JPH0985058A

JPH0985058A - 光触媒作用を有する水処理用分離濾過膜及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0985058A
Application number: JP7268971A
Authority: JP
Inventors: Michiharu Uenishi; 理玄上西; Jun Kamo; 純加茂; Toru Takemura; 徹武村
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】水中に含まれる汚染物質による汚染及び細孔
の目詰まりを抑制し、汚染物質を光触媒作用により分解
する水処理用分離濾過膜を提供する。【解決手段】多孔質膜に光触媒を担持させるに際し、
イ）予め多孔質膜に親水性高分子を付着させた後、光触
媒を担持させるか、またはロ）光触媒を含有させた親水
性高分子を付着させるかにより得た、多孔質膜の少なく
とも表面に光触媒及び親水性高分子を担持させた光触媒
作用を有する水処理用分離濾過膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒作用を有す
る水処理用分離濾過膜及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、家庭用浄水器、工業用浄水
器、廃水処理装置等には各種フィルターが用いられてい
るが、フィルターによっては、濾過された水にバクテリ
ア等の微生物、トリハロメタン、農薬等の有機塩素化合
物等が完全に濾過されずに残留する場合がある。そし
て、フィルターの濾過水流出側にバクテリア等の微生物
が一旦付着すると、微生物が繁殖してフィルターそのも
のが汚染発生源となる。

【０００３】水中の微生物、有機塩素化合物等の汚染物
質を除去する方法としては、本多−藤嶋効果として知ら
れる光触媒による光での酸化、還元反応に基づく分解技
術がある。この光触媒作用をより効果的に行わせること
を目的とし、光触媒を多孔質体に固定して、光触媒の水
との接触表面積を増やし、汚染物質を（光触媒表面に吸
着させて）光触媒表面で分解する方法が特開平５−９６
１８０号、特開平５−２６１２８４号、特開平６−２８
５４５８号各公報にて提案されている。

【０００４】しかしながら、大きな表面積を有する光触
媒表面は、吸着能力が高く、吸着された汚染物質は、時
間とともに増加し、汚染領域を拡大し多孔質体の細孔を
閉塞するという新たな問題を生ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水中
に含まれる汚染物質による汚染及び細孔の目詰まりを抑
制し、汚染物質を光触媒作用により分解する水処理用分
離濾過膜を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、多孔質膜の少
なくとも表面に光触媒及び親水性高分子が担持されたこ
とを特徴とする光触媒作用を有する水処理用分離濾過
膜、及び、

【０００７】多孔質膜に光触媒を担持させるに際し、
イ）予め多孔質膜に親水性高分子を付着させた後、光触
媒を担持させるか、またはロ）光触媒を含有させた親水
性高分子を付着させるかのいずれか一方を用いることを
特徴とする光触媒作用を有する水処理用分離濾過膜の製
造方法、にある。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の分離濾過膜における多孔
質膜は、分離濾過機能を有する多孔質膜が用いられ、好
ましくは、膜面の一方から他方へ連通する三次元網目構
造の孔を有する多孔質膜（以下、三次元網目状多孔質膜
という）及び支持多孔質層と緻密細孔質層との積層構造
を有する多孔質膜（以下、非対称多孔質膜という）が用
いられる。

【０００９】三次元網目状多孔質膜としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ４−メチル１−ペンテン等
を素材とし、配向結晶化条件で素材ポリマーを溶融押し
出し、熱延伸して形成されるラメラ結晶積層体とミクロ
フィブリル繊維束で囲まれたスリット状細孔を有する多
孔質膜、多成分相分離ガラス、セラミックスから特定成
分を除去して得られる多孔質膜、ガラス繊維濾紙、石英
ガラス繊維濾紙等が挙げられ、膜の耐熱性、力学的特性
等を考慮して適宜選択する。

