JPS61207449A - 親水化多孔質膜及び親水化方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 一般に疎水性多孔質中空糸膜はその基質の化学的安定性
からメディカル分野、半導体分野。

製薬分野、各種浄水器分野などの多方面の産業分野で使
用されている。例えば病院の手術室の手洗い水供給装置
、製薬調剤のための無菌水製造装置、半導体製造工場の
端末純水製造装置。

活性炭浄水器と組み合せた各種浄水器などその用途は益
々拡大しつつある。これら疎水性多孔質中空糸膜はいず
れも側壁のミクロフィブリル層によるＴＩ＃密濾過ｔ：
よって使用目的を達成している。しかし一般に疎水性多
孔質中空糸膜は水との親和性がなく、そのま〜では水性
液体な濾過することは出来ない。したがって水性液体の
濾過をするためには疎水性多孔質中空糸膜を親水化する
必要がある。

〔従来の技術〕

その方法として従来行なわれて来たのは、まず疎水性多
孔質中空素膜の多孔部にエタノール等の水に可溶で表面
張力の低い液体を通じた後書二水で置換する方法である
。この方法によって親水化された疎水性多孔質中゛空糸
膜は親水性を保つには絶えずその多孔部に水を保持して
いなければならず、その水が゛一時的にでもなくなれば
、又もとの疎水性に戻り水性液体な濾過することは出来
ない。一方、疎水性多孔質中空糸膜に親水化剤を附着、
又は固着する親水化方法があり１例えば低分子量゛のポ
リエチレングリコールな疎水性多孔質中空糸膜に附着さ
せる方法では、実質的に水の存在しない乾燥状態Ｃ以下
。

保管することが出来る。

しかしこのモジュールは一度使用Ｔると親水化剤である
ポリエチレングリコールが水（：容易に溶解するために
流出し再びドライ状態に保つことは出来ない。

この方法を一時的親水化方法とするならば恒久性のある
親水性を附与するためには疎水性多孔質膜に同者し、水
（二不溶又は難溶の親水化剤方法としては親水化剤を溶
媒に溶かし疎水性多〔発明が解決しようとする問題点〕 一般にドライタイプのモジュールを作る場合、疎水性多
孔質中空糸膜を束状としてへウジング内にセットし、端
面を固定したのち、エタノール等の低沸点溶剤に溶解さ
せた親水化剤を含浸させる。へウジング内の溶媒の蒸発
除去は中空糸膜束の表面部分より生じ表層と隣接下る内
層との間に溶媒の濃度差が発生し、溶媒の移動と共に親
水化剤も移動する。そして最も蒸発の大きい表面部分の
親水化剤の濃度の高くなるいわゆるマイクレージョンが
発生する。

丁なわち、附着量の多いところでは無駄に親水化剤が耐
暑し少いところは親水化メ不充分のため中空糸膜が有効
に利用出来ない。又、疎水性多孔質中空糸膜を糸状でム
ラなく処理することも考えられるが、溶媒をムラなく除
去するための設備装置ｉｔ莫大なものとなり、工業的１
：は問題が多い。本発明は上記問題点を解決することを
目的としたものである。

〔問題点を解決Ｔるための手段〕

即ち本発明の要旨に常温でに固体で水に実質的に不溶な
親水化剤を加熱溶融した状態で疎水性多孔質膜に付着さ
せることを特徴とする疎水性多孔質膜の親水化方法にあ
る。

本発明で対象となる疎水性多孔質膜として線ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ４−メチルペンテン−１等の
ポリオレフィン、ポリ弗化ビニリデン、ポリテトラフル
オロエチレン、６弗化プロピレンと４弗化エチレンの共
重合体等のポリ弗素化オレフィン又は弗素化オレフィン
とオレフィンとの共重合体からなる膜を用いることがで
きる。膜とじてに平膜でも管状膜でも中空糸膜でもよい
。

