JPS6230511A

JPS6230511A - 濾過膜の製造方法

Info

Publication number: JPS6230511A
Application number: JP17023585A
Authority: JP
Inventors: Kenshiro Yamaguchi; 山口　謙四郎; Osamu Iwao; 岩尾　修; Yukio Sato; 佐藤　行夫; Toru Kimura; 亨木村
Original assignee: Toyo Aluminum KK
Current assignee: Toyo Aluminum KK
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1985-08-01
Publication date: 1987-02-09

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、液体あるいは気体と固体との分離、液体媒質
あるいは気体媒質に混在する異種物質の分離に用いる濾
過膜に関する。

ＰＶＡ膜は、金属工業、化学工業、製紙工業２食品工業
などの各工場からの工場排液の処理・精製・循環再利用
、各種菌類や血清タンパクなど医療分野における分［ｉ
製、酪農品の成分調整、食品工業、電子工業などの用水
の除菌・除粉、溶剤。

油、酸、アルカリなどの薬品からの除粉などに使用され
、その用途は急速に拡大さ°れつつある。

このような多方面で使用される濾過膜には次の諸性質が
備わっていることが要求される。

■　所要通りの孔径の孔が均一に形成されていること； ■　酸、アルカリなどの化学薬品に対して安定であるこ
と； ■　溶剤や油などによって侵されないこと；■　熱殺菌
、化学薬品による殺菌、紫外線・放射線などによる殺菌
などの各種殺菌処理に対して安定なこと：（従来の技術）酢酸セルロース、ニトロセルロース、ポリアミド、ポリ
カーボネート、ポリプロピレン、ポリスルフォンなどの
各種高分子の多孔質膜が市販されているが、このような
多孔質高分子膜の場合、耐熱性がないので熱殺菌処理が
不可能である他耐溶剤性、耐油性の点でも問題があり、
用途が限られていた。

銅、ニッケルなどの各種金属を焼結した多孔質体も提案
されているが、これらの多孔質体の場合耐熱性などの点
で優れているにしても孔径が均一でなく、耐薬品性に難
点があるため、単純な固液分離・気固分離にしか利用さ
れていない。

また、アルミナなどのセラミックスを焼結した多孔質体
も提案されているが、この多孔質体の孔径も均一でない
ため用途が限られていた。

加えて上記した多孔質膜、多孔質体の場合伺れも、所要
の孔径を有する多孔質膜あるいは多孔質体を得るべく孔
径を自由にコントロールしながら製造することができな
いという致命的な欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記した諸性質を全て満足する濾過膜を提供
することを目的とするものである。

本発明の別の目的は、用途に応じて要求される孔径を有
するｆ’ＶＡ膜を容易に製造しうる方法を提供すること
にある。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明によ
り提供される濾過膜は純度９９．５％以上のアルミニウ
ムを原料とし、原料のアルミニウムを熱間圧延とそれに続く冷間圧延、
再結晶温度以上の加熱によって、再結晶集合組織として
立方体方位を形成した厚さ０．３Ｍ以下のアルミニウム
箔または薄板を形成し；直流電解エツチングによって貫
通キャビラリイピットを形成し；アルミニウムに対して
皮膜形成能力をもつ化合物を少なくとも１ｖｉ含む水溶
液中で陽極酸化を行うか、または前記皮膜形成能力をも
つ化合物の水溶液中あるいは水中で煮沸することにより
製造される。

本発明における重要な要件の１つはアルミニウム箔・薄
板に所要の孔径の貫通キＶビラリイビットを形成するこ
とにあり、たとえアルミニウム箔・薄板の表面にキャビ
ラリイ状の腐食孔（＝キャピラリィピット）が形成され
たとしてもそのキャピラリィピットがアルミニウム箔・
薄板を貫通していなければ濾過膜として使用することは
不可能である。よって、濾過膜として使用されうるアル
ミニウム箔・薄板を製造するためには、アルミニウム箔
・薄板の材質および製造条件、エツチング条件を適宜選
択して貫通キャビラリイピットを形成することが重要で
ある。

アルミニウム中の固溶不純物はアルミニウムの表面腐食
を促進してキャピラリィピットの形成を妨げ、また析出
不純物はキャピラリィピットの成長を妨げるので、純度
９９．５％以上のアルミニウムを用いる。アルミニウム
の好ましい純度は９９．９％以上である。より多くのキ
ャビラリイピットを形成させるために、アルミニウムよ
り貴なる元素例えばＣＵ、Ａｇを１種以上添加した高純
度もしくは高品位アルミニウムを使用してもよいが、添
加量は０．０１重量％未満であることが望ましい。