【００１０】また、非対称多孔質膜としては、ポリエー
テルスルフォン、ポリアリルスルフォン等のポリスルフ
ォン系ポリマーを有機溶媒に溶解し、凝固浴にて凝固し
て形成される膜表層が緻密細孔質層、内層が孔径の大き
な支持多孔質層の積層構造を有する湿式多孔質膜、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系ポリマ
ーの密度或いは分子量の異なる異種ポリマーを複合紡糸
ノズルより共溶融押し出し、延伸して形成される緻密細
孔質層と孔径の大きな支持多孔質層の積層構造を有する
多孔質膜等が挙げられる。

【００１１】三次元網目状多孔質膜、非対称多孔質膜の
いずれを用いるかは、分離濾過膜として必要な特性によ
っても異なるが、一般的には、高水透過速度、高分画特
性が要求される場合は、非対称多孔質膜が、高分画特性
が要求されない場合は、三次元網目状多孔質膜が適す
る。また、多孔質膜の形状は、中空糸状、管状、平膜状
等のいずれの形状であってもよい。

【００１２】多孔質膜に担持される光触媒としては、例
えば二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングステン、三
酸化ニオブ等の金属酸化物、硫化カドミウム等の金属硫
化物等が挙げられ、また、チタンアルコキシド化合物、
亜鉛アルコキシド化合物等の金属アルコキシドの部分加
水分解物を前駆体とし、これを縮合させた縮合物等も挙
げられる。光触媒は、価電子帯の上端と伝導電子帯の下
端間のエネルギーに相当する波長以下の光を照射するこ
とにより、光触媒作用を生じさせることが可能となり、
前記例示の光触媒は、４００ｎｍ以下の紫外域で光触媒
作用を生じる。

【００１３】また、光触媒と共に多孔質膜に担持される
親水性高分子としては、例えばエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体の部分鹸
化物、ジアセトンアクリルアミド重合体、アミノ基、水
酸基等の親水性官能基を有する部分加水分解ケイ素化合
物の縮合物が挙げられ、親水性高分子には、界面活性
剤、シランカップリング剤、水ガラス、ポリエチレグリ
コール、ポリビニルアルコール等の親水化助剤が含まれ
ていてもよい。

【００１４】本発明の分離濾過膜における多孔質膜表面
の光触媒及び親水性高分子の担持状態を図１〜図４に示
す。図１においては、多孔質膜表面に光触媒及び親水性
高分子が分離して担持され、図２〜図４においては、親
水性高分子の一部または全部が多孔質膜表面と光触媒と
を結合させて多孔質膜表面に担持され、親水性高分子が
接着剤として機能している。図１〜図４のいずれにおい
ても、光触媒及び親水性高分子の少なくとも一部が露出
して担持されている。

【００１５】光触媒のみが担持された多孔質膜は、汚染
物質を含む被処理水と接触したとき、光触媒に吸着した
汚染物質は、通常、付着汚染物質を核として図５に示す
ように、累積し多孔質膜の細孔表面上を広がろうとする
が、親水性高分子が近接して存在する場合は、図６に示
すように、一度吸着した汚染物質が容易に離脱する。特
に親水性高分子が前記例示の親水性高分子である場合
は、過剰の汚染物質の離脱が極めて容易に生じる。離脱
した汚染物質は、水中を浮遊し、再び光触媒に吸着さ
れ、光触媒作用により分解される。

【００１６】本発明の分離濾過膜に光触媒に基づく光触
媒作用を生じさせる光は、４００ｎｍ以下の波長を有す
る光であることが好ましく、光源としては、太陽光、高
圧水銀灯、蛍光灯、ブラックライト等が挙げられる。光
照射エネルギーは、汚染物質の濃度、得られる処理水に
要求する浄化の程度、分解時間にもよるが、３６５ｎｍ
において０．５〜１０μｗ／ｃｍ²の範囲であることが
好ましい。光照射エネルギーが０．５μｗ／ｃｍ²未満
では、光触媒作用が十分に生ぜず、１０μｗ／ｃｍ²を
超えると、光源が大型となり、分離濾過装置が大型化
し、設置スペースの制約を受ける。

