JPS62262708A - 微孔性濾過膜に使用する支持体 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は微孔性濾過膜に使用する支持体に関する。更に
詳しくは、本発明はカートリッジ型フィルターに使用す
るに適した微孔性濾過膜の支持体に関する。

（従来の技術） 微孔性濾過膜は古くから知られており、（例えばアール
・ケスティング（Ｒ，Ｋｅｓｔｉｎｇ）著シンセテイン
ク・ポリマー・メンプラン（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｐｏ
ｌｙｍｅｒ　Ｍｅ＋＋＋ｂｒａｎｅ）マグロウヒル社（
ＭｃＧｒａｗ旧１１社）発行）濾過用フィルターなどに
広く利用されている。

微孔性濾過膜は、例えば米国特許第１．４２１゜３４１
号、同３，１３３，１３２号、同２，９４４．０１７号
、特公昭４３−１５６９８号、特公昭４５−３３３１３
号、同４８−３９５８６号、同４８−４００５０号など
に記載されているように、セルローズエステルを原料と
して製造されるもの、米国特許第２，７８４．８９４号
、同３゜４０８．３１５号、同４，３４０．４７９号、
同４．３４０，４８０号、同４，４５０．１２６号、ド
イツ特許Ｄ３，１３８．５２５号、特開昭５８−３７８
４２号などに記載されているように脂肪族ポリアミドを
原料として製造されるもの、米国特許第４，１９６．０
７０号、同４，３４０，４８２号、特開昭５５−９９９
３４号、特開昭５８−８６９４１号、特開昭５６−１２
６４０号などに記載されているポリスルホンを原料とす
るもの、ドイツ特許０ＬＳ３．００３，４００号などに
゛記載されているポリプロピレンを原料とするものなど
がある。これら微孔性濾過膜は電子工業用洗浄水、医薬
用水、医薬製造工程用水、食品水等の濾過、滅菌に用い
られ近年その用途と使用量は拡大しており、特に粒子捕
捉の点から信頼性の高い微孔性濾過膜が注目され多用さ
れている。

特に濾過流量を大きくすると同時に取り扱いを容易にす
るという観点から濾過膜を一定の容積のカートリッジ中
に収めたカートリッジ型フィルターが官用されている。

この場合濾過膜は、プリーツ加工されるか、又はドーナ
ツ型に積層され、各濾過膜が連続するように内側の端面
と外側の端面が交互に融着される。前者の場合、屈曲強
度の小さな濾過膜を使用した場合には、プリーツ加工時
に破損を生（、；精密濾過膜としての機能を失するので
、かかる不都合を改善するために、濾過膜を補強し、併
せて使用時の濾過膜面の接触を防止するスペーサーの役
割をさせるために、濾過膜の両面を不織布又は、ポリマ
ーで形成されたネット等の支持体によってはさみ（例え
ば、特開昭６Ｏ−５８２０Ｂ）、得られたサンドイッチ
型の微孔性膜をプリーツ加工することが行われている。

後者のドーナツ型加工の場合にも、相隣る濾過膜面の接
触を防止し、又使用時の濾過膜の変形を一定範囲に抑え
ることによって濾過膜の破損を防止するために、各膜面
間にスペーサーを兼ねた支持体が挿入される。

カートリッジ型フィルターの製造工程からすればプリー
ツタイプの方が容易であり優れているが、何れの場合で
も、限外濾過又は精密濾過のためにこれらのカートリッ
ジを実際に装着して行う操作時の圧力条件は約０．０５
〜ｌｏｋｇ／ｃａｌであり、特に圧力が高い場合に支持
体が太き（変形し透過流量が低トするという欠点があっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した高圧条件下での変形を少なくするために、従来
では、支持体として剛性が高く、空孔率の低い不織布又
は剛性の高いネットを使用していた。しかしながら前者
においては、濾液が不織布を通過する際に、不織布自身
が大きな抵抗体となってカートリッジの透過流量を低下
させるという欠点があり、後者の場合にはネットの剛性
が高いため、特にプリーツ状のカートリッジの場合に濾
過面積を多く取ることができず、カートリッジ内にデッ
ドスペースを生じてフィルター全体としての効率が低下
するという欠点があった。

