JPH09248570A - 新規浄水器用中空糸膜の製造方法及びそれによる中空糸膜 - Google Patents

新規浄水器用中空糸膜の製造方法及びそれによる中空糸膜

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JPH09248570A
JPH09248570A JP5784396A JP5784396A JPH09248570A JP H09248570 A JPH09248570 A JP H09248570A JP 5784396 A JP5784396 A JP 5784396A JP 5784396 A JP5784396 A JP 5784396A JP H09248570 A JPH09248570 A JP H09248570A
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祐二 槻田
Akeshi Funamoto
明士 船本
Takao Imasaka
卓男 今坂
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浄水器に応用できる重金属除去用中空糸膜の
製造方法 【解決手段】 ポリオレフィンまたはオレフィンとハロ
ゲン化オレフィンとの共重合体からなる中空糸膜に、放
射線グラフト重合法により、重金属を除去する官能基
(イミノジ酢酸基)を導入したことからなる浄水器用中
空糸膜の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は次世代の浄水器に応
用できる重金属除去用中空糸膜の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】20年ほど前までは水道管として鉛管が
敷設されていたが、近年になってそれが原因で飲料水中
に微量の鉛が溶出してきており、その有害性が問題にな
っている。だが、従来の浄水器は活性炭と中空糸膜との
組み合わせから成る部材のものが主で、それらの部材は
残留塩素やカビ臭、濁質成分や細菌類は除去するが、鉛
管から溶出した鉛の塩類を吸着・除去する機能はなかっ
た。
【0003】浄水器はその使用状況を考慮すると、装置
はなるべく小さいものでかつ大きな流量のものを処理で
きるものを必要とする。又、浄水器に組み込む部材はそ
の性格から、水を流すと溶出するような物質や、容易に
破損してしまう物質が含まれていてはならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記目的によ
り浄水器に鉛を除去する機能を導入しようとした場合、
その除去率は90%以上で、かつ寿命の長いものでなく
てはならない。さらに、水道水中には他にもカルシウ
ム、マグネシウムといった体内に必須の物質を多量に含
んでおり、それらを吸着せずに、鉛のような有害な金属
のみを選択的に除去してくれるものでなくてはならな
い。
【0005】かかる従来技術としては、例えば特開平2
−187136号公報に関する発明があるが、そこでは
放射線グラフト重合法によりイミノジ酢酸基を導入した
複合機能濾過膜により、コバルトイオン等を吸着してい
るが、重金属に対する選択除去性がないためカルシウ
ム、マグネシウム等の物質も除去することになり、これ
を浄水器に適用する場合には不適当である。また同公報
では金属除去のための官能基を導入する基材である多孔
性中空糸膜として、内径0.62mmφ、外径1.24
mmφの大きさのものを使用しているが、この大きさで
は浄水器として使用する場合に非常に大きいものにな
り、家庭等の小規模施設において使用するには不適当で
ある。さらに同公報では電子線照射量を200kGyと
しているが、このような大きさの照射量を使用する場合
には、得られた濾過膜の強度が低下してしまい、浄水器
に搭載するにははなはだ不適当である等の問題点があっ
た。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では上記の問題点
を解決することを目的として詳細に検討し、以下の発明
を得た。
【0007】即ち、本発明は、ポリオレフィンまたはオ
レフィンとハロゲン化オレフィンとの共重合体からなる
中空糸膜に、放射線グラフト重合法により、重金属を除
去する官能基であるイミノジ酢酸基を導入するにより浄
水器用中空糸膜を製造するものである。そして、特に、
中空糸膜にグリシジルメタクリレートをグラフト重合し
た後に、イミノジ酢酸基に変換反応を行うものであり、
その際のグラフト重合用の電離性放射線量を5〜100
kGyに調整し、そのグリシジルメタクリレートの膜へ
のグラフト率(G)を30〜130%であるようにする
ものである。
【0008】又、グリシジルメタクリレートをイミノジ
酢酸基に変換反応を行う際に、中空糸膜に導入されるイ
