JP3339679B2 - 溶質の特定分子量部分除去率を用いた膜孔サイズ分布測定方法および装置 - Google Patents
溶質の特定分子量部分除去率を用いた膜孔サイズ分布測定方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶質の特定分子量
部分除去率を用いた膜孔サイズ分布測定方法および装置
に関し、さらに詳しくは、電荷性または非電荷性溶質の
うち膜を通過した分子と通過していない分子の分子量分
布を比べて算出した特定分子量部分除去率を膜の気孔サ
イズ分布に換算することによって、膜の種類および気孔
サイズに関わらず、膜孔サイズ分布を経済的で、かつ連
続的に測定できる方法および装置に関する。
部分除去率を用いた膜孔サイズ分布測定方法および装置
に関し、さらに詳しくは、電荷性または非電荷性溶質の
うち膜を通過した分子と通過していない分子の分子量分
布を比べて算出した特定分子量部分除去率を膜の気孔サ
イズ分布に換算することによって、膜の種類および気孔
サイズに関わらず、膜孔サイズ分布を経済的で、かつ連
続的に測定できる方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上水および排水処理工程、化学および食
品関連工程などに色々な膜が広く用いられており、各工
程に適合する膜を選択するためには、膜孔サイズをあら
かじめ測定しなければならない。また、このような応用
分野だけでなく、マイクロ濾過（microfiltration）
膜、限外濾過(ultrafiltration)膜およびナノ濾過(nano
filtration)膜に区別される種々の気孔サイズを有する
膜を製造する時にも膜孔サイズを正確で、かつ容易に測
定する技術が要求される。
品関連工程などに色々な膜が広く用いられており、各工
程に適合する膜を選択するためには、膜孔サイズをあら
かじめ測定しなければならない。また、このような応用
分野だけでなく、マイクロ濾過（microfiltration）
膜、限外濾過(ultrafiltration)膜およびナノ濾過(nano
filtration)膜に区別される種々の気孔サイズを有する
膜を製造する時にも膜孔サイズを正確で、かつ容易に測
定する技術が要求される。
【０００３】膜の気孔サイズおよび分布を測定する代表
的な技術として電子顕微鏡写真法、原子力顕微鏡法（At
omic Force Microscopy, AFM）および液体排除法(liqui
d displacement method)などが用いられていた。
的な技術として電子顕微鏡写真法、原子力顕微鏡法（At
omic Force Microscopy, AFM）および液体排除法(liqui
d displacement method)などが用いられていた。
【０００４】電子顕微鏡写真法は、電子顕微鏡で膜表面
の写真をとって膜孔サイズを測定する方法であり、電子
ビームを膜の表面に透写して反射される映像をとる技術
である。この方法は、膜孔が小さい場合、膜孔サイズが
測定できず、膜孔サイズの連続分布測定が難しいという
短所を有する。
の写真をとって膜孔サイズを測定する方法であり、電子
ビームを膜の表面に透写して反射される映像をとる技術
である。この方法は、膜孔が小さい場合、膜孔サイズが
測定できず、膜孔サイズの連続分布測定が難しいという
短所を有する。
【０００５】原子力顕微鏡法は、１０ｎｍ程の直径を有
する測定チップを用いて膜表面の構造と膜孔サイズを測
定する方法である。この方法によっても膜孔サイズの分
布を連続的に測定することが難しく、また、膜試料を準
備するに複雑な過程が要求されるという短所を有する。
する測定チップを用いて膜表面の構造と膜孔サイズを測
定する方法である。この方法によっても膜孔サイズの分
布を連続的に測定することが難しく、また、膜試料を準
備するに複雑な過程が要求されるという短所を有する。
【０００６】液体排除法は、膜の気孔を液体で満たした
後、特定圧力を有するガスで液体を膜孔から排除するこ
とによって膜孔サイズを間接的に測定する方法であり、
具体的には、膜表面への湿潤度が非常に高い溶媒（接触
