(57)【要約】  【課題】  酢酸セルロース分離膜の保存液、分離膜モジュールおよび保存方法を提供すること。  【解決手段】  ０．０５〜１０重量％の金属塩を含む、ホルムアルデヒドの０．１〜５重量％水溶液からなる酢酸セルロース分離膜の保存液、およびこの保存液で湿潤状態とされている酢酸セルロース分離膜が提供される。さらには、この保存液で湿潤状態にされた分離膜を、膜モジュール内に密封して保存することで、酢酸セルロース分離膜の長期間に渡る劣化防止が可能になる。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．０５〜１０重量％の金属塩を含む、ホルムアルデヒドの０．１〜５重量％水溶液からなる酢酸セルロース分離膜の保存液。
【請求項２】
金属塩が、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、および酢酸ナトリウムからなる群から選ばれる１または２以上である、請求項１記載の保存液。
【請求項３】
請求項１記載の保存液で湿潤状態とされている酢酸セルロース分離膜。
【請求項４】
保存液の重量が、分離膜の乾燥重量の０．２〜５倍である請求項３記載の分離膜。
【請求項５】
ケースハウジングに、請求項３または４記載の酢酸セルロース分離膜が収納されている分離膜モジュール。
【請求項６】
酢酸セルロース分離膜が収納されているケースハウジング内に、０．０５〜１０重量％の金属塩を含む、ホルムアルデヒドの０．１〜５重量％水溶液からなる酢酸セルロース分離膜の保存液を注入する工程、
前記保存液により酢酸セルロース分離膜を湿潤状態にする工程、
過剰の保存液をケースハウジングから抜き取る工程、および
この湿潤状態の膜が収納された膜モジュールを密閉に保つ工程とからなる、酢酸セルロース分離膜の保存方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理、下水処理および排水処理等の水処理や化学工業および医薬品工業における溶液の分離精製および濃縮操作において、限外ろ過に用いられる酢酸セルロース分離膜の分離膜の保存液、分離膜モジュールおよび保存方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
分離膜をケースハウジングに収納してなる分離膜モジュール製品が、出荷前に保存される際、収納された分離膜の保存中における膜の劣化を防止することが必要になる場合がある。その技術としては、例えば特開平５−７７４３などが知られている。
【特許文献１】特開平５−００７７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来公知の保存液や保存方法は、酢酸セルロース分離膜が保存中に加水分解することによる膜劣化に対しては充分な効果がなかった。そこで、酢酸セルロース分離膜の保存中の分解防止に有効な保存液および保存方法が必要であった。本発明は、酢酸セルロース分離膜の保存液、分離膜モジュールおよび保存方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、課題の解決手段として、０．０５〜１０重量％の金属塩を含む、ホルムアルデヒドの０．１〜５重量％水溶液からなる酢酸セルロース分離膜の保存液を提供する。前記金属塩が、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、および酢酸ナトリウムからなる群から選ばれる１または２以上であることが好ましい。
【０００５】
また、前期保存液で湿潤状態とされている酢酸セルロース分離膜が提供される。この膜においては、保存液の重量が、分離膜の乾燥重量の０．２〜５倍であることが好ましい。
【０００６】
また、ケースハウジングに、上記の湿潤状態となった酢酸セルロース分離膜が収納されている分離膜モジュールを提供する。
【０００７】
さらに、酢酸セルロース分離膜が収納されているケースハウジング内に、０．０５〜１０重量％の金属塩を含む、ホルムアルデヒドの０．１〜５重量％水溶液からなる酢酸セルロース分離膜の保存液を注入する工程、
前記保存液により酢酸セルロース分離膜を湿潤状態にする工程、
過剰の保存液をケースハウジングから抜き取る工程、および
この湿潤状態の膜が収納された膜モジュールを密閉に保つ工程とからなる、酢酸セルロース分離膜の保存方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
