JPH04225822A - 液体分離用のセルロースエステル膜の製造に有用な組成物 - Google Patents
液体分離用のセルロースエステル膜の製造に有用な組成物Info
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】〔産業上の利用分野〕本発明は液体分離用
のセルロースエステル半透膜を製造するのに有用な新規
組成物に関する。本発明は更にこのような組成物を使用
して液体分離用のセルロースエステル半透膜を製造する
方法に関する。本発明は更にまた液体分離に有用な,あ
る種の有機化合物を含むセルロースエステル半透膜に関
する。
のセルロースエステル半透膜を製造するのに有用な新規
組成物に関する。本発明は更にこのような組成物を使用
して液体分離用のセルロースエステル半透膜を製造する
方法に関する。本発明は更にまた液体分離に有用な,あ
る種の有機化合物を含むセルロースエステル半透膜に関
する。
【0002】〔従来の技術〕セルロースエステル膜は微
細▲ろ▼過,限外▲ろ▼過,透析,および逆浸透のよう
な膜液体分離法に長いあいだ使用されていた。代表的に
は,セルロースエステル膜はポリマー,溶媒および任意
成分としての非溶媒を含む混合物から押出し,成形,ま
たはキヤステイングによって製造される。溶媒はポリマ
ーが膜生成温度において実質的に溶解する化合物である
。非溶媒はポリマーが膜生成温度において実質的に不溶
である化合物である。セルロースエステル膜の製造に使
用されていた溶媒としてスルホラン,ジメチルホルムア
ミド,N−メチルピロリリドン,およびアセトンがあげ
られる。セルロースエステル用に使用されていた非溶媒
としてメタノール,プロパノール,水およびマレイン酸
があげられる。ポリエチレングリコールはセルロースト
リアセテートの非溶媒として使用された。このような溶
媒および非溶媒の残存量でさえ一般に膜にとどまること
はできない。なんてなれば,それらは処理される流体の
許容しえない程の汚染を生ぜしめるからである。このよ
うな汚染を避けることは透析による血清の処理または逆
浸透による飲料水の脱塩において特に重要である。それ
故に溶媒および非溶媒は広範な注出によって膜製造中に
完全に除去される。溶媒および非溶媒が膜から除去され
たならば,それらは廃棄または再使用前の広範な再精製
の問題をもたらす。
細▲ろ▼過,限外▲ろ▼過,透析,および逆浸透のよう
な膜液体分離法に長いあいだ使用されていた。代表的に
は,セルロースエステル膜はポリマー,溶媒および任意
成分としての非溶媒を含む混合物から押出し,成形,ま
たはキヤステイングによって製造される。溶媒はポリマ
ーが膜生成温度において実質的に溶解する化合物である
。非溶媒はポリマーが膜生成温度において実質的に不溶
である化合物である。セルロースエステル膜の製造に使
用されていた溶媒としてスルホラン,ジメチルホルムア
ミド,N−メチルピロリリドン,およびアセトンがあげ
られる。セルロースエステル用に使用されていた非溶媒
としてメタノール,プロパノール,水およびマレイン酸
があげられる。ポリエチレングリコールはセルロースト
リアセテートの非溶媒として使用された。このような溶
媒および非溶媒の残存量でさえ一般に膜にとどまること
はできない。なんてなれば,それらは処理される流体の
許容しえない程の汚染を生ぜしめるからである。このよ
うな汚染を避けることは透析による血清の処理または逆
浸透による飲料水の脱塩において特に重要である。それ
故に溶媒および非溶媒は広範な注出によって膜製造中に
完全に除去される。溶媒および非溶媒が膜から除去され
たならば,それらは廃棄または再使用前の広範な再精製
の問題をもたらす。
【0003】膜の製造および溶媒と非溶媒の除去の後に
,水湿潤セルロースエステル膜を装置組立て,貯蔵,ま
たは輸送の前に乾燥することが多くの場合に望ましい。 然しながら,セルロースエステル膜は予備処理なしに直
接に乾燥すべきではない。直接乾燥は膜の性能に悪影響
を及ぼすヒビ割れ又は孔のつぶれのような悪い構造変化
を生ぜしめるからである。それ故,膜の孔構造は乾燥工
程中に保護するのが好ましい。これは乾燥前の膜の孔構
造にグリセロールのような不揮発性の水溶性化合物を導
入することによって一般に達成される。不揮発性の水溶
性物質はまた後の膜の再湿潤用の界面活性剤もしくは湿
潤としても好ましく役立つ。このような方法を一般に「
再可塑化」と呼ぶ。
,水湿潤セルロースエステル膜を装置組立て,貯蔵,ま
たは輸送の前に乾燥することが多くの場合に望ましい。 然しながら,セルロースエステル膜は予備処理なしに直
接に乾燥すべきではない。直接乾燥は膜の性能に悪影響
を及ぼすヒビ割れ又は孔のつぶれのような悪い構造変化
を生ぜしめるからである。それ故,膜の孔構造は乾燥工
程中に保護するのが好ましい。これは乾燥前の膜の孔構
造にグリセロールのような不揮発性の水溶性化合物を導
入することによって一般に達成される。不揮発性の水溶
性物質はまた後の膜の再湿潤用の界面活性剤もしくは湿
潤としても好ましく役立つ。このような方法を一般に「
再可塑化」と呼ぶ。
【0004】このような膜製造法は,押出し,成形また
はキヤステイングの溶媒および非溶媒を完全に除去し次
いで、膜を乾燥させようとするならば不揮発性化合物で
再可塑化を必要とするために,複雑で時間がかりすぎ費
用が高くつく。押出し,成形またはキヤステイングの溶
媒はセルロースエステルを溶解して押出し可能,成形可
能またはキヤステイング可能な均一ブレンドを生成しう
るものでなければならない。然しながらこのような化合
物も再可塑化剤として使用するならば,膜の一体性に悪
影響を及ぼすことがありうる。それ故,現在までのとこ
ろ,押出し,成形またはキヤステイングに使用する溶媒
は再可塑化剤とは異なっており,その結果として多段工
程の膜製造法をもたらしている。このような複雑な多段
工程の膜製造法は膜の性能にかなりな変動をもたらしう
る。
はキヤステイングの溶媒および非溶媒を完全に除去し次
いで、膜を乾燥させようとするならば不揮発性化合物で
再可塑化を必要とするために,複雑で時間がかりすぎ費
用が高くつく。押出し,成形またはキヤステイングの溶
媒はセルロースエステルを溶解して押出し可能,成形可
能またはキヤステイング可能な均一ブレンドを生成しう
るものでなければならない。然しながらこのような化合
物も再可塑化剤として使用するならば,膜の一体性に悪
影響を及ぼすことがありうる。それ故,現在までのとこ
ろ,押出し,成形またはキヤステイングに使用する溶媒
は再可塑化剤とは異なっており,その結果として多段工
程の膜製造法をもたらしている。このような複雑な多段
工程の膜製造法は膜の性能にかなりな変動をもたらしう
る。
【0005】〔発明が解決しようとする課題〕必要なの
は,溶媒および非溶媒が危険または有害でないか或いは
膜の最終用途において危険または有害でない物体に変化
しうるセルロースエステルの押出し,成形またはキヤス
テイング用の組成物である。従って,このような溶媒と
非溶媒は使用前に膜から浸出させてはならない。その上
,押出し,成形またはキヤステイングの期間中に可塑化
剤として働き且つ乾燥期間中には再可塑化剤としても働
く溶媒および非溶媒が非常に望ましい。
は,溶媒および非溶媒が危険または有害でないか或いは
膜の最終用途において危険または有害でない物体に変化
しうるセルロースエステルの押出し,成形またはキヤス
テイング用の組成物である。従って,このような溶媒と
非溶媒は使用前に膜から浸出させてはならない。その上
,押出し,成形またはキヤステイングの期間中に可塑化
剤として働き且つ乾燥期間中には再可塑化剤としても働
く溶媒および非溶媒が非常に望ましい。
【0006】〔課題を解決するための手段〕本発明は(
A)少なくとも1種のセルロースエステルと(B)該セ
ルロースエステルを膜生成温度において可溶化するグリ
セロールモノアセテート,グリセロールジアセテート,
グリセロールトリアセテート,またはそれらの混合物,
の少なくとも1種の溶媒,との混合物を含みセルロース
エステルと溶媒が半透膜を生成する比で存在することを
特徴とする液体分離用セルロースエステル半透膜の製造
に有用な新規組成物にある。任意に,非溶媒グリセロー
ルを該混合物に含めることができる。
A)少なくとも1種のセルロースエステルと(B)該セ
ルロースエステルを膜生成温度において可溶化するグリ
セロールモノアセテート,グリセロールジアセテート,
グリセロールトリアセテート,またはそれらの混合物,
の少なくとも1種の溶媒,との混合物を含みセルロース
エステルと溶媒が半透膜を生成する比で存在することを
特徴とする液体分離用セルロースエステル半透膜の製造
に有用な新規組成物にある。任意に,非溶媒グリセロー
ルを該混合物に含めることができる。
【0007】別の面において,本発明は次の諸工程すな
わち (A)(i)少なくとも1種のセルロースエステルと(
ii)膜生成温度において該セルロースエステルを可溶
化するグリセロールモノアセテート,グリセロールジア
セテート,グリセロールトリアセテート,またはそれら
の混合物の少なくとも1種の溶媒,とを含む混合物を製
造し; (B)この混合物が均一な流体になる温度に該混合物を
加熱し; (C)この均一流体を半透膜に押出し,成形,またはキ
ヤステイングし;そして (D)この膜を1つ以上の急冷帯域を通して膜をゲル化
および硬化させる;諸工程を含み,このようにして製造
した半透膜が膜による液体分離法に有用である,セルロ
ースエステル半透膜の製造方法にある。
わち (A)(i)少なくとも1種のセルロースエステルと(
ii)膜生成温度において該セルロースエステルを可溶
化するグリセロールモノアセテート,グリセロールジア
セテート,グリセロールトリアセテート,またはそれら
の混合物の少なくとも1種の溶媒,とを含む混合物を製
造し; (B)この混合物が均一な流体になる温度に該混合物を
加熱し; (C)この均一流体を半透膜に押出し,成形,またはキ
ヤステイングし;そして (D)この膜を1つ以上の急冷帯域を通して膜をゲル化
および硬化させる;諸工程を含み,このようにして製造
した半透膜が膜による液体分離法に有用である,セルロ
ースエステル半透膜の製造方法にある。
【0008】本発明の別の面は,グリセロールモノアセ
テート,グリセロールジアセテート,グリセロールトリ
アセテート,またはこれらの混合物の少なくとも1種を
含み,任意にグリセロールを含む,液体分離に有用なセ
ルロースエステル膜を含むセルロースエステル半透膜に
ある。
テート,グリセロールジアセテート,グリセロールトリ
アセテート,またはこれらの混合物の少なくとも1種を
含み,任意にグリセロールを含む,液体分離に有用なセ
ルロースエステル膜を含むセルロースエステル半透膜に
ある。
【0009】膜を製造する溶媒(グリセロールモノアセ
テート,グリセロールジアセテート,グリセロールトリ
アセテート,またはそれらの混合物)と非溶媒(グリセ
ロール)は膜の最終用途に相溶性および/または許容さ
れる物質に転化しうるために,膜は使用前の広範な浸出
を必要としない。その上,いくつかの場合には溶媒と非
溶媒は可塑化剤と再可塑化剤の両者の働きをなしうるの
で,別の再可塑化工程を必要としない。
テート,グリセロールジアセテート,グリセロールトリ
アセテート,またはそれらの混合物)と非溶媒(グリセ
ロール)は膜の最終用途に相溶性および/または許容さ
れる物質に転化しうるために,膜は使用前の広範な浸出
を必要としない。その上,いくつかの場合には溶媒と非
溶媒は可塑化剤と再可塑化剤の両者の働きをなしうるの
で,別の再可塑化工程を必要としない。
【0010】図1はセルローストリアセテート,モノア
セテートグリセロール混合物(ザ・シー・ピー・ホール
・カンパニーの商標名Hallco C−918モノ
アセチン)およびグリセロールとの種々の組成物につい
ての室温,常圧での相溶性を示す。
セテートグリセロール混合物(ザ・シー・ピー・ホール
・カンパニーの商標名Hallco C−918モノ
アセチン)およびグリセロールとの種々の組成物につい
ての室温,常圧での相溶性を示す。
【0011】本発明は少なくとも1種のセルロースエス
テル,およびグリセロールモノアセテート,グリセロー
ルジアセテート,グリセロールトリアセテート,または
それらの混合物の少なくとも1種の溶媒を含む,セルロ
ースエステル膜の製造に有用な組成物から成る。溶媒は
膜生成温度でセルロースエステルを可溶化するに十分な
量で存在する。任意成分として非溶媒を存在させること
もできる。セルロースエステル,溶媒,および任意成分
としての非溶媒は液体分離法に好適な半透膜を作るのに
好適な比で存在させる。
テル,およびグリセロールモノアセテート,グリセロー
ルジアセテート,グリセロールトリアセテート,または
それらの混合物の少なくとも1種の溶媒を含む,セルロ
ースエステル膜の製造に有用な組成物から成る。溶媒は
膜生成温度でセルロースエステルを可溶化するに十分な
量で存在する。任意成分として非溶媒を存在させること
もできる。セルロースエステル,溶媒,および任意成分
としての非溶媒は液体分離法に好適な半透膜を作るのに
好適な比で存在させる。
【0012】〔発明の態様〕セルロースエステルとその
合成は当業技術において周知である。「Cellulo
se Esters,Organic,」エンサイク
ロペデイア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エ
ンジニアリング第2版第3巻,米国ニューヨーク州
ワイリー・インター サイエンス刊庁,第158〜2
26頁参照。本発明に有用な好ましいセルロースエステ
ルはセルロースアセテート,セルロースプロピオネート
,セルロースブチレート,硝酸セルロース,セルロース
メタクリレート,セルロースフタレート,およびそれら
の混合物である。混合セルロースエステルたとえばセル
ロースアセテートプロピオネート,セルロースアセテー
トブチレート,およびセルロースアセテートメタクリレ
ートも本発明の範囲にある。「混合セルロースエステル
」なる語はポリマー骨格が少なくとも2種の異なったエ
ステル部分を含むセルロースエステルをいう。従って混
合セルロースエステルは2種以上の異なったセルロース
エステルの物理的な混合物もしくはブレンドとは明白に
相違する。本発明に使用するのに更に好ましいセルロー
スエステルはセルロースアセテート,セルロースジアセ
テート,セルローストリアセテート,およびそれらの混
合物と通常呼ばれるセルロースアセテートである。セル
ロースアセテートは置換度に応じて異なったアセチル含
量を有する。アセチル含量は置換度が0.5である場合
の11.7重量%から,置換度が3である場合の44.
