JPH10225626A - スパイラル型膜エレメント - Google Patents
スパイラル型膜エレメントInfo
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- JPH10225626A JPH10225626A JP9032177A JP3217797A JPH10225626A JP H10225626 A JPH10225626 A JP H10225626A JP 9032177 A JP9032177 A JP 9032177A JP 3217797 A JP3217797 A JP 3217797A JP H10225626 A JPH10225626 A JP H10225626A
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- separation
- spiral
- membrane element
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 逆流洗浄を行う場合にも膜の破損の生じるこ
とのないスパイラル型膜エレメントを提供する。 【解決手段】 スパイラル型膜エレメントの分離膜２
は、分離機能を有する透過性膜体２ｂの裏面側に多孔性
補強シート２ａが密着一体化されている。透過性膜体２
ｂを構成する樹脂の一部は多孔性補強シート２ｂの孔の
内部に充填され、透過性膜体２ｂと多孔性補強シート２
ａとが投錨状態で接合されている。多孔性補強シート２
ａとしては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリアミド等を素材とする織布、不織布等が用い
られる。
とのないスパイラル型膜エレメントを提供する。 【解決手段】 スパイラル型膜エレメントの分離膜２
は、分離機能を有する透過性膜体２ｂの裏面側に多孔性
補強シート２ａが密着一体化されている。透過性膜体２
ｂを構成する樹脂の一部は多孔性補強シート２ｂの孔の
内部に充填され、透過性膜体２ｂと多孔性補強シート２
ａとが投錨状態で接合されている。多孔性補強シート２
ａとしては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリアミド等を素材とする織布、不織布等が用い
られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、逆浸透膜分離装
置、限外濾過装置あるいは精密濾過装置等の膜分離装置
に用いられるスパイラル型膜エレメントに関する。
置、限外濾過装置あるいは精密濾過装置等の膜分離装置
に用いられるスパイラル型膜エレメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、浄水技術へ膜分離技術が適用され
るとともに、海水淡水化等で用いられる逆浸透膜分離シ
ステムの前処理として膜分離技術が適用されつつある。
このような膜分離に使用される膜エレメントの形態とし
ては、単位体積当たりの膜面積（体積効率）の点から中
空糸型膜エレメントが多く使用されている。
るとともに、海水淡水化等で用いられる逆浸透膜分離シ
ステムの前処理として膜分離技術が適用されつつある。
このような膜分離に使用される膜エレメントの形態とし
ては、単位体積当たりの膜面積（体積効率）の点から中
空糸型膜エレメントが多く使用されている。
【０００３】特に中空糸型膜エレメントを浄水分野で使
用する場合には、濁質物質による中空糸膜の目詰まりが
発生し、透過水量の低下が生じやすい。このため、透過
水や空気による逆流洗浄を定期的に行って長期間にわた
って安定した透過水量を得ている。しかし、中空糸型膜
エレメントは、膜が折れやすく、膜が折れると、原水が
透過水に混ざり、分離性能が低下するという欠点を有し
ている。
用する場合には、濁質物質による中空糸膜の目詰まりが
発生し、透過水量の低下が生じやすい。このため、透過
水や空気による逆流洗浄を定期的に行って長期間にわた
って安定した透過水量を得ている。しかし、中空糸型膜
エレメントは、膜が折れやすく、膜が折れると、原水が
透過水に混ざり、分離性能が低下するという欠点を有し
ている。
【０００４】そこで、中空糸型膜エレメントに代えて、
スパイラル型膜エレメントを適用することが考えられて
いる。スパイラル型膜エレメントは、内側に透過流体流
路を有する袋状の分離膜（封筒状膜）の開口部分を集水
管の内部に連通するように固定し、さらに集水管の周囲
に封筒状膜をスパイラル状に巻回して形成されている。
このスパイラル型膜エレメントは、中空糸型膜エレメン
トと同様に単位体積当たりの膜面積を大きくとれ、しか
も分離性能を維持でき、信頼性が高いという利点を有し
ている。
スパイラル型膜エレメントを適用することが考えられて
いる。スパイラル型膜エレメントは、内側に透過流体流
