JPH01107811A - 超純水製造用中空糸膜の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、分離精製に使用される中空糸状分離膜の製造
に関するものである。本発明による中空糸膜は特に半導
体や医療分野で超純水の製造に使用されている分離膜と
して使用することができる。

（従来技術） 電子工業分野や医療分野等で使われる超純水の製造にお
いては、分離膜が使用されるのが一般的になっている。

特に電子工業分野ではＬＳＩの性能の上昇と共に水質の
制限値は一層きびしいものが要求され、逆浸透装置、Ｕ
Ｐ装置などが超純水製造プロセスの中に組み込まれてい
る。ここで使用されるＵＰ装置は、ユースポイント近く
で使用され、二次汚染による細菌、微粒子をおもに除去
している。通常このＵＰ装置には装置のコンパクト性お
よび構成部品が少ないことから中空糸状の分離膜が使わ
れることが多い。

（発明が解決しようとする問題点） 電子工業用に使用される超純水の役目は、ＬＳＩの洗浄
であり、製品の歩留りの向上、すなわち不良品を少なく
することである。この目的のため、超純水としての水質
の制限値は非常に厳しいものである。そのうち、最も重
要なものは、電気伝導度、微粒子数及びＴＯＣである。

このうち微粒子数は、微粒子がＬＳＩ上に付着するとそ
のまま不良品となるので最も管理を要求され、４Ｍビッ
ト用のＬＳＩの洗浄水としては、０．１μｍ以上の微粒
子がｌＯ個／ｍ／以内であることが望まれている。

ＵＦ膜はその孔径が数１０〜１００人程度であるので、
０．１μｍ（ｔ　０００人）の粒子がたとえ原水に含ま
れていても除去することができる。しかし、ＵＰ膜自身
から微粒子が発生した場合には、ＵＦ’膜がユースポイ
ント近くで使用されるだけに、水質に大きな影響を与え
ることになる。従来開発されているＵＰ中空糸膜を調べ
てみると、膜自体からの微粒子の発生が非常に大きく、
それにより水質を下げていることが判明した。

これをさらに詳細に検討した結果、中空糸を製造する過
程で微粒子を発生させやすい要因があることをつきとめ
、本発明に到った。

（問題点を解決するための手段） 本発明は中空糸の内表面側に０．０５μｍ以下の孔径を
有する比較的緻密な層を有し、中空糸の外側から内側へ
向けてろ過することにより超純水を製造するのに用いる
中空糸を製造するにあたり、ドラフト比が１．５以下に
なるように紡糸することで、０．１μｍ以下の微粒子の
発生が少ない中空糸状分離膜を得ることを特徴とする超
純水製造用中空糸の製造方法に関するものである。

以下に本発明の詳細な説明する。

超純水製造用として使用される膜モジュールは定期的に
洗浄する必要があり、滅菌をほどこされるのが普通であ
る。滅菌法としては、熱滅菌あるいはホルマリン、過酸
化水素水等の薬剤滅菌がとられるので、中空糸膜素材と
してはポリスルホンやポリエーテルスルホンの様な耐熱
性や耐薬品性にすぐれていることが必要である。この様
な膜素材を用いて、超純水製造用中空糸を製造するに当
り、内表面が外表面より緻密であり、その孔径は大きく
とも０．０５μｍ以下でなければならない。

それは、原水中に含まれる０、１μｍ以上の粒子を確実
に除去するためである。孔径が０．０５μｍを超えると
、０．１μｍ径の微粒子が真球でない場合に確率的に膜
透過する場合がありうるためである。

この緻密な表面は少なくとも内表面にあれば良い。

その他郷表面や中間層部に存在しても良いが、その場合
は純水の透過量が低下しない程度の層でなければならな
い。

このような内表面に緻密層のある中空糸膜を用いて外圧
式で原水を処理して超純水を製造するが、ここで言う外
圧式とは、中空糸状分離膜の外側の圧力が高いことを意
味し、透過水は中空部へ流れ捕集される。外圧式で使用
する理由は、糸間の接触により微粒子が発生しても、膜
により除くことができるためである。

従って、中空糸からの微粒子の発生は内表面からの発生
が大きな要因であると言える。即ち、上記使用法におい
ては、内表面から微粒子が発生しなければ、透過水中に
含まれる０、１μｍ以上の微粒子数は、皆無である。そ
こで内表面から微粒子が発生しない中空糸膜を製造する
ための条件を検討したところ、紡糸過程におけるドラフ
ト比を低くする必要があることを見い出し上記発明に到
った。ここでドラフト比とは下式によって表わされるも
のである。

