JPH01249106A - 多孔性再生セルロース中空糸モジュール - Google Patents
多孔性再生セルロース中空糸モジュールInfo
- Publication number
- JPH01249106A JPH01249106A JP7587388A JP7587388A JPH01249106A JP H01249106 A JPH01249106 A JP H01249106A JP 7587388 A JP7587388 A JP 7587388A JP 7587388 A JP7587388 A JP 7587388A JP H01249106 A JPH01249106 A JP H01249106A
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- Japan
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- hollow yarn
- hollow
- hollow fiber
- regenerated cellulose
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- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
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）
本発明は多孔性再生セルロース中空糸モジュールに関す
る。
る。
本発明における「多孔性中空糸」とは水流速平均孔径が
１０〜１１０００ｎである中空糸をいう。
１０〜１１０００ｎである中空糸をいう。
本発明で得られた多孔性再生中空糸モジュールは、水を
含む液体又は気体混合物中の目的とする成分の分離除去
、および濃縮に有用である。又蛋白質や電解質を溶解す
る水溶液中に分散したウィルスあるいはリケッチア、ク
ラミジア、マイコプラズマ等を含めた細菌の除去、ある
いは微生物粒子を含む水溶液より蛋白質を分離濃縮する
目的に利用出来る。
含む液体又は気体混合物中の目的とする成分の分離除去
、および濃縮に有用である。又蛋白質や電解質を溶解す
る水溶液中に分散したウィルスあるいはリケッチア、ク
ラミジア、マイコプラズマ等を含めた細菌の除去、ある
いは微生物粒子を含む水溶液より蛋白質を分離濃縮する
目的に利用出来る。
（従来の技術）
物質の分ｍｕ製技術の中で、イオン、低分子物質あるい
は液相中での濁質や微粒子などミクロンオーダーの物質
を分離する手段としての膜分離技術の研究が盛んに行な
われている。この種の技術の経済的規模による実用化を
阻む最大の問題としては、物質分離速度が小さいことが
あげられる。
は液相中での濁質や微粒子などミクロンオーダーの物質
を分離する手段としての膜分離技術の研究が盛んに行な
われている。この種の技術の経済的規模による実用化を
阻む最大の問題としては、物質分離速度が小さいことが
あげられる。
物質分離速度は膜面積に依存するため、処理物質量が増
大するに従って膜面積を増大せねばならず通常使用され
る平面膜では必然的に装置が大型化する。この様な問題
は極めて細い中空糸でその中空部を囲む繊維壁を分離膜
として物質分離を行なわせ、この中空糸を多数本束ねて
物質分離部分を形成することによって単位体積当りの分
ｌｌ！！膜の有効膜面積を増大させ、装置を小型化する
ことで解決される。将来膜分離システムが中心となる可
能性がある分野として、■低温で濃縮、特製、回収を必
要とする分野（食品、生物化学工業分野）、■無菌、無
塵を必要とする分野（医薬品および治療機関、電子工業
分野）、■微量な高価物質の濃縮回収＜Ｗ予力、重金属
分野）、■特殊少量分離分野（医薬分野）、■エネルギ
ー多消費分離分野（蒸留代替）などが考えられるが、こ
れらの分野に利用される膜として、孔径の大きな取扱い
の容易な親水性の膜の必要性が高まっている。
大するに従って膜面積を増大せねばならず通常使用され
る平面膜では必然的に装置が大型化する。この様な問題
は極めて細い中空糸でその中空部を囲む繊維壁を分離膜
として物質分離を行なわせ、この中空糸を多数本束ねて
物質分離部分を形成することによって単位体積当りの分
