CN102131565A - 供给侧流路材料和螺旋型分离膜元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在构成丝之间的间隙区域内也能够得到充分的抗菌作用从而能够有效防止生物污染的供给侧流路材料及使用了该供给侧流路材料的螺旋型分离膜元件。供给侧流路材料用于螺旋型分离膜元件且构成网状供给侧流路材料的网构成丝(1、2)含有氯酚系抗菌剂；螺旋型分离膜元件是在有孔的中空状中心管的周围卷绕有单个或多个的分离膜、供给侧流路材料和透过侧流路材料，其特征在于，所述供给侧流路材料为前述供给侧流路材料。
Description
技术领域
本发明涉及用于对液体中存在的成分进行分离的螺旋型分离膜元件的供给侧流路材料、及使用了该供给侧流路材料的螺旋型分离膜元件，更具体而言，涉及对螺旋型分离膜元件赋予抗菌性的技术。
背景技术
以往，作为螺旋型分离膜元件的结构，已知在有孔的中心管周围卷绕有单个或多个的分离膜、供给侧流路材料和透过水侧流路材料的结构(例如参照专利文献1)。在这样的螺旋型分离膜元件中，供给侧流体(原水)由供给侧流路材料导入到分离膜表面，透过分离膜进行分离后，透过侧流体(透过水)沿透过侧流路材料导入到中心管(集水管)中。作为该供给侧流路材料，主要使用聚丙烯等树脂制的网。
分离膜元件的供给液中一般含有细菌或微生物，因此长期运转时，微生物在原水侧流路材料的周围增殖而形成生物膜，成为称作生物污染的状态。在该状态下，原水侧流路材料的流动阻力增大，因此供给泵的负荷增大，此外膜面上附着的生物膜形成阻力，出现膜性能下降等弊端。因此，当生物污染不断进展时用户需要进行化学清洗，在成本和劳动力方面造成较大的负担。
因此，目前已知使用氯气等杀菌剂进行原水的杀菌的方法以及对分离膜元件本身赋予杀菌作用的方法。例如，下述专利文献2中，已知通过在形成分离膜的支承膜层时的涂料(dope)(制膜溶液)中添加三氯生系的抗菌剂的制造方法，在分离膜中导入了抗菌剂的分离膜元件。
但是，在向分离膜中导入抗菌剂的方法中，由于处理水在膜内向一个方向透过，因此，虽然对控制透过水的微生物有效，但是难以在接触抗菌剂前的原水侧产生抗菌效果。因此，对于特别容易产生细菌等的积聚的分离膜的表面或供给侧流路材料，不具有防止细菌或微生物附着并繁殖的直接效果。
另外，如果从实际的螺旋元件构成来考虑，就单位面积平均的容积(体积)而言供给侧流路材料较多，在向分离膜中导入抗菌剂的方法中，不能增加抗菌剂保持的绝对量，因此难以长时间保持抗菌效果。
另外，下述专利文献3中，已知有将抗菌剂分散或涂敷于供给侧流路材料得到的分离膜元件。作为该抗菌剂，可以例示银沸石、具有脒基或胍基的化合物或季铵盐等。
专利文献1：日本特开2000-42378号公报
专利文献2：美国专利第6540915号说明书
专利文献3：日本特开平8-332489号公报
但是，专利文献3中记载的上述抗菌剂，在用于供给侧流路材料时，对大肠杆菌的增殖抑制效果均不能说是充分的。即，由于供给侧流路材料一般形成为网状，因此在网的构成丝之间的间隙区域内也需要抗菌作用，结果通过上述抗菌剂在这样的间隙区域内得不到充分的抗菌效果。
特别是在使用专利文献3中记载的有机系抗菌剂的情况下，由于溶解性过大，因此难以长时间保持。另外，由于银系抗菌剂等无机系抗菌剂的缓释性和扩散作用低，因此抗菌范围小，存在其效果难以遍及需要抗菌的整个空间的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，在构成丝之间的间隙区域内也能够得到充分的抗菌作用从而能够有效防止生物污染的供给侧流路材料及使用了该供给侧流路材料的螺旋型分离膜元件。
本发明人等进行了潜心研究，结果发现，通过使网构成丝含有氯酚系抗菌剂能够实现上述目的，从而完成了本发明。
即，本发明的供给侧流路材料，用于螺旋型分离膜元件，其特征在于，构成网状的供给侧流路材料的网构成丝含有氯酚系抗菌剂。
