JP6028533B2 - 選択性透過膜の製造方法 - Google Patents
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Description
以下の実施例及び比較例では、NF膜としてスルホン化ポリエーテルスルホン系ナノ濾過膜NTR−7450(日東電工製、純水透過係数27〜38×10−12m/(sPa)、透過流束1.75〜2.46m3/(m2d)、脱塩率0.50〜0.55)を用いた。
以下の実施例及び比較例で使用した膜の性能評価装置を図1,2に示す。供試膜Mは、図2の通り、平膜セル10に装着される。このセル10は、下半体11と上半体12との間に多孔質支持板13が挟持され、この多孔質支持板13の下面側に供試膜Mを配置し、Oリング14でシールするよう構成したものである。下半体11内にはスターラー16の撹拌子17が配置されている。
膜性能の評価水としては、純水、500ppm塩化ナトリウム水溶液、および100ppm尿素水溶液を使用した。その際の操作圧力は0.75MPaであり、水温は25℃±2℃である。透過流束、純水透過係数、脱塩率及び尿素阻止率は以下の式で求めた。
透過流束[m/s]=透過流量[m3/s]/膜面積[m2]×温度補正係数[−]
純水透過係数[m/(sPa)]=純水透過流束[m/s]/操作圧力[Pa]
脱塩率[−]=1−透過水電気伝導度[mS/m]/濃縮水電気伝導度[mS/m]
尿素阻止率[−]=1−透過水TOC[mg/L]/濃縮水TOC[mg/L]
相転移温度はDSC(示差操作熱量計)で測定した。使用した装置は、Perkin Elmer製のDSC8500である。この装置により測定されたリン脂質もしくはそのチャンネル物質混合物の相転移温度は次の通りである。
DPPC/DMTAP/GA(モル比76/19/5):45.23℃
DPPC:41.4℃
DMPC:23.9℃
DMPC/DMTAP/GA(モル比76/19/5):26.9〜29.9℃
POPC:−2.9℃
ベシクルを構成するリン脂質としてジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)を用い、カチオン性脂質としてジミリストイルトリメチルアンモニウムプロパン(DMTAP)を用い、ベシクルに導入するチャネル物質としてグラミジンA(GA)を用いた。
ベシクルを構成するリン脂質としてジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)を用い、カチオン性脂質としてDMTAPを用い、ベシクルに導入するチャネル物質としてGAを用いた。リン脂質、カチオン性脂質及びチャネル物質は、50:50vol%のクロロホルム/メタノールに溶解し、混合比としてDMPC/DMTAP/GA=76/19/5[mol%]の0.3wt%溶液を調製した。この溶液を減圧して有機溶媒を蒸発させた後、容器内に残存した乾燥脂質膜に純水を添加し、DMPC/DMTAP/GAから構成される薄膜を45℃で水和させた。次いで、ベシクル分散液のリン脂質濃度が1.5mMになるように純水で希釈し、希塩酸を加えpHを2.0に調整した。動的光散乱法(実施例1と同じ装置を使用)によりベシクルの粒径分布を測定した結果を図4に示す。調製されたDMPC/DMTAP/GAベシクルの平均粒径は940nm(0.94μm)であり、粒径0.1〜0.2μmの微細なものを散乱強度分布で4%含んでいた。
DPPC/DMTAP/GAから構成される薄膜を60℃で水和させた後に、液体窒素と60℃の湯浴に交互に浸漬させる操作を5回繰り返す凍結融解法を実施する代わりに、ベシクル溶液を孔径0.1μmのポリカーボネートトラックエッチング膜で濾過することにより、粒径0.1μm未満で平均粒径0.08μmのベシクルの分散液を調製し、この分散液を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で、DPPC/DMTAP/GAの吸着層を形成させたNF膜を製造した。この膜の脱塩率は0.75以下であり、十分な脱塩性能が得られなかった。
DMPC/DMTAP/GAから構成される薄膜を45℃で水和させた後に、ベシクル溶液を孔径0.1μmのポリカーボネートトラックエッチング膜で濾過することにより、粒径0.1μm未満で平均粒径0.08μmのベシクルの分散液を調製し、この分散液を用いたこと以外は、実施例2と同様の手順で、DMPC/DMTAP/GAの吸着層を形成させたNF膜を製造した。この膜の脱塩率は0.75以下であり、十分な脱塩性能が得られなかった。
ベシクル分散液とNF膜NTR−7450(日東電工)とを接触させ、45℃の恒温槽中で3時間静置する代わりに、25℃の恒温槽中で3時間静置するようにしたこと以外は、実施例2と同様の手順で、DMPC/DMTAP/GAの吸着層を形成させたNF膜を製造した。
ベシクルを構成する脂質としてパルミトイルオレオイルホスファチジルコリン(POPC)を用い、カチオン性脂質としてジオレオイルトリメチルアンモニウムプロパン(DOTAP)を用い、ベシクルに導入するチャネル物質としてグラミジンA(GA)を用いた。脂質とチャネル物質は、50:50vol%のクロロホルム/メタノールに溶解し、混合比としてPOPC/DOTAP/GA=76/19/5[mol%]の溶液を調製した。
13 多孔質支持板
Claims (6)
- 選択的透過性を有した膜本体と、該膜本体の表面に形成されたリン脂質二重膜よりなる被覆層とを有する選択性透過膜の製造方法であって、
リン脂質二重膜のベシクルの分散液と該膜本体とを該リン脂質二重膜の相転移温度よりも高い温度にて接触させて該被覆層を形成するベシクル融合工程を有する選択性透過膜の製造方法において、
該ベシクルの平均粒径が0.5〜5μmであることを特徴とする選択性透過膜の製造方法。 - 請求項1において、リン脂質二重膜を構成する両親媒性分子の分子量が200〜2000であることを特徴とする選択性透過膜の製造方法。
- 請求項1又は2において、前記ベシクルの分散液は、粒径0.5μm未満の微細ベシクルを含むことを特徴とする選択性透過膜の製造方法。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記ベシクルはチャンネル物質を含有することを特徴とする選択性透過膜の製造方法。
- 請求項4において、チャンネル物質はグラミシジン、アムホテリシンB、ヘモリシン、又はアクアポリンよりなることを特徴とする選択性透過膜の製造方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記膜本体はNF膜であることを特徴とする選択性透過膜の製造方法。
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