8重量%までの範囲にある。約32.0〜約41.0重
量%のアセチル含量をもつセルロースジアセテート,お
よび約41.0〜約44.8重量のアセチル含量をもつ
セルローストリアセテート,およびそれらの混合物が本
発明に使用するのに特に好ましい。
合成は当業技術において周知である。「Cellulo
se Esters,Organic,」エンサイク
ロペデイア・オブ・ポリマー・サイエンス・アンド・エ
ンジニアリング第2版第3巻,米国ニューヨーク州
ワイリー・インター サイエンス刊庁,第158〜2
26頁参照。本発明に有用な好ましいセルロースエステ
ルはセルロースアセテート,セルロースプロピオネート
,セルロースブチレート,硝酸セルロース,セルロース
メタクリレート,セルロースフタレート,およびそれら
の混合物である。混合セルロースエステルたとえばセル
ロースアセテートプロピオネート,セルロースアセテー
トブチレート,およびセルロースアセテートメタクリレ
ートも本発明の範囲にある。「混合セルロースエステル
」なる語はポリマー骨格が少なくとも2種の異なったエ
ステル部分を含むセルロースエステルをいう。従って混
合セルロースエステルは2種以上の異なったセルロース
エステルの物理的な混合物もしくはブレンドとは明白に
相違する。本発明に使用するのに更に好ましいセルロー
スエステルはセルロースアセテート,セルロースジアセ
テート,セルローストリアセテート,およびそれらの混
合物と通常呼ばれるセルロースアセテートである。セル
ロースアセテートは置換度に応じて異なったアセチル含
量を有する。アセチル含量は置換度が0.5である場合
の11.7重量%から,置換度が3である場合の44.
8重量%までの範囲にある。約32.0〜約41.0重
量%のアセチル含量をもつセルロースジアセテート,お
よび約41.0〜約44.8重量のアセチル含量をもつ
セルローストリアセテート,およびそれらの混合物が本
発明に使用するのに特に好ましい。
【0013】本発明に有用な好ましい溶媒はグリセロー
ルモノアセテート(アセチン),グリセロールジアセテ
ート(ジアセチン),グリセロールトリアセテート(ト
リアセチン),およびそれらの混合物である。更に好ま
しい溶媒はグリセロールモノアセテート,グリセロール
ジアセテート,およびそれらの混合物である。本発明に
有用な溶媒は膜に対して有害でないか又は膜の用途に許
容しえないものではない少量の他の化合物を含むことが
できる。好ましくは,これらの少量の溶媒中の不純物は
15重量%未満,更に好ましくは5重量%未満である。 本発明に好ましい任意成分としての非溶媒はグリセロー
ルである。
ルモノアセテート(アセチン),グリセロールジアセテ
ート(ジアセチン),グリセロールトリアセテート(ト
リアセチン),およびそれらの混合物である。更に好ま
しい溶媒はグリセロールモノアセテート,グリセロール
ジアセテート,およびそれらの混合物である。本発明に
有用な溶媒は膜に対して有害でないか又は膜の用途に許
容しえないものではない少量の他の化合物を含むことが
できる。好ましくは,これらの少量の溶媒中の不純物は
15重量%未満,更に好ましくは5重量%未満である。 本発明に好ましい任意成分としての非溶媒はグリセロー
ルである。
【0014】押出し,成形またはキヤステイング用の組
成物中の諸成分の濃度は変化しうる。押出し,成形また
はキヤステイングの温度における組成物の相溶性は押出
し,成形またはキヤステイング用の組成物を製造する際
に考慮すべき1つの因子である。ポリマー溶液の相溶性
は当業技術に周知の方法によって実験的に容易に決定す
ることができる。本発明の組成物に使用するグリセロー
ルアセテート,グリセロールジアセテート,またはグリ
セロールトリアセテートの量は有利には押出し,成形ま
たはキヤステイングの温度においてセルロースエステル
ポリマーを可溶化するに十分な量である。すなわち,セ
ルロースエステルを可溶化するのに他の溶媒は必要とし
ない。膜の最終用途は適当なブレンド組成物を決定する
際の別の因子である。なんとなれば,膜の好ましい孔径
および膜を通る移動速度は意図する膜の用途に応じて変
化するからである。
成物中の諸成分の濃度は変化しうる。押出し,成形また
はキヤステイングの温度における組成物の相溶性は押出
し,成形またはキヤステイング用の組成物を製造する際
に考慮すべき1つの因子である。ポリマー溶液の相溶性
は当業技術に周知の方法によって実験的に容易に決定す
ることができる。本発明の組成物に使用するグリセロー
ルアセテート,グリセロールジアセテート,またはグリ
セロールトリアセテートの量は有利には押出し,成形ま
たはキヤステイングの温度においてセルロースエステル
ポリマーを可溶化するに十分な量である。すなわち,セ
ルロースエステルを可溶化するのに他の溶媒は必要とし
ない。膜の最終用途は適当なブレンド組成物を決定する
際の別の因子である。なんとなれば,膜の好ましい孔径
および膜を通る移動速度は意図する膜の用途に応じて変
化するからである。
【0015】限外▲ろ▼過または微細▲ろ▼過に有用な
膜の場合には,セルロースエステルの濃度は好ましくは
少なくとも10重量%であるが80重量%未満であり,
更に好ましくは少なくとも15重量%であるが60重量
%未満である。溶媒(グリセロールモノアセテート,グ
リセロールジアセテート,グリセロールトリアセテート
またはそれらの混合物の濃度は好ましくは20〜90重
量%,更に好ましくは40〜85重量%である。任意成
分である非溶媒(グリセロール)の濃度は好ましくは0
〜80重量%,更に好ましくは5〜60重量%である。
膜の場合には,セルロースエステルの濃度は好ましくは
少なくとも10重量%であるが80重量%未満であり,
更に好ましくは少なくとも15重量%であるが60重量
%未満である。溶媒(グリセロールモノアセテート,グ
リセロールジアセテート,グリセロールトリアセテート
またはそれらの混合物の濃度は好ましくは20〜90重
量%,更に好ましくは40〜85重量%である。任意成
分である非溶媒(グリセロール)の濃度は好ましくは0
〜80重量%,更に好ましくは5〜60重量%である。
【0016】透析に有用な膜の場合には,セルロースエ
ステルの濃度は好ましくは10〜60重量%,更に好ま
しくは15〜55重量%である。溶媒(グリセロールモ
ノアセテート,グリセロールジアセテート,グリセロー
ルトリアセテートまたはそれらの混合物)の濃度は好ま
しくは40〜90重量%,更に好ましくは45〜85重
量%である。任意成分である非溶媒(グリセロール)の
濃度は好ましくは0〜50重量%,更に好ましくは5〜
40重量%である。
ステルの濃度は好ましくは10〜60重量%,更に好ま
しくは15〜55重量%である。溶媒(グリセロールモ
ノアセテート,グリセロールジアセテート,グリセロー
ルトリアセテートまたはそれらの混合物)の濃度は好ま
しくは40〜90重量%,更に好ましくは45〜85重
量%である。任意成分である非溶媒(グリセロール)の
濃度は好ましくは0〜50重量%,更に好ましくは5〜
40重量%である。
【0017】逆浸透に有用な膜の場合には,セルロース
エステルの濃度は好ましくは25〜65重量%,更に好
ましくは35〜60重量%である。溶媒(グリセロール
モノアセテート,グリセロールジアセテート,グリセロ
ールトリアセテート,またはそれらの混合物)の濃度は
好ましくは15〜75重量%,更に好ましくは35〜6
5重量%である。任意成分である非溶媒(グリセロール
)の濃度は好ましくは0〜30重量%,更に好ましくは
0〜20重量%である。
エステルの濃度は好ましくは25〜65重量%,更に好
ましくは35〜60重量%である。溶媒(グリセロール
モノアセテート,グリセロールジアセテート,グリセロ
ールトリアセテート,またはそれらの混合物)の濃度は
好ましくは15〜75重量%,更に好ましくは35〜6
5重量%である。任意成分である非溶媒(グリセロール
)の濃度は好ましくは0〜30重量%,更に好ましくは
0〜20重量%である。
【0018】本発明の組成物は微細▲ろ▼過,限外▲ろ
▼過,透析,および逆浸透のような液体膜分離法に有用
な膜を製造するのに使用することができる。このような
膜は,いくつかの別の方法によって製造することができ
る。1つの好ましい方法において,セルロースエステル
組成物は押出し,成形またはキヤステイングされ,次い
で空気急冷される。別の好ましい方法において,セルロ
ースエステル組成物は押出し,成形またはキヤステイン
グされ,次いで急冷,浸出および乾燥される。更に別の
好ましい方法において,セルロースエステル組成物は押
出し,成形またはキヤステイングされ,次いで急冷,浸
漬,再可塑化および乾燥される。膜製造法の選択は所望
する膜の性質によって部分的に決定される。
▼過,透析,および逆浸透のような液体膜分離法に有用
な膜を製造するのに使用することができる。このような
膜は,いくつかの別の方法によって製造することができ
る。1つの好ましい方法において,セルロースエステル
組成物は押出し,成形またはキヤステイングされ,次い
で空気急冷される。別の好ましい方法において,セルロ
ースエステル組成物は押出し,成形またはキヤステイン
グされ,次いで急冷,浸出および乾燥される。更に別の
好ましい方法において,セルロースエステル組成物は押
出し,成形またはキヤステイングされ,次いで急冷,浸
漬,再可塑化および乾燥される。膜製造法の選択は所望
する膜の性質によって部分的に決定される。
【0019】膜は上述のようにセルロースエステル組成
物からまず押出し,成形またはキヤステイングされる。 キヤステイングの場合,所定温度においてキヤステイン
グに好適な粘度をもつ均一ブレンドが製造される。キヤ
ステイングにとって,ブレンドの粘度は好ましくは2〜
25ポイズ(0.2〜2.5Pa・S)である。キヤス
テイング用ブレンドはブレンドの粘度に応じて室温にお
いて又は昇温においてキヤステイングすることができる
。ブレンドは好ましくは約25〜約200℃の温度にお
いてキヤステイングされる。膜が限外▲ろ▼過,微細▲
ろ▼過または透析に有用である態様において,キヤステ
イング用ブレンドは好ましくは8〜50重量%のセルロ
ースエステル,更に好ましくは12〜40重量%のセル
ロースエステルを含む。膜が逆浸透に有用である態様に
おいて,ブレンドは好ましくは10〜60重量%のセル
ロースエステル,更に好ましくは15〜50重量%のセ
ルロースエステルを含む。ブレンドは該ブレンドを平ら
な支持面に注ぎ,そして該ブレンドをドクターブレード
またはキヤステイング棒のような好適な工具により適当
な厚さに引伸ばすことによってキヤステイングすること
ができる。あるいはまた,ブレンドは該ブレンドをエン
ドレスベルトまたは回転ドラム上にキヤステイングする
ことによって連続法でキヤステイングすることができる
。キヤステイング面は仕上げ膜がその後に面から容易に
分離しうるような面である。たとえば,膜は低い表面エ
ネルギーをもち支持体たとえばシリコーン,被露ガラス
,または金属の上に,あるいは膜が付着しない面の上に
キヤステイングすることができる。ブレンドはまた,ポ
リマーが混和しない液の表面たとえば水は水銀の表面の