貫通キャビラリイピットが濾過のための孔として有効に
働くためには、キャピラリィピットがアルミニウム箔・
薄板の表面に対して直角に形成されることが要求される
ので、純度９９．５％以上のアルミニウムを熱間圧延し
、続いて冷間圧延、再結晶温度以上に加熱する（焼鈍）
各条件を調整することにより、再結晶集合組織として立
方体方位を形成したアルミニウム箔・薄板を先ず製造す
る。

前記立方体方位の個所でのみ、キャビラリイピットはア
ルミニウム箔・薄板に対して直角に形成される。ｐｉｅ
としての用途を考慮すると、アルミニウム箔・薄板に形
成される立方体方位はできる限り多い方が理想的ではあ
るが、少なくとも５０％の立方体方位が形成されている
のが望ましい。

焼鈍するとアルミニウム箔・薄板の表面に酸化皮膜が形
成されるが、形成される酸化皮膜の厚さマ′ は焼鈍条件、特に炉内雰囲気に依存する。表面酸化皮膜
の厚さは皮膜耐電圧５ｖ以下であることが望ましく、こ
れより厚いとキャピラリイピットを効果的に形成するこ
とができなくなる場合がある。

上記した各条件下で製造されたアルミニウム箔・薄板の
厚さは０．３ｓ以下でなければならない。

アルミニウム箔・薄板の製造条件、後記するエツチング
条件を最適に組合せたとしても、板厚が０．３ｇ＋を超
えるとキャビラリイピットが板厚の途中で止まってしま
うため貫通キャピラリィピットを形成することが不可能
となる。

こうして得られたアルミニウム箔・薄板に対して直ｖＬ
７ｍ解エツチング処理を施す。直流電解エツチングはア
ルミニウム箔・薄板の表面にキャビラリイピットを形成
し、このキャピラリィピットをアルミニウム箔・薄板に
貫通させるために実施される。電解エツチング用エツチ
ング液としては、通常塩素イオンを生成する塩化物（例
えば塩酸。

塩化ナトリウム、塩化アルミニウムなど）の水溶液が使
用される。電解エツチングによりキャビラリイピットを
効果的に形成するためには、エツチング液中の塩化物濃
度が０．５〜２０重量％であることが好ましく、温度は
６０〜９８℃が好ましい。また、電流密度０．１〜１．
０Ａ／ｃｍ２（７）１！流を印加することが適当である
。

更に、アルミニウム箔・薄板の表面溶解を抑制してキャ
ビラリイピットの形成を促す目的で、前・記エツチング
液にアルミニウムに対して皮膜形成能力をもつ化合物を
少量例えば０．０１〜１０重間％添加してもよい。アル
ミニウムに対して皮膜形成能力を、もつ化合物としては
、硫酸、シュウ酸、クロム酸、リン酸、ベンゼンスルホ
ン酸、スルファミン酸、ホウ酸、クエン酸、ＷＡ石酸、
ホウ酸アンモン、炭酸アンモンが例示されうる。

貫通キャビラリイピットは０．５〜５０分間、好ましく
は５〜２０分間の電解エツチングで形成されるが、電解
エツチング時間が長くなるにつれてビットの孔径が大と
なる。電解エツチング時間が５分未満の場合はアルミニ
ウム箔・薄板を０．５〜２０重団％の塩酸または硝酸水
溶液中に浸漬させる通常の化学エツチングでビットの孔
径の拡大を図ることが望ましく、また５０分を超える場
合には表面溶解が増大するため上記した表面溶解の抑制
手段を講じることが望ましい。電解エツチング時間を上
記範囲で設定したときでも、化学エツチングおよび／ま
たは表面溶剤の抑制手段を併用しても差支えない。

本発明における別の重要な要件は、所要の孔径の貫通キ
ャピラリィピットが形成されたアルミニウム箔・薄板の
表面を化学的に安定化させることにある。次の２種の化
学的安定化方法の何れかが用いられる。第１の方法は、
アルミニウムに対して皮膜形成能力をもつ化合物を含む
電解浴中で陽極酸化を行うことにより、キャビラリイピ
ットの表面に陽極酸化皮膜を形成する方法である。第２
の方法は、水中あるいはアルミニウムに対して皮膜形成
能力をもつ化合物の水溶液中で煮沸することにより、キ
ャピラリィピットの表面に水酸化皮膜を形成する方法で
ある。後者の方法の場合、水酸化皮膜の生成を促進ずべ
くトリエタノールアミンなどを添加してもよい。

（実施例）以下の実施例は本発明を具体的に説明するための例示で
あって、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