【００１７】本発明の分離濾過膜の製造方法について説
明する。多孔質膜としては、前記例示の三次元網目状多
孔質膜や非対称多孔質膜が好ましく用いられる。多孔質
膜へ光触媒を担持させる方法としては、ａ．多孔質膜に
光触媒分散液を塗布し、乾燥する方法、ｂ．多孔質膜に
光触媒の前駆体溶液を塗布し、次いで加熱して光触媒を
生成する方法が用いられる。

【００１８】ａ法においては、光触媒として、二酸化チ
タン、酸化亜鉛、三酸化タングステン、三酸化ニオブ等
の金属酸化物、硫化カドミウム等の金属硫化物を用い、
光触媒がｐＨ３〜５、或いはｐＨ１０〜１１に調整され
た水にコロイド状に分散された光触媒ゾル、または微粉
末を水に分散した光触媒分散液を用いる。多孔質膜を光
触媒ゾルまたは光触媒分散液に浸漬し、引き上げ、乾燥
する。乾燥は、用いる多孔質膜の耐熱温度範囲の温度
で、かつ５００℃以下の温度、好ましくは１００〜２５
０℃の温度で行う。乾燥温度が５００℃を超えると、光
触媒の結晶形態が変化する。

【００１９】ｂ法においては、チタンアルコキシド化合
物、亜鉛アルコキシド化合物等の金属アルコキシドを水
−アルコール溶媒中で部分加水分解して得られる部分加
水分解物を光触媒前駆体として用いる。多孔質膜を光触
媒の前駆体溶液に浸漬し、引き上げ、次いで加熱縮合し
て光触媒を生成する。加熱縮合は、用いる多孔質膜の耐
熱温度範囲の温度で、かつ３００℃以上、好ましくは５
００℃以上の温度で行う。加熱縮合温度が３００℃未満
では、光触媒として十分に機能しない。

【００２０】本発明方法においては、多孔質膜に光触媒
を担持させるに際し、イ）予め多孔質膜に親水性高分子を付着させた後、光触
媒を担持させる、ロ）光触媒を含有させた親水性高分子を付着させる、のいずれか一方を用いる。

【００２１】イ）の親水性高分子を付着させる方法に
は、例えば、次のような方法がある。エチレン−ビニル
アルコール共重合体或いはエチレン−酢酸ビニル共重合
体等の親水性高分子或いは親水性高分子前駆体を、アセ
トンまたは水、アルコール混合溶媒に溶解し、必要に応
じ、界面活性剤、ポリエチレグリコール等の親水化助剤
を加え、親水性高分子或いは親水性高分子前駆体の溶液
とし、この溶液に多孔質膜を浸漬し、引き上げ、乾燥す
る方法があり、エチレン−酢酸ビニル共重合体の場合
は、次いで水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液
で部分鹸化処理して部分鹸化物とする方法がある。

【００２２】また、ジアセトンアクリルアミドモノマー
を親水性高分子前駆体として用い、有機溶媒、重合開始
剤を含むジアセトンアクリルアミドモノマー溶液とし、
この溶液に多孔質膜を浸漬し、引き上げ、溶媒を蒸発さ
せながら窒素雰囲気下で熱重合を行う乾燥する方法があ
る。

【００２３】さらにまた、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチル
トリクロロシラン等のケイ素化合物を０〜５０℃の温度
で部分加水分解して得た親水性官能基を有する部分加水
分解ケイ素化合物を親水性高分子前駆体として用い、必
要に応じ水ガラス等の親水化助剤を加え、親水性高分子
前駆体溶液とし、この溶液に多孔質膜を浸漬し、引き上
げ、用いる多孔質膜の耐熱温度範囲の温度で、かつ５０
〜３００℃の温度で縮合する方法がある。

