JPH01119310A - 疎水性多孔質中空糸膜の親水化法 - 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） 本発明は疎水性多孔質中空糸膜の親水化法に関する。

疎水性膜は親水性素材からなる膜に見られる乾燥前後で
の膜構造の変化がない点で優れており、種々の分野で広
く用いられているが、疎水性膜を水濾過等の水処理用途
に用いようとすると通常用いられるような濾過圧では水
が透過しないので、何らかの方法で膜を親水化する必要
がある。

（従来の技術） 疎水性膜を親水化する方法としては、親水性高分子を膜
の細孔内表面に被覆、架橋あるいはグラフトする等の恒
久的親水化法と、展綿孔表面に界面活性剤を塗布する方
法、アルコール等の水と混合可能で膜の細孔内へ浸透可
能な液体に膜を浸漬した後、この液体を水で置換する方
法等の一時的親水化法とがある。

又、膜の透水圧以上の圧力をかけて水を濾過すれば水が
膜の細孔内に入ることも知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記恒久的親水化法は膜内での重合や架橋を必
要とし、しかもその過程で未架橋あるいはフリーの親水
性高分子が生成し、親水化処理後、充分に洗浄しても水
溶性高分子が膜内に残存して使用時（水濾通時）にこれ
が徐々に溶出するという問題や、膜内に被覆あるいはグ
ラフトした親水性高分子鎖によって展綿孔空間が狭めら
れ、膜が本来有している透水率や阻止率が処理により変
化するという問題がある。

界面活性剤を塗布する方法は水処理に使用する前に充分
洗浄しなければならないという煩雑な前処理を必要とし
、更に、それでも界面活性剤が残存して水処理中にこれ
が徐々に溶出するという問題がある。

又、アルコール等に浸漬した後これを水と置換したもの
は上記のような欠点は有していないが、−旦水の外に出
すと膜が少なくとも部分的に乾燥し、このためこれを再
度水処理に用いても乾燥前における透水量よりも低い透
水量しか得られず、極端な場合には０あるいは非常に小
さい透水量しか得られない場合もある。

親水化後の乾燥による性能低下を防ぐため、疎水性膜を
用いたモジュールを水処理装置に装着した後にこのよう
な一時的親水化を行なおうとすると、処理装置の内容積
−杯にアルコール等を充填しなければならず、非常に大
量のアルコール等を必要とし、かつ、水との置換に長時
間を要し、実際上採用できない方法となる。

膜にその透水圧以上の圧力をかけて水を濾過する方法は
膜の透水圧が高い場合は膜の孔径が変化したり、膜の強
度が低下したりし、極端な場合には膜が破損することも
あり、このような欠点のため実際には使用されていない
。

本発明は従来技術における上記のような欠点もなく、水
処理装置に装着したままで容易に親水化でき、アルコー
ル等の水と混合可能で膜の細孔内へ浸透可能な液体の使
用量も非常に少なくて′すむという方法を提供するもの
である。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明の要旨は内壁面から外壁面にかけて連通し
た細孔を有する疎水性多孔質中空糸膜の中空糸外壁面を
水に接触させ、次いで水と混合可能でかつ中空糸膜の細
孔内へ浸透可能な液体を中空糸中空部に導入し、しかる
後、外側からかかる圧力が中空糸内部にかかる圧力より
高くなるように中空糸の外側から圧力をかける疎水性多
孔質中空糸膜の親水化法にある。

本発明において親水化の対象となる疎水性中空糸膜とは
水との接触角が６０°以上の素材からなる中空糸膜をい
い、このような素材として、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン等の弗素化
炭化水素ポリマーを例示できる。

本発明において親水化する疎水性中空糸膜はどのような
形態になっているものでもよいが、先に述べたように、
疎水性中空糸膜をその用途に応じたモジュールに形成し
、これをその用途向は水処理装置に組み込んでから本発
明の方法を実施するのが好適である。

本発明で用いる水と混合可能でかつ中空糸膜の細孔内へ
浸透可能な液体（以下親水化用液体という）としてはメ
タノール、エタノール、プロパツール等のアルコール類
、アセトン、これらの水溶液、界面活性剤水溶液等を例
示でき、これらの中ではメタノール、エタノールあるい
はこれらの水溶液が好ましく用いられる。勿論、アルコ
ール水溶液の場合は少なくともこの水溶液が細孔内へ浸
透可能な程度にアルコール濃度が高い必要がある。

中空糸外壁面を接触させる水は処理対象水そのものでも
よいが、被処理水中に親水化用液体により析出あるいは
変性するような成分が含まれている場合は親水化処理時
のみ、このような成分を含んでいない水を用いることが
好ましい。

中空糸中空部に親水化用液体を入れてから中空糸外側を
水に接触させると、水に接触させる前に該液体が中空糸
細孔を通って中空糸外側に漏出し、水を広く汚染するの
で好ましくないので、本発明においては中空糸の外側を
水に接触させて、いつでも圧力をかけられるような状態
で中空糸中空部に上記親水化用液体を入れる。