角＝０）で膜を浸した後、特定圧力を有する窒素ガスを
膜に適用して溶媒を膜孔から押出し、膜孔を介して流れ
る窒素ガスの量を測定することによって膜孔サイズ分布
を算出する。この液体排除法もまた、膜孔サイズが小さ
い限外濾過膜およびナノ濾過膜には適用しにくいという
短所を有する。
後、特定圧力を有するガスで液体を膜孔から排除するこ
とによって膜孔サイズを間接的に測定する方法であり、
具体的には、膜表面への湿潤度が非常に高い溶媒（接触
角＝０）で膜を浸した後、特定圧力を有する窒素ガスを
膜に適用して溶媒を膜孔から押出し、膜孔を介して流れ
る窒素ガスの量を測定することによって膜孔サイズ分布
を算出する。この液体排除法もまた、膜孔サイズが小さ
い限外濾過膜およびナノ濾過膜には適用しにくいという
短所を有する。
【０００７】その上、上記の方法は、いずれも高価な特
定機器を用いなければならなく、膜が実際使用される現
場での条件を考慮に入れた膜孔サイズの測定はほとんど
不可能であった。
定機器を用いなければならなく、膜が実際使用される現
場での条件を考慮に入れた膜孔サイズの測定はほとんど
不可能であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、膜の種類および気孔サイズに関わらず膜孔サイ
ズ分布を経済的で、かつ連続的に測定できる方法および
それに用いられる装置を提供することである。
目的は、膜の種類および気孔サイズに関わらず膜孔サイ
ズ分布を経済的で、かつ連続的に測定できる方法および
それに用いられる装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施態様によ
って、本発明では、既知の分子量サイズ分布を有する電
荷性または非電荷性溶質含有水溶液（流入水）を膜孔サ
イズを測定しようとする膜に通して濾過した後、流入水
と濾過水間の溶質の分子量サイズ分布を比べることによ
って膜濾過による特定分子量部分除去率を算定し、これ
を膜の気孔サイズ分布に換算することを含む、膜孔サイ
ズ分布測定方法が提供される。
って、本発明では、既知の分子量サイズ分布を有する電
荷性または非電荷性溶質含有水溶液（流入水）を膜孔サ
イズを測定しようとする膜に通して濾過した後、流入水
と濾過水間の溶質の分子量サイズ分布を比べることによ
って膜濾過による特定分子量部分除去率を算定し、これ
を膜の気孔サイズ分布に換算することを含む、膜孔サイ
ズ分布測定方法が提供される。
【００１０】また、本発明では、膜フォルダー付きの膜
濾過装置、該膜濾過装置に連結されて流入水および濾過
水の溶質の分子量サイズ分布を測定する高性能液体クロ
マトグラフィー（High performance Liquid Chromatogr
aphy, HPLC）およびサイズ排除クロマトグラフィー（Si
ze Exclusion Chromatography, SEC）、およびクロマト
グラフィーから導出された結果を分析し、膜孔サイズ分
布に換算して表示するソフトウェアを含む、膜孔サイズ
分布測定装置が提供される。
濾過装置、該膜濾過装置に連結されて流入水および濾過
水の溶質の分子量サイズ分布を測定する高性能液体クロ
マトグラフィー（High performance Liquid Chromatogr
aphy, HPLC）およびサイズ排除クロマトグラフィー（Si
ze Exclusion Chromatography, SEC）、およびクロマト
グラフィーから導出された結果を分析し、膜孔サイズ分
布に換算して表示するソフトウェアを含む、膜孔サイズ
分布測定装置が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、膜濾過装置、ＨＰＬＣ、
ＳＥＣ（カラムと探知機で構成）および結果分析ソフト
ウェアを含む本発明による膜孔サイズ分布測定装置の概
略図であって、電荷性または非電荷性溶質含有水溶液
を、膜孔サイズを測定する膜に通して濾過した後（膜濾
過装置）、流入水および濾過水の溶質の分子量サイズ分
布（molecular mass distribution）を測定し（ＨＰＬ
