JPH0647263A - ポリスルホン系多孔質膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 微粒子や微生物を流体中から効率よく濾過す
る精密濾過用多孔質膜の提供。 【構成】 ポリスルホン系重合体からなり、阻止可能な
粒子の粒子径Ｄ透水量ＷＦが次式を満足するポリスルホ
ン系多孔質膜。 Ｄ＜０．１（μｍ） … （１） ＷＦ≧３ （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃｍ^２・１０ｐｓｉ） …
（２）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体中に存在する微粒
子の濾過等に有効な多孔質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
料等の製造分野及び半導体製造工業をはじめとする微細
な加工を行う電子工業分野、さらに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、
微粒子や微生物を効率よく濾過する精密濾過用多孔質膜
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来製薬工業、食品工業、電子工業分野
において用いられる精密濾過用多孔質膜に関しては、種
々の原料によるものが知られており、例えば膜の強度を
低下させずに透水量を増大させた精密濾過用のポリスル
ホン系多孔質膜（特開昭６３−６０３３号公報）あるい
は多孔質膜の透水量を更に増大させる方法（特開昭６２
−１１６１７号、特開昭６２−２８９２０３号各公報）
等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、電子工業分野の
発達は目覚ましく、特に半導体素子の高密度化に伴った
超純水への要求品質は、益々厳しくなって来ている。こ
の様な状況の中で０．１μｍ未満の微粒子の除去が可能
であり、しかも透水量の高い多孔質膜の出現が期待され
ている。

【０００４】しかしながら特開昭６２−１１６１７号公
報に記載された方法によって得られる多孔質膜は、平均
孔径が０．０３μｍと小さいものの透水量が低いという
問題点があり、特開昭６２−２８９２０３号公報に記載
された方法によって得られる多孔質膜は、透水量が高い
ものの、平均孔径が０．１μｍ以上であるという問題点
がある。本発明者等は、これらの問題点を解決するため
に鋭意検討の結果、新規なポリスルホン系多孔質膜を見
い出し本発明を完成したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、ポリス
ルホン系重合体からなり、阻止可能な粒子の粒子径Ｄ、
透水量ＷＦが次式を満足するポリスルホン系多孔質膜に
ある。 Ｄ＜０．１（μｍ） … （１） ＷＦ≧３ （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃｍ² ・１０ｐｓｉ） … （２）

【０００６】本発明のポリスルホン系重合体は、繰り返
し単位構造の中に

【化１】 を持つものであれば使用可能であり、中でも下記一般式
で表されるものが好適に用いられる。

【０００７】

【化２】 本発明の多孔質膜は、網目状の空隙が三次元的に、相互
に連通したいわゆるスポンジ構造を有している。

【０００８】本発明において、阻止可能な粒子の粒子径
Ｄが０．１μｍ以上の場合は、４Ｍビット以上の集積度
を持つＬＳＩの要求水質を満たすことができないという
問題点があり好ましくない。Ｄは、０．１μｍ未満であ
ることが好ましく、０．０９μｍ以下であることがより
好ましい。

【０００９】本発明において、透水量ＷＦが３未満と低
い場合、即ち単位面積当りの透水量が低い場合は、必要
濾過流量を得るにはより高い圧力で濾過する必要がある
という問題がある。一方膜面積を増すべく多くの濾過ユ
ニットを並列して使用する場合は、濾過工程のコストが
増大するという問題点が生じる。

【００１０】従って透水量ＷＦは３以上であることが必
要であり、５以上であることがより好ましく、最も好ま
しくは１０以上である。

【００１１】以下、本発明のポリスルホン系多孔質膜の
製造方法を説明する。製造方法としては湿式凝固法が好
ましい。まずポリスルホン系重合体を溶媒に溶解して重
合体溶液を調整する。この場合のポリスルホン系重合体
の良溶媒としては、凝固浴に浸漬した場合に凝固液と置
換されるもの、すなわち凝固液と相溶性のある極性溶媒
を使用することが好ましい。

【００１２】例えばジオキサン、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、モルホリン、γ−ブチロラクトン、スルホラン等が
挙げられるが、本発明の多孔質膜を得る場合はγ−ブチ
ロラクトンが好ましい。

【００１３】本発明の製造を維持する範囲内であれば、
重合体溶液に第３成分を適宜加えてもよい。重合体溶液
のポリスルホン系重合体濃度は５〜１５重量％が好適で
あり、１５重量％を超えると得られる多孔質膜の透水量
ＷＦが実用的な意味を持たない程小さくなり、また５重
量％未満の濃度では十分な機械的強度を持った多孔質膜
が得られない。

【００１４】凝固浴の組成としては水、メタノール、エ
タノール、ブタノールなどのアルコール類、エチレング
リコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類、
エーテル、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の脂肪族炭化
水素類、グリセリン等のグリセロール類などのポリマー
を溶解しないものなら何でも用いることができるが、本
発明の多孔質膜を得る場合の凝固浴は水が好ましい。

【００１５】又本発明の凝固の作用を阻害しない範囲で
あれば、第３成分を適宜加えてもよい。本発明の多孔質
膜は単独で用いても、複数枚積層して用いてもよい。ま
た不織布やフィルム等他の多孔質体を支持層あるいは活
性層として積層してもよい。

【００１６】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。以下の実施例で「部」は「重量部」を表す。「阻止
可能な粒子の粒子径Ｄ」は、多孔質膜に粒子径既知の均
一粒子分散液を透過させ、濾液中の粒子濃度と原液中の
粒子濃度をＵＶ吸光度法にて測定することにより求めら
れる。

