JPH08117573A

JPH08117573A - 中空糸膜の処理方法

Info

Publication number: JPH08117573A
Application number: JP25712894A
Authority: JP
Inventors: Tamiyuki Eguchi; 民行江口
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1994-10-21
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】中空糸膜の処理方法に関するものであり、逆
浸透、限外ろ過、精密ろ過、透析、ガス分離等に使用す
る中空糸膜の製造に利用でき、中空糸膜を束の状態で確
実且つ簡単に大量処理できるものである。【構成】中空糸膜の束１に、溶剤、添加物等を除去す
るための処理液２あるいは親水化等の後処理をするため
の処理液２をシャワーリングしてなる中空糸膜の処理方
法であり、中空糸膜の束を、その外径にほぼ等しい幅
の、底に処理液通路５を有する樋４に納めた状態で、一
種類あるいは二種類以上の処理液が並列して中空糸膜の
束の軸方向に対して略垂直にシャワーリングされている
中を順次連続的に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は中空糸膜の処理方法に関
するものであり、逆浸透、限外ろ過、精密ろ過、透析、
ガス分離等に使用する中空糸膜の製造に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】中空糸膜に残存する溶剤や添加剤等の除
去処理、中空糸膜の親水化処理あるいは、別のポリマー
をコーティングして複合膜にする等の後処理は従来から
一般的に行われている。通常これらの処理には、処理液
中に、中空糸を連続的に浸漬する、中空糸の束を浸漬す
る、あるいはモジュールに組み立ててから浸漬する、い
わゆる浸漬法が適用されている。中空糸を連続的にシャ
ワーリングする方法も知られているが処理時間が制限さ
れるために一般的に適用できる方法ではなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の処理が短時間、
例えば１０分間以内であれば設備を特に大型にしなくと
も中空糸を連続的に処理することが可能である。しかし
ながら、長時間、例えば３０分間以上の処理時間を必要
とするときには連続化が困難になり、束の状態でバッチ
式処理する方が設備上有利になる。この場合多数の束を
同時に浸漬法で処理するときには、全ての束及び束各々
の束内の中空糸全体に均一に処理液が行き渡るように、
束毎に処理液を均等に分散させ、更に、絶えず新鮮な処
理液と接するように処理液を中空糸の間に強制的に流す
ための特別な工夫が必要である。このような複雑な工夫
を避け、モジュールに組み立ててから一本毎に確実に処
理する方法は、大量処理設備が高価になる欠点がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、中空糸膜を束の
状態で確実且つ簡単に大量処理できる中空糸膜の処理方
法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】中空糸膜を束の状態にし
てからシャワーリングしても常識的には束の中の中空糸
まで処理液が行き渡らないと予想されるが、本発明者
は、この予想に反して、束の太さが数ｃｍを越えるもの
であっても浸漬する場合よりも速やかに、且つ均一に行
き渡ることを見出した。また、処理効果が束の長さにも
よらないことも見出して本発明を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は、中空糸膜の束に、溶剤、
添加物等を除去するための処理液あるいは親水化等の後
処理をするための処理液をシャワーリングすることを特
徴とする中空糸膜の処理方法である。更には、中空糸膜
の束を、その外径にほぼ等しい幅の、底に処理液通路を
有する樋に納める中空糸膜の処理方法であって、中空糸
膜の束が納められた樋を、一種類あるいは二種類以上の
処理液が並列して中空糸膜の束の軸方向に対して略垂直
にシャワーリングされている中を順次連続的に移動させ
ることもできる。

【０００７】

【作用】以上にしてなる本発明の中空糸膜の処理方法
は、中空糸膜を束の状態で、溶剤、添加物等を除去する
ための処理液あるいは親水化等の後処理をするための処
理液をシャワーリングすることによって、確実且つ簡単
に大量処理できるものであり、モジュールにしてから再
び処理する必要がなくなる。つまり、中空糸膜の束の軸
方向に対して略垂直に処理液をシャワーリングすること
で、中空糸膜間に均等に処理液が浸透する。また、中空
糸膜の束を、その外径に略等しい幅の、底に処理液通路
を有する樋に納めることで、中空糸膜の束をそれぞれ独
立して樋内に保持し、樋の下部に溜まった処理液によっ
て中空糸膜の束の下部が処理液に浸り、また中空糸膜間
の微細間隙を毛細管現象によって処理液が浸透し、内部
の中空糸膜まで行き渡るのである。また、中空糸膜の束
が納められた樋が、一種類若しくは二種類以上の処理液
が並列してシャワーリングされている中を順次連続的に
移動することによって、連続処理が可能である。更に、
中空糸膜に綾がかかっている束である場合には、処理液
のシャワーリングによって強い衝撃が加わっても束が乱
れることがない。

【０００８】

【実施例】本発明は、乾湿式紡糸によって製造される中
空糸膜についてはとりわけ中空糸膜に残存する溶剤、添
加剤の除去のために効果的に利用できる。また、溶融紡
糸によって製造される中空糸膜については親水化のため
の親水性物質のコーティングに効果的に利用できる。更
に、これらの中空糸膜から複合膜を作るためのポリマー
をコーティングするためにも効果的に利用できる。

