JPH04277020A - 微孔性膜およびそれを用いた濾材 - Google Patents
微孔性膜およびそれを用いた濾材Info
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- JPH04277020A JPH04277020A JP3745791A JP3745791A JPH04277020A JP H04277020 A JPH04277020 A JP H04277020A JP 3745791 A JP3745791 A JP 3745791A JP 3745791 A JP3745791 A JP 3745791A JP H04277020 A JPH04277020 A JP H04277020A
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- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- filter material
- filtration
- pore size
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は微孔性濾過膜に関するも
のであり、特に製薬工業における薬剤、食品工業におけ
るアルコール飲料、前記製造工業及び半導体製造工業を
はじめとする微細な加工を行なう電子工業分野、さらに
諸工業の実験室などにおいて使用される超純水製造のた
めの精製水、純水などの濾過、その他の精密濾過に用い
られ、５０μｍ以下特に１０μｍ以下からサブミクロン
オーダーの微粒子や微生物を効率よく濾過する精密濾過
用微孔性膜に関するものである。
のであり、特に製薬工業における薬剤、食品工業におけ
るアルコール飲料、前記製造工業及び半導体製造工業を
はじめとする微細な加工を行なう電子工業分野、さらに
諸工業の実験室などにおいて使用される超純水製造のた
めの精製水、純水などの濾過、その他の精密濾過に用い
られ、５０μｍ以下特に１０μｍ以下からサブミクロン
オーダーの微粒子や微生物を効率よく濾過する精密濾過
用微孔性膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】濾過精度すなわち微粒子などの捕捉に関
する信頼性を向上させることと、濾材の寿命すなわち濾
過物による目詰まり等が原因となる濾圧の上昇を押さえ
ることが、濾過技術の重要なポイントとされてきた。濾
過の精度向上には、微粒子などの捕捉確率を向上させる
試みがなされており、例えば特開昭５８−９８０１５号
に記載されている、内部に存在する微孔の孔径が実質的
に変化せず、膜の両表面の孔径が実質的に変わらない所
謂等方性膜などは、捕捉すべき微粒子が膜の厚さ全体ど
こででも捕捉される事ができ捕捉確率が高い、しかし濾
過にあたって膜全体が流体の流れに対して大きな抵抗を
示し、小さな流速しか得られない（即ち、単位面積当り
、単位時間当り、単位差圧当り小さな流量しか得られな
い）上、目詰まりがしやすく濾過寿命が短い、耐ブロッ
キング性がない等の欠点があった。
する信頼性を向上させることと、濾材の寿命すなわち濾
過物による目詰まり等が原因となる濾圧の上昇を押さえ
ることが、濾過技術の重要なポイントとされてきた。濾
過の精度向上には、微粒子などの捕捉確率を向上させる
試みがなされており、例えば特開昭５８−９８０１５号
に記載されている、内部に存在する微孔の孔径が実質的
に変化せず、膜の両表面の孔径が実質的に変わらない所
謂等方性膜などは、捕捉すべき微粒子が膜の厚さ全体ど
こででも捕捉される事ができ捕捉確率が高い、しかし濾
過にあたって膜全体が流体の流れに対して大きな抵抗を
示し、小さな流速しか得られない（即ち、単位面積当り
、単位時間当り、単位差圧当り小さな流量しか得られな
い）上、目詰まりがしやすく濾過寿命が短い、耐ブロッ
キング性がない等の欠点があった。
【０００３】一方、膜厚方向に孔径が連続的または不連
続的に変化し、膜の一方の表面の孔径と他方の表面の孔
径とが異なっている所謂異方性膜と呼ばれる構造を有す
る膜は、特公昭５５−６４０６、特開昭５６−１５４０
５１号に記載されている如く緻密層と呼ばれている孔径
の小さな薄い層を膜の片方の表面に持ち、比較的大きな