なお、中空糸中空部に親水化用液体を入れる前から中空
糸外側に高い圧力をかけておくと親水化用液体が膜の細
孔内に充分浸透しない場合があるので、定常濾過で用い
る圧力より高い圧力をかけつづけておかないようにする
ことが好ましい、逆に、中空糸中空部に親水化用液体を
入れてから長時間外側から圧力をかけないでいると親水
化用液体が中空糸外側の水中に拡散し、該液体の除去が
困難になる場合があるので、中空糸中空部に親水化用液
体を入れた後は比較的速やかに中空糸外側から圧力をか
けることが好ましい。外側からかかる圧力が中空糸内部
にかかる圧力より高くなる範囲であれば、中空糸内部側
からも圧力をかけてもよい。中空糸の内外両側から圧力
をかける場合は中空糸膜の外側からの圧力が中空糸膜の
透水圧の５０％以下であることが経済性の点から好まし
い。

中空糸の外側から圧力をかける時の中空糸膜の膜間差圧
は定常濾過で採用される膜間差圧の１７１０〜２倍程度
であることが好ましい。この定常濾過で採用される膜間
差圧というのは、この膜を用いて水処理を行なう際に採
用さ与る膜間差圧を意味するものであり、この圧力は必
要とする濾過水量を得るために採用される膜間差圧であ
り、膜構造を傷めるような高い膜間差圧やあまりにも濾
過速度の遅くなるような低い膜間差圧は採用されないの
で、その膜に対して当業者であれば誰でも採用するよう
な範囲の適度の膜間差圧であることを意味する。

本発明においては、中空糸中空部に親水化用液体を入れ
た後、数秒乃至１分の間中蚕糸内部側の圧力を中空糸外
部の圧力より高め、次いで中空糸外部の圧力の方を高く
して、中空糸中空部の親水化用液体を水とともに系外に
排出するのが好ましい、中空糸内部側の圧力を中空糸外
部の圧力より高くした時の膜間差圧は０　、　５　ｋｇ
／ｃａ＋”以下とすることが好ましく、Ｏ，、１ｋｇ／
ｃｍ’以下であることがより好ましい。

中空糸内部側の圧力を中空糸外部の圧力より高くすると
当然親水化後に親水化用液体が水中に混入するがＪ膜間
差圧が低く、かつその時間が短いことから、親水化用液
体は中空糸膜近傍に留まるので、その後に中空糸外側の
方の圧力を高くした時に優先的に中空糸内部側に戻って
、処理装置内の水を実質的に汚染することはない。

（実施例） 以下に実施例を用いて本発明を更に説明する。

実施例１ ポリエチレン多孔質中空糸膜（三菱レイヨン株式会社製
、商品名ＥＨＦ４１０Ｃ）をＵ字状に束ねて端部をポリ
ウレタンで円形リング内に固定し、ボリクレタン固定部
の中空糸内部につながる空間側を液体取り出し口を有す
る蓋でおおって、有効膜面積５ｄの中空糸濾過モジュー
ルを作成し、これを内容積１ｒｒＩ″の水処理装置に装
着した。次いでこの水処理装置に水を導入して中空糸濾
過モジュールの有効膜部分が全て水中に没するようにし
た。

次に中空糸濾過モジュールの液体取り出し口からエタノ
ールを中空糸有効膜部分全体に入るように入れ、膜間差
圧が約０　、０２　ｋｇ／ｃ＋ａ２となるように中空糸
中空部側に圧力をかけて約１０秒おいた後、この圧力を
開放して中空糸外部から膜間差圧が０　、　５　ｋｇ／
ｃｍ”となるように圧力をかけて水処理装置内に水を導
入したところ、１．３λ／ｒｄ−ｈｒ・ｉｍＨｇの透水
速度で定常的に水を濾過することができた。この時中空
糸中空部に導入されたエタノールの量は約ＩＬで、極め
て少ないものであった。

又、中空糸外側に加圧してから３０分後に水処理装置内
の中空糸膜近傍の水質をサンプリングしてエタノールの
有無を調べたところ、エタノールは検出されなかった。

なお、このＥＨＦ４１０Ｃの透水圧は１１　、　１　ｋ
ｇ／ｃｍ２であり、エタノール中に浸漬した後このエタ
ノールを水で置換して得た親水化膜の透水速度は本発明
の方法で親水化した時の透水速度とほぼ同様であった。

実施例２ 実施例１と同様にして中空糸濾過モジュールを作成して
水処理装置に装着し、水処理装置に水を導入した後中空
糸中空部にメタノールを入れ、中空糸外側に３Ｊ／ｃが
、中空糸中空部に２．５ｋｇ／ｃｍ”の圧力をかけたと
ころ、中空糸濾過モジュールの液体取り出し口から徐々
に液体が出はじめ、１時間後には透水速度約１　、２　
Ｉｔ　／　ｍ”　−ｈｒ・ｍｍ）Ｉｇの速度で定常的に
濾過水が得られた。

実施例３ 中空糸中空部の圧力を開放、中空糸外部にかける圧力を
０　、　５　ｋｇ／ｃｍ”とした以外は実施例２と同特
許出願人　三菱レイヨン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）内壁面から外壁面にかけて連通した細孔を有する疎
   水性多孔質中空糸膜の中空糸外壁面を水に接触させ、次
   いで水と混合可能でかつ中空糸膜の細孔内へ浸透可能な
   液体を中空糸中空部に導入し、しかる後、外側からかか
   る圧力が中空糸内部にかかる圧力より高くなるように中
   空糸の外側から圧力をかけることを特徴とする疎水性多
   孔質中空糸膜の親水化法。