JPH0416217A - 限外濾過膜の分画性能評価方法 - Google Patents
限外濾過膜の分画性能評価方法Info
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- JPH0416217A JPH0416217A JP11653590A JP11653590A JPH0416217A JP H0416217 A JPH0416217 A JP H0416217A JP 11653590 A JP11653590 A JP 11653590A JP 11653590 A JP11653590 A JP 11653590A JP H0416217 A JPH0416217 A JP H0416217A
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- JP
- Japan
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- colloidal silica
- evaluation
- ultrafiltration membrane
- membrane
- concentration
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野］
本発明は、限外濾過膜の分画性能の設計、品質管理、仕
様説明等に用いるための分画性能評価方法に関する。
様説明等に用いるための分画性能評価方法に関する。
一般に、限外濾過膜の分画性能は、予めサイズのわかっ
ている指標物質を用い、これをクリーンな純水に溶かし
た溶液を膜濾過し、指標物質の阻止率を測定することに
よって評価されている。
ている指標物質を用い、これをクリーンな純水に溶かし
た溶液を膜濾過し、指標物質の阻止率を測定することに
よって評価されている。
ここで阻止率とは、
原液の溶質濃度−透過液の″溶質濃度
阻止率−
（χ） 原液の溶質濃度
の意味である。
また分画分子量とは、ある分子量のわかっている指標物
質（例えば、分子量２０．０００のポリエチレングリコ
ール）を、９０％阻止する膜を「ポリエチレングリコー
ル基準の分画分子量２０．０００ Ｊと呼ふ、分画性能
の表現方法のことである。
質（例えば、分子量２０．０００のポリエチレングリコ
ール）を、９０％阻止する膜を「ポリエチレングリコー
ル基準の分画分子量２０．０００ Ｊと呼ふ、分画性能
の表現方法のことである。
従来より分画性能評価に用いられる指標物質としては、
デキストランやポリエチレングリコール等の高分子、あ
るいは酵素等の球状タンパク質等が挙げられる。
デキストランやポリエチレングリコール等の高分子、あ
るいは酵素等の球状タンパク質等が挙げられる。
しかし、デキストランやポリエチレングリコール等の高
分子は鎖状形状であるため、圧力条件や流れ（膜面流速
）による剪断力条件が変化した場合、形状や向きが自由
に変化し、膜の透過しやすさが変化する。 従って膜の
分画性能評価における阻止率が上記条件の影響を大きく
受けるため、膜自体の真の分画性能を評価す・ることか
難しかった。
分子は鎖状形状であるため、圧力条件や流れ（膜面流速
）による剪断力条件が変化した場合、形状や向きが自由
に変化し、膜の透過しやすさが変化する。 従って膜の
分画性能評価における阻止率が上記条件の影響を大きく
受けるため、膜自体の真の分画性能を評価す・ることか
難しかった。
一方、酵素等のタンパク賞は、■非常に高価であるため
多量かつ頻繁に使用できない、■タンパク質同士の化学
的相互作用による結合の影響を避けるために、特定のｐ
Ｈでかつ電解質を含む溶媒を用いなければならない、■
タンパク質と膜材質問の化学的相互作用によって阻止率
が影響を受ける、■タンパク質の種類によって■、■の
性質か大きく異なる、■タンパク質が変形しやすいので
阻止率が圧力条件や流れによる剪断力条件の影響を受け
る、■ポンプ等で強く攪拌した場合、分解や変形を起こ
す、等の種々の問題を有するため、前記高分子物質以上
に取り扱いが難しい。
多量かつ頻繁に使用できない、■タンパク質同士の化学
的相互作用による結合の影響を避けるために、特定のｐ
Ｈでかつ電解質を含む溶媒を用いなければならない、■
タンパク質と膜材質問の化学的相互作用によって阻止率
が影響を受ける、■タンパク質の種類によって■、■の
性質か大きく異なる、■タンパク質が変形しやすいので
阻止率が圧力条件や流れによる剪断力条件の影響を受け
る、■ポンプ等で強く攪拌した場合、分解や変形を起こ
す、等の種々の問題を有するため、前記高分子物質以上
に取り扱いが難しい。
従って、かかる圧力条件、流れによる剪断力条件、その
他の化学的物理的な条件の影響を受けずに安定して分画
性能評価を行うことができる指標物質は今まで見いださ
