[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP7032460B2 - 濾過フィルタの製造方法 - Google Patents

濾過フィルタの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7032460B2
JP7032460B2 JP2020011393A JP2020011393A JP7032460B2 JP 7032460 B2 JP7032460 B2 JP 7032460B2 JP 2020011393 A JP2020011393 A JP 2020011393A JP 2020011393 A JP2020011393 A JP 2020011393A JP 7032460 B2 JP7032460 B2 JP 7032460B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
filtration filter
support
filtration
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020011393A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021115537A (ja
Inventor
将嗣 小野
誠 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FCC KK
Original Assignee
FCC KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2020011393A priority Critical patent/JP7032460B2/ja
Application filed by FCC KK filed Critical FCC KK
Priority to KR1020227026875A priority patent/KR20220128635A/ko
Priority to EP21746322.3A priority patent/EP4098352A4/en
Priority to PCT/JP2021/001099 priority patent/WO2021153255A1/ja
Priority to IL294256A priority patent/IL294256A/en
Priority to CN202180006955.6A priority patent/CN114786798A/zh
Priority to TW110103023A priority patent/TW202142311A/zh
Publication of JP2021115537A publication Critical patent/JP2021115537A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7032460B2 publication Critical patent/JP7032460B2/ja
Priority to US17/843,988 priority patent/US20220362719A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
    • B01D67/0016—Coagulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/106—Membranes in the pores of a support, e.g. polymerized in the pores or voids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/107—Organic support material
    • B01D69/1071—Woven, non-woven or net mesh
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/108—Inorganic support material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/08—Polysaccharides
    • B01D71/12—Cellulose derivatives
    • B01D71/14—Esters of organic acids
    • B01D71/16—Cellulose acetate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/301—Polyvinylchloride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
    • B01D71/62—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain
    • B01D71/64—Polyimides; Polyamide-imides; Polyester-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
    • D06M15/05—Cellulose or derivatives thereof
    • D06M15/07—Cellulose esters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/244—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of halogenated hydrocarbons
