JPH04260423A - 抗菌性多孔質膜及びその製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は抗菌性を有する多孔質膜
及びその製法に関する。さらに詳しくは、抗菌性金属化
合物を含有する架橋重合体を多孔質膜に保持させること
により抗菌性を有する多孔質膜及びその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業の発達に伴い浄水分野、食品
工業分野、医療分野等において各種の分離膜が使用され
ている。これらの分離膜はその用途によっては膜自体が
カビ、細菌等によって汚染されることは許されず、その
場合は何等かの方法により滅菌処理が施される。滅菌処
理としては放射線滅菌法、加熱滅菌法、および化学滅菌
法等があるが、多孔質膜自体に抗菌性を保持させる方法
が望ましい。

【０００３】多孔質膜自体に抗菌性を持たせる方法とし
て、特開平２−１９１５１５号公報には多孔膜の片側表
面に抗菌性金属化合物を蒸着させたものが提案されてい
る。又、抗菌性金属化合物を細孔内に蒸着させたものや
多孔質膜の素材に、抗菌性化合物をブレンドさせたもの
がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平２
−１９１５１５号公報記載の抗菌性多孔質膜においては
、抗菌性金属化合物が多孔質膜の一方の外表面にしか保
持されていないため他の外表面では細菌が繁殖する。 又、蒸着法では抗菌性を長期間維持させることが困難で
ある。多孔質膜の細孔表面に抗菌性金属化合物を蒸着さ
せたものも同様に抗菌性の効果を長期間維持させること
が困難である。

【０００５】抗菌性化合物を多孔質膜の素材にブレンド
したものは表面や表層部にのみ抗菌性化合物を効率的に
含ませることは困難であり、表面に抗菌性を付与させる
のに必要な量に対し過剰の抗菌性化合物が必要となり経
済性が悪いという欠点がある。

【０００６】本発明の目的は、必要最小限の抗菌性金属
化合物によって長期間抗菌性を維持できる多孔質膜及び
その製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は抗菌性金
属化合物を含有する架橋重合体が多孔質膜の少なくとも
一部の細孔表面に保持されてなる抗菌性多孔質膜にあり
、更に、抗菌性金属化合物を含有する多官能性モノマー
を多孔質膜の少なくとも一部の細孔表面に保持させた状
態で重合することを特徴とする前記抗菌性多孔質膜の製
法にある。

【０００８】本発明において多孔質膜としては中空糸膜
、平膜、管状膜等の任意の形態のものを用いることがで
き、また用途に応じて種々の細孔径のものを使用するこ
とができるが、好ましい例として、膜厚がおよそ２０〜
２００μｍ程度、空孔率がおよそ２０〜９０％程度、ア
ルコール親水化法での水透過率が０．００１〜１０　ｌ
／ｍ２　・ｈｒ・ｍｍＨｇ程度、細孔径が０．０１〜５
μｍ程度のものを挙げることができる。

【０００９】該多孔質膜を構成する素材としては特に限
定はしないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
ルホン、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート等
があげられ好ましくはポリエチレン又はポリプロピレン
である。

【００１０】本発明で用いられる抗菌性金属化合物とし
ては、亜鉛、銅、銀、錫等の重金属を抗菌活性成分とし
て、そのまま、あるいはイオンの形態で含有するか、又
は、化合物中に結合してなる抗菌性物質を挙げることが
でき、具体例として重金属微粉末、重金属塩、有機金属
化合物があげられる。なお、これらの含金属化合物は適
当な担体や増量剤、例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ
素、酸化カルシウム等を含有する形態でもよく、少なく
とも重金属を抗菌活性成分として含有するものであれば
よい。

【００１１】本発明において多孔質膜の少なくとも一部
の細孔表面とは細孔表面の一部又は全部をいうが、抗菌
性が充分に発揮されるためには細孔表面の約８０％以上
に架橋重合体が保持されていることが好ましく、実質的
にほぼ全部の細孔表面に保持されていることがより好ま
しい。又、保持量は細孔表面の各部分で斑がなく均一で
あることが好ましい。

