JPH04310222A - 複合中空糸膜の製造法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は種々の膜分離プロセスに
有用な複合中空糸膜の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】中空糸膜は数ある膜形態の中でもサニタ
リー性に優れ、モジュールに充填できる膜面積が大きい
ため種々の膜プロセスに適用されているが、この利点を
生かしつつ更に高い膜性能を発現させるため、膜を複合
化する研究が盛んに行なわれている。このうち、中空糸
膜を基材膜として、その内表面側に活性層を形成させて
複合化したものは内圧式の中空糸膜として利用でき、サ
ニタリー性が高く、かつ線速によるファウリング抑制の
効果も高いため、これらが問題となりやすい医薬・食品
分野における膜プロセスに好適である。

【０００３】中空糸膜の内表面側に活性層を形成させた
複合中空糸膜については、たとえば特開昭５７−７２０
２号公報、特開昭６３−２４８４０９号公報、特開平２
−２８４２号公報に報告がある。これらは、（１）中空
糸膜内表面上で界面重合反応を行なわせてポリアミド系
の薄膜を活性層として形成させるもの、（２）活性層と
して積層させるポリマーを適当な溶剤に溶かしてポリマ
ー溶液とし、これを中空糸膜内表面に塗付してから乾燥
させて活性層を形成させるものに大別されるが、これら
の複合膜が十分に安定した性能を示すためには、膜表面
全般にわたり、均一な活性層を形成させる必要がある。 しかしながら、この点に関して（２）の方法では次のよ
うな問題が生じる。ポリマー溶液を膜内表面上に塗付す
るには、通常ポリマー溶液を中空糸膜内表面側に注入、
充填した後これを排除してから乾燥させるという工程を
とる。この時、膜内表面にはポリマー溶液中のポリマー
のみが積層したコーティング層が形成されこの層が活性
層として機能する。しかしながらポリマー溶液を塗付す
る際、ポリマー溶液が過剰に付着するため、膜を乾燥す
る際の中空糸膜の状態によっては液ダレが生じてポリマ
ー溶液が多くついた部分と少なくついた部分でコーティ
ング層の厚みに違いが生じ、更には膜の部分、部分で膜
性能に違いが生じるという結果につながる。この場合の
極端な例は、ポリマー溶液を排除した後、中空糸膜をタ
テにした状態（糸の長さ方向を地表と垂直にした状態）
で乾燥させた場合であり、液ダレが生じて膜の上側より
下側の方が厚めのコーティング層ができるため透水率が
低下するという現象が起きる。この問題を解決するため
に、過剰に付着した溶液を中空糸膜の内表面側へ空気や
窒素ガスを強く送りこんで吹きとばす方法も報告されて
いるが（前記特開平２−２８４２号公報）、更に確実な
方法の開発が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記工程に
おいて、中空糸膜内表面に過剰に付着したポリマー溶液
を効果的に排除し、中空糸膜全般にわたって均一な膜性
能を発現する複合膜を製造する方法に関する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、中空糸
膜の内表面側をポリマー溶液で充填した後、中空糸膜を
回転させて遠心力を作用させることにより、過剰に付着
したポリマー溶液を除去する。膜全体にわたって均一な
膜性能を持つ複合中空糸膜の製造法である。本発明にお
いて、中空糸膜およびポリマー溶液は、発明の本質から
考えて特に限定されるべきものではないが、中空糸膜の
内表面に安定なコーティング層を形成させる基材膜とポ
リマー溶液の組合せとして、ポリスルホンまたはポリエ
ーテルスルホン素材の素材膜に、下記式で表わされるる
スルホン化ポリフェニレンエーテルを、ブチルセルソル
ブ・エチルセルソルブ・メチルセルソルブ等のセルソル
ブ類に溶解させたポリマー溶液の組合せや、酢酸セルロ
ースをジメチルスルホキシドへ溶解させたポリマー溶液
との組合せは、本発明の効果を有効に発現し得る。

