JP2883406B2 - 親水化膜 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水や溶液の分離精製、処理などの分野や医
療分野に利用できる親水性の向上した分離膜に関する。

〔従来の技術〕

近年、膜分離技術の進歩は目覚ましく、多くの分野で
実用化されている。この分離膜の素材としては極めて多
くの高分子、例えば、ポリスルホン系、セルロース系、
ポリアクリロニトリル系、ポリオレフイン系、フツソ
系、ポリアミド系などが使用されている。これらの高分
子は、水との親和性により親水性と疎水性とに分類でき
る。疎水性高分子からなる膜（以下疎水性膜という）
は、親水性高分子からなる膜に比べて、乾燥前後での膜
構造の変化がない点で優れるため、多くの分野で広く利
用されている。しかし、疎水性膜を前述の用途、特に水
系の分離に用いようとすると、膜の透水圧以上の圧力を
かけなければ水が透過しないので、低い操作圧力で用い
るには膜を親水化することが是非とも必要である。従
来、疎水性膜を親水化する方法として、恒久的親水化法
と一時的親水化法とがある。恒久的親水化法は、親水性
高分子を疎水性膜の表面および細孔内表面に被覆、架橋
あるいはグラフトなどとする方法である。また、一時的
親水化法は、疎水性膜の表面および細孔内表面に界面活
性材を塗布する方法やアルコールなどの水と混合可能で
膜の細孔内へ浸透可能な液体に膜を浸漬した後、この液
体を水で置換する方法などである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記恒久的親水化法は、膜内で重合や
架橋反応などを行う必要があり、しかも親水化処理後、
洗浄を十分に行つても未反応の親水性高分子が膜内に残
存するため、使用時に徐々に溶出するという問題や膜内
の親水性高分子により膜の細孔がさらに小さくなり、透
水性や阻止率が変化する問題などがある。他方、一時的
親水化法のうち、界面活性剤を塗布する方法では使用前
に十分に洗浄しなければならない煩雑さ、残存界面活性
剤の溶出やそれによる発泡などの問題があり、アルコー
ルなどの水と混合可能で膜の細孔内へ浸透可能な液体に
膜を浸漬した後、この液体を水で置換する方法では、膜
を浸漬するのに必要な液体の量が装置の規模によつては
大量に必要となることや置換操作の煩雑さが避けられな
いなどの問題がある。さらに、一時的親水化法では膜を
一旦系外に取出して乾燥させてしまうと、乾燥前に比べ
て透水性能が低下し、極端な場合には全く透水性がなく
なつてしまう。

したがつて、本発明の目的は前述のような問題を解消
した、繰返し使用のできる親水化膜を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは上記の目的を達成するために、親水性素
材の選択や親水性を付与するための方法について種々の
検討を行つた結果、本発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、疎水性高分子から乾湿式あるい
は湿式法で製造される分離膜において、該高分子に少な
くとも一種類のアルギン酸およびその誘導体の塩（以下
アルギン酸塩という）を含有させることを特徴とする親
水化膜である。

本発明で使用する疎水性高分子としては、乾湿式ある
いは湿式法で分離膜を製造できる素材であれば特に限定
されないが、例をあげると、ポリスルホン、ポリエーテ
ルスルホン、ポリアリルスルホン、ポリフツ化ビニリデ
ン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアリレート、
ポリエーテルイミドなどがある。また、これらの素材は
単独で使用したり、ブレンドして使用したりすることが
出来る。

次に、アルギン酸塩としては、アルギン酸、部分メチ
ルエステル化アルギン酸、カルボメトキシ化アルギン
酸、リン酸化アルギン酸、アミノ化アルギン酸などの塩
があげられる。

アルギン酸塩の紡糸原液中の添加量は疎水性高分子、
微孔形成剤、膨潤剤、溶媒の種類や濃度などに依存する
ため、乾湿式あるいは湿式法で膜が形成でき、かつ親水
性を付与できれば特に限定はされないが、一般にはこれ
らの濃度が大なる程添加量は小となる。

疎水性高分子中に残有されるアルギン酸塩は、イオン
化した状態あるいはイオン架橋した状態のどちらでも良
い。

紡糸原液中の微孔形成剤、膨潤剤、溶媒としては、従
来分離膜の製造に使用されているものが利用できる。微
孔形成剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、
ポリエチレンオキサイド、グリセリン、エチレングリコ
ール、ポリビニルピロリドンなどが、膨潤剤としては、
例えば、塩化リチウム、塩化亜鉛、硝酸ナトリウムなど
の無機塩やメタノール、エタノールなどのアルコール類
などの有機物があげられる。

また、溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルム
アミド、N,N−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル２−
ピロリドン、２−ピロリドンなどがあげられる。

分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜、ス
パイラル膜のいずれでもよい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例にて説明するが、本発明はかか
る実施例に何等限定されるものではない。

実施例 ポルスルホン（商品名；ユーデルポリスルホンＰ−17
00、アモコ社製）19重量％とポリエチレングリコール2
8.5重量％とアルギン酸ナトリウム0.9重量％とをＮ−メ
チル−２−ピロリドンに溶解し脱泡して原液を作製し
た。この原液から２重管状ノズルを用いて、環状部より
原液、内管部よりＮ−メチル−１−ピロリドン／水／酢
酸カルシウム＝75/24/1の混合液を同時に押出し中空状
となし、空気中を約10cm落下させ、25℃の水中に導き凝
固させた後、乾燥させた。得られた中空糸膜は内径480
μ、外径620μであり、この中空糸膜を200本束にしてモ
ジユールを作製した。

このモジユールを使用して、中空糸膜の内側から水を
供給したところ、圧力0.2kg/cm²Gで膜の外側に水が滲出
してきた。また、このモジユールを一旦乾燥させ再度試
験に供しても、同様の低い圧力で水が滲出してくるのが
認められた。

比較例 原液にアルギン酸を混合せず、また、混合液にＮ−メ
チル−２−ピロリドン／水＝75/25を用いる以外は実施
例と同様にして中空糸を得、モジユールを作製した。こ
のモジユールを使用して、実施例と同様にして中空糸膜
の内側から水を供給したところ、圧力1kg/cm²Gでも膜の
外側に水が滲出することはなかつた。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、疎水性高分子からなる
分離膜を容易に親水化でき、しかも、乾燥を繰返しても
性能の変化しない優れた膜が得られるという利点を有す
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】疎水性高分子から乾湿式あるいは湿式法で
   製造される分離膜において、該高分子に少なくとも一種
   類のアルギン酸およびその誘導体の塩を含有させること
   を特徴とする親水化膜。