【００１２】本発明において多孔質膜の表面に保持され
る架橋重合体としては抗菌性を多孔質膜に長期間保持さ
せるために一種以上の多官能性モノマーから製造される
ものが用いられる。

【００１３】このような多官能性モノマーとしてはエチ
レングリコールジ（メタ）アクリレート、アリル（メタ
）アクリレート、モノ（２−（メタ）アクリロイロキシ
エチル）マレエート、１，３−ブチレングリコールジ（
メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ
）アクリレート等の共重合可能な二重結合を少なくとも
２個以上有する化合物が挙げられる。架橋重合体は加熱
滅菌に耐えられるように耐熱性の充分なものであること
が好ましい。

【００１４】又、含有する抗菌性金属化合物の保持量は
架橋重合体の耐久性を阻害させない範囲内で、抗菌効果
及び経済性を考慮して定められるが、多官能性モノマー
１００重量部に対して０．１〜１０重量部程度であれば
よい。

【００１５】本発明において多官能性モノマーを多孔質
膜の細孔表面上に保持させる方法としては、種々の方法
を採用することができる。例えば、適当な溶媒に多官能
性モノマー及び抗菌性金属化合物、又は更に必要に応じ
て重合開始剤を溶解させた溶液を調製し、多孔質膜をそ
の溶液中に浸漬する方法、あるいは多孔質膜で膜モジュ
ールを製作した後この溶液を多孔質膜内に圧入する方法
等により該溶液を多孔質膜に含浸させた後、溶媒を揮発
除去させる方法が採用できる。溶媒で希釈した溶液を用
いることによって多孔質膜の細孔を塞ぐことなく多孔質
膜の全体にわたってモノマー類をほぼ均一に付着させる
ことができる。また、該溶液のモノマー類の濃度や浸漬
時間を変化させることによりモノマー類の付着量が調整
できる。重合開始剤としては公知のものを用いることが
できる。

【００１６】前記の溶液を調製する場合の溶媒としては
、多官能性モノマーよりも沸点が低く、かつ多官能性モ
ノマーを溶解することが可能な有機溶剤が用いられるが
、重合開始剤を添加する場合は重合開始剤をも溶解でき
る溶媒を用いることが好ましい。このような有機溶媒と
してはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプ
ロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラ
ヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル
、クロロホルム等を挙げることができる。有機溶媒の沸
点は特に限定されないが、重合工程前の溶媒除去が容易
であることを考慮するとおよそ１００℃以下であること
が好ましく、およそ８０℃以下であることがより好まし
い。

【００１７】該溶液中における多官能性モノマーと抗菌
性金属化合物及び溶媒との組成は溶媒の種類や架橋重合
体の保持量、抗菌性能等を考慮して適宜選択すればよく
、多官能性モノマー１００重量部に対して溶媒は５０〜
５００００重量部程度であればよく２００〜５０００重
量部程度であることがより好ましい。

【００１８】これらの溶液を用いて多孔質膜に対して浸
漬処理または圧入処理する際の浸漬時間または圧入時間
はおよそ０．５秒〜３０分間程度であり、多孔質膜に対
する濡れ特性が良好な溶液を用いた場合程、より短時間
で実施することができる。

【００１９】このようにして多官能性モノマー及び抗菌
性金属化合物または更に重合開始剤を少なくとも一部の
表面上に保持された多孔質膜は周囲の余分な液を除去さ
れ、更に必要に応じて細孔内部の溶媒を蒸発除去された
後、次の重合工程に移される。

【００２０】本発明においては熱重合法、光重合法、放
射線重合法、プラズマ重合法等の重合方法を採用するこ
とができるが、熱エネルギーによる方法が最も好ましい
。熱エネルギーを利用する場合は多孔質膜の細孔部分ま
で均一温度に加熱することができるのでモノマー類が保
持されている全ての細孔表面上において均一に重合する
ことができ、かつ、重合温度を適度に設定することによ
って膜の構造を変化させることなくかつ膜基質を劣化さ
せることなく重合することができる利点がある。一方、
光エネルギーを利用する場合は光の散乱によって多孔質
膜の細孔部分まで光が十分に到達しにくいという問題及
び光の照射強度を上げると膜基質の劣化が進行しやすい
という問題があり、また放射線エネルギーを利用する場
合も膜基質の劣化が進行しやすいという問題がある。従
ってこれらの重合方法を採用する場合は膜基質を劣化さ
せないような重合条件を慎重に選定することが必要であ
る。

