を行い、次式により
分離係数を算出した。
画分子量４万）を用いて、平均分子量75000 のポリビニ
ールアルコール（クラレ（株）社製）を 0.2重量％で純
水に溶解した液を 1.0kg/cm2の加圧下で限外濾過させ、
単位面積当たりの濾液量が約1.5ml/cm2 になった時濾過
を終了させた。次に、この膜を濾過器から取り出し、洗
浄びんを用いて約 250mlの純水を膜表面にフラッシング
して、膜表面に付着したポリビニールアルコールを洗浄
除去した。さらに、この膜を95℃の乾燥器内で約10時
間、加熱処理した。上記にて得られた分離膜を用いて、
温度83℃のイソプロピルアルコール（IPA)／水（重量
比：98／２）の沸騰混合液あるいは沸騰混合蒸気を膜の
透過側圧力が10mmHgの下で浸透気化あるいは蒸気透過実
験を行い、透過蒸気を液体窒素を冷媒に用いたコールド
トラップで凝縮させて透過物として採取し、この透過物
の重量から透過速度を算出するとともに、ガスクロマト
グラフィーにより透過物の組成分析を行い、次式により
分離係数を算出した。
【００１８】
【数１】
【００１９】得られた結果を表１に示す。
【００２０】実施例２、３ ポリアクリロニトリル系限外濾過膜（分画分子量５千）
を用いて、平均分子量50,000のポリビニールアルコール
（Aldrich 社製）の 5.0重量％水溶液を10mmHgの透過側
減圧下で１時間限外濾過（実施例２）あるいは、該限外
濾過膜を該水溶液中に常圧下で１時間浸漬（実施例３）
した。次いで、透過側圧力が常圧下で、膜表面を約300m
l の純水で洗浄した後、この膜を80℃で約６時間加熱処
理した。この膜の断面を走査電子顕微鏡により観察し図
１に示した。図１より、本発明の分離膜は、その膜表面
にポリビニールアルコールの層が実質的に存在しないこ
とがわかる。また、この膜の浸透気化及び蒸気透過性能
を実施例１と同一の実験条件で測定し、表１の結果を得
た。
を用いて、平均分子量50,000のポリビニールアルコール
（Aldrich 社製）の 5.0重量％水溶液を10mmHgの透過側
減圧下で１時間限外濾過（実施例２）あるいは、該限外
濾過膜を該水溶液中に常圧下で１時間浸漬（実施例３）
した。次いで、透過側圧力が常圧下で、膜表面を約300m
l の純水で洗浄した後、この膜を80℃で約６時間加熱処
理した。この膜の断面を走査電子顕微鏡により観察し図
１に示した。図１より、本発明の分離膜は、その膜表面
にポリビニールアルコールの層が実質的に存在しないこ
とがわかる。また、この膜の浸透気化及び蒸気透過性能
を実施例１と同一の実験条件で測定し、表１の結果を得
た。
【００２１】比較例１ 実施例１と同一の限外濾過膜を純水に浸漬した後、この
膜を温度95℃で約10時間の加熱処理を行った。この未処
理膜の断面を走査電子顕微鏡により観察し図２に示し
た。また、実施例１と同一の実験条件下でこの膜の性能
を測定した結果を表１に示す。
膜を温度95℃で約10時間の加熱処理を行った。この未処
理膜の断面を走査電子顕微鏡により観察し図２に示し
た。また、実施例１と同一の実験条件下でこの膜の性能
を測定した結果を表１に示す。
【００２２】比較例２ 実施例２、３と同一の限外濾過膜表面に15重量％のポリ
ビニールアルコール水溶液をキャストした後、この膜を
80℃で約６時間加熱処理した。図３に膜断面の走査電子
顕微鏡写真を示す。図３より、膜表面に約５μm のコー
ト層を有することがわかる。また、表１に実施例１と同
一実験条件下で測定した膜性能を示す。
ビニールアルコール水溶液をキャストした後、この膜を
80℃で約６時間加熱処理した。図３に膜断面の走査電子
顕微鏡写真を示す。図３より、膜表面に約５μm のコー
ト層を有することがわかる。また、表１に実施例１と同
一実験条件下で測定した膜性能を示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】実施例４ 実施例１と同一の限外濾過膜を用いて、平均分子量700,
000 のポリアクリルアミドの 0.2重量％水溶液を圧力１
kg/cm2で30分間、加圧限外濾過した後、膜面を約300ml
の純水でフラッシング洗浄し、次いでこの膜を95℃で約
６時間加熱処理した。実施例１と同一実験条件下で得た
膜性能は、 浸透気化性能：透過速度＝0.26 kg/m2hr、分離係数＝51
10 蒸気透過性能：透過速度＝0.25 kg/m2hr、分離係数＝21
20 であり、ポリアクリルアミドを充填した場合も、ポリビ
ニールアルコールの充填の場合と同様に高い分離性能を
有する膜が得られる。
000 のポリアクリルアミドの 0.2重量％水溶液を圧力１
kg/cm2で30分間、加圧限外濾過した後、膜面を約300ml
の純水でフラッシング洗浄し、次いでこの膜を95℃で約
６時間加熱処理した。実施例１と同一実験条件下で得た
膜性能は、 浸透気化性能：透過速度＝0.26 kg/m2hr、分離係数＝51
10 蒸気透過性能：透過速度＝0.25 kg/m2hr、分離係数＝21
20 であり、ポリアクリルアミドを充填した場合も、ポリビ
ニールアルコールの充填の場合と同様に高い分離性能を
有する膜が得られる。
【００２５】
【発明の効果】本発明による有機物分離膜は、半透膜の
微孔部のみに実質的に高分子物質を充填させてなること
により、以下のような効果が得られる。 1) コート型複合膜のように膜表面に厚い透過抵抗層が
存在しないため、透過速度が大きい。 2) 供給液中の透過物質濃度が大きい場合でも、充填さ
れた高分子が膨潤せず高い分離性能を有する。 3) 膜表面の分離活性層でしばしば生ずるボイド欠陥を
目づめすることができ高い分離性能を有する。 4) 種々の形体の半透膜モジュールを利用して、高分子
溶液を膜孔内に透過することにより容易に浸透気化膜あ
るいは蒸気透過膜モジュールが得られる。
微孔部のみに実質的に高分子物質を充填させてなること
