JPS63182005A - ポリイオンコンプレツクス分離膜 - Google Patents
ポリイオンコンプレツクス分離膜Info
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- JPS63182005A JPS63182005A JP1133787A JP1133787A JPS63182005A JP S63182005 A JPS63182005 A JP S63182005A JP 1133787 A JP1133787 A JP 1133787A JP 1133787 A JP1133787 A JP 1133787A JP S63182005 A JPS63182005 A JP S63182005A
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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
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は有機物水溶液又は有機物/水混合蒸気から水を
分離する方法に関する。更に詳しくは、有機物水溶液を
浸透気化法によって、あるいは有機物/水混合蒸気を蒸
気透過法によって分離・濃縮するための膜に関するもの
である。
分離する方法に関する。更に詳しくは、有機物水溶液を
浸透気化法によって、あるいは有機物/水混合蒸気を蒸
気透過法によって分離・濃縮するための膜に関するもの
である。
(従来技術および問題点)
膜を用いて、有機物水溶液の濃縮・分離に関して一部の
低濃度の有機物水溶液の濃縮に対しては、逆浸透法が実
用化されてきた。しかしながら、逆浸透法は分離液の浸
透圧以上の圧力を被分離液に加える必要があるため、浸
透圧が高くなる高濃度水溶液に対しては適用不可能であ
り、従って分離できる溶液の濃度に限界がある。
低濃度の有機物水溶液の濃縮に対しては、逆浸透法が実
用化されてきた。しかしながら、逆浸透法は分離液の浸
透圧以上の圧力を被分離液に加える必要があるため、浸
透圧が高くなる高濃度水溶液に対しては適用不可能であ
り、従って分離できる溶液の濃度に限界がある。
これに対して、浸透圧の影響を受けない分離法である浸
透気化法および蒸気透過法が新しい分離法として脚光を
浴びつつある。浸透気化法とは、膜の一次側に分離液を
供給し、膜の二次側(透過側)を減圧にするか、または
キャリヤーガスを通気することによって、分離物質を気
体状で膜透過させる方法であり、蒸気透過法とは、膜の
1次側への供給が混合蒸気である点が浸透気化法と異な
るものである。膜透過物質は、透過蒸気を冷却、凝縮す
る事によって採取することができる。浸透気化法につい
てはこれまでに多くの研究例が報告されている。例えば
、米国特許3,750.735および米国特許4 、0
67 、805には、活性アニオン基を有したポリマー
により有機物/水の分離の例があり、米国特許2,95
3,502および3,035,060には、それぞれセ
ルロースアセテート膜およびポリビニルアルコール膜を
用いたエタノール/水の分離の例がある。また、日本に
おいても、特開昭59−109.204号にセルロース
アセテート膜とポリビニルアルコール膜、特開昭59−
55.305号にポリエチレンイミン系架橋膜がある。
透気化法および蒸気透過法が新しい分離法として脚光を
浴びつつある。浸透気化法とは、膜の一次側に分離液を
供給し、膜の二次側(透過側)を減圧にするか、または
キャリヤーガスを通気することによって、分離物質を気
体状で膜透過させる方法であり、蒸気透過法とは、膜の
1次側への供給が混合蒸気である点が浸透気化法と異な
るものである。膜透過物質は、透過蒸気を冷却、凝縮す
る事によって採取することができる。浸透気化法につい
てはこれまでに多くの研究例が報告されている。例えば