ミノジ酢酸基の濃度を1.30〜2.60mmol/g
膜に調整するものであり、この変換反応においては、ジ
メチルスルホキシドを反応溶媒中に10〜90%存在さ
せたものを使用し、且つその変換反応温度を60〜80
℃に維持して行うものである。更に又、飲料水として適
切な水質を得るために、予め2%水酸化ナトリウム水溶
液、5%塩化カルシウム水溶液を順に通水させて、この
官能基をカルシウム型に置換することも行われるもので
ある。
【0009】
【発明の実施の形態】放射線グラフト重合法により上記
機能を導入する場合、あらゆる基材ポリマーに対して適
用可能であり、それが放射線グラフト重合法の長所であ
るが、浄水器という用途を考慮した場合、膜の非腐食性
(安定性)やコスト、反応性という観点から、ポリオレ
フィンまたはハロゲン化オレフィンの共重合体からなる
中空糸膜を使用することが望ましい。また、そのサイズ
は、同様に浄水器としての用途を考慮してなるべく細い
ものが望ましいが、強度との兼ね合いから、基材外径は
0.2mm〜1mm、内径は0.1mm〜0.9mmの
ものが望ましい。
【0010】放射線グラフト重合法を適用した場合、照
射線量の増加に伴って膜の引張り強さが低下し、100
kGy以上では膜1本当たりの引張り強さが140g以
下(原糸の引張り強さは約200g)となり、このよう
な膜を浄水器に用いる場合にはその強度の点でその使用
目的を達成しない。また照射線量5kGy未満では、膜
に金属除去機能を導入する反応に供せないことが明確に
なった。これらの検討結果から、浄水器に組み込むため
には照射線量は5〜100kGyが適切であり、望まし
くは30〜80kGyが最適であることを見出した。
【0011】また、中空糸膜の引張り強さと、グリシジ
ルメタクリレートのグラフト率との関係を詳細に検討し
た結果、グラフト率が130%を超えた中空糸膜は、イ
ミノジ酢酸基を導入した場合その膜1本当たりの引張り
強度が100g以下と非常に弱くなってしまい、浄水器
への適用には耐えられないことを発見した。
【0012】また、発明者らが、中空糸膜へ導入したイ
ミノジ酢酸基の濃度と重金属除去特性を詳細に検討した
結果、LV(流速)=1[m/h]で透過試験を行った
ところ、1.30mmol/g膜未満の官能基濃度では
重金属除去率が90%以下となり、浄水器としての使用
に耐えることはできないことを見出した。さらに2.6
0mmol/g膜以上の官能基濃度を得るためには、グ
ラフト率を130%以上にする必要があり、その強度が
膜1本当たり100g以下となってしまうことがわかっ
た。
【0013】さらに発明者らが、グリシジルメタクリレ
ートのイミノジ酢酸基への変換反応を行う際の反応溶媒
におけるジメチルスルホキシドの割合もしくは反応溶媒
温度と、中空糸膜に導入されたイミノジ酢酸基濃度との
関係とを詳細に検討した結果、反応溶媒中のジメチルス
ルホキシドの割合は10〜90%、望ましくは20〜7
0%で、変換反応温度は60〜80℃、望ましくは70
〜80℃であることを発見した。
【0014】以下、実施例により本発明の構成および効
果を具体的に述べるが、いずれも本発明を限定するもの
ではない。
【0015】
【実施例1】ポリエチレン製の多孔質中空糸膜(内径
0.3mmφ、外径0.4mmφ、平均孔径0.1μ
m)に電子加速器(加速電圧2MeV、電子線電流1m
A)を用いて窒素雰囲気下で30kGyを照射したの
ち、減圧下でグリシジルメタクリレートと接触させ、グ
ラフト重合反応を行い、質量増加率(グラフト率)12
8%の膜を得た。ジメチルスルホキシドが70%含まれ
るイミノジ酢酸0.05M水溶液中にこのグラフト膜を
浸し、80℃で24h反応させ、イミノジ酢酸基量が基
材1gあたり1.36mmolのキレート形成基を有す
る中空糸膜を得た。
【0016】この中空糸膜を用いて透水試験を行った。
まず前処理として2%水酸化ナトリウム水溶液、5%塩
化カルシウム水溶液を順に通水させることによって官能
基をカルシウム型に置換した。その後、50ppbの鉛
と、妨害物質として40ppmのカルシウム、20pp
mのマグネシウムの入った水溶液を膜の外面から内面に
向かって透過させた。膜内面から出てくる透過液を50
mlずつ分画した結果、6分画においても、透過液中の
鉛濃度は5ppb以下であった。一方カルシウムとマグ
ネシウムは供給液と透過液の濃度が等しく、膜に全く吸
着されなかった。
【0017】
【比較例1】実施例1と同様の膜を用い、200kGy
の電子線照射を行い、以下グラフト率229%、イミノ
ジ酢酸基量が基材1gあたり1.08mmolの中空糸
膜を得た。ところが得られた膜は反応前の膜とは全く形
状が異なり、いわば縮れた部分が多く、また脆くもなっ
ていた。よって、この中空糸膜は浄水器には全く不適当
であることがわかった。
【0018】
【比較例2】実施例1と同一の膜を用いて、2%水酸化