により、以下のような効果が得られる。 1) コート型複合膜のように膜表面に厚い透過抵抗層が
存在しないため、透過速度が大きい。 2) 供給液中の透過物質濃度が大きい場合でも、充填さ
れた高分子が膨潤せず高い分離性能を有する。 3) 膜表面の分離活性層でしばしば生ずるボイド欠陥を
目づめすることができ高い分離性能を有する。 4) 種々の形体の半透膜モジュールを利用して、高分子
溶液を膜孔内に透過することにより容易に浸透気化膜あ
るいは蒸気透過膜モジュールが得られる。
【図１】実施例２による本発明の分離膜の表面付近の断
面の繊維の形状と粒子構造を示す走査電子顕微鏡写真で
ある（倍率5,000 倍）。
面の繊維の形状と粒子構造を示す走査電子顕微鏡写真で
ある（倍率5,000 倍）。
【図２】比較例１による未処理膜の表面付近の断面の繊
維の形状と粒子構造を示す走査電子顕微鏡写真である
（倍率5,000 倍）。
維の形状と粒子構造を示す走査電子顕微鏡写真である
（倍率5,000 倍）。
【図３】比較例２による従来のコーティング法で得られ
る複合膜の表面付近の断面の繊維の形状と粒子構造を示
す走査電子顕微鏡写真である（倍率3,000 倍）。
る複合膜の表面付近の断面の繊維の形状と粒子構造を示
す走査電子顕微鏡写真である（倍率3,000 倍）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 67/00 - 71/82
Claims (9)
- 【請求項１】 半透膜の分離活性層表面における微孔部
に該半透膜の素材とは異なる高分子物質が実質的に充填
され、かつその膜表面には該高分子物質の層が実質的に
存在しないことを特徴とする浸透気化あるいは蒸気透過
法に用いられる有機物分離用半透膜。 - 【請求項２】 半透膜が、限外濾過膜であり、該高分子
物質の充填後の分離係数が元の10倍以上であることを特
徴とする請求項１記載の有機物分離用半透膜。 - 【請求項３】 半透膜がポリアクリロニトリル系分離膜
であることを特徴とする請求項１又は２記載の有機物分
離用半透膜。 - 【請求項４】 高分子物質が、架橋性高分子であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機
物分離用半透膜。 - 【請求項５】 架橋性高分子がポリビニールアルコール
であることを特徴とする請求項４記載の有機物分離用半
透膜。 - 【請求項６】 半透膜へ該半透膜の素材とは異なる高分
子溶液を透過させて該膜の分離活性層表面に有する微孔
部を目詰めし、該膜表面に付着した該高分子物質を洗浄
して除去した後、該高分子物質を架橋して不溶化するこ
とにより、前記微孔部を実質的に閉塞することを特徴と
する有機物分離用半透膜の製造方法。 - 【請求項７】 半透膜がポリアクリロニトリル系分離膜
であることを特徴とする請求項６記載の有機物分離用半
透膜の製造方法。 - 【請求項８】 高分子物質がポリビニールアルコールで
あることを特徴とする請求項６又は７記載の有機物分離
用半透膜の製造方法。 - 【請求項９】 ポリビニールアルコール不溶化が、熱架
橋によるものであることを特徴とする請求項８記載の有
機物分離用半透膜の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP28679492A JP3218101B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 有機物分離用半透膜およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28679492A JP3218101B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 有機物分離用半透膜およびその製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06114245A JPH06114245A (ja) | 1994-04-26 |
| JP3218101B2 true JP3218101B2 (ja) | 2001-10-15 |
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ID=17709130
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|---|---|---|---|
| JP28679492A Expired - Fee Related JP3218101B2 (ja) | 1992-10-01 | 1992-10-01 | 有機物分離用半透膜およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3218101B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1409119B1 (en) * | 2001-07-20 | 2006-06-21 | McMaster University | Asymmetric gel-filled microporous membranes |
| JP6543481B2 (ja) | 2015-02-23 | 2019-07-10 | 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス | 蒸気供給装置、蒸気乾燥装置、蒸気供給方法および蒸気乾燥方法 |
-
1992
- 1992-10-01 JP JP28679492A patent/JP3218101B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06114245A (ja) | 1994-04-26 |
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