【００２４】多孔質膜に親水性高分子を付着させた後
は、前記ａ法またはｂ法により、光触媒を付着させ担持
させる。

【００２５】ロ）の光触媒を含有させた親水性高分子を
付着させる方法には、イ）の方法における親水性高分子
または親水性高分子前駆体の溶液に光触媒を分散させ、
この光触媒分散の親水性高分子または親水性高分子前駆
体溶液に、多孔質膜を浸漬し、引き上げ、親水性高分子
または親水性高分子前駆体に応じた温度で、乾燥、重合
または縮合する方法がある。また、光触媒は、既に光触
媒の担持方法について説明したように、その前駆体を用
い、親水性高分子の付着操作過程で光触媒を生成させる
こともできる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００２７】（実施例１）親水性高分子として、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体（日本合成化学（株）
製、ソアノールＤＣ３２０３、エチレン含有量３２モル
％）を用い、水／エタノール＝５０ｗｔ％／５０ｗｔ％
の混合溶媒に７０℃で溶解し、エチレン−ビニルアルコ
ール共重合体２ｗｔ％溶液を調製した。この溶液に、多
孔質膜として用いたポリエチレン中空糸膜（三菱レイヨ
ン（株）製、三次元網目状多孔質膜タイプ、型式ＥＨＦ
−２７０Ｔ、内径２７０μｍ、膜厚５５μｍ、細孔スリ
ット約０．１μｍ×約２．５μｍ）を、浸漬し、引き上
げた後、９０℃で乾燥して親水性高分子付着多孔質膜を
作製した。得られた親水性高分子付着多孔質膜を、光触
媒溶液である二酸化チタンゾル水溶液（多木化学（株）
製、ｐＨ１０、二酸化チタン６ｗｔ％）に、浸漬し、引
き上げ、１００℃で３０時間乾燥して分離濾過膜を作製
した。

【００２８】得られた分離濾過膜を５００本束ねて、図
７に示すガラス製ハウジングに取り付け、分離濾過膜中
空糸の内壁側からトリクロロエチレン５００ｐｐｍを含
む水を圧力２ｋｇ／ｃｍ²で供給した。分離濾過膜の有
効面積は０．１３ｍ²であり、透過水流量は１２リット
ル／分とした。通水と同時にガラス製ハウジングの周り
に配置した４本のブラックライト蛍光灯（日本電気
（株）製、２０ｗ）より分離濾過膜表面にブラックライ
ト域の光（照射エネルギー３６５ｎｍ、１μｗ／ｃ
ｍ²）を照射しながら１０日間濾過した。光照射後の水
中のトリクロロエチレン量を測定したところ、トリクロ
ロエチレン量は５ｐｐｍに減少していた。さらに、用い
た分離濾過膜を９０日間取り替えず、供給水のみを１０
日毎にトリクロロエチレン５００ｐｐｍ含有水を通水す
るサイクルテストを行ったが、分離濾過膜での目詰まり
がなく安定に濾過水が得られた。

【００２９】（実施例２）親水性高分子前駆体として、
エチレン−酢酸ビニルを用い、アセトンに溶解し、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体２ｗｔ％溶液を調製した。こ
の溶液に、多孔質膜として用いたポリエチレン中空糸膜
（三菱レイヨン（株）製、非対称多孔質膜タイプ、内径
２７０μｍ、支持多孔質層厚み６５μｍ、細孔スリット
０．１μｍ×３μｍ、緻密細孔質層厚み５μｍ、細孔ス
リット０．０５μｍ×０．２μｍ）を、浸漬し、引き上
げた後、５０℃で乾燥した後、５０℃の水酸化ナトリウ
ム１０ｗｔ％水溶液にてエチレン−酢酸ビニル共重合体
を部分鹸化処理して親水性高分子付着多孔質膜を作製し
た。得られた親水性高分子付着多孔質膜を、実施例いで
用いた同じ二酸化チタンゾル水溶液に、浸漬し、引き上
げ、１００℃で３０時間乾燥して分離濾過膜を作製し
た。