    • D06M15/248—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of halogenated hydrocarbons containing chlorine
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/244—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of halogenated hydrocarbons
    • D06M15/256—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of halogenated hydrocarbons containing fluorine
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/63—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing sulfur in the main chain, e.g. polysulfones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/0283—Pore size
    • B01D2325/02833—Pore size more than 10 and up to 100 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/04—Characteristic thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/20—Specific permeability or cut-off range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/145—Ultrafiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
    • B01D61/147—Microfiltration
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/32—Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/34—Polyamides
    • D06M2101/36—Aromatic polyamides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

本発明は、不純物を濾過可能な濾過フィルタの製造方法に関するものである。
例えば、浄水場の水処理においては、精密濾過膜や限外濾過膜等が用いられるとともに、海水淡水化の水処理においては、逆浸透膜等が用いられている。このうち、精密濾過膜や限外濾過膜を有する濾過フィルタとして、例えばＰＥＴ製の不織布等から成る支持体の表面にバーコータ等で樹脂溶液を均一に塗布した後、水等の非溶媒液に浸漬して相分離（ＮＩＰＳ法）させて非溶媒液と樹脂溶液の溶媒とを置換することにより、支持体の表面上に多孔質樹脂を形成して成るものが挙げられる。なお、支持体の表面上に多孔質樹脂（緻密多孔質スキン層部分）が形成された限外濾過膜について、例えば特許文献１にて開示されている。
特開平９－２９９７７２号公報
しかしながら、上記従来技術においては、支持体の表面上に多孔質樹脂を形成していたので、多孔質樹脂を支持体上に強固且つ確実に保持させるのが困難となってしまう虞があった。また、従来の濾過フィルタにおいては、多孔質樹脂の開口の孔径を維持しつつ開口の数（開口率）を増加させるのが困難であることから、不純物の阻止率を維持しつつ透過水量を増加させることが難しいという問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多孔質樹脂を支持体にて強固且つ確実に保持させることができるとともに、不純物の阻止率を維持しつつ透過水量を増加させることできる濾過フィルタの製造方法を提供することにある。
請求項１記載の発明は、不純物を濾過可能な濾過フィルタの製造方法であって、繊維状の構造体から成る支持体に対し、所定の樹脂を所定の溶媒に溶解して作製された樹脂溶液を含浸させた後、非溶媒液に浸漬して当該非溶媒液と前記樹脂溶液の溶媒とを置換する相分離現象を生じさせることにより、不純物を濾過可能な多孔質樹脂から成る濾過膜が前記支持体の内部に一体的に形成された濾過フィルタを得ることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の濾過フィルタの製造方法において、前記濾過膜は、開口率が６～３０％の多孔質樹脂膜から成ることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の濾過フィルタの製造方法において、前記支持体は、厚さ寸法が０．０３～０．５ｍｍの構造体から成ることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１～３の何れか１つに記載の濾過フィルタの製造方法において、前記濾過膜は、厚さ寸法が１０～５００μｍの多孔質樹脂から成ることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１～４の何れか１つに記載の濾過フィルタの製造方法において、前記支持体は、化学繊維を有する構造体から成ることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の濾過フィルタの製造方法において、前記支持体は、アラミド樹脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂から成ることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項１～６の何れか１つに記載の濾過フィルタの製造方法において、前記濾過膜は、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はセルロースアセテート（ＣＡ）から成ることを特徴とする。
