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月刊機能材料 2015年8月号

【特集】高性能化に向けた水処理膜の最新動向

商品コード: M1508

  • 発行日: 2015年7月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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目次

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【特集】高性能化に向けた水処理膜の最新動向
Latest Development Trend of Water Treatment Membrane toward the Achievement of High Performance

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特集にあたって
Introduction of the Feature Articles

松山秀人 (神戸大学大学院)

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膜ファウリング現象とその低減化手法の開発
Membrane Fouling Phenomena and Anti-Fouling Measures

中村一穂 (横浜国立大学)

 膜ろ過プロセスは, 処理水の水質が高いことから世界的な水需要の増加に応える技術として急速に普及が進んでいるが, 膜ファウリングによる性能低下が大きな問題となっている。本稿では, ファウリングの形態, 原因物質, および主な対処法に関して概説したのち, バイオファウリングとスケーリング形成の基礎的なメカニズムについて紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. ファウリングの形態
3. ファウリングの原因物質と対策
4. バイオファウリングの基礎メカニズム
5. スケール形成の基礎メカニズム
6. おわりに

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水処理用無機系逆浸透膜の開発
Development of Inorganic Reverse Osmosis Membranes for Water Purification

池田歩 (芝浦工業大学)
小野竜平 (芝浦工業大学)
野村幹弘 (芝浦工業大学)

 これまで開発されてきた高分子逆浸透膜の進展をまとめた。近年開発されている新しい分離膜として無機系逆浸透膜の報告についてまとめた。その具体例として, 硫酸の濃縮用のシリカ系逆浸透膜の開発について報告する。化学蒸着法にてフェニル基を含むシリカ複合膜を作製し, 硫酸水溶液逆浸透分離試験において, 硫酸阻止率92%, 全透過流束5.8kg, m‒2 h‒1 が得られた。

【目次】
1. はじめに
2. 逆浸透膜
 2.1 高分子逆浸透膜
 2.2 無機系逆浸透膜
3. 酸水溶液の脱水に向けたシリカ系逆浸透膜の開発
3.1 対向拡散化学蒸着(CVD)法による製膜
3.2 100ppm硫酸水溶液の逆浸透分離
4. おわりに

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FO膜プロセスの要素技術に関する開発動向
Development Trend of Component Technologies in Forward Osmosis Membrane Process

安川政宏 (神戸大学)
佐伯大輔 (神戸大学)
高橋智輝 (神戸大学)

 浸透圧差により半透膜を介して水が移動する現象(Forward Osmosis : FO)は古くから知られているが, 今新たな技術として再注目され始めている。海水淡水化や廃水処理といった水処理分野だけではなく, 塩分濃度差発電といった創エネ分野への応用が期待される。ここではFO膜プロセスの要素技術である「膜」と「駆動溶液」に関する研究動向と事例を紹介する。

【目次】
1. はじめに
2. FO膜の開発動向
 2.1 FO膜の透水理論
 2.2 FO膜の支持層構造と透水性能の関係
 2.3 FO膜に適した支持層の開発に関する動向
 2.4 FO膜の市販化動向
3. FO膜の開発事例
 3.1 TFC-FO 膜の開発事例
  3.1.1 TFC-FO 膜の開発指針
  3.1.2 支持層と活性層の接着性
  3.1.3 支持層の膜厚がFO性能に与える影響
  3.1.4 支持層の緻密構造がFO性能に与える影響
 3.2 生体模倣型FO 膜の開発事例
  3.2.1 アクアポリンを用いた生体模倣型FO膜
  3.2.2 アクアポリン以外のチャネル物質を用いた生体模倣型FO膜
4. 駆動溶液の開発動向
 4.1 FO膜プロセスにおけるDSの役割
 4.2 DSの開発動向
5.まとめ

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ナノスケールで構造制御した膜の開発と水処理材料への応用
―分子間相互作用の制御からナノマテリアルの利用まで―
Development of Nano‒Structured Membranes and their Application in Water Treatments from Control of Molecular Interactions to Utilization of Nanomaterials

相羽誉礼 (東京工業大学)
鴻巣裕一 (東京工業大学)
松本英俊 (東京工業大学)

 サブナノ~ナノメートルサイズの水和イオンや低分子を分離対象とする水処理膜の高性能化には, 膜構造のナノスケールでの制御が不可欠である。本稿では, 高分子間相互作用の制御に注目したボトムアップ型のアプローチからトップダウン型のナノテクノロジーの利用までを含む, 最近のナノ構造膜の研究動向について解説する。

【目次】
1. はじめに
2. 高分子間相互作用に基づく膜構造の制御
3. ナノ材料を利用した輸送チャネル構築と分離機能層薄膜化
4. ナノファイバーネットワークの利用
5. 今後の展望