路を有する袋状の分離膜（封筒状膜）の開口部分を集水
管の内部に連通するように固定し、さらに集水管の周囲
に封筒状膜をスパイラル状に巻回して形成されている。
このスパイラル型膜エレメントは、中空糸型膜エレメン
トと同様に単位体積当たりの膜面積を大きくとれ、しか
も分離性能を維持でき、信頼性が高いという利点を有し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スパイラル型膜エレメントの分離膜は、背圧強度が低い
ため、逆流洗浄において分離膜に背圧が加わると、分離
膜が破損するおそれがある。それゆえ、スパイラル型膜
エレメントを十分に逆流洗浄することができなかった。
スパイラル型膜エレメントの分離膜は、背圧強度が低い
ため、逆流洗浄において分離膜に背圧が加わると、分離
膜が破損するおそれがある。それゆえ、スパイラル型膜
エレメントを十分に逆流洗浄することができなかった。
【０００６】本発明の目的は、逆流洗浄を行う場合にも
膜の破損の生じることのないスパイラル型膜エレメント
を提供することである。
膜の破損の生じることのないスパイラル型膜エレメント
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
のスパイラル型膜エレメントは、有孔中空管の外周面に
分離膜を原液流路材を介して巻回してなるスパイラル型
膜エレメントにおいて、分離膜が多孔性シート材の一面
に透過性膜体を接合してなるものである。
のスパイラル型膜エレメントは、有孔中空管の外周面に
分離膜を原液流路材を介して巻回してなるスパイラル型
膜エレメントにおいて、分離膜が多孔性シート材の一面
に透過性膜体を接合してなるものである。
【０００８】多孔性シート材は透過性膜体の裏面に密着
して一体化されており、これにより、分離膜の背圧強度
が高められている。このため、分離膜の破損を生じさせ
ることなく逆流洗浄を十分に行うことができる。
して一体化されており、これにより、分離膜の背圧強度
が高められている。このため、分離膜の破損を生じさせ
ることなく逆流洗浄を十分に行うことができる。
【０００９】特に、透過性膜体が多孔性シート材の一面
に投錨状態で接合されることが好ましい。これにより、
多孔性シート材と透過性膜体との接合が強化され、分離
膜の背圧強度が向上する。
に投錨状態で接合されることが好ましい。これにより、
多孔性シート材と透過性膜体との接合が強化され、分離
膜の背圧強度が向上する。
【００１０】特に、分離膜の背圧強度は２ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上であることが好ましい。これにより、高圧での逆
流洗浄が可能となり、膜洗浄を十分に行うことによって
長期間安定した膜分離処理を行うことができる。
2 以上であることが好ましい。これにより、高圧での逆
流洗浄が可能となり、膜洗浄を十分に行うことによって
長期間安定した膜分離処理を行うことができる。
【００１１】特に、多孔性シート材は合成樹脂からなる
織布、不織布、メッシュ状ネットまたは発泡焼結シート
からなることが好ましい。
織布、不織布、メッシュ状ネットまたは発泡焼結シート
からなることが好ましい。
【００１２】さらに、多孔性シート材は、厚みが０．０
８ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下でかつ密度が０．５ｇ／ｃ
ｍ3 以上０．８ｇ／ｃｍ3 以下の不織布からなることが
好ましい。
８ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下でかつ密度が０．５ｇ／ｃ
ｍ3 以上０．８ｇ／ｃｍ3 以下の不織布からなることが
好ましい。
【００１３】これにより、２ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の背圧
強度を得るとともに、補強シートととしての強度を確保
しつつ、透過抵抗の増大および透過性膜体の剥離を防止
することができる。
強度を得るとともに、補強シートととしての強度を確保
しつつ、透過抵抗の増大および透過性膜体の剥離を防止
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例によるスパ
イラル型膜エレメントの一部切り欠き斜視図である。図
１のスパイラル型膜エレメント１は、合成樹脂のネット
からなる透過水スペーサ３の両面に分離膜２を重ね合わ
せて３辺を接着することにより封筒状膜４を形成し、そ
の封筒状膜４の開口部を集水管５に取り付け、合成樹脂
のネットからなる原水スペーサ６とともに集水管５の外
周面にスパイラル状に巻回することにより構成される。
イラル型膜エレメントの一部切り欠き斜視図である。図
１のスパイラル型膜エレメント１は、合成樹脂のネット