、米国特許3,750.735および米国特許4 、0
67 、805には、活性アニオン基を有したポリマー
により有機物/水の分離の例があり、米国特許2,95
3,502および3,035,060には、それぞれセ
ルロースアセテート膜およびポリビニルアルコール膜を
用いたエタノール/水の分離の例がある。また、日本に
おいても、特開昭59−109.204号にセルロース
アセテート膜とポリビニルアルコール膜、特開昭59−
55.305号にポリエチレンイミン系架橋膜がある。
しかしながら、これら特許に記載された膜が発現する分
離性能、とりわけ透過速度が低く、実用性に乏しいと言
える。一方、分離性能の優れた例としては、特開昭60
−129,104に、アニオン性多糖からの膜が記載さ
れているが、多糖および多糖誘導体からなる膜の場合、
酸、又は、アルカリによる解重合、菌による分解など、
天然の高分子化合物に不可避の問題が潜在し、耐久性、
耐薬品性などは期待できない。
離性能、とりわけ透過速度が低く、実用性に乏しいと言
える。一方、分離性能の優れた例としては、特開昭60
−129,104に、アニオン性多糖からの膜が記載さ
れているが、多糖および多糖誘導体からなる膜の場合、
酸、又は、アルカリによる解重合、菌による分解など、
天然の高分子化合物に不可避の問題が潜在し、耐久性、
耐薬品性などは期待できない。
前記したように、従来の浸透気化法または蒸気透過法に
もちいられるべき分M膜は、透過速度が低いために、大
面積の膜が必要となり、または、分離係数か低いために
、分離液を目的の濃度にまで濃縮するためには、高濃度
の透過液を循環処理する必要があった。これらは、装置
価格あるいは運転費用が高くなる欠点となっていた。
もちいられるべき分M膜は、透過速度が低いために、大
面積の膜が必要となり、または、分離係数か低いために
、分離液を目的の濃度にまで濃縮するためには、高濃度
の透過液を循環処理する必要があった。これらは、装置
価格あるいは運転費用が高くなる欠点となっていた。
本発明で言う透過速度とは、単位膜面積・単位時間当た
りの透過混合物量でkg/rrf・hrの単位で表わす
。一方、分離係数(α)は、供給液あるいは供給蒸気中
の水と有機物との比に対する透過気体中の水と有機物と
の比である。即ち、α=(X/Y)p/ (X/Y)f
である。ここで、X、 Yは2成分系での水及び有機物
のそれぞれの組成を、またp及びfは透過及び供給をあ
られす。
りの透過混合物量でkg/rrf・hrの単位で表わす
。一方、分離係数(α)は、供給液あるいは供給蒸気中
の水と有機物との比に対する透過気体中の水と有機物と
の比である。即ち、α=(X/Y)p/ (X/Y)f
である。ここで、X、 Yは2成分系での水及び有機物
のそれぞれの組成を、またp及びfは透過及び供給をあ
られす。
本発明の目的は、浸透気化法および蒸気透過法によって
、有機物水溶液または有機物と水の混合蒸気の分離にあ
たり、有機物の広範囲な濃度領域に対して、十分な耐久
性と高い透過速度および分離係数を有する分離膜を得る
ことにある。
、有機物水溶液または有機物と水の混合蒸気の分離にあ
たり、有機物の広範囲な濃度領域に対して、十分な耐久
性と高い透過速度および分離係数を有する分離膜を得る
ことにある。
(問題点を解決するための手段)
以上の点について、鋭意検討した結果、以下の方法によ
り、上記問題点が解決されることがわかった。
り、上記問題点が解決されることがわかった。
(1) 膜表面、及び/又は、膜内において、アニオ
ン性基を有する合成ポリマーとカチオン性基を存する合
成ポリマーが、イオン結合により会合してポリイオンコ
ンプレックスを形成していることを特徴とする、浸透気
化法、又は、蒸気透過法による水/有機物分離用の高分
子膜。
ン性基を有する合成ポリマーとカチオン性基を存する合
成ポリマーが、イオン結合により会合してポリイオンコ
