JP5526489B2

JP5526489B2 - 脱気モジュール内の気泡除去方法

Info

Publication number: JP5526489B2
Application number: JP2008089782A
Authority: JP
Inventors: 美江谷崎; 禎仁中原; 学笹川
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2028-03-31
Also published as: JP2009240897A

Description

本発明は、脱気モジュールの内部に混入した気泡を除去する脱気モジュール内の気泡除去方法に関する。

液体に溶存する気体は使用状況によっては気泡の発生に繋がり、様々な用途で弊害となるため、溶存気体の除去が検討されている。例えば、インクジェットプリンタにおいて、インクを吐出する際にインク中に気泡が含まれていると、印刷物の解像度や鮮明さに影響する。そこで、インク中から溶存気体を除去する方法として、インクカートリッジへのインク充填時に中空糸膜を用いた脱気モジュールにより脱気する方法が検討されている。
脱気モジュールとしては、例えば、中空糸膜を備えた内部潅流式脱気モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。この内部潅流式脱気モジュールでは、中空糸膜の外周面側から減圧しながら中空糸膜の中空部に被処理液を通過させることにより、被処理液を脱気する。
特開平７−１３６４７２号公報

内部潅流式脱気モジュールにおいては、原液供給タンクの交換等、様々な原因で気泡が内部に混入してしまうことがあった。ところが、この内部潅流式脱気モジュールでは、被処理液中の気体の除去は容易にできるものの、内部に入り込んでしまった気泡は容易に除去できなかった。脱気モジュール内の気泡を除去する方法として、例えば、脱気モジュールを振動させる方法、脱気モジュール内を脱気する方法などが考えられる。しかし、脱気モジュールを振動させる方法は簡便ではなく、脱気する方法は短時間で気泡を除去できなかった。
本発明は、前記事情を鑑みてなされたものであり、脱気モジュールの内部に混入した気泡を簡便にかつ短時間に除去できる脱気モジュール内の気泡除去方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を包含する。
［１］中空糸膜を備えた内部潅流式脱気モジュールの内部に混入した気泡を除去する脱気モジュール内の気泡除去方法であって、
中空糸膜に空気を加圧供給することなく、内部潅流式脱気モジュールの中空糸膜の中空部に、界面活性剤濃度が１．５〜２．５質量％の界面活性剤水溶液を通過させることを特徴とする脱気モジュール内の気泡除去方法。

本発明の脱気モジュール内の気泡除去方法によれば、脱気モジュールの内部に混入した気泡を簡便にかつ短時間に除去できる。

本発明の脱気モジュール内の気泡除去方法（以下、気泡除去方法と略す。）の一実施形態例について説明する。
図１に、本実施形態例の気泡除去方法を適用する脱気装置を示す。この脱気装置１０は、脱気モジュール１１と、脱気モジュール１１の一方の端部１１ａに取り付けられた被処理液供給管１２と、脱気モジュール１１の他方の端部１１ｂに取り付けられた排出管１３と、被処理液供給管１２に取り付けられた界面活性剤水溶液供給管１４と、脱気モジュール１１の内部に排気管１５ａを介して接続された真空ポンプ１５とを具備する。
脱気装置１０における脱気モジュール１１は、一方の端部１１ａから他方の端部１１ｂにかけて多数の中空糸膜（図示せず）をハウジングケース１１ｃ内に備え、中空糸膜の中空部に被処理液を通過させる内部潅流式の脱気モジュールである。
上記脱気装置１０では、真空ポンプ１５により中空糸膜の外周面側から減圧しながら、被処理液供給管１２から被処理液を脱気モジュール１１内の中空糸膜に供給し、排出管１３に向けて中空糸膜の中空部を通過させることにより脱気する。

本実施形態例の気泡除去方法では、脱気モジュール１１の内部に気泡が混入した際に、脱気モジュール１１の中空糸膜に空気を加圧供給することなく、界面活性剤水溶液供給管１４から被処理液供給管１２に界面活性剤水溶液を供給し、被処理液供給管１２から脱気モジュール１１の中空糸膜の中空部に界面活性剤水溶液を供給する。
中空糸膜の中空部を通過した界面活性剤水溶液は排出管１３を介して脱気モジュール１１から排出させる。排出させた界面活性剤水溶液は、排出管１３通過後、脱気装置１０により脱気する被処理液の流路とは別の流路を通って廃棄される。処理後、必要に応じて洗浄のために被処理液を通液する。

界面活性剤水溶液に含まれる界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤のいずれであってもよい。
アニオン系界面活性剤としては、スルホン酸塩（例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩等）、硫酸エステル塩、カルボン酸塩などが挙げられる。
カチオン系界面活性剤としては、アミン塩、四級アンモニウム塩などが挙げられる。
両イオン系界面活性剤としては、ベタイン型のものが挙げられる。
非イオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、アセチレングリコール、アセチレンアルコールなどが挙げられる。

界面活性剤水溶液における界面活性剤濃度は１．５〜２．５質量％であることが好ましい。界面活性剤濃度が１．５質量％以上であれば、気泡をより短時間に除去できる。しかし、界面活性剤濃度が２．５質量％を超えると、気泡をかえって除去しにくくなる。