からなる透過水スペーサ３の両面に分離膜２を重ね合わ
せて３辺を接着することにより封筒状膜４を形成し、そ
の封筒状膜４の開口部を集水管５に取り付け、合成樹脂
のネットからなる原水スペーサ６とともに集水管５の外
周面にスパイラル状に巻回することにより構成される。
【００１５】原水７はスパイラル型膜エレメント１の一
方の端面側から供給される。この原水７は、原水スペー
サ６に沿って集水管５と平行な方向に直線状に流れ、ス
パイラル型膜エレメント１の他方の端面側から濃縮水９
として排出される。原水７が原水スペーサ６に沿って流
れる過程で、原水側と透過水側の圧力差によって原水７
の一部が分離膜２を透過し、透過水８が透過水スペーサ
３に沿って集水管５の内部に流れ込み、集水管５の端部
から排出される。
方の端面側から供給される。この原水７は、原水スペー
サ６に沿って集水管５と平行な方向に直線状に流れ、ス
パイラル型膜エレメント１の他方の端面側から濃縮水９
として排出される。原水７が原水スペーサ６に沿って流
れる過程で、原水側と透過水側の圧力差によって原水７
の一部が分離膜２を透過し、透過水８が透過水スペーサ
３に沿って集水管５の内部に流れ込み、集水管５の端部
から排出される。
【００１６】図２は、図１のスパイラル型膜エレメント
に用いられる分離膜の断面図である。分離膜２は、多孔
性補強シート（多孔性シート材）２ａの表面に実質的な
分離機能を有する透過性膜体２ｂが密着一体化されて形
成されている。
に用いられる分離膜の断面図である。分離膜２は、多孔
性補強シート（多孔性シート材）２ａの表面に実質的な
分離機能を有する透過性膜体２ｂが密着一体化されて形
成されている。
【００１７】透過性膜体２ｂは、１種類のポリスルホン
系樹脂、あるいは２種類以上のポリスルホン系樹脂の混
合物、さらにはポリスルホン系樹脂とポリイミド、フッ
素含有ポリイミド樹脂等のポリマーとの共重合体、もし
くは混合物から形成される。
系樹脂、あるいは２種類以上のポリスルホン系樹脂の混
合物、さらにはポリスルホン系樹脂とポリイミド、フッ
素含有ポリイミド樹脂等のポリマーとの共重合体、もし
くは混合物から形成される。
【００１８】多孔性補強シート２ａは、ポリエステル、
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド等を素材と
する織布、不織布、メッシュ状ネット、発泡焼結シート
等から形成されており、製膜性およびコストの面から不
織布が好ましい。
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド等を素材と
する織布、不織布、メッシュ状ネット、発泡焼結シート
等から形成されており、製膜性およびコストの面から不
織布が好ましい。
【００１９】多孔性補強シート２ａおよび透過性膜体２
ｂは、透過性膜体２ｂを構成する樹脂成分の一部が多孔
性補強シート２ａの孔の内部に充填された投錨状態で接
合されている。
ｂは、透過性膜体２ｂを構成する樹脂成分の一部が多孔
性補強シート２ａの孔の内部に充填された投錨状態で接
合されている。
【００２０】多孔性補強シート２ａに裏打ちされた本発
明による分離膜２の背圧強度は、２ｋｇｆ／ｃｍ2 を超
え、４〜５ｋｇｆ／ｃｍ2 程度に向上した。なお、背圧
強度の規定方法については後述する。
明による分離膜２の背圧強度は、２ｋｇｆ／ｃｍ2 を超
え、４〜５ｋｇｆ／ｃｍ2 程度に向上した。なお、背圧
強度の規定方法については後述する。
【００２１】多孔性補強シート２ａとして不織布を用い
て背圧強度を２ｋｇｆ／ｃｍ2 以上得るためには、不織
布の厚みが０．０８〜０．１５ｍｍであり、かつ密度が
０．５〜０．８ｇ／ｃｍ3 であることが好ましい。厚み
が０．０８ｍｍより薄い場合または密度が０．５ｇ／ｃ
ｍ3 より小さい場合には、補強シートとしての強度が得
られず、分離膜２の背圧強度を２ｋｇ／ｃｍ2 以上確保
することが困難である。一方、厚みが０．１５ｍｍより
厚くあるいは密度が０．８ｇ／ｃｍ3 より大きい場合に
は、多孔性補強シート２ａの濾過抵抗が大きくなった
り、不織布（多孔性補強シート２ａ）への投錨効果が小
さくなって透過性膜体２ｂと不織布との界面で剥離が起
こりやすくなる。
て背圧強度を２ｋｇｆ／ｃｍ2 以上得るためには、不織
布の厚みが０．０８〜０．１５ｍｍであり、かつ密度が
０．５〜０．８ｇ／ｃｍ3 であることが好ましい。厚み
が０．０８ｍｍより薄い場合または密度が０．５ｇ／ｃ
ｍ3 より小さい場合には、補強シートとしての強度が得
られず、分離膜２の背圧強度を２ｋｇ／ｃｍ2 以上確保
することが困難である。一方、厚みが０．１５ｍｍより
厚くあるいは密度が０．８ｇ／ｃｍ3 より大きい場合に
は、多孔性補強シート２ａの濾過抵抗が大きくなった
り、不織布（多孔性補強シート２ａ）への投錨効果が小
さくなって透過性膜体２ｂと不織布との界面で剥離が起