上にキヤステイングすることもできる。あるいはまたブ
レンドはその後に仕上げ膜から溶解されない支持面たと
えば不織ウェブの上にキヤステイングすることもできる
。膜はまた膜中の移動を実質的に妨げない永久支持体面
上にキヤステイングすることもできる。この膜は次いで
押出し膜について後述するのと同様にして処理すること
ができる。
物からまず押出し,成形またはキヤステイングされる。 キヤステイングの場合,所定温度においてキヤステイン
グに好適な粘度をもつ均一ブレンドが製造される。キヤ
ステイングにとって,ブレンドの粘度は好ましくは2〜
25ポイズ(0.2〜2.5Pa・S)である。キヤス
テイング用ブレンドはブレンドの粘度に応じて室温にお
いて又は昇温においてキヤステイングすることができる
。ブレンドは好ましくは約25〜約200℃の温度にお
いてキヤステイングされる。膜が限外▲ろ▼過,微細▲
ろ▼過または透析に有用である態様において,キヤステ
イング用ブレンドは好ましくは8〜50重量%のセルロ
ースエステル,更に好ましくは12〜40重量%のセル
ロースエステルを含む。膜が逆浸透に有用である態様に
おいて,ブレンドは好ましくは10〜60重量%のセル
ロースエステル,更に好ましくは15〜50重量%のセ
ルロースエステルを含む。ブレンドは該ブレンドを平ら
な支持面に注ぎ,そして該ブレンドをドクターブレード
またはキヤステイング棒のような好適な工具により適当
な厚さに引伸ばすことによってキヤステイングすること
ができる。あるいはまた,ブレンドは該ブレンドをエン
ドレスベルトまたは回転ドラム上にキヤステイングする
ことによって連続法でキヤステイングすることができる
。キヤステイング面は仕上げ膜がその後に面から容易に
分離しうるような面である。たとえば,膜は低い表面エ
ネルギーをもち支持体たとえばシリコーン,被露ガラス
,または金属の上に,あるいは膜が付着しない面の上に
キヤステイングすることができる。ブレンドはまた,ポ
リマーが混和しない液の表面たとえば水は水銀の表面の
上にキヤステイングすることもできる。あるいはまたブ
レンドはその後に仕上げ膜から溶解されない支持面たと
えば不織ウェブの上にキヤステイングすることもできる
。膜はまた膜中の移動を実質的に妨げない永久支持体面
上にキヤステイングすることもできる。この膜は次いで
押出し膜について後述するのと同様にして処理すること
ができる。
【0020】押出しの場合,押出し用の組成物の諸成分
は押出し前に通常の混合装置たとえばHobartミキ
サーで通常の方法によって混合することができる。ある
いはまた,押出し用組成物は混合物を双スクリュー押出
し機から押出し,押出し物を冷却し,そして押出し物を
単一または双スクリュー押出し機に容易に促結しうる粒
径に粉砕またはペレット化することによって均質化させ
ることもできる。押出し用組成物の諸成分は溶融ポット
または双スクリュー押出し機中で直接に混合して単一工
程で膜に押出すこともできる。
は押出し前に通常の混合装置たとえばHobartミキ
サーで通常の方法によって混合することができる。ある
いはまた,押出し用組成物は混合物を双スクリュー押出
し機から押出し,押出し物を冷却し,そして押出し物を
単一または双スクリュー押出し機に容易に促結しうる粒
径に粉砕またはペレット化することによって均質化させ
ることもできる。押出し用組成物の諸成分は溶融ポット
または双スクリュー押出し機中で直接に混合して単一工
程で膜に押出すこともできる。
【0021】混合物の粘度は,混合物が粘稠すぎてポリ
マーに悪影響を及ぼさない温度で押出しえないほど高く
あってはならない。他方,粘度は押出しダイを出る際に
混合物がその所望の形状を保持しえないほど低くあって
はならない。膜は押出しの際に冷却または凝固によって
その所望の形状を保持することができる。膜が限外▲ろ
▼過,微細▲ろ▼過または透析に有用である場合の態様
において,混合物は好ましくは8〜80重量%のセルロ
ースエステルを,更に好ましくは15〜60重量%のセ
ルロースエステルを含む。膜が逆浸透に有用である場合
の態様において,混合物は好ましくは10〜80重量%
のセルロースエステルを,更に好ましくは15〜60重
量%のセルロースエステルを含む。
マーに悪影響を及ぼさない温度で押出しえないほど高く
あってはならない。他方,粘度は押出しダイを出る際に
混合物がその所望の形状を保持しえないほど低くあって
はならない。膜は押出しの際に冷却または凝固によって
その所望の形状を保持することができる。膜が限外▲ろ
▼過,微細▲ろ▼過または透析に有用である場合の態様
において,混合物は好ましくは8〜80重量%のセルロ
ースエステルを,更に好ましくは15〜60重量%のセ
ルロースエステルを含む。膜が逆浸透に有用である場合
の態様において,混合物は好ましくは10〜80重量%
のセルロースエステルを,更に好ましくは15〜60重
量%のセルロースエステルを含む。
【0022】混合物は,押出しに好適な粘度をもつ均一
流体をもたらす温度に加熱される。温度はセルロースエ
ステルの目だった分解が起るほど高くあってはならない
。混合物は流体が粘稠にすぎて押出しえないほど低くあ
ってはならない。押出し温度は好ましくは20〜250
℃,更に好ましくは25〜220℃である。
流体をもたらす温度に加熱される。温度はセルロースエ
ステルの目だった分解が起るほど高くあってはならない
。混合物は流体が粘稠にすぎて押出しえないほど低くあ
ってはならない。押出し温度は好ましくは20〜250
℃,更に好ましくは25〜220℃である。
【0023】ポリマー,溶媒,および任意成分としての
非溶媒はシート,中空管,または中空繊維ダイ(スピナ
レット)を通して押出される。中空繊維スピナレットは
代表的には多孔であり従って多数の中空繊維のムラを生
産する。中空繊維スピナレットは押出し物のコアに流体
を供給する装置を含む。コア流体は中空繊維がスピナレ
ットを出る際に中空繊維がつぶれるのを防ぐために使用
される。コア流体は窒素,空気,二酸化炭素のようなガ
ス,またはその他の不活性ガス,あるいはポリマーに対
して非溶媒である液体たとえば水またはグリセロールで
ありうる。コア流体の温度と組成は膜の性質に影響を及
ぼすことがある。
非溶媒はシート,中空管,または中空繊維ダイ(スピナ
レット)を通して押出される。中空繊維スピナレットは
代表的には多孔であり従って多数の中空繊維のムラを生
産する。中空繊維スピナレットは押出し物のコアに流体
を供給する装置を含む。コア流体は中空繊維がスピナレ
ットを出る際に中空繊維がつぶれるのを防ぐために使用
される。コア流体は窒素,空気,二酸化炭素のようなガ
ス,またはその他の不活性ガス,あるいはポリマーに対
して非溶媒である液体たとえば水またはグリセロールで
ありうる。コア流体の温度と組成は膜の性質に影響を及
ぼすことがある。
【0024】ダイを出る押出し物は1個以上の急冷帯域
に入る。急冷帯域の環境はガスまたは液体でありうる。 急冷帯域内で,押出し物は冷却を受けて膜のゲル化およ
び固化が起る。好ましい態様において,膜は空気中に急
冷される。この急冷帯域内で,膜はゲル化および固体す
る。空気帯域の温度は好ましくは10〜100℃,更に
好ましくは20〜80℃である。空気帯域中の滞留時間
は好ましくは180秒未満,更に好ましくは30秒未満
,更になお好ましくは10秒未満である。覆いを使用し
て空気の流量および空気帯域の温度の調節を助けること
もできる。
に入る。急冷帯域の環境はガスまたは液体でありうる。 急冷帯域内で,押出し物は冷却を受けて膜のゲル化およ
び固化が起る。好ましい態様において,膜は空気中に急
冷される。この急冷帯域内で,膜はゲル化および固体す
る。空気帯域の温度は好ましくは10〜100℃,更に
好ましくは20〜80℃である。空気帯域中の滞留時間
は好ましくは180秒未満,更に好ましくは30秒未満
,更になお好ましくは10秒未満である。覆いを使用し
て空気の流量および空気帯域の温度の調節を助けること
もできる。
【0025】空気急冷の後に,または空気急冷の代りに
,膜は任意に,ポリマーに対して実質的に非溶媒である
液体たとえば水,または水とグリセロールアセテート溶
媒および/または非溶媒グリセロールの中で急冷させる
こともできる。膜からの溶媒および/または非溶媒の若
干の除去が液体急冷帯域中で起りうる。急冷帯域の温度
は好ましくは少なくとも0℃〜60℃,更に好ましくは
2℃〜30℃である。この液体急冷温度での液体急冷帯
域中の滞留時間は膜をゲル化し固化するに十分な温度で
あるべきである。急冷液体帯域中の滞留時間は好ましく
は約60秒未満,更に好ましくは30秒未満である。
,膜は任意に,ポリマーに対して実質的に非溶媒である
液体たとえば水,または水とグリセロールアセテート溶
媒および/または非溶媒グリセロールの中で急冷させる
こともできる。膜からの溶媒および/または非溶媒の若
干の除去が液体急冷帯域中で起りうる。急冷帯域の温度
は好ましくは少なくとも0℃〜60℃,更に好ましくは
2℃〜30℃である。この液体急冷温度での液体急冷帯
域中の滞留時間は膜をゲル化し固化するに十分な温度で
あるべきである。急冷液体帯域中の滞留時間は好ましく
は約60秒未満,更に好ましくは30秒未満である。
【0025】繊維またはフィルムは任意に,ゴデット・
ローラまたは他の通常の装置を使用して適当な寸法に延
伸することができる。線速度は一般に臨界的ではなく,
広範囲に変えることができる。最少の好ましい線速度は
操作の経済上の理由から少なくとも10フイート/分(
3m/分)であり,更に好ましくは少なくとも100フ
イート/分(30.5m/分)である。最大の好ましい
線速度は取扱い上の容易さから1000フイート未満/
分(304.8m未満/分)であり,更に好ましくは約
500フイート未満/分(152.4m未満/分)であ
る。
ローラまたは他の通常の装置を使用して適当な寸法に延
伸することができる。線速度は一般に臨界的ではなく,
広範囲に変えることができる。最少の好ましい線速度は
操作の経済上の理由から少なくとも10フイート/分(
3m/分)であり,更に好ましくは少なくとも100フ
イート/分(30.5m/分)である。最大の好ましい
線速度は取扱い上の容易さから1000フイート未満/
分(304.8m未満/分)であり,更に好ましくは約
500フイート未満/分(152.4m未満/分)であ
る。
【0027】膜の所望の厚さは意図する最終用途および
その他の因子に応じて変わる。膜が限外▲ろ▼過または
微細▲ろ▼過に有用できる態様において,フイルムの厚
さは好ましくは10〜100ミクロンであり,限外▲ろ
▼過または微細▲ろ▼過の中空繊維は好ましくは100
〜5000ミクロン好ましくは200〜3000ミクロ
ンの外径および好ましくは10〜500ミクロン,更に
好ましくは15〜200ミクロンの壁厚をもつ。膜が透
析に有用できる態様において,フイルムは好ましくは1
0〜75ミクロンの厚さをもち,透析用の中空繊維は1
00〜500ミクロン,更に好ましくは175〜300
ミクロンの外径および好ましくは5〜50ミクロン更に
好ましくは10〜30ミクロンの壁厚をもつ。膜が逆浸
透に有用である態様において,フイルムは好ましくは1