本発明によれば、多孔質樹脂を支持体にて強固且つ確実に保持させることができるとともに、不純物の阻止率を維持しつつ透過水量を増加させることできる。
本発明の実施形態に係る濾過フィルタの製造方法を示すフローチャート 同濾過フィルタの製造工程を示す模式図 同濾過フィルタの製造工程を示す模式図 同濾過フィルタの製造工程を示す模式図 本実施形態の製造方法で製造された実施例に係る濾過フィルタを示す模式図 従来の製造方法で製造された比較例に係る濾過フィルタを示す模式図 実施例及び比較例の透過水量及び阻止率を示す表 本発明の実施形態に係る濾過フィルタの内部構造を示す顕微鏡写真 同濾過フィルタの開口を示す（ａ）顕微鏡写真及び（ｂ）その顕微鏡写真を２値化した図 従来の濾過フィルタの開口を示す（ａ）顕微鏡写真及び（ｂ）その顕微鏡写真を２値化した図
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る濾過フィルタは、不純物を分離して水から濾過可能なもので、たんぱく質、ウィルス及び細菌等を阻止可能な所謂ＵＦ膜（又はＭＦ膜）と称されるものである。かかる濾過フィルタ５は、図５に示すように、内部が繊維状の構造体から成る支持体１と、該支持体１の内部に一体的に形成されるとともに、不純物を濾過可能な多孔質樹脂から成る濾過膜Ｍとを具備している。
具体的には、本実施形態に係る支持体１は、抄紙法（抄造法）にてシート状（ペーパー状）に形成された不織布等から成るもので、内部が繊維状（網目状）の構造体から成るとともに、その繊維状の構造体の内部に多孔質樹脂が含浸されて一体成形されている。また、本実施形態に係る支持体１は、最大孔径が約２７０μｍの開口を有したアラミド樹脂から成り、特に本実施形態においては、開口率が６～３０％とされている。
アラミド樹脂（芳香族ポリアミド（aromatic polyamid））は、耐熱性に優れ、高い機械強度を持つプラスチックから成り、例えば多孔質樹脂をポリスルホン（ＰＳＦ）から成るものとした場合、水素結合され、且つ、親疎水度が疎とされて密着性（親和性）が良好とされる。これに対し、支持体１をＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）やパルプ等から成るものとした場合、ポリスルホン（ＰＳＦ）から成る多孔質樹脂Ｍとの間において水素結合されない。
ここで、本実施形態に係る濾過フィルタ５は、開口率が６～３０％、及び／又は厚さ寸法が１０～５００μｍの多孔質樹脂から成る濾過膜Ｍを有するとともに、厚さ寸法が０．０３～０．５ｍｍ、及び／又は化学繊維を有する構造体から成る支持体１を有するものが好ましい。また、本実施形態に係る支持体１は、アラミド樹脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂から成るとともに、濾過膜Ｍは、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はセルロースアセテート（ＣＡ）から成るのが好ましい。
次に、本実施形態に係る濾過フィルタの製造方法について、図１のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、メチルホルムアミドにポリスルホンを溶解して樹脂溶液２（高分子溶液）を作製し（Ｓ１）、図２、３に示すように、アラミド繊維パルプを抄紙法にてペーパー状に成形した支持体１に当該樹脂溶液２を含浸させて樹脂含浸体３を得た。
そして、バーコータで表面の余剰溶液を除去した後、図４に示すように、非溶媒４（本実施形態においては水）に浸漬させた（Ｓ３）。これにより、非溶媒４（水）と樹脂溶液２の溶媒とが置換する相分離現象を生じさせることができるので、図５、８に示すように、不純物を濾過可能な多孔質樹脂から成る濾過膜Ｍが支持体１の内部に一体的に形成された濾過フィルタ５を得ることができる。
すなわち、上記相分離現象を利用した膜の製造方法は、ＮＩＰＳ法と称されるもので、相分離現象により非溶媒４（水）と樹脂溶液２の溶媒とを置換させ、樹脂が凝固することにより、樹脂部分が濾過膜Ｍになるとともに、水と置換した溶媒部分が濾過膜Ｍの孔（開口）となるのである。このように製造された濾過フィルタ５は、支持体１がアラミド繊維とされるとともに、濾過膜Ｍの材質がポリスルホンとされ、限外濾過膜（ＵＦ膜）として使用される。
また、上記の如く製造された濾過フィルタ５は、支持体１の厚さ寸法が０．１５ｍｍ、全体の厚さ寸法が０．３０ｍｍ、平均孔径が０．０２６μｍ、開口率が９．０％とされていた。ここで、開口率とは、単位面積あたりに孔部分が占める割合を指し、大きいほど透過水量が増加するもので、透過水量は、単位面積、単位圧力、単位時間あたりに膜を透過する水の量を指す。
そして、このように製造された濾過フィルタ５を実施例とし、比較例と比較した。かかる比較例は、図６に示すように、支持体６がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維から成るとともに、その表面にポリスルホンから成る樹脂膜７が一体的に形成されたもので、支持体６の厚さ寸法が０．１ｍｍ、全体の厚さ寸法が０．１５ｍｍ、平均孔径が０．０２５μｍ、開口率が３．４％とされている。
すなわち、実施例及び比較例は、平均孔径がほとんど変わらないものの、実施例の開口は、図９に示すように、その数が比較例に比べて多く開口率が高くなっているのに対し、比較例の開口は、図１０に示すように、その数が実施例に比べて少なく開口率が低くなっている。しかるに、実施例と比較例について、不純物の阻止率（％）及び透過水量（Ｌ／（ｈｏｕｒ・ｍ２・ＭＰａ）を比較する実験結果を図７に示す。
なお、不純物の阻止率は、濾過膜（樹脂膜）に分子量（１０万、３０万、５０万）のＰＥＧ（標準物質）を含んだ水を流し、（原水の炭素量－透過水の炭素量）／原水の炭素量なる演算式にて算出されるものである。本実験において、標準物質の濃度（ＰＥＧ濃度）は、２０００ｐｐｍ、圧力（ＭＰａ）は０．２及び循環時間（ｍｉｎ）は１０とされている。