ＣおよびＳＥＣ）、この二つの値を比べて膜濾過による
特定分子量部分除去率を算定し、これを膜の気孔サイズ
分布（membrane pore size distribution）に換算する
（結果分析ソフトウェア）。
ＳＥＣ（カラムと探知機で構成）および結果分析ソフト
ウェアを含む本発明による膜孔サイズ分布測定装置の概
略図であって、電荷性または非電荷性溶質含有水溶液
を、膜孔サイズを測定する膜に通して濾過した後（膜濾
過装置）、流入水および濾過水の溶質の分子量サイズ分
布（molecular mass distribution）を測定し（ＨＰＬ
ＣおよびＳＥＣ）、この二つの値を比べて膜濾過による
特定分子量部分除去率を算定し、これを膜の気孔サイズ
分布（membrane pore size distribution）に換算する
（結果分析ソフトウェア）。
【００１２】本発明によれば、膜濾過装置に導入される
流入水は、たとえば、活性炭、イオン交換樹脂および逆
浸透圧膜フィルターを通した超純水に電荷性または非電
荷性溶質を溶解することによって製造し、膜孔サイズ分
布測定用膜は、超純水に低温（５℃）で一定時間（１２
時間）保管後使用する。この際、膜濾過装置は膜の種類
（高分子膜またはセラミック膜）によって違う種類のフ
ォルダーを用い、該フォルダーに膜を装着した後濾過装
置に流入水を導入して膜孔を通過した溶質が含まれた濾
過水を得る。
流入水は、たとえば、活性炭、イオン交換樹脂および逆
浸透圧膜フィルターを通した超純水に電荷性または非電
荷性溶質を溶解することによって製造し、膜孔サイズ分
布測定用膜は、超純水に低温（５℃）で一定時間（１２
時間）保管後使用する。この際、膜濾過装置は膜の種類
（高分子膜またはセラミック膜）によって違う種類のフ
ォルダーを用い、該フォルダーに膜を装着した後濾過装
置に流入水を導入して膜孔を通過した溶質が含まれた濾
過水を得る。
【００１３】電荷性溶質としては、スルホン酸ポリスチ
レン、サリチル酸、アミノ酸、自然有機物質(natural o
rganic matter)（たとえば、フミン酸、ピュビン酸）お
よびこれらの混合物が用いられ、電荷性溶質は負電荷を
帯びている高分子基が負電荷を帯びている膜表面と電荷
反発現象を引起すので、電荷性溶質からは電荷反発力を
考慮したみかけ膜孔サイズ分布を求めることができる。
レン、サリチル酸、アミノ酸、自然有機物質(natural o
rganic matter)（たとえば、フミン酸、ピュビン酸）お
よびこれらの混合物が用いられ、電荷性溶質は負電荷を
帯びている高分子基が負電荷を帯びている膜表面と電荷
反発現象を引起すので、電荷性溶質からは電荷反発力を
考慮したみかけ膜孔サイズ分布を求めることができる。
【００１４】非電荷性溶質としては、ポリエチレングリ
コール、多糖類およびこれらの混合物が用いられ、非電
荷性溶質からは絶対膜孔サイズ分布を求めることができ
る。
コール、多糖類およびこれらの混合物が用いられ、非電
荷性溶質からは絶対膜孔サイズ分布を求めることができ
る。
【００１５】また、溶質の種類、および流入水のｐＨ、
イオン強度および電荷反発力などは、膜が使用される現
場条件を考慮して選択および調節することができる。た
とえば、塩化ナトリウムまたはカルシウムイオンを加え
て流入水のイオン強度または電荷反発力を変化させるこ
とによってこれらが膜孔サイズに及ぼす影響を予想する
ことができる。
イオン強度および電荷反発力などは、膜が使用される現
場条件を考慮して選択および調節することができる。た
とえば、塩化ナトリウムまたはカルシウムイオンを加え
て流入水のイオン強度または電荷反発力を変化させるこ
とによってこれらが膜孔サイズに及ぼす影響を予想する
ことができる。
【００１６】本発明によれば、ＨＰＬＣおよびＳＥＣを
用いて流入水および濾過水の溶質の分子量サイズ分布を
測定するが、ＨＰＬＣ溶出液においては、非電荷性溶質
の場合には超純水を、電荷性溶質の場合にはリン酸緩衝
溶液を用い、ＳＥＣの探知機としては、非電荷性溶質の
場合は屈折率(refractive index)探知機を、電荷性溶質
の場合は紫外線探知機を用いる。この際、種々の分子量