れていなかった。
他の化学的物理的な条件の影響を受けずに安定して分画
性能評価を行うことができる指標物質は今まで見いださ
れていなかった。
本発明では、コロイダルシリカ粒子を用いることにより
上記問題点を解決できることを見いだした。
上記問題点を解決できることを見いだした。
即ち本発明は、コロイダルシリカ粒子を用いることを特
徴とする限外濾過膜の分画性能評価方法を提供する。
徴とする限外濾過膜の分画性能評価方法を提供する。
本発明におけるコロイダルシリカ粒子とは、無機珪酸の
超微粒子のことで、水を分散媒として無水珪酸の超微粒
子を水中に分散せしめてなるコロイド溶液である。 か
かるコロイダルシリカ粒子の平均粒子径は、１ｍμｍ〜
１００ｍμｍが好ましい。
超微粒子のことで、水を分散媒として無水珪酸の超微粒
子を水中に分散せしめてなるコロイド溶液である。 か
かるコロイダルシリカ粒子の平均粒子径は、１ｍμｍ〜
１００ｍμｍが好ましい。
かかるコロイダルシリカ粒子は、安価で入手しやす（、
安定した性質を有するので取り扱いも容易である。 ま
た、粒径分布範囲が狭いのでシャープな分画性能評価が
可能である。 市販のものとしては、例えば、日産化学
■製の商品名「スノーテックス」等を好適に用いること
ができるが、これに限定されるものではない。。
安定した性質を有するので取り扱いも容易である。 ま
た、粒径分布範囲が狭いのでシャープな分画性能評価が
可能である。 市販のものとしては、例えば、日産化学
■製の商品名「スノーテックス」等を好適に用いること
ができるが、これに限定されるものではない。。
一般に、球状タンパク質の粒子径ｒと分子量Ｍ−との関
係は、一般に、 ｒ（入）＝２×〜ワ償（Ｆｅｒｒｙの式）で表される。
係は、一般に、 ｒ（入）＝２×〜ワ償（Ｆｅｒｒｙの式）で表される。
「スノーテックス」のコロイダルシリカ粒子の粒子サイ
ズには、粒径４〜６１Ｉｕｌｌ、７〜９ａｌｔＩＩ１１
．１０〜２０ ｍμ１等があるため、上記式を用いれば
これらの分子量は、順に８，０００〜２７，０００．４
３，０００〜９１，０００．１２５，０００〜１，００
０，０００に相当する。
ズには、粒径４〜６１Ｉｕｌｌ、７〜９ａｌｔＩＩ１１
．１０〜２０ ｍμ１等があるため、上記式を用いれば
これらの分子量は、順に８，０００〜２７，０００．４
３，０００〜９１，０００．１２５，０００〜１，００
０，０００に相当する。
また、コロイダルシリカ粒子の粒子径は、ＢＥＴ法（表
面吸着法の一種）によって測定することができる。
面吸着法の一種）によって測定することができる。
コロイダルシリカ粒子の表面には、−５ｉＯＨ基及び−
０Ｈ−イオンが存在し、アルカリイオンによって電気二
重層が形成され、粒子間の反発により安定化されている
。 この電荷バランスがくずれると、粒子同士が結合
し凝集がおこるため好ましくない。
０Ｈ−イオンが存在し、アルカリイオンによって電気二
重層が形成され、粒子間の反発により安定化されている
。 この電荷バランスがくずれると、粒子同士が結合
し凝集がおこるため好ましくない。
コロイダルシリカ粒子のｐＨに対する影響は、ｐＨ１０
，５以上で溶解し、ｐＨが酸性域になると凝集しやすく
なる。 またコロイダルシリカ粒子濃度が高いほど凝集
しやすくなる。
，５以上で溶解し、ｐＨが酸性域になると凝集しやすく
なる。 またコロイダルシリカ粒子濃度が高いほど凝集
しやすくなる。
本発明においては、かかるコロイダルシリカ粒子溶液（
市販の溶液濃度は２０〜３０重量％）を、純水で１０〜
１０，０００ｐｐｍ 、好ましくはｉｏｏ〜２．０００
ｐｐｍとなるように希釈し、塩酸及び水酸化ナトリウム
でｐＨ６〜ＩＯ１好ましくはｐＨ７〜９に調整して、限
外濾過膜の分画性能評価に用いる。
市販の溶液濃度は２０〜３０重量％）を、純水で１０〜
１０，０００ｐｐｍ 、好ましくはｉｏｏ〜２．０００
ｐｐｍとなるように希釈し、塩酸及び水酸化ナトリウム
でｐＨ６〜ＩＯ１好ましくはｐＨ７〜９に調整して、限
外濾過膜の分画性能評価に用いる。
なお、原液及び透過液中に含まれるコロイダルシリカ濃
度の定量は、Ｉ ＣＰ （Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃ
ｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）法あるいは蒸発
乾固法によって行うことができる。
度の定量は、Ｉ ＣＰ （Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃ
ｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓ
ｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）法あるいは蒸発