酢酸セルロースからなる分離膜を、長期間に渡って保存しても、膜原料である酢酸セルロースが分解により劣化することがないので、分離膜の性能を長期間に渡り維持することができる。
【０００９】
また、湿潤状態にするだけで膜の分解による劣化を防止することができるので、膜モジュールの輸送、取り扱い時にその重量が小さくて済み、作業が容易になると共に、使用する保存液の量を少なくできるので、経済的にも優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の保存液は、０．０５〜１０重量％の金属塩を含む、ホルムアルデヒドの０．１〜５重量％水溶液からなる酢酸セルロース分離膜の保存液である。ホルムアルデヒド水溶液は市販のものを使用できる。ホルムアルデヒド水溶液に、必要量の金属塩を溶解させることにより、本発明の保存液を調整できる。ホルムアルデヒド水溶液の濃度はより好ましくは、０．２〜３％である。
【００１１】
金属塩は、使用する金属塩の種類に応じて、適宜、固形状あるいは溶液状のものを使用できる。金属塩の濃度が大きいほど、分解抑制効果が大きくなる。金属塩の濃度は好ましくは、０．１〜５％である。
【００１２】
使用される金属塩としては、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、酢酸カルシウム、および酢酸ナトリウムからなる群から選ばれる１または２以上を使用できる。これらのうち、特に溶液のｐＨ緩衝効果の大きい酢酸ナトリウム、酢酸カルシウム、および硫酸ナトリウムが好ましい。
【００１３】
保存液の溶媒としては、上記のホルムアルデヒド水溶液以外に、安息香酸水溶液、ソルビン酸水溶液、重亜硫酸ナトリウム水溶液などを使用することも可能である。
【００１４】
本発明の分離膜は、上記の保存液で湿潤状態とされている酢酸セルロース分離膜である。分離膜を湿潤状態にする方法は制限されるものではなく、分離膜を直接保存液に浸したり、分離膜を入れた容器に保存液を注入・浸漬後、過剰の保存液を容器から抜き取る等の方法を用いることができる。
【００１５】
過剰の保存液を除去した後の、湿潤状態の分離膜においては、膜に付着している保存液の重量が、分離膜の乾燥重量の０．２〜５倍であることが好ましい。この比は０．５〜３倍がより好ましい。この範囲より多くても効果は変わらず、またこの範囲より小さいと膜の劣化防止効果が充分ではない。
【００１６】
また本発明の膜モジュールは、ケースハウジングに、上記保存液により湿潤状態にされた酢酸セルロース分離膜が収納されている分離膜モジュールである。
【００１７】
この膜モジュールにおいては、膜束は密封されたケースハウジング内に収容されるので、保存液が蒸発などにより減少することなく、膜束を長期間に渡って保存液と接触した状態に保つことができる。その結果、膜束の劣化が防止され、膜性能が維持される。
【００１８】
更に本発明の保存方法は、酢酸セルロース分離膜が収納されているケースハウジング内に、０．０５〜１０重量％の金属塩を含む、ホルムアルデヒドの０．１〜５重量％水溶液からなる酢酸セルロース分離膜の保存液を注入する工程、
前記保存液により酢酸セルロース分離膜を湿潤状態にする工程、
過剰の保存液をケースハウジングから抜き取る工程、および
この湿潤状態の膜が収納された膜モジュールを密閉に保つ工程とからなる、酢酸セルロース分離膜の保存方法である。
【００１９】
膜モジュールに分離膜束を収納後、保存液を注入するので、膜束を湿潤化する作業を容易に行なうことができる。
【００２０】
膜束を湿潤状態にする具体的な手段としては、膜束が収納された膜モジュールのケースハウジングが有する液出入口から必要量の保存液を注入する。膜束は、ケースハウジングへの収納前に予めホルムアルデヒド水溶液、水等により湿潤状態になっていることが好ましい。保存液の量は、ケースハウジング内の膜束を構成する膜のすべてが保存液に浸漬される量とすることが好ましい。その状態で、膜束内に保存液が充分に浸透するまで、浸漬状態を保つ。その時間は０．１〜２時間が好ましい。
【００２１】
その後、液出入口から水頭圧を利用する方法などにより、保存液を抜き取り、すぐに液出入口にキャップを被せるなどの方法で、ケースハウジングを密閉状態にする。
【００２２】