サイズの溶質を分析することによって、溶質の分子量と
ＳＥＣ保有時間(retention time)との関係式から標準検
定式(calibration curve)を予め求めておき、溶質の分
子量サイズ分布の測定時にこれを用いる。
用いて流入水および濾過水の溶質の分子量サイズ分布を
測定するが、ＨＰＬＣ溶出液においては、非電荷性溶質
の場合には超純水を、電荷性溶質の場合にはリン酸緩衝
溶液を用い、ＳＥＣの探知機としては、非電荷性溶質の
場合は屈折率(refractive index)探知機を、電荷性溶質
の場合は紫外線探知機を用いる。この際、種々の分子量
サイズの溶質を分析することによって、溶質の分子量と
ＳＥＣ保有時間(retention time)との関係式から標準検
定式(calibration curve)を予め求めておき、溶質の分
子量サイズ分布の測定時にこれを用いる。
【００１７】ついで、本発明によれば、流入水および濾
過水の溶質の分子量サイズ分布測定結果を比べて特定分
子量に対する部分除去率（fractional rejection, ＲM
i）を下記式１のように求める。
過水の溶質の分子量サイズ分布測定結果を比べて特定分
子量に対する部分除去率（fractional rejection, ＲM
i）を下記式１のように求める。
【００１８】 ＲMi＝［ＷMi−Ｗ’Mi（１−Ｒoverall）］／ＷMi …（式１） （式中、Ｒoverallは溶解した有機炭素（dissolved org
anic carbon）の全体除去率を示し、ＷMiおよびＷ’Mi
は各々流入水および濾過水の溶質中の特定分子量ＳＥＣ
における相対強度を示す）。
anic carbon）の全体除去率を示し、ＷMiおよびＷ’Mi
は各々流入水および濾過水の溶質中の特定分子量ＳＥＣ
における相対強度を示す）。
【００１９】前記式１から求められた特定分子量部分除
去率曲線に相応するＸ軸（相対分子量）値は、それより
大きな分子量を有する分子は膜孔を通過できないという
意味を有する。このような脈絡から、特定分子量部分除
去率曲線の傾きは当該サイズの膜孔の相対的な存在比
率、すなわち、相対的な個数を意味するため、各分子サ
イズ別に膜孔の存在比率を示す本発明による結果分析ソ
フトウェアを用いて、測定する膜の気孔サイズ分布曲線
が得られる。
去率曲線に相応するＸ軸（相対分子量）値は、それより
大きな分子量を有する分子は膜孔を通過できないという
意味を有する。このような脈絡から、特定分子量部分除
去率曲線の傾きは当該サイズの膜孔の相対的な存在比
率、すなわち、相対的な個数を意味するため、各分子サ
イズ別に膜孔の存在比率を示す本発明による結果分析ソ
フトウェアを用いて、測定する膜の気孔サイズ分布曲線
が得られる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を下記実施例によってさらに詳
細に説明する。ただし、下記実施例は本発明を例示する
ためのもののみであり、本発明の範囲を制限しない。
細に説明する。ただし、下記実施例は本発明を例示する
ためのもののみであり、本発明の範囲を制限しない。
【００２１】実施例１：高分子膜（ＭＷＣＯ＝８，００
０）の絶対膜孔サイズ分布測定分子量遮断度（molecula
r weight cutoff, ＭＷＣＯ）が８，０００である（膜
製造会社から提供される値）高分子限外濾過膜を、活性
炭、イオン交換樹脂および逆浸透圧膜フィルターを通し
た超純水に５℃で１２時間浸して保管した後用いた。ま
た、超純水１ｌに平均分子量が約８，０００であるポリ
エチレングリコール５０ｍｇを入れ、３０分間攪拌して
ポリエチレングリコール水溶液（溶液（Ａ））を製造し
た。この溶液（Ａ）に各々塩化ナトリウム１０ｍＭおよ
びカルシウムイオン１０ｍＭを加えて溶液（Ｂ）および
（Ｃ）を製造した。
０）の絶対膜孔サイズ分布測定分子量遮断度（molecula
r weight cutoff, ＭＷＣＯ）が８，０００である（膜
製造会社から提供される値）高分子限外濾過膜を、活性
炭、イオン交換樹脂および逆浸透圧膜フィルターを通し