0〜500ミクロンの厚さをもち,逆浸透用の中空繊維
は好ましくは100〜800ミクロン,更に好ましくは
150〜500ミクロンの外径および好ましくは1.2
〜3.5更に好ましくは1.8〜2.5の外径対内径の
比をもつ。
その他の因子に応じて変わる。膜が限外▲ろ▼過または
微細▲ろ▼過に有用できる態様において,フイルムの厚
さは好ましくは10〜100ミクロンであり,限外▲ろ
▼過または微細▲ろ▼過の中空繊維は好ましくは100
〜5000ミクロン好ましくは200〜3000ミクロ
ンの外径および好ましくは10〜500ミクロン,更に
好ましくは15〜200ミクロンの壁厚をもつ。膜が透
析に有用できる態様において,フイルムは好ましくは1
0〜75ミクロンの厚さをもち,透析用の中空繊維は1
00〜500ミクロン,更に好ましくは175〜300
ミクロンの外径および好ましくは5〜50ミクロン更に
好ましくは10〜30ミクロンの壁厚をもつ。膜が逆浸
透に有用である態様において,フイルムは好ましくは1
0〜500ミクロンの厚さをもち,逆浸透用の中空繊維
は好ましくは100〜800ミクロン,更に好ましくは
150〜500ミクロンの外径および好ましくは1.2
〜3.5更に好ましくは1.8〜2.5の外径対内径の
比をもつ。
【0028】別の好ましい態様において,急冷後に膜は
ポリマーに対して実質的に非溶媒である液体たとえば水
または水とグリセロールアセテート溶媒および/または
非溶媒グリセロールとの混合物を含む少なくとも1つの
浸出帯域を通過させて溶媒および任意成分である非溶媒
の少なくとも一部分を除く。浸出浴は膜から溶媒および
任意成分としての非溶媒のすべてを除く必要はない。浸
出浴は好ましくは75重量%までの水中グリセロール,
更に好ましくは50重量%までの水中グリセロールを含
む。浸出浴の最低温度は膜からの溶媒と非溶媒の除去が
合理的速度で起る温度である。浸出浴の最低温度は好ま
しくは少なくとも−10℃,更に好ましくは少なくとも
0℃,更になお好ましくは少なくとも10℃である。浸
出浴の最高温度は膜の一体性に悪影響が出る温度より低
い温度である。浸出浴の温度は好ましくは約100℃未
満,更に好ましくは約90℃未満である。浸出浴中の滞
留時間は好ましくは約1000秒未満,更に好ましくは
約400未満である。膜は浸出浴に入る前に,浸出浴中
の滞留時間中に,浸出浴から出た後に,又はそれらの組
合せにおいて,所望の寸法に延伸することができる。
ポリマーに対して実質的に非溶媒である液体たとえば水
または水とグリセロールアセテート溶媒および/または
非溶媒グリセロールとの混合物を含む少なくとも1つの
浸出帯域を通過させて溶媒および任意成分である非溶媒
の少なくとも一部分を除く。浸出浴は膜から溶媒および
任意成分としての非溶媒のすべてを除く必要はない。浸
出浴は好ましくは75重量%までの水中グリセロール,
更に好ましくは50重量%までの水中グリセロールを含
む。浸出浴の最低温度は膜からの溶媒と非溶媒の除去が
合理的速度で起る温度である。浸出浴の最低温度は好ま
しくは少なくとも−10℃,更に好ましくは少なくとも
0℃,更になお好ましくは少なくとも10℃である。浸
出浴の最高温度は膜の一体性に悪影響が出る温度より低
い温度である。浸出浴の温度は好ましくは約100℃未
満,更に好ましくは約90℃未満である。浸出浴中の滞
留時間は好ましくは約1000秒未満,更に好ましくは
約400未満である。膜は浸出浴に入る前に,浸出浴中
の滞留時間中に,浸出浴から出た後に,又はそれらの組
合せにおいて,所望の寸法に延伸することができる。
【0029】浸出後に,膜は任意に乾燥される。膜は空
気中で又は窒素のような不活性雰囲気中で乾燥すること
ができる。膜を乾燥させるのに使用する空気または不活
性ガスは膜の乾燥が合理的速度で起るように十分に低い
水含量をもつべきである。室内空気が膜の好適で便利な
乾燥源である。膜は乾燥が合理的速度で起り膜に悪影響
を及ぼさない温度で乾燥させることができる。乾燥温度
は好ましくは少なくとも約60℃,更に好ましくは少な
くとも20℃である。乾燥温度は好ましくは約120℃
未満,更に好ましくは約90℃未満である。乾燥時間は
好ましくは少なくとも約30秒,更に好ましくは少なく
とも約60秒である。膜は減圧下で乾燥させることもで
きる。
気中で又は窒素のような不活性雰囲気中で乾燥すること
ができる。膜を乾燥させるのに使用する空気または不活
性ガスは膜の乾燥が合理的速度で起るように十分に低い
水含量をもつべきである。室内空気が膜の好適で便利な
乾燥源である。膜は乾燥が合理的速度で起り膜に悪影響
を及ぼさない温度で乾燥させることができる。乾燥温度
は好ましくは少なくとも約60℃,更に好ましくは少な
くとも20℃である。乾燥温度は好ましくは約120℃
未満,更に好ましくは約90℃未満である。乾燥時間は
好ましくは少なくとも約30秒,更に好ましくは少なく
とも約60秒である。膜は減圧下で乾燥させることもで
きる。
【0030】更に別の好ましい態様において,膜は水の
ような液体中で浸出され,次いで乾燥工程前に再可塑化
工程に付すこともできる。膜は浸出されて溶媒と非溶媒
の少なくとも一部が除かれる。浸出浴は膜から溶媒と非
溶媒のすべてを除去することを必要としない。浸出浴の
最低温度は溶媒と非溶媒の除去が合理的速度で起る温度
である。浸出浴の最低温度は好ましくは少なくとも約−
10℃,更に好ましくは少なくとも約0℃,更になお好
ましくは少なくとも約10℃である。浸出浴の最高温度
は膜の一体性に悪影響が出る温度より低い温度である。 浸出浴の最高温度は好ましくは約100℃未満,更に好
ましくは約90℃未満である。浸出浴中の滞留時間は好
ましくは約1000秒未満,更に好ましくは約400秒
未満である。
ような液体中で浸出され,次いで乾燥工程前に再可塑化
工程に付すこともできる。膜は浸出されて溶媒と非溶媒
の少なくとも一部が除かれる。浸出浴は膜から溶媒と非
溶媒のすべてを除去することを必要としない。浸出浴の
最低温度は溶媒と非溶媒の除去が合理的速度で起る温度
である。浸出浴の最低温度は好ましくは少なくとも約−
10℃,更に好ましくは少なくとも約0℃,更になお好
ましくは少なくとも約10℃である。浸出浴の最高温度
は膜の一体性に悪影響が出る温度より低い温度である。 浸出浴の最高温度は好ましくは約100℃未満,更に好
ましくは約90℃未満である。浸出浴中の滞留時間は好
ましくは約1000秒未満,更に好ましくは約400秒
未満である。
【0031】浸出した膜はグリセロールと水の浴のよう
な少なくとも1つの再可塑化帯域に膜を通すことによっ
て再可塑化させることができる。膜が微細▲ろ▼過また
は限外▲ろ▼過に有用である態様において,再可塑化浴
は好ましくは約80重量%までの,更に好ましくは約6
0重量%までのグリセロールを含む。膜が透析に有用で
ある態様において,再可塑化浴は好ましくは約70重量
%までの,更に好ましくは約60重量%までのグリセロ
ールを含む。膜が逆浸透に有用である態様において,再
可塑化浴は好ましくは約70重量%までの,更に好まし
くは約50重量%までのグリセロールを含む。再可塑化
浴の最低温度は膜の再可塑化が合理的速度で起る温度で
ある。グリセロール再可塑化浴の最低温度は好ましくは
少なくとも約10℃,更に好ましくは少なくとも約20
℃である。再可塑化浴の最高温度は膜の一体性に悪影響
が出ない温度より低い温度である。再可塑化浴の最高温
度は好ましくは約80℃未満,更に好ましくは約60℃
未満である。
な少なくとも1つの再可塑化帯域に膜を通すことによっ
て再可塑化させることができる。膜が微細▲ろ▼過また
は限外▲ろ▼過に有用である態様において,再可塑化浴
は好ましくは約80重量%までの,更に好ましくは約6
0重量%までのグリセロールを含む。膜が透析に有用で
ある態様において,再可塑化浴は好ましくは約70重量
%までの,更に好ましくは約60重量%までのグリセロ
ールを含む。膜が逆浸透に有用である態様において,再
可塑化浴は好ましくは約70重量%までの,更に好まし
くは約50重量%までのグリセロールを含む。再可塑化
浴の最低温度は膜の再可塑化が合理的速度で起る温度で
ある。グリセロール再可塑化浴の最低温度は好ましくは
少なくとも約10℃,更に好ましくは少なくとも約20
℃である。再可塑化浴の最高温度は膜の一体性に悪影響
が出ない温度より低い温度である。再可塑化浴の最高温
度は好ましくは約80℃未満,更に好ましくは約60℃
未満である。
【0032】本発明の1つの好ましい態様において,浸
出および/または再可塑化の浴中でグリセロールアセテ
ートの濃度が上昇するので,浴の一部を板出し,温和な
加水分解にかけてグリセロールアセテートをグリセロー
ルと酢酸ナトリウムに転化し,次いで処理部分を浸出お
よび/または再可塑化の浴に戻すことができる。このリ
サイクルは浸出または再可塑化の水を含む溶媒を廃棄す
る必要を無くし,然も同時にグリセロールアセテートを
再可塑化剤に転化させる。膜は,浸出または再可塑化の
浴の前,中または後のいづれかの時点で適当な寸法に延
伸することができる。
出および/または再可塑化の浴中でグリセロールアセテ
ートの濃度が上昇するので,浴の一部を板出し,温和な
加水分解にかけてグリセロールアセテートをグリセロー
ルと酢酸ナトリウムに転化し,次いで処理部分を浸出お
よび/または再可塑化の浴に戻すことができる。このリ
サイクルは浸出または再可塑化の水を含む溶媒を廃棄す
る必要を無くし,然も同時にグリセロールアセテートを
再可塑化剤に転化させる。膜は,浸出または再可塑化の
浴の前,中または後のいづれかの時点で適当な寸法に延
伸することができる。
【0033】上記の方法によって製造した膜は,使用し
た急冷,浸出および再可塑化の条件に応じて,かなりな
量の溶媒および任意成分としての非溶媒を含みうる。膜
は製造後に約75重量%までの溶媒および任意成分とし
ての非溶媒を含みうる。ある種の用途にとって,かなり
な量の溶媒と非溶媒を含むこのような膜は膜の分離特性
に悪い衝撃を与えることなしに長期間保存することがで
きる。更に,使用する溶媒と任意成分の非溶媒は膜の最
終用途に適合および/または許容される物質に転化され
るか又は転化されうるので,かなりな量の溶媒と任意成
分の非溶媒を含む膜は,用途に応じて使用前に過度の浸
出を行なうことなしに,液体の分離に使用することがで
きる。
た急冷,浸出および再可塑化の条件に応じて,かなりな
量の溶媒および任意成分としての非溶媒を含みうる。膜
は製造後に約75重量%までの溶媒および任意成分とし
ての非溶媒を含みうる。ある種の用途にとって,かなり
な量の溶媒と非溶媒を含むこのような膜は膜の分離特性
に悪い衝撃を与えることなしに長期間保存することがで
きる。更に,使用する溶媒と任意成分の非溶媒は膜の最
終用途に適合および/または許容される物質に転化され
るか又は転化されうるので,かなりな量の溶媒と任意成
分の非溶媒を含む膜は,用途に応じて使用前に過度の浸
出を行なうことなしに,液体の分離に使用することがで
きる。
【0034】上記の方法によって製造した膜は微細▲ろ
▼過,限外▲ろ▼過,透析および逆浸透のような液体分
離法に使用することができる。膜装置の製作法は一般に