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中空糸型RO膜モジュールの開発とその応用
Development of Hollow Fiber Type RO Module and its Application

熊野淳夫 (東洋紡(株))

 逆浸透(RO)膜を用いた水処理プロセスは他の方法に比べ省エネルギーであり, 近年普及が拡大してきている。ここでは, 耐ファウリング性に優れ, 中東地域の厳しい環境で海水淡水化用途として広く用いられている中空糸型RO膜モジュールの開発の事例とその実用例を含む応用について述べる。

【目次】
1. はじめに
2. RO法の原理と特徴
3. 海水淡水化用の中空糸型RO膜モジュール
 3.1 中空糸型RO膜モジュール
 3.2 三酢酸セルロース製中空糸型RO膜モジュールの特長
4. 中空糸型RO膜モジュールの開発
 4.1 間欠塩素注入法
 4.2 中空糸膜の細径化
 4.3 両端開口化・長尺化・大型化
5. 応用例(中東地域での実用例)
6. 新技術の開発と期待
7. おわりに

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PTFE 製中空糸膜モジュールの下排水処理への適用
Application for Waste Water Treatment of PTFE Hollow Fiber Membrane Module

井田清志 (住友電気工業(株))

 PTFE製中空糸膜モジュールは, 耐薬品性, 耐熱性といった素材そのものの持つ優れた特性に加え, 独自の加工技術により付与された強度も備えた耐久性の非常に高い製品である。また, 含油排水に対しても高い適応性を有しており, 従来の膜では適用できなかったような処理も含め幅広い領域で使用されている。

【目次】
1. はじめに
2. 水処理用膜モジュールの技術動向
3. PTFE とは
4. ポアフロン(R)モジュールとは
5. ポアフロン(R)モジュールの適用事例
 5.1 下水処理・再利用
 5.2 産業排水処理・再利用
 5.3 上水分野
 5.4 含油排水処理
6.おわりに

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<連載>
ものづくりの“ 奥義” を見極める ―伝統技術の科学的解明と未来展望― 第2回

伝統技術と暗黙知 ―京壁の鏝(コテ)と材料挙動―
Traditional Technology and Tacit Knowledge
―The Trowel and the Materials Behavior of Kyo-wall―

黒田孝二 (京都工芸繊維大学)

【目次】
1. はじめに
2. 京壁の歴史と材料と鏝
3. 鍛造鏝が土壁材料に与える作用効果
 3.1 実験条件
  3.1.1 鏝の材質
  3.1.2 土壁材料
  3.1.3 混練,塗工,乾燥条件
  3.1.4 流動性と塗工面性状の評価検証方法
 3.2 流動性と表面性状の評価検証
  3.2.1 鏝の材質が混練状態に及ぼす影響
  3.2.2 混練直後の土壁材料の流動性
  3.2.3 塗工・乾燥後の表面性状比較
  3.2.4 乾燥表面の走査型電子顕微鏡観察
  3.2.5 鏝の鍛造効果の検証
 3.3 観察による効果検証の考察
4. 分極界面が水の分子運動に与える影響
5.土壁構造モデル構築に向けた科学的計測
 5.1 流動性の機械的計測
 5.2 「ノロ」の滲出状態
 5.3 土壁材料中の水分分布
6. 微粒子分散液の「練り」と「照り」
7. おわりに

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<連載>
タッチパネル関係の材料技術トレンド(1)

ITO代替材料と電極形成技術
ITO Alternative Materials and Electrode Forming Technology

鵜飼育弘 (Ukai Display Device Institute)

 投影型静電容量式タッチパネルの用途拡大に伴って, ITO代替材料が注目され既に実用化が始まっている。ITO代替材料の登場に伴って, 従来の真空とフォトリソグラフィによる電極形成技術から脱真空, 脱フォトリソグラフィへと変革しつつある。ここで紹介した技術は, 環境に対しても資源の有効利用の観点からも有用な技術である。

【目次】
1. はじめに
2. 今なぜITO代替材料が注目されているのか
3. ITO代替材料
 3.1 銀系
  3.1.1 Cambrios の「ClearOhm」
  3.1.2 富士フィルムの「EXCLEAR」
 3.2 銅系(銅メッシュ)
  3.2.1 凸版印刷
  3.2.2 大日本印刷(DNP)
 3.3 カーボン系
  3.3.1 東レ
  3.3.2 Canatu Ltd.
  3.3.3 ITO代替材料比較
4. タッチパネル電極形成技術
 4.1 インクジェット方式
  4.1.1 コニカミノルタ
  4.1.2 東レエンジニアリング
 4.2 グラビアオフセット印刷
5. おわりに
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