JPH0655263B2 - 懸濁液、乳濁液のマイクロ濾過、限外濾過、過蒸発、逆浸透のため、もしくは、ガス分離のための膜の製造方法 - Google Patents

懸濁液、乳濁液のマイクロ濾過、限外濾過、過蒸発、逆浸透のため、もしくは、ガス分離のための膜の製造方法

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JPH0655263B2 JP3018333A JP1833391A JPH0655263B2 JP H0655263 B2 JPH0655263 B2 JP H0655263B2 JP 3018333 A JP3018333 A JP 3018333A JP 1833391 A JP1833391 A JP 1833391A JP H0655263 B2 JPH0655263 B2 JP H0655263B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、懸濁液、乳濁液のマイ
クロ濾過、限外濾過、過蒸発、逆浸透のための、もしく
はガス分離のための、請求項１の上位概念をもった膜の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】導線製の管状に開発された膜
を用いた懸濁液、もしくはガスの粒子のマイクロ濾過の
方法及び濾過装置は既に知られている。この場合、膜に
はバイアスをかけて曲げ、巻いている。
【０００３】供給は膜に圧力をかけて行なわれる。隣り
合った膜の屈曲間のスリット状の膜孔により、供給物か
ら濾過される粒子を分離することができる。このような
マイクロ濾過のための方法は、限外濾過のための粒子の
分離や過蒸発、ガス／ガス分離ができないという点が欠
点である。
【０００４】DE-OS 38 17 578 より、マイクロ濾過及び
限外濾過、並びに逆浸透のための方法及び装置が知られ
ている。ここでは、バイアスがかけられている導線製管
状体からなる膜が選択的に使用されている。これらの膜
は、孔の面積を減少させる制限的弾性の展性をもった材
料を塗布させておくことができる。この膜は濾過装置に
利用される。濾過のプロセスは横流効果をもつ貫流方
法、行止まり方法においても実施することができる。
【０００５】また、DE-PS 35 22 725 により、バイアス
の有無に関係なく、導線から渦巻状に巻かれ、材料が塗
布されている膜が知られている。材料塗布は渦巻プロセ
スの前後どちらでも可能である。これは最も細かい有機
物もしくは無機物の粒子からなることができる。
【０００６】これらの粒子は、その結晶構造もしくは格
子形の構造と間隙により固有の濾過作用が高まり、特殊
な適用にその固有の濾過作用を使うことができる。
【０００７】粒子として、グラファイト粒子、グラファ
イト酸化物、金属、金属酸化物、セラミックその他の粒
子をそれだけで、もしくは担体材料（例えば、水、油
脂、オイルからなる懸濁液）と共に導線もしくはファイ
バー上に塗布、もしくは渦巻きの間隙にとり込まれ、続
いて膜としっかり結合させることができる。
【０００８】粒子の濾過作用がその多孔性により生じ
る。このような膜の製造は費用がかかることが欠点であ
る。
【０００９】粒子は膜にしっかりと装着されているの
で、濾過に際してこの材料の塗布により透過がつまり、
還流洗浄しにくくなる危険性がある。また、材料塗布に
必要な粒子は、しかるべき材料に対する親和性もしくは
そういったものによってではなく、それらによって作ら
れた通路、即ち、それらによって作られた孔により、作
用を及ぼす。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、簡単な方法で
この知られた濾過膜の分離限界を明瞭に低下させるこ
と、それによって分離すべき粒子の大きさが供給物から
限外域内まで可能となり、過蒸発並びにガス／ガス分離
が、場合によっては複合膜もしくは分離膜を用いて実行
可能となることを課題の根底としている。
【００１１】本発明は請求項１の特徴によりこの課題を
解決している。
【００１２】
【作用】本発明は、濾過装置の管状膜の隣接した巻き間
の孔の大きさをワインディン距離を小さくすることによ
る直接的な方法で、また、精密分離層の沈積による間接
的方法により小さくするという利点を供する。
【００１３】従って、限外濾過範囲に達することがで
き、過蒸発並びにカス／ガス分離を実施することができ
る。この場合、精密分離層はフィルター要素、分相要
素、ガス分離要素として作用し、それに対して管状膜は
本質的に、更に精密な分離膜のためのマイクロ濾過特性
をもった支持基質として働く。従って、膜巻きのための
導線の径は大きなものを選ぶことができる。高い濾過圧