ンプレックスを形成していることを特徴とする、浸透気
化法、又は、蒸気透過法による水/有機物分離用の高分
子膜。
(2) ポリイオンコンプレックスを構成するアニオ
ン性基含有合成ポリマーが、該ポリマーと共有結合を形
成する架橋剤により架橋されていることを特徴とする上
記第1項記載の膜。
ン性基含有合成ポリマーが、該ポリマーと共有結合を形
成する架橋剤により架橋されていることを特徴とする上
記第1項記載の膜。
(3) ポリイオンコンプレックスを構成するアニオ
ン性基含有合成ポリマーが、ポリアクリル酸、又は、ポ
リアクリル酸金属塩、又は、ポリアクリル酸アンモニウ
ム塩である上記第1項、又は、第2項記載の膜。
ン性基含有合成ポリマーが、ポリアクリル酸、又は、ポ
リアクリル酸金属塩、又は、ポリアクリル酸アンモニウ
ム塩である上記第1項、又は、第2項記載の膜。
(4) ポリイオンコンプレックスを構成するカチオ
ン性基含有合成ポリマーのカチオン性基が、第−級、又
は、第二級、又は、第三級、又は、第四級のアミンであ
る上記第1項、又は、第2項、又は、第3項記載の膜。
ン性基含有合成ポリマーのカチオン性基が、第−級、又
は、第二級、又は、第三級、又は、第四級のアミンであ
る上記第1項、又は、第2項、又は、第3項記載の膜。
(5) ポリイオンコンプレックスを構成するカチオ
ン性基含有合成ポリマーが、ポリアリルアミンである上
記第4項記載の膜。
ン性基含有合成ポリマーが、ポリアリルアミンである上
記第4項記載の膜。
(6) ポリイオンコンプレックスを構成するカチオ
ン性基含有合成ポリマーが、ポリエチレンイミンである
上記第4項記載の膜。
ン性基含有合成ポリマーが、ポリエチレンイミンである
上記第4項記載の膜。
(7) 膜形態が高分子多孔膜を支持体に持つ複合膜
であり、活性スキン層の厚みが5μ讃以下である上記第
1項、又は、第2項、又は、第3項、又は、第4項、又
は、第5項、又は、第6項記載の膜。
であり、活性スキン層の厚みが5μ讃以下である上記第
1項、又は、第2項、又は、第3項、又は、第4項、又
は、第5項、又は、第6項記載の膜。
有機物水溶液、又は、有機物/水の蒸気混合物から、水
を選択的に透過させるためには、水の配位能力の大きい
官能基を膜に導入することが好ましい、これらの膜に配
位した水は、バルク液の自由水に対して結合水と呼ばれ
る。そこで、有機物を排除し、水を選択的に配位する電
解基の導入により、膜の水選択透過性は飛躍的に増大す
ることが考えられる。この考えに基づき、前述の米国特
許3,750,735及び米国特許4,067.805
には、各種ノニオン性ポリマーに、アニオン性基を導入
することで、分解係数が増大することが記載されている
。しかしながら、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタク
リル酸、カルボキシメチルセルロース、又は、これらの
塩類などのように電解基が極めて多く存在するポリマー
は、その大部分が水溶性、又は、水で大きく膨潤する性
質を持っており、膜として使用する場合、分離対象液が
高濃度の有機物水溶液の場合は使用可能であるが、低濃
度の有機物水溶液の場合は膜が溶解、又は、大きく膨潤
し、分離膜としての機能は著しく低下することが明らか
である。そこで、これらのアニオン性基を有するポリマ
ーを架橋し、3次元化することで広範囲の濃度の有機物
水溶液の分離に対する耐性を強めることができるが、通
常、膜を架橋処理すると透過速度が減少する傾向にある
。
を選択的に透過させるためには、水の配位能力の大きい
官能基を膜に導入することが好ましい、これらの膜に配
位した水は、バルク液の自由水に対して結合水と呼ばれ
る。そこで、有機物を排除し、水を選択的に配位する電
解基の導入により、膜の水選択透過性は飛躍的に増大す
ることが考えられる。この考えに基づき、前述の米国特