かかる実験結果によれば、不純物の阻止率は、１０万、３０万及び５０万の何れの分子量のＰＥＧを含む水に対してもあまり変化がないものの、透過水量は、実施例が比較例の約２倍以上と極めて高いことが分かる。これは、実施例の開口率（９．０％）が比較例の開口率（３．４％）に比べて高いことに起因すると考えられる。開口率は、濾過フィルタの表面のＳＥＭ画像を例えば倍率５０００～２００００倍で取得し、画像処理ソフトで解析することにより測定することができ、例えば図９（ｂ）及び図１０（ｂ）の如く、開口部分とその他の部分を２値化して開口の比率を測定してもよい。
すなわち、濾過膜（樹脂膜）の開口率は、樹脂部分の割合を要因として樹脂濃度を変更することにより任意に調整されるとともに、開口の孔径は、相分離速度や溶媒と非溶媒の置換速度を要因として樹脂の粘度、非溶媒の種類又は純度を変更することにより任意に調整されるので、これら要因及び条件を任意に設定することにより、実施例の如く開口の孔径を維持しつつ（大きくすることなく）開口率が高い濾過膜を得ることができる。
したがって、本実施形態によれば、多孔質樹脂を支持体１にて強固且つ確実に保持させることができるとともに、不純物の阻止率を維持しつつ透過水量を増加させることできる。さらに、実施例においては、アラミド樹脂など繊維状の構造体（多孔質構造体）を支持体として樹脂溶液を含浸し、非溶媒液に浸漬して相置換させているので、繊維状の構造体の面粗度が高く、その表面張力により樹脂溶液の溶媒と非溶媒液との接触面積を向上させることができる。したがって、非溶媒と溶媒との置換速度を向上させることができる。
またさらに、実施例においては、アラミド樹脂などの構造体（多孔質構造体）を支持体としてポリスルホン（ＰＳＦ）を材質とした濾過膜としているので、ＰＥＴ繊維やパルプ等を支持体としたものに比べ、濾過膜との密着性を良好としてクラック等の発生を抑制することができる。なお、クラック等の発生を抑制することができれば、ＰＥＴ繊維やパルプを支持体として用いてもよい。
加えて、比較例においては、濾過膜を形成する前において支持体にしわが生じていると、しわの凸部分に形成された濾過膜が薄く、且つ、凹部分に形成された濾過膜が厚くなり、膜圧にばらつきが生じてしまうとともに、しわが大きいと支持体がむき出となり不純物の濾過効果が低下してしまう。そのため、比較例においては、しわの生じ易い両端部分を切り除く必要があるのに対し、実施例によれば、支持体にしわが生じていても、その内部に濾過膜を良好に形成することができるとともに、構造も自由に変更することができる。
次に、実施例及び比較例の剥離性についての実験結果について説明する。
先ず、日東電工ＣＳシステム株式会社製のテープ（Ｎｏ．３８００Ｋ）を実施例及び比較例の表面（膜面）に貼り付け、それぞれを指で３回こすった後、テープの端を把持して１８０°に折り返してゆっくりと引っ張った。そして、テープの後方２５ｍｍを有効面積として濾過膜（樹脂膜）の剥離を観察したところ、比較例が１００％剥離したのに対し、実施例は１００％未満（約５０％）であった。
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば支持体や濾過膜を他の材質から成るものとしてもよく、これらの厚さ寸法や全体の厚さ寸法は任意に設定することができる。また、本実施形態に係る濾過フィルタにおいては、支持体の内部全体に濾過膜を含浸させて一体形成しているが、支持体の一部のみに濾過膜を含浸させて一体形成するようにしてもよい。
さらに、本実施形態においては、限外濾過膜（ＵＦ膜）に適用しているが、例えばＭＦ膜等、他の濾過膜に適用するようにしてもよい。またさらに、本実施形態に係る濾過フィルタの製造方法は、樹脂溶液の溶媒と非溶媒とを置換するＮＩＰＳ法にて濾過膜を形成しているが、他の方法により濾過膜を形成するようにしてもよい。
繊維状の構造体から成る支持体に対し、所定の樹脂を所定の溶媒に溶解して作製された樹脂溶液を含浸させた後、非溶媒液に浸漬して当該非溶媒液と樹脂溶液の溶媒とを置換する相分離現象を生じさせることにより、不純物を濾過可能な多孔質樹脂から成る濾過膜が支持体の内部に一体的に形成された濾過フィルタを得る濾過フィルタの製造方法であれば、他の構成及び製造方法で得られたものにも適用することができる。
１ 支持体
２ 樹脂溶液
３ 樹脂含浸体
４ 非溶媒
５ 濾過フィルタ
６ 支持体
７ 樹脂膜

Claims (7)

  1. 不純物を濾過可能な濾過フィルタの製造方法であって、
    繊維状の構造体から成る支持体に対し、所定の樹脂を所定の溶媒に溶解して作製された樹脂溶液を含浸させた後、非溶媒液に浸漬して当該非溶媒液と前記樹脂溶液の溶媒とを置換する相分離現象を生じさせることにより、不純物を濾過可能な多孔質樹脂から成る濾過膜が前記支持体の内部に一体的に形成された濾過フィルタを得ることを特徴とする濾過フィルタの製造方法。
  2. 前記濾過膜は、開口率が６～３０％の多孔質樹脂膜から成ることを特徴とする請求項１記載の濾過フィルタの製造方法。
  3. 前記支持体は、厚さ寸法が０．０３～０．５ｍｍの構造体から成ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の濾過フィルタの製造方法。
  4. 前記濾過膜は、厚さ寸法が１０～５００μｍの多孔質樹脂から成ることを特徴とする請求項１～３の何れか１つに記載の濾過フィルタの製造方法。
  5. 前記支持体は、化学繊維を有する構造体から成ることを特徴とする請求項１～４の何れか１つに記載の濾過フィルタの製造方法。
  6. 前記支持体は、アラミド樹脂又はポリエチレンテレフタレート樹脂から成ることを特徴とする請求項５記載の濾過フィルタの製造方法。
  7. 前記濾過膜は、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又はセルロースアセテート（ＣＡ）から成ることを特徴とする請求項１～６の何れか１つに記載の濾過フィルタの製造方法。