その特定の最終用途の生成膜装置を仕上げるように行な
われる。このような適合は当業者によって容易に達成さ
れる。
▼過,限外▲ろ▼過,透析および逆浸透のような液体分
離法に使用することができる。膜装置の製作法は一般に
その特定の最終用途の生成膜装置を仕上げるように行な
われる。このような適合は当業者によって容易に達成さ
れる。
【0035】限外▲ろ▼過および微細▲ろ▼過は溶液が
溶質粒子を分離する多孔質膜を使用する圧力駆動▲ろ▼
過法である。分離は粒子の大きさまたは分子量の相違を
基準にして達成される。このような膜は水分浸透性およ
び篩分け係数によって特徴づけられる。水分浸透性は圧
力勾配の影響下に膜中を移動する溶媒の容積の尺度であ
る。水分浸透性phは特定の温度においてph=(浸透
した溶媒の量)/(膜面積)(膜を横切る△p)(時間
)として表現される。△pは膜を横切る差圧である。 水分浸透性は通常,(ml)/(m2)(時間)(cm
Hg)の単位で表現される。本発明の限外▲ろ▼過およ
び微細▲ろ▼過の膜は25℃の水について少なくとも(
約10ml)/(m2)(時間)(cmHg)の水力浸
透性をもつ。篩分け係数はφと呼ばれ,φ=Cf/Cs
である。Cfはある瞬間での小容積の▲ろ▼液の濃度で
あり,Csは同時の▲ろ▼過用溶液の濃度である。閉鎖
系においては,0<φ<1であるときCfとCsは共に
時間とともに増大する。
溶質粒子を分離する多孔質膜を使用する圧力駆動▲ろ▼
過法である。分離は粒子の大きさまたは分子量の相違を
基準にして達成される。このような膜は水分浸透性およ
び篩分け係数によって特徴づけられる。水分浸透性は圧
力勾配の影響下に膜中を移動する溶媒の容積の尺度であ
る。水分浸透性phは特定の温度においてph=(浸透
した溶媒の量)/(膜面積)(膜を横切る△p)(時間
)として表現される。△pは膜を横切る差圧である。 水分浸透性は通常,(ml)/(m2)(時間)(cm
Hg)の単位で表現される。本発明の限外▲ろ▼過およ
び微細▲ろ▼過の膜は25℃の水について少なくとも(
約10ml)/(m2)(時間)(cmHg)の水力浸
透性をもつ。篩分け係数はφと呼ばれ,φ=Cf/Cs
である。Cfはある瞬間での小容積の▲ろ▼液の濃度で
あり,Csは同時の▲ろ▼過用溶液の濃度である。閉鎖
系においては,0<φ<1であるときCfとCsは共に
時間とともに増大する。
【0036】限外▲ろ▼過および微細▲ろ▼過の膜はそ
れらの多孔度および孔度によっても特徴づけられる。多
孔度とは膜の容量空所容積をいう。限外▲ろ▼過および
微細▲ろ▼過に有用な本発明の膜は約20〜約80%の
多孔度をもつ。孔度は走査電子顕微鏡および/または気
泡点,溶媒フラックス,および分子量カット・オフの測
定を包含する若干の技術によって推定することができる
。このような技術は微孔性膜の孔径を特徴づける方法と
して当業技術において周知であり,たとえばロバート・
ケステイングの「Symthetic Polyme
ricMembranes」第2版(米国ニューヨーク
州 ジヨン・ワイリイ・アンド・サンズ1985年刊
行)第46〜56頁;チヤンニング・アール・ロバート
ソン(スタンフオード大学)の「Molecular
and Macromolecular Sie
ving by Asymmetric Ult
rafiltration Membranes」,
OWRTレポート,NTIS No.PB85−15
7766IEAR,1984年9月刊行;およびAST
M試聴法G316−86に記載されている。限外▲ろ▼
過に有用な本発明の膜の平均孔径は好ましくは約20オ
ングストローム〜約500オングストロームである。本
発明の微細▲ろ▼過膜の平均孔径は好ましくは約0.0
5ミクロン〜約10ミクロンである。種々の溶質の排除
率は溶質を含む溶液を所定温度および圧力の限外▲ろ▼
過または微細▲ろ▼過の膜の一面に順次に供給し,そし
て膜の他面から浸透液を集めて溶質排除率を決定するこ
とによって試聴することができる。排除率%は式100
××〔1−(Cp/CF)〕を使用して計算される。C
pは浸透液中の溶質の濃度であり,CFは供給液中の溶
質の濃度である。異なった公称分子量をもつ一連の種々
の溶質,たとえばBlue Dextran 2,
000,000,AP Ferritin 490
,000,Albumin 69,000,Cyto
chrome C 12,400,Vitamin
B−12 1335および Bethylen
e Blue 320,が使用されうる。本発明の
限外▲ろ▼過膜は好ましくは約500〜約300,00
0の分子カット・オフをもつ。
れらの多孔度および孔度によっても特徴づけられる。多
孔度とは膜の容量空所容積をいう。限外▲ろ▼過および
微細▲ろ▼過に有用な本発明の膜は約20〜約80%の
多孔度をもつ。孔度は走査電子顕微鏡および/または気
泡点,溶媒フラックス,および分子量カット・オフの測
定を包含する若干の技術によって推定することができる
。このような技術は微孔性膜の孔径を特徴づける方法と
して当業技術において周知であり,たとえばロバート・
ケステイングの「Symthetic Polyme
ricMembranes」第2版(米国ニューヨーク
州 ジヨン・ワイリイ・アンド・サンズ1985年刊
行)第46〜56頁;チヤンニング・アール・ロバート
ソン(スタンフオード大学)の「Molecular
and Macromolecular Sie
ving by Asymmetric Ult
rafiltration Membranes」,
OWRTレポート,NTIS No.PB85−15
7766IEAR,1984年9月刊行;およびAST
M試聴法G316−86に記載されている。限外▲ろ▼
過に有用な本発明の膜の平均孔径は好ましくは約20オ
ングストローム〜約500オングストロームである。本
発明の微細▲ろ▼過膜の平均孔径は好ましくは約0.0
5ミクロン〜約10ミクロンである。種々の溶質の排除
率は溶質を含む溶液を所定温度および圧力の限外▲ろ▼
過または微細▲ろ▼過の膜の一面に順次に供給し,そし
て膜の他面から浸透液を集めて溶質排除率を決定するこ
とによって試聴することができる。排除率%は式100
××〔1−(Cp/CF)〕を使用して計算される。C
pは浸透液中の溶質の濃度であり,CFは供給液中の溶
質の濃度である。異なった公称分子量をもつ一連の種々
の溶質,たとえばBlue Dextran 2,
000,000,AP Ferritin 490
,000,Albumin 69,000,Cyto
chrome C 12,400,Vitamin
B−12 1335および Bethylen
e Blue 320,が使用されうる。本発明の
限外▲ろ▼過膜は好ましくは約500〜約300,00
0の分子カット・オフをもつ。
【0037】透析は2種の液体を分離する膜を横切る化
学ポテンシヤル勾配の影響下に半透膜を通る拡散によっ
て2種の液体間の溶質分子の交換を行なう方法である。 透析分離を行なう膜の能力は関心のある溶質についての
全拡散物質移動係数Kovによって特徴づけられる。特
に,血液透析に有用な膜は尿素についての全拡散物質移
動係数Kov(尿素)によって特徴づけられる。
学ポテンシヤル勾配の影響下に半透膜を通る拡散によっ
て2種の液体間の溶質分子の交換を行なう方法である。 透析分離を行なう膜の能力は関心のある溶質についての
全拡散物質移動係数Kovによって特徴づけられる。特
に,血液透析に有用な膜は尿素についての全拡散物質移
動係数Kov(尿素)によって特徴づけられる。
【0038】Kov(尿素)はcm/分の単位で通常表
現される。血液透析に有用な本発明の膜は37℃におい
て尿素について少なくとも約20×10−3cm/分の
全拡散物質移動係数をもつ。透析に有用な本発明の膜は
37℃における血液がこの水の除去について少なくとも
約10ml/hr・m2・cmHgの水力浸透性をもつ
。
現される。血液透析に有用な本発明の膜は37℃におい
て尿素について少なくとも約20×10−3cm/分の
全拡散物質移動係数をもつ。透析に有用な本発明の膜は
37℃における血液がこの水の除去について少なくとも
約10ml/hr・m2・cmHgの水力浸透性をもつ
。
【0039】逆浸透は,たとえば塩水または海水の脱塩
のような,塩または他の低分子量溶質を含む溶液の精製
または濃縮に使用される。逆浸透において,浸透圧を越
える圧力を供給液(高濃度側)に加えて溶液を膜質の高
濃度側から低濃度側へ半透膜を通して浸透させる。浸透
圧を越える圧力は有効圧力であり,膜を横切って溶媒を
移動させる駆動させる力を構成する。塩またはその他の
溶質は膜によって排除される。すなわち,塩は容易に膜
を通過しない。膜の分離性能は膜を通る水のフラックス
および塩排除率によって特徴づけられる。与えられた供
給液濃度,温度および圧力のもとで膜を通る水フラック
スの割合は,(浸透した水の量)/(膜面積)(時間)
で表わされる。水フラックスの割合は通常GFDすなわ
ちガロン/(膜面積ft2)(日)で表わされる。1G
FDは40.7l/m2・日である。塩排除率%は〔1
−(浸透した水の濃度)/(供給水の濃度)〕×100
で表わされる。
のような,塩または他の低分子量溶質を含む溶液の精製
または濃縮に使用される。逆浸透において,浸透圧を越
える圧力を供給液(高濃度側)に加えて溶液を膜質の高
濃度側から低濃度側へ半透膜を通して浸透させる。浸透
圧を越える圧力は有効圧力であり,膜を横切って溶媒を
移動させる駆動させる力を構成する。塩またはその他の
溶質は膜によって排除される。すなわち,塩は容易に膜
を通過しない。膜の分離性能は膜を通る水のフラックス
および塩排除率によって特徴づけられる。与えられた供
給液濃度,温度および圧力のもとで膜を通る水フラック
スの割合は,(浸透した水の量)/(膜面積)(時間)
で表わされる。水フラックスの割合は通常GFDすなわ
ちガロン/(膜面積ft2)(日)で表わされる。1G
FDは40.7l/m2・日である。塩排除率%は〔1
−(浸透した水の濃度)/(供給水の濃度)〕×100
で表わされる。
【0040】50psi(345kPa)の供給圧およ
び0.05重量%のNaCl供給濃度での家庭用逆浸透
用途に有用な本発明の膜は好ましくは少なくとも約0.
4GFD(16.3l/m2・日)の水フラックスおよ
び好ましくは少なくとも80%の塩排除率をもつ。25
0psi(1724kPa)の供給圧および0.15%
のNaCl供給濃度での低圧逆浸透用途に有用な本発明
の膜は好ましくは2GFD(81.4l/m2・日)の
水フラックスおよび好ましくは90%の塩排除率をもつ
。400psiの供給圧および0.15重量%NaCl
供給濃度での標準圧逆浸透用途に有用な本発明の膜は好
ましくは2GFD(81.4l/m2・日)の水フラッ
クスおよび少なくとも約90%の塩排除率をもつ。80
0psi(5516kPa)の供給圧および3.5重量
%NaCl供給濃度での海水逆浸透に有用な本発明の膜
は0.5GFD(20.4l/m2・日)の水フラック
スおよび97%の塩排除率をもつ。
び0.05重量%のNaCl供給濃度での家庭用逆浸透
用途に有用な本発明の膜は好ましくは少なくとも約0.