ｌｌ！！膜の有効膜面積を増大させ、装置を小型化する
ことで解決される。将来膜分離システムが中心となる可
能性がある分野として、■低温で濃縮、特製、回収を必
要とする分野（食品、生物化学工業分野）、■無菌、無
塵を必要とする分野（医薬品および治療機関、電子工業
分野）、■微量な高価物質の濃縮回収＜Ｗ予力、重金属
分野）、■特殊少量分離分野（医薬分野）、■エネルギ
ー多消費分離分野（蒸留代替）などが考えられるが、こ
れらの分野に利用される膜として、孔径の大きな取扱い
の容易な親水性の膜の必要性が高まっている。
親水性の大きな素材として、再生セルロースがある。再
生セルロースは耐有機溶剤性および力学的性質に優れ、
また合成高分子と異なり生体に対する毒性も少ない。し
たがって、再生セルロースで構成された平均孔径の大き
な中空糸の出現が期待されていた。
生セルロースは耐有機溶剤性および力学的性質に優れ、
また合成高分子と異なり生体に対する毒性も少ない。し
たがって、再生セルロースで構成された平均孔径の大き
な中空糸の出現が期待されていた。
本発明者らは、先にセルロース銅アンモニア溶液を環状
紡出口より押し出し、凝固、再生、水洗する工程におい
て、外側環状紡出口より該紡糸原液を、該紡糸原液に対
して凝固性液体を中央部紡出口よりそれぞれ吐出させ、
かつ凝固前にミクロ相分離を生起させることにより全繊
緋長にわたって連続貫通した中空部を有する多孔性再生
セルロース中空糸を製造することに成功した。
紡出口より押し出し、凝固、再生、水洗する工程におい
て、外側環状紡出口より該紡糸原液を、該紡糸原液に対
して凝固性液体を中央部紡出口よりそれぞれ吐出させ、
かつ凝固前にミクロ相分離を生起させることにより全繊
緋長にわたって連続貫通した中空部を有する多孔性再生
セルロース中空糸を製造することに成功した。
（発明が解決しようとする問題点）
この多孔性再生セルロース中空糸を濾過用モジュールに
セットするためには、まず該中空糸を乾燥し、しかる後
にウレタン樹脂系の接着剤を用いて、該中空糸の束をハ
ウジング内に固定しなければならない。成型された濾過
用モジュールは、所定の性能及び安全テストを経た後に
滅菌され出荷される。滅菌方法には、ＥＯＧ滅菌、高圧
蒸気滅菌、γ線滅菌、フォルマリン滅菌等があるが、素
材の変質防止、滅菌剤の副作用発生等の観点から、再生
セルロースの場合には無菌水をモジュール内に充填した
状態で高圧蒸気滅菌するのが最も有利である。
セットするためには、まず該中空糸を乾燥し、しかる後
にウレタン樹脂系の接着剤を用いて、該中空糸の束をハ
ウジング内に固定しなければならない。成型された濾過
用モジュールは、所定の性能及び安全テストを経た後に
滅菌され出荷される。滅菌方法には、ＥＯＧ滅菌、高圧
蒸気滅菌、γ線滅菌、フォルマリン滅菌等があるが、素
材の変質防止、滅菌剤の副作用発生等の観点から、再生
セルロースの場合には無菌水をモジュール内に充填した
状態で高圧蒸気滅菌するのが最も有利である。
ところが乾燥した状態で接着剤によりハウジング内に固
定されたセルロース中空糸膜は水にて浸漬され、更にウ
ェットオートクレーブにて加熱される過程において膨潤
し、その体積を大きく拡大する。接着剤にて外周部をハ
ウジング内に固定された該膜体が膨首して増加した体積
の一部は、中空部へ向う事が考えられ、結果として中空
部分が縮小し又は閉塞する場合がある。
定されたセルロース中空糸膜は水にて浸漬され、更にウ
ェットオートクレーブにて加熱される過程において膨潤
し、その体積を大きく拡大する。接着剤にて外周部をハ
ウジング内に固定された該膜体が膨首して増加した体積
の一部は、中空部へ向う事が考えられ、結果として中空
部分が縮小し又は閉塞する場合がある。
中空糸膜の開口固定端部は被処理液の流通部又は濾液の
流通部であり、中空部分の縮小又は閉塞が発生すれば、
当然モジュールとしての濾過性能は大きく損なわれる。
流通部であり、中空部分の縮小又は閉塞が発生すれば、
当然モジュールとしての濾過性能は大きく損なわれる。
殊に血漿の桟に種々の大きさの蛋白質を含有する液体に
おいて、その影響が著しい。
おいて、その影響が著しい。
以上の様に乾燥状態の多孔性再生セルロース中空糸膜を
束状に集束して、ポリウレタン等の接着剤にてハウジン
グに固定してモジュールを形成する際、中空糸膜と固定
