JP4784522B2 - Polyvinylidene fluoride based porous separation membrane - Google Patents
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Description
本発明は、下水(炊事、洗濯、風呂、トイレ、その他の生活環境から生ずる生活廃水)や生産工場、レストラン、水産加工工場、食品加工場などから生ずる廃水の浄化に特に適した分離膜に関する。 The present invention relates to a separation membrane particularly suitable for purifying sewage (living wastewater generated from cooking, washing, bathing, toilets, and other living environments) and wastewater generated from production factories, restaurants, fishery processing factories, food processing plants, and the like.
近年、下水や廃水の浄化に平膜状や中空糸膜状の分離膜が使われるようになってきている。 In recent years, separation membranes in the form of flat membranes or hollow fiber membranes have been used for purification of sewage and wastewater.
そのような分離膜として、いろいろな種類、形態のものがあるが、界面活性剤を含むポリフッ化ビニリデン樹脂溶液を、織布や不織布のような多孔質基材の表面に塗布したり、多孔質基材に含浸した後、ポリフッ化ビニリデン樹脂を凝固させ、多孔質基材の表面に多孔質ポリフッ化ビニリデン樹脂層を形成してなる、いわゆる精密ろ過膜と称される平膜が知られている(特許文献1参照)。 There are various types and forms of such separation membranes, but a polyvinylidene fluoride resin solution containing a surfactant can be applied to the surface of a porous substrate such as a woven fabric or a non-woven fabric. A flat membrane called a so-called microfiltration membrane is known, in which a polyvinylidene fluoride resin is solidified by impregnating the substrate and a porous polyvinylidene fluoride resin layer is formed on the surface of the porous substrate. (See Patent Document 1).
この分離膜において、多孔質ポリフッ化ビニリデン樹脂層は分離機能層として作用するが、そのような平膜においては、他の形態の分離膜、たとえば中空糸膜にくらべて単体体積あたりの有効膜面積を大きくとることが困難であるため、ろ過対象に応じた細孔径を保ちつつ透水量を多くすることが要求されている。しかるに、透水量を大きくしようとすると、細孔径が大きくなりすぎたり、表面に亀裂が入ったりして阻止率が低下する。一方、阻止率を上げようとして細孔径を小さくすると、今度は透水性が低下してしまう。すなわち、阻止率の向上と透水性の向上とは相反する関係にあり、両者のバランスよく整えることはなかなか難しい。
In this separation membrane, the porous polyvinylidene fluoride resin layer acts as a separation functional layer, but in such a flat membrane, the effective membrane area per unit volume compared to other forms of separation membrane, for example, hollow fiber membranes Therefore, it is required to increase the water permeation amount while maintaining the pore diameter corresponding to the filtration target. However, if you try to increase the amount of water permeation, or too large pore size, the blocking rate or cracked on the surface decreases. On the other hand, if the pore diameter is reduced in order to increase the blocking rate, the water permeability will be lowered. In other words, the improvement in the rejection rate and the improvement in water permeability are in a contradictory relationship, and it is difficult to make a good balance between the two.
さらに、ポリフッ化ビニリデン系樹脂は一般的に非常に接着しにくい樹脂であるので、分離膜の端部を支持基材枠に接着させて分離膜エレメントを製造させる際にはホットメルト接着剤が一般に使用されているが、それでも接着強度は十分でなく、さらに高めることが要求されている。特に、多孔質層を基材の上に形成する膜製造工程において、多孔質基材の密度が低く、製膜原液の粘度が低い場合では、基材の裏まで製膜原液が達してしまい、接着面の多孔質基材をポリフッ化ビニリデン系樹脂が覆われた分離膜の場合や、また、多孔質基材をポリフッ化ビニリデン系樹脂の製膜原液に浸漬したり、または、両面塗布して多孔質層を形成したりして、分離膜の表面がポリフッ化ビニリデン系樹脂層で覆われた分離膜の場合では、分離膜表面のポリフッ化ビニリデン系樹脂にホットメルト接着剤を十分に絡ませることが困難であって所望の接着強度が得られないという問題がある。仮に接着できた場合でも、多孔質層は支持基材に比べ著しく強度が低い事から、膜ろ過運転中に、被処理水に含まれる砂のような無機物や汚泥、その他の固形物が激しく衝突したり、活性汚泥への酸素の供給や目詰まり防止のために行うエアレーション操作による気泡が激しく衝突することによって支持基材と分離膜との接着が剥がれ易く、接合部からのリークが生じるという問題がある。 Furthermore, since polyvinylidene fluoride resin is generally a resin that is extremely difficult to adhere, hot melt adhesives are generally used when manufacturing the separation membrane element by bonding the end of the separation membrane to the support base frame. Although it is used, the adhesive strength is still not sufficient, and further enhancement is required. In particular, in the membrane manufacturing process of forming a porous layer on a substrate, when the density of the porous substrate is low and the viscosity of the film-forming stock solution is low, the film-forming stock solution reaches the back of the substrate, In the case of a separation membrane in which the porous substrate of the adhesive surface is covered with a polyvinylidene fluoride resin, or the porous substrate is immersed in a polyvinylidene fluoride resin film forming stock solution, or coated on both sides. In the case of a separation membrane in which the surface of the separation membrane is covered with a polyvinylidene fluoride resin layer by forming a porous layer, the hot melt adhesive is sufficiently entangled with the polyvinylidene fluoride resin on the surface of the separation membrane There is a problem that it is difficult to obtain desired adhesive strength. Even if it can be bonded, the porous layer is significantly lower in strength than the supporting substrate, so that during the membrane filtration operation, inorganic substances such as sand, sludge, and other solids in the treated water collide violently. Or the supply of oxygen to the activated sludge and the aeration operation performed to prevent clogging causes the air bubbles to collide violently, causing the adhesion between the support substrate and the separation membrane to be peeled off, resulting in leakage from the joint. There is.
また、特許文献2には、ポリスルホン並みの製膜性とポリフッ化ビニリデン並みの疎水性とを備えた多孔質膜を提供するために、ポリスルホンに少量のポリフッ化ビニリデンをブレンドした樹脂組成物からポリスルホン系多孔質膜を製造する方法が提案されている。しかし、この多孔質膜は、膜を構成する樹脂の主成分がポリスルホンであるため、ポリフッ化ビニリデンに比べ耐化学薬品性に劣るという問題があり、長期にわたって実用的に使用することが難しいという問題がある。 Patent Document 2 discloses that a polysulfone is blended with a resin composition obtained by blending a small amount of polyvinylidene fluoride with polysulfone in order to provide a porous membrane having a film-forming property similar to that of polysulfone and a hydrophobic property similar to that of polyvinylidene fluoride. A method for producing a porous porous membrane has been proposed. However, this porous membrane has a problem that it is inferior in chemical resistance compared to polyvinylidene fluoride because the main component of the resin constituting the membrane is polysulfone, and it is difficult to use it practically for a long time. There is.
さらに、特許文献3には、分離膜と支持基材枠との物理的接合方法として、重ね合わせた各樹脂材料の接合部に対して局部加熱や超音波又は高周波数の光の照射を行い、各樹脂部材の界面を溶融させて溶着させる方法が提案されている。この物理的接合方法で採用している局部加熱や超音波又は高周波の照射は、その加熱や照射により生じる熱や振動によって膜シートやフィルタへの損傷が拡大し易いという不利益があり、その上、溶着による斑が生じるため、接合部からリークが起こる可能性が高いという問題点もある。
Further, Patent Document 3, as a physical method of joining the separation membrane and the supporting substrate frame performs irradiation of local heating or an ultrasonic or high frequency of light to the junction of each resin material superimposed A method of melting and welding the interfaces of the resin members has been proposed. The local heating and ultrasonic or high-frequency irradiation employed in this physical bonding method has the disadvantage that damage to the membrane sheet and filter is likely to be expanded by the heat and vibration generated by the heating and irradiation. Further, since spots due to welding occur, there is also a problem that there is a high possibility of leakage from the joint.
本発明は、従来の技術の上述した問題点を解決し、ポリフッ化ビニリデン系樹脂製分離膜と同レベルの分離膜機能および耐久性を有し、しかも接着性を向上させることができるポリフッ化ビニリデン系分離膜を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, has a separation membrane function and durability at the same level as a separation membrane made of a polyvinylidene fluoride resin, and can improve adhesiveness. The object is to provide a system separation membrane.
上記目的を達成するための本発明は、次の(1)〜(7)に述べる構成からなる。
(1) 基材層と多孔質分離機能層とからなる分離膜において、多孔質分離機能層が、ポリフッ化ビニリデン系樹脂51重量%〜95重量%と、ポリスルホン系樹脂5重量%〜49重量%とのブレンド樹脂から構成されることを特徴とするポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
(2) 分離膜が、多孔質分離機能層を構成する樹脂の一部が基材層中に入り込み、多孔質分離機能層と基材層とが複合化した層が存在する平膜である上記(1)に記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the configurations described in the following (1) to (7) .
(1) In a separation membrane composed of a base material layer and a porous separation functional layer, the porous separation functional layer comprises 51% by weight to 95% by weight of polyvinylidene fluoride resin and 5% by weight to 49% by weight of polysulfone resin. A polyvinylidene fluoride-based porous separation membrane characterized by comprising a blend resin.
(2) The separation membrane is a flat membrane in which a part of the resin constituting the porous separation functional layer enters the base material layer and a layer in which the porous separation functional layer and the base material layer are combined exists. The polyvinylidene fluoride porous separation membrane according to (1) .
(3) 平均粒径が0.9μmの微粒子の排除率が少なくとも90%である上記(1)又は(2)に記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
(4) 多孔質基材の密度が0.7g/cm3以下である上記(1)〜(3)のいずれかに記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
(5) 多孔質基材が不織布または織編物である上記(1)〜(4)のいずれかに記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
(6) 上記(1)〜(5)のいずれかに記載の平膜状の分離膜と流路材と透過液の集液部材とを有している膜分離エレメント。
(7) 上記(6)記載の膜分離エレメントの複数個をハウジングに収容した膜分離モジュール。
(3) The polyvinylidene fluoride porous separation membrane according to the above (1) or (2), wherein the exclusion rate of fine particles having an average particle size of 0.9 μm is at least 90%.