4GFD(16.3l/m2・日)の水フラックスおよ
び好ましくは少なくとも80%の塩排除率をもつ。25
0psi(1724kPa)の供給圧および0.15%
のNaCl供給濃度での低圧逆浸透用途に有用な本発明
の膜は好ましくは2GFD(81.4l/m2・日)の
水フラックスおよび好ましくは90%の塩排除率をもつ
。400psiの供給圧および0.15重量%NaCl
供給濃度での標準圧逆浸透用途に有用な本発明の膜は好
ましくは2GFD(81.4l/m2・日)の水フラッ
クスおよび少なくとも約90%の塩排除率をもつ。80
0psi(5516kPa)の供給圧および3.5重量
%NaCl供給濃度での海水逆浸透に有用な本発明の膜
は0.5GFD(20.4l/m2・日)の水フラック
スおよび97%の塩排除率をもつ。
【0041】〔実施例〕以下の実施例は本発明を更に具
体的に説明するためのものであり,本発明を限定するも
のと解すべきではない。
体的に説明するためのものであり,本発明を限定するも
のと解すべきではない。
【0042】実施例1 セルローストリアセ
テート/Hallco C−918モノアセチン/グ
リセロールのブレンドの相溶性ダイヤグラムセルロース
トリアセテート/Hallco C−918モノアセ
チン(シー・ピー・ホール・カンパニーの商標名)/グ
リセロールのブレンドの相溶性ダイヤグラムを図1に示
す。このダイヤグラムはこれら3成分の種々の組成物の
室温および室圧での相溶性を測定することによって作成
される。約44重量%のアセチル含量をもつセルロース
トリアセテートはダイセル・ケミカルからえられる。H
allco C−918モノアセチンはシー・ピー・
ホール・カンパニーからえられる。Hallco C
−918モノアセチンは純粋な化合物ではなくて,グリ
セロールアセテート類とグリセロールとの混合物である
。ガスクロマトグラフ分析によればHallco C
−918モノアセチンの組成(面積%)は表1のとおり
である。
テート/Hallco C−918モノアセチン/グ
リセロールのブレンドの相溶性ダイヤグラムセルロース
トリアセテート/Hallco C−918モノアセ
チン(シー・ピー・ホール・カンパニーの商標名)/グ
リセロールのブレンドの相溶性ダイヤグラムを図1に示
す。このダイヤグラムはこれら3成分の種々の組成物の
室温および室圧での相溶性を測定することによって作成
される。約44重量%のアセチル含量をもつセルロース
トリアセテートはダイセル・ケミカルからえられる。H
allco C−918モノアセチンはシー・ピー・
ホール・カンパニーからえられる。Hallco C
−918モノアセチンは純粋な化合物ではなくて,グリ
セロールアセテート類とグリセロールとの混合物である
。ガスクロマトグラフ分析によればHallco C
−918モノアセチンの組成(面積%)は表1のとおり
である。
【0043】
【0044】グリセロールはジェー・テイ・ベイカー・
ケミカル・カンパニーから入手される。3成分の種々の
組成物を2,2,2−トリフルオロエタノール中で製造
する。それぞれの溶液の数滴を顕微鏡スライド上に置き
,2,2,2−トリフルオロエタノールを蒸発させ,生
成フイルムを相コントラスト対称物および相コントラス
トコンデンサ付きの偏光顕微鏡により顕微鏡的に試験す
る。図中で「1」と標識した区域の境署内の組成物から
のフイルムは単一相特性を示した。標識「M」の区域内
の組成物からのフイルムは多相特性を示した。
ケミカル・カンパニーから入手される。3成分の種々の
組成物を2,2,2−トリフルオロエタノール中で製造
する。それぞれの溶液の数滴を顕微鏡スライド上に置き
,2,2,2−トリフルオロエタノールを蒸発させ,生
成フイルムを相コントラスト対称物および相コントラス
トコンデンサ付きの偏光顕微鏡により顕微鏡的に試験す
る。図中で「1」と標識した区域の境署内の組成物から
のフイルムは単一相特性を示した。標識「M」の区域内
の組成物からのフイルムは多相特性を示した。
【0045】実施例2 限外▲ろ▼過への適用実
施例2−1 セルロースジアセテート中空繊維イ
ーストマン・ケミカルからCA394−60なる名称で
入手しうるセルロースジアセテート,Hallco
C−918モノアセチン,およびグリセロールをHob
artミキサ中で混合して37%のセルロースジアセテ
ート,47重量%のHallco C−918モノア
セチン,および19重量%のグリセロールから成るブレ
ンドを得る。
施例2−1 セルロースジアセテート中空繊維イ
ーストマン・ケミカルからCA394−60なる名称で
入手しうるセルロースジアセテート,Hallco
C−918モノアセチン,およびグリセロールをHob
artミキサ中で混合して37%のセルロースジアセテ
ート,47重量%のHallco C−918モノア
セチン,および19重量%のグリセロールから成るブレ
ンドを得る。
【0046】この混合ブレンドを,16孔のスピレナッ
トをもつ単一スクリュー押出し機により約128〜14
9℃で中空繊維に押出す。これらの繊維を急冷して10
0フイート/分(35.5m/分)の速度で延伸する。 1つの試料は10%の追加の冷間延伸を受けた。溶媒と
非溶媒は水によるフラッシングによって繊維から回収さ
れる。
トをもつ単一スクリュー押出し機により約128〜14
9℃で中空繊維に押出す。これらの繊維を急冷して10
0フイート/分(35.5m/分)の速度で延伸する。 1つの試料は10%の追加の冷間延伸を受けた。溶媒と
非溶媒は水によるフラッシングによって繊維から回収さ
れる。
【0047】それぞれが160本の繊維を含む繊維を試
聴セルに形成し,水力浸透性および溶質排除率を測定す
る。膜の水力浸透性を測定するために,室温での中空繊
維の孔の内側の水を約9cmHgの圧力にかける。繊維
の内側を浸透する水を繊維外側の水容積の増大を観察す
ることによって測定する。溶質排除率を測定するために
,種々の溶質の溶液をポンプによって中空繊維に室温の
試験セルに供給する。浸透液を集めて分析し,溶質排除
率を決定する。溶質排除率%は式100×〔1−(Cp
/CF)〕を使用して計算する。Cpは浸透液中の溶質
の濃度であり,CFは供給液中の溶質の濃度である。 使用する種々の溶質およびそれらの公称分子量はBlu
e Dextran 2,000,000,Ap
Ferritin 490,000,およびSlb
umin 69,000である。データを表IIに示
す。
聴セルに形成し,水力浸透性および溶質排除率を測定す
る。膜の水力浸透性を測定するために,室温での中空繊
維の孔の内側の水を約9cmHgの圧力にかける。繊維
の内側を浸透する水を繊維外側の水容積の増大を観察す
ることによって測定する。溶質排除率を測定するために
,種々の溶質の溶液をポンプによって中空繊維に室温の
試験セルに供給する。浸透液を集めて分析し,溶質排除
率を決定する。溶質排除率%は式100×〔1−(Cp
/CF)〕を使用して計算する。Cpは浸透液中の溶質
の濃度であり,CFは供給液中の溶質の濃度である。 使用する種々の溶質およびそれらの公称分子量はBlu
e Dextran 2,000,000,Ap
Ferritin 490,000,およびSlb
umin 69,000である。データを表IIに示
す。
【0048】
【0049】実施例2−2 セルローストリアセ
テートの平らなシート約300gのセルローストリアセ
テートを約1700gのHallco C−918モ
ノアセチンに約200℃の過熱下に約1 1/2時間
撹拌しながら溶解させることによってキヤステイング溶
媒を製造する。このブレンドを冷却して貯蔵する。
テートの平らなシート約300gのセルローストリアセ
テートを約1700gのHallco C−918モ
ノアセチンに約200℃の過熱下に約1 1/2時間
撹拌しながら溶解させることによってキヤステイング溶
媒を製造する。このブレンドを冷却して貯蔵する。
【0050】上記のブレンドの約50gを撹拌しながら
約160℃に加熱する。この溶液の粘度はブルークフイ
ールド粘度計で160℃において測定して約11.25
ポイズ(1.1Pa・S)である。この溶液を20ミル
(0.5mm)のキヤステイング棒を用いて,約140
〜150℃に加熱したパイレックスガラス板の上に熱間
キヤステイングする。キヤステイングの直後に,膜を室
温の水中で急冷する。この膜を室温の水中で一夜浸出す
る。湿潤膜の最終の厚さは約5.7ミル(0.14mm
)である。
約160℃に加熱する。この溶液の粘度はブルークフイ
ールド粘度計で160℃において測定して約11.25
ポイズ(1.1Pa・S)である。この溶液を20ミル
(0.5mm)のキヤステイング棒を用いて,約140
〜150℃に加熱したパイレックスガラス板の上に熱間
キヤステイングする。キヤステイングの直後に,膜を室
温の水中で急冷する。この膜を室温の水中で一夜浸出す
る。湿潤膜の最終の厚さは約5.7ミル(0.14mm
)である。
【0051】キヤステイングしたフイルムから膜を切り
取り,12cm2の有効表面積をもつAmicon限外
▲ろ▼過セル中に取付ける。測定した膜中の蒸留水のフ
ラックスは8.75psi(60.3kPa)で8.5
GFD(346l/m2・日)である。Blue D
extran 2,000,000の溶液は1.0g
/lの二塩基性リン酸ナトリウムで線衝された約2.8
g/lの温度で作られる。膜を通るBlue Dex
tran溶液の測定されたフラックスは8.5psi(
61kPa)において5.4GFD(219.7l/m
2・日)であり,Blue Dextranの排除率
は99.7%より大きい。
取り,12cm2の有効表面積をもつAmicon限外
▲ろ▼過セル中に取付ける。測定した膜中の蒸留水のフ
ラックスは8.75psi(60.3kPa)で8.5
GFD(346l/m2・日)である。Blue D
extran 2,000,000の溶液は1.0g
/lの二塩基性リン酸ナトリウムで線衝された約2.8
g/lの温度で作られる。膜を通るBlue Dex
tran溶液の測定されたフラックスは8.5psi(
61kPa)において5.4GFD(219.7l/m
2・日)であり,Blue Dextranの排除率
は99.7%より大きい。
【0052】実施例3 透析への適用セルロ
ースジアセテート,グリセロールモノアセテート,グリ
セロールジアセテート,およびグリセロールを含む種々
のブレンド組成物から中空繊維を紡糸する。セルロース
ジアセテートはイーストマン・ケミカル・プロダクッ・
インコーポレーテッドからえられる。セルロースジアセ
テートの商品名は実施例3−5ではCA−398−30
であるが,それ以外のすべての場合においてCA−39
4−60である。グリセロールモノアセテートはHal
lco C−918モノアセチンなる商品名でシー・
ピー・ホールからえられる。Hallco C−91
8モノアセチンは純粋な化合物ではなくて実施例1に示
すような組成をもつ。グリセロールジアセテートはHa
llco C−491ジアセチンなる商品名でシー・
ピー・ホールからえられる。Hallco C−49
1は純粋な化合物ではなくてグリセロールアセテート類
とグリセロールとの混合物である。ガスクロマトグラフ
分析によればHallco C−491ジアセチンの
組成(面積%)は次のとおりである。 グリセロールジアセテート 52.
5グリセロールモノアセテート 29.
3グリセロールトリアセテート 14.
9グリセロール
3.3グリセロールはザ・ダウ・ケミカル
・カンパニーからえられる。グリセロールトリアセテー
トはイーストマン・ナミカルからえられる。
ースジアセテート,グリセロールモノアセテート,グリ
セロールジアセテート,およびグリセロールを含む種々
のブレンド組成物から中空繊維を紡糸する。セルロース
ジアセテートはイーストマン・ケミカル・プロダクッ・
インコーポレーテッドからえられる。セルロースジアセ
テートの商品名は実施例3−5ではCA−398−30
であるが,それ以外のすべての場合においてCA−39
4−60である。グリセロールモノアセテートはHal
lco C−918モノアセチンなる商品名でシー・
ピー・ホールからえられる。Hallco C−91
8モノアセチンは純粋な化合物ではなくて実施例1に示
すような組成をもつ。グリセロールジアセテートはHa
llco C−491ジアセチンなる商品名でシー・
ピー・ホールからえられる。Hallco C−49
1は純粋な化合物ではなくてグリセロールアセテート類
とグリセロールとの混合物である。ガスクロマトグラフ
分析によればHallco C−491ジアセチンの
組成(面積%)は次のとおりである。 グリセロールジアセテート 52.