根据本发明的供给侧流路材料，如实施例的结果所示，通过使网构成丝含有氯酚系抗菌剂，可以提供在构成丝之间的间隙区域内也能够得到充分的抗菌作用从而能够有效防止生物污染的供给侧流路材料。
本发明中，在所述网构成丝的交点间隔为4～15mm的情况下，也能够在构成丝之间的间隙区域内获得充分的抗菌作用。
本发明中，所述氯酚系抗菌剂优选为三氯生(2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚)或其衍生物。
另外，所述氯酚系抗菌剂的含量优选相对于总重量为0.005～10重量％。在抗菌剂的含量为该含量时，在构成丝之间的间隙区域内也能够得到充分的抗菌作用，并且能够充分维持流路材料的强度等。
另外，所述氯酚系抗菌剂优选分散在形成网构成丝的树脂中。在如螺旋型分离膜元件这样在高压下产生水流的用途中，在进行涂敷时，容易随时间推移而产生劣化，因此从抗菌效果的耐久性观点考虑，优选分散在形成网构成丝的树脂中。
另一方面，本发明的螺旋型分离膜元件，在有孔的中空状中心管的周围卷绕有单个或多个分离膜、供给侧流路材料和透过侧流路材料，其特征在于，所述供给侧流路材料为上述记载的供给侧流路材料。
根据本发明的螺旋型分离膜元件，由于使用本发明的供给侧流路材料，因此，可以提供在构成丝之间的间隙区域内也能够得到充分的抗菌作用因而能够有效防止生物污染的螺旋型分离膜元件。
上述中，所述分离膜优选含有无机系抗菌剂。通常，无机系抗菌剂在毒性等方面的安全性、持续性高，适用菌种的范围广，但是可抗菌的区域非常窄等，抗菌力或杀菌力弱。相反地，有机系抗菌剂的缓释性和扩散性高，因而抗菌力、杀菌力高，但是存在持续性低、适用菌种的范围窄等问题。例如，有机系抗菌剂三氯生对绿脓杆菌、黑曲霉、假丝酵母等的抗菌效果小或比较小，而无机系抗菌剂ノババロン(Novaron)(银系抗菌剂)对绿脓杆菌、假丝酵母等也显示出充分的抗菌效果。
因此，在透过水的分离膜中使用无机系抗菌剂，在水于表面通过的供给侧流路材料中使用抗菌范围广的有机系抗菌剂，由此可以有效地抑制细菌的积聚。原水中存在多种菌，但通过使用多种抗菌剂，所影响的抗菌范围(抗菌谱)变广，与使用一种抗菌剂时相比可以抑制更多菌的繁殖。另外，还可以抑制因菌的变异而产生耐药菌。
特别优选所述分离膜为在多孔性支承体的表面上形成有含有使多官能胺成分与多官能酰卤成分发生反应而得到的聚酰胺系树脂的表层的复合半透膜，在表层上直接或隔着其它层形成有含有银系抗菌剂和聚合物成分的抗菌层。
在使用该复合半透膜的情况下，具有含有银系抗菌剂和聚合物成分的抗菌层，通过该抗菌层可以长时间维持耐微生物污染的特性。特别是通过将抗菌层中的银系抗菌剂与聚合物成分的重量比调节为55∶45～95∶5(银系抗菌剂：聚合物成分)、使银系抗菌剂与聚合物成分相比过量地添加，可以使银系抗菌剂的一部分露出于抗菌层表面，由此表现优良的耐微生物污染特性。另外，由于在表层上直接或隔着其它层形成抗菌层而使抗菌剂不会分散到表层中，因而可以维持表层的致密性。由此，可以抑制表层的性能下降，不仅能够高度维持耐污染特性，而且能够高度维持水透过性能和阻盐率。
附图说明
图1是表示本发明的供给侧流路材料的制造方法中使用的喷嘴的一例的局部剖开的立体图。
图2是说明喷嘴孔的工作的说明图。
图3是表示本发明的供给侧流路材料的一例的图。
图4是表示抗菌性评价试验1得到的结果的照片。
图5是表示抗菌性评价试验2得到的结果的照片。
图6是表示抗菌性评价试验3得到的结果的图表。
图7是表示本发明的螺旋型分离膜元件的一例的部分剖开的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
本发明的供给侧流路材料，如图3所示，为用于螺旋型分离膜元件的供给侧流路材料，其特征在于，构成网状供给侧流路材料的网构成丝1、2，含有氯酚系抗菌剂。网状的供给侧流路材料的网构成丝1、2之间可以不进行接合，但优选网构成丝1、2之间进行接合。