を適用して、高い濾過性能を達成することができる。精
密分離層は供給物中に存在する、もしくは濾過中にこれ
に付加される物質から作られる。横流作用に基づいて、
この物質は精密分離層形成のために孔に伝達される。
【００１４】精密分離層はその場合、横流作用により緩
んだ物質の形で、場合によっては物質交換が進行下で保
持される。精密分離層は利用される物質に応じて多孔性
もしくは運搬作用をもったものに作ることができる。
【００１５】
【実施例】本発明の他の形態は下位の請求項より生じ
る。本発明は図に示した実施例をもとに以下において一
層詳しく説明する。
【００１６】図１は従来の図には示されていない濾過装
置に利用される管状膜の垂直図、図２は、図１による膜
の俯瞰図、図３は、膜と共に緩くのっている孔による巻
間隙の大きく拡大した部分断面図、図４はその部分切断
断面図を示してる。
【００１７】従来の、図には示されていない濾過装置は
１つもしくは複数の管状膜１を有している。このために
導線がスパイラル状に選択的には大きなバイアスをもっ
て巻かれる。導線材料としては、金属、合成材料、ガラ
スもしくはその他の材料が利用される。導線断面は円
形、楕円形もしくは多角形が可能である。
【００１８】径、特に金属導線の径は非常に大きく選択
されるので、管状膜は１より1000バールまでの中、高圧
範囲の濾過圧に耐える。
【００１９】膜１の隣り合った巻き間に生じる間隙状の
孔３は、導線表面の製品によって異なる凸凹のために、
0.5 μm 以下には下げられない。膜１への相応に高い軸
方向圧力により、これらの不平滑性を平滑なものにする
ことができる。従って、1nm まで孔の大きさを下げるこ
とができる。
【００２０】このような膜も従来の膜もバイアスの有無
に関係なく巻くことができ、配分された孔もしくは運搬
作用をもった分離層を液体もしくはガス状の供給物の濾
過のために備えることができる。
【００２１】多孔性層４を作るために無機物成分、例え
ば粒域0.1 μｍまでのガラス粉末、セラミック粒子、金
属粉末、その他の粉末状材料を供給物の中に非常に僅か
だけ入れることができるため、濾過の際に存在する濾過
作用のある孔３の範囲の横流作用の結果、１つから２つ
までの粒子の層により１つの層だけを作ることができ
る。
【００２２】この無機物成分は定められた孔の大きさを
もつ巻かれた金属膜中での濾過により取込まれる前に選
別することができる。
【００２３】供給物におけるこの成分の分布が小さくな
った場合には膜巻き２の距離の狭い範囲においてのみこ
の層化が行なわれる。前述の分離層４なしで比較的大き
い板状もしくは棒状の粒子を透過させることができる。
膜巻き２の距離により形成される孔間隙５は、従って中
断される。板状もしくは棒状の粒子はもはや透過できな
い。
【００２４】孔間隙５により形成される本来の孔の大き
さは、層にされるゆるい粒子の大きさに依存して更に小
さくなる。
【００２５】分離層４を懸濁液もしくはエアロゾル中に
存在する物質により形成することも可能である。
【００２６】これについては孔３の前に物質の層化によ
り分離層４が形成されるような孔の大きさをもった膜１
が必要となる。
【００２７】分離層４が形成された後、例えばマイクロ
メータ吸引装置により膜１が分離層４が拡大された孔３
をまだ橋かけするほど延ばされる。
【００２８】この膨張により孔３は拡大され、性能を上
げることが可能となる。
【００２９】濾過性能は横流だけでなく、圧力にも関係
しているので膜巻き２を形成している導線は非常に強い
ものを選択することができ、そのため１バールより1000
バールまでの濾過圧が可能となる。前述の方法の高圧で
の適用は、非圧縮性材料から多孔性精密分離層ができて
いるようなケースでは透過膜の公称性能と品質の向上に
つながっている（例えば、供給物の中に含まれている粒
状で取込まれている活性炭、キーゼル（けい藻土）、ゼ
オライト、触媒のような吸収材料やレアメタル、不溶解
性金属）。
【００３０】例えば、図４のように導線断面が四角形な
どの多角形のものを適用する場合、隣り合った膜巻き２
の縁に、縁の半径が小さいために、小さい三角空間がで
きる。これは、供給物の縦流と横流の作用により常に渦
を巻きながら新しくされる自由な成分の僅かの場所とな
ることができる。この成分が分離層４を形成し、その孔
は詰まることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】濾過装置に利用される管状膜の垂直図である。
【図２】図１による膜の俯瞰図である。
【図３】巻間隙の拡大部分断面図である。
【図４】図３の部分切断断面図である。
【符号の説明】
１ 管状膜 ２ 膜巻き ３ 孔 ４ 多孔性層 ５ 孔間隙

