(57)【要約】【課題】低温の環境であっても、水が凍結することなく又はタンニンが析出することなく、透過膜の阻止率の低下を抑制又は阻止率を向上するためにタンニンを安定的に使用できる薬剤を提供する。【解決手段】阻止率向上剤はタンニンと、アルコール類又は多価アルコール類と、を含む水溶液剤である。また、阻止率向上剤は、アルコール類としてエタノールを含み、多価アルコール類としてジプロピレングリコールを含むことが好ましい。更に、阻止率向上剤は酸を含むことが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理に使用する透過膜の阻止率向上剤であって、
タンニンと、
アルコール類又は多価アルコール類と、
を含む水溶液剤である阻止率向上剤。
【請求項２】
前記アルコール類がエタノールを含み、前記多価アルコール類がジプロピレングリコールを含む請求項１記載の阻止率向上剤。
【請求項３】
更に酸を含む請求項１又は２記載の阻止率向上剤。
【請求項４】
前記タンニンが阻止率向上剤に対して１質量％以上含まれる請求項１〜３いずれか１項記載の阻止率向上剤。
【請求項５】
前記アルコール類又は前記多価アルコール類が阻止率向上剤に対して３〜５質量％含まれる請求項１〜４いずれか１項記載の阻止率向上剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理に使用する透過膜の阻止率を向上する薬剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水処理設備で用いられる透過膜の阻止率を回復し、及び／又は透過膜の阻止率の低下を抑制するため、タンニンが用いられている（特許文献１）。該特許文献では、阻止率が低下した透過膜を酸又は塩基で洗浄し、その後、タンニンが溶解した水を透過膜に通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２４０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、タンニンの水への溶解性は低く、高濃度の水溶液にできない。そのため、低温において水溶液は凍結しやすくタンニンの水溶液を使用するのは困難であった。また、タンニンやタンニンの塩等が析出しやすく、タンニンを使用する場合に、透過膜の膜面を汚染する恐れがあった。
【０００５】
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、温度に関わらず、水溶液が凍結しにくく又はタンニンが析出しにくく、透過膜の阻止率の低下を抑制又は阻止率を向上するためにタンニンを安定的に使用できる薬剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、タンニンを含む水溶液にアルコール類を添加することにより低温でも、水溶液が凍結しにくく、又はタンニンが析出しにくくなることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下の透過膜の阻止率向上剤を提供する。
【０００７】
（１）水処理に使用する透過膜の阻止率向上剤であって、タンニンと、アルコール類又は多価アルコール類と、を含む水溶液剤である阻止率向上剤。
【０００８】
（２）前記アルコール類がエタノールを含み、前記多価アルコール類がジプロピレングリコールを含む（１）記載の阻止率向上剤。
【０００９】
（３）更に酸を含む（１）又は（２）記載の阻止率向上剤。
【００１０】
（４）前記タンニンが阻止率向上剤に対して１質量％以上含まれる（１）〜（３）いずれか記載の阻止率向上剤。
【００１１】
（５）前記アルコール類又は前記多価アルコール類が阻止率向上剤に対して３〜５質量％含まれる（１）〜（４）いずれか記載の阻止率向上剤。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水が凍結しにくく又はタンニンが析出しにくく、透過膜の阻止率の低下を抑制又は阻止率を向上することができるタンニンを含む水溶液剤が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、水処理に使用する透過膜の阻止率向上剤であって、タンニンと、アルコール類又は多価アルコール類と、を含む水溶液剤である阻止率向上剤である。
【００１４】
本発明における阻止率向上剤は、タンニンと、アルコール類又は多価アルコール類と、を成分として含む水溶液であって、これらのみを成分とする水溶液剤であっても、他の成分を含む水溶液剤であってもよい。該阻止率向上剤は、アルコール類や多価アルコール類を含むことで、水溶液の凝固点が降下し低温であっても凍結しにくくなり、またタンニン又はその塩の水への溶解度が大きくなり水溶液中のタンニンの濃度を高くすることができる。これにより、更に水溶液の凝固点が降下し低温であっても凍結しにくくなり、また阻止率向上剤としての効果が向上する。
【００１５】
本発明におけるタンニンは、ポリフェノール化合物の一種であり、加水分解型タンニンと縮合型タンニンとが挙げられる。タンニンはヒドロキシル基を多数有するため透過膜の表面と吸着等して膜表面の付近に存在することができるため、透過膜のファウリング等による阻止率の低下を抑制又は阻止率を向上する効果が高いと考えられる。本発明においてタンニンは、加水分解型タンニンであるのが好ましく、加水分解型タンニンは単独で用いられても、又は縮合型タンニンや他のポリフェノール化合物若しくはその他の化合物を併用してもよい。なお、他のポリフェノールとしては、特に制限されないが、例えば、アントシアニン、カテキン、ルチン、ケルセチン、イソフラボン、フラボノイド、フミン酸、フラボ酸等が挙げられる。また、他の化合物としては、特に制限されないが、例えば、ポリアルキレングリコールやその誘導体等が挙げられる。
【００１６】
本発明におけるタンニンは、十分な阻止率を得るため、水溶液剤に１質量％以上含まれるのが好ましく、３質量％以上含まれるのがより好ましい。また、低温でもタンニン又はタンニンの塩等が析出しにくいようにするため１０質量％以下で含まれるのが好ましい。なお、タンニンの含有量はジエチルエーテルを用いてタンニンを抽出して乾燥後、タンニンの質量を測定して決定することができる。
【００１７】
本発明におけるアルコール類とは、一価アルコールであり、特に制限されないが、タンニン及びその塩を溶解し、又は水へアルコール類の溶解性が高いため、炭素数１〜１０のアルコールから選択される１種以上が好ましく、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノールから選択される１種以上がより好ましく、エタノールが特に好ましい。なお、炭素数１１以上のアルコールも、水に溶解し又はタンニン等を溶解するものは使用することができる。
【００１８】
本発明においてアルコール類は、タンニンを十分に水に溶解するため、３質量％以上で含まれるのが好ましく、５質量％以上含まれるのがより好ましい。一方、含まれるアルコール類の濃度が高いと透過した水へもアルコール類が大量に含まれることになり好ましくないことから、１０質量％以下で含まれるのが好ましく、５質量％以下で含まれるのがより好ましい。また、同様の理由で、タンニンに対して１００質量％以上３３３質量％以下で含まれるのが好ましく、１００質量％以上１６７質量％以下で含まれるのがより好ましい。
【００１９】
本発明における多価アルコール類とは、ヒドロキシ基を２以上有する多価アルコール（ポリオール）であり、特に制限されないが、タンニン及びその塩を溶解し、又は水への多価アルコール類の溶解性が高いため、炭素数１〜１０のポリオールから選択される１種以上が好ましく、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ブタントリオール等がより好ましく、ジプロピレングリコールが特に好ましい。なお、炭素数１１以上のポリオールも、水に溶解し又はタンニン等を溶解するものは使用することができる。
【００２０】
本発明において多価アルコール類は、タンニンを十分に水に溶解するため、３質量％以上で含まれるのが好ましく、５質量％以上含まれるのがより好ましい。一方、含まれる多価アルコール類の濃度が高いと透過した水へも類が大量に含まれることになり好ましくないことから、１０質量％以下で含まれるのが好ましく、５質量％以下で含まれるのがより好ましい。また、同様の理由で、タンニンに対して１００質量％以上３３３質量％以下で含まれるのが好ましく、１００質量％以上１６７質量％以下で含まれるのがより好ましい。
【００２１】
本発明の阻止率向上剤は、水中に溶解する又は透過膜等に付着するタンニンの塩等を加水分解して阻止率の低下を抑制し又は低下した阻止率を改善するため、更に酸を含んでもよい。
【００２２】
本発明における酸は、タンニンの塩等を加水分解する効果が大きいことからタンニンよりも強酸が好ましく、阻止率向上剤の使用後の中和の容易さ等から無機酸の強酸であるのがより好ましく、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸から選択される１種以上が特に好ましく、硫酸が最も好ましい。酸の含有の有無はｐＨメーターを用いて同じ濃度のタンニンを含む水溶液のｐＨとの比較から決定される。
【００２３】
本発明の阻止率向上剤のｐＨは、タンニンのヒドロキシル基がＯＨの形式で存在することができ金属イオンや他の化合物を吸着しやすいため、６以下であるのが好ましく、０．５以上４以下であるのがより好ましい。
【００２４】
本発明における水処理は、例えば、一般家庭用の浄水設備、各種産業の排水処理設備、海水の淡水化処理設備、超純水の製造設備等を含み、他の水処理であってもよい。
【００２５】
本発明における透過膜は、特に制限されないが、例えば、逆浸透膜（ＲＯ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）精密濾過膜（ＭＦ膜）等の多孔膜を含み、該膜の素材は、特に制限されないが、ポリアミド、酢酸セルロース等が挙げられる。
【００２６】
本発明における阻止率向上剤の使用方法は、特に制限されないが、例えば、処理する水に直接加える、又は水処理用のフィルター内に入れる等があり、水処理に使用する前にタンニン等の固形剤を溶解したりする作業を省略できる。また、アルコール類若しくは多価アルコール類又は酸等を含むことで、不溶解のタンニンやタンニンの塩等による水処理系で用いる多孔膜のファウリングを抑制することができる。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を用いて本発明を説明するが、本発明は実施例に制限されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
１Ｌビーカーに純水及び阻止率向上剤中３質量％となるようにエタノールを入れ、エタノール水溶液を調製した。その後、粉末のタンニンを阻止率向上剤中３質量％となるように添加し、スターラーで１０分攪拌してタンニンを溶解させた。水溶液のｐＨを堀場製作所製ｐＨ計  Ｆ−２１用いて測定し、ビーカーの水中に不溶物の有無を観察した後、３つの１００ｍＬねじ口瓶に分取し、それぞれを所定の温度（−５℃、２５℃、４０℃）の恒温槽に設置した。１週間後、再び水溶液のｐＨを測定し、ビーカー中の析出物（タンニンの不溶物）の有無又は凍結を観察し、以下のように評価した。水溶液のｐＨ及び析出物の評価結果を表１に示す。なお、表１中、配合量の括弧内の数値は、タンニンの量を基準に記載した。また、「−」は未測定又は未観測を意味する。
観察評価
１：無
２：極少量
３：少量
４：多量
５：全量
６：凍結
【００２９】
（実施例２〜１２、比較例１〜１３）
表１に示す通りの配合量で行ったことを除いては実施例１と同様に行った。
【００３０】
【表１】
2013208586.tif 000002
【００３１】
実施例１〜１２及び比較例１〜４より、水溶液にエタノール又はジプロピレングリコールが含まれることで、−５℃〜４０℃の範囲でタンニンの析出を抑制できることがわかった。これは、エタノール又はジプロピレングリコールがタンニンを溶解したためタンニンの析出を抑制できたと考えられる。
【００３２】
実施例５、６、１１、１２と比較例５〜１３より、水溶液に酸を加えることでタンニンの析出を抑制できることがわかった。これは、水溶液の酸性度が上がることでタンニンの溶解度が向上し、タンニンの析出が抑制できたと考えられる。一方、塩又は塩基を添加することで、タンニン等の溶解度が低下し、又はタンニンの塩が形成されタンニン等の析出量が多くなったと考えられる。なお、タンニンよりも強酸が存在する場合、タンニンの塩等は加水分解されタンニンを生成するため、阻止率向上剤におけるタンニンの作用を回復できることが期待できる。
【００３３】
一方、比較例５〜７より、塩を加えることで、タンニンが大量に析出することがわかった。また、比較例８〜１３より、塩基が一定の割合で存在する場合、タンニン又はタンニンの塩が析出し、更にそれ以上の塩基存在下ではタンニンは析出しにくくなったが、透過膜の阻止率の低下を抑制及び阻止率を向上できなかった。これは、塩基の量が、所定量の範囲内にある場合は、主に塩基とタンニンとの塩が形成しタンニンは塩として析出したが、塩基の量が更に増加すると、タンニンの塩等のエステル部位の加水分解が起こり、低分子の没食子酸の塩等が形成されたと考えられる。その結果、水等に溶解しやすくなったが、タンニンの量が減少したため透過膜の阻止率の低下を抑制及び阻止率を向上する効果が低くなったと考えられる。