JPH0471631A - ポリスルホン系多孔質膜の処理方法 - 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、種々の膜分離プロセスに利用可能なポリスル
ホン系多孔質膜の処理方法に関する。

（従来の技術） ポリスルホン系の多孔質膜は精密濾過膜、限外濾過膜、
複合膜の支持膜などに多用されているが、これはポリス
ルホン系樹脂の優れた耐熱性や化学的安定性に負うとこ
ろが大きい。とりわけ１２１°Ｃで蒸気滅菌ができる点
は、この膜が食品工業や医薬、発酵分野、あるいは電子
工業用に高い信転性を持って利用される理由であると推
定される。

しかしながら、ポリスルホン系樹脂とても１６０°Ｃ付
近になると、熱による変形によって膜性能の変化が生し
、例えば、多孔質膜においては透水能が低下してくる。

この理由は定かでないが、熱による収縮で孔がつふれて
ゆく方向に変形が進んでいくためと考えられる。

したがって、現状のポリスルホン系多孔質膜は、常用で
９５°Ｃ程度、蒸気滅菌時で１２１°Ｃの温度が限界で
あり、１００°Ｃ以上の液体（高圧下における純水や高
沸点の溶剤）の濾過や滅菌温度をさらに高くしたい場合
などに対応することができない。

（発明が解決しようとする課Ｂ） 本発明は、上記の問題点を克服し、１６０°Ｃ付近の高
温においても透水の低下を起こさないポリスルホン系多
孔質膜を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の課題を解決するため検討を進めた
結果、ポリスルホン系多孔質膜を高温で熱処理する際、
単に１６０°Ｃ付近の液体へ浸漬したのでは孔の収縮に
より透水能の低下が起きるが、孔へ所定の温度に加熱さ
れた液体を加圧下で通液して濾過させることにより、そ
の後高温で膜を処理しても透水能が低下しなくなること
を知り、本発明を完成するに至ったのである。

すなわち、本発明は、ポリスルホン系多孔質膜へ、加熱
された液体を加圧下で通液して濾過させることを特徴と
するポリスルホン系多孔質膜の処理方法である。本発明
において、前記のように、ポリスルホン系多孔質膜を単
に１６０°Ｃ付近の液体へ浸漬したのでは孔の収縮によ
り透水能の低下が起きるが、所定の温度に加熱された液
体を加圧下で通液して濾過させると、その後高温で膜を
処理しても透水能が低下しなくなる理由は定かてないが
、ポリスルホン系多孔質膜の孔が収縮しようとする力よ
り、孔へ通液している際の圧力が大きいため、孔がつぶ
れない状態で熱による膜構造の固定が行われることによ
るものと推定される。この本発明方法によって、１６０
°Ｃ付近の高温で処理しても、透水能の低下を起こさな
いポリスルホン系多孔質膜を得るという目的を達成する
ことができたのである。

本発明におけるポリスルホン系多孔質膜とは、主鎖にス
ルホン結合および芳香環を含んだポリマーよりなる多孔
質膜を示し、代表的なものには、下記構造式（１）、　
（２）のような構造を持つものが知られている。膜の孔
径は特に限定されず、電子顕微鏡で観察可能な数ミクロ
ン程度の孔径を持つ精密濾過膜から、数オングストロー
ム程度の孔径を持つ小孔径の限外濾過膜まで幅広い領域
にわたって適用できる。

Ｈ３ ここで、主鎖中の芳香環は、必要に応じて水素以外の官
能基に置換されていてもよい。これらのポリスルホン系
樹脂から多孔質膜を得るには、ポリマーを適当な溶剤に
溶かし製膜原液とした後、純水等の凝固浴で製膜原液を
凝固、脱溶剤させる公知の方法（例えば、特開昭５８−
１５６０１８）を用いることができる。

膜の形態も平膜、管状膜等特に限定されないが、サニタ
リー性、逆洗性に優れ、膜面積を多くとれる中空糸膜を
用いるのが好適である。

膜へ加熱された液体を通液濾過させる条件は、膜の構造
を固定化する効果、膜の耐熱性、得られる膜の性能を考
えて設定されるものであるが、液体の温度は、実際に膜
を使用する温度よりも若干高めにするのが好ましい。ま
た、処理温度の上限は、ポリスルホン系多孔質膜の軟化
がはしまる１７５°Ｃ付近とするのが好ましく、処理温
度の下限については、実際の使用温度より高い温度であ
れば特に限定されない。ただし、通常のポリスルホン系
多孔質膜は、１２１″Ｃの蒸気滅菌時に実質的な性能変
化を起こさないため、それ以上の温度での使用を想定し
て１２５〜１７５°Ｃ１好ましくは１５０〜１７０°Ｃ
で処理するのが適当である。

