JPH11302438A - 高強度親水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜及びその製造方法 - Google Patents
高強度親水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜及びその製造方法Info
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- JPH11302438A JPH11302438A JP13123198A JP13123198A JPH11302438A JP H11302438 A JPH11302438 A JP H11302438A JP 13123198 A JP13123198 A JP 13123198A JP 13123198 A JP13123198 A JP 13123198A JP H11302438 A JPH11302438 A JP H11302438A
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Abstract
且つ高い機械的強度、寸法安定性を有する高強度親水性
ポリフッ化ビニリデン膜を得ることを目的とする。 【解決手段】 疎水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜
を、溶剤にて湿潤化した後、ポリビニルピロリドンと重
合開始剤とを含む溶液に接触させ、もしくは湿潤可能な
溶剤にポリビニルピロリドンと重合開始剤とを溶解した
溶液に接触させ、湿潤状態を保持したまま、120℃以
上の温度条件下にて、ポリビニルピロリドンが架橋し、
水不溶化するのに十分な時間曝すことにより、親水化と
同時に膜の機械的強度を向上させ高強度親水性ポリフッ
化ビニリデン多孔質膜を得る。
Description
する親水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜に関するもの
である。
は、電子工業用水、製薬、食品用水等の多くの分野で除
菌・精製濾過に広く利用されており、特に、フィルタ−
の滅菌を伴うような用途においては、優れた耐熱性、高
い機械的強度、寸法安定性を有する膜の要望が高まって
いる。
うな疎水性ポリマー膜を親水化処理する方法について
は、多くの研究が成されており、特公昭61−2005
号公報には、疎水性ポリフッ化ビニリデン膜を非イオン
性表面活性剤で親水化処理する方法が開示されている。
しかし、この製造方法による親水性ポリフッ化ビニリデ
ン膜は、非イオン性表面活性剤が膜に固定化されていな
いため、濾液がその溶出物により汚染されるという問題
がある。
水性膜に親水性ポリマーとしてポリビニルピロリドンを
固定化させる方法が開示されている。しかし、この方法
によって得られた多孔質膜は、高温での繰り返し滅菌に
より、多孔質膜の親水性が失われるという欠点がある。
ついても多くの研究が成されており、特表平7−507
237号公報には、不織布やフィラメントのグリッドを
膜と一体化することによって機械的強度を高める方法が
開示されている。しかし、この方法においては、不織布
等が膜中に埋設されているため、多孔質膜の空孔率が低
くなり、ひいては濾過流量が低下し、実用上問題となっ
ている。
況に鑑み、溶出物成分を含まず、優れた親水性を有し、
且つ高い機械的強度、寸法安定性を有する高強度親水性
ポリフッ化ビニリデン膜を得ることを目的とする。
め、本発明は、疎水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜
を、溶剤にて湿潤化した後、ポリビニルピロリドンと重
合開始剤とを含む溶液に接触させ、もしくは湿潤可能な
溶剤にポリビニルピロリドンと重合開始剤とを溶解した
溶液に接触させ、湿潤状態を保持したまま、120℃以
上の温度条件下にて、ポリビニルピロリドンが架橋し、
水不溶化するのに十分な時間曝すことにより、優れた親
水性と同時に膜の高い機械的強度を有する高強度親水性
ポリフッ化ビニリデン多孔質膜を得る。
ンは、特に限定されるものでなく、ポリフッ化ビニリデ
ンホモポリマー、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエ
チレンコポリマー、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロ
プロピレンコポリマー、フッ化ビニリデン−テトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、
及びこれらの混合物などが挙げられる。疎水性ポリフッ
化ビニリデン多孔質膜の膜厚は通常20μm〜200μ
m、好ましくは50μm〜150μmである。また、膜
の孔径は、通常0.01μm〜10μm、好ましくは
0.05μm〜5μmである。
ビニルピロリドンは、次ぎの数式1に示すK値が15〜
120のものであり、また平均分子量が10,000〜
2,800,000のものを単独または混合して使用で
きる。
例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等を用いる
ことができる。
液中の濃度は、その種類によって決定されるが、通常、
ポリビニルピロリドンは0.1〜20wt%、好ましく
は1〜10wt%、重合開始剤は0.1〜30wt%、
好ましくは1〜20wt%である。
膜をポリビニルピロリドン及び重合開始剤とを含む溶液
に接触させる前、もしくはポリビニルピロリドン及び重
合開始剤とを含む溶液に接触させる際に湿潤化する場合
の溶剤は、疎水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜に対
し、溶解力を有する溶剤以外であり、且つ次の重合・架
