液中低濃度微粒子に対するメンブレンフィルター性能試験法の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455366
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 江見 準 金沢大学, 工学部, 教授 (90025966)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 並木 則和 金沢大学, 工学部, 助手 (40262555) ; 大谷 吉生 金沢大学, 工学部, 助教授 (10152175)
• Keywords: メンブレンフィルター / PSL粒子 / 電気二重層 / ろ過速度 / イオン濃度 / 捕集効率 / ろ材ろ過 / 粒子軌跡

Research Abstract

メンブレンフィルターは,種々の素材からなり,その構造も繊維状のものから多孔板状のものまで多様であり,フィルター孔径にも大きな分布があるため,たとえば,孔径1mumのフィルターで1mum以上の粒子は完全に除去できても,1mum以下の粒子の捕集効率は全く予測できないのが現状である。本研究では,フィルター孔径よりも小さな粒子の除去機構を明らかにするとともに,種々の液体に対してフィルターを使用した場合の捕集効率を保証できる試験法および試験装置を提案することを目的とした。試作したフィルター試験装置は,2台のパーティクルカウンター(最小可測粒径0.1mum,サンプリング流量10ml/min),試験用粒子(単分散PSL粒子)供給装置からなり,フィルター出入口での粒子濃度を同時に測定して捕集効率を測定するものである。本年度は,フィルターの内部構造が捕集効率に及ぼす影響について調べた結果,以下のようなことが明らかになった。(1)フィルター孔径より小さい粒子の濾過についても,さえぎり効果によって粒子は捕集される,(2)超純水中では,フィルターの空隙率の違いが捕集体周りの電気二重層の形状に影響を与えることにより,捕集効率の濾過速度の依存性が異なる,(3)組織状フィルターについて,濾液のイオン濃度が高くなって捕集体周りの電気二重層が圧縮されると,粒子はフィルター表面に接近しやすくなり捕集されやすくなる。以上の結果より,メンブレンフィルター,特に繊維状フィルターについては,フィルター孔径よりも充分小さい粒子の捕集効率を予測するために,バブルポイント法により決められたフィルター孔径ではなく,繊維径,充填率,フィルター厚さ等の物性値を考慮した指標の導入が必要であることが明らかになった。