孔をあるいは極端に大きなボイドを膜の内部からもう一
方の表面にかけて持ったものである。この膜を孔の大き
な面を濾過の上流側にして使用すると、大きな粒子は上
流側の大きな孔に捕捉され、実質的には濾過除去され得
る最小の微粒子はこの緻密層で捕捉されるというように
、膜の厚みすべてを有効に濾材として活用することがで
きるので、濾過寿命をのばすことができる。しかしなが
ら、通常この種の異方性膜は、最小平均孔径を有する部
分の厚さがきわめて薄い為、十分な量の微粒子など濾過
物を捕捉できない。
続的に変化し、膜の一方の表面の孔径と他方の表面の孔
径とが異なっている所謂異方性膜と呼ばれる構造を有す
る膜は、特公昭５５−６４０６、特開昭５６−１５４０
５１号に記載されている如く緻密層と呼ばれている孔径
の小さな薄い層を膜の片方の表面に持ち、比較的大きな
孔をあるいは極端に大きなボイドを膜の内部からもう一
方の表面にかけて持ったものである。この膜を孔の大き
な面を濾過の上流側にして使用すると、大きな粒子は上
流側の大きな孔に捕捉され、実質的には濾過除去され得
る最小の微粒子はこの緻密層で捕捉されるというように
、膜の厚みすべてを有効に濾材として活用することがで
きるので、濾過寿命をのばすことができる。しかしなが
ら、通常この種の異方性膜は、最小平均孔径を有する部
分の厚さがきわめて薄い為、十分な量の微粒子など濾過
物を捕捉できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】微孔性膜、特に精密濾
過膜を固形分含量の多い濾過液の濾過に用いる場合、従
来から、精密濾過膜で処理する以前に、孔径の大きなプ
レフィルターを用いて大きな粒子等を事前に除去する方
法が取られていた。即ち２段以上の濾過工程が常識とさ
れていた。従って、これらの濾過工程がもし一つの濾材
で可能となれば、濾材の消費量も減少し、きわめて大き
な工程改善となる。これらの改善を目的としたものとし
て、例えば、プリーツ型カートリッジでは精密濾過膜の
１次側に不織布など孔径の粗い材質の異なる、あるいは
同一の素材で孔径の大きな膜を重ねて折込むなどして１
つのカートリッジにプレフィルターと精密濾過の２つの
機能を持たせる試みがなされている。しかしながら、カ
ートリッジ成形工程が煩雑になり、加工コストが高くな
る欠点があり、１枚の膜で広範囲なサイズの微粒子を効
率よく捕捉できる膜の開発が望まれていた。
過膜を固形分含量の多い濾過液の濾過に用いる場合、従
来から、精密濾過膜で処理する以前に、孔径の大きなプ
レフィルターを用いて大きな粒子等を事前に除去する方
法が取られていた。即ち２段以上の濾過工程が常識とさ
れていた。従って、これらの濾過工程がもし一つの濾材
で可能となれば、濾材の消費量も減少し、きわめて大き
な工程改善となる。これらの改善を目的としたものとし
て、例えば、プリーツ型カートリッジでは精密濾過膜の
１次側に不織布など孔径の粗い材質の異なる、あるいは
同一の素材で孔径の大きな膜を重ねて折込むなどして１
つのカートリッジにプレフィルターと精密濾過の２つの
機能を持たせる試みがなされている。しかしながら、カ
ートリッジ成形工程が煩雑になり、加工コストが高くな
る欠点があり、１枚の膜で広範囲なサイズの微粒子を効
率よく捕捉できる膜の開発が望まれていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】我々は上記問題を解決す
べく、鋭意研究を重ね本出願の濾過材を用いることで解
決できることを見いだした。すなわち、ウエブ状の微孔
性膜において、平均孔径が幅方向に均一であり、かつ長
さ方向に連続的にその大きさを変化する膜を、プリーツ
状に折り重ねた状態や円筒状多孔性支持体に孔径の小さ
い部分を中心にスパイラル状に巻き付けた状態の濾材を
用いることである。本発明に用いられる濾過材料は特に
限定されることはなく、濾過の用途や目的に合わせて選
択することができる。例えば、ポリプロピレン、ポリエ
ステル、弗素樹脂、セルロースアセテート、ニトロセル
ロース、ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド
、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド等を挙げるこ