(4) The polyvinylidene fluoride-based porous separation membrane according to any one of (1) to (3), wherein the density of the porous substrate is 0.7 g / cm 3 or less.
(5) The polyvinylidene fluoride porous separation membrane according to any one of (1) to (4), wherein the porous substrate is a nonwoven fabric or a woven or knitted fabric.
(6) A membrane separation element comprising the flat membrane-like separation membrane according to any one of (1) to (5), a flow path material, and a permeate collecting member.
(7) A membrane separation module in which a plurality of the membrane separation elements according to (6) are accommodated in a housing.
本発明のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜は、当該多孔質分離膜の一部および全部に、多孔質分離機能層を構成する樹脂が入り込んで基材との複合層を形成している平膜状の分離膜であっても、当該多孔質分離膜をホットメルト接着剤でエレメントの支持板に接着したときの接着強度を十分に高めることができ、例えば、5N/25mm以上150N/25mm以下の接着強度とすることができる。また、膜面に、被処理水に含まれる砂のような無機物や汚泥、その他の固形物が激しく衝突したり、活性汚泥への酸素の供給や目詰まり防止のために行うエアレーション操作による気泡が激しく衝突しても、十分に耐えることができる接着強度が得られるので、接着部での剥がれを大幅に抑制することができる。したがって、分離膜の耐久性が向上され、長期運転を図ることが容易となる。 The polyvinylidene fluoride-based porous separation membrane of the present invention is a flat membrane in which a resin constituting the porous separation functional layer enters a part and all of the porous separation membrane to form a composite layer with the substrate. Even when the porous separation membrane is bonded to the support plate of the element with a hot melt adhesive, the adhesive strength can be sufficiently increased, for example, 5 N / 25 mm or more and 150 N / 25 mm or less. It can be adhesive strength. In addition, inorganic substances such as sand, sludge, and other solids in the water to be treated collide violently with the membrane surface, and bubbles are generated by aeration operations to prevent oxygen from being supplied to the activated sludge and clogging. Even if it collides violently, since the adhesive strength which can fully endure is obtained, peeling in an adhesion part can be suppressed significantly. Therefore, the durability of the separation membrane is improved, and it is easy to achieve long-term operation.
本発明に係る分離膜は、基材層と多孔質分離機能層とからなるポリフッ化ビニリデン系多孔質膜である。ここで、基材層と多孔質分離機能層とは、当該多孔質分離膜の一部および全部が、多孔質分離機能層を構成する樹脂の一部が基材層中に入り込み、多孔質分離機能層と基材層とが複合化した層を形成していて、当該多孔質膜をホットメルト接着剤でエレメントの支持板に接着したときの接着強度が少なくとも5N/25mm以上150N/25mm以下であることが好ましい。このような接着強度であれば分離膜の剥がれを十分に抑制することができる。 The separation membrane according to the present invention is a polyvinylidene fluoride porous membrane comprising a base material layer and a porous separation functional layer. Here, the base material layer and the porous separation functional layer are a part of the porous separation membrane, and a part of the resin constituting the porous separation functional layer enters the base material layer, so that the porous separation membrane A functional layer and a base material layer are formed into a composite layer, and the adhesive strength when the porous film is bonded to the element support plate with a hot melt adhesive is at least 5 N / 25 mm to 150 N / 25 mm Preferably there is. With such an adhesive strength, peeling of the separation membrane can be sufficiently suppressed.
多孔質分離機能層は、分離膜における分離機能を負担する層であり、ポリフッ化ビニリデン系樹脂51重量%〜95重量%と他の有機樹脂5重量%〜49重量%とのブレンド樹脂から構成される。このようにポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂を主成分とするので、溶液による製膜が容易であり、物理的耐久性や耐薬品性にも優れた分離膜とすることができる。 The porous separation functional layer is a layer that bears the separation function in the separation membrane, and is composed of a blend resin of 51% to 95% by weight of polyvinylidene fluoride resin and 5% to 49% by weight of other organic resin. The As described above, since the polyvinylidene fluoride blend resin is a main component, membrane formation with a solution is easy, and a separation membrane excellent in physical durability and chemical resistance can be obtained.
ここで、ポリフッ化ビニリデン系樹脂とは、フッ化ビニリデンホモポリマーまたはフッ化ビニリデン共重合体である。複数種類のフッ化ビニリデン共重合体を含有していてもかまわない。フッ化ビニリデン共重合体として、フッ化ビニリデンに、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンおよび三フッ化塩化エチレンからなる群から選ばれた1種類以上を共重合させてなる共重合体が挙げられる。 Here, the polyvinylidene fluoride resin is a vinylidene fluoride homopolymer or a vinylidene fluoride copolymer. A plurality of types of vinylidene fluoride copolymers may be contained. Examples of the vinylidene fluoride copolymer include a copolymer obtained by copolymerizing vinylidene fluoride with at least one selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride, hexafluoropropylene, and ethylene trifluoride chloride. .
また、ポリフッ化ビニリデン系樹脂の重量平均分子量は、分離膜への加工性を考慮すると、5万〜100万、さらに10万〜75万の範囲内であることが好ましい。重量平均分子量がこの範囲より大きくなると、ポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物溶液の粘度が高くなりすぎ、またこの範囲より小さくなると、ポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物の粘度が低くなりすぎ、いずれも分離膜を形成することが困難になる。分離機能層を構成するポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂におけるポリフッ化ビニリデン系樹脂の量が少なすぎると耐化学薬品性が低下してしまう欠点があり、また、ポリフッ化ビニリデン系樹脂が100重量%に近いと接着強度を高めることが困難である。したがって主成分であるポリフッ化ビニリデン系樹脂の割合はブレンド樹脂の51重量%〜95重量%とする。 Further, the weight average molecular weight of the polyvinylidene fluoride resin is preferably in the range of 50,000 to 1,000,000, more preferably 100,000 to 750,000 in consideration of the processability to the separation membrane. When the weight average molecular weight is larger than this range, the viscosity of the polyvinylidene fluoride resin composition solution becomes too high. When the weight average molecular weight is smaller than this range, the viscosity of the polyvinylidene fluoride resin composition becomes too low. It becomes difficult to form. If the amount of the polyvinylidene fluoride resin in the polyvinylidene fluoride blend resin constituting the separation functional layer is too small, there is a drawback that the chemical resistance is lowered, and the polyvinylidene fluoride resin is close to 100% by weight. It is difficult to increase the adhesive strength. Therefore, the ratio of the polyvinylidene fluoride resin as the main component is 51% to 95% by weight of the blend resin.
また、分離機能層を構成するブレンド樹脂において、副成分の有機樹脂の量が多すぎると耐久性が低下したりすることから、副成分の有機樹脂の量はブレンド樹脂の5重量%〜49重量%とすることが必要である。 Further, in the blend resin constituting the separation functional layer, if the amount of the secondary component organic resin is too large, durability may be lowered. Therefore, the amount of the secondary component organic resin is 5 wt% to 49 wt% of the blend resin. % Is necessary.
かかる、副成分の有機樹脂は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂以外の有機樹脂であり、たとえば、ポリアクリロニトリル系樹脂(例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)などのポリアクリロニトリルとその他の樹脂の共重合体)、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などを例示することができる。なかでも、溶媒と馴染みがよく、ブレンドすることによる耐久性や接着性の向上の効果のために有利であることから、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂から選ばれた少なくとも一種類の樹脂が好ましい。その中でも原液粘度による製膜性の点からみてポリスルホン系樹脂が特に好ましい。 Such an accessory organic resin is an organic resin other than the polyvinylidene fluoride-based resin. For example, a polyacrylonitrile-based resin (for example, an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), an acrylonitrile-styrene copolymer ( Examples thereof include copolymers of polyacrylonitrile such as AS resin) and other resins, polysulfone resins, polyethersulfone resins, polyolefin resins, and the like. Among them, because it is familiar with the solvent and is advantageous for the effect of improving durability and adhesion by blending, at least selected from polysulfone resin, polyacrylonitrile resin, polyether sulfone resin One type of resin is preferred. Among these, a polysulfone resin is particularly preferable from the viewpoint of film forming property due to the viscosity of the stock solution.
そして、多孔質分離機能層が基材層の上に形成された分離膜において、基材層は、多孔質分離機能層を支持して分離膜に強度を与える機能をもつ。基材層を構成する材質としては、有機基材、無機基材等、特に限定されないが、軽量化しやすい点から、有機基材が好ましい。有機基材としては、セルロース繊維、セルローストリアセテート繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維からなる織編物や不織布があげられる。なかでも、密度の制御が比較的容易な不織布が特に好ましい。 In the separation membrane in which the porous separation functional layer is formed on the base material layer, the base material layer has a function of supporting the porous separation functional layer and giving strength to the separation membrane. The material constituting the base material layer is not particularly limited, such as an organic base material and an inorganic base material, but an organic base material is preferable from the viewpoint of easy weight reduction. Examples of the organic substrate include woven and knitted fabrics and nonwoven fabrics made of organic fibers such as cellulose fibers, cellulose triacetate fibers, polyester fibers, polypropylene fibers, and polyethylene fibers. Among these, a nonwoven fabric whose density is relatively easy to control is particularly preferable.
基材層の厚みは、薄すぎると分離膜としての強度を保ちにくくなり、また、極端に厚いと透水性が低下するので、0.01mm〜1mmの範囲が好ましい。最も好ましくは0.05mm〜0.5mmで範囲である。 If the thickness of the base material layer is too thin, it will be difficult to maintain the strength as a separation membrane, and if it is extremely thick, the water permeability will be reduced, so a range of 0.01 mm to 1 mm is preferable. Most preferably, the range is 0.05 mm to 0.5 mm.