更にプリーツタイプの場合には、プリーツ加工の際に濾
過膜と支持体間で摩擦により静電気が発生し、濾過膜表
面が帯電するために濾過膜端部と支持体端部が均一に揃
わず、シール性が不良となって菌の漏洩が起こるという
欠点があった。

本発明者等は、従来のかかる欠点を解決すべくｔ１意検
討した結果、微孔性濾過膜の支持体を形成する繊維径と
支持体密度及びその材質の選択が極めて重要であること
を見出し、本発明に到達した。

従って本発明の第１の目的は、使用圧力条件におけるカ
ートリッジ型フィルターの透過流量を大きくすることの
できる濾過膜支持体を提供することにある。

本発明の第２の目的は、使用圧力条件における透過流量
を大きくし、且つプリーツ状のカートリッジに使用する
場合でも濾過面積を大きくするに通した濾過膜支持体を
提供することにある。

更に本発明の第３の目的は、使用圧力条件における透過
流量を大きくし、且つ容易に濾過膜と支持体の端部を均
一に揃えることができる、プリーツ加工に通した濾過膜
支持体を提供することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明の上記の諸口的は、直径１５μｍ以上の繊維であ
って、好ましくはプロピレン繊維を使用して製造した透
水性支持体であって、該支持体の密度が約０．３ｇ／ｃ
ｍ３以下であることを特徴とする微孔性濾過膜に使用す
る支持体によって達成された。

本発明の支持体は、使用時にかかる圧力による変形は少
ないことが望ましい一方プリーツ加工も容易に行えるこ
とが望ましいから、上記の繊維は可撓性と剛性を併せ有
することが好ましい。このような繊維としては、例えば
ポリプロピレンやポリエステル等の高分子合成繊維やレ
ーヨン等の半合成繊維等の公知の繊維の中から適宜選択
することができる。

又、濾過効率を必要以上低下させないために、支持体が
フィルター内の流れを妨げないことが望まれる。

カートリッジフィルターの濾過流量は、同一の微孔性濾
過膜を等量使用し同一条件で操作した場合には、微孔性
濾過膜の支持体を形成する繊維の太さと支持体の密度に
依存する。そこで、カートリッジフィルターの十分な透
過流量を確保するためには、支持体を形成する繊維の太
さは直径１５μｍ以上であることが必要であり、２０μ
ｍ以上あれば十分である。一方支持体密度は、０．３ｇ
／ｃ１１３以下であることが好ましく、０．２ｇ／ｃｍ
３以下であれば十分である。この条件を満たす支持体で
あって前記支持体に要求された可撓性と剛性を併せ持つ
ものを設計することは、繊維の材質や重合度を適宜選択
することによって容易に行うことができる。

本発明の支持体は、公知の方法によって通常のカートリ
ッジ型フィルターに使用することができるが、特にプリ
ーツ加工して用いる場合には、微孔性濾過膜の材質と支
持体の材質を帯電列上に互いに近い材質を選択して組み
合わせることが好ましい、このようにした場合には、２
枚の支持体の間に微孔性濾過膜を挟んでプリーツ加工す
る際に、両者の摩擦があっても帯電量が少ないので、濾
過膜の端部と支持体の端部を容易に均一に揃えることが
できる。これによって、シール性が不十分となり易かっ
た従来の欠点を改善することができ、従って、使用時の
菌の漏洩を防止することができる０例えば、濾過膜の材
質としてナイロン、セルロースアセテート、ポリスルホ
ン又はポリフッ化ビニリデンを使用した場合には、支持
体の材質としてはポリプロピレンの方がポリエステルよ
りも好ましい。

以下に本発明°を実施例により更に詳述するが、本発明
はこれによって限定されるものではない。

実施例１゜ 支持体を形成する繊維としてポリプロピレンを用い、そ
の繊維径及び支持体の密度を変えた種々の支持体を用意
した０次に、各支持体についてその支持体の間に平均孔
径０．２μｍのポリスルホン製微孔性濾過膜を挟み、プ
リーツ加工してカートリッジフィルターに使用し、カー
トリッジの透過流量を測定した。

