JPH1066847A - 多孔性濾過膜及び該濾過膜を用いた膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 長期間にわたって濾過処理を安定に行うこと
ができる耐久性に優れた多孔性濾過膜及び該濾過膜を用
いた膜モジュールを提供する。 【解決手段】 多孔性合成樹脂膜２と補強部材５とから
なる多孔性濾過膜１及び多孔性濾過膜を、枠体の両面に
配設した膜モジュール。多孔性合成樹脂膜は、気孔率が
６０〜９０％であり、孔径が０．１〜２．０μｍの微細
孔を多数有し、分子量が５×１０５ 〜７×１０６ の
超高分子量ポリエチレンからなるものであることが好ま
しい。補強部材としては、通気度が、０．５〜３．０ｃ
ｃ／ｃｍ２ ／秒の穴あきフィルム（ポリエステルフィ
ルム）又は布帛（ポリエステル織物）５が好ましく、多
孔性合成樹脂膜に積層し、接着剤によりドット状、線状
又は網目状に接着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔性濾過膜及び
該濾過膜を用いた膜モジュールに関し、更に詳しくは、
排水処理などの膜分離用途に適した多孔性濾過膜及び該
濾過膜を用いた膜モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、排水処理などのフィルターとし
て、種々の多孔性濾過膜が用いられ、それらの多孔性濾
過膜は、枠体に展設して用いられている。なかでも、高
分子量ポリエチレンからなる多孔性膜は、気孔率が高
く、濾過性に優れており、しかも安価であるため、広く
用いられるようになってきている（例えば、特開平２―
２３２２４２号、特開平５―９８０６５号、特開平５―
２３９２４６号、特開平５―２４５９２３号参照）。

【０００３】しかしながら、このような高気孔率、薄膜
の多孔性濾過膜を用いて濾過を行う場合、特に排水処理
などのように多量の液体を濾過処理するような場合は、
濾過膜の強度が不足し、短期間のうちに濾過膜が破損し
てしまい、実用的でないという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の多孔性濾過膜の問題点を解消し、排水処理などのよう
に多量の液体を濾過処理するような場合でも、濾過膜が
破損するようなことがなく、長期間にわたって濾過処理
を安定に行うことができる耐久性に優れた多孔性濾過膜
及び該濾過膜を用いた膜モジュールを提供することを課
題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（１）
多孔性合成樹脂膜と補強部材とからなることを特徴とす
る多孔性濾過膜、（２）多孔性合成樹脂膜の気孔率が、
６０〜９０％である上記（１）記載の多孔性濾過膜、
（３）多孔性合成樹脂膜が、孔径が０．１〜２．０μｍ
の微細孔を多数有する多孔性膜である上記（１）又は
（２）記載の多孔性濾過膜、（４）多孔性合成樹脂膜
が、分子量が５×１０５ 〜７×１０６ の超高分子量
ポリエチレンからなる上記（１）〜（３）のいずれかに
記載の多孔性濾過膜、（５）多孔性合成樹脂膜の一部
に、補強部材としてフィルムを配設した上記（１）〜
（４）記載の多孔性濾過膜、（６）多孔性合成樹脂膜と
通気性補強部材とが積層されている上記（１）〜（４）
記載の多孔性濾過膜、（７）多孔性合成樹脂膜と通気性
補強部材とが、ドット状、線状又は網目状に接着されて
いる上記（６）記載の多孔性濾過膜、（８）通気性補強
部材の通気度が、０．５〜３．０ｃｃ／ｃｍ２ ／秒で
ある上記（６）又は（７）記載の多孔性濾過膜、（９）
通気性補強部材が、繊維布帛である上記（８）記載の多
孔性濾過膜、（１０）繊維布帛が、織物である上記
（９）記載の多孔性濾過膜、（１１）織物が、ポリエス
テル織物である上記（１０）記載の多孔性濾過膜、（１
２）補強部材が、孔あきフィルムである上記（８）記載
の多孔性濾過膜、（１３）穴あきフィルムが、ポリエス
テルフィルムである上記（１２）記載の多孔性濾過膜、
（１４）上記（１）〜（１３）のいずれかに記載の多孔
性濾過膜を、枠体の両面に配設したことを特徴とする膜
モジュール、（１５）枠体内に、貫通孔を有する補強用
桟を設けた上記（１４）記載の膜モジュール、（１６）
枠体内の空隙に、充填部材を充填した上記（１４）又は
（１５）記載の膜モジュール、及び（１７）充填部材
が、独立気泡を有する発泡体である上記（１６）記載の
膜モジュールが提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において用いられる多孔性
合成樹脂膜としては、例えば、ポリテトラフルオロエチ
レン、ポリスルフォンや高分子量ポリエチレンなどから
なる種々の多孔性膜が挙げられるが、気孔率が６０〜９
０％であることが好ましい。ここで、気孔率は、出発原
料の密度（ρ０ ）と成型後のフィルム密度（ρ）とか
ら、下記の式に基づいて算出する。