また、基材の密度は、0.7g/cm3以下、好ましくは0.6g/cm3以下である。この密度の範囲は後述する製造工程において、製膜原液を受け入れ、基材と多孔質層との複合層を形成するのに適している。しかしながら、極端に低密度になると分離膜としての強度が低下するので、0.3g/cm3以上であるのが好ましい。ここでいう密度とは、見かけ密度であり、基材の面積、厚さと重量から、次式により求める事ができる。
一方、多孔質分離機能層の厚みは、薄すぎるとひび割れなどの欠陥が生じ、ろ過性能が落ちる場合があり、厚すぎると透水量が低下することがあるので、通常0.001〜0.5mm、好ましくは0.05〜0.2mmの範囲で選定することが好ましい。 On the other hand, if the thickness of the porous separation functional layer is too thin, defects such as cracks may occur, and the filtration performance may deteriorate. If the thickness is too thick, the water permeability may decrease, so it is usually 0.001 to 0.5 mm. The thickness is preferably selected in the range of 0.05 to 0.2 mm.
さらに、多孔質分離機能層が基材層の上に形成された分離膜において、多孔質分離機能層を構成するポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物の一部が基材層中に入り込み複合層が形成されていることが好ましい。基材層にポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂が入り込むことで、いわゆるアンカー効果によって多孔質分離機能層が基材層に堅固に定着され、多孔質分離機能層が基材層から剥がれるのを防止できるようになる。多孔質分離機能層は、基材層に対して、片面に偏って存在しても構わないし、また、両面に存在しても構わない。多孔質分離機能層は、基材層に対して、対称構造であっても、非対称構造であっても構わない。また、多孔質分離機能層が基材層に対して両面に存在している場合には、両側の多孔質分離機能層が、基材層を介して連続的であっても構わないし、不連続であっても構わない。 Furthermore, in the separation membrane in which the porous separation functional layer is formed on the base material layer, a part of the polyvinylidene fluoride resin composition constituting the porous separation functional layer enters the base material layer to form a composite layer. It is preferable that By inserting the polyvinylidene fluoride blend resin into the base material layer, the porous separation functional layer is firmly fixed to the base material layer by a so-called anchor effect, and the porous separation functional layer can be prevented from peeling off from the base material layer. become. The porous separation functional layer may be present on one side with respect to the base material layer, or may be present on both sides. The porous separation functional layer may have a symmetric structure or an asymmetric structure with respect to the base material layer. Further, when the porous separation functional layer is present on both sides with respect to the base material layer, the porous separation functional layers on both sides may be continuous through the base material layer, or discontinuous It does not matter.
次に、本発明の分離膜の製造方法について説明する。本発明の分離膜は、たとえば、ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂及び開孔剤などを含む製膜原液を、非溶媒を含む凝固液中で凝固させ多孔質分離機能層を形成することにより製造することができる。 Next, the manufacturing method of the separation membrane of this invention is demonstrated. The separation membrane of the present invention is produced, for example, by forming a porous separation functional layer by coagulating a membrane-forming stock solution containing a polyvinylidene fluoride-based blend resin and a pore-opening agent in a coagulating solution containing a non-solvent. Can do.
このとき、基材の表面に製膜原液を塗布して多孔質分離機能層を形成してもよく、基材を製膜原液に浸漬して多孔質分離機能層を形成してもよい。基材に製膜原液を塗布する場合には、基材の片面に塗布しても構わないし、両面に塗布しても構わない。基材とは別に多孔質分離機能層のみを形成してもよい。 At this time, the membrane separation solution may be applied to the surface of the substrate to form a porous separation functional layer, or the substrate may be immersed in the membrane formation solution to form a porous separation functional layer. When applying the film-forming stock solution to the substrate, it may be applied on one side of the substrate or on both sides. Only the porous separation functional layer may be formed separately from the substrate.
そして、製膜原液を凝固させるにあたっては、基材上に形成された多孔質分離機能層のみを凝固液に接触させたり、多孔質分離機能層を基材ごと凝固液に浸漬すればよい。多孔質分離機能層のみを凝固液に接触するためには、例えば基材上に形成された多孔質分離機能層が下側に来るようにして凝固浴表面と接触させる方法や、ガラス板、金属板などの平滑な板の上に基材を接触させて、凝固浴が基材側に回り込まないように貼り付け、多孔質分離機能層を有する基材を板ごと凝固浴に浸漬する方法などがある。後者の方法では、基材を板に貼り付けてから製膜原液の被膜を形成しても構わないし、基材に原液の被膜を形成してから板に貼り付けても構わない。 And in coagulating the membrane forming undiluted solution, only the porous separation functional layer formed on the substrate may be brought into contact with the coagulating solution, or the porous separation functional layer may be immersed in the coagulating solution together with the substrate. In order to bring only the porous separation functional layer into contact with the coagulation liquid, for example, a method in which the porous separation functional layer formed on the base material is brought into contact with the coagulation bath surface, glass plate, metal A method in which a base material is brought into contact with a flat plate such as a plate and attached so that the coagulation bath does not enter the base material side, and the base material having a porous separation functional layer is immersed in the coagulation bath together with the plate. is there. In the latter method, the base material may be attached to the plate and then the film of the film-forming stock solution may be formed, or the stock solution film may be formed on the base material and then attached to the plate.
そして、製膜原液には、前記したポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂の他に、必要に応じて開孔剤やそれらを溶解する溶媒等を添加してもよい。 In addition to the above-described polyvinylidene fluoride-based blend resin, a pore-opening agent, a solvent for dissolving them, or the like may be added to the film-forming stock solution as necessary.
製膜原液に多孔質形成を促進する作用を持つ開孔剤を加える場合、その開孔剤は、凝固液によって抽出可能なものであればよく、凝固液への溶解性の高いものが好ましい。たとえば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリオキシアルキレン類や、ポリビニールアルコール、ポリビニールブチラール、ポルアクリル酸などの水溶性高分子やグリセリンを用いることもできる。
In the case of adding a pore-opening agent having an action of promoting porous formation to the film-forming stock solution, the pore-opening agent may be any one that can be extracted by the coagulation liquid, and preferably has high solubility in the coagulation liquid. For example, polyethylene glycol, or polyoxyalkylenes, such as polypropylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, also possible to use water-soluble high molecules and glycerol such as Pol acrylic acid.
また、本発明において、開孔剤としては、ポリオキシアルキレン構造又は、脂肪酸エステル構造又は水酸基を含有している界面活性剤を用いることができる。界面活性剤の使用により、目的とする細孔構造を得ることが容易になる。 In the present invention, as the pore opening agent, a surfactant containing a polyoxyalkylene structure, a fatty acid ester structure or a hydroxyl group can be used. Use of a surfactant makes it easy to obtain the target pore structure.
ポリオキシアルキレン構造としては、
脂肪酸エステル構造としては、長鎖脂肪族基を有する脂肪酸が挙げられる。長鎖脂肪族基としては、直鎖状、分岐状いずれでも良いが、脂肪酸としては、ステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸などが挙げられる。また、油脂由来の脂肪酸エステル、例えば牛脂、パーム油、ヤシ油等も挙げられる。 Examples of the fatty acid ester structure include fatty acids having a long-chain aliphatic group. The long-chain aliphatic group may be linear or branched, and examples of the fatty acid include stearic acid, oleic acid, lauric acid, and palmitic acid. Moreover, fatty acid ester derived from fats and oils, such as beef tallow, palm oil, coconut oil, etc. are also mentioned.
水酸基を有する界面活性剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、グリセリン、ソルビトール、ブドウ糖、ショ糖などを挙げることができる。 Examples of the surfactant having a hydroxyl group include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, glycerin, sorbitol, glucose, and sucrose.
本発明において開孔剤として用いる界面活性剤は、ポリオキシアルキレン構造、脂肪酸エステル構造、水酸基のうち2つ以上を含むものが好ましい。 The surfactant used as the pore-opening agent in the present invention preferably contains two or more of a polyoxyalkylene structure, a fatty acid ester structure and a hydroxyl group.
中でも、ポリオキシアルキレン構造、脂肪酸エステル構造及び水酸基の全てを含有している界面活性剤が特に好ましく用いられ、たとえば、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルとして、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸ソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルとして、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコール、モノラウリン酸ポリエチレングリコールを挙げることができる。これらの界面活性剤は、多孔質層に残存し乾燥させても透水性、阻止性が低下しないという特徴を併せ持つので好ましい。
Of these, surfactants containing all of the polyoxyalkylene structure, fatty acid ester structure and hydroxyl group are particularly preferably used. For example, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester includes polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene palm Oil fatty acid sorbitan, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene fatty acid ester, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol monooleate, polyethylene glycol monolaurate Can be mentioned. These surfactants, water permeability also be remaining in the porous layer dried, blocking resistance is preferred because both the feature that does not decrease.
また、製膜原液中に、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、他の有機樹脂及び開孔剤などを溶解させるための溶媒を用いる場合、その溶媒としては、N−メチルピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、メチルエチルケトンなどを用いる事ができる。中でもポリフッ化ビニリデン系樹脂に対する溶解性の高いNMP、DMAc、DMF、DMSOを好ましく用いることができる。 When a solvent for dissolving a polyvinylidene fluoride resin, other organic resin, a pore-opening agent, or the like is used in the film forming stock solution, N-methylpyrrolidone (NMP), N, N- Dimethylacetamide (DMAc), N, N-dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide (DMSO), acetone, methyl ethyl ketone and the like can be used. Of these, NMP, DMAc, DMF, and DMSO, which are highly soluble in polyvinylidene fluoride resins, can be preferably used.