【００３０】得られた分離濾過膜を４００本束ねて、図
７に示すガラス製ハウジングに取り付け、分離濾過膜中
空糸の内壁側からジクロロメタン２３０ｐｐｍを含む水
を圧力２ｋｇ／ｃｍ²で供給した。分離濾過膜の有効面
積は０．１ｍ²であり、透過水流量は９リットル／分と
した。通水と同時にガラス製ハウジングの周りに配置し
た４本のブラックライト蛍光灯（松下電工（株）製、２
０ｗ）より分離濾過膜表面にブラックライト域の光（照
射エネルギー３６５ｎｍ、０．５μｗ／ｃｍ²）を照射
しながら１０日間濾過した。光照射後の水中のジクロロ
メタン量を測定したところ、ジクロロメタン量は８ｐｐ
ｍに減少していた。さらに、用いた分離濾過膜を６０日
間取り替えず、供給水のみを１０日毎にトリクロロエチ
レン２３０ｐｐｍ含有水を通水するサイクルテストを行
ったが、分離濾過膜での目詰まりがなく安定に濾過水が
得られた。

【００３１】（実施例３）実施例１で用いたと同じポリ
エチレン中空糸膜を多孔質膜として用い、親水性高分子
前駆体としてジアセトンアクリルアミドを用い、ジアセ
トンアクリルアミド１ｗｔ％、重合開始剤ベンゾイルパ
ーオキサイド０．０５ｗｔ％をアセトン／エタノール＝
１０ｗｔ％／９０ｗｔ％混合溶媒に溶解したモノマー溶
液に多孔質膜を浸漬し、引き上げた後、窒素雰囲気下で
８０℃で３時間熱重合を行い親水性高分子付着多孔質膜
を作製した。得られた親水性高分子付着多孔質膜を、光
触媒溶液である二酸化チタン粉末（日本エアロジ（株）
製、Ｐ−２５、結晶形態アナターゼ）を水／エタノール
＝９０ｗｔ％／１０ｗｔ％混合溶媒に分散させた二酸化
チタン３ｗｔ％の分散液に浸漬し、引き上げ、１００℃
で３０時間乾燥して分離濾過膜を作製した。

【００３２】得られた分離濾過膜を５００本束ねて、図
７に示すガラス製ハウジングに取り付け、分離濾過膜中
空糸の内壁側からジブロモクロロメタン３００ｐｐｍを
含む水を圧力２ｋｇ／ｃｍ²で供給した。分離濾過膜の
有効面積は０．１３ｍ²であり、透過水流量は８リット
ル／分とした。通水と同時にガラス製ハウジングの周り
に配置した４本のブラックライト蛍光灯（日本電気
（株）製、２０ｗ）より分離濾過膜表面にブラックライ
ト域の光（照射エネルギー３６５ｎｍ、１μｗ／ｃ
ｍ²）を照射しながら１５日間濾過した。光照射後の水
中のジブロモクロロメタン量を測定したところ、ジブロ
モクロロメタン量は１０ｐｐｍに減少していた。さら
に、用いた分離濾過膜を６０日間取り替えず、供給水の
みを１０日毎にジブロモクロロメタン３００ｐｐｍ含有
水を通水するサイクルテストを行ったが、分離濾過膜で
の目詰まりがなく安定に濾過水が得られた。

【００３３】（実施例４）実施例１において、多孔質膜
として用いたポリエチレン中空糸膜に代えて、下記のよ
うにして作製した非対称多孔質膜タイプのポリスルフォ
ン中空糸膜を用いた以外は、実施例１と同様にして分離
濾過膜を作製した。

【００３４】得られた分離濾過膜を４５０本束ねて、図
７に示すガラス製ハウジングに取り付け、分離濾過膜中
空糸の内壁側からベンゼン２００ｐｐｍを含む水を圧力
２ｋｇ／ｃｍ²で供給した。分離濾過膜の有効面積は
０．１２ｍ²であり、透過水流量は７リットル／分とし
た。通水と同時にガラス製ハウジングの周りに配置した
６本のブラックライト蛍光灯（日本電気（株）製、２０
ｗ）より分離濾過膜表面にブラックライト域の光（照射
エネルギー３６５ｎｍ、１．２μｗ／ｃｍ²）を照射し
ながら１５日間濾過した。光照射後の水中のベンゼン量
を測定したところ、ベンゼン量は３ｐｐｍに減少してい
た。さらに、用いた分離濾過膜を６０日間取り替えず、
供給水のみを１０日毎にベンゼン２００ｐｐｍ含有水を
通水するサイクルテストを行ったが、分離濾過膜での目
詰まりがなく安定に濾過水が得られた。

