JPS59112805A

JPS59112805A - 液体分離装置の製造方法

Info

Publication number: JPS59112805A
Application number: JP22323282A
Authority: JP
Inventors: Tadakuni Kato; 加藤　唯邦; Mutsuo Kawasaki; 川崎　睦男; Kiyoshi Fukutome; 福留　清; Akio Iwama; 昭男岩間
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1984-06-29
Also published as: JPH0376968B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は液体分離装置の製造方法に関する。

一般に液体分離装置に組み込まれる逆浸透膜や限外濾過
膜は、通常、水を含有する湿潤膜として製造され、その
半透膜について予め設計された分画分子量や透過液量が
変化しないように、液体分離装置に組み込まれて液体分
離に供されるまでの間、水、アルコール、アルコール水
溶液等を膜中に含有する湿潤膜状態のままで保存される
。これは、湿潤状態で製造された膜を一旦乾燥すると、
使用に当って再び湿潤化したとき、分画分子量が変化し
、或いは透過液量が変化して、当初の設計値と異なる膜
性能を有するようになるからである。

特に、半透膜がポリアミド、ポリイミド及びポリスルホ
ンのいずれかからなるとき、この傾向が著しい。

しかしながら、半透膜を上記のように湿潤状態で保つこ
とは、液体分離装置の製造において種々の不利益を伴う
。即ち、管状半透膜液体分離装置は、通常、第１図に示
すように、側壁に膜透過液の出口１を有する筒体２にそ
の軸に沿って−又は複数の管状半透膜３が収容され、開
口端４を有するように端部近傍が相互に、及び筒体内壁
に樹脂接着剤５により液密に接着されて構成されており
、かかる端部に取付けられた適宜の接続部材６を介して
処理すべき液体が管状半透膜の上記開口端に供給され、
膜を透過した透過液は膜外空隙を経て上記出口から装置
外に取出される。従って、かかる装置は、管状半透膜を
筒体とほぼ同じ長さに切断し、開口端をそろえて筒体内
に収容し、次に、その開口端近傍の膜間の空隙及び膜と
筒体内壁間の空隙に硬化性接着用樹脂を注入し、半透膜
を相互に接着すると共に筒体に接着し、かくして、管状
半透膜を筒体端部に液密に接着固定することによって製
造される。

また、例えば、管状半透膜が中空繊維膜やキャピラリー
膜のような場合には、第１図における筒体２が省略され
、管状半透膜が端にその両端部で樹脂接着剤により相互
に接着固定され、この端部に適宜の接続部材が取付けら
れて、直ちに液体分離装置として使用に供されることも
ある。尚、このように、中空繊維膜やキャピラリー膜を
その端部において開口端を有するように相互に接着する
場合、例えば、第２図に示すように、膜３の開口端７を
パラフィンのような熱溶融性物質８の溶融浴に浸漬し、
冷却して、その開口端を予め封止しておき、次いで、こ
の封止開口端を含む膜端部を適宜の容器９中に置き、こ
の容器中に樹脂接着剤５を注入硬化させて、膜を相互に
接着固定し、この後に鎖線ｘｙで示すように、この封止
開口端を含む膜端部を硬化樹脂と共に切断除去すれば、
膜はその端部において樹脂により相互に接着固定されて
いると共に、その切断面１０に新たに開口端を有するこ
ととなる。

従って、いずれにしても、半透膜が湿潤膜であるときは
、硬化性樹脂接着剤が膜中の水等によって変性されて硬
化し難くなると共に、半透膜内部に十分浸透せず、また
、樹脂接着剤が硬化する際の発熱によって、半透膜中に
含まれる水やアルコール等が蒸発揮散し、このようにし
て形成された気泡は樹脂接着剤と半透膜表面との接着界
面に介在して空隙を残し、この結果、管状半透膜相互及
び／又は筒体との間の液密接着が不完全となって、この
接着部から液体が外部に洩れる。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
あって、膜性能を変化させることなく、管状半透膜の端
部を相互に及び／又は膜を筒体に固定するときは、その
筒体とも液密に接着固定し、かくして、液漏れのない液
体分離装置を製造する方法を提供することを目的とする
。

本発明は、ポリアミド、ポリイミド及びポリスルホンか
ら選ばれる重合体からなる管状半透膜を端部において相
互に、及び／又は管状半透膜を取り囲む筒体に樹脂接着
して液体分離装置を製造する方法において、管状半透膜
の少なくとも端部の接着部分を炭素数２〜１６の脂肪族
多価アルコール又はそのエーテル誘導体の１０〜７０重
量％の濃度の溶液に浸漬した後、この溶液の溶剤を蒸発
させて、実質的に上記多価アルコール又はその誘導体の
みを膜中に残存せしめた乾燥膜を得、次いで、この乾燥
膜の端部に接着剤を適用することを特徴とする。