製膜原液には、その他、非溶媒を添加することもできる。非溶媒は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂や他の有機樹脂を溶解しないものであり、ポリフッ化ビニリデン系樹脂及び他の有機樹脂の凝固の速度を制御して細孔の大きさを制御するように作用する。非溶媒としては、水や、メタノール、エタノールなどのアルコール類を用いることができる。なかでも廃水処理の容易さや価格の点から水、メタノールが好ましい。これらの混合であってもよい。 In addition, a non-solvent can also be added to the film-forming stock solution. The non-solvent does not dissolve the polyvinylidene fluoride resin or other organic resins, and acts to control the size of the pores by controlling the solidification rate of the polyvinylidene fluoride resin and other organic resins. To do. As the non-solvent, water and alcohols such as methanol and ethanol can be used. Of these, water and methanol are preferred from the viewpoint of ease of wastewater treatment and price. These may be mixed.
製膜原液の組成において、ポリフッ化ビニリデン系と他の有機樹脂からなるブレンド樹脂は5重量%〜30重量%、開孔剤は0.1重量%〜15重量%、溶媒は45重量%〜94.8重量%、非溶媒は0.1重量%〜10重量%範囲内であることが好ましい。中でも、ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂は、極端に少ないと多孔質層の強度が低くなり、多すぎると透水性が低下することがあるので、8重量%〜20重量%の範囲がより好ましい。開孔剤は、少なすぎると透水性が低下し、多すぎると多孔質層の強度が低下することがある。また、極端に多いとポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂中に過剰に残存して使用中に溶出し、透過水の水質が悪化したり、透水性が変動したりすることがある。したがって、より好ましい範囲は、0.5重量%〜10重量%である。さらに、溶媒は少なすぎると原液がゲル化しやすくなり、多すぎると多孔質層の強度が低下することので、より好ましくは60重量%〜90重量%の範囲である。また、非溶媒は、あまり多いと原液のゲル化が起こりやすくなり、極端に少ないと細孔やマクロボイドの大きさの制御が難しくなる。したがって、より好ましくは0.5重量%〜5重量%である。
In the composition of the film forming stock solution, the blended resin composed of polyvinylidene fluoride and other organic resins is 5 to 30% by weight, the pore-opening agent is 0.1 to 15% by weight, and the solvent is 45 to 94% by weight. It is preferable that the non-solvent is in the range of 0.1% by weight to 10% by weight. Among these, the polyvinylidene fluoride-based blend resin has a lower porous layer strength when it is extremely small, and the water permeability may be lowered when it is too large, so the range of 8% by weight to 20% by weight is more preferable. If the amount of the pore-opening agent is too small, the water permeability may decrease, and if the amount is too large, the strength of the porous layer may decrease. On the other hand, if the amount is extremely large, it may remain excessively in the polyvinylidene fluoride-based blend resin and elute during use, and the quality of the permeated water may deteriorate or the water permeability may fluctuate . Therefore, a more preferable range is 0.5 wt% to 10 wt%. Furthermore, if the amount of the solvent is too small, the stock solution is likely to be gelled, and if the amount is too large, the strength of the porous layer is lowered. If the amount of non-solvent is too large, gelation of the stock solution tends to occur, and if it is extremely small, control of the size of pores and macrovoids becomes difficult. Therefore, it is more preferably 0.5 wt% to 5 wt%.
一方、凝固浴としては、非溶媒、または非溶媒と溶媒とを含む混合溶液を用いることができる。製膜原液にも非溶媒を用いる場合、凝固浴における非溶媒は、凝固浴の少なくとも80重量%とするのが好ましい。少なすぎるとポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂の凝固速度が遅くなり細孔径が大きくなったりする。より好ましくは、85重量%〜100重量%の範囲である。一方、製膜原液に非溶媒を用いない場合、製膜原液にも非溶媒を用いる場合よりも、凝固浴における非溶媒の含有量を少なくすることが好ましいが、少なくとも60重量%とするのが好ましい。非溶媒が多いと、ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂の凝固速度が速くなって多孔質層の表面は緻密となり透水性が低下することがある。より好ましくは60重量%〜99重量%の範囲がよい。凝固浴中の非溶媒の含有量を調整することにより、多孔質層表面の孔径やマクロボイドの大きさを制御することができる。なお、凝固浴の温度は、あまり高いと凝固速度が速すぎるようになり、逆に、あまり低いと凝固速度が遅すぎるようになるので、通常、15℃〜80℃の範囲で選定するのが好ましい。より好ましくは20℃〜60℃の範囲である。 On the other hand, as the coagulation bath, a non-solvent or a mixed solution containing a non-solvent and a solvent can be used. When a non-solvent is used for the film-forming stock solution, the non-solvent in the coagulation bath is preferably at least 80% by weight of the coagulation bath. If the amount is too small, the coagulation rate of the polyvinylidene fluoride-based blend resin becomes slow and the pore diameter becomes large. More preferably, it is in the range of 85% by weight to 100% by weight. On the other hand, when a non-solvent is not used for the film-forming stock solution, it is preferable to reduce the content of the non-solvent in the coagulation bath, compared to the case where a non-solvent is also used for the film-forming stock solution. preferable. When the amount of non-solvent is large, the solidification rate of the polyvinylidene fluoride-based blend resin is increased, and the surface of the porous layer becomes dense and water permeability may be lowered. More preferably, the range is from 60% to 99% by weight. By adjusting the content of the non-solvent in the coagulation bath, the pore size on the surface of the porous layer and the size of the macrovoids can be controlled. If the temperature of the coagulation bath is too high, the coagulation rate will be too fast. Conversely, if the temperature is too low, the coagulation rate will be too slow, so it is usually selected in the range of 15 ° C to 80 ° C. preferable. More preferably, it is the range of 20 to 60 degreeC.
また、本発明の分離膜は、ナノろ過膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜とのいずれであってもよく、分離対象物質の大きさに応じて適当な一種以上の膜を選択、組み合わせればよいが、下廃水処理用としては特に限外ろ過膜、精密ろ過膜が好ましい。そして、平均粒径0.088μmの微粒子の阻止率が90%以上であることがさらに好ましい。この阻止率を満足しないときは、下廃水処理にあたって、菌体や汚泥などがリークしたり菌体や汚泥による目詰まりが起こったり、ろ過差圧の急激な上昇が起こったり、寿命が極端に短くなったりする。
Moreover, the separation membrane of the present invention, nanofiltration membrane, ultrafiltration membrane, may be any of the microfiltration membrane, select the appropriate one or more film according to the size of the separation subject substance, a combination However, an ultrafiltration membrane and a microfiltration membrane are particularly preferable for treating sewage wastewater. Further, it is more preferable that the rejection of fine particles having an average particle size of 0.088 μm is 90% or more. If not satisfied this rejection, when wastewater treatment, is or occurred clogging due bacteria and sludge or the like bacteria or sludge leaks, or occurred sudden upward rise of the filtration differential pressure, the life is extremely It becomes shorter.
ここで、阻止率は、逆浸透膜透過水にセラダイン社製ポリスチレンラテックス微粒子(公称粒径0.088μm、標準偏差0.0062μm)を10ppmの濃度になるように分散させた原水を、温度25℃、圧力10kPaの条件下で分離膜を透過させ、原水と透過水についてそれぞれ求めた波長202nmの紫外線の吸光度から、次式によって求める。 Here, the blocking rate is the temperature of 25 ° C. of raw water in which polystyrene latex fine particles (nominal particle size 0.088 μm, standard deviation 0.0062 μm) manufactured by Ceradyne are dispersed in reverse osmosis membrane permeated water to a concentration of 10 ppm. From the absorbance of ultraviolet light having a wavelength of 202 nm obtained by allowing the separation membrane to permeate under a pressure of 10 kPa and obtaining the raw water and the permeated water, respectively, the following equation is used.
また、本発明における接着方法は、分離膜とABS樹脂のエレメント支持板をホットメルト型接着剤を用いて、熱プレス法にて接着を行うことを特徴とする平膜への接着方法であり、ホットメルト型接着剤の発現し得るアンカー効果を最大限に引き出し、接着剤は分離膜の奥深くまで浸透させ分離膜の支持基材でも固定するものである。
The adhesive method of definitive to the present invention, the element support plate of the separation membrane and the ABS resin by using a hot-melt adhesive, be a method of bonding the flat membrane which is characterized in that an adhesive by hot press method The anchor effect that can be exhibited by the hot-melt adhesive is maximized, and the adhesive penetrates deep into the separation membrane and is fixed on the support substrate of the separation membrane.
そして、多孔質分離機能層は、基材層に対して、片面に偏って存在しても構わないし、また、両面に存在しても構わない。多孔質分離機能層は、基材層に対して、対称構造であっても、非対称構造であっても構わない。また、多孔質分離機能層が基材層に対して両面に存在している場合には、両側の多孔質分離機能層が、基材層を介して連続的であっても構わないし、不連続であっても構わない。 The porous separation functional layer may be present on one side with respect to the base material layer, or may be present on both sides. The porous separation functional layer may have a symmetric structure or an asymmetric structure with respect to the base material layer. Further, when the porous separation functional layer is present on both sides with respect to the base material layer, the porous separation functional layers on both sides may be continuous through the base material layer, or discontinuous It does not matter.
また、本発明において分離膜とABS樹脂のエレメント支持板とを接着する場合は、電子天秤の計量皿(株式会社タニタ製/TLC−500)の上に、ABS樹脂製のエレメント支持板を置き、その上にホットメルト接着材を乗せ、その上から分離膜を置き、分離膜の上から熱プレスやアイロン等により165℃の熱を加え0.13MPaの圧力で20秒間押さえつけ接着させることが好ましい。ここで、ホットメルト接着材の形状はホットメルト接着ガンを用いた場合はガット形状でもよくペレット形状でもよく、ホットメルト接着ガンを使用しない場合はシート状でもよく、またはフィルム状であってもよい。
In the present invention, when the separation membrane and the ABS resin element support plate are bonded, an ABS resin element support plate is placed on a weighing pan of an electronic balance (TANITA Corporation / TLC-500). It is preferable to place a hot melt adhesive thereon, place a separation membrane thereon, apply heat at 165 [deg.] C. with a hot press, iron, or the like from above the separation membrane, and press and adhere for 20 seconds at a pressure of 0.13 MPa. Here, the shape of hot-melt adhesive may be a good pellet shape in GATT shape when using a hot melt adhesive gun, even when not using the hot melt adhesive gun is a may be in sheet form or fill beam shape, Good.
