【手続補正書】
【提出日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層と多孔質分離機能層とからなる分離膜において、多孔質分離機能層が、ポリフッ化ビニリデン系樹脂５１重量％〜９５重量％と、ポリスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂から選ばれた少なくとも一種である有機樹脂５重量％〜４９重量％とのブレンド樹脂から構成されることを特徴とするポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
【請求項２】
分離膜が、多孔質分離機能層を構成する樹脂の一部が基材層中に入り込み、多孔質分離機能層と基材層とが複合化した層が存在する平膜である請求項１に記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
【請求項３】
平均粒径が０．９μｍの微粒子の排除率が少なくとも９０％である請求項１又は２のいずれかに記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
【請求項４】
多孔質基材の密度が０．７ｇ／ｃｍ３以下である請求項１〜３のいずれかに記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
【請求項５】
多孔質基材が不織布または織編物である請求項１〜４のいずれかに記載のポリフッ化ビニリデン系多孔質分離膜。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の平膜状の分離膜と流路材と透過液の集液部材とを有している膜分離エレメント。
【請求項７】
請求項６記載の膜分離エレメントの複数個をハウジングに収容した膜分離モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
この分離膜において、多孔質ポリフッ化ビニリデン樹脂層は分離機能層として作用するが、そのような平膜においては、他の形態の分離膜、たとえば中空糸膜にくらべて単体体積あたりの有効膜面積を大きくとることが困難であるため、ろ過対象に応じた細孔径を保ちつつ透水量を多くすることが要求されている。しかるに、透水量を大きくしようとすると、細孔径が大きくなりすぎたり、表面に亀裂が入ったりして阻止率が低下する。一方、阻止率を上げようとして細孔径を小さくすると、今度は透水性が低下してしまう。すなわち、阻止率の向上と透水性の向上とは相反する関係にあり、両者のバランスよく整えることはなかなか難しい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
さらに、特許文献３には、分離膜と支持基材枠との物理的接合方法として、重ね合わせた各樹脂材料の接合部に対して局部加熱や超音波又は高周波数の光の照射を行い、各樹脂部材の界面を溶融させて溶着させる方法が提案されている。この物理的接合方法で採用している局部加熱や超音波又は高周波の照射は、その加熱や照射により生じる熱や振動によって膜シートやフィルタへの損傷が拡大し易いという不利益があり、その上、溶着による斑が生じるため、接合部からリークが起こる可能性が高いという問題点もある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
製膜原液に多孔質形成を促進する作用を持つ開孔剤を加える場合、その開孔剤は、凝固液によって抽出可能なものであればよく、凝固液への溶解性の高いものが好ましい。たとえば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリオキシアルキレン類や、ポリビニールアルコール、ポリビニールブチラール、ポルアクリル酸などの水溶性高分子やグリセリンを用いることもできる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
中でも、ポリオキシアルキレン構造、脂肪酸エステル構造及び水酸基の全てを含有している界面活性剤が特に好ましく用いられ、たとえば、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルとして、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレンヤシ油脂肪酸ソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルとして、モノステアリン酸ポリエチレングリコール、モノオレイン酸ポリエチレングリコール、モノラウリン酸ポリエチレングリコールを挙げることができる。これらの界面活性剤は、多孔質層に残存し乾燥させても透水性、阻止性が低下しないという特徴を併せ持つので好ましい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
製膜原液の組成において、ポリフッ化ビニリデン系と他の有機樹脂からなるブレンド樹脂は５重量％〜３０重量％、開孔剤は０．１重量％〜１５重量％、溶媒は４５重量％〜９４．８重量％、非溶媒は０．１重量％〜１０重量％範囲内であることが好ましい。中でも、ポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂は、極端に少ないと多孔質層の強度が低くなり、多すぎると透水性が低下することがあるので、８重量％〜２０重量％の範囲がより好ましい。開孔剤は、少なすぎると透水性が低下し、多すぎると多孔質層の強度が低下することがある。また、極端に多いとポリフッ化ビニリデン系ブレンド樹脂中に過剰に残存して使用中に溶出し、透過水の水質が悪化したり、透水性が変動したりすることがある。したがって、より好ましい範囲は、０．５重量％〜１０重量％である。さらに、溶媒は少なすぎると原液がゲル化しやすくなり、多すぎると多孔質層の強度が低下することので、より好ましくは６０重量％〜９０重量％の範囲である。また、非溶媒は、あまり多いと原液のゲル化が起こりやすくなり、極端に少ないと細孔やマクロボイドの大きさの制御が難しくなる。したがって、より好ましくは０．５重量％〜５重量％である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、本発明の分離膜は、ナノろ過膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜とのいずれであってもよく、分離対象物質の大きさに応じて適当な一種以上の膜を選択、組み合わせればよいが、下廃水処理用としては特に限外ろ過膜、精密ろ過膜が好ましい。そして、平均粒径０．０８８μｍの微粒子の阻止率が９０％以上であることがさらに好ましい。この阻止率を満足しないときは、下廃水処理にあたって、菌体や汚泥などがリークしたり菌体や汚泥による目詰まりが起こったり、ろ過差圧の急激な上昇が起こったり、寿命が極端に短くなったりする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
また、本発明における接着方法は、分離膜とＡＢＳ樹脂のエレメント支持板をホットメルト型接着剤を用いて、熱プレス法にて接着を行うことを特徴とする平膜への接着方法であり、ホットメルト型接着剤の発現し得るアンカー効果を最大限に引き出し、接着剤は分離膜の奥深くまで浸透させ分離膜の支持基材でも固定するものである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、本発明において分離膜とＡＢＳ樹脂のエレメント支持板とを接着する場合は、電子天秤の計量皿（株式会社タニタ製／ＴＬＣ−５００）の上に、ＡＢＳ樹脂製のエレメント支持板を置き、その上にホットメルト接着材を乗せ、その上から分離膜を置き、分離膜の上から熱プレスやアイロン等により１６５℃の熱を加え０．１３ＭＰａの圧力で２０秒間押さえつけ接着させることが好ましい。ここで、ホットメルト接着材の形状はホットメルト接着ガンを用いた場合はガット形状でもよくペレット形状でもよく、ホットメルト接着ガンを使用しない場合はシート状でもよく、またはフィルム状であってもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
そして、分離膜とエレメント支持板の接着強度は、ＪＩＳ Ｋ６８５４ １８０度剥離試験に準じて、“テンシロン”（TENSILON（登録商標）/UTM-4L TOYO MEASURING INSTRUMENTS CO., LTD）を用いて測定する。エレメント支持板にホットメルト接着剤で分離膜を張り合わせた幅２５ｍｍの分離膜サンプルとし、引っ張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で剥離強度の測定を行なう。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
支持板１は、板状体の両面に複数の凹凸を有した構造であれば特に限定されるものではないが、透過水取出口までの距離、流路抵抗を均一化して被処理水が膜面に対して均等に流れるように、凹部は一定間隔で並列配置された複数個の溝を形成するように設けることが好ましい。このとき、各凹部５の幅は、透過水量を高く保ちつつ厳しい曝気条件下での流路材２、分離膜３の落ち込みを防止するために、１〜２０ｍｍの範囲内、さらに１．５〜５ｍｍの範囲内とするのが好ましい。凹部５の深さは、エレメントとしての厚みを抑えつつ透過水流路を確保するために１〜１０ｍｍ程度の範囲内で選択するのが好ましい。さらに、支持板の強度を保ちつつ、透過水流路を十分に確保し透過水が流動する際の流動抵抗を抑えるために、凹部による支持板の空隙率は１５〜８５％の範囲内であることが好ましい。これは、直方体の支持板を１００％としたときに凹部によって形成される空隙の容積比率を示すもので、空隙率が１５％を下回ると流動抵抗が大きくなり透過水を効率よく取水できず、８５％を上回ると支持板の強度が著しく低下する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
また、本発明のエレメントにおいては、図１に示すように支持板１の周縁部に枠体６を設置することも好ましい。この場合、分離膜３は支持板１と枠体６の間に嵌挿してもよく、また、枠体６の外部表面に接着させてもよい。ここで、「接着」とは、接触させた状態で固定することをいい、別途樹脂など用いて接着しても、分離膜そのものを溶着しても、さらにはその他種々の方法で接着してもいい。樹脂の押出成形などの安価な製法で製作された支持板１の周縁部に、射出成形、押出成形などで製作した枠体６を嵌めこむようにすることで、コストを削減できる。支持板１を嵌めこみやすくするため、枠体６は、断面がコ型状になるように形成することが好ましい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
このように構成された下廃水処理装置において、廃水などの被処理水は、ポンプ１４の吸引力により分離膜３を通過する。この際、被処理水中に含まれる汚泥、無機物粒子などの懸濁物質がろ過される。そして、分離膜３を通過した透過水は、流路材２によって形成されている透過水流路を経て、支持板１の凹部５から枠体６内に形成された集水部８を通り、透過水取出口７を通って被処理水槽１１の外部に取り出される。一方、ろ過と並行して散気装置１２が気泡を発生し、その気泡のエアリフト作用によって生じる、エレメント９の膜面に平行な上昇流が、膜面に堆積したろ過物を離脱させる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
また、分離膜の接着試験は“テンシロン”（TENSILON（登録商標）／UTM-４L TOYO MEASURING INSTRUMENTS CO., LTD）を用いて、JIS K6854 180度剥離試験に準じて、引っ張り速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、分離膜のサンプル幅は２５ｍｍの条件で剥離試験を行い、接着強度を求めた。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
次に、上記分離膜について、平均粒径０．０８８μｍラテックス微粒子の阻止率を測定したところ、９９．１％と高い値であった。また、透水量は４０．２×１０−９ｍ３／ｍ２・ｓ・Ｐａであった。
分離膜とＡＢＳ樹脂製のエレメント支持板にホットメルト接着剤で張り付け、接着強度の剥離試験を行ったところ、９０．８Ｎ／２５ｍｍと所望水準を満足するものであった。なお、結果を表１に示す。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み２２０μｍのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに２０℃の純水中に５分間浸漬し、さらに９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み２２０μｍのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに２０℃の純水中に５分間浸漬し、さらに９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み２２０μｍのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに２０℃の純水中に５分間浸漬し、さらに９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み２２０μｍのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに２０℃の純水中に５分間浸漬し、さらに９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み２２０μｍのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに２０℃の純水中に５分間浸漬し、さらに９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
次に、上記製膜原液を３０℃に冷却した後、密度０．４８ｇ／ｃｍ３、厚み２２０μｍのポリエステル繊維製不織布に塗布し、塗布後、直ちに２０℃の純水中に５分間浸漬し、さらに９０℃の熱水に２分間浸漬してＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびポリエチレングリコールを洗い流し、分離膜を得た。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ） ： １．７重量％
ポリスルホン（ＰＳ） ：１５．３重量％
モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン ： ８．０重量％
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ） ：７２．０重量％
Ｈ２Ｏ ： ３．０重量％
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
＜比較例５＞
実施例４においての主成分樹脂であるポリフッ化ビニリデン樹脂のみで、副成分樹脂であるポリスルホン樹脂を用いず、開孔剤としてポリエチレングリコール（ＰＥＧ２０，０００）、溶媒としてＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、非溶媒としてＨ２Ｏをそれぞれ用い、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例４と同様にして得られた分離膜を評価した。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
＜比較例６＞
実施例４においての主成分樹脂であるポリフッ化ビニリデン樹脂を用いず、副成分樹脂であるポリスルホン樹脂のみで、次の組成を有する原液で製膜した以外は実施例４と同様にして得られた分離膜を評価した。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
【表１】
2007283287.tif 000001