乾固法によって行うことができる。
次に実施例により、本発明をより具体的に説明する。
限外濾過膜として、日東電工■製、中空糸状限外濾過膜
を使用した。 かかる分画分子量はポリエチレングリコ
ール基準で２０，０００ （タンパク質基準で６，００
０ ）相当である。 この限外濾過膜をポリプロピレン
製チューブ内に注型し、長さ２０ＣＩ１１の膜モジュー
ルを作製した。
を使用した。 かかる分画分子量はポリエチレングリコ
ール基準で２０，０００ （タンパク質基準で６，００
０ ）相当である。 この限外濾過膜をポリプロピレン
製チューブ内に注型し、長さ２０ＣＩ１１の膜モジュー
ルを作製した。
評価用原液のコロイダルシリカ溶液には、日産化学株製
のスノーテックスＸＳ（粒子径４〜６幀μｍ）を用い、
適宜クリーン水で希釈し、塩酸及び水酸化ナトリウムに
てｐＨ調整を行い評価を行った。
のスノーテックスＸＳ（粒子径４〜６幀μｍ）を用い、
適宜クリーン水で希釈し、塩酸及び水酸化ナトリウムに
てｐＨ調整を行い評価を行った。
阻止率は、セイコー電子工業■製プラズマ発光分析装置
５ＰＳ−７０００を用い、ＩＰＣ法にて原液及び透過液
のケイ素濃度を測定し、次式により算出して求めた。
５ＰＳ−７０００を用い、ＩＰＣ法にて原液及び透過液
のケイ素濃度を測定し、次式により算出して求めた。
原液のケイ素濃度−透過液のケイ素濃度また、比較例で
用いたポリエチレングリコール（分子１２０，０００）
については、クリーンな純水に溶解して評価原液とし、
阻止率は屈折計にて濃度を測定し求めた。
用いたポリエチレングリコール（分子１２０，０００）
については、クリーンな純水に溶解して評価原液とし、
阻止率は屈折計にて濃度を測定し求めた。
実施例１
コロイダルシリカ（平均粒径５０人（換算分子量１５．
０００） ）溶液を、濃度１．ＯＯＯｐｐｍ、 ｐＨ８
に調整し、これを膜面線速０．６ｍ／ｓｅｃ、平均圧力
０．５．１．０．１．５ ｋｇｆ／ｃｊの各条件で、膜
モジュールの内側より濾過させた時のコロイダルシリカ
粒子の阻止率を第１図に示す。
０００） ）溶液を、濃度１．ＯＯＯｐｐｍ、 ｐＨ８
に調整し、これを膜面線速０．６ｍ／ｓｅｃ、平均圧力
０．５．１．０．１．５ ｋｇｆ／ｃｊの各条件で、膜
モジュールの内側より濾過させた時のコロイダルシリカ
粒子の阻止率を第１図に示す。
比較例１
ポリエチレングリコール（分子量２０，０００）溶液を
濃度５．０ＯＯｐｐａ＋に調整し、これを実施例１と同
様の条件下で濾過させた時のポリエチレングリコールの
阻止率を第１図に併せて示す。
濃度５．０ＯＯｐｐａ＋に調整し、これを実施例１と同
様の条件下で濾過させた時のポリエチレングリコールの
阻止率を第１図に併せて示す。
実施例２
コロイダルシリカ（平均粒径５０人（換算分子量１５．
０００） ）溶液を、濃度１，０００ｐｐｍ、 ｐＨ８
に調整し、これを平均圧力１．０ ｋｇｆ／ｃｄ、膜面
線速０．２．０．６．１ ｎ＋／ｓｅｃの各条件で、膜
モジュールの内側より濾過させた時のコロイダルシリカ
粒子の阻止率を第２図に示す。
０００） ）溶液を、濃度１，０００ｐｐｍ、 ｐＨ８
に調整し、これを平均圧力１．０ ｋｇｆ／ｃｄ、膜面
線速０．２．０．６．１ ｎ＋／ｓｅｃの各条件で、膜
モジュールの内側より濾過させた時のコロイダルシリカ
粒子の阻止率を第２図に示す。
比較例２
ポリエチレングリコール（分子量２０，０００）溶液を
濃度５．０００ｐｐｎ＋に調整し、これを実施例２と同
様の条件下で濾過させた時のポリエチレングリコールの
阻止率を第２図に併せて示す。
濃度５．０００ｐｐｎ＋に調整し、これを実施例２と同
様の条件下で濾過させた時のポリエチレングリコールの
阻止率を第２図に併せて示す。
実施例３
ｐＨ６，８，１０の３種類のコロイダルシリカ（平均粒
径５０人（換算分子量１５，０００） ） １．０００
ｐｐｍ溶液を用い、平均圧力１．０ ｋｇｆ／ｃ１ｉ１
．膜面線速０．６ ｍ／ｓｅｃの条件で、膜モジュー
ルの内側より濾過させた時のコロイダルシリカ粒子の阻
止率を第３図に示す。
径５０人（換算分子量１５，０００） ） １．０００
ｐｐｍ溶液を用い、平均圧力１．０ ｋｇｆ／ｃ１ｉ１
．膜面線速０．６ ｍ／ｓｅｃの条件で、膜モジュー
ルの内側より濾過させた時のコロイダルシリカ粒子の阻
止率を第３図に示す。
ＩＩ １ 図
上記実施例より明らかな如く、限外濾過膜のコロイダル
シリカの阻止率は、圧力条件及び流れによる剪断力条件
の影響をほとんど受けなかった。
シリカの阻止率は、圧力条件及び流れによる剪断力条件
の影響をほとんど受けなかった。
また、コロイダルシリカ溶液のｐＨに対しても、ｐＨ６
〜１０の中性域ではほとんど影響を受けなかった。
〜１０の中性域ではほとんど影響を受けなかった。