【０００７】

【数１】

【０００８】また、孔径が０．１〜２．０μｍの微細孔
を多数有していることが好ましい。孔径が小さすぎる
と、目詰りが起り易く十分な耐久性が得られず、大きす
ぎると、濾過性能が不良となる。

【０００９】特に、分子量が５×１０５ 〜７×１０６
の超高分子量ポリエチレンからなる多孔性膜が好まし
く用いられる。分子量が高すぎると、フィルムへの成形
が困難になり、低すぎると、フィルム強度が低下して、
濾過性能に優れた高気孔率の多孔性膜が得られ難くな
る。

【００１０】また、該ポリエチレンは、少量の、好まし
くは５モル％以下のプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘ
キサン、４―メチルペンテン―１、オクテンなどを共重
合したものでもよく、更に、少量の、例えば２５重量％
以下のポリプロピレン、ポリブチレン、エチレン―プロ
ピレンコポリマーなどを含んでいてもよい。また、該ポ
リエチレンは、安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤な
どの通常用いられる添加剤を含んでいてもよい。

【００１１】このような微細孔を多数有する多孔性ポリ
エチレン膜を製造するには、例えば、ポリエチレンをデ
カリン等の溶媒に溶解した溶液（濃度２〜３０重量％）
を、スリット状ダイから押し出して、ゲルフィルムを形
成し、次いでゲルフィルム中の溶媒を蒸発させた後、延
伸する方法などが用いられる。

【００１２】このような超高分子量ポリエチレンからな
る多孔性膜及びその製造方法については、例えば、特開
平２―２３２２４２号公報、特開平５―９８０６５号公
報、特開平５―２３９２４６号公報などに記載されてお
り、公知である。

【００１３】かかる多孔性膜は、通常、フィブリル化し
た不織布状を呈し、その目付は７〜１５ｇ／ｍ２ 程
度、通気度（ＪＩＳ１０７６―７９Ａ法に準拠して測
定）は０．２〜３．０ｃｃ／ｃｍ２ ／秒程度が好まし
い。更には、熱カレンダー加工により、フィブリル化し
た不織布状の層間強度を向上させることが、耐久性向上
の面で好ましい。

【００１４】本発明の多孔性濾過膜は、その強度を高め
るために、上記多孔性合成樹脂膜に補強部材を設けたも
のである。補強部材としては、フィルム、布帛、糸条、
シート等、種々の材質、形態のものを用いることができ
るが、本発明では、フィルム及び布帛が好ましく用いら
れる。

【００１５】図１及び図２は、補強部材としてフィルム
を用いた多孔性濾過膜１の例を示す斜視図であり、図１
では、多孔性合成樹脂膜２とフィルム補強部材３とが一
体に成形されている。また、図２では、多孔性合成樹脂
膜２に格子状のフィルム補強部材３を貼り合わせて、多
孔性合成樹脂膜２を補強している。これらの場合、フィ
ルム補強部材３の多孔性濾過膜全体に占める割合が、１
０〜３０％であることが好ましい。