濾過の際にかける圧力については、濾過温度で加圧した
時、膜が破裂しない程度にしなければならないが、１５
０〜１７０°Ｃの温度では０．５〜１、　５ｋｇ／ｃ１
Ｍが適当である。なお、温度を下げるにしたがって加圧
できる最高圧力は上がっていく。

濾過する液体については、ポリスルホン系樹脂を化学的
に侵さないものであれば特に限定されず、１００〜１２
０°Ｃ付近であれば純水を加圧下で用いてもよいし、そ
れ以上の温度であればグリセリンまたはその水溶液のよ
うな高沸点の有機溶液を用いるのがよい。

なお、本発明において最終的に得られる膜の性能は、液
体の種類と処理温度が同じであれば、あとは濾過圧力に
よって決定されるので、できるだけ大きな透水能を維持
したければ、その温度において膜が破損しない最大圧力
で濾過すればよい。

濾過時間については、その温度で膜構造が固定化するま
での時間ととらえることができるが、１６０゛Ｃ付近の
処理であれば１時間の処理で十分である。

（実施例） 以下に本発明を実施例をもってより具体的に説明するが
、本発明は、実施例によって何ら制限されるものではな
い。

実施例１ ポリスルホン２０重量％、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミ
ド７０重量％、テトラエチレングリコール１０重量％の
組成の製膜原液を作製し、この液を中空糸製造用の環状
ノズルから押し出し、内部および外部凝固液として純水
を用いて製膜原液を内外面から凝固させ、外径１．３５
ｍｍ、内径０゜７２ｍｍの中空糸膜を得た。この膜の圧
力１．０誌／　ｃｔＡ、２５°Ｃにおける純水の透水率
は５．０ボ／ボ・日であった。

次に、含水状態のこの膜をグリセリンに浸漬し、１６０
°Ｃで加熱した後、中空糸膜内部へ圧力０゜５　ｋｇ／
ｃｆｆｌで１６０°Ｃに加熱されたグリセリンを１時間
通水、濾過した。この膜を純水でよく洗浄し、圧力１．
０ｋｇ／ｃｔｌｌ、２５°Ｃで純水の透水率を測定した
ところ、６．２ｍ／ｒｒｆ・日であった。

さらに、この膜を１６０°Ｃのグリセリン中に２時間浸
漬し、よく洗浄してから再び純水の透水率を測定したと
ころ、６．０ｍ／ｒｒｒ・日であり、実質的な透水率の
低下はなかった。

実施例２ 処理に用いるグリセリンの温度を１７０°Ｃとする以外
は、実施例１と同様の処理を行ったところ、１７０　”
Ｃグリセリン濾過後の純水の透水率６．５ｒｒｒ／ポ・
日、１７０°Ｃグリセリン浸漬後の透水率６．３ｍ／ｒ
ｒｒ・日であり、実質的な透水率の低下はなかった。

実施例３ 濾過圧を１．０ｋｇ／ｃ＋ｆｌとする以外は、実施例１
と同様の処理を行ったところ、１６０°Ｃのグリセリン
濾過後の純水の透水率７．８ｍ／ｒ＋（・日、１６０°
Ｃグリセリン浸漬後の純水の透水率が７．６ホ／ホ・日
であり、実質的な透水率の低下はなかった。

実施例４ 実施例１で得られた熱処理前の中空糸膜４００本をステ
ンレス類、内径４ｃｍ、長さ２５ｃｍのケースに封入し
、両端をエポキシ樹脂で封止したモジュールを作製した
。このモジュールへ内圧式０゜５　ｋｇ／Ｃｌ１ｌでグ
リセリンを通水し、１６０°Ｃに加熱して１時間濾過を
行った。その後、モジュールをよく洗浄し、１．０ｋｇ
／ｃ４．２５°Ｃで純水の透水率を測定したところ、８
８０ｄ／分であった。次に、このモジュールを１６０°
Ｃのグリセリンに２時間浸漬し、よく洗浄した後、再び
純水の透水率を測定したところ、８７０ｄ／分であり、
実質的な透水率の低下はなかった。本発明をモジュール
の状態に通用しても単糸と同し効果を得ることができる
。

比較例 実施例１で得られた熱処理前の中空糸膜を１６０°Ｃお
よび１７０°Ｃのグリセリンに２時間浸漬したところ、
その後の純水の透水率は、それぞれ３゜５ボ／ボ・日、
２．８ｍ／ｒｒ？・日であり、高温のグリセリンを濾過
していない膜には透水率の低下がみられた。

（発明の効果） 本発明により、１６０°Ｃ付近の高温において、透水率
の低下を起こさないポリスルホン系多孔質膜を得ること
ができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリスルホン系多孔質膜へ、加熱された液体を加
   圧下で通液して濾過させることを特徴とするポリスルホ
   ン系多孔質膜の処理方法。
2. （２）多孔質膜の形状が中空糸膜である請求項１記載の
   ポリスルホン系多孔質膜の処理方法。