本発明でいう親水化剤とは疎水性表面に付着した時、そ
の部分を水に濡れ易くＴるものであり、常温で固体で、
水に実質的に不溶であり。

加熱溶融可能な親水化剤としては多価アルコール、脂肪
酸エステル類から上記性質を有するものを選べばよく、
プロピレングリコールの２ウリン酸、ミリスチン酸、バ
ルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸等、炭素数Ｃ／２
〜Ｃ２２程度の高級脂肪酸のモノエステルが好ましく用
いられる。

本発明において水に実質的に不溶とは膜を使用する温度
での水への溶解度が３０　ｐｐｍ以下であることをいう
。親水化剤の融点が膜の融点や軟化点近く又１１それ以
上になると親水化剤を溶融状態で膜に付着させることが
できないので対象となる膜の耐熱性を勘案して親水化剤
を選択下ればよい。

ポリプロピレン多孔質中空糸膜を親水化しようとする場
合を例ζ二とって説明するとポリプロピレンの融点は約
１７３℃でありその軟化点は約１３０℃である。従って
常温（３０℃）で固体であり１３０℃以下好ましくは１
１０−’Ｃ以下の融点を持つ親水化剤を加熱溶融して処
理することで目的を達成出来る。

また、親水化剤を膜に付着させる時に均一に付着させ易
さの点から溶融時の粘度が低いものが好ましく、温度（
：よる粘度変化の比較的少ないものがより好ましく用い
られる。

例えばポリエチレン多孔質中空糸膜の親水化剤として上
記親水化剤の中（−あるプロピレングリコールモノステ
アレートＨ融点が４５℃であり溶融粘度も５５°へ６５
℃において２０〜１０センチポイズの範囲にあり良好な
加工特性な示丁。親水化剤の嘆への付着量は膜表面及び
膜微細孔表面に実質的に単分子膜層な形成する量以上で
あればよいが、膜重量当り５〜４０重量％付看し付着る
ことが好ましい。

本発明に適用しつる加工方法としては従来からあるディ
ップニップ方式、漏斗方式、ノズル散布方式、グラビヤ
ロールコート方式、ロールコート方式などの種々の方式
が適用しうるが、本発明の方法と従来方法との違いは従
来方法で使用される加工剤は粘度の差はあれ、いずれも
溶液であったのに対し、本発明による方法は加工剤とし
て使用される親水化剤が常温では固体であり、加熱溶融
して使用されることである。

従って例えばディップニップ方式（二おいても。

ディッピング槽、ロール類の加熱温度コントロールを必
要とするその他の方式においても親水化剤の加熱溶融、
保温を必要とすることが従来方式と異る。

親水化剤の加工粘度と加工方法、附冒普の間には密接な
関係があり、粘度に応じて最適な加工方法を選定するの
が好ましい。上記加工方法のうち、ディップニップ方式
、漏斗方式は高粘度の親水化剤の加工に適し、ノズル散
布方式、ロールコート方式は低粘度の親水化剤の加工に
適している。さらに従来方法にくらべると膜であるため
ディップニップ方式のしぼり方式によりソフトなものと
することが好ましい。又、ノズル散布方式に親水化剤の
空中への飛散（：よるロスが大きい。

以下ζ：図面を用いて本発明を説明下る。

第１図は疎水性多孔質中空糸膜を連続的に親水化処理す
る一例を示すが、疎水性多孔質中空糸膜（２）は送り出
しボビン（１）より引出され加熱された鏡面ロール（３
）に接触しながら巻取ボビン（６）に巻きとられる。金
属ロール（３）の表面ζ二に加熱機構を備えた槽（５）
で加熱され液体となった親水化剤が薄い液膜を形成して
おり疎水性多孔質中空糸膜ｔマその液膜にふれ親水化剤
を所定量、対電させて巻取ボビン（６）ζ：向うが途中
で急速に親水化剤の融点以下に液体の温度に下り固着す
る。

第２図はロール上の親水化剤の液膜を均一化するために
グラビヤロールなどで使用されている２本のロール（３
）　、　（４）を組み合せたものである。

まず親水化剤は加熱機構を備えた槽（５）の中に投入さ
れ、親水化しようとする疎水性多孔質中空糸膜の加工さ
れうる温度まで加熱溶融される。

一方加熱されたロールはその一部を檜の中の親水化剤（
液状）Ｃ二接して回転している〃その表面には親水化剤
のう丁い液状の膜をつくっている。その表面を疎水性多
孔質中空糸膜（２）が接触しながら走行することとなる
。