【００２１】熱重合法の場合、重合温度は前記重合開始
剤の分解温度以上であり、また多孔質膜の膜構造を変化
させることなくかつ膜基質を損傷しない程度以下の温度
とすることが望ましく、通常は３０〜１００℃程度の温
度を採用することができる。また加熱時間は重合開始剤
の種類と加熱温度に依存するがバッチ法では通常は１分
間〜５時間程度より好ましくは１５分間〜３時間程度で
ある。又、連続法では熱伝達効率が高いためにより短時
間で重合でき、加熱時間は通常１０秒間〜６０分間程度
より好ましくは２０秒間〜１０分間程度である。

【００２２】多孔質膜の表面上に保持された多官能性モ
ノマーはこれらの重合手法によって重合、架橋するので
、多孔質膜の少なくとも一部の表面はこれらの架橋重合
体によって被覆される。

【００２３】架橋重合体が生成された後は、必要に応じ
て適当な洗浄溶媒を用い浸漬法や圧入法によって多孔質
膜細孔表面や外表面の周囲に存在する未反応モノマーや
遊離したポリマー等の不必要成分を除去することが望ま
しい。

【００２４】以上、各工程について別々に説明してきた
が、本発明においては多孔質膜の表面上へのモノマー類
等の保持、溶媒除去、重合、重合後の洗浄等をほぼ連続
的に行なうこともできる。

【００２５】

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例１〜４ トリメチロールプロパントリ（メタ）アクレート（ＴＭ
Ｐ）もしくはジビニルベンゼン２０重量部と含金属抗菌
剤（（株）シナネンニューセラミックス製；亜鉛、銅及
び銀を約１：０．２：０．６の割合で含有する無機系抗
菌剤）０．２重量部およびパーカドックス１６（化薬タ
ーリー（株）製；ビス−（４−ｔ−ブチルシクロヘキシ
ル）パーオキシジカーボネート）０．２重量部をアセト
ン７０重量部に加えた溶液にポリエチレン多孔質中空糸
膜（三菱レイヨン（株）製ＥＨＦ２７０Ｔ）又はポリプ
ロピレン多孔質中空糸膜（三菱レイヨン（株）製ＫＰＦ
２７０Ｍ）を１分間浸漬した後、風乾しアセトンを除去
した。引きつづき８０℃で１０分間加熱することにより
架橋重合体をそれぞれ中空糸膜に保持させた。

【００２６】このようにして得られた抗菌性中空糸膜を
用いて膜モジュールを製作し、次いで膜をアルコールで
親水化し水置換した後、膜部分に大腸菌と黒コウジカビ
の培養液を各々塗布し常温下で初期及び３６時間後の菌
数を計測した。また、上記の膜に１００日間通水した後
同様の測定を行ないその結果を表１に示した。

【００２７】比較例１及び２ 実施例１〜４で用いたポリエチレン中空糸膜又はポリプ
ロピレン製中空糸膜を未処理のまま用いて膜モジュール
を製作し、実施例１〜４と同様にして抗菌性を評価した
。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の抗菌性多孔質膜は抗菌性金属化
合物を含有する架橋重合体が多孔質膜に強固に保持され
ていてはく離等によって抗菌性が低下することがないの
で恒久的な抗菌性が発揮される。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　抗菌性金属化合物を含有する架橋重合
   体が多孔質膜の少なくとも一部の細孔表面に保持されて
   なる抗菌性多孔質膜。
2. 【請求項２】　　抗菌性金属化合物を含有する多官能性
   モノマーを多孔質膜の少なくとも一部の細孔表面に保持
   させた状態で重合することを特徴とする請求項１記載の
   抗菌性多孔質膜の製法。