こりやすくなる。
【００２２】次に、上記の分離膜２の製造方法について
説明する。まず、ポリスルホンに溶媒、非溶媒および膨
潤剤を加えて加熱溶解し、均一な製膜溶液を調製する。
ここで、ポリスルホン系樹脂は、下記の構造式（化１）
に示すように、分子構造内に少なくとも１つの（−ＳＯ
2 −）部位を有するものであれば特に限定されない。
説明する。まず、ポリスルホンに溶媒、非溶媒および膨
潤剤を加えて加熱溶解し、均一な製膜溶液を調製する。
ここで、ポリスルホン系樹脂は、下記の構造式（化１）
に示すように、分子構造内に少なくとも１つの（−ＳＯ
2 −）部位を有するものであれば特に限定されない。
【００２３】
【化１】
【００２４】ただし、Ｒは２価の芳香族、脂環族もしく
は脂肪族炭化水素基、またはこれらの炭化水素基が２価
の有機結合基で結合された２価の有機基を示す。
は脂肪族炭化水素基、またはこれらの炭化水素基が２価
の有機結合基で結合された２価の有機基を示す。
【００２５】好ましくは、下記の構造式（化２）〜（化
４）で示されるポリスルホンが用いられる。
４）で示されるポリスルホンが用いられる。
【００２６】
【化２】
【００２７】
【化３】
【００２８】
【化４】
【００２９】また、ポリスルホンの溶媒としては、Ｎ−
メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を用いるこ
とが好ましい。さらに、非溶媒としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン等の脂肪族多
価アルコール、メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール等の低級脂肪族アルコール、メチルエチルケ
トン等の低級脂肪族ケトンなどを用いることが好まし
い。
メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を用いるこ
とが好ましい。さらに、非溶媒としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン等の脂肪族多
価アルコール、メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール等の低級脂肪族アルコール、メチルエチルケ
トン等の低級脂肪族ケトンなどを用いることが好まし
い。
【００３０】溶媒と非溶媒の混合溶媒中の非溶媒の含有
量は、得られる混合溶媒が均一である限り特に制限され
ないが、通常５〜５０重量％、好ましくは２０〜４５重
量％である。
量は、得られる混合溶媒が均一である限り特に制限され
ないが、通常５〜５０重量％、好ましくは２０〜４５重
量％である。
【００３１】多孔質構造の形成を促進し、または制御す
るために用いられる膨潤剤としては、塩化リチウム、塩
化ナトリウム、硝酸リチウム等の金属塩、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリル酸等の水溶性高分子またはその金属
塩、ホルムアミド等が用いられる。混合溶媒中の膨潤剤
の含有量は、製膜溶液が均一である限り特に制限されな
いが、通常１〜５０重量％である。
るために用いられる膨潤剤としては、塩化リチウム、塩
化ナトリウム、硝酸リチウム等の金属塩、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリル酸等の水溶性高分子またはその金属
塩、ホルムアミド等が用いられる。混合溶媒中の膨潤剤
の含有量は、製膜溶液が均一である限り特に制限されな
いが、通常１〜５０重量％である。
【００３２】製膜溶液中のポリスルホンの濃度は、通常
１０〜３０重量％が好ましい。３０重量％を超えるとき
は、得られる多孔質分離膜の透水性が実用性に乏しくな
り、１０重量％より少ないときは、得られる多孔質分離
膜の機械的強度が乏しくなり、充分な背圧強度を得るこ
とができない。
１０〜３０重量％が好ましい。３０重量％を超えるとき
は、得られる多孔質分離膜の透水性が実用性に乏しくな
り、１０重量％より少ないときは、得られる多孔質分離
膜の機械的強度が乏しくなり、充分な背圧強度を得るこ
とができない。
【００３３】次に、上記の製膜溶液を不織布支持体上に
製膜する。すなわち、連続製膜装置を使用し、不織布等
の支持体シートを順次送り出し、その表面に製膜溶液を
塗布する。塗布方法としてはナイフコータやロールコー
タ等のギャップコータを用いて製膜溶液を不織布支持体
上に塗布する。例えば、ロールコータを使用する場合
は、２本のロールの間に製膜溶液を溜め、不織布支持体
上に製膜溶液を塗布すると同時に不織布の内部に充分含
浸させ、その後低湿度雰囲気を通過させ、雰囲気中の微
量水分を不織布上に塗布した液膜表面に吸収させ、液膜
の表面層にミクロ相分離を起こさせる。その後、凝固水