た超純水に５℃で１２時間浸して保管した後用いた。ま
た、超純水１ｌに平均分子量が約８，０００であるポリ
エチレングリコール５０ｍｇを入れ、３０分間攪拌して
ポリエチレングリコール水溶液（溶液（Ａ））を製造し
た。この溶液（Ａ）に各々塩化ナトリウム１０ｍＭおよ
びカルシウムイオン１０ｍＭを加えて溶液（Ｂ）および
（Ｃ）を製造した。
【００２２】図１に示す本発明による膜孔サイズ分布測
定装置を用いて膜濾過装置に取付けられたフォルダーに
膜を装着した後、該膜濾過装置に溶液（Ａ）、（Ｂ）お
よび（Ｃ）を各々導入し、相応する濾過水を得た。ＨＰ
ＬＣの溶出液として超純水を用い、ＳＥＣ（ウォーター
ス社（Waters）製、米国）分析には屈折率探知機を用い
た。この際、超純水５０ｍｌに平均分子量が２００，６
００，２０００，３４００，４６００および８０００で
あるポリエチレングリコール（アルドリッチ社(Aldric
h)製）１０ｍｇずつを溶解して製造したポリエチレング
リコール標準水溶液を標準検定式算定に用いた。
定装置を用いて膜濾過装置に取付けられたフォルダーに
膜を装着した後、該膜濾過装置に溶液（Ａ）、（Ｂ）お
よび（Ｃ）を各々導入し、相応する濾過水を得た。ＨＰ
ＬＣの溶出液として超純水を用い、ＳＥＣ（ウォーター
ス社（Waters）製、米国）分析には屈折率探知機を用い
た。この際、超純水５０ｍｌに平均分子量が２００，６
００，２０００，３４００，４６００および８０００で
あるポリエチレングリコール（アルドリッチ社(Aldric
h)製）１０ｍｇずつを溶解して製造したポリエチレング
リコール標準水溶液を標準検定式算定に用いた。
【００２３】流入水、および溶液（Ａ）、（Ｂ）および
（Ｃ）各々の濾過水から得られた溶質の分子量サイズ分
布曲線を図２に、図２の曲線から前記式１に従って算出
された特定分子量部分除去率曲線を図３に、図３の曲線
から換算した絶対膜孔サイズ分布曲線を図４に各々示
す。図２〜図４から分かるように、測定した膜の分子量
遮断度は８，０００であり、塩化ナトリウムの添加は流
入水のイオン強度の上昇、また、カルシウムイオンの添
加は流入水の電荷反発力の減少を引起し、いずれの場合
もみかけ膜孔サイズが小さくなった。
（Ｃ）各々の濾過水から得られた溶質の分子量サイズ分
布曲線を図２に、図２の曲線から前記式１に従って算出
された特定分子量部分除去率曲線を図３に、図３の曲線
から換算した絶対膜孔サイズ分布曲線を図４に各々示
す。図２〜図４から分かるように、測定した膜の分子量
遮断度は８，０００であり、塩化ナトリウムの添加は流
入水のイオン強度の上昇、また、カルシウムイオンの添
加は流入水の電荷反発力の減少を引起し、いずれの場合
もみかけ膜孔サイズが小さくなった。
【００２４】実施例２：高分子膜（ＭＷＣＯ＝２５０）
の絶対膜孔サイズ分布測定 分子量遮断度が２５０である（膜製造会社から提供され
る値）高分子ナノ濾過膜に対し、溶質として平均分子量
が約２５０であるポリエチレングリコールを用いて前記
実施例１と同様な方法で実験を行った。
の絶対膜孔サイズ分布測定 分子量遮断度が２５０である（膜製造会社から提供され
る値）高分子ナノ濾過膜に対し、溶質として平均分子量
が約２５０であるポリエチレングリコールを用いて前記
実施例１と同様な方法で実験を行った。
【００２５】得られた絶対膜孔サイズ分布曲線を図５に
示す。図５から分かるように、測定した膜の分子量遮断
度は２５０であり、塩化ナトリウムの添加は流入水のイ
オン強度の上昇、カルシウムイオンの添加は流入水の電
荷反発力の減少を引起し、いずれの場合もみかけ膜孔が
小さくなった。
示す。図５から分かるように、測定した膜の分子量遮断
度は２５０であり、塩化ナトリウムの添加は流入水のイ
オン強度の上昇、カルシウムイオンの添加は流入水の電
荷反発力の減少を引起し、いずれの場合もみかけ膜孔が
小さくなった。
【００２６】実施例３〜６：セラミック膜の絶対膜孔サ
イズ分布測定 分子量遮断度が各々８，０００、５，０００、３，００
０および１，０００である（膜製造会社から提供される
値）二酸化チタン材質のセラミック膜に対し、平均分子
量が約８，０００、５，０００、３，０００および１，
