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公開番号2024107332
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-08
出願番号2024094704,2022563829
出願日2024-06-11,2021-11-18
発明の名称多孔質膜
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B01D 69/00 20060101AFI20240801BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】本発明は、膜濾過法により天然水、生活排水、及びこれらの処理水である懸濁水を除濁する方法において、高い濾過性能を有し、また膜表面の擦過による透水性能劣化も少ない多孔質膜を提供することを目的とする。
【解決手段】被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して0.12%までの厚みにおける空孔率の該被濾過液側表面の開孔率に対する割合が1.05以上であることを特徴とする、多孔質膜。
特許請求の範囲【請求項１】
被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．１２％までの厚みにおける空孔率の、該被濾過液側表面の開孔率に対する割合が１．０５以上であることを特徴とする、多孔質膜。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記被濾過液側表面の開孔率が２５％以上である、請求項１に記載の多孔質膜。
【請求項３】
前記被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．１２％までの厚みにおける空孔率が３５％以上である、請求項１又は２に記載の多孔質膜。
【請求項４】
前記被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．１２％までの厚みにおけるポリマー骨格サイズが１００ｎｍ以上である、請求項１～３のいずれか一項に記載の多孔質膜。
【請求項５】
前記被濾過液側表面の開孔率が３５％以上である、請求項１～４いずれか一項に記載の多孔質膜。
【請求項６】
前記被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．０４％までの厚みにおける空孔率の、該被濾過液側表面の開孔率に対する割合が０．７以上である、請求項１～５のいずれか一項に記載の多孔質膜。
【請求項７】
前記被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．０４％までの厚みにおける空孔率が２０％以上である、請求項１～６のいずれか一項に記載の多孔質膜。
【請求項８】
前記被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．０４％までの厚みにおけるポリマー骨格サイズが１００ｎｍ以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載の多孔質膜。
【請求項９】
前記被濾過液側表面の開孔率が３５％以上であり、該被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．１２％までの厚みにおける空孔率が４０％以上である、請求項１～８のいずれか一項に記載の多孔質膜。
【請求項１０】
前記被濾過液側表面の最表面から膜厚に対して０．１２％までの厚みにおける断面孔径が３００ｎｍ以下である、請求項１～９のいずれか一項に記載の多孔質膜。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質膜に関する
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
上水処理は、懸濁水である河川水、湖沼水、地下水等の天然水源から飲料水又は工業用水を得るプロセスである。下水処理は、下水等の生活排水を処理して再生雑用水を得たり、放流可能な清澄水を得たりするプロセスである。これらの処理には、固液分離操作（除濁操作）を行うことで懸濁物を除去することが必須である。上水処理では懸濁水である天然水源水由来の濁質物（粘土、コロイド、細菌等）が除去される。下水処理では下水中の懸濁物及び活性汚泥等により生物処理（２次処理）した処理水中の懸濁物（汚泥等）が除去される。
【０００３】
従来、これらの除濁操作は、主に、沈殿法、砂濾過法又は凝集沈殿砂濾過法により行われてきたが、近年は膜濾過法が普及しつつある。膜濾過法の利点として例えば以下の事項が挙げられる。
（１）得られる水質の除濁レベルが高く且つ安定している（得られる水の安全性が高い）。
（２）濾過装置の設置スペースが小さくてすむ。
（３）自動運転が容易である。
【０００４】
例えば上水処理では、凝集沈殿砂濾過法の代替として、又は例えば凝集沈殿砂濾過の後段に設置して凝集沈殿砂濾過された処理水の水質を更に向上するための手段として膜濾過法が用いられている。下水処理に関しても、下水２次処理水からの汚泥の分離等に膜濾過法使用の検討されている。
【０００５】
これら膜濾過による除濁操作には、主として中空糸状の限外濾過膜又は精密濾過膜（孔径数ｎｍから数百ｎｍの範囲）が用いられる。中空糸状濾過膜を用いた濾過方式としては、膜の内表面側から外表面側に向けて濾過する内圧濾過方式と、外表面側から内表面側に向けて濾過する外圧濾過方式の２方式がある。これらのうち、懸濁原水と接触する側の膜表面積が大きく取れるために単位膜表面積当たりの濁質負荷量を小さくできる外圧濾過方式が有利である。特許文献１～３は中空糸及びその製造方法を開示する。
【０００６】
膜濾過法による除濁は、上述のように従来の沈殿法及び砂濾過法にはない利点が多くあるために、従来法の代替技術又は補完技術として上水処理や下水処理への普及が進みつつある。しかしながら、長期にわたり安定した膜濾過運転を行う技術が確立されておらず、これが膜濾過法の広範囲な普及を妨げている（非特許文献１参照）。膜濾過運転の安定を妨げる原因は、主に膜の透水性能の劣化である。透水性能の劣化の第一の原因は、濁質物質等による膜の目詰まり（ファウリング）である（非特許文献１参照）。また、膜表面が濁質物によりこすられて擦過を受け、透水性能が低下する場合もある。
【０００７】
ところで、多孔質膜の製法として、熱誘起相分離法が知られている。この製法では熱可塑性樹脂と有機液体を用いる。有機液体として、該熱可塑性樹脂を室温では溶解しないが、高温では溶解する溶剤、すなわち潜在的溶剤を用いる。熱誘起相分離法は、熱可塑性樹脂と有機液体を高温で混練し、熱可塑性樹脂を有機液体に溶解させた後、室温まで冷却することで相分離を誘発させ、更に有機液体を除去して多孔体を製造する方法である。この方法は以下の利点を持つ。
（ａ）室温で溶解できる適当な溶剤のないポリエチレン等のポリマーでも製膜が可能になる。
（ｂ）高温で溶解したのち冷却固化させて製膜するので、特に熱可塑性樹脂が結晶性樹脂である場合、製膜時に結晶化が促進され高強度膜が得られやすい。
【０００８】
上記の利点から、多孔性膜の製造方法として多用されている（例えば非特許文献２～５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開昭６０－１３９８１５号公報
特開平３－２１５５３５号公報
特開平４－０６５５０５号公報
【非特許文献】
【００１０】
Ｙ．Ｗａｔａｎａｂｅ，Ｒ．Ｂｉａｎ，Ｍｅｍｂｒａｎｅ，２４（６），１９９９年、３１０－３１８頁
プラスチック・機能性高分子材料事典編集委員会、「プラスチック・機能性高分子材料事典」、産業調査会、２００４年２月、６７２－６７９頁
松山秀人、「熱誘起相分離法（ＴＩＰＳ法）による高分子系多孔膜の作製」、ケミカル・エンジニアリング誌、化学工業社、１９９８年６月号、４５－５６頁
滝澤章、「膜」、アイピーシー社、平成４年１月、４０４－４０６頁
Ｄ．Ｒ．Ｌｌｏｙｄ，ｅｔ．ａｌ．，「ＪｏｕｎａｌｏｆＭｅｍｂｒａｎｅＳｃｉｅｎｃｅ」、６４、１９９１年、１－１１頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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