とができる。微孔製膜の製造方法は素材に応じて、最適
な方法を選択することができる。例えば、ポリプロピレ
ン、ポリエステルなどを不織布として用いる場合、製造
時の目付け重量を連続的に変化させ、長さ方向に密な部
分から粗い部分へと、連続的に孔径を変化させる事がで
きる。また、同じポリプロピレン、ポリエステルや弗素
樹脂などを用いる場合、特公昭５８−５２１２３、特開
昭５７−６６１１４等に示された延伸製膜過程での延伸
比率を連続的に変化させることで、ウエブの長さ方向に
孔径が連続的に変化する膜が得られる。
べく、鋭意研究を重ね本出願の濾過材を用いることで解
決できることを見いだした。すなわち、ウエブ状の微孔
性膜において、平均孔径が幅方向に均一であり、かつ長
さ方向に連続的にその大きさを変化する膜を、プリーツ
状に折り重ねた状態や円筒状多孔性支持体に孔径の小さ
い部分を中心にスパイラル状に巻き付けた状態の濾材を
用いることである。本発明に用いられる濾過材料は特に
限定されることはなく、濾過の用途や目的に合わせて選
択することができる。例えば、ポリプロピレン、ポリエ
ステル、弗素樹脂、セルロースアセテート、ニトロセル
ロース、ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド
、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド等を挙げるこ
とができる。微孔製膜の製造方法は素材に応じて、最適
な方法を選択することができる。例えば、ポリプロピレ
ン、ポリエステルなどを不織布として用いる場合、製造
時の目付け重量を連続的に変化させ、長さ方向に密な部
分から粗い部分へと、連続的に孔径を変化させる事がで
きる。また、同じポリプロピレン、ポリエステルや弗素
樹脂などを用いる場合、特公昭５８−５２１２３、特開
昭５７−６６１１４等に示された延伸製膜過程での延伸
比率を連続的に変化させることで、ウエブの長さ方向に
孔径が連続的に変化する膜が得られる。
【０００６】また、ポリスルホン、スルホン化ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、
ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド等
を用いる溶液製膜工程では特開昭６３−１３９９２９に
示される方法において、支持体上に流延されたポリマー
溶液表面に当てる調湿風の風速を連続的に変化させるこ
とによって長さ方向の平均孔径を連続的に変化させるこ
とができる。孔径の変化率は１０〜１００倍程度が好ま
しい。幅方向の孔径の変動は１０％以下が好ましい。本
発明では、この様にして得られた膜を加工して、濾過モ
ジュールとしてもちいる。濾過モジュールは種々の形態
があり、本発明の膜を孔径の小さい側から順次折り重ね
積層型にする場合はプレスフィルターの様に使用され、
孔径の大きな側を、一次側として用いる。また円筒状の
カートリッジ型モジュールとして組み立てる場合には、
中心部の円筒状サポートメッシに、孔径の小さい部分か
ら巻き付けて、スパイラル状に巻き付け、モジュールと
する。このモジュールを外表面を一次側として、中心部
を二次側として濾過に用いる。従来、プレス型にしろ、
カートリッジ型にしろ、孔径を順次変化させたモジュー
ルを形成する場合は孔径の種類の異なる膜を加工し重ね
合わせるしか手段がなかった。一つの膜孔径が小さい部
分から連続的に大きな部分を有する形態の膜を用いれば
、面倒な膜の加工工程が不要となり効率的にモジュール
を形成できる。以下に実際のモジュール形態について実
例を示す。
ホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、
ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド等
を用いる溶液製膜工程では特開昭６３−１３９９２９に
示される方法において、支持体上に流延されたポリマー
溶液表面に当てる調湿風の風速を連続的に変化させるこ
とによって長さ方向の平均孔径を連続的に変化させるこ
とができる。孔径の変化率は１０〜１００倍程度が好ま
しい。幅方向の孔径の変動は１０％以下が好ましい。本
