JPH0136841B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セルロース膜の片面にＮ―イソプロ
ピルアクリルアミドをグラフト重合させた感温性
フイルム材料とその製造方法に関するものであ
る。

ポリＮ―イソプロピルアクリルアミド、ポリビ
ニルメチルエーテルなどのいわゆる熱可逆高分子
は、通常の水溶性高分子とは逆に低温で水に溶解
し、高温では疎水化析出するという特異な可逆的
溶解特性を示し、遮光体や水性接着剤等、広範な
分野への応用が期待されている。たとえば、これ
ら熱可逆高分子を水溶液状態で２枚のガラス板の
間に封入すれば、これは高温で白濁し、温度調節
機能を有する遮光体として温室の天窓等に利用し
うる。

しかしながら、熱可逆高分子は一種の感温性素
材であり、したがつてこれを何らかの形でフイル
ム状に成形すれば、上記の天窓はもちろん感温性
をもつ物質分離用透過膜として応用することも可
能となる。本発明者は、このような観点から鋭意
研究を続け、Ｎ―イソプロピルアクリルアミドを
片面にグラフト重合したセルロースフイルムが、
熱可逆的な感温性を有する事実を見出し、本発明
をなすにいたつた。

セルロース素材にグラフトしたポリＮ―イソピ
ルアクリルアミドは、単独のポリマーの場合と類
似の熱可逆的挙動を示すことはすでに知られてい
るが、本発明では、セルロース膜の片面にのみ、
Ｎ―イソプロピルアクリルアミドをグラフトさ
せ、感温性遮光体として機能すると同時に、水溶
液における感温性の物質透過膜としても機能しう
る材料とした点に特徴がある。

物質透過性の異なる２枚の薄膜からなる複合膜
は、水溶液中で、濃度や温度に応じ、特異な物質
透過性を示すことが知られているが、本発明の感
温性フイルム材料からなる物質透過膜は、セルロ
ース基材とその片面のグラフトポリＮ―イソプロ
ピルアクリルアミドというまつたく性質の異なる
２種の高分子材料で形成された複合膜となつてお
り、ポリＮ―イソプロピルアクリルアミドは低温
域においても、水中に溶解散逸することなく、セ
ルロース膜の片面に固定化されて物質透過の調整
機能を発揮する。

本発明の感温性フイルム材料は以下の操作によ
つて製造される。第１図のごとき真中をセルロー
ス膜で仕切られたジヤケツト１７，１８つきの反
応装置１を用意し、一方のセル２にＮ―イソプロ
ピルアクリルアミド水溶液と硝酸第二セリウムア
ンモニウム塩（重合開始剤）、もう一方のセル３
には、Ｎ―イソプロピルアクリルアミド水溶液の
みをそれぞれ所定量投入し、循環温水１０，１１
で系を一定温度に保ち、マグネチツクスターラー
でセル内を充分かきまぜつつ窒素雰囲気下でセル
２側からセルロース膜に、Ｎ―イソプロピルアク
リルアミドをグラフト重合させる。

基材となるセルロース膜はいかなる種類のもの
でもよいが物質透過の点からは薄いものほどよく
強度の点からは厚いものほどよい。一般には厚さ
0.1mm程度のセルロース膜が好適である。

Ｎ―イソプロピルアクリルアミドの濃度、硝酸
第二セリウムアンモニウム（重合開始剤）の濃
度、反応温度等Ｎ―イソプロピルアクリルアミド
をセルロース膜にグラフト重合させるための条件
に特に制限はない。

反応時間についても、Ｎ―イソプロピルアクリ
ルアミドの濃度、硝酸第二セリウムアンモニウム
の濃度、反応温度の組合せにより異なるが、特に
制限はない。

なお、このようなグラフト重合は、窒素雰囲気
下で行うことが肝要であり、第１図の反応装置１
においては、セル２、セル３のシリコンゴム栓
４，５にはそれぞれ２つの孔があけられ、ここか
らシリコンゴムチユーブ６，７および８，９を通
して、窒素ガスが流通するようになつている。送
入すべき窒素ガス量については特に制限はない
が、多量の窒素ガスを送入すると、反応液中に多
量の気泡が浮遊し、グラフト重合すべきセルロー
ス膜の表面に、これら気泡が付着して、均一なグ
ラフト重合を妨げる場合があり、この点に留意す
る必要がある。

