JPS62298407A - 中空糸膜の部分親水化装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は疎水性膜を疎水性部分と親水性部分とを有する
ようにするための部分親木化装置に関し、より詳しくは
中空糸全体にわたってほぼ均一に親水性部分と疎水性部
分とを分布せしめるための部分親水化装置に関する。

［従来の技術］ 従来より、疎水性膜を親水化剤で処理する親水化方法が
知られている。これは、グリセリン等の永に容易に溶解
する親水化剤又はその溶液中に疎水性膜を浸漬する方法
であるが、この処理された膜で水の濾過等を行なうと、
処理時にこの親水化剤が水中に溶出して疎水性に戻るた
め一時的な親水化効果しかない。これに対して水に不溶
又は難溶の親水化剤を低級アルコール等の溶媒に溶解さ
せた溶液に膜を浸漬した後溶媒を蒸発等により除去して
ほぼ恒久的に親水化させる方法もある。

［発明が解決しようとする間層点］ しかし上記のような方法では）漠全体を親水化すること
は可能であっても膜に親水性部分と疎水性部分の両方が
存在する。特にほぼ均一に分布するようにさせることが
困難であった。

一方、水濾過等においては被処理水に空気等の気体が混
入あるいは溶解している場合も多く、このような場合に
は膜としてもともと親水性の膜あるいは１記のような全
体が親水化された疎水性１模を用いると水中の存在する
気泡は容易には膜を透過せず、そのため気泡が膜面に蓄
積し、膜面に気泡が付着した部分では水濾過が行われな
いので濾過効率が低下するという問題があり、親水性部
分と疎水性部分の両方が存在する膜が要望されていた。

このような状況から、疎水性中空糸膜を親水化剤溶液で
処理して中空糸膜に親水性部分と疎水性部分とを存在せ
しめるようにするものとして、本発明者らは十数本の中
空糸膜を一束とし、ループ状に巻いたものを一括して親
水化剤溶液に浸漬させる方法を試みた。この方法による
と束の外側に位置する中空糸膜には親水化剤が充分に付
若し親水化されるが、束の中央部にある中空糸膜にはあ
まり親水化剤が付着せず、よって、マクロに見ると親水
性部分と疎水性部分とを有する中空糸１良束が得られ、
上記問題に対し一応の解決ははかれるが、水滅過時にい
つも気泡が疎水性部分のところに到達するわけでもなく
、気泡が除去されるまでにある程度の時間がかかること
、あまり気泡のこない位置にＳ量に疎水性部分が存在す
るとこの部分はは水濾過にも寄与していないため膜面積
当りの濾過効率の低下につながること、これに対処しよ
うとして、この方法で親水性部分と疎水性部分の配置・
比率コントロールを行おうとしても、バッチごとの親水
性部分と疎水性部分との分布割合が一様ではなく、コン
トロールが困難であった。

本発明の目的は、近年、耐薬品性に優れる、体積当りの
膜面積が大きいこと等から重用されている疎水性中空糸
膜を、中空糸全体にわたってほぼ均一に親水性部分と疎
水性部分とが分布しているように部分親水化するための
装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 即ち１本発明の要旨は、有溝ローラーと、該ローラーの
１部が浸漬可能な位置に配置された親水化剤液容器と、
該ローラーの溝部以外に付着した親水化剤を除去する絞
りローラーとからなるセットと、中空糸膜を垂直方向に
走行させるための上部ガイド及下部ガイドとからなり、
上から見た時複数の該セットが上部ガイドと下部ガイド
の間を走行する中空糸膜を中心として点対称の位置に配
置されてなる中空糸膜の部分親水化装置にある。

本発明において用いられる有溝ローラーとは表面に均一
に溝を刻んだローラーであり、溝の深さは０．１〜１ｍ
＋ａであることが好ましく、溝間の間隔は０．５〜５ｍ
ｍであることが好ましい。又、溝の巾は０．５〜５１１
１１１であることが好ましい。溝の深さが上記下限より
浅いと後述の絞りローラーで溝部以外に付着した親水化
剤を除去する際１条件によっては同時に溝内にある親水
化剤も除去される惧れがある。溝の深さが上記の上限よ
り深くてもその深部に入った親水化剤は該ローラーが中
空糸膜に接触した時中空糸１模側に６行し難いためイｆ
効とならない傾向にある。溝のｒｌが上記下限より狭い
と親水化剤の中空糸膜への移行が不充分となって、その
結果不均一・な付着となる惧れがある。