【００３５】ポリスルフォン中空糸膜の作製：ジメチル
ホルムアミド８５０ｇにポリスルフォン（ユニオンカー
バイド社製、ウーデルＰ−３５００）１５０ｇを加え、
１００℃で２時間攪拌して得た紡糸原液を用い、２０℃
でガラス製中空ノズルより、ジメチルホルムアミド２ｗ
ｔ％水溶液の２０℃の凝固浴中に押し出して、凝固を行
い、さらに流水中で１時間洗浄し脱溶媒して非対称多孔
質膜タイプのポリスルフォン中空糸膜（内径３００μ
ｍ、支持多孔質層厚み６０μｍ、緻密細孔質層厚み０．
２μｍ）を作製した。

【００３６】（実施例５）実施例４で用いたと同じ多孔
質膜を用い、多孔質膜をメチルトリクロルシラン２０ｗ
ｔ％／水ガラス５ｗｔ％／水７５ｗｔ％の混合溶液に浸
漬し、引き上げた後、１８０℃で８時間加熱して浸漬中
に生成の部分加水分解物を縮合し、親水性高分子付着多
孔質膜を作製した。得られた親水性高分子付着多孔質膜
を用い、その後は実施例１と同様にして分離濾過膜を作
製した。

【００３７】得られた分離濾過膜を４５０本束ねて、図
７に示すガラス製ハウジングに取り付け、分離濾過膜中
空糸の内壁側からベンゼン２００ｐｐｍを含む水を圧力
２ｋｇ／ｃｍ²で供給した。分離濾過膜の有効面積は
０．１２ｍ²であり、透過水流量は６リットル／分とし
た。通水と同時にガラス製ハウジングの周りに配置した
６本のブラックライト蛍光灯（日本電気（株）製、２０
ｗ）より分離濾過膜表面にブラックライト域の光（照射
エネルギー３６５ｎｍ、１．２μｗ／ｃｍ²）を照射し
ながら１５日間濾過した。光照射後の水中のベンゼン量
を測定したところ、ベンゼン量は３ｐｐｍに減少してい
た。さらに、用いた分離濾過膜を６０日間取り替えず、
供給水のみを１０日毎にベンゼン２００ｐｐｍ含有水を
通水するサイクルテストを行ったが、分離濾過膜での目
詰まりがなく安定に濾過水が得られた。

【００３８】（実施例６）多孔質膜として石英ガラス繊
維濾紙（ワットマン社製、ＱＭ−Ａ、細孔径０．１〜
０．６μｍ）を用い、多孔質膜をテトラエトキシシラン
２０ｗｔ％／水ガラス５ｗｔ％／水７５ｗｔ％の混合溶
液に浸漬し、引き上げた後、１８０℃で８時間加熱して
浸漬中に生成の部分加水分解物を縮合し、親水性高分子
付着多孔質膜を作製した。チタンテトライソプロポキシ
ド１０ｗｔ％をイソプロピルアルコールに溶解し、２０
℃、６５％ＲＨの雰囲気下で５日間放置し、加水分解反
応を進行させた。生成する部分加水分解物を光触媒前駆
体とし、この部分加水分解物溶液に前記親水性高分子付
着多孔質膜を浸漬し、引き上げた後、１００℃で１時間
し、３００℃で１時間及び５００℃で５時間加熱して部
分加水分解物を縮合して分離濾過膜を作製した。