なお、ホットメルト接着剤の付着量が少ないと均一に接着できなくリークすることから、分離膜とエレメント支持板との接着面に、幅10mm、厚さ0.15mmの線状に接着剤を付着することが好ましい。 Note that if the amount of hot melt adhesive is small, the adhesive cannot be uniformly adhered and leaks, so that the adhesive adheres in a linear form with a width of 10 mm and a thickness of 0.15 mm on the adhesive surface between the separation membrane and the element support plate. It is preferable to do.
かかるホットメルト接着剤としては、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂などが好ましい。なかでも、エレメント支持板の構成材として一般的に使用されるABS樹脂、および、分離膜の基材層として一般的に使用されるポリエステル繊維に対し馴染のよいポリエステル樹脂が特に好ましい。 As such a hot melt adhesive, polyacrylic ester resin, polyimide resin, polyurethane resin, polyolefin resin, polyester resin and the like are preferable. Among these, an ABS resin that is generally used as a constituent material of the element support plate and a polyester resin that is familiar to the polyester fiber that is generally used as the base material layer of the separation membrane are particularly preferable.
そして、分離膜とエレメント支持板の接着強度は、JIS K6854 180度剥離試験に準じて、“テンシロン”(TENSILON(登録商標)/UTM-4L TOYO MEASURING INSTRUMENTS CO., LTD)を用いて測定する。エレメント支持板にホットメルト接着剤で分離膜を張り合わせた幅25mmの分離膜サンプルとし、引っ張り速度200mm/minの速度で剥離強度の測定を行なう。
Then, the adhesive strength between the separation membrane and the element support plate is measured using “Tensilon” ( TENSILON (registered trademark) / UTM-4L TOYO MEASURING INSTRUMENTS CO., LTD) according to JIS K6854 180 degree peel test. A separation membrane sample having a width 25mm was laminated separation membrane with a hot-melt adhesive element support plate, to measure the peel strength at a rate of pulling speed 200 mm / min.
そして、本発明の分離膜を膜ろ過に使用するに際しては、分離膜が平膜状の場合、分離膜(または分離膜および流路材)と、透過液の集液部材とを有しているエレメントとすることや、このエレメントを複数個ハウジングに収容してモジュールとすることが好ましい。また、分離膜が中空糸状の場合は、その複数本の中空糸膜を一方向に引き揃えて、原液流入口および透過液流出口を有するハウジングに収容するとともに、少なくとも一方の端部を端面が開口状態となるようにケースに固定し、モジュールとすることが好ましい。エレメントやモジュールには、原液を分離膜に供給する手段と、分離膜を透過した透過液を集液する集液手段とを設けることで、液体処理装置として下廃水の処理等に好ましく用いることができる。 When the separation membrane of the present invention is used for membrane filtration, when the separation membrane is flat, it has a separation membrane (or a separation membrane and a flow path material) and a permeate collecting member. It is preferable to form an element or a module in which a plurality of elements are housed in a housing. In the case where the separation membrane is in the form of a hollow fiber, the plurality of hollow fiber membranes are aligned in one direction and accommodated in a housing having a stock solution inlet and a permeate outlet, and at least one end thereof is an end surface. The module is preferably fixed to the case so as to be in an open state. The element or module is preferably used for the treatment of sewage wastewater as a liquid processing apparatus by providing a means for supplying the stock solution to the separation membrane and a liquid collecting means for collecting the permeated liquid that has passed through the separation membrane. it can.
エレメントの形態は特に限定されないが、下廃水処理用途に好適に用いることができるエレメントの形態の一例を、図1、2を用いて説明する。 Although the form of an element is not specifically limited, An example of the form of the element which can be used suitably for a wastewater treatment use is demonstrated using FIG.
図1、2に示すエレメントは、剛性を有する支持板1の両面に、流路材2と平膜状の分離膜3とをこの順序で配してなる。この形態のエレメントは、膜面積を大きくすることが困難なので、透水量を大きくするために、支持板1の両面に分離膜3を配している。支持板1は、両面に凸部4と凹部5とを有している。分離膜3は、液体中の不純物をろ過する。流路材2は、分離膜3でろ過された透過水を効率よく支持板1に流すためものである。支持板1に流れた透過水は、支持板1の凹部を通って外部に取り出される。 The element shown in FIGS. 1 and 2 includes a flow path material 2 and a flat membrane-like separation membrane 3 arranged in this order on both sides of a rigid support plate 1. Since it is difficult to increase the membrane area of the element of this form, the separation membranes 3 are arranged on both surfaces of the support plate 1 in order to increase the water permeability. The support plate 1 has convex portions 4 and concave portions 5 on both sides. The separation membrane 3 filters impurities in the liquid. The flow path member 2 is for efficiently flowing the permeated water filtered by the separation membrane 3 to the support plate 1. The permeated water that has flowed to the support plate 1 is taken out through the recesses of the support plate 1.
支持板1は、板状体の両面に複数の凹凸を有した構造であれば特に限定されるものではないが、透過水取出口までの距離、流路抵抗を均一化して被処理水が膜面に対して均等に流れるように、凹部は一定間隔で並列配置された複数個の溝を形成するように設けることが好ましい。このとき、各凹部5の幅は、透過水量を高く保ちつつ厳しい曝気条件下での流路材2、分離膜3の落ち込みを防止するために、1〜20mmの範囲内、さらに1.5〜5mmの範囲内とするのが好ましい。凹部5の深さは、エレメントとしての厚みを抑えつつ透過水流路を確保するために1〜10mm程度の範囲内で選択するのが好ましい。さらに、支持板の強度を保ちつつ、透過水流路を十分に確保し透過水が流動する際の流動抵抗を抑えるために、凹部による支持板の空隙率は15〜85%の範囲内であることが好ましい。これは、直方体の支持板を100%としたときに凹部によって形成される空隙の容積比率を示すもので、空隙率が15%を下回ると流動抵抗が大きくなり透過水を効率よく取水できず、85%を上回ると支持板の強度が著しく低下する。
The support plate 1 is not particularly limited as long as it has a structure having a plurality of projections and depressions on both surfaces of the plate-like body. The recesses are preferably provided so as to form a plurality of grooves arranged in parallel at regular intervals so as to flow evenly relative to the surface. At this time, the width of each recess 5 is within a range of 1 to 20 mm, and further 1.5 to 5 in order to prevent the passage material 2 and the separation membrane 3 from falling down under severe aeration conditions while keeping the permeated water amount high. It is preferable to be within a range of 5 mm. The depth of the recess 5 is preferably selected within a range of about 1 to 10 mm in order to secure the permeate flow path while suppressing the thickness as the element. Furthermore, the porosity of the support plate due to the recesses is in the range of 15 to 85% in order to sufficiently secure the permeate flow path and suppress the flow resistance when the permeate flows, while maintaining the strength of the support plate. Is preferred. This indicates the volume percentage of voids formed by the recesses when the support plate straight rectangular parallelepiped of 100%, can be efficiently intake flow resistance increases permeate the porosity is below 15% However, if it exceeds 85%, the strength of the support plate is significantly reduced.
また、支持板1の材質としては、ASTM試験法のD638における引張り強さが15MPa程度以上の剛性を持つ材質が好ましい。ステンレスなどの金属類、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニルなどの樹脂、繊維強化樹脂(FRP)などの複合材料、その他の材質などを好ましく使用することができる。 The material of the support plate 1 is preferably a material having a rigidity with a tensile strength of about 15 MPa or more in accordance with ASTM test method D638. Metals such as stainless steel, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), resins such as polyethylene, polypropylene and vinyl chloride, composite materials such as fiber reinforced resin (FRP), and other materials are preferably used. it can.
また、本発明のエレメントにおいては、図1に示すように支持板1の周縁部に枠体6を設置することも好ましい。この場合、分離膜3は支持板1と枠体6の間に嵌挿してもよく、また、枠体6の外部表面に接着させてもよい。ここで、「接着」とは、接触させた状態で固定することをいい、別途樹脂など用いて接着しても、分離膜そのものを溶着しても、さらにはその他種々の方法で接着してもいい。樹脂の押出成形などの安価な製法で製作された支持板1の周縁部に、射出成形、押出成形などで製作した枠体6を嵌めこむようにすることで、コストを削減できる。支持板1を嵌めこみやすくするため、枠体6は、断面がコ型状になるように形成することが好ましい。
Moreover, in the element of this invention, it is also preferable to install the frame 6 in the peripheral part of the support plate 1 as shown in FIG. In this case, the separation membrane 3 may be fitted between the support plate 1 and the frame body 6 or may be adhered to the outer surface of the frame body 6. Here, "adhesion" refers to the fixed child being in contact, be bonded with such separately resin, also by welding the separation membrane itself, further adhered in other various ways Also good. Costs can be reduced by fitting the frame body 6 manufactured by injection molding, extrusion molding, or the like into the periphery of the support plate 1 manufactured by an inexpensive manufacturing method such as resin extrusion molding. In order to make it easy to fit the support plate 1, the frame body 6 is preferably formed so that the cross-section is a U-shape.
上述のように構成されたエレメントにおいては、分離膜3によってろ過された透過水が、流路材2、支持板1の凹部5へと流動し、最終的に透過水取出口7からエレメント外部へと排出される。 In the element configured as described above, the permeated water filtered by the separation membrane 3 flows to the flow path member 2 and the concave portion 5 of the support plate 1 and finally from the permeated water outlet 7 to the outside of the element. And discharged.