【０００９】前記の分野で使用される中空糸膜の太さ
は、およそ２００〜２０００μｍであるが、この範囲で
とくに本発明が効果的である。

【００１０】本発明の処理をした中空糸膜の束はそのま
まモジュールの組立に使用できるので、束の太さに効果
上の制限はないものの、この目的に適合するように束成
型されるのが好ましく、通常束の直径は１０ｃｍ以下に
すべきである。束は、一端がループ状に折り返され、他
端がバンドで束ねられているものであっても、両端が束
ねられていても良い。これらの長さにも本質的に制限は
ないが前記と同じ理由でおよそ２ｍ以下にすべきであ
る。

【００１１】これらの中空糸膜の束は、その軸方向に対
してほぼ垂直に処理液がシャワーリングされる。図１
は、本発明の処理方法を実施するための装置例の断面概
略図である。本発明は、中空糸膜束１に、溶剤、添加物
等を除去するための処理液２あるいは親水化等の後処理
をするための処理液２をシャワーノズル３からシャワー
リングすることを要旨としている。中空糸膜束１は、そ
の外径にほぼ等しい幅の樋４に置かれ、該樋４の底部に
は図１及び図２に示すように処理液通路５を形成してい
る。図示した樋４は、波板状の部材で構成され、中空糸
膜束１を載置する凹溝部６が平行に複数形成されたもの
であり、前記処理液通路５は該凹溝部６の底部に所定間
隔毎に設けられている。

【００１２】前記処理液２は、処理液タンク７に蓄えら
れており、循環ポンプ８でシャワーノズル３に送られ、
中空糸膜束１に略均等にシャワーリングされる。中空糸
膜の間を通過した処理液２は樋４の底に設けられた処理
液通路５，…を通過し、樋４の下方に設けられた集液ロ
ート９の底に集められ、該集液ロート９の処理液出口１
０を通って処理液タンク７に再び戻る。必要とする場合
には、処理液２の再生装置１１あるいは処理液２の追加
若しくは排出装置を付加する。

【００１３】前記処理液２には、中空糸膜に残存する溶
剤あるいは添加物等の除去が目的である場合にはその抽
出洗浄液が、親水化処理やコーティング処理を目的とす
る場合にはその処理液が用いられる。これらの処理液を
シャワーリングするためにスプレーノズルが使用される
が、中空糸膜の束に比較的強い液滴が均一に衝突するよ
うに、平均粒径がおよそ３００〜１０００μｍで、流量
分布が噴霧面全体に渡ってできるだけ均一であるものが
好ましい。このような目的に適合するスプレーあるいは
シャワーノズルは既に市販されており、一般に入手可能
である。噴霧量は、このようなシャワーのとき、噴霧面
１ｃｍ²あたり５〜２０ミリリットル／分である。５ミ
リリットル／分未満では均一なスプレーが形成されず、
２０ミリリットル／分を越えると液滴の衝突によって、
細い中空糸膜では配列が大きく乱れることがある。

【００１４】中空糸膜束１を置く樋４は、処理液２が束
の中に流れるように側面が無孔であることが好ましい。
前記樋４の底に設けた処理液通路５は、前記の噴霧量で
シャワーリングしたときに処理液２が樋の上にまで溢れ
ないように、更に好ましくは中空糸膜束１のおよそ下半
分以下が浸る程度に溜まるようにしなければならない。
例えば、直径１０ｍｍの円形の穴の場合では２０〜４０
ｍｍ間隔である。このように大きな穴であっても中空糸
膜が吸い込まれて変形することはない。樋４の側壁１２
の高さは、中空糸膜束１の出し入れを容易にし、且つ中
空糸膜束１に当たるべきシャワーのじゃまにならないよ
うに中空糸膜束１の直径にほぼ等しいかやや高い程度が
好ましい。

【００１５】中空糸膜束１は、前記のように処理液２の
比較的強い衝突を受けるので乱れることのないように、
また処理液の通路が確保されるように、特に太い束にあ
っては綾がかけられていることが望ましい。綾をかける
方法はよく知られているように、通常、中空糸膜をカセ
に巻き取りながらトラバースを往復させる方法が用いら
れる。

【００１６】中空糸膜から除去する成分が、例えばポリ
エチレングリコール、ポリビニルピロリドンのような高
分子量添加物である場合には再生装置１１として限外ろ
過装置が使用できる。また、水溶性溶剤のように可能な
限り除去すべき成分であれば水を追加しながら排出する
排出装置が使用され、親水化やコーティングのような処
理では、その濃度等の調整装置として排出装置が使用さ
れる。

【００１７】連続的に移動する樋４を使用すると、種類
の異なる処理液２によるそれぞれの処理ゾーンを並べる
ことによって、一つだけでなく複数の処理を連続的に行
うことも可能である。