氯酚系抗菌剂是指作为酚化合物且具有氯基的抗菌剂。作为氯酚系抗菌剂，可以根据其抗菌作用没有限制地使用：三氯生(2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚)、邻氯苯酚、间氯苯酚、对氯苯酚、2，4-二氯苯酚、五氯苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、4-氯间甲酚、2，3，6-三氯苯酚、2，3-二氯苯酚、2，4，5-三氯苯酚、2，4，6-三氯苯酚、2，3，4，6-四氯苯酚、4-氯-3，5-二甲酚、2，4-二氯-3，5-二甲酚、4-氯-3-甲基-6-异丙基苯、对氯邻正戊基苯酚、对氯邻正己基苯酚、对氯邻正辛基苯酚、对氯邻环己基苯酚、对氯邻环戊基苯酚、对氯邻苄基苯酚、对氯邻苄基间甲酚、二氯(对氯苄基)间甲酚、对氯邻苯基苯酚二氯芬、溴氯芬、六氯芬、硫氯酚或其衍生物等。其中，从与抗菌效果、保持性能的平衡考虑，优选具有一个或两个苯环，特别是用于水处理时从其保持性能考虑，优选具有两个苯环。
其中，可以优选使用下述化学式表示的三氯生(2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚)或其衍生物。
作为三氯生衍生物，可以列举三氯生的氯基由氢原子或其它卤素基取代的衍生物、这些原子的取代位置不同的同系物、或者三氯生的磷酸酯、膦酸酯、硫酸酯、葡糖醛酸酯、琥珀酸酯或谷氨酸酯等。
作为使供给侧流路材料中含有氯酚系抗菌剂的方法，有：将抗菌剂预先混入进行流路材料的挤出成形时的原料颗粒中使其均匀分散到整体中的方法、或者在挤出成形后用含有抗菌剂的涂敷材料对表面进行后加工的方法等。
本发明中，优选通过将抗菌剂混合到供给侧流路材料的形成材料中并进行混炼而使其分散到形成网构成丝的树脂中。将抗菌剂溶液涂布到表面并通过加热干燥等进行固定也可以达到本发明的目的，但是，在螺旋型分离膜元件这样在高压下产生水流的用途中，容易随时间推移而产生劣化，从抗菌效果的耐久性观点考虑，优选在形成网构成丝的树脂中分散。
关于抗菌剂的含量，从在构成丝之间的间隙区域内也能够得到充分的抗菌作用、并且能够维持流路材料的强度等的观点考虑，优选相对于总重量为0.005～10重量％。特别是在浓度过高导致过量溶出的抗菌剂成分附着在膜面上使透过量下降、或者在供给侧流路材料的成形加工时混合抗菌剂的情况下，容易产生供给侧流路材料的强度或作业时的问题，因此，优选为1重量％以下，更优选0.75重量％以下。另一方面，浓度过低时难以得到充分的抗菌效果，因此，在用于水处理膜用途的供给侧流路材料的情况下，优选使用抗菌性遍及供给侧流路材料的整个区域的0.020重量％以上。
在使用涂敷材料对表面进行后加工的情况下，从同样的观点考虑，优选相对于涂敷材料的总重量为0.005～1重量％，更优选0.01～0.1重量％。
作为构成网状的供给侧流路材料或涂敷前的基材的树脂，可以列举聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚酯等树脂，特别优选聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃系树脂。
本发明的供给侧流路材料或涂敷前的基材，可以通过例如剪切法成形或熔接法成形来制作，如图3所示，可以得到网构成丝1、2之间在交叉部C处接合的网状物。以下，以剪切法成形为例进行说明。
在进行剪切法成形时，根据JIS K7210：1999规定的聚丙烯等树脂的MFR，优选为1.5g/10分钟以上，更优选为1.7～4.0g/10分钟。MFR过低时，交叉部容易产生蹼状的变形。另外，相反地MFR过高时，难以进行网的成形。
树脂的MFR一般可以通过重均分子量、分子量分布、树脂中添加的添加剂的种类或量等进行调节。