5グリセロールモノアセテート 29.
3グリセロールトリアセテート 14.
9グリセロール
3.3グリセロールはザ・ダウ・ケミカル
・カンパニーからえられる。グリセロールトリアセテー
トはイーストマン・ナミカルからえられる。
【0053】ブレンド組成物は初期配合押出し,押出し
物のペレット化,およびペレットの中空繊維への再押出
しによって均質化することができる。種々の紡糸試聴か
らの繊維は試験セル中に組立てられ,尿素についての水
力浸透性および拡散物質移動係数が測定される。データ
は実施例3の最後の表IIIに示される。
物のペレット化,およびペレットの中空繊維への再押出
しによって均質化することができる。種々の紡糸試聴か
らの繊維は試験セル中に組立てられ,尿素についての水
力浸透性および拡散物質移動係数が測定される。データ
は実施例3の最後の表IIIに示される。
【0054】方法I
実施例3−1
約34重量%のセルロースジアセテート(CDA),4
7重量%のHallcoC−918モノアセチン,およ
び19重量%のグリセロールから成るブレンド組成物を
製造する(生成組成物は重量基準で約34%のセルロー
スジアセテート,27.9%のグリセロール,23.5
%のグリセロールモノアセテート,13.5%のグリセ
ロールジアセテート,および0.9%のグリセロールト
リアセテートに相当する。)このブレンドを約162℃
で押出し,空気中で乾燥する。測定した湿潤時の繊維の
寸法は内径が211ミクロンであり,壁厚が約12ミク
ロンである。
7重量%のHallcoC−918モノアセチン,およ
び19重量%のグリセロールから成るブレンド組成物を
製造する(生成組成物は重量基準で約34%のセルロー
スジアセテート,27.9%のグリセロール,23.5
%のグリセロールモノアセテート,13.5%のグリセ
ロールジアセテート,および0.9%のグリセロールト
リアセテートに相当する。)このブレンドを約162℃
で押出し,空気中で乾燥する。測定した湿潤時の繊維の
寸法は内径が211ミクロンであり,壁厚が約12ミク
ロンである。
【0055】実施例3−2
重量基準で約34%のセルロースジアセテート(CDA
),38%のHallco C−918モノアセチン
,および28%のグリセロールから成るブレンド組成物
を製造する。(生成組成物は重量基準で約34%のセル
ロースジアセテート,35.3%のグリセロール,19
.0%のグリセロールモノアセテート,10.9%のグ
リセロールジアセテート,および0.7%のグリセロー
ルトリアセテートに相当する。)このブレンドを約16
7℃で押出し,空気中で急冷し,そして10%冷間延伸
する。生成する湿潤繊維の寸法は内径が約207ミクロ
ンであり,壁圧が約17.5ミクロンである。
),38%のHallco C−918モノアセチン
,および28%のグリセロールから成るブレンド組成物
を製造する。(生成組成物は重量基準で約34%のセル
ロースジアセテート,35.3%のグリセロール,19
.0%のグリセロールモノアセテート,10.9%のグ
リセロールジアセテート,および0.7%のグリセロー
ルトリアセテートに相当する。)このブレンドを約16
7℃で押出し,空気中で急冷し,そして10%冷間延伸
する。生成する湿潤繊維の寸法は内径が約207ミクロ
ンであり,壁圧が約17.5ミクロンである。
【0056】方法 II
実施例 3−3
重量基準で約35%のセルロースジアセテート(CDA
),53%のHallco C−918モノアセチン
,および12%のグリセロールから成るブレンド組成物
を製造する。(生成組成物は重量基準で約35%のセル
ロースジアセテート,22.2%のグリセロール,26
.5%のグリセロールモノアセテート,15.3%のグ
リコールジアセテート,および1.0%のグリセロール
トリアセテートに相当する。)初期配合工程後に,この
ブレンドは重量基準で約39.0%のセルロースジアセ
テート,21.7%のグリセロール,24.5%のグリ
セロールモノアセテート,14.7%のグリセロールジ
アセテート,および1.0%のグリセロールトリアセテ
ートを含む。)このブレンドを約152℃で押出し,空
気中で急冷し,50重量%のグリセロールと50重量%
の水を含む約75℃の温度の溶に通し,13%延伸し,
そして空気中約50℃で約5分間乾燥する。最終の膜の
組成は重量基準で約57.0%のセルロースジアセテー
ト,36.0%のグリセロール,3.2%のグリセロー
ルモノアセテート,3.1%のグリセロールジアセテー
ト,および1.0%のグリセロールトリアセテートであ
る。最終の湿潤繊維の寸法は内径が約213ミクロンで
あり,壁厚が約15ミクロンである。
),53%のHallco C−918モノアセチン
,および12%のグリセロールから成るブレンド組成物
を製造する。(生成組成物は重量基準で約35%のセル
ロースジアセテート,22.2%のグリセロール,26
.5%のグリセロールモノアセテート,15.3%のグ
リコールジアセテート,および1.0%のグリセロール
トリアセテートに相当する。)初期配合工程後に,この
ブレンドは重量基準で約39.0%のセルロースジアセ
テート,21.7%のグリセロール,24.5%のグリ
セロールモノアセテート,14.7%のグリセロールジ
アセテート,および1.0%のグリセロールトリアセテ
ートを含む。)このブレンドを約152℃で押出し,空
気中で急冷し,50重量%のグリセロールと50重量%
の水を含む約75℃の温度の溶に通し,13%延伸し,
そして空気中約50℃で約5分間乾燥する。最終の膜の
組成は重量基準で約57.0%のセルロースジアセテー
ト,36.0%のグリセロール,3.2%のグリセロー
ルモノアセテート,3.1%のグリセロールジアセテー
ト,および1.0%のグリセロールトリアセテートであ
る。最終の湿潤繊維の寸法は内径が約213ミクロンで
あり,壁厚が約15ミクロンである。
【0057】実施例 3−4
重量基準で約42%のセルロースジアセテート(CDA
),47.3%のHallco C−918モノアセ
チン,および11.7%のグリセロールから成る組成物
を製造する。(生成組成物は重量基準で42%のセルロ
ースジアセテート,20.8%のグリセロール,23.
6%のグリセロールモノアセテート,13.7%のグリ
セロールジアセテート,および0.9%のグリセロール
トリアセテートに相当する。初期配合工程の後に,この
ブレンドは約42.0%のセルロースジアセテート,2
0.8%のグリセロール,23.2%のグリセロールモ
ノアセテート,14.0%のグリセロールジアセテート
,および1.0%のグリセロールトリアセテートを含む
。)この繊維を実施例3−3のように処理する。最終の
膜の組成は重量基準で約57.0%のセルロースジアセ
テート,34.0%のグリセロール,4.6%のグリセ
ロールモノアセテート,4.0%のグリセロールジアセ
テート,および1.0%のグリセロールトリアセテート
である。最終の湿潤繊維の寸法は内径が約223ミクロ
ンであり,壁厚が約15ミクロンである。
),47.3%のHallco C−918モノアセ
チン,および11.7%のグリセロールから成る組成物
を製造する。(生成組成物は重量基準で42%のセルロ
ースジアセテート,20.8%のグリセロール,23.
6%のグリセロールモノアセテート,13.7%のグリ
セロールジアセテート,および0.9%のグリセロール
トリアセテートに相当する。初期配合工程の後に,この
ブレンドは約42.0%のセルロースジアセテート,2
0.8%のグリセロール,23.2%のグリセロールモ
ノアセテート,14.0%のグリセロールジアセテート
,および1.0%のグリセロールトリアセテートを含む
。)この繊維を実施例3−3のように処理する。最終の
膜の組成は重量基準で約57.0%のセルロースジアセ
テート,34.0%のグリセロール,4.6%のグリセ
ロールモノアセテート,4.0%のグリセロールジアセ
テート,および1.0%のグリセロールトリアセテート
である。最終の湿潤繊維の寸法は内径が約223ミクロ
ンであり,壁厚が約15ミクロンである。
【0058】方法 III
実施例 3−5
最初のブレンド組成は重量基準で約42%のセルロース
ジアセテート(CDA),47%のHallco C
−918モノアセチン,および11%のグリセロールで
ある。(生成組成物は重量基準で約42.0%のセルロ
ースジアセテート,20.0%のグリセロール,23.
5%のグリセロールモノアセテート,13.5%のグリ
セロールジアセテート,および0.9%のグリセロール
トリアセテートに相当する。)このブレンドを約166
℃で押出し,空気中で急冷し,約75℃の温度の水溶に
通して可塑化剤を除き,約30〜60重量%のグリセロ
ールを含む室温の水溶液中を通過させ,そして空気中で
約2分間乾燥させる。最終の湿潤繊維の寸法は内径が約
206ミクロンであり,壁厚が約22ミクロンである。
ジアセテート(CDA),47%のHallco C
−918モノアセチン,および11%のグリセロールで
ある。(生成組成物は重量基準で約42.0%のセルロ
ースジアセテート,20.0%のグリセロール,23.
5%のグリセロールモノアセテート,13.5%のグリ
セロールジアセテート,および0.9%のグリセロール
トリアセテートに相当する。)このブレンドを約166
℃で押出し,空気中で急冷し,約75℃の温度の水溶に
通して可塑化剤を除き,約30〜60重量%のグリセロ
ールを含む室温の水溶液中を通過させ,そして空気中で
約2分間乾燥させる。最終の湿潤繊維の寸法は内径が約
206ミクロンであり,壁厚が約22ミクロンである。
【0059】実施例 3−6
最初のブレンド組成は重量基準で約34%のセルロース
ジアセテート(CDA),38%のHallco C
−918モノアセチン,および28%のグリセロールで
ある。(生成組成物は重量基準で約34.0%のセルロ
ースジアセテート)35.2%のグリセロール,19.
0%のグリセロールモノアセテート,10.9%のグリ
セロールジアセテート,および0.7%のグリセロール
に相当する。)繊維を実施例3−5に述べたようにして
押出す。測定した湿潤繊維の寸法は内径が約205ミク
ロンであり,壁厚が約12ミクロンである。
ジアセテート(CDA),38%のHallco C
−918モノアセチン,および28%のグリセロールで
ある。(生成組成物は重量基準で約34.0%のセルロ
ースジアセテート)35.2%のグリセロール,19.