槽に浸漬し、液膜全体を相分離および凝固させ、さらに
水洗槽で溶媒を洗浄除去する。これにより、分離膜２が
形成される。
製膜する。すなわち、連続製膜装置を使用し、不織布等
の支持体シートを順次送り出し、その表面に製膜溶液を
塗布する。塗布方法としてはナイフコータやロールコー
タ等のギャップコータを用いて製膜溶液を不織布支持体
上に塗布する。例えば、ロールコータを使用する場合
は、２本のロールの間に製膜溶液を溜め、不織布支持体
上に製膜溶液を塗布すると同時に不織布の内部に充分含
浸させ、その後低湿度雰囲気を通過させ、雰囲気中の微
量水分を不織布上に塗布した液膜表面に吸収させ、液膜
の表面層にミクロ相分離を起こさせる。その後、凝固水
槽に浸漬し、液膜全体を相分離および凝固させ、さらに
水洗槽で溶媒を洗浄除去する。これにより、分離膜２が
形成される。
【００３４】このように、本発明によるスパイラル型膜
エレメントの分離膜２は、背圧強度が従来のものに比べ
て高められている。このため、濾過水および空気を用い
た逆流洗浄を行う場合にも、分離膜２の破損が生じるこ
とが防止される。これにより、逆流洗浄が必要な浄水処
理等にスパイラル型膜エレメントを使用することが可能
となる。
エレメントの分離膜２は、背圧強度が従来のものに比べ
て高められている。このため、濾過水および空気を用い
た逆流洗浄を行う場合にも、分離膜２の破損が生じるこ
とが防止される。これにより、逆流洗浄が必要な浄水処
理等にスパイラル型膜エレメントを使用することが可能
となる。
【００３５】
【実施例】上記の構造を有する実施例のスパイラル型膜
エレメントを以下の条件で作製し、その背圧強度等につ
いて実験を行った。
エレメントを以下の条件で作製し、その背圧強度等につ
いて実験を行った。
【００３６】まず、ポリスルホン（アモコ社製、Ｐ−３
５００）を１６．５重量部、Ｎ−メチル−２ピロリドン
を５８重量部、ジエチレングリコールを２４．５重量
部、およびホルムアミドを１重量部で加熱溶解し、均一
な製膜溶液を得た。そして、コータギャップを０．１３
ｍｍに調整したロールコータを用いて厚み０．１ｍｍ、
密度０．８ｇ／ｃｍ3 のポリエステル製不織布の表面に
製膜溶液を含浸塗布した。
５００）を１６．５重量部、Ｎ−メチル−２ピロリドン
を５８重量部、ジエチレングリコールを２４．５重量
部、およびホルムアミドを１重量部で加熱溶解し、均一
な製膜溶液を得た。そして、コータギャップを０．１３
ｍｍに調整したロールコータを用いて厚み０．１ｍｍ、
密度０．８ｇ／ｃｍ3 のポリエステル製不織布の表面に
製膜溶液を含浸塗布した。
【００３７】その後、相対湿度が２５％、温度が３０℃
の雰囲気（低湿度雰囲気）中を所定の速度で通過させ、
ミクロ相分離を生じさせた後、３５℃の凝固水槽中に浸
漬して脱溶媒および凝固させ、しかる後、水洗槽で残存
溶媒を洗浄除去することにより分離膜を得た。ここで、
実施例１の分離膜はミクロ相分離時間（低湿度雰囲気を
通過する時間）が４．５秒であり、実施例２の分離膜は
６秒であり、さらに実施例３の分離膜は９秒である。ま
た、比較のためにミクロ相分離時間が１秒の比較例１お
よび２０秒の比較例２の分離膜を作製した。
の雰囲気（低湿度雰囲気）中を所定の速度で通過させ、
ミクロ相分離を生じさせた後、３５℃の凝固水槽中に浸
漬して脱溶媒および凝固させ、しかる後、水洗槽で残存
溶媒を洗浄除去することにより分離膜を得た。ここで、
実施例１の分離膜はミクロ相分離時間（低湿度雰囲気を
通過する時間）が４．５秒であり、実施例２の分離膜は
６秒であり、さらに実施例３の分離膜は９秒である。ま
た、比較のためにミクロ相分離時間が１秒の比較例１お
よび２０秒の比較例２の分離膜を作製した。
【００３８】得られた実施例１〜３および比較例１，２
の分離膜について走査型電子顕微鏡により観察される膜
表面の平均孔径、透水量、平均分子量１００万のポリエ
チレンオキサイドの阻止率および背圧強度を測定した。
その結果を表１に示す。
の分離膜について走査型電子顕微鏡により観察される膜
表面の平均孔径、透水量、平均分子量１００万のポリエ
チレンオキサイドの阻止率および背圧強度を測定した。
その結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】ここで、ポリエチレンオキサイドの阻止率
は、濃度５００ｐｐｍのポリエチレンオキサイド溶液を
圧力１ｋｇｆ／ｃｍ2 にて透過させ、原液および透過液
の濃度から下式により求めた。
は、濃度５００ｐｐｍのポリエチレンオキサイド溶液を
圧力１ｋｇｆ／ｃｍ2 にて透過させ、原液および透過液
の濃度から下式により求めた。
【００４１】阻止率（％）＝［１−（透過液濃度／原液
濃度）］×１００ また、背圧強度は、直径４７ｍｍの膜を背圧強度ホルダ
（有効直径２３ｍｍ）にセットし、多孔性補強シート２