通过剪切法成形得到的网，如后所述，在将树脂从喷嘴孔挤出时，是在交叉部处预先一体化的状态下挤出的，因此，得到网构成丝1、2不存在熔接界面的结构。
另外，在熔接法成形中，在将树脂从喷嘴孔挤出时，在不通过交叉部一体化的情况下挤出后进行熔接，因此，得到网构成丝1、2存在熔接界面的结构。另外，利用熔接法成形时，如上所述，交叉部不易产生蹼状的变形。
另外，在通过剪切法成形来制造网的基础上，所得的网的总厚度优选为0.3～2mm、构成丝的直径(宽度)优选为0.08～1mm，交叉角度优选为30～150°。上述条件可以通过调节喷嘴形状和挤出条件来实现。
另外，在网的厚度较薄时，膜面的线速度增大，可以抑制浓度极化，但是厚度过薄时，存在供给液中的漂浮成分堵塞流路的问题或者输送供给液的泵所需的动力增大的问题。
本发明中，网构成丝1、2各丝的间隔或直径的比率等可以自由改变，本发明中，优选交点间隔(丝间隔)为4～15mm、直径的比率为1/2～2/1，更优选交点间隔(丝间隔)为5～7mm、直径的比率为2/3～3/2。
剪切法成形为如下方法：使用具备例如图1～图2所示的喷嘴的挤出机，从挤出机的模具的内外两个圆周上配置的许多喷嘴孔14、10中将各个网构成丝1、2挤出，同时以两个喷嘴孔14、10在网构成丝的交叉部重叠为一个喷嘴的方式使喷嘴孔14、10相对旋转，由此使网构成丝1、2在交叉部相互熔接而成形为网。
在此，图1(a)是表示本发明的供给侧流路材料的制造方法中使用的喷嘴的一例的局部剖开的立体图，(b)是在内侧的圆周上配置的喷嘴孔的放大图。图2(a)是表示喷嘴孔的旋转工作的仰视图，(b)～(c)是表示喷嘴孔的旋转工作的主要部分图，(d)是通过该旋转工作得到的网的俯视图。
上述的喷嘴具备：形成有配置在内侧圆周上的喷嘴孔14的内侧旋转模具12和形成有配置在外侧圆周上的喷嘴孔10的外侧旋转模具6，内侧旋转模具12的外周面13与外侧旋转模具6的内周面9相抵接并且两者可以反向旋转。内侧旋转模具12由旋转轴4驱动，外侧旋转模具6由与之连结的齿轮11驱动。外侧旋转模具6以可以自由旋转方式被模具壳体5、7保持。
从挤出机挤出的树脂，经由模具壳体5的内表面5a与内侧旋转模具12的外表面12a之间的间隙，从喷嘴孔14、10挤出，形成各个网构成丝1、2。此时，喷嘴孔14、10相对旋转(参照图2(b))而两个喷嘴孔14、10重叠为一个喷嘴(参照图2(c))的位置，成为网的交叉部C，网构成丝1、2成为相互熔接的状态。此时，如果树脂的MFR低，则如图3(b)所示容易产生蹼部3。
树脂从喷嘴孔14、10挤出时的温度优选为230～300℃，更优选250～270℃。挤出时的温度低于230℃时，树脂的流动性不充分，难以形成网，且有容易产生蹼变形的倾向。另外，挤出时的温度超过300℃时，有流动性升高至难以形成丝的程度、或者网的强度因热分解而下降的倾向。
挤出的网一般在水中等进行冷却，卷取后切割为适当的尺寸。
在如上所述的剪切法成形中，通过在原料颗粒中预先混入抗菌剂，可以使抗菌剂均匀地分散在整个流路材料中。另外，也可以使用仅在原料颗粒的一部分中预先混入抗菌剂的方法(母粒方式)、或预先将抗菌剂负载在多孔性微粒等上并将该载体混合到原料颗粒中。作为多孔性微粒，可以列举二氧化硅、沸石等无机微粒或多孔性聚合物粒子等。
另一方面，在用涂敷材料对表面进行后加工，使网构成丝中含有抗菌剂的情况下，作为涂敷的方法，优选使用树脂等涂覆材料与抗菌剂的混合物的溶液、熔融液，通过浸渍涂布、喷涂等进行涂敷的方法。
作为涂覆材料，优选与流路材料的基材粘合性良好的材料。例如，在使用聚烯烃系树脂作为基材树脂的情况下，优选使用聚乙烯醇(PVA)树脂作为涂覆材料。