発明では、この様にして得られた膜を加工して、濾過モ
ジュールとしてもちいる。濾過モジュールは種々の形態
があり、本発明の膜を孔径の小さい側から順次折り重ね
積層型にする場合はプレスフィルターの様に使用され、
孔径の大きな側を、一次側として用いる。また円筒状の
カートリッジ型モジュールとして組み立てる場合には、
中心部の円筒状サポートメッシに、孔径の小さい部分か
ら巻き付けて、スパイラル状に巻き付け、モジュールと
する。このモジュールを外表面を一次側として、中心部
を二次側として濾過に用いる。従来、プレス型にしろ、
カートリッジ型にしろ、孔径を順次変化させたモジュー
ルを形成する場合は孔径の種類の異なる膜を加工し重ね
合わせるしか手段がなかった。一つの膜孔径が小さい部
分から連続的に大きな部分を有する形態の膜を用いれば
、面倒な膜の加工工程が不要となり効率的にモジュール
を形成できる。以下に実際のモジュール形態について実
例を示す。
【０００７】
【実施例】以下に具体例をあげて、本発明を更に詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は以下
の実施例に限定されるものではない。 実施例１ 長さ６ｍ、幅２３６ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのポリプロピ
レン不織布で、先頭の部分の目付け１００ｇ／ｃｍ２
から、後尾の目付け１５ｇ／ｃｍ２ まで連続的に変化
させたものを、外径３０ｍｍの円筒状多孔性基材に、先
頭から巻き付けて最終端に一部を外周部分にスポット溶
着する。さらに円筒状に巻かれた濾過材の上下両端部分
にポリプロのドーナツ型のディスクエンドキャップを円
筒状多孔性基材と共に溶着するこの様にして形成された
濾過材を市営水道配管中に取り付け濾過性能を評価した
。
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は以下
の実施例に限定されるものではない。 実施例１ 長さ６ｍ、幅２３６ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのポリプロピ
レン不織布で、先頭の部分の目付け１００ｇ／ｃｍ２
から、後尾の目付け１５ｇ／ｃｍ２ まで連続的に変化
させたものを、外径３０ｍｍの円筒状多孔性基材に、先
頭から巻き付けて最終端に一部を外周部分にスポット溶
着する。さらに円筒状に巻かれた濾過材の上下両端部分
にポリプロのドーナツ型のディスクエンドキャップを円
筒状多孔性基材と共に溶着するこの様にして形成された
濾過材を市営水道配管中に取り付け濾過性能を評価した
。
【０００８】比較例１
目付けが長さ方向すべて１００ｇ／ｃｍ２ である他は
実施例１とすべて同様にして作成した濾過材を比較とし
て用いた。実施例１、比較例１それぞれの濾材について
１００００ｍ３濾過後の圧力上昇を比較した結果を表１
に示す。
実施例１とすべて同様にして作成した濾過材を比較とし
て用いた。実施例１、比較例１それぞれの濾材について
１００００ｍ３濾過後の圧力上昇を比較した結果を表１
に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】実施例２
ポリスルホン（アモコ社製 Ｐ３５００）１５部、Ｎ
−メチルピロリドン７０部、ポリビニルピロリドン１５
部、水３部を均一に溶解して製膜原液を得る。この溶液
をＰＥＴベース状にキャスティングコーターから連続的
に液膜厚さ１８０μｍ速度２ｍ／ｍｉｎで流延し、５秒
間その液膜表面に２５℃相対湿度４５％に調節した空気
をあて、その後直ちに水を満たした凝固液槽へ浸漬して
微孔性膜を作った。孔径を連続的に変化させるには、流
延直後の５秒間に当てる風の風速を２ｍ／ｓｅｃから１
２ｍ／ｓｅｃまで２分間で連続的に上昇させることで孔
径を連続的に変化させた。この時の孔径は先頭で０．２
μｍから連続的に増大し４ｍで１０．２μｍであった。
−メチルピロリドン７０部、ポリビニルピロリドン１５
部、水３部を均一に溶解して製膜原液を得る。この溶液
をＰＥＴベース状にキャスティングコーターから連続的
に液膜厚さ１８０μｍ速度２ｍ／ｍｉｎで流延し、５秒
間その液膜表面に２５℃相対湿度４５％に調節した空気
をあて、その後直ちに水を満たした凝固液槽へ浸漬して