ａ側より水圧を徐々に加え、透過性膜体２ｂが多孔性補
強シート２ａから剥離するか、または透過性膜体２ｂと
多孔性補強シート２ａとが同時に破裂するときの圧力で
規定される。
濃度）］×１００ また、背圧強度は、直径４７ｍｍの膜を背圧強度ホルダ
（有効直径２３ｍｍ）にセットし、多孔性補強シート２
ａ側より水圧を徐々に加え、透過性膜体２ｂが多孔性補
強シート２ａから剥離するか、または透過性膜体２ｂと
多孔性補強シート２ａとが同時に破裂するときの圧力で
規定される。
【００４２】表１に示すように、実施例１〜３で得られ
た本発明の分離膜は、いずれも表面の平均孔径が０．０
１〜０．０５μｍであり、ポリエチレンオキサイドの阻
止率が９０％以上と優れた分離性能を示した。さらに、
背圧強度も２ｋｇｆ／ｃｍ2以上であり優れた機械的強
度を有していた。
た本発明の分離膜は、いずれも表面の平均孔径が０．０
１〜０．０５μｍであり、ポリエチレンオキサイドの阻
止率が９０％以上と優れた分離性能を示した。さらに、
背圧強度も２ｋｇｆ／ｃｍ2以上であり優れた機械的強
度を有していた。
【００４３】また、電子顕微鏡（ＳＥＭ）により膜の断
面を観察したところ、実施例１〜３の膜はいずれも表面
から膜厚方向に向かって連続的に孔径が拡大する非対称
構造を有していた。しかも、不織布の空隙に製膜溶液が
含浸し、その一部は不織布の裏面まで到達し、膜（透過
性膜体）が不織布と一体となった投錨状態で接合されて
いた。
面を観察したところ、実施例１〜３の膜はいずれも表面
から膜厚方向に向かって連続的に孔径が拡大する非対称
構造を有していた。しかも、不織布の空隙に製膜溶液が
含浸し、その一部は不織布の裏面まで到達し、膜（透過
性膜体）が不織布と一体となった投錨状態で接合されて
いた。
【００４４】一方、比較例１による分離膜は、表面に不
連続な緻密層が形成され、膜内部には指状空洞が存在す
る典型的な限外濾過膜の構造を有しており、実施例１〜
３の分離膜とは異なる構造のものであった。
連続な緻密層が形成され、膜内部には指状空洞が存在す
る典型的な限外濾過膜の構造を有しており、実施例１〜
３の分離膜とは異なる構造のものであった。
【００４５】さらに、比較例２による分離膜は、最小孔
径層が透過性膜体と不織布の界面付近に存在し、しかも
界面には空洞が形成されていた。この空洞は、ミクロ相
分離が不織布の界面付近まで起こったために凝固時に収
縮により生じたものと考えられ、このために背圧強度が
低くなったものと推定される。
径層が透過性膜体と不織布の界面付近に存在し、しかも
界面には空洞が形成されていた。この空洞は、ミクロ相
分離が不織布の界面付近まで起こったために凝固時に収
縮により生じたものと考えられ、このために背圧強度が
低くなったものと推定される。
【００４６】次に、上記の実施例２による分離膜に対
し、不織布の厚みおよび密度を異らせた分離膜を作製
し、その背圧強度を測定した。すなわち、実施例４の分
離膜では、厚みが０．１４ｍｍ、密度が０．５ｇ／ｃｍ
3 のポリプロピレン製不織布を使用し、その表面上に上
記の実施例２の場合と同様の条件で製膜した。
し、不織布の厚みおよび密度を異らせた分離膜を作製
し、その背圧強度を測定した。すなわち、実施例４の分
離膜では、厚みが０．１４ｍｍ、密度が０．５ｇ／ｃｍ
3 のポリプロピレン製不織布を使用し、その表面上に上
記の実施例２の場合と同様の条件で製膜した。
【００４７】また、比較のために、厚みが０．０６ｍ
ｍ、密度が０．４ｇ／ｃｍ3 のポリエステル製不織布を
用いた比較例３の分離膜および厚みが０．１７ｍｍ、密
度が０．８５ｇ／ｃｍ3 のポリエステル製不織布を用い
た比較例４の分離膜を同様に作製した。
ｍ、密度が０．４ｇ／ｃｍ3 のポリエステル製不織布を
用いた比較例３の分離膜および厚みが０．１７ｍｍ、密
度が０．８５ｇ／ｃｍ3 のポリエステル製不織布を用い
た比較例４の分離膜を同様に作製した。
【００４８】実施例４および比較例３，４の分離膜につ
いて背圧強度を測定したところ、実施例４の分離膜では
背圧強度が３．５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の値を示し、優れ
た機械的強度を有していた。これに対し、比較例３の分
離膜では背圧強度が１ｋｇｆ／ｃｍ2 で不織布とともに
膜が破裂した。さらに、比較例４の分離膜では、背圧が
１．５ｋｇｆ／ｃｍ2 で不織布と膜が剥離した。この比
較例４では、不織布が緻密であるために、膜成分が不織
布の内部へ含浸する投錨効果が不十分であったと推定さ
れる。
いて背圧強度を測定したところ、実施例４の分離膜では
背圧強度が３．５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の値を示し、優れ
た機械的強度を有していた。これに対し、比較例３の分
離膜では背圧強度が１ｋｇｆ／ｃｍ2 で不織布とともに