本发明的螺旋型分离膜元件，具有在有孔的中空状中心管的周围卷绕有单个或多个的、分离膜、供给侧流路材料和透过侧流路材料的结构。所述膜元件的详细情况在所述专利文献1等中也有具体记载，除供给侧流路材料以外，均可以使用现有公知的分离膜、透过侧流路材料、中空状中心管等。例如，在使用多个供给侧流路材料和透过侧流路材料的情况下，形成多个膜片卷绕在中空状中心管的周围的结构。
图7是表示现有(本发明)的螺旋型分离膜元件的一例的局部剖开的立体图。该例中，具备分离膜21、供给侧流路材料22和透过侧流路材料23以层叠状态螺旋状卷绕在有孔的中心管25的周围的圆筒状卷绕体R，并且设有用于防止供给侧流体与透过侧流体混合的密封部。密封部包括例如两端密封部31和外周侧密封部32，另外，为了进行中心管25的周围的密封，也可以形成密封部33。
这样的螺旋型分离膜元件可以通过下述方法来制造，所述方法包括：将分离膜21、供给侧流路材料22和透过侧流路材料23以层叠状态螺旋状卷绕在有孔的中心管25的周围而形成圆筒状卷绕体R的工序、和形成用于防止供给侧流体与透过侧流体混合的密封部31、32的工序。
对本发明的螺旋型分离膜元件的用途没有特别限制，由于其对大肠杆菌的抗菌作用特别显著，因此，当用作在排水处理、盐水脱盐、海水淡化等分离处理中使用的分离膜元件时，尤其可以发挥其效果。
本发明中，所使用的分离膜优选含有无机系抗菌剂。作为无机系抗菌剂，除了后述的银系抗菌剂之外，还可以例示抗菌性玻璃、季铵盐、季鏻盐等。作为分离膜，优选使用超滤膜、疏松型反渗透膜、反渗透膜等。
作为含有无机系抗菌剂的方法，可以列举使分离膜本身(例如反渗透膜的表层)含有无机系抗菌剂的方法、或在分离膜表面上直接或隔着其它层形成含有抗菌剂和聚合物成分的抗菌层的方法等。本发明中，优选在分离膜表面上直接或隔着其它层形成抗菌层的方法，这是因为，通过该抗菌层可以长期保持耐微生物污染特性，并且能够抑制表层性能的下降，因而不仅能够维持耐污染特性，而且能够高度维持水透过性能和阻盐率。
本发明中，特别优选所述分离膜为在多孔性支承体的表面上形成有含有使多官能胺成分与多官能酰卤成分发生反应而得到的聚酰胺系树脂的表层的复合半透膜，在表层上直接或隔着其它层形成有含有银系抗菌剂和聚合物成分的抗菌层。
另外，作为使分离膜本身(例如反渗透膜的表层)含有无机系抗菌剂的方法，优选如下方法，所述方法包括：在多孔性支承体的表面上形成含有聚酰胺系树脂和银盐化合物的表层的工序、和将所述银盐化合物还原而在所述表层中和/或表面析出金属银的工序，所述聚酰胺系树脂是通过使多官能胺成分与多官能酰卤成分发生反应而得到的。此时，优选利用活性能量射线将银盐化合物还原，并优选使用硝酸银作为银盐化合物。
多官能胺成分是指具有两个以上反应性氨基的多官能胺，可以列举芳香族、脂肪族和脂环式的多官能胺。
作为芳香族多官能胺，可以列举例如：间苯二胺、对苯二胺、邻苯二胺、1，3，5-三氨基苯、1，2，4-三氨基苯、3，5-二氨基苯甲酸、2，4-二氨基甲苯、2，6-二氨基甲苯、N，N’-二甲基间苯二胺、2，4-二氨基苯甲醚、阿米酚、二甲苯二胺等。
作为脂肪族多官能胺，可以列举例如：乙二胺、丙二胺、三(2-氨基乙基)胺、N-苯基乙二胺等。
作为脂环式多官能胺，可以列举例如：1，3-二氨基环己烷、1，2-二氨基环己烷、1，4-二氨基环己烷、哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、4-氨基甲基哌嗪等。
多官能酰卤成分是指具有两个以上反应性羰基的多官能酰卤。作为多官能酰卤，可以列举芳香族、脂肪族和脂环式的多官能酰卤。
作为芳香族多官能酰卤，可以列举例如：均苯三甲酰三氯、对苯二甲酰二氯、间苯二甲酰二氯、联苯二甲酰二氯、萘二甲酰二氯、苯三磺酰三氯、苯二磺酰二氯、氯磺基苯二甲酰二氯等。
作为脂肪族多官能酰卤，可以列举例如：丙烷二甲酰二氯、丁烷二甲酰二氯、戊烷二甲酰二氯、丙烷三甲酰三氯、丁烷三甲酰三氯、戊烷三甲酰三氯、戊二酰卤、己二酰卤等。