続いて、上記エレメントを複数枚ハウジングに収容したモジュールおよびその使用方法を図1〜3に基づいて説明する。図3は、複数枚のエレメント9が、互いに平行に、かつ、分離膜3の膜面間に空間ができるようにハウジング内に収納された分離膜モジュール10を示している。この分離膜モジュール10は、被処理水槽11に貯えた有機性廃水などの被処理水に浸漬するようにして使用される。分離膜モジュール10の内部には鉛直方向に装填された複数枚のエレメント9と、その下方にブロア13からの気体を分離膜の膜面に供給する散気装置12とを設け、また、分離膜モジュール10よりも下流側には透過水を吸引するポンプ14を設けている。 Then, the module which accommodated the said element in multiple sheets housing, and its usage method are demonstrated based on FIGS. FIG. 3 shows a separation membrane module 10 in which a plurality of elements 9 are housed in a housing so that a space is formed between the membrane surfaces of the separation membrane 3 in parallel with each other. The separation membrane module 10 is used so as to be immersed in water to be treated such as organic waste water stored in the water tank 11 to be treated. Inside the separation membrane module 10 are provided a plurality of elements 9 loaded in the vertical direction, and an air diffuser 12 for supplying the gas from the blower 13 to the membrane surface of the separation membrane below it, and the separation membrane A pump 14 for sucking permeate is provided downstream of the module 10.
このように構成された下廃水処理装置において、廃水などの被処理水は、ポンプ14の吸引力により分離膜3を通過する。この際、被処理水中に含まれる汚泥、無機物粒子などの懸濁物質がろ過される。そして、分離膜3を通過した透過水は、流路材2によって形成されている透過水流路を経て、支持板1の凹部5から枠体6内に形成された集水部8を通り、透過水取出口7を通って被処理水槽11の外部に取り出される。一方、ろ過と並行して散気装置12が気泡を発生し、その気泡のエアリフト作用によって生じる、エレメント9の膜面に平行な上昇流が、膜面に堆積したろ過物を離脱させる。
In the sewage wastewater treatment apparatus configured as described above, water to be treated such as wastewater passes through the separation membrane 3 by the suction force of the pump 14. At this time, sludge that is part of water to be treated, the suspended solids such as inorganic particles are filtered. Then, the permeated water that has passed through the separation membrane 3 passes through the water collecting section 8 formed in the frame body 6 from the concave portion 5 of the support plate 1 through the permeated water flow path formed by the flow path material 2 and permeated. The water is taken out from the water tank 11 through the water outlet 7. On the other hand, the air diffuser 12 generates bubbles in parallel with the filtration, and the upward flow parallel to the membrane surface of the element 9 generated by the air lift action of the bubbles separates the filtrate deposited on the membrane surface.
もちろん、被処理液としては、下廃水に限られるのではなく、水処理分野であれば浄水処理、上水処理、廃水処理、工業用水製造などで利用でき、河川水、湖沼水、地下水、海水、下水、廃水などを被処理水とすることができる。 Of course, the liquid to be treated is not limited to sewage wastewater, but can be used in the water treatment field for water purification, clean water treatment, wastewater treatment, industrial water production, river water, lake water, groundwater, seawater, etc. Sewage, waste water, etc. can be treated water.
実施例、比較例における分離膜の透水量と阻止率は、次のように測定した。
分離膜の透水量の測定は、分離膜を直径50mmの円形に切り出し、円筒型のろ過ホルダーにセットし、逆浸透膜透過水を25℃で、水頭高さ1mで5分間予備透過させた後、続けて透過させて透過水を5分間採取して求めた。
The water permeability and blocking rate of the separation membranes in the examples and comparative examples were measured as follows.
To measure the water permeability of the separation membrane, cut the separation membrane into a circle with a diameter of 50 mm, set it in a cylindrical filter holder, and pre-permeate the reverse osmosis membrane permeate at 25 ° C. for 5 minutes at a head height of 1 m. Then, the permeated water was sampled for 5 minutes after permeation.
阻止率は、ラテックス粒子(セラダイン社製ポリスチレンラテックス微粒子、公称粒径0.088μm、標準偏差0.0062μm)を用いて濃度の検量線を求めた。すなわち、微粒子阻止率測定用のホルダー(UHP−43K、アドバンテック東洋(株)製)に分離膜(直径43mm)をセットし、ラテックス粒子濃度約10ppmに調製した原水を入れ、評価圧力10kPaの窒素圧で、原水を攪拌しながら、25cc予備透過をした後、25ccの透過水を採取して、原水と透過水のラテックス粒子濃度を分光光度計(日立製作所製、U−3200)で波長202nmの紫外線の吸光度で測定して、その濃度比から次の式により阻止率を求めた。 For the rejection, a calibration curve of the concentration was obtained using latex particles (polystyrene latex fine particles manufactured by Ceradyne, nominal particle size 0.088 μm, standard deviation 0.0062 μm). That is, a separation membrane (diameter: 43 mm) is set in a holder for measuring a fine particle rejection rate (UHP-43K, manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.), raw water prepared to a latex particle concentration of about 10 ppm is added, and a nitrogen pressure with an evaluation pressure of 10 kPa is added. Then, 25 cc of permeated water was collected while stirring the raw water, and 25 cc of permeated water was collected, and the latex particle concentration of the raw water and the permeated water was measured with an ultraviolet ray having a wavelength of 202 nm using a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, U-3200). The blocking rate was determined from the concentration ratio by the following formula.
分離膜とABS樹脂製のエレメント支持板の接着は、電子天秤(TLC-500 株式会社タニタ製)の上にエレメント支持板を乗せ、その上に幅10mm、長さ50mm、厚さ150μmのホットメルト接着剤のフィルムを置き、さらにその上に分離膜を乗せ、分離膜の上から165℃に熱したアイロンで0.13MPaの加重を20秒間かけて接着させ、接着後、膜サンプルの幅25mmになるようカットして接着強度測定用の膜サンプルを作製した。 Adhesion between the separation membrane and the element support plate made of ABS resin is done by placing the element support plate on an electronic balance (TLC-500, manufactured by Tanita Co., Ltd.), and hot melt with a width of 10 mm, length of 50 mm, and thickness of 150 μm. Place a film of adhesive, place a separation membrane on it, and apply a 0.13 MPa load over 20 seconds with an iron heated to 165 ° C. from above the separation membrane. After adhesion, the membrane sample has a width of 25 mm. The film sample for adhesive strength measurement was produced by cutting.
また、分離膜の接着試験は“テンシロン”(TENSILON(登録商標)/UTM-4L TOYO MEASURING INSTRUMENTS CO., LTD)を用いて、JIS K6854 180度剥離試験に準じて、引っ張り速度200mm/min、分離膜のサンプル幅は25mmの条件で剥離試験を行い、接着強度を求めた。
Further, the adhesion test of the separation membrane "Tensilon" (TENSILON (TM) / UTM-4L TOYO MEASURING INSTRUMENTS CO., LTD) by using, in accordance with JIS K6854 180 degree peel test, tensile speed 200 mm / min, A separation test was performed under the condition that the sample width of the separation membrane was 25 mm, and the adhesive strength was obtained.
<実施例1>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF/呉羽化学工業株式会社製、KF#850)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS/テイジンアモコ エンジニアリング プラスチック株式会社製、P−3500)、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
<Example 1>
Polyvinylidene fluoride (PVDF / manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd., KF # 850) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, and polysulfone (PS / manufactured by Teijin Amoco Engineering Plastics Co., Ltd., P-3500) as an auxiliary component resin Using polyoxyethylene sorbitan monostearate as a pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF) as a solvent, and H 2 O as a non-solvent, respectively, and stirring them sufficiently at a temperature of 95 ° C. A film-forming stock solution having a composition was obtained.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :15.3重量%
ポリスルホン(PS) : 1.7重量%
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 15.3% by weight
Polysulfone (PS): 1.7% by weight
Polyoxyethylene sorbitan monostearate: 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬しさらに90℃の熱水に2分間浸漬して溶媒であるN,N−ジメチルホルムアミドおよび開孔剤であるモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。 Next, after the film-forming stock solution is cooled to 30 ° C., it is applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm, and after application, immediately immersed in pure water at 20 ° C. for 5 minutes. It was immersed in hot water at 90 ° C. for 2 minutes to wash away N, N-dimethylformamide as a solvent and polyoxyethylene sorbitan monostearate as a pore opening agent to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、99.1%と高い値であった。また、透水量は40.2×10−9m3/m2・s・Paであった。
分離膜とABS樹脂製のエレメント支持板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、90.8N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 99.1%. Moreover, the water permeability was 40.2 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
When a peel test of adhesive strength was performed by attaching the separation membrane and an ABS resin element support plate with a hot melt adhesive, a desired level of 90.8 N / 25 mm was satisfied. Incidentally, showing the results in Table 1.
さらに、ブレンド樹脂により製膜した分離膜の表面(多孔質分離機能層の表面)には、図4に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても、ブレンドしていないポリフッ化ビニリデン樹脂と同レベルの表面構造が観察された。また、裏面構造(原液が抜けた状態)は図16に示す通り走査型電子顕微鏡観察によっても、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態が観察された。 Furthermore, as shown in FIG. 4, the surface of the separation membrane formed with the blend resin (the surface of the porous separation functional layer) has the same level as that of the unblended polyvinylidene fluoride resin, even by observation with a scanning electron microscope. A surface structure was observed. In addition, as shown in FIG. 16, the back surface structure (the state in which the stock solution was removed) was also observed by a scanning electron microscope, with the polyvinylidene fluoride resin covering the base material layer.