溝の巾が上限を越えてもやはり付着むらが生じ易くなる
。溝間の間隔が上記下限未満であると実質的に全親水化
になる惧れがあり、上記上限より大きくなると水濾過等
における有効膜面積低下の傾向が生じる。

有溝ローラーと親水化剤液容器との位置関係は容器内の
親水化剤に該ローラーの１部が浸漬し、ローラー回転に
より親水化剤が常時ローラー表面に随伴されるような位
置にあればよい。

本発明で用いられる親水化剤は少なくとも室温で固体で
、水に不溶性又は難溶性であるものが好ましく用いられ
る。このような親水化剤の例としてはアルキレングリコ
ールの高級脂肪酸モノエステルを挙げることができ、こ
の例としてアルキレングリコールのステアリン酸、ミリ
スチン酸、ベヘン酸、パルミチン酸、ラウリン酸等のモ
ノエステルがある。この中ではプロピレングリコールモ
ノステアレート、モノベヘネートが好ましく用いられる
。この親水化剤は低級アルコール等の低沸点溶剤に溶解
した溶液であっても良く、加熱溶融したものであっても
良い。但し、加熱溶融したものはその温度が中空糸膜を
傷めない程度の温度のもの、即ち、中空糸膜の耐用温度
以下である必要がある。加熱溶融の場合は上記容器及び
有溝ローラーは加熱手段を備えていることが好ましい。

絞りローラーは有溝ローラーの溝部以外に付着した親水
化剤を除去するためのものであり、金属製であってもゴ
ム製であってもよい。目的とする親水化剤付着量、親水
化剤液の種類、絞りローラーの材質等に応じて有溝ロー
ラーとの接触圧を調節すればよい。

本発明においては有溝ローラーと親水化剤液容器と絞り
ローラーとからなるセットを複数セット用いる。勿論、
１つのセットを用いただけでも中空糸膜長さ方向に関し
、全体にわたってほぼ均一に親水性部分と疎水性部分を
有するようにすることが可能であるが、通常中空糸膜は
１００μｍ〜数ｌｌｌ１と、その外径が大きいため中空
糸膜断面の全円周にわたって親水化剤を付着させるのが
困難であり、疎水性部分がその効果を充分発揮できるよ
う中空糸膜全体にわたって存在し、かつ、親水化部分を
より増加せしめて有効膜面積を増大させるためには該セ
ットが複数個、それも中空糸を中心においた時に該セッ
トが点対称になるように配置されていることが好ましい
。これらのセットは可能であれば同一の高さに設けられ
ていても良いが通常は異なる高さの位置にあり、順次中
空糸と接触して親水化処理するのが好ましい。該セット
の数は２〜４セット程度であることが好ましい。

以下に本発明を図面を用いてさらに説明する。

第１図は上下のガイドローラーと１つのセットのみをポ
した本発明の装置の簡略模式図であり。

第２図は有溝ローラーの１実施態様例である。第１図で
は中空糸膜（１）は上部ガイド（２）からＦ部ガイド（
３）に向けて走行するようになっているが、走行方向は
その逆でもよい。有溝ローラー（４）は中空糸膜（１）
と接する面が中空糸膜の進行方向と同一になるように回
転しており、これにより、容器（５）内の親水化剤又は
その溶液が該ローラーに随伴して行き、絞りローラー（
６）により溝部以外に付着した親水化剤は除去される。

次いで溝部にのみ残った親水化剤は中空糸に接触して中
空糸膜に移行する。中空糸膜に移行した親水化剤はその
粘度、中空糸との親和性等により異なるが、その位置の
みに留まる場合もあり、若モ拡散する場合もある。この
ようなセットが中空糸を中心として点対称の位置に配置
されているため、最後のセットに中空糸が接触した後は
中空糸１反面において、中空糸全体にわたってほぼ均一
に親水性部分と疎水性部分とが分布しているように部分
親水化される。なお、中空糸膜がその外面から内面にか
けて多数の１１通した微細孔を有する多孔質中空糸であ
る場合は中空糸に付着した親水化剤がこれらの微細孔の
内部にまで浸透して親水化される部分の微細孔表面のほ
ぼ全面に付着するよう付着時の粘度等を調節することが
好ましい。