作为脂环式多官能酰卤，可以列举例如：环丙烷三甲酰三氯、环丁烷四甲酰四氯、环戊烷三甲酰三氯、环戊烷四甲酰四氯、环己烷三甲酰三氯、四氢呋喃四甲酰四氯、环戊烷二甲酰二氯、环丁烷二甲酰二氯、环己烷二甲酰二氯、四氢呋喃二甲酰二氯等。
对表层进行支承的多孔性支承体，只要能够对表层进行支承就没有特别限制，通常优选使用具有平均孔径约的微孔的超滤膜。作为多孔性支承体的形成材料，可以列举例如：聚砜、聚醚砜等聚芳醚砜、聚酰亚胺、聚偏二氟乙烯等各种材料。该多孔性支承体的厚度通常约为25～125μm，优选约为40～75μm，但是不限于此。另外，多孔性支承体通过用纺织布、无纺布等基材加衬来增强。
对在多孔性支承体的表面形成含有聚酰胺系树脂的表层的方法没有特别限制，可以使用所有公知的方法。可以列举例如界面缩合法、相分离法、薄膜涂布法等。所谓界面缩合法，具体而言，是指通过使含有多官能胺成分的胺水溶液与含有多官能酰卤成分的有机溶液接触进行界面聚合来形成表层、并将该表层载置到多孔性支承体上的方法；或者通过在多孔性支承体上进行所述界面聚合而在多孔性支承体上直接形成聚酰胺系树脂的表层的方法。该界面缩合法的条件等的具体内容记载在日本特开昭58-24303号公报、日本特开平1-180208号公报等中，可以适当采用这些公知技术。
对在多孔性支承体上形成的表层的厚度没有特别限制，但通常为0.05～2μm左右，优选0.1～1μm。
在多孔性支承体的表面形成了表层之后，在该表层上直接或隔着其它层形成含有银系抗菌剂和聚合物成分的抗菌层。抗菌层中银系抗菌剂与聚合物成分的重量比优选为55∶45～95∶5(银系抗菌剂∶聚合物成分)，更优选60∶40～90∶10。
本发明中使用的银系抗菌剂，只要是含有银成分的化合物就没有特别限制，可以列举例如金属银、氧化银、卤化银、含有银离子的载体等。其中，特别优选使用含有银离子的载体。作为载体，可以列举例如沸石、硅胶、磷酸钙和磷酸锆等。其中，优选使用磷酸锆。磷酸锆与其它载体相比疏水性强，在水处理时可以长期维持银离子的抗菌效果。
银系抗菌剂的平均粒径优选为1.5μm以下，更优选1μm以下。另外，平均粒径的测定方法如实施例所述。
聚合物成分只要是不会使表层和多孔性支承体溶解、并且在水处理操作时不会溶出的聚合物，就没有特别限制，例如，可以列举聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯、聚乙烯基吡咯烷酮、羟丙基纤维素、聚乙二醇、和皂化聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。其中，优选使用聚乙烯醇，特别优选使用皂化度为99％以上的聚乙烯醇。
抗菌层通过在表层上直接或隔着其它层(例如含有亲水性树脂的保护层等)涂敷含有所述银系抗菌剂和所述聚合物成分的水溶液，然后进行干燥来形成。作为涂敷方法，可以列举例如喷雾、涂布、喷淋等。作为溶剂，除水以外，也可以组合使用不会使表层等的性能下降的有机溶剂。
水溶液中的银系抗菌剂的浓度优选为0.1～10重量％，更优选0.5～5重量％。另外，水溶液中的聚合物成分的浓度优选为0.01～1重量％，更优选0.1～0.7重量％。
对抗菌层的厚度没有特别限制，通常为0.05～5μm，优选0.1～3μm，更优选0.1～2μm。抗菌层的厚度过薄时不能充分发挥抗菌性，另外将螺旋元件进行卷绕时膜容易因摩擦而受到损伤，阻盐率有下降的可能。另一方面，抗菌层的厚度过厚时水透过流束可能降低至实用范围以下。
抗菌层中的银的含量优选为30mg/m2以上，更优选35mg/m2以上。在银的含量低于30mg/m2时，难以长时间维持优良的抗菌特性。另外，关于抗菌层中的银的含量，从成本和防止膜损伤的观点考虑，优选为1000mg/m2以下，更优选500mg/m2以下。
实施例
以下，对具体显示本发明的构成和效果的实施例等进行说明。
(透过流束和阻盐率的测定)