部剤との関係を接着性のみに注目し、固定部剤の中に包
埋固定される中空糸膜の分散性に特別の配慮をせずに成
型を行なうと、ウェットオートクレーブ滅菌工程におけ
る中空糸膜の水による膨潤によってひき起こさゎる体積
の増加によって、中空糸束の一部の中空部分が縮小又は
閉塞し、モジュールとしての濾過性能が大きく低下して
いた。
束状に集束して、ポリウレタン等の接着剤にてハウジン
グに固定してモジュールを形成する際、中空糸膜と固定
部剤との関係を接着性のみに注目し、固定部剤の中に包
埋固定される中空糸膜の分散性に特別の配慮をせずに成
型を行なうと、ウェットオートクレーブ滅菌工程におけ
る中空糸膜の水による膨潤によってひき起こさゎる体積
の増加によって、中空糸束の一部の中空部分が縮小又は
閉塞し、モジュールとしての濾過性能が大きく低下して
いた。
（問題点を解決するための手段）
そこで本発明者らは、固定部剤に包埋された多孔性再生
セルロース中空糸膜の分散性と中空部の縮小又は閉塞と
の関係に着目し、鋭意検討の結果、固定部剤中に存在す
る該中空糸膜の次式（１）で表わされる分散度を２．５
以上とすることによって、従来の様な中空部の縮小又は
閉塞が実質的に発生せず、濾過性能の優れたセルロース
徴多孔中空糸膜モジュールが得られることを見い出し、
本発明をなしたものである。
セルロース中空糸膜の分散性と中空部の縮小又は閉塞と
の関係に着目し、鋭意検討の結果、固定部剤中に存在す
る該中空糸膜の次式（１）で表わされる分散度を２．５
以上とすることによって、従来の様な中空部の縮小又は
閉塞が実質的に発生せず、濾過性能の優れたセルロース
徴多孔中空糸膜モジュールが得られることを見い出し、
本発明をなしたものである。
分散度＝ （１）π（％
Ｄ、）２ｘｎ 式（１）において Ｓ：ウレタン端面における中空糸束の占める面積（Ｃｍ
２）（中空糸束を包絡する円の面積）Ｄ。＝中空糸の外
径（ｃｍ） ｎ：中空糸の本数 中空糸膜の水による膨潤で中空部の縮小又は閉塞が発生
する現象が、分散度の向上によって無くなる理由は以下
のごとくと考えられる。
Ｄ、）２ｘｎ 式（１）において Ｓ：ウレタン端面における中空糸束の占める面積（Ｃｍ
２）（中空糸束を包絡する円の面積）Ｄ。＝中空糸の外
径（ｃｍ） ｎ：中空糸の本数 中空糸膜の水による膨潤で中空部の縮小又は閉塞が発生
する現象が、分散度の向上によって無くなる理由は以下
のごとくと考えられる。
即ち、セルロース中空糸が膨潤により体積を拡張する際
、その直近に他の中空糸が存在しない場合は、体積拡大
の力は円周方向に均等に分散吸収され、中空糸膜は変形
することはない。
、その直近に他の中空糸が存在しない場合は、体積拡大
の力は円周方向に均等に分散吸収され、中空糸膜は変形
することはない。
しかしながら直近に他の中空糸が存在したがいに囲い合
っている場合は、膨潤の力の分散が不能となり中空部へ
の変形となって表われ、縮小から閉塞へとつながる。こ
のことはポリウレタン固定部剤に包埋された中空糸束の
外縁部の中空糸は閉塞を起こさないことからも理解され
る。
っている場合は、膨潤の力の分散が不能となり中空部へ
の変形となって表われ、縮小から閉塞へとつながる。こ
のことはポリウレタン固定部剤に包埋された中空糸束の
外縁部の中空糸は閉塞を起こさないことからも理解され
る。
又、中空糸の閉塞が発生すれば濾過能力が当然低下する
ことは理解出来る。本発明を実施例によって説明するに
先立ち、本明細書中に用いられる技術用語（物性値）の
定義とその測定方法を以下に示す。
ことは理解出来る。本発明を実施例によって説明するに
先立ち、本明細書中に用いられる技術用語（物性値）の
定義とその測定方法を以下に示す。
（水流速平均孔径）
銅アンモニア法再生セルロースから成る多孔性中空繊維
のモジュールを作成し、そのモジュール状態で、中空繊
維の水の流出量を測定し、式（２）から水流速平均孔径
を求めた。
のモジュールを作成し、そのモジュール状態で、中空繊
維の水の流出量を測定し、式（２）から水流速平均孔径
を求めた。
■（流出量（ｍｕ／ｍ１ｎ）
Ｔ：Ｉ１５に厚 （μｍ）
△Ｐ：圧力差（ｍｍＨｇ）
Ａ：膜面積（ｍ２）
Ｐｒｐ：空孔率（−）
μ：水の粘度（ｃｐ）
空孔率Ｐｒｐは水膨潤時の見掛密度ρａｗ、ポリマーの