JP2020011393A 2020-01-28 2020-01-28 濾過フィルタの製造方法 Active JP7032460B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020011393A JP7032460B2 (ja) 2020-01-28 2020-01-28 濾過フィルタの製造方法
EP21746322.3A EP4098352A4 (en) 2020-01-28 2021-01-14 FILTRATION FILTER AND PRODUCTION METHOD THEREFOR
PCT/JP2021/001099 WO2021153255A1 (ja) 2020-01-28 2021-01-14 濾過フィルタ及びその製造方法
IL294256A IL294256A (en) 2020-01-28 2021-01-14 Filter and method for its preparation
KR1020227026875A KR20220128635A (ko) 2020-01-28 2021-01-14 여과 필터 및 그것의 제조 방법
CN202180006955.6A CN114786798A (zh) 2020-01-28 2021-01-14 过滤器及其制造方法
TW110103023A TW202142311A (zh) 2020-01-28 2021-01-27 過濾器及其製造方法
US17/843,988 US20220362719A1 (en) 2020-01-28 2022-06-18 Filtration Filter And Method For Producing The Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020011393A JP7032460B2 (ja) 2020-01-28 2020-01-28 濾過フィルタの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021115537A JP2021115537A (ja) 2021-08-10
JP7032460B2 true JP7032460B2 (ja) 2022-03-08

Family

ID=77078848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020011393A Active JP7032460B2 (ja) 2020-01-28 2020-01-28 濾過フィルタの製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220362719A1 (ja)
EP (1) EP4098352A4 (ja)
JP (1) JP7032460B2 (ja)
KR (1) KR20220128635A (ja)
CN (1) CN114786798A (ja)
IL (1) IL294256A (ja)
TW (1) TW202142311A (ja)
WO (1) WO2021153255A1 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017213515A (ja) 2016-05-31 2017-12-07 株式会社クラレ 多孔質膜、複合膜、及び多孔質膜の製造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61118106A (ja) * 1984-11-14 1986-06-05 Kurabo Ind Ltd 異方性濾過膜の製法
JPH09299772A (ja) 1996-05-13 1997-11-25 Nitto Denko Corp ポリスルホン系限外濾過膜及びその製造方法
DE19729456C1 (de) * 1997-07-10 1998-10-22 Sartorius Gmbh Integral vliesverstärkte poröse Membranen
JP2005081226A (ja) * 2003-09-08 2005-03-31 Institute Of Physical & Chemical Research ナノ濾過膜およびその製造方法
JP4565944B2 (ja) * 2004-09-16 2010-10-20 ダイセル化学工業株式会社 フィルタ素材及びその製造方法
JP5552289B2 (ja) * 2009-09-04 2014-07-16 株式会社クレハ フッ化ビニリデン系樹脂多孔膜の製造方法
KR20130009941A (ko) * 2010-04-16 2013-01-24 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 이형 다공성 중공사막, 이형 다공성 중공사막의 제조방법, 이형 다공성 중공사막을 이용한 모듈, 여과 장치 및 수처리 방법
EP2671628B1 (en) * 2011-01-31 2019-10-30 Toray Industries, Inc. Production method for separation membrane for water treatment
KR101985351B1 (ko) * 2011-04-01 2019-06-03 도레이 카부시키가이샤 복합 반투막, 복합 반투막 엘리먼트 및 복합 반투막의 제조 방법
CN102299284B (zh) * 2011-06-28 2013-12-04 浙江大学 一种用于锂离子电池的活性复合多孔隔膜及其制备方法
WO2013108788A1 (ja) * 2012-01-16 2013-07-25 東レ株式会社 複合半透膜およびその製造方法