０００のポリエチレングリコール水溶液を用いて前記実
施例１と同様な方法で実験を行った。
イズ分布測定 分子量遮断度が各々８，０００、５，０００、３，００
０および１，０００である（膜製造会社から提供される
値）二酸化チタン材質のセラミック膜に対し、平均分子
量が約８，０００、５，０００、３，０００および１，
０００のポリエチレングリコール水溶液を用いて前記実
施例１と同様な方法で実験を行った。
【００２７】得られた絶対膜孔サイズ分布曲線を各々図
６〜図９に示す。図６〜図９から分かるように、測定し
た膜の分子量遮断度は各々約７，８００、５，２００、
３，４００および１，２００である。
６〜図９に示す。図６〜図９から分かるように、測定し
た膜の分子量遮断度は各々約７，８００、５，２００、
３，４００および１，２００である。
【００２８】実施例７：高分子膜（ＭＷＣＯ＝８，００
０）のみかけ膜孔サイズ分布測定 分子量遮断度が８，０００である（膜製造会社から提供
される値）高分子限外濾過膜を活性炭、イオン交換樹脂
および逆浸透圧膜フィルターを通した超純水に５℃で１
２時間浸して保管した後用い、流入水としてナックドン
江水を採取して用いた。
０）のみかけ膜孔サイズ分布測定 分子量遮断度が８，０００である（膜製造会社から提供
される値）高分子限外濾過膜を活性炭、イオン交換樹脂
および逆浸透圧膜フィルターを通した超純水に５℃で１
２時間浸して保管した後用い、流入水としてナックドン
江水を採取して用いた。
【００２９】図１に示す本発明による膜孔サイズ分布測
定装置を用いて膜濾過装置に取付けられたフォルダーに
膜を挿入した後、この膜濾過装置に採取した江水を導入
して濾過水を得た。ＨＰＬＣの溶出液としてリン酸緩衝
溶液（ｐＨ６．８およびイオン強度０．１Ｍ）を用い、
ＳＥＣ（ウォータース社製、米国）分析には紫外線探知
機を用いた。この際、超純水５０ｍｌに平均分子量が１
８００、４６００、８０００および３５０００であるス
ルホン酸ポリスチレン（ポリサイエンス（PolyScienc
e）社製）１０ｍｇずつを溶解して製造したスルホン酸
ポリスチレン標準水溶液を標準検定式算定に用いた。
定装置を用いて膜濾過装置に取付けられたフォルダーに
膜を挿入した後、この膜濾過装置に採取した江水を導入
して濾過水を得た。ＨＰＬＣの溶出液としてリン酸緩衝
溶液（ｐＨ６．８およびイオン強度０．１Ｍ）を用い、
ＳＥＣ（ウォータース社製、米国）分析には紫外線探知
機を用いた。この際、超純水５０ｍｌに平均分子量が１
８００、４６００、８０００および３５０００であるス
ルホン酸ポリスチレン（ポリサイエンス（PolyScienc
e）社製）１０ｍｇずつを溶解して製造したスルホン酸
ポリスチレン標準水溶液を標準検定式算定に用いた。
【００３０】流入水および濾過水から得られた溶質（自
然有機物質）の分子量サイズ分布曲線を図１０に、換算
したみかけ膜孔サイズ分布曲線を図１１に各々示す。図
１０および図１１から分かるように、江水に含まれた自
然有機物質の電荷と膜の間の電荷反発力によってみかけ
膜孔サイズ分布曲線は８，０００よりはるかに小さくな
っている。
然有機物質）の分子量サイズ分布曲線を図１０に、換算
したみかけ膜孔サイズ分布曲線を図１１に各々示す。図
１０および図１１から分かるように、江水に含まれた自
然有機物質の電荷と膜の間の電荷反発力によってみかけ
膜孔サイズ分布曲線は８，０００よりはるかに小さくな
っている。
【００３１】実施例８：高分子膜（ＭＷＣＯ＝２５０）
のみかけ膜孔サイズ分布測定 分子量遮断度が２５０である（膜製造会社から提供され
る値）高分子ナノ濾過膜に対して前記実施例７と同様な
方法で実験を行った。
のみかけ膜孔サイズ分布測定 分子量遮断度が２５０である（膜製造会社から提供され
る値）高分子ナノ濾過膜に対して前記実施例７と同様な
方法で実験を行った。
【００３２】江水に含まれた自然有機物質の電荷性によ
って溶質と膜の間に電荷反発力が生じるため、みかけ膜
孔サイズ分布は２５０より小さくなっている。その結果
を図１２に示す。
って溶質と膜の間に電荷反発力が生じるため、みかけ膜