許3,750,735及び米国特許4,067.805
には、各種ノニオン性ポリマーに、アニオン性基を導入
することで、分解係数が増大することが記載されている
。しかしながら、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタク
リル酸、カルボキシメチルセルロース、又は、これらの
塩類などのように電解基が極めて多く存在するポリマー
は、その大部分が水溶性、又は、水で大きく膨潤する性
質を持っており、膜として使用する場合、分離対象液が
高濃度の有機物水溶液の場合は使用可能であるが、低濃
度の有機物水溶液の場合は膜が溶解、又は、大きく膨潤
し、分離膜としての機能は著しく低下することが明らか
である。そこで、これらのアニオン性基を有するポリマ
ーを架橋し、3次元化することで広範囲の濃度の有機物
水溶液の分離に対する耐性を強めることができるが、通
常、膜を架橋処理すると透過速度が減少する傾向にある
。
本発明者らは、アニオン性基を有するポリマーの架橋方
法を鋭意検討した結果、該ポリマーをカチオン性ポリマ
ーとイオン結合により会合させることで、高い分離性能
と耐水性を備えた膜が得られることを見出した。
法を鋭意検討した結果、該ポリマーをカチオン性ポリマ
ーとイオン結合により会合させることで、高い分離性能
と耐水性を備えた膜が得られることを見出した。
一般に、ポリマーの分子間が多くのイオン結合により会
合し、3次元化したものをポリイオンコンプレックス、
又は、高分子イオン諸合体などと呼ぶが、本発明はこう
したポリイオンコンプレックスを用いて、耐溶剤性に優
れ、かつ高い透過速度、並びに、高い分離性能を持つ膜
を開発したものである。
合し、3次元化したものをポリイオンコンプレックス、
又は、高分子イオン諸合体などと呼ぶが、本発明はこう
したポリイオンコンプレックスを用いて、耐溶剤性に優
れ、かつ高い透過速度、並びに、高い分離性能を持つ膜
を開発したものである。
以下に本発明について、さらに詳細に説明する。
ポリイオンコンプレックスを構成するアニオン性ポリマ
ーとしては、分子側鎖にカルボキシル基(−COOH)
、又はスルホン酸基(−3o、H)を持つものが好まし
い。また、ポリイオンコンプレックスを構成するカチオ
ン性ポリマーとしては、第1−アミン、又は第三アミン
、又は、第三アミン、又は第四アミンを主鎖又は側鎖に
有するものが好ましい。
ーとしては、分子側鎖にカルボキシル基(−COOH)
、又はスルホン酸基(−3o、H)を持つものが好まし
い。また、ポリイオンコンプレックスを構成するカチオ
ン性ポリマーとしては、第1−アミン、又は第三アミン
、又は、第三アミン、又は第四アミンを主鎖又は側鎖に
有するものが好ましい。
ポリイオンコンプレックスは、分子鎖どうしが、イオン
結合により会合しているため、一般に溶剤不溶性である
。
結合により会合しているため、一般に溶剤不溶性である
。
従って、これを膜に応用するためには、■ アニオン性
ポリマーとカチオン性ポリマーの混合溶液を、両者間の
イオン会合が生じない溶液組成において調製し、ガラス
等の平滑面に流延した後、溶媒の揮散、又は、溶媒置換
とともに、コンプレックス化した膜を作る方法。
ポリマーとカチオン性ポリマーの混合溶液を、両者間の
イオン会合が生じない溶液組成において調製し、ガラス
等の平滑面に流延した後、溶媒の揮散、又は、溶媒置換
とともに、コンプレックス化した膜を作る方法。
■ アニオン性ポリマー、又は、カチオン性ポリマーの
一方のみからなる膜を予め流延、製膜しておき、その膜
表面に対イオン性のポリマー溶液を流延することで両ポ
リマ一層の界面近傍にポリイオンコンプレックスを形成
させる方法。
一方のみからなる膜を予め流延、製膜しておき、その膜
表面に対イオン性のポリマー溶液を流延することで両ポ
リマ一層の界面近傍にポリイオンコンプレックスを形成
させる方法。
