JPH0432713B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明のセルロース系誘導体からなる半透膜を
利用した超純水の製造方法に関する。

［従来の技術］ 近年、電子工業、製薬工業、バイオメデイカル
産業などの先端産業においては、集積回路および
関連品の洗浄水、輸液、薬品製造用水、メデイカ
ル製品洗浄水、微生物および細胞培養供給水など
の用途のために高純度の精製水、すなわち超純水
が多量に必要となつてきている。このような目的
のための超純水の製造法として、膜法を利用する
プロセスが次第に主流の方法になつてきている。

一般に膜法では、原水の濁質やコロイド物質を
凝集、沈澱、および過等の前処理をした後、逆
浸透膜、限外過膜、イオン交換膜などの半透膜
を通すことにより、残留する塩類、溶存有機物
質、微粒子、および生菌等を除去して超純水を得
ている。また原水中の生菌を殺菌し、プロセスの
滅菌状態を維持する目的で前処理時あるいは前処
理後に滅菌剤を添加することが行なわれている。

滅菌剤としては通常、安価で滅菌効果の効率の
高い次亜塩素酸ナトリウムが最も用いられてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、超純水の純度に対する要求が厳
しくなり前処理技術が向上し、特に、イオン交換
処理後の精製水などを次亜塩素酸ナトリウムなど
で滅菌した場合、水中の有機成分量が少ないた
め、通常耐塩素性があるといわれているセルロー
ス系半透膜においても膜が滅菌剤によつて酸化分
解を受け、その結果、膜性能が急激に低下すると
いう問題を有する。そのため滅菌効果を多少犠牲
にしても間次的添加法や滅菌剤濃度を低下させる
など滅菌剤の使用量を減少させるという以外に有
効な対策がないのが現状である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる従来技術の欠点を解消するた
めに下記の構成を有する。

「原水に下記イ、ロの処理を施した後、半透膜
に供給することを特徴とする超純水の製造方法。

イ イオン交換処理 ロ クロラミンよりなる滅菌剤の添加」 ここで、セルロース系誘導体からなる半透膜と
は、セルロースおよびセルロースアセテート、セ
ルロースブチレート、メチルセルロース、エチル
セルロースなどを主要なポリマー成分として製膜
される半透膜をいい、その製膜法などは問わな
い。超純水製造プロセスに利用される半透膜とし
ては、逆浸透膜、限外過膜、イオン交換膜など
があり、種々の膜素材からなる半透膜が使用され
ている。

本発明は、膜素材としてセルロース系誘導体か
らなる半透膜に対して特に有効であるが、ポリス
ルホン、ポリアミドなどの高分子からなる半透
膜、およびポリスルホン多孔膜性半透膜上に界面
重合などによつて超薄膜を形成させて得られる複
合半透膜に対しても有効である。

膜の形態は、平膜、中空系膜および環状膜など
があり、それぞれの膜形態に対応する構造体すな
わち膜エレメントに組み立てられ、圧力容器に挿
入されて膜モジユールとして超純水製造プロセス
で使用されるが、本発明はいかなる膜形態、膜エ
レメント形状および膜モジユール形状のものにも
適している。

イオン交換処理は、通常のイオン交換樹脂カラ
ム等を通すことによつて行なわれ、特に限定され
ない。

クロラミンよりなる滅菌剤の使用について詳細
に説明する。クロラミン滅菌剤としてはクロラミ
ンを必須成分とし、１種類のクロラミンまたは多
種類のクロラミンの混合物であり、必要により、
第４級アンモニア塩、両性界面活性剤などを含ん
でも良い。

ここで、クロラミンとは、アンモニア、アミン
類、アミノ酸などの窒素化合物と遊離塩素が結合
して生成する物質を総称していい、食品などの殺
菌剤として古くから使用されている。

第４級アンモチア塩の例としては、アルキルジ
メチルエチルアンモニウムクロライド（ブロマイ
ド）、セチルジメチルエチルアンモニウムクロラ
イド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライ
ド（ブロマイド）、セチルトリメチルアンモニウ
ムクロライド（ブロマイド）、アルキルジメチル
ベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチ
ルベンジルアンモニウムクロライドなどを上げる
ことができる。