上記気泡除去方法は、脱気モジュール１１内に気泡が混入したときに行う。例えば、インクジェットプリンタに取り付けられた脱気装置１０では、インクカートリッジを交換した際に気泡が混入したときなどに行う。
脱気モジュール１１内に気泡が混入していないときには、界面活性剤水溶液を脱気モジュール１１に供給する必要はない。

中空糸膜の中空部に界面活性剤水溶液を通過させる上記気泡除去方法によれば、脱気モジュール１１の内部に混入した気泡を簡便にかつ短時間に除去できる。その理由は明らかではないが、疎水性の気泡が界面活性剤により親水化されて水への分散性が高くなり、界面活性剤水溶液と共に脱気モジュール１１から排出されるためと思われる。

なお、特許文献１には、排気管を用いて空気を中空糸膜に加圧供給すると共に中空糸膜に界面活性剤水溶液を供給して脱気モジュールを洗浄する方法が記載されている。この方法では、中空糸膜の中空部に界面活性剤水溶液を供給しているが、中空糸膜に空気を加圧供給しているため、むしろ気泡が増える傾向にあり、本発明の課題を解決することは困難である。

本発明は、上記実施形態例に限定されない。
例えば、界面活性剤水溶液供給管１４を脱気モジュール１１の一方の端部１１ａに直接取り付けて、界面活性剤水溶液を脱気モジュール１１内に直接供給しても構わない。

（実施例）
界面活性剤水溶液を脱気モジュールの中空糸膜の中空部に通して脱気モジュール内に混入した気泡を除去する例について示す。
なお、この例では、図１に示す脱気装置１０であって、脱気モジュール１１として、ハウジングケース（内径；６４ｍｍ、長さ；８０ｍｍ）の内部に、面積が０．６ｍ^２になるように多数の中空糸膜を収納し、両端にキャップを装着して密閉したものを用いた。ここで、中空糸膜としては、内径２００μｍ、外径２８４μｍのポリエチレン多孔質中空糸膜の膜厚中間部に厚み０．５μｍのウレタン系ポリマーからなる気体分離非多孔質層を有する気体透過性中空糸膜を使用した。

気泡を除去する前に、以下のようにして脱気モジュール１１内に強制的に気泡を混入させた。すなわち、被処理液供給管１２から脱気モジュール１１に水を３０ｍＬ／分で供給した後、被処理液供給管１２を水の供給タンクから３０秒間外した。その後、元の通りに被処理液供給管１２を水の供給タンクに取り付けて、再び脱気モジュール１１に水を３０ｍＬ／分で供給した。これにより、脱気モジュール１１内に気泡を混入させた。
次いで、水の供給を停止し、界面活性剤水溶液供給管１４から界面活性剤水溶液を被処理液供給管１２に供給して、脱気モジュール１１内の中空糸膜に界面活性剤水溶液を供給した。これにより、中空糸膜の中空部に界面活性剤水溶液を通過させ、排出管１３から排出させた。その際には、中空糸膜に空気を供給せず、かつ、真空ポンプ１５による中空糸膜の脱気も行わなかった。
界面活性剤水溶液に含まれる界面活性剤としては、オルフィンＥ１０１０（日信化学工業社製、アセチレングリコール系界面活性剤）を使用した。また、界面活性剤濃度は表１に示す濃度とした。
各界面活性剤濃度について、界面活性剤水溶液の供給開始から気泡が消失するまでの時間を測定した。気泡の消失は目視により確認した。各界面活性剤濃度における気泡が消失するまでの時間を表１に示す。

界面活性剤水溶液を中空糸膜の中空部に供給した実施例１〜４では、簡便にかつ短時間に気泡を除去できた。
また、界面活性剤濃度が１．５〜２．５質量％の範囲である実施例２〜４では、より短時間に気泡を除去できた。

（比較例）
実施例と同様にして脱気モジュール内に気泡を混入させた後に、界面活性剤水溶液の代わりに水を中空糸膜の中空部に供給した。その結果、水の供給開始から３０分が経過しても、脱気モジュール１１内の両端側に気泡が滞在したまま、除去されなかった。
その後、脱気モジュール１１を振動させてみたところ、若干、気泡を除去できたが、全てを除去することはできなかった。

本発明の気泡除去方法が適用される脱気装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０脱気装置
１１脱気モジュール
１１ａ一方の端部
１１ｂ他方の端部
１１ｃハウジングケース
１２被処理液供給管
１３排出管
１４界面活性剤水溶液供給管
１５真空ポンプ
１５ａ排気管

Claims

中空糸膜を備えた内部潅流式脱気モジュールの内部に混入した気泡を除去する脱気モジュール内の気泡除去方法であって、
中空糸膜に空気を加圧供給することなく、内部潅流式脱気モジュールの中空糸膜の中空部に、界面活性剤濃度が１．５〜２．５質量％の界面活性剤水溶液を通過させることを特徴とする脱気モジュール内の気泡除去方法。