本発明の方法は、半透膜がポリアミド、ポリイミド又は
ポリスルホンからなる場合に特に好適である。前記した
ように、これらの重合体からなる半透膜は乾燥した後、
再湿潤したときに、予め設計された膜性能と大幅に異な
る膜性能を有するようになるが、本発明に従って液体分
離装置を製造したとき、膜性能は実質的に当初と変わら
ないがらである。

ポリアミド半透膜は、代表的には、式（１）なる繰返し単位を有する重合体からなり、特に、本発明
の方法は、上記繰返し単位において、フェニレン基のう
ち７０モル％以上がｍ−フェニレン基であり、残りがｐ
−フェニレン基である芳香族ポリアミドからなる管状半
透膜の場合に好適である。このようなポリアミド半透膜
は既に知られているように（例えば、特開昭５６−２８
０４号公報等）、芳香族ポリアミドと塩化リチウムのよ
うな無機塩をジメチルアセトアミドのような有機溶剤に
溶解して製膜溶液とし、これを透水性不織布管内面に塗
布後、水中に浸漬、凝固させることにより得ることがで
きる。また、中空繊維膜は製膜溶液を二重管型ノズルか
ら押出し、凝固させることによって得ることができる。

本発明の方法を好適に適用し得るポリイミドからなる半
透膜は、代表的には、次の一般式（）（但し、Ａは二価の有機基である。）で表わされる繰返し単位を有する重゛合体からなる。

かかる半透膜も既に知られているように（特開昭５５−
１５２５０７号公報等）、ポリイミドとジエチレングリ
コールのような添加剤とを含有する製膜溶液から、上記
芳香族ポリアミド半透膜と同様にして製造される。

また、ポリスルホン半透膜も既に知られているが、代表
的には、式（）又は式（ＩＶ）で表わされる繰返し単位を有する重合体がらなり、前記
した半透膜と同様にして製造される（例えば、米国特許
第３，６１５，０２４号、米国特許第４，０５１，３０
０号、特開昭４９−２３１８３号公報等）。

本発明において、管状半透膜は、内径０．０１〜２ｍｍ
程度の中空繊維膜や所謂キャピラリー膜、及び内径２〜
３０ｎ程度の通常の意味の管状半透膜を含む。また、前
記した−ように、透水性不織布管のような管状基材上に
半透膜が形成されていてもよい。

本発明において用いる炭素数２〜１６の脂肪族多価アル
コール及びそのエーテル誘導体の−っは、一般式（但し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はそれぞれ独立に水素、メ
チル基又はエチル基を示す、ｎは、Ｒが水素のとき１〜
５の整数を、また、Ｒがメチル基又はエチル基のとき１
〜３の整数を示す。）で表わされるグリコール又はその
モノ若しくはジ低級アルキルエーテル誘導体であり、好
ましい具体例として、エチレングリコール、ジエチレン
グリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリ
コール、ジプロピレングリコール等のグリコール、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモツ
プチルエーテル、トリエチレンゲリコールモノメチルエ
ーテル、トリエチレングリコールもおエチルエーテル、
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレング
リコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジ
メチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエー
テル、プロピレン七ノエチルエーテル、ジプロピレング
リコールジメチルエーテル等を挙げることができる。

特に、本発明においては、上記したうち、難揮発性であ
って、その溶液から溶剤のみを容易に蒸発させることが
できるエチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、プーロピレングリコール、ジプ
ロピレングリコール等のグリコールが好ましく用いられ
る。

また、本発明において用いられる別の多価アルコールは
一般式（但し、Ｒ４は炭素数３〜６の飽和脂肪族炭化水素基を
示し、ｍは３〜６の整数を示す。）で表わされ、好まし
い具体例として、グリセリン、１．３−プロパンジオー
ル、■、３−ブクンジオール、１゜４−ブタンジオール
、２，３−ブタンジオール、Ｒ２；３゜４−ブタンテト
ラオール、ヘンタエリスリトール、キシリット、ソルビ
ット等を挙げることができる。