また、両性界面活性剤とは、１個の分子中に陰
陽両イオンに荷電し得る界面活性剤をいい、その
例としては、ドデシルージ（アミノエチル）グリ
シン・塩酸を上げることができる。

さらに、膜法による超純水製造プロセスにおい
て滅菌剤を用いる場合、滅菌剤が膜を通過すると
得られる超純水の水質の低下につながる。従つ
て、使用する滅菌剤の分子量は高い方が好まし
く、通常、逆浸透膜を用いる場合は、分子量が
200以上、好ましくは500以上、さらに好ましくは
1000以上である。

このような高分子量のクロラミンとしては、例
えば、分子量が数100以上のポリエチレングリコ
ールの両未端の水酸基をシアノエチル化し、さら
に還元して得られるジアミン、または、アリルア
ミンをラジカル重合して得られるボリアミンなど
と遊離塩素の反応によつて得ることができる。

次に、これらの滅菌剤を用いた場合の滅菌条件
について述べる。

添加方法は、滅菌状態を維持するのに必要な最
低濃度以上であればよいが、これは滅菌剤の強さ
によつても異なる。通常、これらの窒素含有滅菌
剤の滅菌力は、次亜塩素酸ナトリウムなどの遊離
塩素系に比べて小さい。クロラミンの場合、次亜
塩素酸ナトリウムと同等の滅菌力を特たせるには
４〜20倍の添加量が好ましい。

添加方法は、連続注入、間欠注入いずれの方法
でもよい。

またクロミンの場合、添加時に、滅菌剤として
調整したクロラミンを添加する方法と、遊離塩素
系滅菌剤を添加し、その前に、同時、あるいは後
にアンモニア、アミン類、アミノ酸などの窒素化
合物を添加してクロラミンを精製させる方法のど
ちらも可能である。

［実施例］ 本発明を以下の実施例および比較例で説明す
る。

なお、遊離塩素量の測定は白金電極上での遊離
塩素の還元反応を利用する測定方法を用いた（使
用機器：携帯用残留塩素計「Model RC−3T（バ
イオニクス機器株式会社製）」。また膜性能は
150Oppｍの食塩を含む食塩水を30Kg／cm²で加圧
し、流速８ｍ／分で膜面に流して測定した。

実施例 １ 酢酸セルロース系浸透膜（塩排除率 97.0％）
を評価装置にセツトし、以下の実験を行なつた。

イオン交換処理した水をタンクに入れ、さらに
クロラミンＴ（ソジウム ｐ−トルエンスルフオ
ンクロルアミド）を100ppｍ添加した（遊離塩素
濃度：10ppｍ）。この水を20Kg／cm²で加圧し、５
／分の流速で膜面に供給した。

このように滅菌条件を保ち、200時間運転を行
なつた後の塩排除率は96.9％であり、ほとんど初
期性能を維持していた。

比較例 １ 実施例１において、クロラミンＴのかわりに次
亜塩素酸ナトリウムを遊離塩素が10ppｍとなる
ように添加した以外の条件は実施例１と同様にし
て滅菌条件下で200時間運転を行なつた後の塩排
除率は73.9％となり大幅に低下した。

実施例 ２ ポリスルフオン基膜上にポリエチレンイミンと
トルエンジイソシアネートとの界面重合によつて
形成させた複合膜について実施例１の同じ条件で
運転を行なつた結果、初期の膜性能は維持されて
いた。

［発明の効果］ 本発明は、半透膜を用いた超純水製造プロセス
において、原水にイオン交換処理を行なうととも
に、滅菌剤としてクロラミンよりなる滅菌剤を使
用することによつて、膜性能の低下を押え、それ
に伴うトラブルをなくし、プロセスの長期安定運
転を可能にするものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原水に下記イ、ロの処理を施した後、半透膜
   に供給することを特徴とする超純水の製造方法。 イ イオン交換処理 ロ クロラミンよりなる滅菌剤の添加 ２ 半透膜がセルロース系誘導体からなる半透膜
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の超純水の製造方法。