JPS5892414A - 液体混合物の分離方法 - Google Patents
液体混合物の分離方法Info
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- JPS5892414A JPS5892414A JP19070281A JP19070281A JPS5892414A JP S5892414 A JPS5892414 A JP S5892414A JP 19070281 A JP19070281 A JP 19070281A JP 19070281 A JP19070281 A JP 19070281A JP S5892414 A JPS5892414 A JP S5892414A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion exchange
- membrane
- exchange resin
- acid group
- liquid mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (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
【発明の詳細な説明】
本発明は、少なくとも有機液体をその構成成分の一つと
する液体混合物(以下、有機液体混合物と略記する)を
、特定の高分子膜を用いてパーベーパレーションにより
分離又は濃縮する方法に関する。
する液体混合物(以下、有機液体混合物と略記する)を
、特定の高分子膜を用いてパーベーパレーションにより
分離又は濃縮する方法に関する。
多孔質でない均一な高分子膜を用いて有機液体混合物を
分離するプロセスは、従来より米国特許第295350
2号明細書などに教示されている。この分離プロセスは
、一般に膜を用いたパーベーパレーションプロセスと呼
ハレ、高分子膜の一次側(高圧側)に処理すべき液体を
供給し、透過し易い物質を二次側(低圧側)に蒸気とし
て優先的に透過させる方法である。この膜分離法は、従
来簡単な方法では分離できなかった液体混合物、例えば
共沸混合物、沸点が近接した比揮発度の小さい混合物系
、加熱によって重合や変性を起す物質を含む混合物を分
離又は濃縮する新しい方法として注目されている。
分離するプロセスは、従来より米国特許第295350
2号明細書などに教示されている。この分離プロセスは
、一般に膜を用いたパーベーパレーションプロセスと呼
ハレ、高分子膜の一次側(高圧側)に処理すべき液体を
供給し、透過し易い物質を二次側(低圧側)に蒸気とし
て優先的に透過させる方法である。この膜分離法は、従
来簡単な方法では分離できなかった液体混合物、例えば
共沸混合物、沸点が近接した比揮発度の小さい混合物系
、加熱によって重合や変性を起す物質を含む混合物を分
離又は濃縮する新しい方法として注目されている。
従来、このような分離方法に用いられる高分子膜として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン。
は、ポリエチレン、ポリプロピレン。
セルロース系高分子物質、ポリアクリロニトリル、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリスチレン。
アミド、ポリエステル、ポリスチレン。
ポリテトラフルオロエチレン又はこれらの共重合体から
なる膜が知られている。しかしながら、か\る膜を用い
てパーベーパレーションにより有機液体混合物を分離す
る場合には、実用上次の如き難点が認められる。即ち、 (1) 有機液体混合物が高分子膜を1回通過するこ
とによる濃縮の割合(分離係数”AB )が小さいため
、目的とする濃度まで濃縮又は分離するためには、非常
に多数の膜を通過させなければならない。一般に、分離
係数a。は次の如きである。
なる膜が知られている。しかしながら、か\る膜を用い
てパーベーパレーションにより有機液体混合物を分離す
る場合には、実用上次の如き難点が認められる。即ち、 (1) 有機液体混合物が高分子膜を1回通過するこ
とによる濃縮の割合(分離係数”AB )が小さいため
、目的とする濃度まで濃縮又は分離するためには、非常
に多数の膜を通過させなければならない。一般に、分離
係数a。は次の如きである。
As/B鵞
ABAt/Bt
(2)有機液体混合物が高分子膜を通過する透過量(一
般に、単位膜表面積、単位膜厚及び単位時間当りの透過
量で表示する)が小さいため、膜表面積を非常に大きく
するか、高分子膜の膜厚を極端に薄くしなければならな
い。従って、前者の場合には装置設備コストが過大にな
り、後者の場合には膜の強度、耐久性に問題が生じる。
般に、単位膜表面積、単位膜厚及び単位時間当りの透過
量で表示する)が小さいため、膜表面積を非常に大きく
するか、高分子膜の膜厚を極端に薄くしなければならな
い。従って、前者の場合には装置設備コストが過大にな
り、後者の場合には膜の強度、耐久性に問題が生じる。
而して、前記の改良プロセスとして、高分子基体にスル
ホン酸基などを結合させた高分子膜を用いる方法、特定
のポリ−アミド膜を用いる方法、アイオノマー系高分子
膜を用いる方法などが、特開昭52−111888号公
報、同52−111889号公報、同54−33278
号公報、同54−55279号公報などに開示されてい
る。
ホン酸基などを結合させた高分子膜を用いる方法、特定
のポリ−アミド膜を用いる方法、アイオノマー系高分子
膜を用いる方法などが、特開昭52−111888号公
報、同52−111889号公報、同54−33278
号公報、同54−55279号公報などに開示されてい
る。
本発明者は、パーベーパレーションによす各種有機液体
混合物を分離又は濃縮する手段について、種々の研究、
検討を重ねた結果、次の如き知見を得たものである。即
ち、スクリーン印刷法の採用により均一な厚みの表面層
が形成可能であり、適宜厚みの改質層を円滑有利にイオ
ン交換膜面に密着せしめ得ることを見出した。
混合物を分離又は濃縮する手段について、種々の研究、
検討を重ねた結果、次の如き知見を得たものである。即
ち、スクリーン印刷法の採用により均一な厚みの表面層
が形成可能であり、適宜厚みの改質層を円滑有利にイオ
ン交換膜面に密着せしめ得ることを見出した。
そして、基材イオン交換樹脂膜とは異なるイオン交換樹
脂粉末のペースト状物を基材面にスクリーン印刷法によ
り印刷、圧着せしめる方法を完成した。かかる手段によ
り適宜の複合膜が製造可能であり、例えば自己支持性の
膜の形成が困難な高イオン交換容量のものでも、表面層
として適用可能である。そして、かくして得られる複合
膜が、パーベーパレーションによる液体混合物の分離プ
ロセスにおいて、前記の如き難点を円滑有利に解消しう
るものであるという事実を見出したものである。
脂粉末のペースト状物を基材面にスクリーン印刷法によ
り印刷、圧着せしめる方法を完成した。かかる手段によ
り適宜の複合膜が製造可能であり、例えば自己支持性の
膜の形成が困難な高イオン交換容量のものでも、表面層
として適用可能である。そして、かくして得られる複合
膜が、パーベーパレーションによる液体混合物の分離プ
ロセスにおいて、前記の如き難点を円滑有利に解消しう
るものであるという事実を見出したものである。
本発明は、前記知見に基1いて完成されたものであり、
少なくとも有機液体をその構成成分の一つとする液体混
合物を、基材イオン交換樹脂膜面に該基材とは異なるイ
オン交換樹脂の粉末を含むペースト状物をスクリーン印
刷法により印刷、圧着せしめて得られる複合膜を用いて
、パーベーパレーションによって分離することを特徴と
する液体混合物の分離方法を新規に提供するものである
。
少なくとも有機液体をその構成成分の一つとする液体混
合物を、基材イオン交換樹脂膜面に該基材とは異なるイ
オン交換樹脂の粉末を含むペースト状物をスクリーン印
刷法により印刷、圧着せしめて得られる複合膜を用いて
、パーベーパレーションによって分離することを特徴と
する液体混合物の分離方法を新規に提供するものである
。
本発明で用いられる基材イオン交換樹脂膜としては、例
えばカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホ/酸基、フェ
ノール性水酸基などの陽イオン交換基を含有する重合体
からなり、かかる重合体としては、含弗素重合体を採用
するのが特に好ましい。イオン交換基含有の含弗素重合
体としては、例えばテトラフルオロエチレン、クロロト
リフルオロエチレン等のビニルモノマーとスルホン酸、
カルボン酸、燐酸基等のイオン交換基を有するパーフル
オロのビニルモノマーとの共重合体が好適に使用される
。又、トリフルオpスチレ/の膜状重合体にスルホン酸
基等のイオン交換基を導入したもの等も使用できる。
えばカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホ/酸基、フェ
ノール性水酸基などの陽イオン交換基を含有する重合体
からなり、かかる重合体としては、含弗素重合体を採用
するのが特に好ましい。イオン交換基含有の含弗素重合
体としては、例えばテトラフルオロエチレン、クロロト
リフルオロエチレン等のビニルモノマーとスルホン酸、
カルボン酸、燐酸基等のイオン交換基を有するパーフル
オロのビニルモノマーとの共重合体が好適に使用される
。又、トリフルオpスチレ/の膜状重合体にスルホン酸
基等のイオン交換基を導入したもの等も使用できる。
そして、これらのうち夫々以下の(イ)、仲)の重合単
位を有するポリマーを用いるのが特に好ましいものであ
る。
位を有するポリマーを用いるのが特に好ましいものであ
る。
(イ) ←←OF2 0XX’+、 (ロ
) −←OFt −OX+ここでXはF、01.
)I又は−OF3であり、X′はX又はOFs (OF
s )mであり、 mは1〜5であり、Yは次のものか
ら選ばれる。
) −←OFt −OX+ここでXはF、01.
)I又は−OF3であり、X′はX又はOFs (OF
s )mであり、 mは1〜5であり、Yは次のものか
ら選ばれる。
Z Rf
Rf
Z t’tlx、y、zは
ともに0〜10であり、z 、 R(は−F又は炭素数
1〜10のパーフルオロアルキル基から選ばれる。また
、Aは−COOH。
ともに0〜10であり、z 、 R(は−F又は炭素数
1〜10のパーフルオロアルキル基から選ばれる。また
、Aは−COOH。
Coo” M 、 80* H、Son ” Mなど
、 又は1 加水分解によりこれらの基に転化しうる一8ChF。
、 又は1 加水分解によりこれらの基に転化しうる一8ChF。
ON 、 OOF 、 0OOR’、 5Os
R’ 。
R’ 。
0ONR”R” 、 −8Ot NR”R’ (7)如
き酸型官能基であり、Mはアルカリ金属、アルカリ土類
金属などの金属原子又は−N R’ R’ R’ R’
であり、 lはMの原子価数であり R1は炭素数1〜
20のアルキル基であり、R2、R1、R4、R5、R
6及びR7は水素原子又はR1を示す。
き酸型官能基であり、Mはアルカリ金属、アルカリ土類
金属などの金属原子又は−N R’ R’ R’ R’
であり、 lはMの原子価数であり R1は炭素数1〜
20のアルキル基であり、R2、R1、R4、R5、R
6及びR7は水素原子又はR1を示す。
而して、本発明においては、基材イオン交換樹脂膜を構
成する前記の如き酸型官能基を有する含フツ素イオン交
換樹脂(以下、酸型フッ素樹脂と略記することがある)
は、弗素化したエチレン系不飽和単量体(I)と酸型官
能性単量体(Illとの共重合体であることができる。
成する前記の如き酸型官能基を有する含フツ素イオン交
換樹脂(以下、酸型フッ素樹脂と略記することがある)
は、弗素化したエチレン系不飽和単量体(I)と酸型官
能性単量体(Illとの共重合体であることができる。
か\る(Ilとしては、テトラフルオロエチレン、クロ
ロトリフルオロエチレン、六弗化プロピレン、三弗化エ
チレン、弗化ビニリデン、弗化ビニルなどが例示され、
好適には一般式OF t =OXX ’ (X及びX′
は前記の通り)で表わされるフッ素化オレフィン化合物
である。なかでもパーフルオロオレフィン化合物が好ま
しく、特にテトラフルオロエチレンが好適である。(I
llとしては、一般式OFg =CXY (X及びYは
前記の通り)のフルオロビニル化合物であることが望ま
しく、好適なものとしては、 OF m −CX (OOF * OF RO、(o)
、(OF R’Or A(こ\で、pは0〜3.qは
0〜1.rは0〜12の整数であり、X 、 R,、A
は前記の通りであり、R1はRfである)で表わされる
フルオロビニル化合物が例示される。性能上及び入手容
易性の点から、Xはフッ素原子、Rfは一0Fs。
ロトリフルオロエチレン、六弗化プロピレン、三弗化エ
チレン、弗化ビニリデン、弗化ビニルなどが例示され、
好適には一般式OF t =OXX ’ (X及びX′
は前記の通り)で表わされるフッ素化オレフィン化合物
である。なかでもパーフルオロオレフィン化合物が好ま
しく、特にテトラフルオロエチレンが好適である。(I
llとしては、一般式OFg =CXY (X及びYは
前記の通り)のフルオロビニル化合物であることが望ま
しく、好適なものとしては、 OF m −CX (OOF * OF RO、(o)
、(OF R’Or A(こ\で、pは0〜3.qは
0〜1.rは0〜12の整数であり、X 、 R,、A
は前記の通りであり、R1はRfである)で表わされる
フルオロビニル化合物が例示される。性能上及び入手容
易性の点から、Xはフッ素原子、Rfは一0Fs。
Ic’(はフッ素原子、pは0〜1eqは0〜1゜rは
0〜8であることが好ましい。が\るフルオロビニル化
合物(It)の好ましい代表例としては、OF2 =C
FO(OFt )r −s c00R’ 、 0F2=
CFOfCF2)+ −s OOF。
0〜8であることが好ましい。が\るフルオロビニル化
合物(It)の好ましい代表例としては、OF2 =C
FO(OFt )r −s c00R’ 、 0F2=
CFOfCF2)+ −s OOF。
CF2 =CF (OFt )o −s 0OOR’
。
。
OPz =OFOOFt OF (QFi l 00F
* OF雪000R” 。
* OF雪000R” 。
OFg =OFO(EFt OF (QFi )OOF
! OFt OOF 。
! OFt OOF 。
CF2 =OFO(CFt )+−−8OtF。
OFz =OFOOFt CF’(OFl’1OCFI
OF28oz F などが挙げられる。
OF28oz F などが挙げられる。
また、本発明においては、カルボン酸型以外の官能基、
例えばスルホン酸型官能基を有するフッ素化共重合体の
還元処理(特開昭52−24175 、同52−241
76、同52−24177号公報などを参照)、酸化処
理(特開昭56−132094 、同53−13206
9号公報などを参照)などによって、スルホン酸型官能
基をカルボン酸型官能基に転換した重合体が、特定の酸
型フッ素樹脂として使用されても良い。
例えばスルホン酸型官能基を有するフッ素化共重合体の
還元処理(特開昭52−24175 、同52−241
76、同52−24177号公報などを参照)、酸化処
理(特開昭56−132094 、同53−13206
9号公報などを参照)などによって、スルホン酸型官能
基をカルボン酸型官能基に転換した重合体が、特定の酸
型フッ素樹脂として使用されても良い。
勿論、カルボン酸型をスルホン酸型に転換したものや、
単量体の段階で同様の処理によって、前記の如きカルボ
ン酸型やスルホン酸型に転換し、前記の酸型官能性単量
体(Illとして使用しても良い。
単量体の段階で同様の処理によって、前記の如きカルボ
ン酸型やスルホン酸型に転換し、前記の酸型官能性単量
体(Illとして使用しても良い。
更に、本発明においては、特定の酸型フッ素樹脂の構成
単位として、前記の(Ilや(II)あるいは(イ)や
(ロ)のそれぞれを二種以上で使用することもでき、ま
た、これらの他に、他の成分、例えばエチレン、プロピ
レン、インブチレンの如きオレフィン化合物、OF、
−OF”OQ (Qは炭素数1〜10のパーフルオロア
ルキル基を示す)の如き7 ル、CF2−CF−cF−
cF、。
単位として、前記の(Ilや(II)あるいは(イ)や
(ロ)のそれぞれを二種以上で使用することもでき、ま
た、これらの他に、他の成分、例えばエチレン、プロピ
レン、インブチレンの如きオレフィン化合物、OF、
−OF”OQ (Qは炭素数1〜10のパーフルオロア
ルキル基を示す)の如き7 ル、CF2−CF−cF−
cF、。
OF鵞=OFO(OFt L−a 0OP=cFt (
7)如きジビニ/L。
7)如きジビニ/L。
モノマー、その他を一種又は二種以上で併用することも
、できる。
、できる。
本発明において、前記の如き酸型フッ素樹脂は、下記の
如く、広範囲にわたってイオン交換容量が変更され得る
が、が\るイオン交換容量を与えるため、上記(イ)及
び(口1の重合単位からなる共重合体の場合、軽重しく
は(ロ)の重合単位が0.1〜50モルチ、特には1〜
40モルチ程度であるのが好適である。
如く、広範囲にわたってイオン交換容量が変更され得る
が、が\るイオン交換容量を与えるため、上記(イ)及
び(口1の重合単位からなる共重合体の場合、軽重しく
は(ロ)の重合単位が0.1〜50モルチ、特には1〜
40モルチ程度であるのが好適である。
本発明において、酸型フッ素樹脂中の酸型官能基の含有
量は、広範囲にわたって採用されるが、イオン交換容量
で0.01〜3ミリ当量/グラム乾燥樹脂という広い範
囲から選定される。
量は、広範囲にわたって採用されるが、イオン交換容量
で0.01〜3ミリ当量/グラム乾燥樹脂という広い範
囲から選定される。
該イオン交換容量は、好ましくは0.1〜2.2ミリ当
量/グラム乾燥樹脂程度が採用される。また、特定の酸
型フッ素樹脂の分子量は、基材膜としての機械的強度の
面から、後述のTQの値で表示すると、50℃以上、好
ましくは70〜600℃程度とするのが好適である。
量/グラム乾燥樹脂程度が採用される。また、特定の酸
型フッ素樹脂の分子量は、基材膜としての機械的強度の
面から、後述のTQの値で表示すると、50℃以上、好
ましくは70〜600℃程度とするのが好適である。
本明細書中において、「TQ」なる言葉は、次のように
定義されるものである。即ち、重合体の分子量に関係す
る容量流速100J/秒を示す温度がTQと定義される
。こ\において容量流速は、重合体として酸型官能基を
−COOOH3基などメチルエステル型としたものを使
用し、該重合体を3[IKg/i加圧下、加圧源度の経
1 m 。
定義されるものである。即ち、重合体の分子量に関係す
る容量流速100J/秒を示す温度がTQと定義される
。こ\において容量流速は、重合体として酸型官能基を
−COOOH3基などメチルエステル型としたものを使
用し、該重合体を3[IKg/i加圧下、加圧源度の経
1 m 。
長さ21Jのオリフィスから熔融流出せしめ、流出する
重合体量を一/秒の単位で示したものである。また、「
イオン交換容量」は次のようにして求めた。即ち、酸型
官能基1−000Hの如きH型とした特定の酸型フッ素
樹脂を、1NのHot中で60℃、5時間放置し、完全
にH型に転換し、Hotが残存しないように水で充分洗
浄した。その後、このH型の樹脂0.5gを、0、IN
のNaOH25mに水25117を加えてナル溶液中に
、室温で2日間静置した。次いで樹脂を取り出して、溶
液中のNaOHの量を0,1NのHotで逆滴定するこ
とにより求めるものである。
重合体量を一/秒の単位で示したものである。また、「
イオン交換容量」は次のようにして求めた。即ち、酸型
官能基1−000Hの如きH型とした特定の酸型フッ素
樹脂を、1NのHot中で60℃、5時間放置し、完全
にH型に転換し、Hotが残存しないように水で充分洗
浄した。その後、このH型の樹脂0.5gを、0、IN
のNaOH25mに水25117を加えてナル溶液中に
、室温で2日間静置した。次いで樹脂を取り出して、溶
液中のNaOHの量を0,1NのHotで逆滴定するこ
とにより求めるものである。
これらの基材イオン交換膜は従来既知の種々の方法で製
造され、また、これらのイオン交換膜は必要により好ま
しくはポリテトラフルオロエチレンなどの含フツ素重合
体からなる布、網などの織物、不織布又は金属製のメツ
シュ、多孔体などで補強することができる。そして、基
材膜の厚み及び後述の塗膜の厚みを適宜選定して、後述
の範囲の厚みの複合膜が製造され得る。
造され、また、これらのイオン交換膜は必要により好ま
しくはポリテトラフルオロエチレンなどの含フツ素重合
体からなる布、網などの織物、不織布又は金属製のメツ
シュ、多孔体などで補強することができる。そして、基
材膜の厚み及び後述の塗膜の厚みを適宜選定して、後述
の範囲の厚みの複合膜が製造され得る。
これら基材イオン交換膜の表面にスクリーン印刷膜を形
成する際には基材膜の有するイオン交換基の分解を招か
ないように、適宜のイオン交換基の形態例えばカルボン
酸基のときは、そのエステル型でスルホン酸基のとキt
d、−8O1F型で、圧力及び熱の使用により結合させ
る。
成する際には基材膜の有するイオン交換基の分解を招か
ないように、適宜のイオン交換基の形態例えばカルボン
酸基のときは、そのエステル型でスルホン酸基のとキt
d、−8O1F型で、圧力及び熱の使用により結合させ
る。
本発明においては、前記基材膜面への塗膜の形成でスク
リーン印刷が採用される。塗膜形成には、基材とは異な
るイオン交換樹脂の粉末を含むペースト状物が使用され
る。かかるイオン交換樹脂は、前記基材膜用に例示し次
如きカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、フェ
ノール性水酸基などのイオン交換基を有する重合体から
選定され得る。そして該粉末は、好ましくは粒径0.0
1〜300μ、特には0.1〜100μの粒径として使
用される。かかる粉末がペースト状物に充分分散可能な
ようにされるのが好ましい。分散を良好にするために好
ましくは長鎖炭化水素、フッ素化炭化水素系の界面活性
剤を必要量添加できる。ペースト状物の粘度は、スクリ
ーン印刷にあたり、好ましくは0.1〜10″ポイズ、
特には1〜104ポイズに制御するのが適切である。
リーン印刷が採用される。塗膜形成には、基材とは異な
るイオン交換樹脂の粉末を含むペースト状物が使用され
る。かかるイオン交換樹脂は、前記基材膜用に例示し次
如きカルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基、フェ
ノール性水酸基などのイオン交換基を有する重合体から
選定され得る。そして該粉末は、好ましくは粒径0.0
1〜300μ、特には0.1〜100μの粒径として使
用される。かかる粉末がペースト状物に充分分散可能な
ようにされるのが好ましい。分散を良好にするために好
ましくは長鎖炭化水素、フッ素化炭化水素系の界面活性
剤を必要量添加できる。ペースト状物の粘度は、スクリ
ーン印刷にあたり、好ましくは0.1〜10″ポイズ、
特には1〜104ポイズに制御するのが適切である。
このため、イオン交換樹脂粉末の粘度及び量、更には水
などの媒体量を制御することができるが、好ましくは前
記粘度範囲に制御し、また結合剤としても機能する粘度
調節物質を添加することができる。
などの媒体量を制御することができるが、好ましくは前
記粘度範囲に制御し、また結合剤としても機能する粘度
調節物質を添加することができる。
粘度調節物質としては、経済的に水に溶解しうる水可溶
性の粘稠物であるカルボキンメチルセルロース、メチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース
などのセルロース類、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル
酸ソーダ、ポリメチルビニルエーテル、カゼイン、ポリ
アクリルアミドなどが使用される。
性の粘稠物であるカルボキンメチルセルロース、メチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース
などのセルロース類、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル
酸ソーダ、ポリメチルビニルエーテル、カゼイン、ポリ
アクリルアミドなどが使用される。
ペースト状物を形成するにあたっては、イオン交換樹脂
膜表面に親水性を与えるなど性能改善のため、親水性の
無機物の粉末を加えることが好ましい。粉末の添加量は
、イオン交換樹脂粉末に対して0.1〜90重量%、好
ましくは1〜50重量%、粒径は50μ以下、好ましく
は5μ以下が適切である。粉末の材質としては、チタン
、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、ハフニウム、スズ
、バナジウム、マンガν、モリブデン、タングステン、
アルミニウム、クロム。
膜表面に親水性を与えるなど性能改善のため、親水性の
無機物の粉末を加えることが好ましい。粉末の添加量は
、イオン交換樹脂粉末に対して0.1〜90重量%、好
ましくは1〜50重量%、粒径は50μ以下、好ましく
は5μ以下が適切である。粉末の材質としては、チタン
、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、ハフニウム、スズ
、バナジウム、マンガν、モリブデン、タングステン、
アルミニウム、クロム。
ガリウム、セリウム、トリウム、セレン、鉄。
イツトリウム、希土類、インジウム、ニッケル。
銀、コバルト、ベリリウム、および白金属の金属9合金
、酸化物、窒化物、炭化物およびそれらの混合物または
炭素が好ましい。
、酸化物、窒化物、炭化物およびそれらの混合物または
炭素が好ましい。
ペースト状物は、イオン交換膜面にスクリ−ン印刷によ
り印刷、圧着される。スクリーン印刷は、既知の方式が
採用されるが、本発明で使用されるスクリーンは、好ま
しくは10〜2400メツシユ、特には150〜100
0メツシユのものが適切で、厚みが好ましくは211j
〜4μ、特には300μ〜8μが適切である。
り印刷、圧着される。スクリーン印刷は、既知の方式が
採用されるが、本発明で使用されるスクリーンは、好ま
しくは10〜2400メツシユ、特には150〜100
0メツシユのものが適切で、厚みが好ましくは211j
〜4μ、特には300μ〜8μが適切である。
メツシュ数が過度に大きいと、スクリーンに目づまりが
生じ、印刷が不均一になり、過度に小さいときは、ペー
ストが過度に付着されることになる。一方厚みが過度に
大きいと、印刷が不均一になり、過度に小さいと所定量
の印刷ができなくなる。イオン交換膜の面に適宜の大き
さと形状の塗膜を設けるためにスクリーンマスクが使用
されるが、その形状は膜面に形成される塗膜の形状を切
り欠いた形状に形成され、通常その厚みは好ましくは6
〜500μから使用される。スクリーン及びスクリーン
マスクの材質は、十分な強度を有すればよく、例えばそ
れぞれステンレス、テトロン、ナイロン、又ハエボキシ
樹脂が使用される。
生じ、印刷が不均一になり、過度に小さいときは、ペー
ストが過度に付着されることになる。一方厚みが過度に
大きいと、印刷が不均一になり、過度に小さいと所定量
の印刷ができなくなる。イオン交換膜の面に適宜の大き
さと形状の塗膜を設けるためにスクリーンマスクが使用
されるが、その形状は膜面に形成される塗膜の形状を切
り欠いた形状に形成され、通常その厚みは好ましくは6
〜500μから使用される。スクリーン及びスクリーン
マスクの材質は、十分な強度を有すればよく、例えばそ
れぞれステンレス、テトロン、ナイロン、又ハエボキシ
樹脂が使用される。
塗膜が形成されるイオン交換膜上に、スクリーンマスク
を付着したスクリーンが設置され、スクリーン上に上記
ペースト状物を供給し、これをスキージにて、圧力をか
けながら印刷することにより、スクリーンマスクを除い
た形状を有する塗膜がイオン交換膜面に形成される。イ
オン交換膜面上の塗膜の厚みは、スクリーンの厚さ、ペ
ースト粘度、およびスクリーンのメツシュ数等によって
左右される。塗膜の厚みは、薄いものから厚いものまで
広範囲にわたって変更可能であり、基材膜厚との関係か
ら、複合膜としての後述の厚み範囲になるように、スク
リーンの厚さ、ペースト粘度、およびスクリニンのメツ
シュ数などを調節するのが好ましい。
を付着したスクリーンが設置され、スクリーン上に上記
ペースト状物を供給し、これをスキージにて、圧力をか
けながら印刷することにより、スクリーンマスクを除い
た形状を有する塗膜がイオン交換膜面に形成される。イ
オン交換膜面上の塗膜の厚みは、スクリーンの厚さ、ペ
ースト粘度、およびスクリーンのメツシュ数等によって
左右される。塗膜の厚みは、薄いものから厚いものまで
広範囲にわたって変更可能であり、基材膜厚との関係か
ら、複合膜としての後述の厚み範囲になるように、スク
リーンの厚さ、ペースト粘度、およびスクリニンのメツ
シュ数などを調節するのが好ましい。
更に、スクリーン印刷の際のスクリーン版とイオン交換
膜との間隔及びスキージの材質及びスキージの印加圧も
、イオン交換膜面に形成される塗膜の物性、厚みおよび
均一性と関係するので、それぞれ所定の数値が得られる
ように、例えばスクリーン版とイオン交換膜との間隔は
、ペーストの種類および粘度によって所定の間隔に設定
される。更にスキージは、かどが直線的でペースト粘度
に合致した硬度と材′質を選択し、またスキージの印加
圧を一定にすることが好ましい。
膜との間隔及びスキージの材質及びスキージの印加圧も
、イオン交換膜面に形成される塗膜の物性、厚みおよび
均一性と関係するので、それぞれ所定の数値が得られる
ように、例えばスクリーン版とイオン交換膜との間隔は
、ペーストの種類および粘度によって所定の間隔に設定
される。更にスキージは、かどが直線的でペースト粘度
に合致した硬度と材′質を選択し、またスキージの印加
圧を一定にすることが好ましい。
かくして、イオン交換膜の一方又は双方の面には均一な
厚みで且つ密着性の大きい塗膜が形成されるが、好まし
くは必要に応じて塗膜を膜面に圧力下に押しつけるのが
好ましい。該押圧は、好ましくは100〜600℃、特
には110〜250℃の加熱下に、好ましくは0.1〜
1000Kf′/−1特には5〜500 Kf/iもと
にプレスするものが好ましい。かくすることによりイオ
ン交換膜と塗膜とは一層密着した構造を有することがで
きる。
厚みで且つ密着性の大きい塗膜が形成されるが、好まし
くは必要に応じて塗膜を膜面に圧力下に押しつけるのが
好ましい。該押圧は、好ましくは100〜600℃、特
には110〜250℃の加熱下に、好ましくは0.1〜
1000Kf′/−1特には5〜500 Kf/iもと
にプレスするものが好ましい。かくすることによりイオ
ン交換膜と塗膜とは一層密着した構造を有することがで
きる。
本発、明においては、前記基材膜や塗膜は、必ずしも一
種の重合体から形成する必要はなく、また一種類の酸型
官能基だけを有する必要もない。例えば、イオン交換容
量として二種類の重合体を併用しても良く、カルボン酸
基などの弱酸性官能基とスルホン酸基などの強酸性官能
基とを併用しても良いなどである。
種の重合体から形成する必要はなく、また一種類の酸型
官能基だけを有する必要もない。例えば、イオン交換容
量として二種類の重合体を併用しても良く、カルボン酸
基などの弱酸性官能基とスルホン酸基などの強酸性官能
基とを併用しても良いなどである。
本発明の特定の、複合膜は、非多孔質の均一膜で、その
膜厚は1丸3ooミクロン、好ましくは5〜250ミク
ロン程度が採用される。膜厚が余りに薄くなると、膜の
強度が不足するが耐久性が不充分となる。また、膜厚が
余りに厚い場合には、液体混合物の透過量が小さくなっ
て実用酌でない。高分子膜の形状は、通常は平膜として
用いるが、その他例えば円筒状又は中空繊維状などの形
状にして表面積を大きくして用いることもできる。更に
、膜内に布状物など補強材を埋め込んだり、あるいは多
孔質補強体上に膜を積層するなどの、各種補強手段を適
用しても良い。
膜厚は1丸3ooミクロン、好ましくは5〜250ミク
ロン程度が採用される。膜厚が余りに薄くなると、膜の
強度が不足するが耐久性が不充分となる。また、膜厚が
余りに厚い場合には、液体混合物の透過量が小さくなっ
て実用酌でない。高分子膜の形状は、通常は平膜として
用いるが、その他例えば円筒状又は中空繊維状などの形
状にして表面積を大きくして用いることもできる。更に
、膜内に布状物など補強材を埋め込んだり、あるいは多
孔質補強体上に膜を積層するなどの、各種補強手段を適
用しても良い。
本発明方法は、前述の如き特定の高分子型複合膜で、−
次室と二次室に仕切られた装置を使用して実施される。
次室と二次室に仕切られた装置を使用して実施される。
−次室には分離又は濃縮しようとする有機液体混合物を
液状で入れ、−ガニ火室は適当な方法で減圧にするか、
又は他の液体もしくは気体を□循環する。このようにし
て、有機液体混合物を高分子膜に透過せしめてパーベー
パレーションにより分離又は濃縮する。−次室の内部の
液体は、外部循環や内部循環したり、−次室の内部に適
当な攪拌装置を設けて攪拌したりするのが好ましい。特
定の高分子膜は、適当な方法で一次室と二次室とを仕切
るように保持されるが、例えば補強用の多孔板などでサ
ポートすると耐久性などの点で有利である。−次室より
高分子膜を透過した物質は、二次室から取り出して捕集
する。そして°、通常は適当な加熱装置、例えば加熱ジ
ャケットなどにより、−次室及び/又は二次室を適宜加
熱するのが望ましい。
液状で入れ、−ガニ火室は適当な方法で減圧にするか、
又は他の液体もしくは気体を□循環する。このようにし
て、有機液体混合物を高分子膜に透過せしめてパーベー
パレーションにより分離又は濃縮する。−次室の内部の
液体は、外部循環や内部循環したり、−次室の内部に適
当な攪拌装置を設けて攪拌したりするのが好ましい。特
定の高分子膜は、適当な方法で一次室と二次室とを仕切
るように保持されるが、例えば補強用の多孔板などでサ
ポートすると耐久性などの点で有利である。−次室より
高分子膜を透過した物質は、二次室から取り出して捕集
する。そして°、通常は適当な加熱装置、例えば加熱ジ
ャケットなどにより、−次室及び/又は二次室を適宜加
熱するのが望ましい。
本発明の分離方法は、広範囲にわたる温度のもとで実施
され、通常は0〜200℃、好ましくは室温〜100℃
程度の範囲から選定される。
され、通常は0〜200℃、好ましくは室温〜100℃
程度の範囲から選定される。
余りに高温度では高分子膜の形状保持に問題が生じ、ま
た余りに低温度では液体の透過量が小さくなる。一般的
には、高温度で透過量を大にすることができるが、膜透
過による濃縮割合(分離係数)は小さくなる。また、採
用可能な圧力範囲は、通常真空〜1001’4/m1好
ましくは真空〜3DKg/d程度であり、余りに高圧で
は高分子膜の形状保持が困難となる。
た余りに低温度では液体の透過量が小さくなる。一般的
には、高温度で透過量を大にすることができるが、膜透
過による濃縮割合(分離係数)は小さくなる。また、採
用可能な圧力範囲は、通常真空〜1001’4/m1好
ましくは真空〜3DKg/d程度であり、余りに高圧で
は高分子膜の形状保持が困難となる。
本発明方法で分離できる有機液体混合物としては、種々
の組合せのものが挙げられ、例えば共沸点が存在するた
めに通常の蒸留方法では分離でき々い有機物質の混合物
、沸点が相互に近接しているために蒸留分離が非常に難
しい有機物質の混合物などの場合に特に有効である。ま
た、有機液体混合物は、その全てが相互に均一に溶解し
ていても良いし、一部が溶解度を超えて析出し懸濁状態
になっていてもかまわない。
の組合せのものが挙げられ、例えば共沸点が存在するた
めに通常の蒸留方法では分離でき々い有機物質の混合物
、沸点が相互に近接しているために蒸留分離が非常に難
しい有機物質の混合物などの場合に特に有効である。ま
た、有機液体混合物は、その全てが相互に均一に溶解し
ていても良いし、一部が溶解度を超えて析出し懸濁状態
になっていてもかまわない。
ただし、有機液体混合物は、その混合状態で、前記の実
施温度範囲内において、常圧もしくは採用圧力範囲内で
、液状であることが必要である。
施温度範囲内において、常圧もしくは採用圧力範囲内で
、液状であることが必要である。
か\る有機液体混合物を例示すれば、共沸点が存在する
混合物としてベンゼン/シクロヘキサン、ベンゼ・ン/
n−ヘキサン、メタノール/アセトン、ベンゼン/メタ
ノール、アセトン/クロロホルムなどの有機物質相互の
混合物;水/イソプロパツール、水/エタノール、永/
n−7’ロバノール、水/アリルア・ル;−ル、水/2
−メトキシエタノール、水/イノブタノール。
混合物としてベンゼン/シクロヘキサン、ベンゼ・ン/
n−ヘキサン、メタノール/アセトン、ベンゼン/メタ
ノール、アセトン/クロロホルムなどの有機物質相互の
混合物;水/イソプロパツール、水/エタノール、永/
n−7’ロバノール、水/アリルア・ル;−ル、水/2
−メトキシエタノール、水/イノブタノール。
水/ n −7’タノール、水/2−ブタノール、水/
フルフリルアルコール、 水/ n−ペンタノール、水
/2−ペンタノール、水/4−メfルー1−ブタノール
などの水/アルコール系混合物:水/テトラヒドロフラ
ン、水/ジオキサン、水/メチルエチルケトンなどの水
/有機溶剤系混合物などが挙げられる。
フルフリルアルコール、 水/ n−ペンタノール、水
/2−ペンタノール、水/4−メfルー1−ブタノール
などの水/アルコール系混合物:水/テトラヒドロフラ
ン、水/ジオキサン、水/メチルエチルケトンなどの水
/有機溶剤系混合物などが挙げられる。
また、沸点が相互に近接している混合物としては、エチ
ルベンゼン/スチレン、p−クロルエチルベンゼン/p
−クロルスチレン、トルエン/メチルシクロヘキサン、
ブタジェン/ブテン類、ブタジェン/ブタン類、n−ブ
テン/l−ブテンなどが挙げられる。その他、水/グリ
セリン、水/グリコール類、水/プロピレンクロルヒド
リン、水/プロピレンジクロルヒドリン、水/エピクロ
ルヒドリン、水/ヒドラジンなど、あるいは異性体混合
物なども例示され得る。
ルベンゼン/スチレン、p−クロルエチルベンゼン/p
−クロルスチレン、トルエン/メチルシクロヘキサン、
ブタジェン/ブテン類、ブタジェン/ブタン類、n−ブ
テン/l−ブテンなどが挙げられる。その他、水/グリ
セリン、水/グリコール類、水/プロピレンクロルヒド
リン、水/プロピレンジクロルヒドリン、水/エピクロ
ルヒドリン、水/ヒドラジンなど、あるいは異性体混合
物なども例示され得る。
更に、これらの混合物は、前記の如き二成分系ばかりで
なく、三成分系以上の多成分系であっても、本発明方法
が適用され得る。勿論、本発明方法は、例えば右横液体
を含む廃水の如き有機物質と無機物質を含む混合物に対
しても適用され得る。
なく、三成分系以上の多成分系であっても、本発明方法
が適用され得る。勿論、本発明方法は、例えば右横液体
を含む廃水の如き有機物質と無機物質を含む混合物に対
しても適用され得る。
そして、処理すべき液体混合物の混合割合は任意の範囲
で変更可能であるが、一般的にはその割合が等景況合物
に近いほど濃縮の割合は大きくなる。高分子膜を1回通
過させる(−膜濃縮)だけでは所望の純度が得られない
場合は、同様の装置を多数回通過させて(多段濃縮)、
有機液体混合物を所望程度まで濃縮又は分離することも
できる。
で変更可能であるが、一般的にはその割合が等景況合物
に近いほど濃縮の割合は大きくなる。高分子膜を1回通
過させる(−膜濃縮)だけでは所望の純度が得られない
場合は、同様の装置を多数回通過させて(多段濃縮)、
有機液体混合物を所望程度まで濃縮又は分離することも
できる。
以下に本発明の実施例について更に具体的に説明するが
、か\る説明によって本発明が何ら限定されるものでな
いことは勿論である。
、か\る説明によって本発明が何ら限定されるものでな
いことは勿論である。
実施例1
イオン交換容量が1.00 ミIJ当量/g樹脂、粒径
1μ以下(7) OFt =OF雪トOFI =OFO
(OFt l $ 0000H。
1μ以下(7) OFt =OF雪トOFI =OFO
(OFt l $ 0000H。
の共重合体から成るイオン交換樹脂粉末(以下粉末Aと
記す)1部と、メチルセルロース(MOlo、1部、水
6部を充分に混練した後、更にシクロヘキサノール0,
5部を加え、再混練してペーストを調合した。
記す)1部と、メチルセルロース(MOlo、1部、水
6部を充分に混練した後、更にシクロヘキサノール0,
5部を加え、再混練してペーストを調合した。
このペーストを、イオン交換容量が1.45 ミリ当量
7g樹脂、厚さ200μを有する。
7g樹脂、厚さ200μを有する。
OF * =CFO(CHt lバX)O(3H*とC
F!=CF!)共重合体から成るイオン交換膜の片面に
20譚×25mの大きさにスクリーン印刷した。その後
、温度180℃、圧力10Kg/iの条件で加熱加圧し
て二種の樹脂を接合すると共に塗布面を平滑にした。
F!=CF!)共重合体から成るイオン交換膜の片面に
20譚×25mの大きさにスクリーン印刷した。その後
、温度180℃、圧力10Kg/iの条件で加熱加圧し
て二種の樹脂を接合すると共に塗布面を平滑にした。
か\る膜を苛性ソーダで加水分解し、純水中90℃で1
6時間処理した後、70℃で24時間乾燥した。得られ
た膜を用いてパーベーパレーションにより水とイソプロ
パツールの混合液(イソプロパツール/水=82/18
、重量比)を分離した。温度40℃、透過側圧力10”
wa1]glCオイて、得られた水のイソプロパツール
に対する分離係数は21.7であり、透過量は208g
/m2・hrであった。
6時間処理した後、70℃で24時間乾燥した。得られ
た膜を用いてパーベーパレーションにより水とイソプロ
パツールの混合液(イソプロパツール/水=82/18
、重量比)を分離した。温度40℃、透過側圧力10”
wa1]glCオイて、得られた水のイソプロパツール
に対する分離係数は21.7であり、透過量は208g
/m2・hrであった。
実施例2
実施例1においてペーストを調合する際、粒径5μ以下
の酸化鉄粉末0.4部を加えた以外、実施例1と同様の
方法で複合膜を製造し、同様の方法でパーベーパレージ
、ンによる分離実験を行なった。その結果、水のイソプ
ロパツールに対する分離係数は21.2であり、透過量
は215 g / m”hrであった。
の酸化鉄粉末0.4部を加えた以外、実施例1と同様の
方法で複合膜を製造し、同様の方法でパーベーパレージ
、ンによる分離実験を行なった。その結果、水のイソプ
ロパツールに対する分離係数は21.2であり、透過量
は215 g / m”hrであった。
手続補正書防式)
%式%
1、事件の表示
昭和56年特許願第190702号
2、発明の名称
液体混合物の分離方法
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住所 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号氏名 (
004)旭硝子株式会社 4、代理人 第二岡田ビル 6、補正により増加する発明の数 なし7、補正の
対象 明細書
004)旭硝子株式会社 4、代理人 第二岡田ビル 6、補正により増加する発明の数 なし7、補正の
対象 明細書
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 小力くとも有機液体をその構成成分の一つとする
液体混合物を、基材イオン交換樹脂膜面に該基材とは異
なるイオン交換樹脂の粉末を含むペースト状物をスクリ
ーン印刷法により印刷、圧着せしめて得られる複合膜を
用いて、バーベーパレージ目ンによって分離スルことを
特徴とする液体混合物の分離方法。 2、基材イオン交換樹脂膜が、カルボン酸基、スルホン
酸基又はホスホン酸基を有する含フツ素陽イオン交換膜
である特許請求の範囲第1項記載の分離方法。 6、 ペースト状物は、イオン交換樹脂の粉末としてカ
ルボン酸基、スルホン酸基又はホスホン酸基を有する含
フッ素陽イ、オン交換樹脂の粉末を含み、粘度が1〜1
0’ ボイズである特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の分離方法。 4、 スクリーンのメツシュ数及び砂原が、それぞれ1
0〜2400メツシユ及び4μ〜2IIJである特許請
求の範囲第1項記載の分離方法。 5、 ペースト状物に無機物の粉末がイオン交換樹脂粉
末に対して等量以下含まれる特許請求の範囲第1項又は
第6項記載の分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19070281A JPS5892414A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19070281A JPS5892414A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892414A true JPS5892414A (ja) | 1983-06-01 |
Family
ID=16262422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19070281A Pending JPS5892414A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892414A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5092841A (en) * | 1990-05-17 | 1992-03-03 | Wayne State University | Method for treating an arterial wall injured during angioplasty |
| CN116067213A (zh) * | 2021-11-04 | 2023-05-05 | 松下知识产权经营株式会社 | 膜构造体以及膜构造体的制造方法 |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19070281A patent/JPS5892414A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5092841A (en) * | 1990-05-17 | 1992-03-03 | Wayne State University | Method for treating an arterial wall injured during angioplasty |
| CN116067213A (zh) * | 2021-11-04 | 2023-05-05 | 松下知识产权经营株式会社 | 膜构造体以及膜构造体的制造方法 |
| JP2023068959A (ja) * | 2021-11-04 | 2023-05-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 膜構造体および膜構造体の製造方法 |
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