(57)【要約】【課題】繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法であって、補修後の中空糸膜の機能を損なうことなく、簡素化された方法での補修を可能とする。【解決手段】繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所に、ポリフッ化ビニリデンの良溶媒を滴下後、水洗する。この方法によれば、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所の補修が非常に容易かつ短時間で行うことができ、また補修が必要な最小範囲内で補修が可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法において、
繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所に、ポリフッ化ビニリデンの良溶媒を滴下後、水洗することを特徴とする繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法。
【請求項２】
ポリフッ化ビニリデンの良溶媒として、リン酸トリアルキルまたは非プロトン性極性溶媒が用いられる請求項１記載の繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法。
【請求項３】
良溶媒を滴下後、5〜40秒静置した後、水洗が行われる請求項１記載の繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜の補修方法に関する。さらに詳しくは、簡便かつ短時間での補修作業を可能とする繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境への関心が高まり、排水や浄水など水処理分野において水質の規制が厳しくなっている中、高分離性、省エネの面から分離膜、中でも中空状多孔質膜の研究開発、実用化が進められている。
【０００３】
膜ろ過による浄水処理や下廃水処理は、これまでの凝集沈殿のろ過方式と比較し、運転の維持や管理が容易であり、処理水質も良好であることから、膜ろ過は水処理分野で幅広く用いられている。ここで、近年の水資源確保の観点より、高強度で単位容積当りの膜面積が大きい多孔質中空糸膜モジュールが多く用いられている。例えば廃水処理の場合、一般的には単位容積当りの膜面積が50〜100m2の多孔質中空糸膜モジュールが用いられ、かかる膜モジュールに毎分数十リットルから数百リットルといった量の水が供給されることとなる。その場合、発生する荷重の影響により、多孔質中空糸膜が破断するおそれがある。また、多孔質中空糸膜モジュールが工業用途に用いられる場合には、通常数年〜10年といった長期間にわたって使用されることから、疲労による多孔質中空糸膜の破断を回避する必要もある。
【０００４】
化学的安定性にすぐれた中空糸膜材料としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)が用いられている。本出願人は先に、特許文献１において、円筒状組紐を二重環状紡糸ノズルの内側ノズル内を通過させ、二重環状紡糸ノズルの内側ノズルを通過した円筒状組紐の外表面に二重環状紡糸ノズルの外側ノズルから吐出させた、リン酸トリエチルにポリフッ化ビニリデンが濃度16〜27重量％となるように調製した製膜原液を塗布し、含浸させた後、紡糸後に得られる中空糸状物を濃度10〜90重量％のリン酸トリエチル水溶液からなる凝固液中で40〜120秒間凝固させることに製造される繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜の製造方法を提案している。
【０００５】
しかしながら、かかる製造方法を用いた場合に、円筒状組紐の糸のほつれ、ドープ原液中に存在する気泡により機能膜層に発生するピンホール、製造工程内で発生する傷などによる欠陥を完全になくすことは非常に難しく、モジュール化後の補修作業により欠陥箇所を塞ぐことが一般的に行われている。
【０００６】
かかる補修作業としては、中空糸膜リーク部の膜外から膜内に硬化性の補修剤を充填し、リーク部を塞いだ状態で補修剤を硬化させることによりリーク箇所を塞ぐ方法(特許文献２)、リーク部を含む中空糸膜の長さ方向の一部分を切除し、切除により開口した中空糸膜の開口端面付近の外表面および開口端面にホットメルト接着剤により封止することにより、中空糸膜のリーク部分を補修する方法(特許文献３)、中空糸膜のリーク部分を加熱溶融させることにより中空糸膜開口部を閉鎖する方法(特許文献４)などが提案されている。しかるに、補修剤の塗布は作業性、補修箇所の強度上からみて課題が残っており、さらに長期使用による剥離も懸念される。一方、中空糸膜端面の封止は、作業性や有効膜面積の減少につながるといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１１５７９２号公報
【特許文献２】特許第５，８１１，７３８号公報
【特許文献３】特許第５，６０９，９７５号公報
【特許文献４】特開昭５９−８７００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法であって、補修後の中空糸膜の機能を損なうことなく、簡素化された方法での補修を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる本発明の目的は、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所に、ポリフッ化ビニリデンの良溶媒を滴下後、水洗することを特徴とする繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜リーク箇所の補修方法によれば、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所の補修が非常に容易かつ短時間で行うことができ、また補修が必要な最小範囲内で可能となるといったすぐれた効果を奏する。また、先行技術にみられるような硬化性の補修剤を用いていないため、使用後においても剥離といった心配がなく、補修箇所は強度および耐久性の点においても優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例および比較例において用いられた、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所の状態を示す図である。
【図２】実施例において、補修後の繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所の状態を示す図である。
【図３】比較例において、補修後の繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明方法は、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のリーク箇所にポリフッ化ビニリデンの良溶媒を滴下後、水洗することにより、リーク箇所を補修するものである。
【００１３】
繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜は、円筒状組紐を二重環状紡糸ノズルの内側ノズル内を通過させ、二重環状紡糸ノズルの内側ノズルを通過した円筒状組紐の外表面に二重環状紡糸ノズルの外側ノズルから吐出させた製膜原液を塗布、含浸させた後、必要に応じて空走させた後に、凝固液中で凝固させ、乾燥させる湿式紡糸法または乾湿式紡糸法により製造される。ここで、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜は、好ましくは製膜原液としてリン酸トリエチル溶液にポリフッ化ビニリデンが濃度16〜27重量％となるように溶解した溶液を用いるとともに、紡糸後に得られる中空糸状物を10〜90重量％の濃度のリン酸トリエチル水溶液からなる凝固液中で40〜120秒間凝固させるものが用いられる(特許文献１)。
【００１４】
このようにして得られる繊維強化多孔質中空糸膜は、中空糸膜内部の孔径が大きく、均質であるとともに、円筒状組紐内部空隙部の75％以上に製膜原液が含浸して凝固しているため、円筒状組紐に中空糸膜が強固に結合し、剥離強度が高く、継続的使用にも十分耐えうる高い機械的強度を有する。
【００１５】
リーク箇所は、目視あるいは加圧気体を用いた方法、具体的には中空糸膜を水などの中に浸漬した状態で、中空糸膜の中空部側からエアー等の気体を圧入して、気泡の発生を確認する方法などによって検出される。検出されたリーク箇所には、ポリフッ化ビニリデンの良溶媒であるリン酸トリエチル、リン酸トリメチル等のリン酸トリアルキル、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒を、スポイトなど少量の滴下が可能な器具を用いて、リーク箇所の大きさに合わせた滴下量、例えば数百μm径の穴に対しては約0.5〜2ml程度が滴下され、約5〜40秒程度静置した後、水洗が行われる。ここで、水洗が行われないと、残存した溶剤が他の膜部に影響を及ぼし、膜同士が接着してしまう場合がある。
【００１６】
ここで、良溶媒滴下時において、好ましくは中空糸膜が乾燥した状態のものが用いられる。中空糸膜が水に濡れた状態であっても補修は可能ではあるものの、より多くの良溶媒が必要となったり、リーク部分が塞がるまでの所要時間が延びてしまったりする可能性がある。また、良溶媒は、付着した箇所の膜が溶解して孔のないフィルム状となるため、中空糸膜のリーク部分以外には極力付着しないように作業することが望まれる。
【実施例】
【００１７】
次に、実施例について本発明を説明する。
【００１８】
実施例
ポリフッ化ビニリデン樹脂(クレハ製品KF-1550)120gをN,N-ジメチルホルムアミド380gに溶解させて、製膜原液を調製した。次いで、図１に示される円筒状組紐であるテトロンスリーブ(圓井繊維機械製品、外径2.0mm、内径1.5mm)を内管径2.2mmの二重環状紡糸ノズルの内側ノズル内を通過させ、二重環状紡糸ノズルの内側ノズルを通過した支持体に対して、その外表面に二重環状紡糸ノズルの外側ノズルからギアポンプを用いて圧送し、吐出させた製膜原液を塗布して含浸させ、80重量％リン酸トリエチル水溶液からなる凝固液中に押し出して60秒間凝固させ、繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜を作製した。得られた繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜のバブルポイント、すなわち中空糸膜の中空部側からエアーなどの気体を圧入した際に中空糸膜外表面から気泡が発生する最低圧力を、中空糸膜を水に沈めることにより測定したところ、350kPaであった。
【００１９】
次に、かかる繊維強化ポリフッ化ビニリデン多孔質中空糸膜の一部に、マチ針を用いて図１に示されるような数百μm径の穴をあけ、穴をあけた箇所を水中に沈め、中空糸膜の中空部側から圧力を徐々に上げながらエアーを圧入したところ、10kPaで穴から気泡の発生が確認された。
【００２０】
この穴の空いているリーク部分にリン酸トリエチルを約1ml滴下した後、30秒間程度静置し、その後水洗を行ったところ、膜の一部が溶解して穴が塞がり、図２に示されるように樹脂コーティングされた状態となった。
【００２１】
補修箇所を水中に沈めて中空糸膜の中空部側か圧力を徐々に上げながらエアーを圧入してリーク試験を行ったところ、機能膜としてのバブルポイントである350kPaまで空気漏れが起こることは確認されなかった。
【００２２】
比較例
穴の空いているリーク部分にホットメルト接着剤(テクノス製品HPP4000)を用いて、図３に示されるように穴を塞ぎ、リーク部分試験を行ったところ、補修剤が徐々に剥離してしまい、穴が露出してしまった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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