【００１８】（実施例１）ポリスルホン（テイジンア
モコエンジニアリングプラスチック社製、Ｐ−３５０
０）２０部（以下同じ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン
６６部、プロピレングリコール９部、平均分子量３０万
のポリエチレングリコール５部からなる紡糸原液を６５
℃に保持しながら、Ｎ−メチル−２−ピロリドン６０
部、プロピレングリコール４０部からなる中空糸膜の内
側の凝固液とともに二重管状ノズルから空気中に押し出
し、２０ｃｍ下方にある７０℃の水に侵入させ、約３ｍ
走行させてから、カセ間の距離が４５ｃｍのカセに束の
太さが約６ｃｍになるように３４００本巻き取った。こ
のときカセ１回転あたりトラバースがほぼ１往復するよ
うにして中空糸膜に綾をかけて中空糸膜束を作成した。
この状態で中空糸膜にはポリエチレングリコールが約１
０％、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが約２％残存してい
た。

【００１９】カセに巻き取った束を中央の二カ所で幅約
５ｍｍのバンドでしばり、その間を切断して全長が約２
５ｃｍの二つの中空糸膜束を取り出した。

【００２０】同じようにして作成した中空糸膜束を７列
からなる樋に５本づつ、合計３５本置き、処理液タンク
に５０リットル準備した約４０℃の３０容量％アセトン
水溶液を循環ポンプからシャワーノズルに送り、約４０
０μｍの液滴からなるシャワーを噴霧面１ｃｍ²あたり
７ミリリットル／分で１時間噴霧した。次に、処理液を
約５０℃の水に代え、３００リットル／時で追加、排出
しながら、噴霧量を１０ミリリットル／分に変えて１時
間シャワーリングした。

【００２１】この中空糸膜束を処理装置から取り出し、
乾燥して日本薬局方、輸液用プラスチック容器試験法の
方法で評価したところ全ての項目に適合した。尚、この
中空糸膜は、内径及び外径はそれぞれ５００μｍ、８０
０μｍで、０．２μｍの粒子を通過させない孔を有して
いた。

【００２２】（実施例２）実施例１で水による洗浄処理
を終えた中空糸膜束に、５０リットルのヒドロキシプロ
ピルメチルセルロースの２０００ｐｐｍ水溶液を噴霧面
１ｃｍ²あたり７ミリリットル／分で１時間シャワーリ
ングした後、実施例１と同様にして水洗した。この中空
糸膜束を乾燥して実施例１と同様に評価したところ同様
な結果が得られた。

【００２３】（実施例３）中空糸膜束として内径及び外
径がそれぞれ６００μｍ、９６０μｍの中空糸膜を２２
００本巻き取ったものを用いた以外は実施例１と同様に
して中空糸膜束を処理した。この中空糸膜束も実施例１
と同様な評価結果であった。

【００２４】（比較例１）実施例１でカセから切り出し
た一本の中空糸膜束を、２リットルのメスシリンダーに
準備した４０℃の３０容量％のアセトン水溶液に全体が
浸るように入れて１時間放置した。つぎに、メスシリン
ダーの底にまでホースを入れ、２００リットル／時で１
時間、５０℃の水をオーバーフローさせながら流した。
この中空糸膜束を乾燥して実施例１と同様にして評価し
たが、過マンガン酸カリウム消費量が適合範囲をはるか
に越えたので他の項目の評価を中止した。

【００２５】（実施例４）カセ間が長いカセを用いた以
外は実施例１と同様にして、両端をバンドでしばった長
さ約９０ｃｍの中空糸膜束を作成した。同様にして作成
した中空糸膜束を７本実施例１と同様にして処理した。
この中空糸膜束の評価結果は実施例１と同様であった。

【００２６】

【発明の効果】本発明の中空糸膜の処理方法は、複数の
中空糸膜束を樋に載置し、その上から処理液をシャワー
リングするだけの、従来の方法に比べて簡単な方法であ
るにもかかわらず、処理能力が優れており、大量処理も
容易に可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための装置例の断面概略図で
ある。

【図２】樋の部分平面図である。

【符号の説明】

１中空糸膜束２処理液３シャワーノズル４樋５処理液通路６凹溝部７処理液タンク８循環ポンプ９集液ロート１０処理液出口１１再生装置又は排出装置１２側壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空糸膜の束に、溶剤、添加物等を除去
するための処理液あるいは親水化等の後処理をするため
の処理液をシャワーリングすることを特徴とする中空糸
膜の処理方法。
【請求項２】中空糸膜の束の軸方向に対して略垂直に
処理液をシャワーリングしてなる請求項１記載の中空糸
膜の処理方法。
【請求項３】中空糸膜の束を、その外径に略等しい幅
の、底に処理液通路を有する樋に納めてなる請求項１又
は２記載の中空糸膜の処理方法。
【請求項４】中空糸膜の束が納められた樋が、一種類
若しくは二種類以上の処理液が並列してシャワーリング
されている中を順次連続的に移動してなる請求項１、２
又は３記載の中空糸膜の処理方法。
【請求項５】中空糸膜に綾がかかっている束である請
求項１、２、３又は４記載の中空糸膜の処理方法。