密度ｐｐより式（３）で求めた。
密度ｐｐより式（３）で求めた。
セルロースの場合ρ、、＝１５６１を用いた。
Ｐｒｐ（％）＝（１−ρａｗ／ρｐ）Ｘ１００
（３）（実施例） 以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。
（３）（実施例） 以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例
銅アンモニア法多孔性再生セルロース中空糸膜（内径２
５０μｍ、ＩＩｉＱ２５ｕｍ、ＩＩ！２体の水流速平均
孔径３０ｎｍ、長さ１００ｍｍ）５００本を束とし、二
液混合型エポキシ樹脂で両端開口部を各々５ｍｍ目止め
処理した。その際、束の径を８ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍ
ｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍとし、分散度を表１の様に変化
させた。
５０μｍ、ＩＩｉＱ２５ｕｍ、ＩＩ！２体の水流速平均
孔径３０ｎｍ、長さ１００ｍｍ）５００本を束とし、二
液混合型エポキシ樹脂で両端開口部を各々５ｍｍ目止め
処理した。その際、束の径を８ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍ
ｍ、１２ｍｍ、１４ｍｍとし、分散度を表１の様に変化
させた。
目止め処理をした束をハウジングにおさめ、遠心成型法
にてポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン社製ＭＤＩ系
）で包埋固定した。ハウジング両端部の目止めされた中
空糸膜を開口するために、ウレタン樹脂部の１部をカッ
ターで切断した。ハウジングの両端部にシリコンゴム系
０リングを備えたヘッダーを取りつけモジュールを形成
した。
にてポリウレタン樹脂（日本ポリウレタン社製ＭＤＩ系
）で包埋固定した。ハウジング両端部の目止めされた中
空糸膜を開口するために、ウレタン樹脂部の１部をカッ
ターで切断した。ハウジングの両端部にシリコンゴム系
０リングを備えたヘッダーを取りつけモジュールを形成
した。
モジュール内の中空糸を超純水にて洗浄した後、超純水
を充填したまま、滅菌袋に収納し、オートクレーブにて
、１２０℃、２０分間加熱滅菌処理を行なった。
を充填したまま、滅菌袋に収納し、オートクレーブにて
、１２０℃、２０分間加熱滅菌処理を行なった。
以上の操作後モジュールのヘッダーを解体し、ハウジン
グ両端部のウレタンカット面の中空糸膜を顕微鏡にて６
０倍に拡大し観察した。中空糸膜の中空部の縮小したも
の及び閉塞したものの、比率を表１に示した。更に各々
のモジュールの濾過性能を下記の条件にて測定評価した
。
グ両端部のウレタンカット面の中空糸膜を顕微鏡にて６
０倍に拡大し観察した。中空糸膜の中空部の縮小したも
の及び閉塞したものの、比率を表１に示した。更に各々
のモジュールの濾過性能を下記の条件にて測定評価した
。
３７℃に保持された恒温槽にモジュールをセットし、２
００ｎｍｍＨＨの圧力にて超純水の透過量を５分間測定
した。中空糸のデイメンジョンより膜面積を算出し、超
純水の透過量から、（ｍ１／ゴ・Ｈｒ−ｍｍＨｇ）の値
に換算し濾過能力の指標とした。各サンプルは１条件に
対してｎ＝１０にて実施した。この測定値も合わせて表
１に示した。
００ｎｍｍＨＨの圧力にて超純水の透過量を５分間測定
した。中空糸のデイメンジョンより膜面積を算出し、超
純水の透過量から、（ｍ１／ゴ・Ｈｒ−ｍｍＨｇ）の値
に換算し濾過能力の指標とした。各サンプルは１条件に
対してｎ＝１０にて実施した。この測定値も合わせて表
１に示した。
表１の結果により分散度２．５以上として作成されたモ
ジュールは、中空糸膜の変形が少なく、透水量として評
価される濾過性能も安定している。
ジュールは、中空糸膜の変形が少なく、透水量として評
価される濾過性能も安定している。
（本発明の効果）
以上の様に、固定部剤に包埋する中空糸膜の分散度を２
．５以上にすることによって得られた多孔性再生セルロ
ース中空糸膜モジュールは、中空部の縮小や閉塞の発生
も少なく、従って再生セルロースの持つ濾過特性を充分
に発揮させ得る中空糸分離膜モジュールを提供すること
