JPS607907A - ダイナミツク膜の製造法 - 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】 本発明は限外濾過の用途に好適なダイナミック膜の１１
＃造法に関するものである。詳しくは、アルミナゾルと
コロイド状シリカの混合物よりなるダイナミック膜の製
造法に関するものである。

従来、アルミナゾルによるダイナミック膜はよく知られ
ており、その限外濾過の性能は、例えばＪ工８１Ｉ種相
当の、ｔ％ゼラチン水溶液の濾過の場合、圧力２０　ｋ
ｇ、　／　ｃｒｌＧ−膜面に沿った流口イド状シリカに
よるダイナミック膜もよく知られており、その限外濾過
の性能は、上記と同様の条件下に於て、溶質排除率り７
〜９ｇ係程度であった。即ち、アルミナゾルのダイナミ
ック膜によれば、溶質のうち３〜ｌＩチを透過水ととも
に損失することになり、コロイド状シリカのダイナミッ
ク膜によれば、溶質のうち２〜３％全透過水とともに損
失することになる。

従って、ワθ数係に達する溶質排除率をさらに、／ポイ
ント向上させることが出来れば、溶質の損失量を相当の
割合で減少させることが可能となり、溶質成分が高価で
あればその効果も極めて太きい。

また、コロイド状シリカのダイナミック膜は、濃縮プロ
セス等に於ける水洗等の操作中に膜の一部が剥離すると
いう欠点がある。

本発明者等は、これらの実情に鑑み、鋭意研究を進めた
結果、アルミナゾルとコロイド状シリカを組み合わせる
ことによシ、これら個々の材料より外るダイナミック膜
より高い溶質排除性能を有し、しかも、酸水溶液の還流
処理により膜安定性の優れたダイナミック膜を製造でき
ることを知見し、本発明に到達した。

ＮＩＪち、本発明の要旨は、多孔質支持体の上に、アル
ミナゾルとコロイド状シリカの混合物水溶液を加圧上還
流させて膜を形成し、さらに加圧下のままｐＨ，３，Ｊ
以下の酸水溶液を還流させるダイナミック膜の製造方法
に存する。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明で用いられる多孔質支持体としては、公知の各種
のもの、例えばセラミックス、焼結金属粉末、焼結ガラ
ス粉末、炭素材料などの無機質多孔質支持体および酢酸
セルロール、ポリ塩化ビニル、ポリメタクリロニトリル
、ポリアミド、フッ素切脂などの各種合成樹脂などの有
機質多孔質支持体等が挙げられる。

多孔質支持体の表面細孔の孔径は、その材質により相違
するが、通常０．θ／〜−μ、好ましくは０．θ左〜０
．−μのものがよい。

多孔質支持体の厚さは、ダイナミック膜の使用目的に応
じ、機械的強度をもっ程度であればよい。

アルミナゾルとしては、粒子の大きさかにθ×りｍμ〜
＜１０θχグθｍμ、好ましくはｌｏｏ×／θｍμ〜３
００Ｘ３０ｍμで羽毛状の形状をもつ粒子を、安定剤と
して酢酸、塩酸等の有機酸、無機酸を用いたものを使用
する。

コロイド状シリカとしては、粒径ｓ　−ｓ　ｏ　ｍμ、
ｆｔＴ−ＩＪしくは１０−；１．Ｏｍμの粒状形の粒子
が使用される。また、コロイド状シリカの水溶液は酸性
あるいはアルカリ性のどちらで安定化しているものも使
用可能であるが、酸性で安定化しているものの方が好ま
しい。

本発明に於けるコロイド状シリカとアルミナゾルの混合
割合は、シリカの固形分／ｆ光り、アルミナの固形分ｏ
、ｏ　ｏ　ｏ　ｓ〜’０．！；グ、好ましくは０．００
　／〜０．／２がよい。アルミナの量がこの範囲より多
いとダイナミック膜の安定性が低下し、剥１’ｌｆ　Ｌ
やずくなるので好ましくない。

混合水溶液の濃度は、シリカの固形分で０．０３〜／、
０？／ｌ、好ましくはθ、／〜０．！；？／ｌがよい。

混合水溶液の紛は多孔質支持体の表面梼／　７ｒＬ’当
り２０〜ＳＯｔ程度でよい。

本発明方法に従いダイナミック膜を製造するには、前述
した方法によればよい。この方法では１、すず多孔質支
持体上に、アルミナゾルとコロイド状シリカの混合水溶
液をｉワ流する。還流は、加圧下、通常２〜３　ｋ　ｋ
ｇ／ｃｒｆｌＧ　、好寸しくけ５〜λｇ　ｋｌ、／　ｃ
ｙｆｔ　Ｇ　、まだ支持体表面に沿う流速（以下、単に
流速と称する）　０．／　〜／　Ｏｍ／ｓｅｃ、好まし
くはＯｌ、２〜，２　ｍ　／　Ｂｅｃで行なうことが必
要である。温度は常温でよく、還流時間は、種種の条件
により相違するが、５〜３０分でよい。