【００１６】更に、補強部材として、通気性のある補強
部材を使用し、多孔性合成樹脂膜と通気性補強部材とを
積層、貼り合わせた多孔性濾過膜も、本発明の好ましい
実施態様である。この場合、多孔性合成樹脂膜の多孔部
分を接着によってできるだけ塞がないようにするため
に、接着部分が全積層面積に占める割合を３０〜６０％
とするのが好ましく、特に、ドット状、線状又は網目状
に接着するのが好ましい。このように、ドット状、線
状、網目状に接着するには、所定の形状に彫刻されたグ
ラビアロールで接着剤を塗布して接着する方法、ホット
メルト接着剤を糸状、粉状に噴射して、加熱圧着する方
法などを用いることができる。

【００１７】通気性補強部材の通気度は、０．５〜３．
０ｃｃ／ｃｍ２ ／秒（ＪＩＳ１０７６―７９Ａ法に準
拠して測定）であることが好ましい。

【００１８】通気性補強部材としては、穴あきフィルム
又は布帛が好ましく用いられる。穴あきフィルムの場
合、穴の直径は０．１〜２．０μｍ、開口率は５０〜９
０％、フィルムの厚さは５〜１００μｍ程度が適当であ
る。特に、穴あきフィルムとしてはポリエステルフィル
ムが好ましい。

【００１９】布帛としては、織物、編物、不織布等を用
いることができ、特に織物が好ましく、素材としては、
ポリエステル、ナイロン、ポリ塩化ビニルなどを適宜選
択できるが、好ましくはポリエステルである。布帛の場
合、目付は２５〜１５０ｇ／ｍ２ 程度が好ましい。

【００２０】なお、補強部材として布帛を用いる場合、
キルティング加工を施したり、布帛の縦方向及び／又は
横方向に、所定の間隔を置いて、低伸度又は高モジュラ
スの糸条を挿入したり、あるいは、テープ状合成樹脂膜
を布帛に部分的に接着させておくのが好ましい。

【００２１】図３は、多孔性合成樹脂膜２に、通気性補
強部材として、穴あきフィルム４を積層した多孔性濾過
膜１の例を示す斜視図であり、多孔性合成樹脂膜２と穴
あきフィルム４とは、接着剤６により線状に接着されて
いる。また、図４は、多孔性合成樹脂膜２に、通気性補
強部材として、布帛５を積層した多孔性濾過膜１の例を
示す斜視図であり、多孔性合成樹脂膜２と布帛５とは、
接着剤６によりドット状に接着されている。

【００２２】図５は、本発明の膜モジュールの一例を示
す斜視図、図６は、そのＡ―Ａ線矢視断面図であり、上
記本発明の多孔性濾過膜１を、枠体１１の両面に配設し
ている。１２は網体、１３はフェルト、１４は排出口で
ある。

【００２３】この膜モジュールを、複数個並べて膜分離
ユニット内に装着し、外側から排水などの処理しようと
する水を供給し、多孔性濾過膜１で濾過した後、吸引ポ
ンプ（図示せず）で吸引して、排出口１４から処理水を
排出する。

【００２４】この際、枠体１１内に、図７に示すよう
な、貫通孔１５を有する補強用桟１６を設けておくのが
好ましい。この補強用桟１６によって、多孔性濾過膜１
が保持、補強され、しかも、補強用桟１６には貫通孔１
５が設けられているので、多孔性濾過膜１で濾過された
水が枠体１１内をスムースに流れ、円滑な処理を行うこ
とができる。なお、図７において、１７は補強用桟１６
のスペース、１８は膜モジュールの排出口１４に連結さ
れる排出口である。

【００２５】更に、詰まりなどが生じて、膜モジュール
を交換する必要が生じた場合、膜モジュール内に多量の
水が残っていると、重くなって、膜分離ユニットから膜
モジュールを取り出すのに、多大の労力を要することに
なる。そこで、枠体１１内の空隙に、図８に示すような
充填部材１９を充填しておき、枠体内に水が残らないよ
うにするのが有効である。例えば、図７に示した補強用
桟１６のスペース１８内に充填部材１９を充填し、枠体
１１内に装着するようにすればよい。かかる充填部材１
９としては、独立気泡を有する発泡体が好ましく、例え
ば、発泡スチロールシートなどが好適に用いられる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、排水処理などのように
多量の液体を濾過処理するような場合でも、濾過膜が破
損するようなことがなく、長期間にわたって安定に濾過
処理を行うことができる耐久性に優れた多孔性濾過膜及
び該濾過膜を用いた膜モジュールを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】補強部材としてフィルムを用いた本発明の多孔
性濾過膜の一例を示す斜視図である。