が出来る。
．５以上にすることによって得られた多孔性再生セルロ
ース中空糸膜モジュールは、中空部の縮小や閉塞の発生
も少なく、従って再生セルロースの持つ濾過特性を充分
に発揮させ得る中空糸分離膜モジュールを提供すること
が出来る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 セルロース銅アンモニア溶液から得られる多孔性再生セ
ルロース中空糸の両端をポリウレタン成型剤によりハウ
ジングに接着固定した後、ポリウレタン面を切断して該
中空糸の両端面をポリウレタン成型剤の端面に開口させ
たモジュールにおいて、次式（１）で示される分散度が
２．５以上であることを特徴とする多孔性再生セルロー
ス中空糸モジュール 分散度＝Ｓ／［π（１／２Ｄ＿０）＾２×ｎ］（１）式
（１）において Ｓ：ポリウレタン端面における中空糸束の占める面積（
ｃｍ＾２） （中空糸束を包絡する円の面積） Ｄ＿０：中空糸の外径（ｃｍ） ｎ：中空糸の本数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7587388A JPH01249106A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 多孔性再生セルロース中空糸モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7587388A JPH01249106A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 多孔性再生セルロース中空糸モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01249106A true JPH01249106A (ja) | 1989-10-04 |
Family
ID=13588825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7587388A Pending JPH01249106A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 多孔性再生セルロース中空糸モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01249106A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016104509A1 (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Dic株式会社 | 中空糸脱気モジュール及びインクジェットプリンタ |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP7587388A patent/JPH01249106A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016104509A1 (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | Dic株式会社 | 中空糸脱気モジュール及びインクジェットプリンタ |
| CN106999799A (zh) * | 2014-12-24 | 2017-08-01 | Dic株式会社 | 中空纤维脱气组件以及喷墨打印机 |
| JPWO2016104509A1 (ja) * | 2014-12-24 | 2017-09-28 | Dic株式会社 | 中空糸脱気モジュール及びインクジェットプリンタ |
| US10328390B2 (en) | 2014-12-24 | 2019-06-25 | Dic Corporation | Hollow-fiber degassing module and inkjet printer |
| CN106999799B (zh) * | 2014-12-24 | 2020-07-03 | Dic株式会社 | 中空纤维脱气组件以及喷墨打印机 |
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