JPH0531337A - 中空糸限外濾過膜の親水化方法 - Google Patents
中空糸限外濾過膜の親水化方法Info
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- JPH0531337A JPH0531337A JP19051791A JP19051791A JPH0531337A JP H0531337 A JPH0531337 A JP H0531337A JP 19051791 A JP19051791 A JP 19051791A JP 19051791 A JP19051791 A JP 19051791A JP H0531337 A JPH0531337 A JP H0531337A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 内外両表面にスキン層を有する中空糸限外濾
過膜の乾燥による透水能低下に対して効果的に透水能を
回復させる手段を提供する。 【構成】 中空糸膜の内表面および外表面に、アルコー
ルまたはアルコール水溶液を一定時間、加圧下で接触さ
せる。 【効果】 短時間で透水能を乾燥前の値に回復すること
がきる。
過膜の乾燥による透水能低下に対して効果的に透水能を
回復させる手段を提供する。 【構成】 中空糸膜の内表面および外表面に、アルコー
ルまたはアルコール水溶液を一定時間、加圧下で接触さ
せる。 【効果】 短時間で透水能を乾燥前の値に回復すること
がきる。
Description
【０００１】
【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、中空糸限外濾過膜の親水化方法に関す
る。
に利用可能な、中空糸限外濾過膜の親水化方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】中空糸限外濾過膜は、モジュールにした
際のサニタリー性が高く、小さな容積に大きな膜面積を
封入することができ、さらには耐ファウリング性におい
て膜面の通液線速による溶質の除去効果が高いため、電
子産業用超純水の製造、自動車用電着塗料の回収、医薬
食品分野における生産物の精製・濃縮などさまざまな産
業分野に利用されている。またその素材も多岐にわた
り、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリアク
リロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリエーテルイミドなどが製膜可能なポリマーとして知
られている。このうちポリスルホン、ポリエーテルスル
ホンのような芳香族ポリマーは耐熱性、耐薬品性に優れ
ているため、熱や殺菌剤の使用が不可欠な膜分離プロセ
スには好適である。また中空糸膜の構造も、種々のもの
が提案されている。とりわけ中空糸の内表面および外表
面にスキン層を有する中空糸限外濾過膜は、どちらか一
方のスキン層が破損しても、もう一方のスキン層で溶質
の透過を阻止できるため、片側のみにスキン層を持つ膜
に比べて信頼性が高い。このタイプの膜は例えば特開昭
５８−１５６０１８号公報の実施例に基づいて得ること
が出来る。この例に示されているポリスルホン系樹脂よ
りなる中空糸限外濾過膜は、耐熱性に優れると同時に機
械的強度も高く、しかも内・外両表面にスキン層を有す
る信頼性の高い膜となっている。
際のサニタリー性が高く、小さな容積に大きな膜面積を
封入することができ、さらには耐ファウリング性におい
て膜面の通液線速による溶質の除去効果が高いため、電
子産業用超純水の製造、自動車用電着塗料の回収、医薬
食品分野における生産物の精製・濃縮などさまざまな産
業分野に利用されている。またその素材も多岐にわた
り、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリアク
リロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリエーテルイミドなどが製膜可能なポリマーとして知
られている。このうちポリスルホン、ポリエーテルスル
ホンのような芳香族ポリマーは耐熱性、耐薬品性に優れ
ているため、熱や殺菌剤の使用が不可欠な膜分離プロセ
スには好適である。また中空糸膜の構造も、種々のもの
が提案されている。とりわけ中空糸の内表面および外表
面にスキン層を有する中空糸限外濾過膜は、どちらか一
方のスキン層が破損しても、もう一方のスキン層で溶質
の透過を阻止できるため、片側のみにスキン層を持つ膜
に比べて信頼性が高い。このタイプの膜は例えば特開昭
５８−１５６０１８号公報の実施例に基づいて得ること
が出来る。この例に示されているポリスルホン系樹脂よ
りなる中空糸限外濾過膜は、耐熱性に優れると同時に機
械的強度も高く、しかも内・外両表面にスキン層を有す
る信頼性の高い膜となっている。
【０００３】しかしながら、ポリスルホン系樹脂よりな