ナトリウム水溶液、5%塩化カルシウム水溶液を順に通
水するという前処理を施さない場合には、透過液中の鉛
濃度が通水初期にも高くなり、吸着能がはなはだ低かっ
た。また透過液のpHも供給液のそれに比べて著しく低
下し、飲料水としては不適切であった。
【0019】
【比較例3】ポリエチレン製の多孔質中空糸膜(内径
0.3mmφ、外径0.4mmφ、平均孔径0.1μ
m)に電子加速器(加速電圧2MeV、電子線電流1m
A)を用いて窒素雰囲気下で5kGyを照射したのち、
減圧下でグリシジルメタクリレートと接触させたが、グ
ラフト重合反応は行われず、質量増加は見られなかっ
た。
【0020】
【実施例2】ポリプロピレン製の多孔質中空糸膜(内径
0.3mmφ、外径0.4mmφ、平均孔径0.1μ
m)に実施例1と同様に電子線を照射、グラフト重合反
応を行い、質量増加率(グラフト膜)58%の膜を得
た。ジメチルスルホキシドが30%含まれるイミノジ酢
酸1.0M水溶液中に、このグラフト膜を浸し、80℃
で96h反応させ、イミノジ酢酸基量が基材1gあたり
1.44mmolの、キレート形成基を有する中空糸膜
を得た。
【0021】この中空糸膜を用いて実施例1と同様の透
水試験を行ったところ、実施例1の結果と同様、6分画
においても、透過液中の鉛濃度は5ppb以下であっ
た。また、カルシウム、マグネシウムの濃度は供給液と
透過液とで等量であった。
【0022】
【実施例3】実施例1と同様の基材を用いて、電子線照
射線量を30〜200kGy照射し、グリシジルメタク
リレートと反応させてグラフト率80〜100%のグラ
フト膜を得た。得られた中空糸膜により引張試験を行っ
た結果、図1に示すように、照射線量が50kGyを超
える中空糸膜では強度劣化が著しく、浄水器としては不
適当であることがわかった。
【0023】
【発明の効果】本発明により、従来困難であった中空糸
膜への放射線グラフト重合法による重金属除去用官能基
を導入することができ、これにより浄水器やその他、上
下水道の浄化槽、原発の復水処理といった幅広い応用展
開においてその大幅な減容を望むことができるようにな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】放射線量の中空糸膜の引張り強さへの影響を示
す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 恭一 群馬県高崎市綿貫町1233番地 日本原子力 研究所高崎研究所内 (72)発明者 槻田 祐二 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 船本 明士 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 今坂 卓男 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオレフィンまたはオレフィンとハロ
    ゲン化オレフィンとの共重合体からなる中空糸膜に官能
    基を導入することを特徴とする浄水器用中空糸膜の礎製
    造方法。
  2. 【請求項2】 ポリオレフィンまたはオレフィンとハロ
    ゲン化オレフィンとの共重合体からなる中空糸膜に、放
    射線グラフト重合法により、重金属を除去する官能基を
    導入することを特徴とした、請求項第1項記載の浄水器
    用中空糸膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 中空糸膜にグリシジルメタクリレートを
    グラフト重合した後に、イミノジ酢酸基に変換反応する
    ことにより重金属除去用官能基を導入することを特徴と
    する請求項第1項記載の中空糸膜。
  4. 【請求項4】 電離性放射線を5〜100kGyで照射
    し、グリシジルメタクリレートの膜へのグラフト率
    (G)が30〜130%である請求項第1項記載の中空
    糸膜。
  5. 【請求項5】 グリシジルメタクリレートをイミノジ酢
    酸基に変換反応を行った結果、中空糸膜に導入されたイ
    ミノジ酢酸基の濃度が1.30〜2.60mmol/g
    膜であることを特徴とする請求項第1項記載の中空糸
    膜。
  6. 【請求項6】 グリシジルメタクリレートをイミノジ酢
    酸基に変換反応を行う際に用いるジメチルスルホキシド
    が反応溶媒中10〜90%であり、変換反応温度が60
    〜80℃であることを特徴とする請求項第1項記載の中
    空糸膜。
  7. 【請求項7】 飲料水として適切な水質を提供するため
    に、2%水酸化ナトリウム水溶液、5%塩化カルシウム
    水溶液を順に通水させることによって官能基をカルシウ
    ム型に置換することを特徴とする請求項第1項記載の中