■ ■と同じく、予め製膜したアニオン製ポリマー、又
はカチオン性ポリマーの一方のみからなる膜を、対イオ
ン性のポリマー溶液中に浸漬し、溶液中の対イオン性ポ
リマーを吸着させることで膜表面近傍にポリイオンコン
プレックスを形成させる方法。
はカチオン性ポリマーの一方のみからなる膜を、対イオ
ン性のポリマー溶液中に浸漬し、溶液中の対イオン性ポ
リマーを吸着させることで膜表面近傍にポリイオンコン
プレックスを形成させる方法。
などの製膜法を・とる必要がある。■■では、ポリイオ
ンコンプレックスは、界面又は表面の非常に薄層で存在
すると考えられるが、十分に高い分離性能を発現する。
ンコンプレックスは、界面又は表面の非常に薄層で存在
すると考えられるが、十分に高い分離性能を発現する。
イオン基間の会合の他に、共有結合からなる架橋構造を
与えることで、膜の耐久性、耐溶剤性をさらに高めるこ
とができる。また本発明の実施例に示したような非常に
親水性の高い素材からなる膜では、ポリイオンコンプレ
ックス構造と共有結合による架橋構造の両者を与えるこ
とによって、分離対象である有機物水溶液による膜の膨
潤はさらに低くなり、分離係数は高く維持される。ここ
で述べる共有結合による架橋とは、カルボキシル基、ア
ミノ基などの電解基を利用したものであっても良いが、
それら電解基のすべて、又は大部分を消費し、素材のポ
リイオンコンプレックスの形成能をなくすような高度の
ものであってはならない。架橋剤としては、膜素材とな
るポリマーの溶液に溶解し、加熱、又は適当な触媒の効
果によって、溶液中で反応することが好ましく、具体的
には、多官能エポキシ、メチロール化メラミン、ジアミ
ン、多官能イソシアネート化合物などを用いることがで
きる。
与えることで、膜の耐久性、耐溶剤性をさらに高めるこ
とができる。また本発明の実施例に示したような非常に
親水性の高い素材からなる膜では、ポリイオンコンプレ
ックス構造と共有結合による架橋構造の両者を与えるこ
とによって、分離対象である有機物水溶液による膜の膨
潤はさらに低くなり、分離係数は高く維持される。ここ
で述べる共有結合による架橋とは、カルボキシル基、ア
ミノ基などの電解基を利用したものであっても良いが、
それら電解基のすべて、又は大部分を消費し、素材のポ
リイオンコンプレックスの形成能をなくすような高度の
ものであってはならない。架橋剤としては、膜素材とな
るポリマーの溶液に溶解し、加熱、又は適当な触媒の効
果によって、溶液中で反応することが好ましく、具体的
には、多官能エポキシ、メチロール化メラミン、ジアミ
ン、多官能イソシアネート化合物などを用いることがで
きる。
膜は、ピンホールがなければ、できるだけ薄膜であるこ
とが好ましいが、具体的には膜厚が10μ−以下、特に
5μ−以下が好ましい。しかし、膜厚がlOμ−以下の
膜では機械的強度が不足し、一般に膜両側に高い圧力差
を与えて使用する分離膜としての使用は困難である。従
って、多孔性支持体上に活性スキン層としてコーティン
グした複合膜の形で用いることが好ましい。該多孔性支
持体上に、膜素材であるアニオン性ポリマー、又はカチ
オン性ポリマー、又はそれらの混合物からなる溶液を必
要に応じて架橋剤を加えた後、ドクターブレード、ワイ
ヤーバーなどのアプリケーターを用いて流延し、加熱乾
燥、及びイオンコンプレックス化処理を行って複合膜を
得る。
とが好ましいが、具体的には膜厚が10μ−以下、特に
5μ−以下が好ましい。しかし、膜厚がlOμ−以下の
膜では機械的強度が不足し、一般に膜両側に高い圧力差
を与えて使用する分離膜としての使用は困難である。従
って、多孔性支持体上に活性スキン層としてコーティン
グした複合膜の形で用いることが好ましい。該多孔性支
持体上に、膜素材であるアニオン性ポリマー、又はカチ
オン性ポリマー、又はそれらの混合物からなる溶液を必
要に応じて架橋剤を加えた後、ドクターブレード、ワイ
ヤーバーなどのアプリケーターを用いて流延し、加熱乾
燥、及びイオンコンプレックス化処理を行って複合膜を
得る。
該支持体とは、その表面に数十〜数千オングストローム
の微細孔を有する支持体であって、ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、セルロース
エステル、ポリカーボネート、ポリ弗化ビニリデン等を
素材とする公知のものが含まれる。複合膜のスキン層厚
みを薄くするためには、多孔性支持体上に塗布する該混
合溶液の固形分濃度を低くするか、又は塗布厚みを薄く
する。本発明になる膜は平膜、チューブ膜、中空系膜い
ずれでも可能である。平膜はそのまま積層するか、プリ
ーツ型又は渦巻状に成型してモジュールとすることがで
きる。
の微細孔を有する支持体であって、ポリスルホン、ポリ
エーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、セルロース
エステル、ポリカーボネート、ポリ弗化ビニリデン等を
素材とする公知のものが含まれる。複合膜のスキン層厚
みを薄くするためには、多孔性支持体上に塗布する該混
合溶液の固形分濃度を低くするか、又は塗布厚みを薄く
する。本発明になる膜は平膜、チューブ膜、中空系膜い
ずれでも可能である。平膜はそのまま積層するか、プリ
ーツ型又は渦巻状に成型してモジュールとすることがで
きる。
この様にして作製された膜は水/有機物混合物例えばメ
タノール、エタノール、1−プロパツール、2−プロパ
ツール、n−ブタノール等のアルコール類、アセトン、
メチルニチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン
、ジオキサン等のエーテル類、ギ酸、酢酸等の有機酸、
アルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、
ピリジンやピコリン等のアミン類の群からなる1又は2
以上の化合物を含む水溶液又は水との蒸気混合物の分離
に用いられる。
タノール、エタノール、1−プロパツール、2−プロパ
ツール、n−ブタノール等のアルコール類、アセトン、
メチルニチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン
、ジオキサン等のエーテル類、ギ酸、酢酸等の有機酸、
アルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、
ピリジンやピコリン等のアミン類の群からなる1又は2
以上の化合物を含む水溶液又は水との蒸気混合物の分離
に用いられる。
(発明の効果)
膜内、又は膜表面にポリイオンコンプレックスを形成せ
しめた膜は、それを構成するアニオン性ポリマー又はカ
チオン性ポリマーの単独物からなる膜に比べて、分離性
能、とくに分離係数が高く、さらに耐水性、耐久性にも
優れている。
しめた膜は、それを構成するアニオン性ポリマー又はカ
チオン性ポリマーの単独物からなる膜に比べて、分離性
能、とくに分離係数が高く、さらに耐水性、耐久性にも
優れている。
(実施例)
次に実施例によってこの発明をさらに具体的に説明する
。
。
1隻勇1
(1)ポリアクリル酸アンモニウム塩複合膜の作成実験
室で重合したポリアクリル酸の水溶液(1%水溶液粘度
−24センチボイズ)を、アンモニア水溶液で中和の後
、水で希釈し、ポリアクリル酸アンモニウム塩の0.5
%水溶液を調製した。調゛製したポリアクリル酸アンモ
ニウム塩の0.5%水溶液を、ポリエーテルスルホン限
外ろ過膜(ダイセル化学工業■製、DUS−40)上に
、巻線径0.151のワイヤーバーを用いて流延し、ク
リーンベンチの無塵エアーにより風乾した。乾燥して得
られたポリアクリル酸アンモニウム塩のコート層の上に
、さらに同様のコーティングを1回繰り返して、スキン
層厚みが0.4μmの複合膜を得た。