特に、グリセリンが好ましく用いられる。

本発明においては、上記したような多価アルコール又は
そのエーテル誘導体の１０〜７０重量％、好ましくは、
２０〜６０重量％の濃度の有機溶液又は水溶液（以下、
単に処理溶液ということがある。）に管状半透膜を浸漬
した後、温和な条件下に乾燥して処理溶液中の実質的に
溶剤のみを蒸発させ、かくして、膜中に実質的に多価ア
ルコール又はそのエーテル誘導体のみを残存せしめて乾
燥膜とし、この乾燥膜の端部に接着剤を適用する。

詳細には、一般に半透膜はその表面層としての緻密層と
、これを一体的に支持する多孔質層とからなるが、本発
明の方法においては、湿潤膜を上記のような処理溶液に
浸漬し、温和な条件にて乾燥して実質的に溶剤のみを蒸
発させ、多価アルコール又はそのエーテル誘導体を膜中
、特に上記緻密層中に残存させる。このようにして、乾
燥時における緻密層の微孔の収縮を抑えることができる
ので、再湿潤化したときに当初と実質的に同し分画分子
量及び透過液量を有する。

従って、処理溶液の多価アルコール又はそのエーテル誘
導体の濃度が小さすぎるときは、湿潤膜を乾燥するとき
に、膜中に残存する多価アルコール又はそのエーテル誘
導体が少なく、従って、乾燥膜を再湿潤化したときに、
膜性能が当初と変わることとなる。一方、処理溶液の濃
度が大きすぎるときは、膜表面にも多価アルコール又は
そのエーテル誘導体が残存するようになり、このような
膜表面に接着剤を適用すると、接着剤が硬化障害を起こ
し、かくして、膜相互及び膜と管体又は環体との液密的
な接着が達成されない。勿論、用いる多価アルコール又
はそのエーテル誘導体溶液の濃度が所定の範囲であって
も、本願に従ってこれを乾燥しないときは、膜表面に水
分その他の溶剤が残存し、同様に接着剤が硬化障害を起
こして、膜は液密に接着されない。

上記処理溶液を形成するための溶剤には通常、水が用い
られるが、有機溶剤が用いられる場合は、常温付近にお
いて前記多価アルコール又はそのエーテル誘導体よりも
蒸気圧が低く、易揮発性であることを要し、従って、例
えば、メタノール、エタノール等の低級脂肪族アルコー
ルやアセトン、テトラヒドロフラン等の低級ケトンやエ
ーテルが好ましい。

処理溶液への管状半透膜の浸漬は、静置又は攪拌した溶
剤中に半透膜を浸漬してもよく、膜に溶液を循環して供
給してもよい。いずれの場合も、湿潤膜を構成する膜中
の水や低級アルコール等を処理溶液にてほぼ完全に置換
することが必要である。

このようにして管状半透膜を処理溶液で処理した後、溶
剤を蒸発させるには、前記したように、乾燥の過程で少
なくとも半透膜の緻密層に多価アルコール又はそのエー
テル誘導体が実質的に残存するように、温和な条件を選
ぶのがよく、好ましくは５〜７０℃、特に好ましくは１
５〜４０　’Ｃであり、このような温度で膜を放置し、
又は送風乾燥すればよい。かかる乾燥に要する時間は、
通常、５〜１００時間程度であり、膜中の水分等が蒸発
して、膜が恒量に達するまで乾燥すればよい。

以上のようにして得られる−又は複数の乾燥管状半透膜
を、前記したように、開口端をそろえて筒体内に収容し
、膜の両端において膜相互の間及び膜と筒体との間の空
隙に硬化性接着樹脂を注入硬化させ、又は乾燥管状半透
膜の開口端を予め封止し、これらをその端部において樹
脂接着剤により接着固定し、この後、この封止開口端を
含む膜端部を硬化した樹脂と共に切断除去することによ
り、管状半透膜は開口端を有して、その端部において相
互に、及び／又はこれらを取り囲む筒体と液密に接着さ
れる。

尚、本発明においては、接着剤にはエポキシ樹脂やノボ
ラック樹脂が好ましく用いられるが、必ずしもこれらに
限定されるものではない。

本発明の方法によれは、以上のように、湿潤状態の管状
半透膜を所定の多価アルコール又はそのエーテル誘導体
の溶液に浸漬した後、乾燥して、膜中に実質的に上記多
価アルコール又はそのエーテル誘導体のみを残存させた
乾燥膜を得、その端部に硬化性樹脂接着剤を適用するの
で、接着剤は何ら変性を受けずして膜中に容易に浸透し
、更に、接着剤が硬化に際して発熱しても、膜中には易
揮発成分が存在せず、接着界面に気泡が生じないので、
管状半透膜を相互に、及び／又はこれらを取り囲む筒体
と液密に接着固定することができ、かくして得られる液
体分離装置は液漏れのおそれがない。