    空糸膜。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998048098A1 (fr) * 1997-04-22 1998-10-29 Chelest Corporation Fibres formant chelate metallique, leur procede de fabrication, procede de sequestration par ces fibres, et filtre en fibres de ce type
WO2000071805A1 (fr) * 1999-05-25 2000-11-30 Chubu Chelest Co., Ltd. Fibre possedant un pouvoir de chelation, son procede de production, procede de piegeage d'ions metalliques avec la fibre et fibre chelatee
US6156075A (en) * 1996-10-15 2000-12-05 Chelest Corporation Metal chelate forming fiber, process for preparing the same, and method of metal ion sequestration using said fiber
JP2011092800A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 浄水フィルタ及び該浄水フィルタを備えた浄水器
CN115233357A (zh) * 2022-06-20 2022-10-25 深圳市亿卓服饰科技有限公司 一种透气吸湿麻织物及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6156075A (en) * 1996-10-15 2000-12-05 Chelest Corporation Metal chelate forming fiber, process for preparing the same, and method of metal ion sequestration using said fiber
US6168863B1 (en) 1997-01-22 2001-01-02 Chelest Corporation Metal chelate-forming fibers, process for producing the same, process for sequestering with the same, and filter produced therefrom
WO1998048098A1 (fr) * 1997-04-22 1998-10-29 Chelest Corporation Fibres formant chelate metallique, leur procede de fabrication, procede de sequestration par ces fibres, et filtre en fibres de ce type
WO2000071805A1 (fr) * 1999-05-25 2000-11-30 Chubu Chelest Co., Ltd. Fibre possedant un pouvoir de chelation, son procede de production, procede de piegeage d'ions metalliques avec la fibre et fibre chelatee
US6869537B1 (en) * 1999-05-25 2005-03-22 Chubu Chelest Co., Ltd. Metal chelate-forming fiber, process for producing the same, method of trapping metal ion with the fiber, and metal chelate fiber
JP2011092800A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Panasonic Electric Works Co Ltd 浄水フィルタ及び該浄水フィルタを備えた浄水器
CN115233357A (zh) * 2022-06-20 2022-10-25 深圳市亿卓服饰科技有限公司 一种透气吸湿麻织物及其制备方法
CN115233357B (zh) * 2022-06-20 2024-02-20 深圳市亿卓服饰科技有限公司 一种透气吸湿麻织物及其制备方法

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