US9022229B2 (en) * 2012-03-09 2015-05-05 General Electric Company Composite membrane with compatible support filaments
JP6105875B2 (ja) * 2012-08-20 2017-03-29 ユニチカ株式会社 有機溶剤耐性を有するポリアミド限外濾過膜、及びその製造方法
CN203043857U (zh) * 2012-11-21 2013-07-10 北京碧水源膜科技有限公司 带絮状增强中空纤维膜
JP5569832B1 (ja) * 2013-06-11 2014-08-13 東洋紡株式会社 Ｍｂｒ用高分子多孔質平膜シート
JP6447623B2 (ja) * 2014-03-03 2019-01-09 Jnc株式会社 複合微多孔質膜及びこれを用いたフィルター
CN103933873B (zh) * 2014-04-23 2016-03-09 湖州森蓝环境工程有限公司 一种自支撑pvdf均质微孔管式膜及其制备方法
JP6359431B2 (ja) * 2014-11-21 2018-07-18 旭化成株式会社 多孔性中空糸膜、多孔性中空糸膜の製造方法、及び浄水方法
WO2017104570A1 (ja) * 2015-12-14 2017-06-22 日東電工株式会社 水素排出膜形成用支持体及び水素排出積層膜
CN106110907B (zh) * 2016-06-24 2019-04-05 盐城海普润膜科技有限公司 一种内支撑中空纤维膜的生产方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017213515A (ja) 2016-05-31 2017-12-07 株式会社クラレ 多孔質膜、複合膜、及び多孔質膜の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220128635A (ko) 2022-09-21
EP4098352A1 (en) 2022-12-07
CN114786798A (zh) 2022-07-22
IL294256A (en) 2022-08-01
WO2021153255A1 (ja) 2021-08-05
TW202142311A (zh) 2021-11-16
EP4098352A4 (en) 2024-02-28
US20220362719A1 (en) 2022-11-17
JP2021115537A (ja) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102289642B1 (ko) 복합 반투막
Fan et al. Preparation and performance of homogeneous braid reinforced cellulose acetate hollow fiber membranes
JP6694326B2 (ja) 複合膜
US20240109041A1 (en) Semipermeable composite membrane, method of producing same, and semipermeable composite membrane element
JP5609116B2 (ja) 耐ファウリング性に優れる中空糸型限外ろ過膜
JP6771865B2 (ja) 複合半透膜および複合半透膜エレメント
Li et al. Engineering design of outer‐selective tribore hollow fiber membranes for forward osmosis and oil‐water separation
JP2007245107A (ja) 中空糸多孔質膜
JP7032460B2 (ja) 濾過フィルタの製造方法
JP2008178869A (ja) 繊維強化型中空糸膜
Rabiee et al. Improvements in permeation and fouling resistance of PVC ultrafiltration membranes via addition of Tetronic-1107 and Triton X-100 as two non-ionic and hydrophilic surfactants
JP2008168224A (ja) 中空糸多孔質膜及びその製造方法
JP3999367B2 (ja) シート状分離膜の製造法
KR101434184B1 (ko) 정삼투막 및 그의 제조방법
CN113926317A (zh) 一种荷正电复合膜及其制备方法和用途
JP6863333B2 (ja) 水処理膜エレメントの製造方法
WO2016182015A1 (ja) 多孔質中空糸膜及びその製造方法
JP3151817B2 (ja) 複合多孔膜
JPS5814904A (ja) 液体分離膜の支持体シ−ト
WO2022050008A1 (ja) 複合半透膜
JP2019205954A (ja) 分離膜エレメント及びその運転方法
WO2022050007A1 (ja) 複合半透膜
KR20180080425A (ko) 아세틸화 알킬 셀룰로스와 폴리올레핀케톤의 복합 중공사막
JP2005013805A (ja) 内圧式中空糸膜モジュール
JP2020131158A (ja) 分離膜エレメント及びその使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211209

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211209

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20211209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7032460

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150