この場合のフィルター面積は０，６ｎ（、操作圧は０．
２ｋｔ／−であり、流体として２５℃の水を使用した。

第１図は、カートリッジの水運過流量の支持体繊維径に
対する依存性を表わすグラフである。この結果は、繊維
径が１５μｍ以上で曲線の勾配が太き（なり、従って、
１５μｍ以上の繊維径のものを使用することが好ましい
ことを示している。

第２図は、カートリッジ水透過流量の支持体密度に対す
る依存性を表したグラフである。このグラフの結果は密
度が０．３ｇ／ｃｄ以上になった場合には透過流量が急
速に減少することを示している。

第１図及び第２図の結果を併せ考察すると、支持体を形
成する繊維径が１５μｍ以上で且つ支持体密度が０．３
ｇ／−以下の場合は極めて良好であり、特に繊維径が２
０μｍ以上及び／又は支持体密度が０．２ｇ／ｃｔａ３
となった場合には更に良好な結果が得られることが明ら
かである。

実施例２６ 微孔性濾過膜として平均孔径０．２μｍのポリスルホン
を用い、支持体の材質によってプリーツ加工の際に濾ｉ
ｐ！Ｉ膜の端部と支持体端部の揃い方が異なるか否かを
確認した。支持体を形成する材質として、ポリエステル
及びポリプロピレンを採用し、支持体を形成する繊維径
及び支持体密度を同一とした２つの支持体の場合につい
て試験を行った。その結果、ポリエステルの場合には、
プリーツ加工の際に濾過膜の蛇行が起こり端部が揃わな
かったのに対し、ポリプロピレンの場合では端部が均一
となり、材質による差異が歴然と認められた。

次に、支持体を２つのローラーに巻き付け２ｃｔｘＸ１
１ｃｍの濾過膜をローラー間に通した。支持体としてポ
リエステルを使用した場合には濾過膜面上に１．５Ｘ１
（Ｉ″７７クーロン電量が生じたのに対し、ポリプロピ
レン支持体の場合には０゜５Ｘ１０−７クーロンの帯電
量しか発生しなかった。

これらの結果は、プリーツ加工時に濾過膜と支持体の間
に摩擦が起こり、これによって濾過膜面が帯電し正常な
プリーツ加工を困難にする結果濾過膜端部と支持体端部
が不揃いになること、及び濾過膜としてポリスルホンを
使用した場合には、支持体材料としてポリエステルを採
用した場合よりも、よりポリスルポンと帯電列上近接し
たポリプロピレンを採用した場合の方が、より良好な結
果を得ることができることを実証するものである。

（発明の効果） 以上詳述した如く、本発明によれば支持体の材質、それ
を形成する繊維径及び支持体密度を適宜設計することに
より、容易にプリーツ加工を容易とすることができる上
、カートリッジフィルターとしての濾過効率も改善する
ことができる。特に、繊維径を１５μｍ以上とすること
は支持体の製造上有利となるのみならず、支持体の可撓
性を損なうことなく剛性を増加せしめることができると
いう２次的効果をも生ずる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、カートリッジの水通過流量の支持体を形成す
る繊維の太さに対する依存性を示すグラフである０図中
符号１は、支持体密度を０．２０ｇ／ｃ＋ｓ３と固定し
た場合、２は０．３０　ｇ／ｃｍ３．３は０．　４５　
ｇ／ｃ＋＋＋３とそれぞれ固定した場合を表わす。 第２図は、カートリッジの水通過流量の支持体密度依存
性を示すグラフである０図中、符号４は支持体を形成す
る繊維径を直径５μｍと固定した場合、５は１６μｍｓ
６は２０μｍ、７は２６μとそれぞれ固定した場合を表
わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直径１５μｍ以上の繊維を使用して製造した透水性
   支持体であって、該支持体の密度が約０．３ｇ／ｃｍ＾
   ３以下であることを特徴とする微孔性濾過膜に使用する
   支持体。 ２）支持体の繊維がポリプロピレンから成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の微孔性濾過膜に使
   用する支持体。