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 膜巻き(2) に軸方向に圧力がかけられ、
    必要な場合には圧力が再び除去され、一気に反対向きに
    され、従って巻き間にある孔(3) は1nm の濾過作用をも
    つ距離を上方に保有することになることを特徴とする、
    導線からなる巻かれた管状膜が利用される、懸濁液、乳
    濁液のマイクロ濾過、限外濾過、過蒸発、逆浸透のた
    め、もしくは、ガス分離のための膜の製造方法。
  2. 【請求項２】 膜巻き(2) がバイアスに巻かれることを
    特徴とする請求項１の膜の製造方法。
  3. 【請求項３】 膜製造のために利用される導線の径が非
    常に大きく、１バールから1000バールまでの供給圧で供
    給物が膜を通過し得ることを特徴とする請求項１または
    ２の膜の製造方法。
  4. 【請求項４】 膜巻き(2) の間にある膜孔(3) の中に、
    精密分離膜(4) を形成する物質が取りこまれていること
    を特徴とする請求項１乃至３の膜の製造方法。
  5. 【請求項５】 供給物中にある物質、もしくは、供給物
    に添加される物質により、精密分離膜(4) から過中に形
    成され、保持されることを特徴とする請求項４の膜の製
    造方法。
  6. 【請求項６】 精密分離膜(4) が、懸濁液、透明なポリ
    マーフィルム、均一な大きさの一緒に結合したミクロ粒
    子、もしくは、膜に分離作用のある層をもった複合膜の
    形で導かれ、そこに沈積し、固定化されることを特徴と
    する請求項４の膜の製造方法。
  7. 【請求項７】 精密分離膜(4) の形成のために、活性炭
    のような吸収材料、けい藻土のような濾過作用をもった
    材料、ゼオライトのような一定の大きさの孔をもった材
    料、プラチナ、パラジウム蓄積酵素のような酵素のよう
    に作用する物質が利用されることを特徴とする請求項４
    の膜の製造方法。
  8. 【請求項８】 膜(1) の導線の断面が四角形のような多
    角形であることを特徴とする請求項１乃至７に従った導
    線により巻かれた管状の膜。
JP3018333A 1990-01-21 1991-01-17 懸濁液、乳濁液のマイクロ濾過、限外濾過、過蒸発、逆浸透のため、もしくは、ガス分離のための膜の製造方法 Expired - Lifetime JPH0655263B2 (ja)

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DE4022738.3 1990-07-17

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