次いで、加圧下のままｐＨ／〜、：ｔ、ｓ　ｆＥましく
けｐＴ（／、３−ユ、Ｓの酸水溶液を還流させる。具体
的には硫酸、硝酸、塩酸等の強酸によって調製された酸
水溶液が使用される。還流時間は種・種の条件により相
違するが、９〜３０分でよい。

この処理により、シリカ粒子相互の凝集が促進され、強
固なダイナミック膜が形成される。

この後、常圧に戻し流路内を水洗し、ダイナミック膜の
形成は完了する。

本発明に於て、アルミナゾルとコロイド状シリカの混合
水溶液から、膜を形成し、酸水溶液を加圧下で還流させ
た後、さらに加圧下の１１加熱水を還流させるのが好叫
しい。この場合、加圧下、加熱水を還流させた後、常圧
に戻し流路内を水洗しダイナミック膜を形成する。加熱
水としては通常ｌＩ０〜／θｏ’６、好ましくはりＯ〜
１００Ｃのものが使用される。還流時間は坪々の条件に
より相違するが、／Ｓ〜ｑｏ分でよい。この処理により
、シリカ粒子相互の結合を一層強めるとともに、アルミ
ナ粒子ともからみ合い強固で、溶質排除率の高いダイナ
ミック膜を形成することが出来る。

尚、ダイナミック膜の製造中に、透過水が排出される多
孔質支持体の片１’ｌｌは、常に常圧に保たれているこ
とは言う貰でもない。

以下実施例および比較例を挙げてさらに本発明の詳細な
説明するが、本発明の要旨を超えない限り、以下の例に
よって限定されるものではない。

実施例／ 粒子の大きさがλＯθＸ２０ｍμ〜、？θθ×３０ｍＨ
ｚのアルミナゾルと粒径１０−．２０ｍμのコロイド状
シリカを水３０１に溶かしながら混合した。コロイド状
シリカの濃度は固形分として０、．２？／ｌとし、アル
ミナゾルとの混合割合はシリカ固形分７２当り、アルミ
ナ固形分をθ、θ０／？とした。

この水溶液をｏ、ｑｑ−ＩＨ，’の卆ラミック製多孔質
支持体（表面孔径：約０．／μ）の上に、圧力２０ｋｙ
／ｃｒＩＧ、流速０．Ａ　ｍ　／　ｓｅｃ　、温度、２
ｏｃの条件下１．２０分間還流し膜を形成した。

次いで圧力２０　ｋｙ　／　７Ｇの加圧下のｔまｐＨ，
２，：１，２０Ｃの硫酸水溶液を２０分間還流した。

この後、常圧に戻し流路内を水洗し、ダイナミック膜を
形成した。

このようにして製造したダイナミック膜を用いて、圧力
２０　ｋ！、／ｃｎｒＧ　１流速Ｑ　、４　ｎＬ　／　
５９Ｃ１温度６０Ｃの条件下、Ｊ工Ｓ４’Ｍ相当の３−
チゼラチン水溶液の濾過を新身い、その結果を茨−／に
示し７た。

実施例２〜ｌ アルミナゾルとコロイド状シリカの混合割合をシリカ固
形分／Ｖ当り、アルミナ固形分ともを行なった結果を表
−／に示す。

表　−／ 比較例１ ０．７７ｙ１’のセラミック製多孔質支持体（表面孔径
：約０．７μ）上に、粒径／　Ｏ〜２　Ｑ　ｍＢのコロ
イド状シリカを固形分として６２を水３０ｔに溶かした
水溶液を圧力２０　ｋｇ　／　Ｃｎｔ　Ｇ、流速０．１
．　ｍ／ｓｅｃ　、温度２０Ｃの条件下、２０分間還流
させた。次いで常圧に戻し流路内の水洗を行ガつたとこ
ろ、水洗初期において流水中に白濁が認められ、シリカ
の相当部分が剥離しただめ、濾過テストは実施できなか
った。

比較例コ ０．７７ｍ２のセラミック製多孔質支持体（表面孔径；
約０．７μ）上に、粒子の大きさコθＯｘ２０ｍμ〜３
θＯＸＪθｍμのアルミナゾルを固形分として２ｆを水
３０１に溶かした水溶液を、圧力２０ｋｇ１ｃｒｌＧ、
流速０．６ｍ／ｅｅｃ、温度ａｏ’６の栄件下、２０分
間還流させた。次いで常圧に戻し流路内を水洗しダイナ
ミック膜を形成させた。

このようにして製造したダイナミック膜を用いて、実施
例／と同様の条件でｓ係ゼラチン水溶液の濾過を行なっ
たところ溶質排除率は９ＡＪチであった。

出　願　人　三菱化成工業株式会社 三菱化成テクノエンジニアズ株式会社 代　理　人　弁理士　長谷用　− ほか／名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　多孔質支持体の上に、アルミナゾルとコロイド
   状シリカの混合水溶液を加圧下還流させて膜を形成し、
   さらに加圧下のままｐＨ３，！；以下の酸水溶液を還流
   させることを特徴とするダイナミック膜の製造法。
2. （２）　酸水溶液を加圧下還流させた後、さらに加圧下
   の捷ま加熱水を還流させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の製造法。