微孔性膜を作った。孔径を連続的に変化させるには、流
延直後の５秒間に当てる風の風速を２ｍ／ｓｅｃから１
２ｍ／ｓｅｃまで２分間で連続的に上昇させることで孔
径を連続的に変化させた。この時の孔径は先頭で０．２
μｍから連続的に増大し４ｍで１０．２μｍであった。
【００１１】比較例２
風速を２ｍ／ｓｅｃに固定した他は実施例１と同じ製膜
法で作った膜を用いた。幅２０ｃｍ長さ４ｍの上記の膜
を端部から２０ｃｍ毎に交互に重ね折りして２０段重ね
（２０ｃｍ×２０ｃｍ角）の膜を作り、孔径の大きい側
を１次側としてフィルターホルダーにセットした。実施
例２、比較例２のそれぞれの濾材について市営水道を１
０００ｍ３濾過した後の濾過圧力上昇を比較した結果を
表２に示す。
法で作った膜を用いた。幅２０ｃｍ長さ４ｍの上記の膜
を端部から２０ｃｍ毎に交互に重ね折りして２０段重ね
（２０ｃｍ×２０ｃｍ角）の膜を作り、孔径の大きい側
を１次側としてフィルターホルダーにセットした。実施
例２、比較例２のそれぞれの濾材について市営水道を１
０００ｍ３濾過した後の濾過圧力上昇を比較した結果を
表２に示す。
【００１２】
【表２】
【００１３】
【発明の効果】以上、実施例１、２が示すように本発明
の構成による濾過モジュールは大量の処理に於いても、
濾過圧力上昇が小さく濾過寿命を大幅に延ばせることが
わかる。またモジュール成形も簡単で、製造工程での加
工時間の効率化ができる。
の構成による濾過モジュールは大量の処理に於いても、
濾過圧力上昇が小さく濾過寿命を大幅に延ばせることが
わかる。またモジュール成形も簡単で、製造工程での加
工時間の効率化ができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 ウエブ状の微孔性膜において、平均孔
径が幅方向に均一であり、かつ長さ方向に連続的にその
大きさが変化した事を特徴とする膜。 - 【請求項２】 請求項１の膜をプリーツ状に折り重ね
た状態、または円筒状多孔性支持体に孔径の小さい部分
を中心にスパイラル状に巻き付けた状態で用いる事を特
徴とする濾材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3745791A JPH04277020A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 微孔性膜およびそれを用いた濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3745791A JPH04277020A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 微孔性膜およびそれを用いた濾材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04277020A true JPH04277020A (ja) | 1992-10-02 |
Family
ID=12498054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3745791A Pending JPH04277020A (ja) | 1991-03-04 | 1991-03-04 | 微孔性膜およびそれを用いた濾材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04277020A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102190369A (zh) * | 2010-08-13 | 2011-09-21 | 深圳市嘉泉膜滤设备有限公司 | 折叠式膜生物反应器 |
-
1991
- 1991-03-04 JP JP3745791A patent/JPH04277020A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102190369A (zh) * | 2010-08-13 | 2011-09-21 | 深圳市嘉泉膜滤设备有限公司 | 折叠式膜生物反应器 |
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