本発明によれば、圧力条件や流れによる剪断力条件の影
響をほとんど受けず、かつｐＨ条件についても、ｐＨ６
〜１０の中性域でほとんど影響を受けることなく、限外
濾過膜の分画性能評価を行うことができる。
響をほとんど受けず、かつｐＨ条件についても、ｐＨ６
〜１０の中性域でほとんど影響を受けることなく、限外
濾過膜の分画性能評価を行うことができる。
第１〜３図は、実施例及び比較例で得られた阻止率の測
定結果を表すグラフである。 （以上）
定結果を表すグラフである。 （以上）
Claims (1)
- （１）コロイダルシリカ粒子を用いることを特徴とする
限外濾過膜の分画性能評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11653590A JP2851371B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 限外濾過膜の分画性能評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11653590A JP2851371B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 限外濾過膜の分画性能評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0416217A true JPH0416217A (ja) | 1992-01-21 |
| JP2851371B2 JP2851371B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=14689534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11653590A Expired - Lifetime JP2851371B2 (ja) | 1990-05-02 | 1990-05-02 | 限外濾過膜の分画性能評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2851371B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006255673A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離装置における膜評価方法 |
| JP2009011927A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Tokyo Institute Of Technology | 限外濾過膜およびその製造方法、並びにナノ粒子のサイズ分別方法 |
| JP2010017647A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Metawater Co Ltd | 膜の検査方法 |
| JP2010253334A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Sepa Sigma Inc | 非破壊型である膜の性能および完全性試験用の水酸化第二鉄コロイド粒子を分散した水溶液およびその製法 |
-
1990
- 1990-05-02 JP JP11653590A patent/JP2851371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006255673A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離装置における膜評価方法 |
| JP2009011927A (ja) * | 2007-07-04 | 2009-01-22 | Tokyo Institute Of Technology | 限外濾過膜およびその製造方法、並びにナノ粒子のサイズ分別方法 |
| JP2010017647A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Metawater Co Ltd | 膜の検査方法 |
| JP2010253334A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Sepa Sigma Inc | 非破壊型である膜の性能および完全性試験用の水酸化第二鉄コロイド粒子を分散した水溶液およびその製法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2851371B2 (ja) | 1999-01-27 |
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