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１透水性不織布管内面に前記式（Ｉ［）で表わされる繰返
し単位からなるポリスルホン湿潤半透膜を形成した内径
１１．５ｗｆｔの管状半透膜を作製した。

この膜に０．５重量％のポリエチレングリコール（平均
分子量２００００）水溶液を温度２５℃、圧力２．０ｋ
ｇ／ｃ１１！で供給したところ、透水量２．３２ｏ？／
ｍ＋・日、除去率９４．３％の膜性能を示した。

この管状半透膜を４０重量％のグリセリン水溶液に５時
間浸漬した後、３０℃の温度で恒量に達するまで乾燥し
、その複数本を塩化ビニル樹脂からなる管体に開口端を
そろえて収容し、両端部の膜間及び膜と管体間の空隙に
エポキシ樹脂接着剤を充填し、硬化させて、液体分離装
置を製作した。

この装置を相対湿度５０％、温度２０゛ｃの開放雰囲気
下に７日間放置した後、水に浸漬して再湿潤し、上記と
同じ条件で膜性能を評価した。その結果、透水量２．２
８　ｎ？／ｒｒｆ−日、除去率９４．０％であって、膜
性能は湿潤膜と変化なく、勿論、管状半透膜の接着固定
部からの液漏れは認められなかった。

実施例２透水性不織布管内面に前記一般式（ｎ）においてＡがである繰返し単位からなるポリイミド湿潤半透膜を形成
した内径１１．５ｍの管状半透膜を作製した。

この膜に０．５重量％のポリエチレングリコール（平均
分子量６０００）水溶液を温度２５℃、圧力２．０ｋｇ
／−で供給したところ、透水量１．８６信／Ｍ・日、除
去率９５．４％の膜性能を示した。

この管状半透膜を６０重量％のトリエチレングリコール
モノメチルエーテルを含むエチルアルコール溶液に５時
間浸漬した後、３０℃の温度で恒量に達するまで乾燥し
、その複数本を塩化ビニル樹脂からなる管体に開目端を
そろえて収容し、両端部の膜間及び膜と管体間の空隙に
エポキシ樹脂接着剤を充填し、硬化させて、液体分離装
置を製作した。

この装置を相対湿度５０％、温度２０°Ｃの開放雰囲気
下に１０日間放置した後、水に浸漬して再湿潤し、上記
と同じ条件で膜性能を評価した。その結果、透水量１．
８３ｎ？／ｒｒＬ日、除去率９５．７％であって、膜性
能は湿潤膜と変化な（、勿論、管状半透膜の接着固定部
からの液漏れは認められなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体分離装置の一例を示す断面図、第２図は管
状半透膜の端部を樹脂接着剤にて接着固定し、開口端を
有する端部を得る方法の一例を示す断面図である。２・・・筒体、３・・・管状半透膜、４・・・開口端、
５・・・樹脂接着剤、６・・・接続部材。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリアミド、ポリイミド及びポリスルホンから選
ばれる重合体からなる管状半透膜を端部において相互に
、及び／又は管状半透膜を取り囲む筒体に樹脂接着して
液体分離装置を製造する方法において、管状半透膜の少
なくとも端部の接着部分を炭素数２〜１６の脂肪族多価
アルコール又はそのエーテル誘導体の１０〜７０重量％
の濃度の溶液に浸漬した後、この溶液の溶剤を蒸発させ
て、実質的に上記多価アルコール又はその誘導体のみを
膜中に残存せしめた乾燥膜を得、次いで、この乾燥膜の
端部に接着剤を適用することを特徴とする液体分離装置
の製造方法。
（２）多価アルコール又はそのエーテル誘導体が一般式％式％）（但し、Ｒ、Ｒ及びＲはそれぞれ独立に水素、メチル基
又は工♀ル基を示す、ｎは、Ｒが水素のとき１〜５の整
数を、また、Ｒがメチル基又はエチル基のとき１〜３の
整数を示す。）で表わされることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の液体分離装置の製造方法。
（３）多価アルコールがグリコールであることを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の液体分離装置の製造方
法。
（４）多価アルコールが一般式％式％（）（但し、Ｒは炭素数３〜６の飽和脂肪族炭化水素基を示
し、ｍは３〜６の整数を示す。）で表わされることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の液体分離装置の製
造方法。
（５）多価アルコールがグリセリンであることを特徴と
する特許請求の範囲第４項記載の液体分離装置の製造方
法。