その膜モジュールを、定温、定湿度の状態に保つ。温度は５〜４０℃が好ましく、湿度は４０〜７０％が好ましい。
【００２３】
また、湿潤状態の膜束の状態は、それぞれの膜の表面から膜の内部まで、膜中の全ての部分が保存液に接触している必要がある。一部に保存液と接していない部分があると、微生物発生という不都合が生じる可能性がある。
【００２４】
また、本発明の保存方法は、上記のものに限定されるものではなく、例えば、膜モジュールに収納されない分離膜束を、適当な方法、例えば容器に入れた保存液に直接膜束を浸漬することにより、膜束を湿潤状態とした後、膜束を密閉状態にして保存する方法を採用することもできる。
【００２５】
更に上記のように、ケースハウジングに膜束を入れた後に、保存液を注入して膜束を湿潤状態にするだけでなく、予め保存液により湿潤状態にされた膜束を、ケースハウジングに入れて膜モジュールとする方法でもよい。
【００２６】
本発明の保存液による酢酸セルロース分離膜の劣化防止の機構は以下のように考えられる。酢酸セルロース中に少量存在する遊離酢酸と水により、酢酸セルロース中のエステル結合の加水分解が開始され、分解が進むにつれ徐々に遊離酢酸の濃度が増加する。加水分解速度は、溶液内の遊離酢酸濃度に依存すると考えられるので、加水分解の進行と共に更に加水分解が加速される。
【００２７】
ホルムアルデヒド水溶液中に金属塩が存在することで、溶液のｐＨに対する金属塩の緩衝効果により、溶液中の水素イオン濃度が一定に保たれやすくなる。また、加水分解速度は、反応イオン種の活量にも比例すると考えられるので、溶液中のイオン強度を増加させることで、反応イオン種の活量を低下させることも有効である。
【００２８】
本発明に使用される膜の種類は特に限定されるものではなく、中空糸膜、平膜、管型膜等、およびそれらからなる膜モジュールに適用できる。また、膜モジュールの使用方法も限定されるものではない。
【００２９】
以下実施例により、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明では、イオンクロマトグラフ法によって、酢酸イオン等の有機酸量の分析を行なった。
【実施例１】
【００３０】
酢酸セルロース製の中空糸膜(外径１．３ｍｍ、内径０．８mm、有効長さ１．０ｍ)２００本を搭載した中空糸膜モジュールに、５重量％の硫酸ナトリウムを含む、２重量％のホルムアルデヒド水溶液からなる保存液を、膜モジュールのケースハウジングの透過側ポートから注入して満水状態として、０．５時間放置し浸漬させた。その後、ホルムアルデヒド水溶液を水頭差を利用して膜モジュールから抜き取り、膜モジュール内の中空糸膜を湿潤状態とした。この際、膜モジュールへの保存液の注入量である１５００ｇから、膜モジュールからの保存液の抜き取り量である１３７０ｇを引いた保存液量は１３０ｇであった。
【００３１】
この容器を密閉状態にして、加速試験として、実際の保存温度よりも高い６０℃の定温で１４日間保存した後、ホルムアルデヒド水溶液を、膜モジュールの透過側ポートから注射器で２ｍｌ取り出し、その中に含まれる有機酸濃度の分析を行なった。
【００３２】
その後、膜モジュールを解体して、中空糸膜を取り出し重量を測定したところ、長さ１ｍ当たり０．６９ｇであった。さらに、この中空糸膜を４０℃で２４時間乾燥させた後の重量は０．２３ｇであり、中空糸膜の乾燥重量に対する保存液の重量の比は２．０であった。
【実施例２】
【００３３】
硫酸ナトリウムの濃度を０．１重量％とした以外は、実施例１と同様の操作を行なった。
【実施例３】
【００３４】
硫酸ナトリウムに替えて、塩化マグネシウムを使用した以外は、実施例１と同様の操作を行なった。
［比較例１］
硫酸ナトリウムを添加しないホルムアルデヒド水溶液を使用した以外は、実施例１と同様の操作を行なった。
［比較例２］
硫酸ナトリウムの濃度を０．０１重量％とした以外は、実施例１と同様の操作を行なった。
【００３５】
実施例１、２、３および比較例１、２での、酢酸濃度(保存前および保存後)の分析結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
2006007076.tif 000002
表１より、ホルムアルデヒド水溶液中の、金属塩の濃度が低い場合には、保存中にホルムアルデヒド水溶液中の酢酸濃度が増加しており、酢酸セルロースの分解が進んでいることが確認された。