【００３９】得られた分離濾過膜を３枚重ねて、図８に
示す減圧式濾過機に取り付け、ファンネル部からクロロ
ホルム３００ｐｐｍを含む水を注ぎ、減圧濾過を行っ
た。濾過の際、ファンネル部上方に配置した高圧水銀灯
より分離濾過膜表面に紫外線（照射エネルギー３６５ｎ
ｍ、２μｗ／ｃｍ²）を照射した。濾過は約４時間かけ
て行った。濾過水のクロロホルム量を測定したところ、
クロロホルム量は１５ｐｐｍに減少していた。さらに、
用いた分離濾過膜を取り替えず、供給水のみをクロロホ
ルム３００ｐｐｍ含有水を通水する濾過操作を５０回繰
り返したが、分離濾過膜での目詰まりがなく安定に濾過
水が得られた。

【００４０】（実施例７）実施例１で用いたと同じ多孔
質膜を用い、親水性高分子としてエチレン−ビニルアル
コール共重合体（日本合成化学（株）製、ソアノールＤ
Ｃ３２０３、エチレン含有量３２モル％）、光触媒とし
て二酸化チタン粉末（日本エアロジ（株）製、Ｐ−２
５、結晶形態アナターゼ）を用い、水／エタノール＝５
０ｗｔ％／４５ｗｔ％の混合溶媒に溶解、分散し、エチ
レン−ビニルアルコール共重合体３ｗｔ％、二酸化チタ
ン２ｗｔ％に調製した分散液に、浸漬し、引き上げた
後、１００℃で乾燥して分離濾過膜を作製した。

【００４１】得られた分離濾過膜を４５０本束ねて、図
７に示すガラス製ハウジングに取り付け、分離濾過膜中
空糸の内壁側からベンゼン５０ｐｐｍを含む水を圧力２
ｋｇ／ｃｍ²で供給した。分離濾過膜の有効面積は０．
１２ｍ²であり、透過水流量は７リットル／分とした。
通水と同時にガラス製ハウジングの周りに配置した６本
のブラックライト蛍光灯（日本電気（株）製、２０ｗ）
より分離濾過膜表面にブラックライト域の光（照射エネ
ルギー３６５ｎｍ、１．２μｗ／ｃｍ²）を照射しなが
ら１５日間濾過した。光照射後の水中のベンゼン量を測
定したところ、ベンゼン量は３ｐｐｍに減少していた。
さらに、用いた分離濾過膜を９０日間取り替えず、供給
水のみをベンゼン５０ｐｐｍ含有水を通水するサイクル
テストを行ったが、分離濾過膜での目詰まりがなく安定
に濾過水が得られた。

【００４２】（比較例１）実施例１において、親水性高
分子の付着工程を省いた以外は、実施例１と同様にし
て、光触媒の付着工程により光触媒を担持させて分離濾
過膜を作製した。

【００４３】得られた分離濾過膜を５００本束ねて、図
７に示すガラス製ハウジングに取り付け、分離濾過膜中
空糸の内壁側からトリクロロエチレン１００ｐｐｍを含
む水を圧力２ｋｇ／ｃｍ²で供給した。（分離濾過膜の
有効面積は０．１３ｍ²であり、透過水流量は１２リッ
トル／分とした。）通水と同時にガラス製ハウジングの
周りに配置した４本のブラックライト蛍光灯（日本電気
（株）製、２０ｗ）より分離濾過膜表面にブラックライ
ト域の光（照射エネルギー３６５ｎｍ、１μｗ／ｃ
ｍ²）を照射しながら１０日間濾過した。

【００４４】光照射後の水中のトリクロロエチレン量を
測定したところ、トリクロロエチレン量は１５ｐｐｍに
減少していた。さらに、用いた分離濾過膜を９０日間取
り替えず、供給水のみを１０日毎にトリクロロエチレン
１００ｐｐｍ含有水を通水するサイクルテストを行った
ところ、４０日目で透水量が初回の１／２に減少し、９
０日目では透水量が初回の１／１０に激減した。テスト
終了後の分離濾過膜には、目詰まり部分にヘドロ状の付
着物が目視された。