純度９９．９９％の高純度アルミニウムに５０　ｐｐ−
のＣｕを添加した材料を着手温度５３０℃で熱間圧延し
、冷開圧延して厚さ０．１ａｍのアルミニウム箔とした
。これを５３０℃、不活性雰囲気中で焼鈍したものには
、立方体方位が７５％である再結晶集合組織が形成され
ていた。皮膜耐電圧は１．１■であった。

この箔を５重量％のＨＣｊｌを含む水ｗＩｓ中、液温７
０．８０および９０℃の各温度で、電流密度０，２Ａ／
１：ｌＩで１〜２０分間直流電解−［ツチングを行った
。

続いて、純水中で煮沸して表面の安定化を行った。

得られたキャピラリィピットの孔径と１！解工ツチング
時間の関係を第１図に示す。

１１五ユ純度９９．８５％の高品位アルミニウムを実施例１と同
様の方法で圧延、焼鈍したものは、立方体方位が５２％
の再結晶集合組織が形成されていた。皮膜耐電圧は０．
９ｖであった。

この箔を２重量％のＨＣｌおよび２重石％のＨＳ０４を
含む水溶液中、液温７０．８０および９０℃の各温度で
、電流密度０．１Ａ／ｄで１〜１５分間直流電解エツチ
ングを行った。続いて、純水中で煮沸して表面の安定化
を行った。

得られたキャピラリティビットの孔径と電解エツチング
時間の関係を第２図に示す。

第１図および第２図から明らかなように、電解エツチン
グ時間が長くなるにつれてビットの孔径は大きくなり、
最後には表面が溶解した。液−温が高くなるにつれてそ
の傾向は強かった。（但し、第１図の液温１０℃の場合
には表面溶解は認められなかった）実施例１および２で得られたキャビラリイピットは０・
１＃Ｉｌｌの箔を貫通しており、濾過膜として必要な要
件を備えていた。

（発明の効果）本発明においては、電解エツチング時間を適宜設定する
ことにより、濾過膜の使用目的に応じて所要の孔径の孔
が均一に形成された濾過膜を製造することができる。

本発明の濾過膜は素材がアルミニウムであるため優れた
耐熱性を有する。更に、アルミニウム箔・ｆｔ［の表面
には化学的に極めて安定なアルミニウム隔操酸化皮膜あ
るいは水酸化皮膜が形成されているので、本発明の濾過
膜は耐薬品性、耐溶剤性、耐油性などにも優れている。

本発明のＦ′１１４ｍ１は均一な所要の孔径の孔を有し
かつ優れた諸特性を有しているので、広範囲に使用可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、夫々電解エツチング時間による
キャビラリイピットの変化を示すグラフである。ゴし　甲ｔ　（μｍ） −ＩＬ性Ｃｐｍ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）純度９９．５％以上のアルミニウムを熱間圧延と
それに続く冷間圧延および再結晶温度以上の加熱によつ
て、再結晶集合組織として立方体方位を形成した厚さ０
．３ｍｍ以下の箔または薄板を形成し、直流電解エッチングによつて所要の孔径を有する貫通キ
ャピラリィピットを形成し、アルミニウムに対して皮膜形成能力をもつ化合物を少な
くとも１種含む水溶液中で陽極酸化を行うか、または前
記皮膜形成能力をもつ化合物の水溶液中あるいは水中で
煮沸することからなるろ過膜の製造方法。
（２）アルミニウムの純度が９９．９％以上である特許
請求の範囲第１項に記載の方法。
（３）アルミニウムより貴なる元素を０．０１重量％未
満添加した特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
方法。
（４）５０％以上の立方体方位を有し、５Ｖ以下の皮膜
耐電圧を有する表面酸化皮膜が形成されている特許請求
の範囲第１項に記載の方法。
（５）電解エッチングを塩化物を含む電解エッチング液
中で行う特許請求の範囲第１項に記載の方法。
（６）電解エッチング液が塩化物を０．５〜２０重量％
含む特許請求の範囲第５項に記載の方法。
（７）電解エッチング液にアルミニウムに対して皮膜形
成能力をもつ化合物を０．０１〜１０重量％添加する特
許請求の範囲第５項または第６項に記載の方法。
（８）電解エッチングを６０〜９８℃の温度で行う特許
請求の範囲第１項、第５項〜第７項のいずれかに記載の
方法。
（９）電解エッチングの電流密度が０．１〜１．０Ａ／
ｃｍ＾２である特許請求の範囲第１項、第５項〜第８項
のいずれかに記載の方法。
（１０）電解エッチングを０．５〜５０分行う特許請求
の範囲第１項、第５項〜第９項のいずれかに記載の方法
。