【００１７】以下の式により粒子阻止率（％）を算出
し、阻止率が９５％以上となる粒子径をＤとした。この
指標は膜の実用的な孔径を与えるものである。次に実際
の測定方法を示す。

【００１８】ｉ．均一粒子分散液の調整 （ｉ）ダウケミカル社製ポリスチレンラテックス（１０
部）を１部、和光純薬工業社製ポリオキシエチレン（１
０）オクチルフェニルエーテルを１部、イオン交換水を
９９８部の割合で混合する。 （ii）攪拌により、ポリオキシエチレン（１０）オクチ
ルフェニルエーテルを溶解する。

【００１９】ii．均一粒子分散液の透過とＵＶ吸光度測
定 （ｉ）直径２５ｍｍに打ち抜いた多孔質膜を、界面活性
剤溶液に浸漬し、親水化を行い、次いで水と置換して微
細孔内に水を導く。 （ii）多孔質膜をフィルターホルダーに組み込み、均一
粒子分散液を膜間差圧１．４ｐｓｉで供給し、その透過
した濾液を１０ｍｌ採取する。

【００２０】（iii)得られた濾液をＵＶ吸光度計にて吸
光度を測定（３２０ｎｍ）し、次の式により粒子阻止率
（％）を算出し、阻止率が９５％以上となる粒子径をＤ
とする。

【数１】

【００２１】「多孔質膜の透水量ＷＦ」は、多孔質膜の
膜面積あたりの透水量であり、次の方法で測定した。 （ｉ）直径２５ｍｍに打ち抜いた多孔質膜を、界面活性
剤溶液に浸漬し、親水化を行い、次いで水と置換して微
細孔内に水を導く。 （ii）多孔質膜をフィルターホルダーに組み込み、２５
℃の清澄水を膜間差圧１０ｐｓｉで供給し、その透過流
量を測定する。 （iii)得られた透過流量をｍｌ／ｍｉｎ・ｃｍ² ・１０
ｐｓｉの単位に換算し透水量ＷＦとする。

【００２２】実施例１ ポリスルホン重合体（アモコ社製Ｕｄｅｌ Ｐ−３５０
０）７部をγ−ブチロラクトン９３部に溶解することに
よって重合体溶液を調整し、続いてフィルム作製用アプ
リケータを用いてガラス板上にドープ厚み３００μｍに
流延し、重合体溶液の薄膜状物を形成させた。

【００２３】次いで凝固浴中の２５℃の水に浸漬して重
合体を凝固させた。次に８０℃の温水に浸漬し洗浄する
ことにより残存溶媒等を除去した後、６０℃で１時間熱
風乾燥して多孔質膜を得た。物性を表１に示す。

【００２４】実施例２〜３ 実施例１と同様にして、但し重合体溶液組成等を表１に
示すような条件に変更して多孔質膜を製造した。物性を
表１に示した。実施例１〜３で得られた膜は、本発明が
特定する式（１），（２）の条件を満足しており阻止可
能な粒子の粒子径Ｄが０．１μｍ未満でしかも透水量Ｗ
Ｆが３（ｍｌ／ｍｉｎ・ｃｍ² ・１０ｐｓｉ）以上と高
いものであった。

【００２５】比較例１ ポリスルホン重合体（アモコ社製 Ｕｄｅｌ Ｐ−３５
００）１０部、Ｎ−メチル−２−ピロリドン８０部、Ｐ
ＥＧ（分子量：４０００）１０部の重合体溶液（１）、
ポリスルホン重合体２０部、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン８０部の重合体溶液（２）を調整し、ガラス板上に重
合体溶液（１）をドープ厚み１００μｍに流延し、その
上に重合体溶液（２）をドープ厚み３μｍに流延し、重
合体溶液の薄膜状物を形成させた。

【００２６】次いで水／Ｎ−メチル−２−ピロリドン
（３３／６７）の凝固浴中に浸漬して重合体を凝固させ
た。次に８０℃の温水に浸漬し、洗浄することにより残
存溶媒等を除去した後、６０℃で１時間熱風乾燥して多
孔質膜を得た。物性を表１に示した。阻止可能な粒子の
粒子径Ｄは（１）式を満足するものの、透水量ＷＦは３
より小さく、濾過効率の低いものであった。

【００２７】比較例２ 比較例１と同様にして、但し重合体溶液の組成をポリス
ルホン／Ｎ−メチル−２−ピロリドン／ポリビニルピロ
リドン／ＬｉＣｌ（１５／６５／１５／５）、凝固浴を
水／メタノール（３３／６７）として多孔質膜を製造し
た。物性を表１に示した。透水量ＷＦは（２）式を満足
するものの、阻止可能な粒子の粒子径Ｄは０．１３７μ
ｍ以上であり、０．１μｍ未満の微粒子の除去には不適
当であった。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】本発明の多孔質膜は、０．１μｍ未満の
微粒子等の濾過効率が優れており、精密濾過用多孔質膜
として用いた場合は、４Ｍビット以上の集積度を持つＬ
ＳＩ用の要求水質を満たす超純水を効率よく製造するこ
とが出来る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリスルホン系重合体からなり、阻止可
   能な粒子の粒子径Ｄ、透水量ＷＦが次式を満足するポリ
   スルホン系多孔質膜。 Ｄ＜０．１（μｍ） … （１） ＷＦ≧３ （ｍｌ／ｍｉｎ・ｃｍ² ・１０ｐｓｉ） … （２）