る膜は、素材の疎水性の強さから膜が一度乾燥してしま
うと透水能力は著しく低下することが知られており、膜
を空気中で保存するにはグリセリンのような乾燥防止液
中で処理せねばならない。この処理は膜をグリセリン水
溶液中へ浸漬した後、熱をかけて乾燥し余分な水を蒸発
させてグリセリンで目詰めされた膜を得るものである
が、このような処理を施した膜を再び含水状態にもどす
ために加圧下に純水を通液してグリセリンを十分洗い流
しても透水能力はもとの値にまでもどらない場合が多
い。これは熱をかけて乾燥している間に膜中に気泡が入
りこみ、この気泡が純水の通液だけでは完全に抜け切ら
ず、透水抵抗の原因になっているためであると推定され
る。この気泡を効果的に除去し、膜を親水化するにはア
ルコールのような、ポリマーに対する濡れ性の高い液体
で処理することが有効であるが、内、外両表面にスキン
層を持った中空糸限外濾過膜においては、アルコール中
に数時間浸漬しても透水能力の回復が十分でない場合が
ある。また特開昭５５−１４７１０８号公報に記述され
ているように、アルコール中に長時間浸漬すると膜性能
に変化が生じる可能性もあり、短時間で効果的に親水化
できる方法の開発が望まれていた。
る膜は、素材の疎水性の強さから膜が一度乾燥してしま
うと透水能力は著しく低下することが知られており、膜
を空気中で保存するにはグリセリンのような乾燥防止液
中で処理せねばならない。この処理は膜をグリセリン水
溶液中へ浸漬した後、熱をかけて乾燥し余分な水を蒸発
させてグリセリンで目詰めされた膜を得るものである
が、このような処理を施した膜を再び含水状態にもどす
ために加圧下に純水を通液してグリセリンを十分洗い流
しても透水能力はもとの値にまでもどらない場合が多
い。これは熱をかけて乾燥している間に膜中に気泡が入
りこみ、この気泡が純水の通液だけでは完全に抜け切ら
ず、透水抵抗の原因になっているためであると推定され
る。この気泡を効果的に除去し、膜を親水化するにはア
ルコールのような、ポリマーに対する濡れ性の高い液体
で処理することが有効であるが、内、外両表面にスキン
層を持った中空糸限外濾過膜においては、アルコール中
に数時間浸漬しても透水能力の回復が十分でない場合が
ある。また特開昭５５−１４７１０８号公報に記述され
ているように、アルコール中に長時間浸漬すると膜性能
に変化が生じる可能性もあり、短時間で効果的に親水化
できる方法の開発が望まれていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
克服し、内・外両表面にスキン層を有する中空糸限外濾
過膜の効果的な親水化方法を提供するものである。
克服し、内・外両表面にスキン層を有する中空糸限外濾
過膜の効果的な親水化方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、内表面および
外表面にスキン層を有する中空糸限外濾過膜において、
内表面および外表面に、アルコールまたはアルコール水
溶液を加圧下で接触させることを特徴とする中空糸限外
濾過膜の親水化方法である。以下、本発明を詳しく説明
する。
外表面にスキン層を有する中空糸限外濾過膜において、
内表面および外表面に、アルコールまたはアルコール水
溶液を加圧下で接触させることを特徴とする中空糸限外
濾過膜の親水化方法である。以下、本発明を詳しく説明
する。
【０００６】本発明で用いられる限外濾過膜の素材とし
ては、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリア
クリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルイミドなどが挙げられる。このうち、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、のような芳香族
ポリマーは耐熱性、耐薬品性に優れているために熱や殺
菌剤の使用が不可欠な膜には好適である。
ては、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリア
クリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルイミドなどが挙げられる。このうち、
ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、のような芳香族
ポリマーは耐熱性、耐薬品性に優れているために熱や殺
菌剤の使用が不可欠な膜には好適である。
【０００７】膜の乾燥による膜の透水能の低下は膜中に
入りこんだ気泡（主に空気）に起因するものと思われる
が、アルコールまたはアルコール水溶液を加圧下で膜と
接触させ、濡れ性の大きい液体を積極的に膜中へ押しこ
んでやることによって膜表面が次第に濡れてくるため、
短時間で透水能が回復してくるものと推定される。ま
た、前述のように、乾燥防止剤を用いないで膜を乾燥さ