１４１図、第２図とも附着量のコントロールは加工され
る糸速と金属ロールの表面速度を変えることにより達成
される。又、糸状の中空糸膜の金属ロールへの巻きつき
を防止Ｔるにはロールの表面を梨地仕上げにすることも
効果的である。

また、このようにして親水化剤を膜；：付着させた後、
膜を親水化剤の融点以上に加熱して親水化剤を充分膜の
微細孔内部まで浸透させることが好ましい。

〔実施例〕

以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明する、 実施例１ 三菱レイヨン■製ポリエチレン多孔質中空糸膜ＥＨＦ−
３９０Ｃ（膜内径２７０μ、膜外径３９０μ）を第１図
に示すような加工装置を用いて親水化処理を行った。親
水化剤とじてにプロピレングリコールモノステアレート
を使用し親水化剤槽内の温度にその融点４５℃より２０
℃高い６５℃とした。糸速）ｔｌＯｍ／ｍｌとし金属ロ
ールの表面速度は３＠／ｍとした。得られた親水化中空
糸膜には親水化剤が１９．３％附附着ていた。この親水
化中空糸膜な２８８０本束ねてハウジングの中にセット
し、端末をウレタン樹脂で固めた。有効膜面積は０．６
７１Ｅ’のモジュールとなった。

比較対照例として同一ハウジングの中に同様に２８８０
本のＥＨＦ−３９０Ｃをセットし端末をウレダン樹脂で
固めた有効膜面積０．６　ｍ”のモジュールを作成し、
これにプロピレングリコールモノステアレートのエタノ
ール５ｇ６溶液を含浸させ遠心機により絞ったものを真
空乾燥機によって乾燥させた。得られた親水化中空糸膜
モジュールには親水化剤が平均で２０．１％附附着てい
たが中空糸膜束の外層は３８．２％、最内層は１０．７
９６であった。得られた二つのモジュールを使用して名
古屋布、上水道のｆ過実験を同時に行ったところ次表に
示すような初期フラックス特性及び５　ｔｏｎ放流後の
７ラツクス特性が得られた。　　　　　表 さらにテスト終了後モジュールを分解して中空糸膜の目
づまり、汚れ状況を観察したところ比較例のモジュール
の中空糸膜の内層は親水化不足で水が流れないために目
づまり、汚れがなく。

外層は極度の汚れ、目づまりのため水が通らなくなって
いた。

これに対し本発明によるモジュールは内外層とも均一な
状況であり、まだ充分使用可能な状態であった。

〔発明の効果〕

以上述べたように疎水性多孔質中空糸膜が加熱によって
変質、変形しない温度以下で加熱溶融する親水化剤を選
択し溶融状態で附看させることにより溶融状態にある親
水化剤は該疎水性多孔質中空糸膜に浸透下ると共に薄い
被膜を形成し固化する。

このようにして処理された疎水性多孔質中空糸膜は親水
性を持ち水をｆ過しても脱落しない耐久性のある親水化
膜となる。

本発明によって親水化された中空糸膜な使用したモジュ
ールに従来法のモジュールに対して親水化剤の均−附看
による有効利用、中空糸膜の有効利用が図れるばかりで
なく、従来法で使用していた溶媒を使用しなくてもすむ
、省資源。

さらに溶媒を蒸発除去するためのエネルギーを使用しな
い省エネルギーなど多くの特長があり工業的に有意義な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図１１、本発明による工程の概念図であり第２図は
本発明の樹脂耐雪部分を示Ｔものである、 図において１は送り出しボビン、２は中空糸膜、３．４
は加熱金属ロール、５は親水化剤加熱槽、６は巻取りボ
ビンである。 青２　目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 常温で固体で、水に実質的に不溶な親水化剤を加熱溶融
   した状態で疎水性多孔質膜に附着させることを特徴とす
   る疎水性多孔質膜の親水化方法。