【０００６】

【化１】

【０００７】また基材膜として用いる中空糸膜の孔径は
、ポリマーが積層してコーティング層を形成できる程度
でよく、分画分子量で示せば数十万から数千のオーダー
の、いわゆる限外濾過膜が好適である。なおこの中空糸
膜の内表面側にポリマー溶液を充填させる方法としては
、中空糸膜単糸の中空部へ注射器等を利用してポリマー
溶液を充填させたり、中空糸膜をモジュール化して、モ
ジュール端部からポリマー溶液を循環させるなどの方法
を用いればよい。このように中空糸膜の内表面側へポリ
マー溶液を充填させた後はこのまま回転させてもよいが
，ポリマー溶液を回収したい時はこれを排除する。すな
わち、中空糸膜を垂直方向に保持した時、ポリマー溶液
が膜の中空部からたれてこない程度に除去すれば十分で
ある。

【０００８】このように処理した中空糸膜を回転させる
ことによって、過剰に付着したポリマー溶液を効果的に
除去するのが本発明の特徴である。中空糸膜を回転させ
る方法は、中空糸の長さ方向に対して遠心力が働くよう
にすればよく、回転の中心は必ずしも中空糸膜上になく
ても良い。回転の速度と時間は、中空糸膜の形状やポリ
マー溶液の種類によって適当な値を選択すればよいが、
速度が小さいと過剰に付着したポリマー溶液が十分に除
去されず、また速度が大きすぎると中空糸膜を痛める可
能性がある。通常の膜分離プロセスに用いられる程度の
中空糸膜（長さ１０〜２００ｃｍ、膜内径０．３〜１０
ｍｍ）であれば１分間あたり１００〜５００回転の速度
が適当であり、時間は５〜１０分で十分である。なお回
転させる際の中空糸膜の状態は、特に限定されず、中空
糸膜をそのまま回転体に固定して回転させてもよいし、
あるいは複数本まとめてケースに挿入した状態でケース
ごと回転させてもよい。

【０００９】

【実施例】以下に本発明を実施例を用いて更に詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるも
のではない。

【００１０】

【実施例１】内径０．７ｍｍ、外径１．４ｍｍ、長さ８
０ｃｍのポリスルホン製中空糸限外濾過膜（公称分画分
子量１００００）の内表面側へ、スルホン化ポリフェニ
レンエーテルの１．０重量％ブチルセルソルブ溶液を充
填させてからこれを排除する。つぎに、この中空糸膜を
５０本束ねて回転台へ固定してから毎分２００回転で、
中空糸膜の中央部を中心に５分間回転させた。その後こ
の中空糸膜をタテにした状態で２日間室温で放置し乾燥
させた。乾燥後、中空糸膜を乾燥時の状態の上側と下側
に分けてそれぞれの透水率を２５℃、１ｋｇ／ｃｍ２で
測定したところ、上側０．１０ｍ３　／ｍ２　・日、下
側０．０９ｍ３　／ｍ２　・日であり、透水性能に上側
と下側の差はなかった。

【００１１】

【実施例２】内径１．３ｍｍ、外径２．１ｍｍのポリス
ルホン製中空糸限外濾過膜（公称分画分子量１００００
）を用いる以外は、実施例１と同様の処理を行なって評
価したところ、上側０．１２ｍ３　／ｍ２　・日、下側
０．１２ｍ３　／ｍ２　・日であり、上側と下側の透水
性能に差はなかった。

【００１２】

【実施例３】中空糸膜の長さを４０ｃｍとし、回転の中
心を中空糸膜の片端部に持ってくる以外は、実施例１と
同様の処理を行なった。上側と下側に分けて中空糸膜の
透水率を実施例１と同様に測定したところ、上側０．１
１ｍ３　／ｍ２　・日、下側０．１０ｍ３　／ｍ２　・
日であり、上側と下側の透水性能に差はなかった。

【００１３】

【比較例】実施例１において、ポリマー溶液を充填、排
除後、回転処理を施こさずに乾燥させた中空糸膜の透水
率は、上側０．０９ｍ３　／ｍ２　・日、下側０．０４
ｍ３　／ｍ２　・日であり、上側と下側の透水性能にち
がいが見られた。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、膜全体にわたって均一
な性能を持つ複合中空糸膜が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　中空糸膜の内表面側をポリマー溶液で
   充填した後、この中空糸膜を回転させて、遠心力をかけ
   ることにより、過剰に付着したポリマー溶液を除去する
   ことを特徴とする複合中空糸膜の製造法。