膜が破裂した。さらに、比較例４の分離膜では、背圧が
１．５ｋｇｆ／ｃｍ2 で不織布と膜が剥離した。この比
較例４では、不織布が緻密であるために、膜成分が不織
布の内部へ含浸する投錨効果が不十分であったと推定さ
れる。
【００４９】さらに、実施例２により得られた分離膜を
背圧強度測定用のホルダにセットし、２ｋｇｆ／ｃｍ2
の背圧を付加した状態と無付加の状態を６秒サイクルで
繰り返す背圧疲労テストを行った。その結果、１０万回
のテスト後においても実施例２による分離膜には剥離が
全く生じなかった。
背圧強度測定用のホルダにセットし、２ｋｇｆ／ｃｍ2
の背圧を付加した状態と無付加の状態を６秒サイクルで
繰り返す背圧疲労テストを行った。その結果、１０万回
のテスト後においても実施例２による分離膜には剥離が
全く生じなかった。
【００５０】このように、本発明による分離膜は機械的
強度に優れるため、逆流時に背圧が加わった場合でも破
損を生じることなく分離処理を行うことができる。
強度に優れるため、逆流時に背圧が加わった場合でも破
損を生じることなく分離処理を行うことができる。
【図１】本発明の実施例によるスパイラル型膜エレメン
トの斜視図である。
トの斜視図である。
【図２】図１のスパイラル型膜エレメントの分離膜の断
面図である。
面図である。
２ 分離膜 ２ａ 多孔性補強シート ２ｂ 透過性膜体
Claims (5)
- 【請求項１】 有孔中空管の外周面に分離膜を原液流路
材を介して巻回してなるスパイラル型膜エレメントにお
いて、前記分離膜は多孔性シート材の一面に透過性膜体
を接合してなることを特徴とするスパイラル型膜エレメ
ント。 - 【請求項２】 前記透過性膜体は前記多孔性シート材の
一面に投錨状態で接合されたことを特徴とする請求項１
記載のスパイラル型膜エレメント。 - 【請求項３】 前記分離膜の背圧強度が２ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上であることを特徴とする請求項１または２記載の
スパイラル型膜エレメント。 - 【請求項４】 前記多孔性シート材は合成樹脂からなる
織布、不織布、メッッシュ状ネットまたは発泡焼結シー
トからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のスパイラル型膜エレメント。 - 【請求項５】 前記多孔性シート材は、厚みが０．０８
ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下でかつ密度が０．５ｇ／ｃｍ
3 以上０．８ｇ／ｃｍ3 以下の不織布からなることを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスパイラル型
膜エレメント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9032177A JPH10225626A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | スパイラル型膜エレメント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9032177A JPH10225626A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | スパイラル型膜エレメント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10225626A true JPH10225626A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12351664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9032177A Pending JPH10225626A (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | スパイラル型膜エレメント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10225626A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001179058A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Nitto Denko Corp | スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法ならびにスパイラル型膜モジュール |
| EP1174176A1 (en) * | 2000-07-19 | 2002-01-23 | Nitto Denko Corporation | Running method and washing method for spiral wound membrane element and spiral wound membrane module |
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| US6733675B2 (en) | 2000-07-18 | 2004-05-11 | Nitto Denko Corporation | Spiral wound membrane element, spiral wound membrane module and treatment system employing the same as well as running method and washing method therefor |
| JPWO2002064240A1 (ja) * | 2001-02-16 | 2004-06-10 | 東レ株式会社 | 分離膜、分離膜エレメント、分離膜モジュール、下廃水処理装置、および分離膜の製造方法 |
| US6878294B2 (en) | 2000-07-06 | 2005-04-12 | Nitto Denko Corporation | Running method and treatment system for spiral wound membrane element and spiral wound membrane module |
| KR100981902B1 (ko) * | 2007-06-11 | 2010-09-13 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 스파이럴형 막 엘리먼트 및 그 제조 방법 |
| JP2014518765A (ja) * | 2011-05-17 | 2014-08-07 | ナトリックス セパレイションズ インコーポレーテッド | クロマトグラフィー用層状管状膜及びその使用方法 |
-
1997
- 1997-02-17 JP JP9032177A patent/JPH10225626A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001179058A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Nitto Denko Corp | スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法ならびにスパイラル型膜モジュール |
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| JPWO2002064240A1 (ja) * | 2001-02-16 | 2004-06-10 | 東レ株式会社 | 分離膜、分離膜エレメント、分離膜モジュール、下廃水処理装置、および分離膜の製造方法 |
| US9649602B2 (en) | 2001-02-16 | 2017-05-16 | Toray Industries, Inc. | Method of sewage treatment and sewage treatment apparatus |
| JP2002301342A (ja) * | 2001-04-09 | 2002-10-15 | Nitto Denko Corp | ポリフッ化ビニリデン多孔質分離膜 |
| WO2003049843A1 (fr) * | 2001-12-10 | 2003-06-19 | Toray Industries, Inc. | Membrane de separation |
| KR100979418B1 (ko) * | 2001-12-10 | 2010-09-02 | 도레이 카부시키가이샤 | 분리막 |
| US7615105B2 (en) | 2001-12-10 | 2009-11-10 | Toray Industries, Inc. | Separation membrane |
| CN1331577C (zh) * | 2001-12-10 | 2007-08-15 | 东丽株式会社 | 分离膜 |
| KR100981902B1 (ko) * | 2007-06-11 | 2010-09-13 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | 스파이럴형 막 엘리먼트 및 그 제조 방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041220 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |