JPH0553528B2 - - Google Patents
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は、水−アルコール混合液など混合液体
を分離するために用いられる液体分離用膜に関す
るものである。 ［従来技術］ 水−アルコール混合液など混合液体を分離する
方法として、膜の使用が注目されており、特に浸
透気化法に適用した膜の例が種々報告されてい
る。例えば「J.Polym.Sci.Symposium、No.41、
145；1973」には水−メタノール混合液をセロフ
アン膜で分離するようにした例が、「J.Polym.
Sci.Vol.26、3223；1981」には水−メタノール混
合液をグラフト化ポリビニルアルコールの膜で分
離するようにした例が報告されており、さらに
「特開昭62−4407号公報」には水−エタノール混
合液をキトサン−ビニルモノマー重合体の膜で分
離するようにした例が、「特開昭62−7403号公報」
には水−アルコール混合液をキトサン塩の膜で分
離するようにした例が報告されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、以上のいずれの膜にあつても分離性能
が十分であるとはいえず実用化にまで至つていな
い。すなわち、膜の分離性能は後述する分離係数
αで評価することができ、αが１よりも大きいと
混合液中のある成分を選択的に膜が透過させるこ
とを意味し、その値が大きい程分離性能が高いと
いうことになるが、上記のキトサン系以外の膜で
はαは数10程度に止どまり非常に低いレベルであ
り、またキトサン系の膜でもまだ十分に高いレベ
ルには至つていないのが現状である。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであ
り、混合液の分離性能に優れた液体分離用膜を提
供することを目的とするものである。 ［問題点を解決するための手段］ しかして本発明は、キトサンをアルデヒドで架
橋して得られる構造式が、 （Ｒ：アルデヒド分子からCHO基を除いたもの、
ｎ：正の整数）のキトサン誘導体で液体分離用膜
を形成するようにしたことを特徴とするものであ
り、以下本発明を詳細に説明する。 キトサンはキチンを脱アセチル化して得ること
ができるものであり、希酸に可溶なカチオン性ポ
リマーである。ここで、キチンは甲殻類や菌類の
支持組織を形成している直鎖の多糖類であつて、
未利用有機資源として最大ものもであり、本発明
はこのキチンの有効利用技術としても評価され
る。 このキトサンを用いて液体分離用膜を作成する
ことは知られているところであるが、キチンを脱
アセチル化しただけのキトサン膜では十分に高い
分離性能を得ることができない。そこで本発明で
はキトサンをアルデヒドで架橋して得られるキト
サン誘導体を製膜し、この膜を液体分離用膜とし
て用いるようにしたのである。 アルデヒドとしては主としてジアルデヒドが用
いられるものであり、キトサンの分子内に含まれ
る反応性に富むアミノ基とジアルデヒドの各アル
デヒド基とが脱水縮合し、次式で示すようにキト
サンをジアルデヒドで架橋させることができるの
である。 上記ジアルデヒド架橋キトサン膜は次のように
して作成することができる。まず一つの方法は、
キトサンを酢酸水溶液に溶解してこれをキヤスト
などして乾燥させることによつて製膜し、この膜
を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して中和したの
ちに十分水洗してさらに乾燥することによつてキ
トサン膜を得ることができる。そしてこのキトサ
ン膜を触媒として希酸を含むジアルデヒド水溶液
に浸漬して架橋反応させ、こののちにこれを水洗
して乾燥することによつてジアルデヒド架橋キト
サン膜を作成することができるのである。また他
の一つの方法は、キトサンを酢酸水溶液に溶解
し、これにジアルデヒド水溶液と触媒としての希
酸を加え、これをキヤストして乾燥することによ
つて製膜する。そしてこれを水酸化ナトリウム水
溶液に浸漬した後、十分に水洗してさらに乾燥す
ることによつて、ジアルデヒド架橋キトサン膜を
得ることができるのである。尚、本発明ではこの
ように酸触媒下でキトサンにアルデヒドを作用さ
せることによつて、アミノ基とアルデヒドとを縮
合反応させて前記化学構造式で示すようなシツフ
縮合（−CN＝Ｎ−）による架橋をおこなうこと
ができるものである。ちなみに、アルカリ触媒下
でキトサンにアルデヒドを作用させると、アルデ
ヒドはアミノ基にメチロール基として付加反応
し、このメチロール基同士が縮合反応してメチレ
ン結合でキトサンを架橋させることができるが、
前記化学構造式のようなシツフ縮合によつてキト
サンを架橋させることはできないものであり、本
発明で用いるような分離性能の高いアルデヒド架
橋キトサン膜を得ることはできない。 ここで、本発明において、キトサンとしては分
子量が５万〜500万で脱アセチル化度が60〜100％
のものを用いることが好ましい。また、キトサン
を架橋するために用いるジアルデヒドとしては、
グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシン
ジアルデヒド、グルタールアルデヒド、アジピン
ジアルデヒド、マレインジアルデヒド、フタルジ
アルデヒド、イソフタルジアルデヒド、テレフタ
ルジアルデヒド、ジアルデヒドデンプンなどを例
示することができる。また、製膜した膜の厚みは
200μ以下となるようにするのが好ましい。 上記のようにして得られるアルデヒド架橋キト
サン膜は、例えば浸透気化（パーベーパレーシヨ
ン）法で混合液を分離する膜として用いることが
できる。浸透気化法は第１図にその原理を示すよ
うに、膜１で槽２を上側の溶液室３と下側の減圧
室４とに仕切り、溶液室３内に混合液５を導入し
て膜１に混合液５を接触させた状態で減圧室４内
を減圧することによつて、混合液中の特定の成分
を膜１に優先的に浸透拡散させる共に膜１を透過
した成分を膜１の減圧室４側の表面から気化させ
て混合液を分離するようにした方法であり、この
ようにして膜１を浸透透過させた成分を捕集する
ことによつて分離採取をおこなうことができ、あ
るいはこのように膜１を透過する成分が除去され
たのち混合液５の残留液を回収することによつて
分離採取をおこなうことができる。このように浸
透気化法では従来周知の逆浸透法のように加圧を
必要とすることなく混合液を膜分離することがで
きるものであり、膜の圧密化などの問題なく混合
液を分離性能高く膜分離することができるのであ
る。そしてアルデヒド架橋キトサン膜は高い親水
性を有するために、水を選択的に透過する特徴を
有する。従つて本発明の膜は、例えば水−アルコ
ール混合液など水−有機溶媒混合液を分離するの
に有効である。 また混合液の分離法として、上記浸透気化法に
対して気化浸透（エバポミエーシヨン）法と称さ
れる方法が本発明者によつて特願昭61−309991号
で提案されている。この気化浸透法は第２図にそ
の原理を示すように、膜１で槽２を上側の減圧室
４と下側の溶液室２とに仕切り、溶液室２の混合
液５の液面と膜１の下面との間に空間を形成させ
て膜１が混合液５に接触しない状態にしてあり、
そして減圧室４を減圧することによつて膜１を通
して溶液室３の空間部内も減圧状態となるため
に、減圧状態の溶液室３内において混合液５から
蒸気が発生し、この蒸気が膜１に浸透して拡散し
つつ減圧状態にある減圧室４側へ膜１を透過する
ようにした方法である。この方法にあつても混合
液５の蒸気中のうち特定の成分が優先的に膜１に
浸透して拡散するために、膜１を浸透させて減圧
室４側へ透過させた成分を捕集することによつて
分離採取をおこなうことができ、あるいはこのよ
うに膜１を透過する成分が除去されたのち混合液
５の残留液を回収することによつて分離採取をお
こなうことができる。そして、前記浸透気化法で
は混合液が膜に直接接触しているために膜は混合
液によつて膨潤された状態になり、膜の透過機能
が低下して混合液を分離する性能が著しく損なわ
れるおそれがあるが、この気化浸透法では混合液
はその蒸気が膜を浸透透過することによつて成分
分離するために膜に混合液を直接接触させる必要
がなく、膜をほとんど膨潤させるようなことなく
膜の透過機能を高く保持させることができ、分離
性能高く混合液を膜分離することができるのであ
る。特に、本発明においてアルデヒド架橋キトサ
ン膜を用いてこの気化浸透法で水−アルコール混
合液の分離をおこなうと、後述の実施例にみられ
るように分離係数αが無限大になつて完全分離を
おこなうことが可能になる。 尚、本発明に係るアルデヒド架橋キトサン膜を
溶液分離用膜として用いるにあたつて、膜は薄く
形成されるために機械的強度が十分ではなく、減
圧室の減圧状態に耐えることができない場合が多
いので、多孔質の支持体の上に膜を形成して用い
るのが実用的である。この多孔質の支持体として
は、例えばポリプロピレン不織布やポリエステル
不織布、テフロンやポリスルホンの多孔質フイル
ム、多孔質のセラミツク板など各種の多孔体を使
用することができる。 ［実施例］ 以下本発明を実施例によつてさらに説明する。 実施例 １ キトサン（平均分子量５万〜10万、脱アセチル
化度99.1％）の粉末2.0ｇに1N酢酸水溶液200ｇを
加えて25℃にて一晩撹拌溶解し、この溶液をG2
のグラスフイルターで濾過した後、アスピレータ
で減圧脱気した。得られたこのキトサン溶液20ｇ
をシリコン処理したガラス板の表面にキヤスト
し、60℃で５時間乾燥することによつてキトサン
酢酸塩膜を製膜し、この膜を剥離して1Nの
NaOH水溶液に一晩浸漬して中和したのち、十
分に水洗をおこなつて室温で減圧乾燥することに
よつて、膜厚20μのキトサン膜を得た。 このようにして得たキトサン膜を、0.4％のグ
ルタールアルデヒド水溶液に触媒として0.5Nの
硫酸水溶液を加えて調製した溶液に室温で15分間
浸漬し、キトサンを架橋させたのちに水洗し、室
温で減圧乾燥することによつて、膜厚20μのジア
ルデヒド架橋キトサンの膜を得た。 このジアルデヒド架橋キトサン膜を液体分離用
膜として用い、第１図に示す浸透気化法で水−エ
タノール混合液の分離をおこなつた。分離条件は
混合液の液温を40℃、減圧室の減圧度を１×
10-2Torrに設定し、水−エタノール混合液とし
て各種の濃度のものを用いてそれぞれについて水
を膜に選択的に透過させ、混合液を水とエタノー
ルとに分離する操作をおこなつた。この分離操作
における水−エタノール混合液の膜の分離係数α
と透過速度Ｑとを測定し、結果を第１表に示し
た。ここで、分離係数αは混合液中の特定成分の
分離の割合を示すものであり、本実施例のような
水−エタノール混合液においては α＝YH2O／YETOH／XH2O／XETOH で定義されるものである。式中XH2OとXETOHは溶
液室に導入される水−エタノール混合液中の水の
重量分率とエタノールの重量分率を、YH2Oと
YETOHは膜を透過する透過液中の水の重量分率と
エタノールの重量分率をそれぞれ示すものであ
り、従つてαが１以上の数値であると、膜を透過
する液は水の分量がエタノールの分量よりも大き
いということになり、αの数値が大きい程水が優
先的に膜を透過するということを意味し、水−ア
ルコール混合液の分離性能が高いということを意
味する。また第１表における透過速度は、αの数
値で示される組成の成分が膜を透過する際の単位
膜面積及び単位時間当たりに透過する透過量を示
す数値である。 比較例 １ 液体分離用膜として、実施例１で得たグルター
ルアルデヒドで架橋する前のキトサン膜を用いる
ようにした他は、実施例１と同様にして浸透気化
法で水−アルコール混合液を分離する操作をおこ
なつた。この分離操作における水−エタノール混
合液の膜の分離係数αと透過速度Ｑとを測定し、
結果を第２表に示す。
を分離するために用いられる液体分離用膜に関す
るものである。 ［従来技術］ 水−アルコール混合液など混合液体を分離する
方法として、膜の使用が注目されており、特に浸
透気化法に適用した膜の例が種々報告されてい
る。例えば「J.Polym.Sci.Symposium、No.41、
145；1973」には水−メタノール混合液をセロフ
アン膜で分離するようにした例が、「J.Polym.
Sci.Vol.26、3223；1981」には水−メタノール混
合液をグラフト化ポリビニルアルコールの膜で分
離するようにした例が報告されており、さらに
「特開昭62−4407号公報」には水−エタノール混
合液をキトサン−ビニルモノマー重合体の膜で分
離するようにした例が、「特開昭62−7403号公報」
には水−アルコール混合液をキトサン塩の膜で分
離するようにした例が報告されている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、以上のいずれの膜にあつても分離性能
が十分であるとはいえず実用化にまで至つていな
い。すなわち、膜の分離性能は後述する分離係数
αで評価することができ、αが１よりも大きいと
混合液中のある成分を選択的に膜が透過させるこ
とを意味し、その値が大きい程分離性能が高いと
いうことになるが、上記のキトサン系以外の膜で
はαは数10程度に止どまり非常に低いレベルであ
り、またキトサン系の膜でもまだ十分に高いレベ
ルには至つていないのが現状である。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであ
り、混合液の分離性能に優れた液体分離用膜を提
供することを目的とするものである。 ［問題点を解決するための手段］ しかして本発明は、キトサンをアルデヒドで架
橋して得られる構造式が、 （Ｒ：アルデヒド分子からCHO基を除いたもの、
ｎ：正の整数）のキトサン誘導体で液体分離用膜
を形成するようにしたことを特徴とするものであ
り、以下本発明を詳細に説明する。 キトサンはキチンを脱アセチル化して得ること
ができるものであり、希酸に可溶なカチオン性ポ
リマーである。ここで、キチンは甲殻類や菌類の
支持組織を形成している直鎖の多糖類であつて、
未利用有機資源として最大ものもであり、本発明
はこのキチンの有効利用技術としても評価され
る。 このキトサンを用いて液体分離用膜を作成する
ことは知られているところであるが、キチンを脱
アセチル化しただけのキトサン膜では十分に高い
分離性能を得ることができない。そこで本発明で
はキトサンをアルデヒドで架橋して得られるキト
サン誘導体を製膜し、この膜を液体分離用膜とし
て用いるようにしたのである。 アルデヒドとしては主としてジアルデヒドが用
いられるものであり、キトサンの分子内に含まれ
る反応性に富むアミノ基とジアルデヒドの各アル
デヒド基とが脱水縮合し、次式で示すようにキト
サンをジアルデヒドで架橋させることができるの
である。 上記ジアルデヒド架橋キトサン膜は次のように
して作成することができる。まず一つの方法は、
キトサンを酢酸水溶液に溶解してこれをキヤスト
などして乾燥させることによつて製膜し、この膜
を水酸化ナトリウム水溶液に浸漬して中和したの
ちに十分水洗してさらに乾燥することによつてキ
トサン膜を得ることができる。そしてこのキトサ
ン膜を触媒として希酸を含むジアルデヒド水溶液
に浸漬して架橋反応させ、こののちにこれを水洗
して乾燥することによつてジアルデヒド架橋キト
サン膜を作成することができるのである。また他
の一つの方法は、キトサンを酢酸水溶液に溶解
し、これにジアルデヒド水溶液と触媒としての希
酸を加え、これをキヤストして乾燥することによ
つて製膜する。そしてこれを水酸化ナトリウム水
溶液に浸漬した後、十分に水洗してさらに乾燥す
ることによつて、ジアルデヒド架橋キトサン膜を
得ることができるのである。尚、本発明ではこの
ように酸触媒下でキトサンにアルデヒドを作用さ
せることによつて、アミノ基とアルデヒドとを縮
合反応させて前記化学構造式で示すようなシツフ
縮合（−CN＝Ｎ−）による架橋をおこなうこと
ができるものである。ちなみに、アルカリ触媒下
でキトサンにアルデヒドを作用させると、アルデ
ヒドはアミノ基にメチロール基として付加反応
し、このメチロール基同士が縮合反応してメチレ
ン結合でキトサンを架橋させることができるが、
前記化学構造式のようなシツフ縮合によつてキト
サンを架橋させることはできないものであり、本
発明で用いるような分離性能の高いアルデヒド架
橋キトサン膜を得ることはできない。 ここで、本発明において、キトサンとしては分
子量が５万〜500万で脱アセチル化度が60〜100％
のものを用いることが好ましい。また、キトサン
を架橋するために用いるジアルデヒドとしては、
グリオキザール、マロンジアルデヒド、スクシン
ジアルデヒド、グルタールアルデヒド、アジピン
ジアルデヒド、マレインジアルデヒド、フタルジ
アルデヒド、イソフタルジアルデヒド、テレフタ
ルジアルデヒド、ジアルデヒドデンプンなどを例
示することができる。また、製膜した膜の厚みは
200μ以下となるようにするのが好ましい。 上記のようにして得られるアルデヒド架橋キト
サン膜は、例えば浸透気化（パーベーパレーシヨ
ン）法で混合液を分離する膜として用いることが
できる。浸透気化法は第１図にその原理を示すよ
うに、膜１で槽２を上側の溶液室３と下側の減圧
室４とに仕切り、溶液室３内に混合液５を導入し
て膜１に混合液５を接触させた状態で減圧室４内
を減圧することによつて、混合液中の特定の成分
を膜１に優先的に浸透拡散させる共に膜１を透過
した成分を膜１の減圧室４側の表面から気化させ
て混合液を分離するようにした方法であり、この
ようにして膜１を浸透透過させた成分を捕集する
ことによつて分離採取をおこなうことができ、あ
るいはこのように膜１を透過する成分が除去され
たのち混合液５の残留液を回収することによつて
分離採取をおこなうことができる。このように浸
透気化法では従来周知の逆浸透法のように加圧を
必要とすることなく混合液を膜分離することがで
きるものであり、膜の圧密化などの問題なく混合
液を分離性能高く膜分離することができるのであ
る。そしてアルデヒド架橋キトサン膜は高い親水
性を有するために、水を選択的に透過する特徴を
有する。従つて本発明の膜は、例えば水−アルコ
ール混合液など水−有機溶媒混合液を分離するの
に有効である。 また混合液の分離法として、上記浸透気化法に
対して気化浸透（エバポミエーシヨン）法と称さ
れる方法が本発明者によつて特願昭61−309991号
で提案されている。この気化浸透法は第２図にそ
の原理を示すように、膜１で槽２を上側の減圧室
４と下側の溶液室２とに仕切り、溶液室２の混合
液５の液面と膜１の下面との間に空間を形成させ
て膜１が混合液５に接触しない状態にしてあり、
そして減圧室４を減圧することによつて膜１を通
して溶液室３の空間部内も減圧状態となるため
に、減圧状態の溶液室３内において混合液５から
蒸気が発生し、この蒸気が膜１に浸透して拡散し
つつ減圧状態にある減圧室４側へ膜１を透過する
ようにした方法である。この方法にあつても混合
液５の蒸気中のうち特定の成分が優先的に膜１に
浸透して拡散するために、膜１を浸透させて減圧
室４側へ透過させた成分を捕集することによつて
分離採取をおこなうことができ、あるいはこのよ
うに膜１を透過する成分が除去されたのち混合液
５の残留液を回収することによつて分離採取をお
こなうことができる。そして、前記浸透気化法で
は混合液が膜に直接接触しているために膜は混合
液によつて膨潤された状態になり、膜の透過機能
が低下して混合液を分離する性能が著しく損なわ
れるおそれがあるが、この気化浸透法では混合液
はその蒸気が膜を浸透透過することによつて成分
分離するために膜に混合液を直接接触させる必要
がなく、膜をほとんど膨潤させるようなことなく
膜の透過機能を高く保持させることができ、分離
性能高く混合液を膜分離することができるのであ
る。特に、本発明においてアルデヒド架橋キトサ
ン膜を用いてこの気化浸透法で水−アルコール混
合液の分離をおこなうと、後述の実施例にみられ
るように分離係数αが無限大になつて完全分離を
おこなうことが可能になる。 尚、本発明に係るアルデヒド架橋キトサン膜を
溶液分離用膜として用いるにあたつて、膜は薄く
形成されるために機械的強度が十分ではなく、減
圧室の減圧状態に耐えることができない場合が多
いので、多孔質の支持体の上に膜を形成して用い
るのが実用的である。この多孔質の支持体として
は、例えばポリプロピレン不織布やポリエステル
不織布、テフロンやポリスルホンの多孔質フイル
ム、多孔質のセラミツク板など各種の多孔体を使
用することができる。 ［実施例］ 以下本発明を実施例によつてさらに説明する。 実施例 １ キトサン（平均分子量５万〜10万、脱アセチル
化度99.1％）の粉末2.0ｇに1N酢酸水溶液200ｇを
加えて25℃にて一晩撹拌溶解し、この溶液をG2
のグラスフイルターで濾過した後、アスピレータ
で減圧脱気した。得られたこのキトサン溶液20ｇ
をシリコン処理したガラス板の表面にキヤスト
し、60℃で５時間乾燥することによつてキトサン
酢酸塩膜を製膜し、この膜を剥離して1Nの
NaOH水溶液に一晩浸漬して中和したのち、十
分に水洗をおこなつて室温で減圧乾燥することに
よつて、膜厚20μのキトサン膜を得た。 このようにして得たキトサン膜を、0.4％のグ
ルタールアルデヒド水溶液に触媒として0.5Nの
硫酸水溶液を加えて調製した溶液に室温で15分間
浸漬し、キトサンを架橋させたのちに水洗し、室
温で減圧乾燥することによつて、膜厚20μのジア
ルデヒド架橋キトサンの膜を得た。 このジアルデヒド架橋キトサン膜を液体分離用
膜として用い、第１図に示す浸透気化法で水−エ
タノール混合液の分離をおこなつた。分離条件は
混合液の液温を40℃、減圧室の減圧度を１×
10-2Torrに設定し、水−エタノール混合液とし
て各種の濃度のものを用いてそれぞれについて水
を膜に選択的に透過させ、混合液を水とエタノー
ルとに分離する操作をおこなつた。この分離操作
における水−エタノール混合液の膜の分離係数α
と透過速度Ｑとを測定し、結果を第１表に示し
た。ここで、分離係数αは混合液中の特定成分の
分離の割合を示すものであり、本実施例のような
水−エタノール混合液においては α＝YH2O／YETOH／XH2O／XETOH で定義されるものである。式中XH2OとXETOHは溶
液室に導入される水−エタノール混合液中の水の
重量分率とエタノールの重量分率を、YH2Oと
YETOHは膜を透過する透過液中の水の重量分率と
エタノールの重量分率をそれぞれ示すものであ
り、従つてαが１以上の数値であると、膜を透過
する液は水の分量がエタノールの分量よりも大き
いということになり、αの数値が大きい程水が優
先的に膜を透過するということを意味し、水−ア
ルコール混合液の分離性能が高いということを意
味する。また第１表における透過速度は、αの数
値で示される組成の成分が膜を透過する際の単位
膜面積及び単位時間当たりに透過する透過量を示
す数値である。 比較例 １ 液体分離用膜として、実施例１で得たグルター
ルアルデヒドで架橋する前のキトサン膜を用いる
ようにした他は、実施例１と同様にして浸透気化
法で水−アルコール混合液を分離する操作をおこ
なつた。この分離操作における水−エタノール混
合液の膜の分離係数αと透過速度Ｑとを測定し、
結果を第２表に示す。
【表】
【表】
第２表にみられるようにキトサン膜を液体分離
用膜として用いるようにした比較例１のもので
は、分離係数αは数十程度の値に止どまるが、第
１表にみられるようにジアルデヒド架橋キトサン
膜を用いるようにした実施例１のものでは分離係
数αは数百の値に達しており、水を優先的に透過
させて水−エタノール混合液の分離を効率良くお
こなえることが確認される。 実施例 ２ 実施例１と同様にして得たジアルデヒド架橋キ
トサン膜を液体分離用膜として用い、第２図に示
す気化浸透法で水−エタノール混合液の分離をお
こなつた。分離条件は混合液の液温を40℃、減圧
室の減圧度を１×10-2Torrに設定し、水−エタ
ノール混合液として各種の濃度のものを用いてそ
れぞれについて水を膜に選択的に透過させ、混合
液を水とエタノールとに分離する操作をおこなつ
た。この分離操作における水−エタノール混合液
の膜の分離係数αと透過速度Ｑとを測定し、結果
を第３表に示した。 比較例 ２ 液体分離用膜として、実施例１と同様にして得
たグルコールアルデヒドで架橋する前のキトサン
膜を用いるようにした他は、実施例２と同様にし
て気化浸透法で水−アルコール混合液を分離する
操作をおこなつた。この分離操作における水−エ
タノール混合液を膜の分離係数αと透過速度Ｑと
を測定し、結果を第４表に示す。尚、第３表及び
第４表中の「水−エタノール中のエタノールの重
量％」の欄のカツコ内の数値は蒸気組成に換算し
たときのエタノールの重量％を示し、同様に換算
した「分離係数α」の数値や「α・Ｑ」の数値を
それぞれの欄のカツコ内に表示した。
用膜として用いるようにした比較例１のもので
は、分離係数αは数十程度の値に止どまるが、第
１表にみられるようにジアルデヒド架橋キトサン
膜を用いるようにした実施例１のものでは分離係
数αは数百の値に達しており、水を優先的に透過
させて水−エタノール混合液の分離を効率良くお
こなえることが確認される。 実施例 ２ 実施例１と同様にして得たジアルデヒド架橋キ
トサン膜を液体分離用膜として用い、第２図に示
す気化浸透法で水−エタノール混合液の分離をお
こなつた。分離条件は混合液の液温を40℃、減圧
室の減圧度を１×10-2Torrに設定し、水−エタ
ノール混合液として各種の濃度のものを用いてそ
れぞれについて水を膜に選択的に透過させ、混合
液を水とエタノールとに分離する操作をおこなつ
た。この分離操作における水−エタノール混合液
の膜の分離係数αと透過速度Ｑとを測定し、結果
を第３表に示した。 比較例 ２ 液体分離用膜として、実施例１と同様にして得
たグルコールアルデヒドで架橋する前のキトサン
膜を用いるようにした他は、実施例２と同様にし
て気化浸透法で水−アルコール混合液を分離する
操作をおこなつた。この分離操作における水−エ
タノール混合液を膜の分離係数αと透過速度Ｑと
を測定し、結果を第４表に示す。尚、第３表及び
第４表中の「水−エタノール中のエタノールの重
量％」の欄のカツコ内の数値は蒸気組成に換算し
たときのエタノールの重量％を示し、同様に換算
した「分離係数α」の数値や「α・Ｑ」の数値を
それぞれの欄のカツコ内に表示した。
【表】
【表】
第３表と第４表との比較で明らかなように、キ
トサン膜を液体分離用膜として用いるようにし比
較例２のものに対してジアルデヒド架橋キトサン
膜を用いるようにした実施例２のものは分離係数
αが飛躍的に高まつており、特にエタノール濃度
が30〜70重量％の水−エタノール混合液に対して
は分離係数が∽を示し、水のみを100％選択して
膜を透過させることができ、水−エタノール混合
液の分離を極めて効率良くおこなえることが確認
される。また、第１表と第３表との比較にみられ
るように、浸透気化法に対するよりも気化浸透法
に対する膜の適用のほうが、優れた効果が得られ
ることも確認される。 ［発明の効果］ 上述のように、キトサンをアルデヒドで架橋し
得られるキトサン誘導体、すなわち構造式が で表される、アルデヒド架橋キトサンで形成した
本発明に係る液体分離用膜は、混合液の分離性能
が優れるものであり、特にキトサンの親水性に加
えてアルデヒドによる架橋で膜の組成がち密にな
るため等の理由によつて、水−有機溶媒系の混合
液からの水の選択的な透過製が高く、水−有機溶
媒混合液を極めて効率良く分離することができる
ものである。
トサン膜を液体分離用膜として用いるようにし比
較例２のものに対してジアルデヒド架橋キトサン
膜を用いるようにした実施例２のものは分離係数
αが飛躍的に高まつており、特にエタノール濃度
が30〜70重量％の水−エタノール混合液に対して
は分離係数が∽を示し、水のみを100％選択して
膜を透過させることができ、水−エタノール混合
液の分離を極めて効率良くおこなえることが確認
される。また、第１表と第３表との比較にみられ
るように、浸透気化法に対するよりも気化浸透法
に対する膜の適用のほうが、優れた効果が得られ
ることも確認される。 ［発明の効果］ 上述のように、キトサンをアルデヒドで架橋し
得られるキトサン誘導体、すなわち構造式が で表される、アルデヒド架橋キトサンで形成した
本発明に係る液体分離用膜は、混合液の分離性能
が優れるものであり、特にキトサンの親水性に加
えてアルデヒドによる架橋で膜の組成がち密にな
るため等の理由によつて、水−有機溶媒系の混合
液からの水の選択的な透過製が高く、水−有機溶
媒混合液を極めて効率良く分離することができる
ものである。
第１図は浸透気化法の装置の原理を示す断面
図、第２図は気化浸透法の装置の原理を示す断面
図であり、１は膜、２は槽、３は溶液室、４は減
圧室、５は混合液である。
図、第２図は気化浸透法の装置の原理を示す断面
図であり、１は膜、２は槽、３は溶液室、４は減
圧室、５は混合液である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ キトサンをアルデヒドで架橋して得られる、 （Ｒ：アルデヒド分子からCHO基を除いたもの、
ｎ：正の整数）の構造式を有するキトサン誘導体
で形成して成ることを特徴とする液体分離用膜。 ２ キトサンは分子量が５万〜500万で脱アセチ
ル化度が60〜100％のものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の液体分離用膜。 ３ アルデヒドとしてグリオキザール、マロンジ
アルデヒド、スクシンジアルデヒド、グルタール
アルデヒド、アジピンジアルデヒド、マレインジ
アルデヒド、フタルジアルデヒド、イソフタルジ
アルデヒド、テレフタルジアルデヒド、ジアルデ
ヒドデンプンから選ばれるジアルデヒドを用いる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の液体分離用膜。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260067A JPH01104305A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 液体分離用膜 |
| DE8888116487T DE3872343T2 (de) | 1987-10-15 | 1988-10-05 | Selektiv durchlaessige membran zum trennen einer fluessigen loesung. |
| EP19880116487 EP0311882B1 (en) | 1987-10-15 | 1988-10-05 | Selective permeable membrane for separation of liquid solution |
| US07/255,304 US5006255A (en) | 1987-10-15 | 1988-10-11 | Selective permeable membrane for separation of liquid solution |
| BR8805334A BR8805334A (pt) | 1987-10-15 | 1988-10-14 | Membrana permeavel para a separacao seletiva de um ou mais componentes volateis de uma solucao liquida |
| US07/856,797 US5271846A (en) | 1986-12-25 | 1992-03-24 | Method for separating a liquid component from a solution containing two or more liquid components |
| JP5031749A JPH0741149B2 (ja) | 1987-10-15 | 1993-02-22 | 液体の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62260067A JPH01104305A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 液体分離用膜 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031749A Division JPH0741149B2 (ja) | 1987-10-15 | 1993-02-22 | 液体の分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104305A JPH01104305A (ja) | 1989-04-21 |
| JPH0553528B2 true JPH0553528B2 (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=17342849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62260067A Granted JPH01104305A (ja) | 1986-12-25 | 1987-10-15 | 液体分離用膜 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5006255A (ja) |
| EP (1) | EP0311882B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01104305A (ja) |
| BR (1) | BR8805334A (ja) |
| DE (1) | DE3872343T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN112535936A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种减缓酸性气体腐蚀性的装置及方法 |
| CN112742207B (zh) * | 2020-12-14 | 2022-07-05 | 大连大学 | 一种环保高效的甲醛去除液及其制备方法 |
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|---|---|---|---|---|
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