橋反応を阻害しないものであれば使用することができ、
例えばエタノール、イソプロピルアルコール等の低級ア
ルコール類であり、好ましくはコストの点からイソプロ
ピルアルコールである。
孔質膜を前記溶剤にて湿潤化させた後にポリビニルピロ
リドン及び重合開始剤とを含む溶液に接触させる場合、
ポリビニルピロリドン及び重合開始剤とを溶解する溶剤
としては、重合・架橋反応を阻害しないものであれば使
用することができ、最も好ましい溶剤は水である。しか
し、水は大気圧においてその沸点が100℃であること
から、水が蒸発して膜が乾燥し反応を阻害するのを防ぐ
ため、加圧した密閉容器内で反応を行う必要がある。も
し反応中に膜が乾燥すると、その部分には親水性が付与
されないこととなる。
リビニルピロリドンと重合開始剤とを含む溶液に接触さ
せる方法としては、浸漬や塗布、噴霧等の方法を用いる
ことができる。
フッ化ビニリデンの種類や本発明で得られる親水性ポリ
フッ化ビニリデン多孔質膜の用途で任意に選択できる。
例えば、ポリフッ化ビニリデンとしてホモポリマーを用
い、121℃でのオートクレーブ滅菌操作を伴う用途に
使用する場合、使用温度以上からポリフッ化ビニリデン
ホモポリマーの融点以下の温度、具体的には、121℃
以上170℃以下の温度範囲で反応を行う。反応時間
は、膜の形状や量によって異なるが、一般的に温度が高
いほど短時間でよい。この架橋反応時の温度が少なくと
も120℃以上であることにより、反応が促進されて繰
り返しの加熱後も親水性が低下しない優れた耐熱性を有
し、且つ所謂アニーリング効果が生じて高い機械的強
度、寸法安定性を有する膜が得られる。
明する。
水性ポリフッ化ビニリデンホモポリマー膜(50mm幅
×1m長)を用意した。この膜をイソプロピルアルコー
ルで湿潤させ、その後水洗してイソプロピルアルコール
を水で置換した。次いで、ポリビニルピロリドン(K−
30、平均分子量40,000、和光純薬工業製)と重
合開始剤として過硫酸カリウム(1級、関東化学製)を
表1に示す濃度で水溶液(反応溶液)として用意し、水
で湿潤した疎水性ポリフッ化ビニリデン膜を前記溶液に
3分間浸漬させて、水を反応溶液と置換した。前記膜を
ポリエチレンテレフタレート製のフィルムに挟み、ステ
ンレス製ロールに巻き取り耐圧密閉容器に入れ、表1に
示す反応条件で架橋反応を進行させた。反応終了後は充
分水洗・乾燥し、本発明の多孔質膜を得た。またこれら
実施例に対し、先行技術である特開平7−3043号公
報記載の技術に基づいた比較例1についても、同様に表
1に併記した。
リフッ化ビニリデンホモポリマー膜をプルロニックL1
21(ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンのブ
ロック共重合体から成る非イオン性表面活性剤)を5w
t%含むメタノール溶液に浸漬した後、50℃にて15
分間乾燥し、親水化膜を得、これを比較例2として、以
下に比較例1とともに本発明の各実施例と対比した。
結果】実施例1〜3及び比較例1〜2で得られた膜を、
126℃60分のオートクレーブ滅菌を繰り返し行い、
滅菌後の親水性を評価した。結果を表2に示す。
ーブ滅菌後も親水性を保ち、比較例1〜2で得られた膜
と比べ、明らかに加熱後も親水性が低下しない優れた耐
熱性を有した。
及び結果】実施例1〜3及び比較例1〜2で得られた膜
をφ47mmに打ち抜き、その中心点(φ11mm)に
圧力をかけて、膜が割れる時の圧力(破裂強度)を測定
した。結果を表3に示す。
2で得られた膜と比べ約2倍以上破裂強度(機械的強
度)が強い。
価試験及び結果】実施例1〜3及び比較例で得られた膜
をφ47mmに打ち抜き、126℃60分のオートクレー
ブ滅菌を行い、滅菌前後の寸法変化を評価した。結果を
表4に示す。
2で得られた膜と比べ、オートクレーブ滅菌後の寸法変
化率が小さく、優れた寸法安定性を有している。
る親水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜は、溶出成分を
含まず、優れた親水性を有し、且つ機械的強度,寸法安
定性が高い膜である。従って、本発明によって得られる
高強度親水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜は、熱によ
る滅菌操作等を伴う、過酷な条件下において非常に有用
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 疎水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜
を、溶剤にて湿潤化した後、ポリビニルピロリドンと重
合開始剤とを含む溶液に接触させ、湿潤状態を保持した
まま、120℃以上の温度条件下にて、ポリビニルピロ
リドンが架橋し、水不溶化するのに十分な時間曝し、機
械的強度を向上させることを特徴とする高強度親水性ポ
リフッ化ビニリデン多孔質膜の製造方法。 - 【請求項2】 請求項1の製造方法によって得られた高
強度親水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜。 - 【請求項3】 疎水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜
を、湿潤可能な溶剤にポリビニルピロリドンと重合開始
剤とを溶解した溶液に接触させ、湿潤状態を保持したま
ま、120℃以上の温度条件下にて、ポリビニルピロリ
ドンが架橋し、水不溶化するのに十分な時間曝し、機械
的強度を向上させることを特徴とする高強度親水性ポリ
フッ化ビニリデン多孔質膜の製造方法。 - 【請求項4】 請求項3の製造方法によって得られた高
強度親水性ポリフッ化ビニリデン多孔質膜。
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