せた場合は、膜中へ入りこんだ気泡のためだけでなく、
乾燥による孔径そのものの収縮による透水能の低下が起
こる場合がある。この場合、収縮した孔を元の大きさに
もどすのはほとんどの場合不可能であるが、本発明によ
る処理を施こせば、膜中の気泡を完全にとり除くことが
できるため収縮後の孔径に応じた透水能を得ることがで
きる。
入りこんだ気泡（主に空気）に起因するものと思われる
が、アルコールまたはアルコール水溶液を加圧下で膜と
接触させ、濡れ性の大きい液体を積極的に膜中へ押しこ
んでやることによって膜表面が次第に濡れてくるため、
短時間で透水能が回復してくるものと推定される。ま
た、前述のように、乾燥防止剤を用いないで膜を乾燥さ
せた場合は、膜中へ入りこんだ気泡のためだけでなく、
乾燥による孔径そのものの収縮による透水能の低下が起
こる場合がある。この場合、収縮した孔を元の大きさに
もどすのはほとんどの場合不可能であるが、本発明によ
る処理を施こせば、膜中の気泡を完全にとり除くことが
できるため収縮後の孔径に応じた透水能を得ることがで
きる。
【０００８】本発明の効果は外表面および内表面にスキ
ン層を有する中空糸限外濾過膜において有効に発現し得
る。本発明におけるスキン層とは、中空糸限外濾過膜に
おいて事実上膜の分画性能を決定しているち密な層を指
す。これらは電子顕微鏡による膜表面の観察によって確
認することができ、表面に０．１ミクロン以上の径を持
つ細孔を有していない場合は、この表面層をスキン層と
見なすことができる。また本発明においては、膜の素
材、中空糸の内・外径は特に限定されない。
ン層を有する中空糸限外濾過膜において有効に発現し得
る。本発明におけるスキン層とは、中空糸限外濾過膜に
おいて事実上膜の分画性能を決定しているち密な層を指
す。これらは電子顕微鏡による膜表面の観察によって確
認することができ、表面に０．１ミクロン以上の径を持
つ細孔を有していない場合は、この表面層をスキン層と
見なすことができる。また本発明においては、膜の素
材、中空糸の内・外径は特に限定されない。
【０００９】本発明における親水化処理は、中空糸の内
表面および外表面に、アルコールまたはアルコール水溶
液を一定時間、加圧下で接触させることを特徴とする。
ここでいう加圧下とは、膜が通常おかれている状態より
も高い圧力下におかれることを示し、流路中に取りつけ
られた圧力計にかかるゲージ圧を加圧下の圧力とする。
本発明に用いるアルコールは、汎用性が高く、膜への影
響の少ないものとして、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール、またはそれらの混合液が好適である。ま
たアルコール水溶液の濃度は大きいほど効果が高く、重
量濃度で８０％以上、好ましくは９０％以上が適当であ
る。加圧時間および加圧力については親水化の程度と膜
の耐圧性を考慮して決定すればよい。加圧時間は加圧力
が大きいほど短かくてすむが、十分な効果を上げるには
５〜１０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲であれば３０秒〜１５分程
度、２〜５ｋｇ／ｃｍ2 の範囲では１分〜３０分程度で
処理するのが好ましいなお、ここでの圧力（ｋｇ／ｃｍ
2 ）は、ポンプにより膜に送液したときのポンプの圧力
計の示す圧力を示す。また加圧の際には、内表面・外表
面それぞれにかける圧力に差を持たせてもよい。
表面および外表面に、アルコールまたはアルコール水溶
液を一定時間、加圧下で接触させることを特徴とする。
ここでいう加圧下とは、膜が通常おかれている状態より
も高い圧力下におかれることを示し、流路中に取りつけ
られた圧力計にかかるゲージ圧を加圧下の圧力とする。
本発明に用いるアルコールは、汎用性が高く、膜への影
響の少ないものとして、メタノール、エタノール、イソ
プロパノール、またはそれらの混合液が好適である。ま
たアルコール水溶液の濃度は大きいほど効果が高く、重
量濃度で８０％以上、好ましくは９０％以上が適当であ
る。加圧時間および加圧力については親水化の程度と膜
の耐圧性を考慮して決定すればよい。加圧時間は加圧力
が大きいほど短かくてすむが、十分な効果を上げるには
５〜１０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲であれば３０秒〜１５分程
度、２〜５ｋｇ／ｃｍ2 の範囲では１分〜３０分程度で
処理するのが好ましいなお、ここでの圧力（ｋｇ／ｃｍ
2 ）は、ポンプにより膜に送液したときのポンプの圧力
計の示す圧力を示す。また加圧の際には、内表面・外表
面それぞれにかける圧力に差を持たせてもよい。
【００１０】また、処理する際の液温については高いほ
ど効果が大きいので膜の耐熱性を考慮してできるだけ高
い温度で処理するのが好ましい。なお、本発明は、中空
糸膜１本づつに対して適用してもよいが、通常、中空糸
膜の利用において見られるように、数百本の中空糸膜を
束ねてケースに封入し、その両端を樹脂で固定したモジ
ュールの形態で処理すると効率的である。
ど効果が大きいので膜の耐熱性を考慮してできるだけ高
い温度で処理するのが好ましい。なお、本発明は、中空
糸膜１本づつに対して適用してもよいが、通常、中空糸
膜の利用において見られるように、数百本の中空糸膜を
束ねてケースに封入し、その両端を樹脂で固定したモジ
ュールの形態で処理すると効率的である。
【００１１】以下に、本発明を実施例を用いて、より詳
細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定
されることはない。
細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定
されることはない。
【００１２】
【実施例】ポリスルホン、ジメチルアセトアミド、テト
ラエチレングリコールを７１：９：２０の割合で混合し
均一な製膜原液とした。この原液を中空糸製造用環状ノ
ズルから押し出し、内部および外部凝固液として精製水
を用いてポリマ−溶液を内外面から凝固させ内・外両表
面にスキン層を有する中空糸限外濾過膜を得た。この膜
の純水透水量を測定したところ２５℃、圧力１ｋｇ／ｃ
ｍ2の条件で３．０５ｍ3 ／ｍ2 ・日であった。次のこ
の膜を６０％のグリセリン水溶液に４０℃で３時間浸漬
し、膜をひきあげ６０℃の熱風乾燥機中で５時間乾燥さ
せた。得られた膜に１ｋｇ／ｃｍ2 圧で純水を通液しグ
リセリンを洗浄した後、２５℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ2 で
純水透水量を測定したところ、２．５０ｍ3 ／ｍ2 ・日
であり透水能の低下が見られた。この膜を４００本束ね
て、長さ２５ｃｍのポリスルホンケースに封入し、両端
をエポキシ樹脂で固定した後モジュールとし、このモジ
ュールの中へ９９％エタノールを注入し液温を４０℃に
保った。さらに中空糸の内表面側と外表面側へエアーで
５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力をかけて１０分間保持した後、よ
く水洗して２５℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ2 の純水透水量を
測定したところ、３．０７ｍ3 ／ｍ2 ・日の透水量であ
り、透水能は初期の値に回復した。なお処理前後の分画
性能は、ポリエチレングリコール５００００の１０００
ｐｐｍ溶液を用いて圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 で評価した
ところ、阻止率４２％であり変化は見られなかった。
ラエチレングリコールを７１：９：２０の割合で混合し
均一な製膜原液とした。この原液を中空糸製造用環状ノ
ズルから押し出し、内部および外部凝固液として精製水
を用いてポリマ−溶液を内外面から凝固させ内・外両表
面にスキン層を有する中空糸限外濾過膜を得た。この膜
の純水透水量を測定したところ２５℃、圧力１ｋｇ／ｃ
ｍ2の条件で３．０５ｍ3 ／ｍ2 ・日であった。次のこ
の膜を６０％のグリセリン水溶液に４０℃で３時間浸漬
し、膜をひきあげ６０℃の熱風乾燥機中で５時間乾燥さ
せた。得られた膜に１ｋｇ／ｃｍ2 圧で純水を通液しグ
リセリンを洗浄した後、２５℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ2 で
純水透水量を測定したところ、２．５０ｍ3 ／ｍ2 ・日
であり透水能の低下が見られた。この膜を４００本束ね
て、長さ２５ｃｍのポリスルホンケースに封入し、両端
をエポキシ樹脂で固定した後モジュールとし、このモジ
ュールの中へ９９％エタノールを注入し液温を４０℃に
保った。さらに中空糸の内表面側と外表面側へエアーで
５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力をかけて１０分間保持した後、よ
く水洗して２５℃、圧力１ｋｇ／ｃｍ2 の純水透水量を
測定したところ、３．０７ｍ3 ／ｍ2 ・日の透水量であ
り、透水能は初期の値に回復した。なお処理前後の分画
性能は、ポリエチレングリコール５００００の１０００
ｐｐｍ溶液を用いて圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 で評価した
ところ、阻止率４２％であり変化は見られなかった。
【００１３】
【比較例１】実施例１において、エタノールをモジュー
ルへ注入した後、液温４０℃で中空糸への加圧を行なわ
ずに１０分間保持した後、よく水洗して２５℃、圧力１
ｋｇ／ｃｍ2 の純水透水量を測定したところ、２．５２
ｍ3 ／ｍ2 ・日であり透水能は回復しなかった。
ルへ注入した後、液温４０℃で中空糸への加圧を行なわ
ずに１０分間保持した後、よく水洗して２５℃、圧力１
ｋｇ／ｃｍ2 の純水透水量を測定したところ、２．５２
ｍ3 ／ｍ2 ・日であり透水能は回復しなかった。
【００１４】
【比較例２】実施例において９９％エタノールのかわり
に純水を注入して同様の処理を行なったところ、純水透
水量は２．６０ｍ3 ／ｍ2 ・日であり透水能は回復しな
かった。
に純水を注入して同様の処理を行なったところ、純水透
水量は２．６０ｍ3 ／ｍ2 ・日であり透水能は回復しな
かった。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、短い時間で効果的に中
空糸限外濾過膜の親水化ができる。
空糸限外濾過膜の親水化ができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内表面および外表面にスキン層を有する
中空糸限外濾過膜において、その内表面及び外表面に、
アルコールまたはアルコール水溶液を加圧下で接触させ
ることを特徴とする中空糸限外濾過膜の親水化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19051791A JPH0531337A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 中空糸限外濾過膜の親水化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19051791A JPH0531337A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 中空糸限外濾過膜の親水化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0531337A true JPH0531337A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16259410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19051791A Withdrawn JPH0531337A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 中空糸限外濾過膜の親水化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0531337A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011105188A1 (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 分離膜の改質方法、及び分離膜の改質装置 |
| JP2011224506A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 分離膜の改質方法、及び分離膜の改質装置 |
| WO2013047775A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 東レ株式会社 | 中空糸膜モジュールの親水化方法 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19051791A patent/JPH0531337A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011105188A1 (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 分離膜の改質方法、及び分離膜の改質装置 |
| JP2011224506A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 分離膜の改質方法、及び分離膜の改質装置 |
| WO2013047775A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-04 | 東レ株式会社 | 中空糸膜モジュールの親水化方法 |
| KR20140084003A (ko) * | 2011-09-28 | 2014-07-04 | 도레이 카부시키가이샤 | 중공사막 모듈의 친수화 방법 |
| JPWO2013047775A1 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-03-30 | 東レ株式会社 | 中空糸膜モジュールの親水化方法 |
| US9308478B2 (en) | 2011-09-28 | 2016-04-12 | Toray Industries, Inc. | Method for hydrophilizing hollow-fiber membrane module |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |