[发明专利]亲水化偏二氟乙烯类多孔中空纤维膜及其制造方法

说明书

相关申请

本申请主张2013年7月18日申请的日本特愿2013-149535的优先权，参照并引用其全部内容作为本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及一种亲水化偏二氟乙烯类树脂多孔中空纤维膜(以下，有时简称为“多孔中空纤维膜”)及其制造方法，所述亲水化偏二氟乙烯类树脂多孔中空纤维膜对原水中的有机物吸附较少、耐污染性优异，而且具有优选的细孔结构、因而透过性能较高、分级性能较高且工序控制性优异，能够适用于净水处理、饮用水制造、工业用水制造、废水处理等水处理领域、食品工业领域等。

背景技术

近年来，使用具有选择透过性的多孔膜的分离操作技术取得了显著进展。这样的分离操作技术可以用于例如饮用水、超纯水及医药品的制造、酿造制品的除菌/精加工等各种领域中，并且包括分离装置、清洗装置及杀菌装置等一系列净化系统已经开发实用化。在这些领域中，对水的优质化(高度处理)、安全性提高、分离精度提高等有较高水平的要求，因此正在进行能够满足这样要求的多孔膜的开发。

在净水处理等水处理用途中使用多孔膜的情况下，由于必须处理的水量较大，因此，作为多孔膜，通常多采用能够增大单位体积的有效膜面积的中空纤维膜。而且，只要能够提高中空纤维膜的透水性能，就能够减小必要膜面积使装置变得小型，从而节约设备费用，从膜更换费用、设备的设置占地面积方面考虑是有利的。然而，由于被处理水中含有的各种成分而导致膜被污染，因此存在持续过滤运行的同时透水性能会逐渐降低的问题。

已知通常在过滤污浊成分较多的原水的情况下，持续进行过滤时会在膜表面或膜内部堆积原水中所含的有机物等(筛孔堵塞)，它们会形成新的过滤 阻力，因此过滤能力会下降。因此，采用了如下方法：在过滤运行的过程中不进行过滤而用高流速的水流对堆积物进行剥离的冲洗、向膜吹送气泡来剥离堆积物的空气清除、在使处理水、空气等气体与过滤相反方向进行流动来进行清洗的反向清洗等。而且，还定期地进行试剂清洗来保持过滤能力较高。冲洗或空气清除虽然对膜的清洗效果较高，但是现实情况是：对于现有的膜而言，即使采用这些清洗方法，经时产生的污垢在膜上的蓄积也较多，未必能够得到令人满意的透水性能。

近年来，使用了偏二氟乙烯类树脂的分离膜作为具有较高化学耐久性和较高物理强度及物理耐久性的原材料而受到关注，存在今后应用扩大的倾向。然而，由于使用了偏二氟乙烯类树脂的膜为疏水性的原材料而容易被污染，因此需要进行避免由有机物等导致的污染(筛孔堵塞)的处理。

迄今为止，公开了一种为了对使用了偏氟乙烯树脂的过滤膜赋予亲水性而使其浸渍于乙烯-乙烯醇共聚物溶液中的方法(专利文献1)。然而，对于这种利用浸渍的亲水化处理而言，由于未充分地亲水化至膜的内部，因此一旦处于干燥状态，就会失去透水性能。因此，需要总是浸渍于液体中或者在使用前进行湿润化操作，在成本方面、使用中的操作性方面均存在问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-233739号公报

发明内容

发明所要解决的课题

鉴于现有技术的上述问题，本发明的课题在于提供一种偏二氟乙烯类树脂多孔中空纤维膜，在净水处理、饮用水制造、工业用水制造、废水处理等水处理领域、食品工业领域等中，该偏二氟乙烯类树脂多孔中空纤维膜对原水中的有机物吸附较少、耐污染性优异、而且具有优选的细孔结构，由此，透过性能较高、分级性能较高且工序控制性优异。

用于解决课题的方法

本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现，通过对膜表面和细孔内表面赋予亲水性、且以原水(被处理水)侧表面致密而处理水侧表面变得粗大的方式控制细孔结构，能够获得对原水中的有机物吸附较少、耐污染性优异、且高透过性能、高分级性能优异的多孔中空纤维膜，从而完成了本发明。

即，本发明的第一构成是一种偏二氟乙烯类树脂多孔中空纤维膜，其包含偏二氟乙烯类树脂，其特征在于，所述多孔中空纤维膜含有0.5～10重量％的亲水性树脂，且内表面的平均孔径(P_i)与外表面的平均孔径(P_o)的比率P_i/P_o为2.5～50的范围，纯水透过速度满足下式。

(式)(FLUX_d/FLUX_w)×100≥40.0