孔サイズ分布は２５０より小さくなっている。その結果
を図１２に示す。
【００３３】
【発明の効果】本発明の膜孔サイズ分布測定方法によれ
ば、膜の種類および気孔サイズに関わらず、測定する膜
の気孔サイズ分布を経済的で、かつ連続的に測定でき、
該膜に実用される応用分野の溶液および運営条件をその
まま膜孔測定時に適用できるため、実際使用時の膜孔サ
イズが求められるだけでなく、除去または分離する溶質
が電荷を帯びる場合にもその電荷を考慮したみかけ膜孔
サイズ分布を測定することができる。
ば、膜の種類および気孔サイズに関わらず、測定する膜
の気孔サイズ分布を経済的で、かつ連続的に測定でき、
該膜に実用される応用分野の溶液および運営条件をその
まま膜孔測定時に適用できるため、実際使用時の膜孔サ
イズが求められるだけでなく、除去または分離する溶質
が電荷を帯びる場合にもその電荷を考慮したみかけ膜孔
サイズ分布を測定することができる。
【図１】本発明による膜孔サイズ分布測定装置を示す概
略図。
略図。
【図２】分子量遮断度が８，０００の高分子膜に対する
実施例１から得られた溶質の分子量サイズ分布曲線を示
す図。
実施例１から得られた溶質の分子量サイズ分布曲線を示
す図。
【図３】分子量遮断度が８，０００である高分子膜に対
する実施例１から得られた溶質の特定分子量部分除去率
曲線を示す図。
する実施例１から得られた溶質の特定分子量部分除去率
曲線を示す図。
【図４】分子量遮断度が８，０００である高分子膜に対
する実施例１から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線を示
す図。
する実施例１から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線を示
す図。
【図５】分子量遮断度が２５０である高分子膜に対する
実施例２から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線を示す
図。
実施例２から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線を示す
図。
【図６】分子量遮断度が８，０００であるセラミック膜
に対する実施例３から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
に対する実施例３から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
【図７】分子量遮断度が５，０００であるセラミック膜
に対する実施例４から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
に対する実施例４から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
【図８】分子量遮断度が３，０００であるセラミック膜
に対する実施例５から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
に対する実施例５から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
【図９】分子量遮断度が１，０００であるセラミック膜
に対する実施例６から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
に対する実施例６から得られた絶対膜孔サイズ分布曲線
を示す図。
【図１０】分子量遮断度が８，０００である高分子膜に
対する実施例７から得られた溶質の分子量サイズ分布曲
線を示す図。
対する実施例７から得られた溶質の分子量サイズ分布曲
線を示す図。
【図１１】分子量遮断度が８，０００である高分子膜に
対する実施例７から得られたかけ膜孔サイズ分布曲線を
示す図。
対する実施例７から得られたかけ膜孔サイズ分布曲線を
示す図。
【図１２】分子量遮断度が２５０である高分子膜に対す
る実施例８から得られたみかけ膜孔サイズ分布曲線を示
す図。
る実施例８から得られたみかけ膜孔サイズ分布曲線を示