将制作的平膜状的复合半透膜切割为规定的形状、尺寸，设置在平膜评价用器皿中。使含有约1500mg/L的NaCl且用NaOH调节pH至6.5～7.5的水溶液在25℃下以在膜的供给侧与透过侧产生1.5MPa的差压的方式与膜接触。测定通过该操作得到的透过水的透过速度和导电率，计算透过流束(m3/m2·d)和阻盐率(％)。预先作成NaCl浓度与水溶液导电率的相关(校准线)，使用它们由下式计算阻盐率。
阻盐率(％)＝{1-(透过液中的NaCl浓度[mg/L])/(供给液中的NaCl浓度[mg/L])}×100
实施例1
使用具备图1所示喷嘴的挤出机，在聚丙烯树脂(三井化学制、F122G)中导入含有0.025重量％三氯生作为抗菌剂的颗粒，在260℃进行熔融挤出，由此通过剪切法成形形成了网状的供给侧流路材料。此时，调节喷嘴形状和挤出条件，使所得网的总厚度为0.79mm，构成丝的直径(宽度)为0.3mm，丝间隔为5mm，交叉角度为90°。
比较例1
在实施例1中，使用不含抗菌剂的颗粒，除此以外，在与实施例1相同的条件下制作流路材料。
比较例2
在实施例1中，使用含有2重量％的银沸石(カネボウ化成株式会社制、バクテキラ一、银含量30重量％)作为抗菌剂的颗粒，除此以外，在与实施例1相同的条件下制作流路材料。
抗菌性评价试验1
将大肠杆菌K-12接种到LB培养基中，在35℃培养24小时。为了使大肠杆菌附着到流路材料上，制备含有103～104cfu/ml大肠杆菌的生理盐水溶液，将菌液20ml装入离心管中，并分别放入一片各流路材料，振荡1小时。取出流路材料，用生理盐水10ml清洗3次后，置于SCDA培养基上，在35℃培养2～5天。
其结果如图4所示。实施例1的含三氯生的流路材料，未观察到细菌的增殖。比较例1的不含抗菌剂的流路材料在第5天时观察到大量细菌的增殖。另外，比较例2的含有银系抗菌剂的流路材料，细菌的增殖虽然比不含抗菌剂的流路材料少，但是仍可见菌的增殖。
抗菌性评价试验2
将大肠杆菌K-12接种到LB培养基中，在35℃培养24小时。作为抑制圆形成试验，制备含有106～107cfu/ml大肠杆菌的生理盐水溶液，并涂抹到SCDA培养基上。将各流路材料置于其上，在35℃培养2天。
其结果如图5所示。关于实施例1的含有三氯生的流路材料，在流路材料的内部(构成丝之间的间隙区域内)和周围存在抑制菌落形成的区域。另一方面，比较例1的不含抗菌剂的流路材料，在流路材料的周边和内部观察到细菌的增殖。
抗菌性评价试验3
将大肠杆菌K-12接种到LB培养基中，在35℃培养24小时。作为抗菌力试验，将准备好的流路材料置于无菌平皿上，滴加400μl调节后的大肠杆菌105cfu/ml(500倍稀释的LB培养基)的菌液，用聚乙烯薄膜覆盖，使液体不会变干。在35℃(湿度90％以上)培养24小时。回收培养后的菌液，在SCDA培养基中计数其菌数。
其结果如图6所示。与比较例1的无抗菌剂的流路材料相比，实施例1的含有三氯生的流路材料的菌数为1/1000。另一方面，比较例2的含有银系抗菌剂的流路材料，菌数约为1/10，与实施例1中使用的三氯生相比，效果较低。
实施例2
将含有平均粒径0.9μm的银系抗菌剂(东亚合成公司制、ノバロンAG1100)1.0重量％和聚乙烯醇(皂化度：99％)0.5重量％的水溶液，涂布在超低压反渗透复合膜(日东电工公司制、型号：ES20、表层：聚酰胺系树脂、性能：一所述测定方法得到透过流束1.2(m3/m2·d)、阻盐率99.6(％))的表层上，然后在烘箱中在130℃干燥3分钟，形成抗菌层，从而制作复合半透膜。使用该复合半透膜、实施例1中得到的供给侧流路材料、和透过侧流路材料(PET树脂制、厚度0.3mm)，制作图7所示的螺旋型分离膜元件。
对于该元件，在使对福冈县箱崎地区的工业废水进行活性污泥处理和MF膜处理后的水(SDI值3～6)，以0.3～0.4(m3/m2·d)的透过流束、15～20％的回收率流过约1个月之前和之后，使用含有1500ppm的NaCl且pH6.5～7.0的评价水施加1.5MPa的压力来进行评价试验，透过流束的保持率为90％以上。