所定時間での反応終結後は、セル２、セル３の
内容液をとり出し、生成グラフトセルロース膜を
充分水洗して水中に保存する。

上記のごとく製造された感温性フイルムは、た
とえば以下のように物質分離用透過膜として応用
しうる。

生成グラフトセルロース膜を反応装置１に固定
したまま水洗し、さらにセル２、セル３に水を満
して、１、２日枚置する。水をとりだした後、所
定温度の循環温水１０，１１を通し、たとえば、
セル２側に同所定温度のアルコール水溶液、セル
３側に同所定温度の水を入れ、セル２からセル３
へアルコールを透過させて、セル３におけるアル
コール濃度の変化を測定する。このアルコール濃
度の変化速度が、膜の物質透過率を表わしてい
る。

以下実施例によつて、発明をより詳細に説明す
る。

実施例 まずあらかじめ、10重量％のＮ―イソプロピル
アクリルアミド水溶液および硝酸第二セリウムア
ンモニウム3.38ｇ、硝酸14mlに水を加え計250ml
とした濃度25mmol／の硝酸第二セリウムアン
モニウム水溶液を用意する。

セル２，３の容量が120ml、接合部１９の直径
22mmである第１図と同形の反応装置１を用意し、
止金１６およびシリコンゴムパツキン１４，１５
によつて接合部に市販キユプロフアン膜（西ドイ
ツENKA社製）を設置する。

次いでセル２側に前記のＮ―イソプロピルアク
リルアミド水溶液を80ml、セル３側に同溶液を90
ml投入し、マグネチツクスターラー１２，１３を
回転させつつ約10分間両セルに25℃の循環温水を
流し、同時に窒素ガスを送入する。

準備完了後セル２側に、前記硝酸第二セリウム
アンモニウム水溶液10mlを投入しセルロース膜表
面に対するグラフト重合反応を開始させる。２時
間ないし３時間の反応終結後、セル２，３に水を
投入して水洗をくり返し、さらにセル２，３に水
を満たした状態で、40℃および25℃の温水を循環
させる。セル２，３内が40℃の状態では、生成グ
ラフトセルロース膜は白濁し、25℃の状態では半
透明となつて感温性を示すことが確認された。

参考例 前記実施例、で得られた生成グラフトセルロー
ス膜を実施例の反応装置１に固定したままセル
２，３に水を投入し、循環温水で、反応装置を所
定温度に保つ。セル２，３内の水をとり出し、別
に用意された同一所定温度の10％メタノール溶液
100mlをセル２に、水100mlをセル３に投入し、マ
グネチツクスターラーを回転させて、グラフトセ
ルロース膜を透過してセル２からセル３へ移行す
るメタノールの量を所定時間ごとに測定する。移
行メタノール量は、セル３におけるメタノールの
濃度の変化を示差屈折計で測定することにより、
求める。

第２図はその結果を示すものであり、横軸は測
定温度、縦軸は透過開始200分後のセル３におけ
るメタノール濃度（示差屈折計の目盛であらわ
す）である。

これをみると未処理セルロース膜(A)のメタノー
ル透過特性は、温度に対して直線的に変化してい
るが、実施例で得られたＮ―イソプロピルアクリ
ルアミドグラフト膜は、グラフト反応時間２時間
の膜(B)、グラフト反応時間３時間の膜(C)とも温度
に対するメタノール透過特性が直線的でなく、特
にＣでは未処理セルロース膜とは著しく異なつた
感温的な透過特性を示すことが認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の感温性フイルム製造のための
実施例を示す反応装置の全体図であり、第２図参
考例に示すは感温性フイルムからなる物質分離用
透過膜のメタノールの透過特性を示す図である。 １……反応装置、２３……ガラスセル、４，５
……シリコンゴム栓、６，９……窒素ガス流入
管、７，８……窒素ガス流出管、１０，１１……
循環温水経路、１２，１３……マグネチツクスタ
ーラー、１４，１５……シリコンゴムパツキン、
１６……止金、１７，１８……ジヤケツト、１９
……接合部、２０……セルロース膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セルロース膜の片面にＮ―イソプロピルアク
   リルアミドをグラフト重合させたことを特徴とす
   る感温性フイルム材料。 ２ セルロース膜をＮ―イソプロピルアクリルア
   ミド水溶液中に浸漬し、その一方の面側にのみ硝
   酸第二セリウムアンモニウム塩を存在させてグラ
   フト重合を行わせることを特徴とする感温性フイ
   ルムの製造方法。