す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲ちょ▼ 榮 鎬 大韓民国、138−220ソウル特別市松坡区 ▲じゃん▼室洞（番地なし） 住公アパ ートメント27 516−908 (56)参考文献 特開2000−304681（ＪＰ，Ａ) 特開2001−208674（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 15/08 B01D 65/10 G01N 30/02
Claims (4)
- 【請求項１】 既知の分子量サイズ分布を有する電荷性
または非電荷性溶質含有水溶液（流入水）を膜孔サイズ
を測定しようとする膜に通して濾過した後、流入水と濾
過水間の溶質の分子量サイズ分布を比べることによって
膜濾過による特定分子量部分除去率を算定し、これを膜
の気孔サイズ分布に換算することを含む、膜孔サイズ分
布測定方法。 - 【請求項２】 前記電荷性溶質が、スルホン酸ポリスチ
レン、サリチル酸、アミノ酸、自然有機物質またはこれ
らの混合物であることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 前記非電荷性溶質が、ポリエチレングリ
コール、多糖類またはこれらの混合物であることを特徴
とする請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 膜フォルダー付きの膜濾過装置、該膜濾
過装置に連結されて流入水および濾過水の溶質の分子量
サイズ分布を測定する高性能液体クロマトグラフィー
（ＨＰＬＣ）およびサイズ排除クロマトグラフィー（Ｓ
ＥＣ）、およびクロマトグラフィーから導出された結果
を分析し、膜孔サイズ分布に換算して表示するソフトウ
ェアを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の方法に用
いられる膜孔サイズ分布測定装置。
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| JP2000356613A JP3339679B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 溶質の特定分子量部分除去率を用いた膜孔サイズ分布測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000356613A JP3339679B2 (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 溶質の特定分子量部分除去率を用いた膜孔サイズ分布測定方法および装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002168766A JP2002168766A (ja) | 2002-06-14 |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3339679B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2010017647A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Metawater Co Ltd | 膜の検査方法 |
| CN109224867A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-18 | 湖州师范学院求真学院 | 一种微孔膜膜孔径的表征方法 |
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-
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- 2000-11-22 JP JP2000356613A patent/JP3339679B2/ja not_active Expired - Fee Related
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