第２図ではローラーの軸方向と円周方向の双方に平行な
溝が刻まれた例が示しであるが、ローラーの軸に平行な
溝のみでもよく、ローラーの軸に平行な線に対し３０°
程度以下の角度を有していてもよい。

中空糸は１本づつ処理してもよいが、■記セットを２組
用いた場合は？Ｍ数本の中空糸膜を広げたシート状東と
して一括処理してもよい。なお、部分親水化の程度に実
質的に影習を与えない程度であれば中空糸が部分的に重
なってもさしつかえはない。

第３図は本発明の装置を用いて部分親水化処理を施した
場合の親水化剤の付着状況の１例を示すものであり、親
水化剤が点在している状況を示す。

勿論、セットの数、・親水化剤溶液の性質、付着量、ロ
ール溝の状態、ローラーの周速度と中空糸１漠の巻取り
速度の比等により、この付着状態は変更させることが可
能で、親水性部分と疎水性部分をほぼ横縞状にすること
も可能であり、はぼ縦縞状にすることもできる。又、疎
水性部分を点在させることもｌ−■■能である。親水化
剤の付着量のこれらの条件を適切に設定することにより
調節可能である。

［実施例］ 本発明を実施例を用いてさらに説明する。

実施例１ 有溝ローラーとして外径１１０ｍｍ、長さ１４０ＩＩＩ
１１、溝の深さ０．２５ｍｍ、溝の巾０．７ｍｍ、溝間
隔０．５７’７＋ａ＋のローレット状溝を刻んだ材質Ｓ
υ５３０４のローラーを用いたセットを２組用い。

上下のガイドローラーの間隔を１．２ｍとして、そのガ
イドローラー間に高さを５０ｃｍずらした位置で、ガイ
ドローラー間を走行する中空糸膜を両側からはさむよう
に接する位置にこれらのセットを配置した。

親水化剤としてプロピレングリコールモノステアレート
を用い、親水化剤容器と有溝ローラーを９０℃に加熱し
て該親水化剤を溶融状態にして用いた。

中空糸１膜は１層本を１束として走行させたが、ローラ
ー上ではほぼ１層となるようにひろがって走行した。中
空糸の巻取り速度を１５ａ＋／ｗｉｎに設定し、有溝ロ
ーラーの周速度を下記のように変化させその時の付着量
を求めた。なお、付着量は親水化剤重量／中空糸Ｆｍｍ
ｍＸ　１００％で示した。

ローラー周速度（ｍ／ｗｉｎ）　１１−５１５　２０　
２５親水化剤付着量（Ｘ）　　　１５　２０　２５　　
：ＩＧ［発明の効果］ 本発明の装置は疎水性中空糸膜を筒便に、しかも中空糸
全体にわたってほぼ均一・に親水性部分と疎水性部分と
を分布せしめるように部分親水化することができ、マク
ロに見た中空糸の部分部分で親水化度のばらつきがなく
、さらに、有溝ローラーの溝形状、ローラー周速度と中
空糸膜巻取り速度の比等により親水化剤の付着量の調節
も容易であり、連続的処理が可能であり、従来の親木化
方法に比べ、工業化、量産化に適した方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は上下のガイドローラーと１つのセットのみを示
した本発明の装置の簡略模式図であり、第２図は有溝ロ
ーラーの１実施態様例である。第３Ｕ２４は本発明の装
置を用いて部分親水化処理を施した場合の親水化剤の付
着状況の１例を示すものであり、（イ）は中空糸横断面
、（ロ）は縦断面を示す。 図において、１：中空糸膜、２：上部ガイド。 ３；下部ガイド、４；有溝ローラー、 ５：親水化剤液容器、６：絞りローラー、７：親水化剤
を示す。 茅１図 惺２１コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）有溝ローラーと、該ローラーの下部が浸漬可能な位
   置に配置された親水化剤液容器と、該ローラーの溝部以
   外に付着した親水化剤を除去する絞りローラーとからな
   るセットと、中空糸膜を垂直方向に走行させるための上
   部ガイド及下部ガイドとからなり、上から見た時複数の
   該セットが上部ガイドと下部ガイドの間を走行する中空
   糸膜を中心として点対称の位置に配置されてなる中空糸
   膜の部分親水化装置。