【００４５】

【発明の効果】本発明の水処理用分離濾過膜によれば、
光触媒作用により、水中の汚染物質を分解、除去し得る
とともに、膜孔が汚染物質で閉塞され難いので、長期間
にわたって安定な濾過流量で分離濾過を可能とする。本
発明の水処理用分離濾過膜を浄水器に適用する場合、分
離濾過膜の交換時期を延長させ、安全で美味しい水を長
期間にわたって得ることができ、また、廃水処理装置に
適用する場合、維持、保守の手間を軽減し、高い水質基
準の水として排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分離濾過膜における多孔質膜表面の光
触媒及び親水性高分子の担持状態の例の模式図である。

【図２】本発明の分離濾過膜における多孔質膜表面の光
触媒及び親水性高分子の担持状態の他の例の模式図であ
る。

【図３】本発明の分離濾過膜における多孔質膜表面の光
触媒及び親水性高分子の担持状態の他の例の模式図であ
る。

【図４】本発明の分離濾過膜における多孔質膜表面の光
触媒及び親水性高分子の担持状態の他の例の模式図であ
る。

【図５】光触媒のみ担持の分離濾過膜における汚染物質
の吸着状態の模式図である。

【図６】本発明の分離濾過膜における汚染物質の吸着状
態の模式図である。

【図７】分離濾過装置の例の概略図である。

【図８】分離濾過装置の他の例の概略図である。

【符号の説明】

１多孔質膜２細孔３光触媒４親水性高分子５汚染物質６供給水タンク７ポンプ８ブラックライト蛍光管９分離濾過膜１１送液パイプ１２ファンネル１３膜サポータ１４減圧ポンプ接続口１５濾液受け１６高圧水銀灯光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質膜の少なくとも表面に光触媒及び
親水性高分子が担持されたことを特徴とする光触媒作用
を有する水処理用分離濾過膜。
【請求項２】多孔質膜が膜面の一方から他方へ連通す
る三次元網目構造の孔を有する膜である請求項１記載の
光触媒作用を有する水処理用分離濾過膜。
【請求項３】多孔質膜が、支持多孔質層と緻密細孔質
層との積層構造を有する膜である請求項１記載の光触媒
作用を有する水処理用分離濾過膜。
【請求項４】親水性高分子が多孔質膜と光触媒との接
着剤である請求項１記載の光触媒作用を有する水処理用
分離濾過膜。
【請求項５】親水性高分子が、エチレン−ビニルアル
コール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体の部分
鹸化物、ジアセトンアクリルアミド重合体及び親水性官
能基を有する部分加水分解ケイ素化合物の縮合物の群か
ら選ばれる少なくとも一つである請求項１記載の光触媒
作用を有する水処理用分離濾過膜。
【請求項６】多孔質膜に光触媒を担持させるに際し、イ）予め多孔質膜に親水性高分子を付着させた後、光触
媒を担持させる、ロ）光触媒を含有させた親水性高分子を付着させる、のいずれか一方を用いることを特徴とする光触媒作用を
有する水処理用分離濾過膜の製造方法。
【請求項７】親水性高分子として、エチレン−ビニル
アルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体の
部分鹸化物、ジアセトンアクリルアミド重合体及び親水
性官能基を有する部分加水分解ケイ素化合物の縮合物の
群から選ばれる少なくとも一つを用いる請求項６記載の
光触媒作用を有する水処理用分離濾過膜の製造方法。
【請求項８】親水性高分子前駆体を付着させた後、親
水性高分子を形成させる請求項６記載の光触媒作用を有
する水処理用分離濾過膜の製造方法。
【請求項９】親水性高分子前駆体として、ジアセトン
アクリルアミドモノマー及び親水性官能基を有する部分
加水分解ケイ素化合物の群から選ばれる少なくとも一つ
を用いる請求項８記載の光触媒作用を有する水処理用分
離濾過膜の製造方法。