【図２】補強部材としてフィルムを用いた本発明の多孔
性濾過膜の他の例を示す斜視図である。

【図３】通気性補強部材として、穴あきフィルムを積層
した本発明の多孔性濾過膜の一例を示す斜視図である。

【図４】通気性補強部材として、布帛を積層した本発明
の多孔性濾過膜の一例を示す斜視図である。

【図５】本発明の膜モジュールの一例を示す斜視図であ
る。

【図６】図５のＡ―Ａ線矢視断面図である。

【図７】本発明の膜モジュールに使用する補強用桟の一
例を示す斜視図である。

【図８】本発明の膜モジュールに使用する充填部材の一
例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 多孔性濾過膜 ２ 多孔性合成樹脂膜 ３ フィルム補強部材 ４ 通気性補強部材（穴あきフィルム） ５ 通気性補強部材（布帛） ６ 接着剤 １１ 枠体 １２ 網体 １３ フェルト １４ 排出口 １５ 貫通孔 １６ 補強用桟 １７ 補強用桟のスペース １８ 膜モジュールの排出口に連結される排出口 １９ 充填部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 71/26 Ｂ０１Ｄ 71/26 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｋ

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔性合成樹脂膜と補強部材とからなる
   ことを特徴とする多孔性濾過膜。
2. 【請求項２】 多孔性合成樹脂膜の気孔率が、６０〜９
   ０％である請求項１記載の多孔性濾過膜。
3. 【請求項３】 多孔性合成樹脂膜が、孔径が０．１〜
   ２．０μｍの微細孔を多数有する多孔性膜である請求項
   １又は２記載の多孔性濾過膜。
4. 【請求項４】 多孔性合成樹脂膜が、分子量が５×１０
   ５ 〜７×１０６の超高分子量ポリエチレンからなる請
   求項１〜３のいずれか１項に記載の多孔性濾過膜。
5. 【請求項５】 多孔性合成樹脂膜の一部に、補強部材と
   してフィルムを配設した請求項１〜４のいずれか１項に
   記載の多孔性濾過膜。
6. 【請求項６】 多孔性合成樹脂膜と通気性補強部材とが
   積層されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の多
   孔性濾過膜。
7. 【請求項７】 多孔性合成樹脂膜と通気性補強部材と
   が、ドット状、線状又は網目状に接着されている請求項
   ６記載の多孔性濾過膜。
8. 【請求項８】 通気性補強部材の通気度が、０．５〜
   ３．０ｃｃ／ｃｍ２／秒である請求項６又は７記載の多
   孔性濾過膜。
9. 【請求項９】 通気性補強部材が、繊維布帛である請求
   項８記載の多孔性濾過膜。
10. 【請求項１０】 繊維布帛が、織物である請求項９記載
    の多孔性濾過膜。
11. 【請求項１１】 織物が、ポリエステル織物である請求
    項１０記載の多孔性濾過膜。
12. 【請求項１２】 通気性補強部材が、孔あきフィルムで
    ある請求項８記載の多孔性濾過膜。
13. 【請求項１３】 穴あきフィルムが、ポリエステルフィ
    ルムである請求項１２記載の多孔性濾過膜。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項に記載
    の多孔性濾過膜を、枠体の両面に配設したことを特徴と
    する膜モジュール。
15. 【請求項１５】 枠体内に、貫通孔を有する補強用桟を
    設けた請求項１４記載の膜モジュール。
16. 【請求項１６】 枠体内の空隙に、充填部材を充填した
    請求項１４又は１５記載の膜モジュール。
17. 【請求項１７】 充填部材が、独立気泡を有する発泡体
    である請求項１６記載の膜モジュール。