0%のグリセロールモノアセテート,10.9%のグリ
セロールジアセテート,および0.7%のグリセロール
に相当する。)繊維を実施例3−5に述べたようにして
押出す。測定した湿潤繊維の寸法は内径が約205ミク
ロンであり,壁厚が約12ミクロンである。
【0060】尿素についての全物質移動速度Kov(尿
素)は供給容量中に水プールを与え,これを繊維内腔に
ポンプ給送することによって行なう。この透析試験装置
において繊維を包囲するプールは最初は水・尿素溶液で
ある。循環流体中の尿素濃度を決定するための測定を所
定の時間間隔で行なう。試験は37℃で行なう。試験中
,繊維壁を横切る基圧は存在しない。
素)は供給容量中に水プールを与え,これを繊維内腔に
ポンプ給送することによって行なう。この透析試験装置
において繊維を包囲するプールは最初は水・尿素溶液で
ある。循環流体中の尿素濃度を決定するための測定を所
定の時間間隔で行なう。試験は37℃で行なう。試験中
,繊維壁を横切る基圧は存在しない。
【0061】尿素についての全物質移動速度Kov(尿
素)は,供給容量中と繊維外側の透析試験装置中との尿
素の濃度差を考慮に入れて時間および繊維面積の関数と
してN=Kov(尿素)A(C1−C2)として決定さ
れる。Nは膜を横切るフラックス(モル数/分)であり
,C1はモル/cm3単位の膜の一面での濃度であり,
C2はモル/cm3単位の膜の外側での濃度であり,A
はcm2単位の膜面積である。
素)は,供給容量中と繊維外側の透析試験装置中との尿
素の濃度差を考慮に入れて時間および繊維面積の関数と
してN=Kov(尿素)A(C1−C2)として決定さ
れる。Nは膜を横切るフラックス(モル数/分)であり
,C1はモル/cm3単位の膜の一面での濃度であり,
C2はモル/cm3単位の膜の外側での濃度であり,A
はcm2単位の膜面積である。
【0062】壁圧のない2窒素または合成の限外▲ろ▼
過において,膜壁を横切る尿素の移動は,ある時間tに
わたって積分されて次の数式1を生ずる。
過において,膜壁を横切る尿素の移動は,ある時間tに
わたって積分されて次の数式1を生ずる。
【0063】
【数1】
V1は供給容量の溶液の容積であり,V2は透析ビーカ
ー中の溶液の容積である。
ー中の溶液の容積である。
【0064】これらの試膜において,容積V1とV2お
よび面積Aは別々に測定して積分した数式1のそれぞれ
の側の値のプロットが直線を形成するようにする。この
直線の傾斜がcm/分単位でKov(尿素)の値を計算
することを可能にする。実施例3で製造した膜の尿素に
ついての水力浸透性および物質移動係数を表IIIに要
約する。
よび面積Aは別々に測定して積分した数式1のそれぞれ
の側の値のプロットが直線を形成するようにする。この
直線の傾斜がcm/分単位でKov(尿素)の値を計算
することを可能にする。実施例3で製造した膜の尿素に
ついての水力浸透性および物質移動係数を表IIIに要
約する。
【0065】
【0066】実施例4 逆浸透への適用グリ
セロールモノアセテート,グリセロールジアセテート,
およびグリセロールを含む種々のブレンド組成物から通
常の紡糸法により中空繊維セルローストリアセテート(
CTA)を紡糸する。これらのブレンドは種々の成分を
混合して可塑化CTAの粘稠状粉末を作り,次いでこれ
を通常の単一スクリュー押出し機中で押出すことによっ
て製造する。中空繊維を約180〜190℃で押出し,
空気中に送り,約4〜6℃の水中で約3秒間急冷し,次
いで約30℃の水中で浸出して大部分の可塑化剤を除く
。次いでこれらの繊維を約65℃の水中で約100秒間
,任意にアンニーリングする。セルローストリアセテー
トはCelluloseTriacetate Fl
akesなる商品名でダイセル化学工業株式会社から入
手したものである。グリセロールモノアセテートはHa
llco C−918モノアセチンなる商品名でシー
・ピー・ホールから入手したものである。Hallco
C−918モノアセチンは純粋な化合物ではなくて
,グリセロールアセテート類とグリセロールとの混合物
である。ガスクロマトグラフ分析によればHallco
C−918モノアセチンの組成(面積%)は次のと
おりである。 グリセロールモノアセテート
46グリセロールジアセテート
29グリセロールトリアセテート
5グリセロール
20
セロールモノアセテート,グリセロールジアセテート,
およびグリセロールを含む種々のブレンド組成物から通
常の紡糸法により中空繊維セルローストリアセテート(
CTA)を紡糸する。これらのブレンドは種々の成分を
混合して可塑化CTAの粘稠状粉末を作り,次いでこれ
を通常の単一スクリュー押出し機中で押出すことによっ
て製造する。中空繊維を約180〜190℃で押出し,
空気中に送り,約4〜6℃の水中で約3秒間急冷し,次
いで約30℃の水中で浸出して大部分の可塑化剤を除く
。次いでこれらの繊維を約65℃の水中で約100秒間
,任意にアンニーリングする。セルローストリアセテー
トはCelluloseTriacetate Fl
akesなる商品名でダイセル化学工業株式会社から入
手したものである。グリセロールモノアセテートはHa
llco C−918モノアセチンなる商品名でシー
・ピー・ホールから入手したものである。Hallco
C−918モノアセチンは純粋な化合物ではなくて
,グリセロールアセテート類とグリセロールとの混合物
である。ガスクロマトグラフ分析によればHallco
C−918モノアセチンの組成(面積%)は次のと
おりである。 グリセロールモノアセテート
46グリセロールジアセテート
29グリセロールトリアセテート
5グリセロール
20
【0067】グリ
セロールジアセテートはHallco C−491ジ
アセチンなる商品名でシー・ピー・ホールから入手した
ものである。Hallco C−491ジアセチンは
純粋な物質ではなくて,グリセロールアセテート類とグ
リセロールとの混合物である。ガスクロマトグラフ分析
によればHallco C−491ジアセチンの組成
(面積%)は次のとおりである。 グリセロールジアセテート
49グリセロールモノアセテート
24グリセロールトリアセテート
24グリセロール
3グリセロールはザ
・ダウ・ケミカル・カンパニーから入手しうる。グリセ
ロールトリアセテートはイーストマン・ケミカルから入
手しうる。
セロールジアセテートはHallco C−491ジ
アセチンなる商品名でシー・ピー・ホールから入手した
ものである。Hallco C−491ジアセチンは
純粋な物質ではなくて,グリセロールアセテート類とグ
リセロールとの混合物である。ガスクロマトグラフ分析
によればHallco C−491ジアセチンの組成
(面積%)は次のとおりである。 グリセロールジアセテート
49グリセロールモノアセテート
24グリセロールトリアセテート
24グリセロール
3グリセロールはザ
・ダウ・ケミカル・カンパニーから入手しうる。グリセ
ロールトリアセテートはイーストマン・ケミカルから入
手しうる。
【0068】えられた湿潤中空繊維を試験セルに形成し
て性能評価を行なう。試験セルはSepta管プラグを
底部に備えたステンレス鋼管を通る中空繊維を含んでい
る。Septaプラグは供給液が供給舎から洩れて出る
のを防ぐ障壁として役立つ。Septaプラグは糸の外
側から試料注入口を分離するための,ガスまたは液クロ
マトグラフ装置中に常用されるシリコンゴム円板である
。
て性能評価を行なう。試験セルはSepta管プラグを
底部に備えたステンレス鋼管を通る中空繊維を含んでい
る。Septaプラグは供給液が供給舎から洩れて出る
のを防ぐ障壁として役立つ。Septaプラグは糸の外
側から試料注入口を分離するための,ガスまたは液クロ
マトグラフ装置中に常用されるシリコンゴム円板である
。
【0069】中空繊維の水フラックスおよび塩排除率を
250psi(1724kPa)の操作圧のもと約25
℃の温度で,0.15重量%NaCl水溶液を試験セル
にポンプ給送することによって測定する。繊維の内側も
しくは内腔から出る浸透液もしくは生成水を次いで集め
る。次いで生成水柱のNaCl濃度を測定する。
250psi(1724kPa)の操作圧のもと約25
℃の温度で,0.15重量%NaCl水溶液を試験セル
にポンプ給送することによって測定する。繊維の内側も
しくは内腔から出る浸透液もしくは生成水を次いで集め
る。次いで生成水柱のNaCl濃度を測定する。
【0070】表IVAはブレンド組成物中のHallc
o C−918モノアセチンとHallco C−
491ジアセチンとの種々の比が膜の性能に及ぼす効果
を検討する試験結果を示す。表IVBはブレンド組成物
中の追加グリセロールが水フラックスおよび塩排除率に
及ぼす効果を示す。表IVCはブレンド組成物中の追加
のグリセロールとグリセロールトリアセテートが膜の性
能に及ぼす効果を示す。
o C−918モノアセチンとHallco C−
491ジアセチンとの種々の比が膜の性能に及ぼす効果
を検討する試験結果を示す。表IVBはブレンド組成物
中の追加グリセロールが水フラックスおよび塩排除率に
及ぼす効果を示す。表IVCはブレンド組成物中の追加
のグリセロールとグリセロールトリアセテートが膜の性
能に及ぼす効果を示す。
【0071】
【0072】
【0073】
【図1】本発明によるセルローストリアセテート/グリ
コールアセテート類/グリセロールの種々の組成物につ
いての室温,常圧での相溶性を示すダイヤグラムである
。
コールアセテート類/グリセロールの種々の組成物につ
いての室温,常圧での相溶性を示すダイヤグラムである
。
Claims (12)
- 【請求項1】 (A)少なくとも1種のセルロースエ
ステルと(B)該セルロースエステルを膜生成温度にお
いて可溶化するグリセロールモノアセテート,グリセロ
ールジアセテート,グリセロールトリアセテート,また
はそれらの混合物の少なくとも1種の溶媒,との混合物
を含みセルロースエステルと溶媒が半透膜を生成する比
で存在することを特徴とする液体分離用のセルロースエ
ステル半透膜の製造に有用な組成物。 - 【請求項2】 該混合物が更に非溶媒グリセロールを
含み、該グリセロールが混合物からの膜の製造に悪影響
を及ぼさない量で存在する請求項1の組成物。 - 【請求項3】 該混合物が10〜80重量%のセルロ
ースエステルを含む請求項1の組成物。 - 【請求項4】 セルロースエステルがセルロースアセ
テート,セルロースジアセテート,セルローストリアセ
テート,またはそれらの混合物である請求項1の組成物
。 - 【請求項5】 セルロースエステル膜が限外▲ろ▼過
または微細▲ろ▼過に有用であり、20〜80%の多孔
度をもつ請求項4の組成物。 - 【請求項6】 セルロースエステル膜が透析に有用で
あり、37℃において少なくとも10ml/hr・m2
・cmHgの水力浸透度および37℃において少なくと
も20×10−3cm/分の尿素金物質移動係数をもつ
請求項2の組成物。 - 【請求項7】 セルロースエステル膜が逆浸透に有用
であり,250ポンド/平方インチ(1724kPa)
の供給圧および25℃で0.15重量%のNaCl供給
濃度において少なくとも2GFD(81.4l/m2・
日)の水フラックスをもつ請求項2の組成物。 - 【請求項8】 次の諸工程すなわち (A)(i)少なくとも1種のセルロースエステルと(
ii)膜生成温度において該セルロースエステルを可溶
化するに十分なグリセロールモノアセテート,グリセロ
ールジアセテート,グリセロールトリアセテート,また
はそれらの混合物の少なくとも1種の溶媒,とを含む混
合物を製造し; (B)この混合物が均一な流体になる温度に該混合物を
加熱し; (C)この均一流体を半透膜に押出し,成形,またはキ
ヤステイングし;そして (D)この膜を1つ以上の急冷帯域に通して膜をゲル化
および固化させる;諸工程を含み,このようにして製造
した半透膜が膜による液体分離法に有用である,セルロ
ースエステル半透膜の製造方法。 - 【請求項9】 該混合物が更に非溶媒グリセロールを
含み,このグリセロールが混合物からの膜の製造に悪影
響を及ぼさない量で存在する請求項8の方法。 - 【請求項10】 (E)膜を1つ以上の浸出帯域に通
して溶媒と非溶媒との少なくとも1部を膜から除く追加
工程を更に含む請求項9の方法。 - 【請求項11】 (F)膜を1つ以上の再可塑化帯域
に通して膜を再可塑化させる追加工程を更に含む請求項
10の方法。 - 【請求項12】 グリセロールモノアセテート,グリ
セロールジアセテート,グリセロールトリアセテート,
またはそれらの混合物の少なくとも1種を含むセルロー
スエステル半透膜を含む液体分離に有用なセルロースエ
ステル半透膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41910290A JPH04225822A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 液体分離用のセルロースエステル膜の製造に有用な組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41910290A JPH04225822A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 液体分離用のセルロースエステル膜の製造に有用な組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04225822A true JPH04225822A (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=18526804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41910290A Pending JPH04225822A (ja) | 1990-12-06 | 1990-12-06 | 液体分離用のセルロースエステル膜の製造に有用な組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04225822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013198893A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-10-03 | Toyobo Co Ltd | 中空糸型半透膜及びその製造方法及びモジュール |
| JP2020026499A (ja) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | 株式会社ダイセル | セルロースアセテート組成物及び成形体 |
-
1990
- 1990-12-06 JP JP41910290A patent/JPH04225822A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013198893A (ja) * | 2012-02-24 | 2013-10-03 | Toyobo Co Ltd | 中空糸型半透膜及びその製造方法及びモジュール |
| JP2020026499A (ja) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | 株式会社ダイセル | セルロースアセテート組成物及び成形体 |
| WO2020036089A1 (ja) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | 株式会社ダイセル | セルロースアセテート組成物及び成形体 |
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