实施例3
将聚砜(Solvay公司制、P-3500)18重量％溶解在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，以200μm的湿厚度均匀涂布在无纺布基材上，然后在40～50℃的水浴中浸渍，由此使其凝固，并进行清洗，制作了多孔性支承体。在该多孔性支承体上涂布含有间苯二胺3重量％、十二烷基硫酸钠0.15重量％、三乙胺3重量％、樟脑磺酸6重量％、异丙醇5重量％和硝酸银0.5重量％的胺水溶液，然后除去多余的胺水溶液，由此形成水溶液被覆层。然后，在所述水溶液被覆层的表面涂布含有均苯三甲酰氯0.2重量％和环烷系烃(新日本石油株式会社制、ナフテゾ一ル160)的有机溶液。然后，在120℃的热风干燥机中保持3分钟，从而在多孔性支承体上形成含有聚酰胺系树脂和硝酸银的表层。然后，再向表层表面照射高压水银灯的紫外线(UV-A(320～390nm)：280mJ/cm2、UV-B(280～320nm)：200mJ/cm2、UV-C(250～260nm)：150mJ/cm2、UV-V：70mJ/cm2)，将硝酸银还原而在表层中和/或表面析出金属银，从而制作复合半透膜。制作的复合半透膜的透过流束为1.2(m3/m2·d)、阻盐率为99(％)。另外，制作的复合半透膜具有抗菌性。
使用该复合半透膜、实施例1中得到的供给侧流路材料、和透过侧流路材料(PET树脂制、厚度0.3mm)，制作图7所示的螺旋型分离膜元件。对该元件进行与实施例2同样的评价，结果透过流束的保持率为80％以上。
实施例4
使用实施例1中制作的供给侧流路材料、实施例2中未使用银系抗菌剂而制作的复合半透膜、和透过侧流路材料(PET树脂制、厚度0.3mm)，制作螺旋型分离膜元件。对该元件进行与实施例2同样的评价，结果透过流束的保持率为75％以上。
比较例3
使用比较例1的供给侧流路材料、实施例2中未使用银系抗菌剂而制作的复合半透膜、和透过侧流路材料(PET树脂制、厚度0.3mm)，制作螺旋型分离膜元件。对该元件进行与实施例2同样的评价，透过流束的保持率约为60％左右。
符号的说明
1网构成丝
2网构成丝
3蹼部
10喷嘴孔(外侧)
14喷嘴孔(内侧)
C交叉部
21分离膜
22供给侧流路材料
23透过侧流路材料
25中空状中心管
Claims (8)
1.一种供给侧流路材料，用于螺旋型分离膜元件，其中，构成网状供给侧流路材料的网构成丝含有氯酚系抗菌剂。
2.如权利要求1所述的供给侧流路材料，其中，所述网构成丝的交点间隔为4～15mm。
3.如权利要求1或2所述的供给侧流路材料，其中，所述氯酚系抗菌剂为三氯生即2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚或其衍生物。
4.如权利要求1～3中任一项所述的供给侧流路材料，其中，所述氯酚系抗菌剂的含量相对于总重量为0.005～10重量％。
5.如权利要求1～4中任一项所述的供给侧流路材料，其中，所述氯酚系抗菌剂分散在形成网构成丝的树脂中。
6.一种螺旋型分离膜元件，在有孔的中空状中心管的周围卷绕有单个或多个的、分离膜、供给侧流路材料和透过侧流路材料，其特征在于，所述供给侧流路材料为权利要求1～5中任一项所述的供给侧流路材料。
7.如权利要求6所述的螺旋型分离膜元件，其中，所述分离膜含有无机系抗菌剂。
8.如权利要求7所述的螺旋型分离膜元件，其中，所述分离膜为在多孔性支承体的表面上形成有含有多官能胺成分与多官能酰卤成分发生反应而得到的聚酰胺系树脂的表层的复合半透膜，在表层上直接或隔着其它层形成有含有银系抗菌剂和聚合物成分的抗菌层。
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