ドラフト比が１．５より小さいことは、紡糸過程で全く
延伸がかからないことを意味している。

即ち、延伸がかからないことは、中空糸内側で一旦凝固
して形成した表面がそのまま成長して緻密層を形成する
ので、表面からの高分子微粒子が発生しない。一方、延
伸をかけた時には、−旦成長しかけた表面に力が加わる
ので表面がくずれやすく微粒子の発生が起きることにな
る。

超純水製造用中空糸としては、微粒子の発生だけでなく
、透水性能も重要である。微粒子の発生を低くしようと
すると、透水性能が下がるのが−般的であるが、本発明
による方法によれば、透水性能を維持したままで、微粒
子の発生を抑えることができる。膜モジュールのコンパ
クト性を考慮すれば超純水製造用としては、外圧式での
測定で３００　／　／ｍ”・ｈｒ以上が好ましく、望ま
しくは６００、／／ｍ’・ｈｒであると言える。

（発明の効果） 本発明は超純水を必要とする産業に、微粒子等を含まな
い水を供給することが可能な中空糸膜を製造する上で必
要な技術である。本発明により効率良く容易に超純水を
製造することができるものである。

（実施例） 次に実施例によってこの発明をさらに具体的に説明する
。

実施例１ ポリエーテルスルホン（＋ＣＩ社製、Ｖｉｃｔｒｅｘ　
５２００Ｐ）を２０重量部、ポリエチレングリコール２
００を２０重量部、それぞれＤＭＳｏ　　６０重量部に
溶解し均一溶液とした。一方、内部凝固液用とじて水３
０量部、ＤＭＳｏ　　７０重量部の混合液を調製した。

これらポリマー溶液と内部凝固液を２重オリフィス型ノ
ズルから同時に押し出し、空気中を１０ｃｍ間走行した
後、７０℃の温水に凝固して中空糸を得た。この際、ノ
ズルのサイズとして、０．６５ｘ０．３　ｓｘｏ、ｔ　
７ｍｍφを用いて中空糸サイズを０．６８ｘＯ，４０ｍ
ｍφになる様に紡糸速度２０　ｍ／ｍｉｎで紡糸すると
、ドラフト比は０．７３であった。

得られた中空糸を約６０００本束ね、外圧全量’ｔ濾過
方式で熱水洗浄（９５℃、５００　／　／ｈｒｘ　２　
ｈｒ）後の微粒子数の変化を観察した。第１図に示すよ
うに透過水中の微粒子数は、１０分経過後には、１ｍ／
中に０．１μｍ以上の微粒子が１０個以下しか存在せず
、電子工業用に用いる超純水として非常に有用な水を製
造することができた。

実施例２ 凝固槽温度を５０℃、乾部温度を４５〜４７℃とした他
は実施例１と同様に中空糸を作製し、モジュール化した
後、微粒子数を測定して第１図の結果を得た。実施例１
と同様に微粒子含有量が極めて少ない中空糸膜が得られ
た。

実施例３ 実施例１と凝固槽温度および乾部温湿度が異なる以外は
すべて同じ条件で中空糸を紡糸した。表１に条件を、ま
た微粒子数を第１図に示した。実施例１．２と同様に微
粒子の発生の少ない中空糸膜であった。

比較例１〜２ 表１に示した条件で中空糸を紡糸した。

いずれらドラフト比が１５を越えるものであった。実施
例１と同様に中空糸をモジュール化し熱水洗浄後の透過
水中の微粒子数を測定したところ、第１図の如く、６０
分経過後にやっとｌＯ個／ｍ／となるほど微粒子の発生
の多い中空糸であった。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜３および比較例１〜２に於ける中空
糸の熱水洗浄後の時間と透過水中の微粒子数との関係を
示す図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空糸の内表面側に０．０５μｍ以下の孔径を有
   する比較的緻密な層を有し、中空糸の外側から内側へ向
   けてろ過することにより超純水を製造するのに用いる中
   空糸を製造するにあたり、ドラフト比が１．５以下にな
   るように紡糸することで、０．１μｍ以下の微粒子の発
   生が少ない中空糸状分離膜を得ることを特徴とする超純
   水製造用中空糸の製造方法。
2. （２）微粒子の発生が少ない中空糸状分離膜がポリエー
   テルスルホン、あるいはポリスルホンからなる中空糸で
   ある特許請求の範囲第１項記載の超純水製造用中空糸膜
   の製造方法。
3. （３）中空糸分離膜を用いた超純水製造量が、外圧式の
   評価法で、３００ｌ／ｍ＾２・ｈｒ以上であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の超純水製造用中空
   糸膜の製造方法。