<実施例2>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS)、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
<Example 2>
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, polysulfone (PS) as a secondary component resin, polyoxyethylene sorbitan monostearate as a pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF as a solvent) ), H 2 O was used as a non-solvent, and these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film-forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :11.9重量%
ポリスルホン(PS) : 5.1重量%
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 11.9% by weight
Polysulfone (PS): 5.1% by weight
Polyoxyethylene sorbitan monostearate: 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。 Next, after cooling the film-forming stock solution to 30 ° C., it was applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm, and after application, immediately immersed in pure water at 20 ° C. for 5 minutes, Further, it was immersed in hot water at 90 ° C. for 2 minutes to wash away N, N-dimethylformamide and polyoxyethylene sorbitan monostearate to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、98.8%と高い値であった。また、透水量は40.9×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、71.2N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 98.8%. Moreover, the water permeability was 40.9 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were pasted with a hot melt adhesive and a peel test for the adhesive strength was performed, the desired level of 71.2 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
さらに、ブレンド樹脂により製膜した分離膜の表面には、図5に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても、ブレンドしていないポリフッ化ビニリデン樹脂と同レベルの表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, as shown in FIG. 5, the surface structure of the same level as that of the unblended polyvinylidene fluoride resin was observed on the surface of the separation membrane formed by the blend resin as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<実施例3>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS)、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
<Example 3>
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, polysulfone (PS) as a secondary component resin, polyoxyethylene sorbitan monostearate as a pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF as a solvent) ), H 2 O was used as a non-solvent, and these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film-forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :8.67重量%
ポリスルホン(PS) :8.33重量%
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 8.67% by weight
Polysulfone (PS): 8.33 wt%
Polyoxyethylene sorbitan monostearate: 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンを洗い流し、分離膜を得た。 Next, after cooling the film-forming stock solution to 30 ° C., it was applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm, and after application, immediately immersed in pure water at 20 ° C. for 5 minutes, Further, it was immersed in hot water at 90 ° C. for 2 minutes to wash away N, N-dimethylformamide and polyoxyethylene sorbitan monostearate to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、99.0%と高い値であった。また、透水量は43.1×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、34.7N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 99.0%. Moreover, the water permeability was 43.1 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were pasted with a hot melt adhesive and a peel test for the adhesive strength was performed, the desired level of 34.7 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
さらに、ブレンド樹脂により製膜した分離膜の表面には、図6に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても、ブレンドしていないポリフッ化ビニリデン樹脂と同レベルの表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, as shown in FIG. 6, the surface structure of the same level as that of the unblended polyvinylidene fluoride resin was observed on the surface of the separation membrane formed with the blend resin as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<実施例4>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS)、開孔剤としてポリエチレングリコール(PEG20,000)、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
<Example 4>
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as the main component resin in the polyvinylidene fluoride blend resin, polysulfone (PS) as the secondary component resin, polyethylene glycol (PEG 20,000) as the pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF as the solvent) ), H 2 O was used as a non-solvent, and these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film-forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :15.3重量%
ポリスルホン(PS) : 1.7重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 15.3% by weight
Polysulfone (PS): 1.7% by weight
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
Next, after the film-forming stock solution is cooled to 30 ° C., it is applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm. washed out N, N- dimethylformamide and polyethylene glycol was further immersed for 2 minutes in 90 ° C. hot water, to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、97.1%と高い値であった。また、透水量は34.3×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、85.1N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured for the above separation membrane, it was a high value of 97.1%. Moreover, the water permeability was 34.3 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were pasted with a hot melt adhesive and subjected to a peel test of the adhesive strength, the desired level of 85.1 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
さらに、ブレンド樹脂により製膜した分離膜の表面には、図7に示す通り走査型電子顕微鏡観察によっても、ブレンドしていないポリフッ化ビニリデン樹脂と同レベルの表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, on the surface of the separation membrane formed with the blend resin, a surface structure of the same level as that of the unblended polyvinylidene fluoride resin was observed by scanning electron microscope observation as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<実施例5>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS)、開孔剤としてポリエチレングリコール(PEG20,000)、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
<Example 5>
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as the main component resin in the polyvinylidene fluoride blend resin, polysulfone (PS) as the secondary component resin, polyethylene glycol (PEG 20,000) as the pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF as the solvent) ), H 2 O was used as a non-solvent, and these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film-forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :11.9重量%
ポリスルホン(PS) : 5.1重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 11.9% by weight
Polysulfone (PS): 5.1% by weight
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
Next, after cooling the film-forming stock solution to 30 ° C., it was applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm, and after application, immediately immersed in pure water at 20 ° C. for 5 minutes, washed out N, N- dimethylformamide and polyethylene glycol was further immersed for 2 minutes in 90 ° C. hot water, to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、98.2%と高い値であった。また、透水量は36.2×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、60.8N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle diameter of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 98.2%. Moreover, the water permeability was 36.2 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were pasted with a hot melt adhesive and subjected to a peel test for adhesive strength, the desired level of 60.8 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
さらに、ブレンド樹脂により製膜した分離膜の表面には、図8に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても、ブレンドしていないポリフッ化ビニリデン樹脂と同レベルの表面構造が観察されなかった。 Further, as shown in FIG. 8, the surface structure of the same level as that of the unblended polyvinylidene fluoride resin was not observed on the surface of the separation membrane formed with the blend resin as shown in FIG.
<実施例6>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS)、開孔剤としてポリエチレングリコール(PEG20,000)、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
<Example 6>
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as the main component resin in the polyvinylidene fluoride blend resin, polysulfone (PS) as the secondary component resin, polyethylene glycol (PEG 20,000) as the pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF as the solvent) ), H 2 O was used as a non-solvent, and these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film-forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :8.67重量%
ポリスルホン(PS) :8.33重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 8.67% by weight
Polysulfone (PS): 8.33 wt%
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
Next, after cooling the film-forming stock solution to 30 ° C., it was applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm, and after application, immediately immersed in pure water at 20 ° C. for 5 minutes, washed out N, N- dimethylformamide and polyethylene glycol was further immersed for 2 minutes in 90 ° C. hot water, to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、98.0%と高い値であった。また、透水量は38.0×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、35.1N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 98.0%. Moreover, the water permeability was 38.0 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were pasted with a hot melt adhesive and subjected to a peel test for adhesive strength, the desired level of 35.1 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
さらに、ブレンド樹脂により製膜した分離膜の表面には、図9に示す通り、走査型電子顕微鏡観察によっても、ブレンドしていないポリフッ化ビニリデン樹脂と同レベルの表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, as shown in FIG. 9, the surface structure of the same level as that of the unblended polyvinylidene fluoride resin was observed on the surface of the separation membrane formed by the blend resin as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<参考例1>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリアクリロニトリル(PAN)、開孔剤としてポリエチレングリコール(PEG20,000)、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
< Reference Example 1 >
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, polyacrylonitrile (PAN) as an auxiliary component resin, polyethylene glycol (PEG 20,000) as a pore opening agent, N, N-dimethylformamide (as a solvent) DMF) and H 2 O as non-solvents were used respectively, and these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :15.3重量%
ポリアクリロニトリル(PAN) : 1.7重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 15.3% by weight
Polyacrylonitrile (PAN): 1.7% by weight
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
Next, after the film-forming stock solution is cooled to 30 ° C., it is applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm. washed out N, N- dimethylformamide and polyethylene glycol was further immersed for 2 minutes in 90 ° C. hot water, to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、98.6%と高い値であった。また、透水量は34.4×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、33.6N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle diameter of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 98.6%. Moreover, the water permeability was 34.4 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were pasted with a hot melt adhesive and subjected to a peel test for adhesive strength, the desired level of 33.6 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
<参考例2>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、開孔剤としてポリエチレングリコール(PEG20,000)、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
< Reference Example 2 >
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin) as an auxiliary component resin, polyethylene glycol (PEG 20,000) as a pore-opening agent, and as a solvent Using N, N-dimethylformamide (DMF) and H 2 O as a non-solvent, these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film-forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :15.3重量%
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂) : 1.7重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 15.3% by weight
Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin): 1.7% by weight
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
Next, after the film-forming stock solution is cooled to 30 ° C., it is applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm. washed out N, N- dimethylformamide and polyethylene glycol was further immersed for 2 minutes in 90 ° C. hot water, to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、98.7%と高い値であった。また、透水量は40.1×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、42.1N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 98.7%. The water permeability was 40.1 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were attached with a hot melt adhesive and subjected to a peel test of the adhesive strength, the desired level of 42.1 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
<参考例3>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてアクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、開孔剤としてポリエチレングリコール(PEG20,000)、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、これらを95℃の温度下で十分に攪拌し、次の組成を有する製膜原液を得た。
< Reference Example 3 >
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin) as an auxiliary component resin, polyethylene glycol (PEG 20,000) as a pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF) and H 2 O as a non-solvent were used, respectively, and these were sufficiently stirred at a temperature of 95 ° C. to obtain a film-forming stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :15.3重量%
アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂) : 1.7重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 15.3% by weight
Acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin): 1.7% by weight
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
次に、上記製膜原液を30℃に冷却した後、密度0.48g/cm3、厚み220μmのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに20℃の純水中に5分間浸漬し、さらに90℃の熱水に2分間浸漬してN,N−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
Next, after the film-forming stock solution is cooled to 30 ° C., it is applied to a non-woven fabric made of polyester fiber having a density of 0.48 g / cm 3 and a thickness of 220 μm. washed out N, N- dimethylformamide and polyethylene glycol was further immersed for 2 minutes in 90 ° C. hot water, to obtain a separation membrane.
次に、上記分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、98.2%と高い値であった。また、透水量は40.6×10−9m3/m2・s・Paであった。
次に、上記分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、40.3N/25mmと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表1に示す。
Next, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle diameter of 0.088 μm was measured for the separation membrane, it was a high value of 98.2%. Moreover, the water permeation amount was 40.6 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
Next, when the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were attached with a hot melt adhesive and subjected to a peel test of the adhesive strength, the desired level of 40.3 N / 25 mm was satisfied. The results are shown in Table 1.
<比較例1>
副成分樹脂であるポリスルホン樹脂を用いず、ポリフッ化ビニリデン樹脂のみで、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例1と同様にして得られた分離膜を評価した。
<Comparative Example 1>
A separation membrane obtained in the same manner as in Example 1 was evaluated except that the polysulfone resin, which is an auxiliary component resin, was not used, and only a polyvinylidene fluoride resin was used to form a membrane with a stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :17.0重量%
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 17.0% by weight
Polyoxyethylene sorbitan monostearate: 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
得られた分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、99.2%であった。また、透水量は42.3×10−9m3/m2・s・Paであった。
分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、3.8N/25mmと、低い接着強度であった。なお、結果を表1に示す。
With respect to the obtained separation membrane, the rejection rate of latex fine particles having an average particle diameter of 0.088 μm was measured and found to be 99.2%. Moreover, the water permeability was 42.3 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
When the separation membrane and the ABS plate as the element support plate were attached with a hot melt adhesive and subjected to a peel test of the adhesive strength, the adhesive strength was as low as 3.8 N / 25 mm. The results are shown in Table 1.
さらに、上記の分離膜の表面構造は、走査型電子顕微鏡観察によって図10に示す通り膜表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, the surface structure of the separation membrane was observed by scanning electron microscope observation as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<比較例2>
実施例1においての主成分樹脂であるポリフッ化ビニリデン樹脂を用いず、副成分樹脂であるポリスルホン樹脂のみで、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例1と同様にして得られた分離膜を評価した。
<Comparative example 2>
It was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyvinylidene fluoride resin as the main component resin in Example 1 was not used, and only the polysulfone resin as the subcomponent resin was used to form a film with a stock solution having the following composition. The separation membrane was evaluated.
ポリスルホン(PS) :17.0重量%
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polysulfone (PS): 17.0% by weight
Polyoxyethylene sorbitan monostearate: 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
得られた分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、83.1%と低い値であった。また、透水量は8.1×10−9m3/m2・s・Paであり、透水量が低かった。
さらに、分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、97.4N/25mmであった。なお、結果を表1に示す。
With respect to the obtained separation membrane, the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured and found to be a low value of 83.1%. Further, the water permeability was 8.1 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa, and the water permeability was low.
Furthermore, it was 97.4 N / 25mm when it stuck on the separation membrane and the ABS board which is an element support board with the hot-melt-adhesive, and the adhesive strength peeling test was done. The results are shown in Table 1.
さらに、上記の分離膜の表面構造は、走査型電子顕微鏡観察によって図11に示す通り細孔数が少なく不均一な膜表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, the surface structure of the separation membrane was observed by scanning electron microscope, and a non-uniform film surface structure with a small number of pores was observed as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<比較例3>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS)、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例1と同様にして得られた分離膜を評価した。
<Comparative Example 3>
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, polysulfone (PS) as a secondary component resin, polyoxyethylene sorbitan monostearate as a pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF as a solvent) ), A separation membrane obtained in the same manner as in Example 1 was evaluated except that H 2 O was used as a non-solvent and a membrane was prepared with a stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) : 1.7重量%
ポリスルホン(PS) :15.3重量%
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 1.7 by weight%
Polysulfone (PS): 15.3% by weight
Polyoxyethylene sorbitan monostearate: 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
得られた分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、74.2%と低い値であった。また、透水量は12.6×10−9m3/m2・s・Paと、透水量が低かった。
分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、88.7N/25mmであった。なお、結果を表1に示す。
The obtained separation membrane was measured for a blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm, and it was a low value of 74.2%. Further, the water permeability was 12.6 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa, and the water permeability was low.
It was 88.7 N / 25mm when it stuck on the separation membrane and the ABS plate which is an element support plate with the hot melt adhesive, and the peel test of the adhesive strength was performed. The results are shown in Table 1.
さらに、上記の分離膜の表面構造は、走査型電子顕微鏡観察によって図12に示す通り細孔数が少なく不均一な膜表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, the surface structure of the above-mentioned separation membrane was observed by scanning electron microscope, and an uneven membrane surface structure with a small number of pores was observed as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<比較例4>
ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂における主成分樹脂としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)樹脂、副成分樹脂としてポリスルホン(PS)、開孔剤としてモノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例1と同様にして得られた分離膜を評価した。
<Comparative example 4>
Polyvinylidene fluoride (PVDF) resin as a main component resin in a polyvinylidene fluoride-based blend resin, polysulfone (PS) as a secondary component resin, polyoxyethylene sorbitan monostearate as a pore-opening agent, N, N-dimethylformamide (DMF as a solvent) ), A separation membrane obtained in the same manner as in Example 1 was evaluated except that H 2 O was used as a non-solvent and a membrane was prepared with a stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) : 5.1重量%
ポリスルホン(PS) :11.9重量%
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 5.1% by weight
Polysulfone (PS): 11.9% by weight
Polyoxyethylene sorbitan monostearate: 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
得られた分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、72.1%と低い値であった。また、透水量は17.3×10−9m3/m2・s・Paと低かった。
分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、73.9N/25mmであった。なお、結果を表1に示す。
With respect to the obtained separation membrane, when the blocking rate of latex fine particles having an average particle size of 0.088 μm was measured, it was a low value of 72.1%. Further, the water permeability was as low as 17.3 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
It was 73.9N / 25mm when it stuck on the separation membrane and the ABS plate which is an element support plate with a hot melt adhesive, and the peel test of the adhesive strength was performed. The results are shown in Table 1.
さらに、上記の分離膜の表面構造は、走査型電子顕微鏡観察によって図13に示す通り細孔数が少なく不均一な膜表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Furthermore, the surface structure of the above-mentioned separation membrane was observed by scanning electron microscope, and an uneven membrane surface structure with a small number of pores was observed as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<比較例5>
実施例4においての主成分樹脂であるポリフッ化ビニリデン樹脂のみで、副成分樹脂であるポリスルホン樹脂を用いず、開孔剤としてポリエチレングリコール(PEG20,000)、溶媒としてN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、非溶媒としてH2Oをそれぞれ用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例4と同様にして得られた分離膜を評価した。
<Comparative Example 5>
In Example 4, only the polyvinylidene fluoride resin, which is the main component resin, without using the polysulfone resin, which is a subcomponent resin, polyethylene glycol (PEG 20,000) as the pore-opening agent, and N, N-dimethylformamide (DMF) as the solvent ), A separation membrane obtained in the same manner as in Example 4 was evaluated except that H 2 O was used as a non-solvent and a membrane was prepared with a stock solution having the following composition.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF) :17.0重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polyvinylidene fluoride (PVDF): 17.0% by weight
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
得られた分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、99.2%であった。また、透水量は22.3×10−9m3/m2・s・Paと、低かった。
分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、4.6N/25mmであった。なお、結果を表1に示す。
With respect to the obtained separation membrane, the rejection rate of latex fine particles having an average particle diameter of 0.088 μm was measured and found to be 99.2%. Moreover, the water permeability was as low as 22.3 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa.
It was 4.6 N / 25 mm when it was pasted with a hot melt adhesive on the separation membrane and an ABS plate as an element support plate, and a peel test of the adhesive strength was performed. The results are shown in Table 1.
さらに、上記の分離膜の表面構造は、走査型電子顕微鏡観察によって図14に示す通り細孔数が少ない膜表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Further, the surface structure of the separation membrane was observed by a scanning electron microscope, as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
<比較例6>
実施例4においての主成分樹脂であるポリフッ化ビニリデン樹脂を用いず、副成分樹脂であるポリスルホン樹脂のみで、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例4と同様にして得られた分離膜を評価した。
<Comparative Example 6>
Without using the polyvinylidene fluoride resin is a main component resin of Oite in Example 4, only a polysulfone resin is a subcomponent resin, except that a film was formed by a stock solution having the following composition in the same manner as in Example 4 to give The obtained separation membrane was evaluated.
ポリスルホン(PS) :17.0重量%
ポリエチレングリコール(PEG20,000) : 8.0重量%
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF) :72.0重量%
H2O : 3.0重量%
Polysulfone (PS): 17.0% by weight
Polyethylene glycol (PEG 20,000): 8.0% by weight
N, N-dimethylformamide (DMF): 72.0% by weight
H 2 O: 3.0% by weight
得られた分離膜について、平均粒径0.088μmラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、72.3%と低い値であった。また、透水量は20.2×10−9m3/m2・s・Paでとなった。すなわち、透水量が低下した。
さらに、分離膜とエレメント支持板であるABS板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、98.0N/25mmであった。なお、結果を表1に示す。
With respect to the obtained separation membrane, the blocking rate of latex fine particles having an average particle diameter of 0.088 μm was measured and found to be a low value of 72.3%. Further, the water permeability was 20.2 × 10 −9 m 3 / m 2 · s · Pa. That is, the water permeability decreased.
Furthermore, it was 98.0N / 25mm when it stuck on the separation membrane and the ABS board which is an element support board with the hot-melt-adhesive, and the adhesive strength peeling test was done. The results are shown in Table 1.
さらに、分離膜の表面構造は、走査型電子顕微鏡観察によって図15に示す通り膜表面構造が観察された。また、裏面構造は実施例1(図16)の場合と同様、ポリフッ化ビニリデン樹脂が基材層を覆った状態であった。 Further, the surface structure of the separation membrane was observed by scanning electron microscope observation as shown in FIG. Moreover, the back surface structure was the state which covered the base material layer with the polyvinylidene fluoride resin similarly to the case of Example 1 (FIG. 16).
1:支持板
2:流路材
3:分離膜
4:凸部
5:凹部(溝)
6:枠体
7:ろ過液取出口
8:集液部
9:エレメント
10:分離膜モジュール
11:廃処理水槽
12:散気装置
13:ブロア
14:ポンプ
1: support plate 2: flow path material 3: separation membrane 4: convex part 5: concave part (groove)
6: Frame 7: Filtrate outlet 8: Liquid collector 9: Element 10: Separation membrane module 11: Waste treatment water tank 12: Air diffuser 13: Blower 14: Pump
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