室で重合したポリアクリル酸の水溶液(1%水溶液粘度
−24センチボイズ)を、アンモニア水溶液で中和の後
、水で希釈し、ポリアクリル酸アンモニウム塩の0.5
%水溶液を調製した。調゛製したポリアクリル酸アンモ
ニウム塩の0.5%水溶液を、ポリエーテルスルホン限
外ろ過膜(ダイセル化学工業■製、DUS−40)上に
、巻線径0.151のワイヤーバーを用いて流延し、ク
リーンベンチの無塵エアーにより風乾した。乾燥して得
られたポリアクリル酸アンモニウム塩のコート層の上に
、さらに同様のコーティングを1回繰り返して、スキン
層厚みが0.4μmの複合膜を得た。
(2) ポリイオンコンプレックス化上記(1)で得
られたポリアクリル酸アンモニウム塩複合膜を、エタノ
ール/水(−1/1)混合液を溶媒とするポリアリルア
ミン塩酸塩の0.5%溶液に室温で10分間浸漬してポ
リイオンコンプレックス膜を得た。該溶液は弱酸性(P
)I 3.5)であった。
られたポリアクリル酸アンモニウム塩複合膜を、エタノ
ール/水(−1/1)混合液を溶媒とするポリアリルア
ミン塩酸塩の0.5%溶液に室温で10分間浸漬してポ
リイオンコンプレックス膜を得た。該溶液は弱酸性(P
)I 3.5)であった。
(3)分離性能の評価
上記(2)にて得られた膜の1次側(スキン層側)に温
度70°C、ゲージ圧力0.1 kg/aaのエタノー
ル/水(= 9515重量比)の混合液を供給し、膜の
2次側を閉鎖系にすると、この系は膜を透過するエタノ
ール/水の混合蒸気によって圧力が8amHgにまで上
昇した。この閉鎖系の容積、及び、該圧力の上昇に要し
た時間から、該膜透過混合蒸気の全モル数を算出した。
度70°C、ゲージ圧力0.1 kg/aaのエタノー
ル/水(= 9515重量比)の混合液を供給し、膜の
2次側を閉鎖系にすると、この系は膜を透過するエタノ
ール/水の混合蒸気によって圧力が8amHgにまで上
昇した。この閉鎖系の容積、及び、該圧力の上昇に要し
た時間から、該膜透過混合蒸気の全モル数を算出した。
また供給液、及び、この閉鎖系の混合蒸気の組成をガス
クロマトグラフィーによって分析するたことによって透
過速度、及び、分離係数を算出した。この様にして得ら
れた透過速度、及び、分離係数の値は、透過混合蒸気を
液体窒素によりトラップし、その重量、及び、組成分析
から算出した透過速度、及び、分離係数の値と一致した
。
クロマトグラフィーによって分析するたことによって透
過速度、及び、分離係数を算出した。この様にして得ら
れた透過速度、及び、分離係数の値は、透過混合蒸気を
液体窒素によりトラップし、その重量、及び、組成分析
から算出した透過速度、及び、分離係数の値と一致した
。
(4)評価結果
表1に示す。
尖旌奥主
実施例1の(2)において、ポリアクリル酸アンモニウ
ム塩複合膜を浸漬するポリアリルアミン塩酸塩0.5%
溶液を、予め10%のアンモニア水溶液により弱塩基性
(PH9,2)に調整しておく以外は、実施例1と同様
に行った。分離性能の評価結果を表1に示す。
ム塩複合膜を浸漬するポリアリルアミン塩酸塩0.5%
溶液を、予め10%のアンモニア水溶液により弱塩基性
(PH9,2)に調整しておく以外は、実施例1と同様
に行った。分離性能の評価結果を表1に示す。
止較撚上
実施例1の(1)で作成したポリアクリル酸アンモニウ
ム塩複合膜をそのまま実施例1の(3)により評価した
。結果を表1に示す。
ム塩複合膜をそのまま実施例1の(3)により評価した
。結果を表1に示す。
実施例1、及び、実施例2におけるポリアリルアミンを
吸着させた膜に比べ分離係数αが著しく小さく、透過速
度Qも低くなった。
吸着させた膜に比べ分離係数αが著しく小さく、透過速
度Qも低くなった。
太隻拠ユ
(1)ポリアクリル酸カリウム塩複合膜の作成実施例1
の(1)で用いたポリアクリル酸の水溶液を、1規定の
水酸化カリウム水溶液で中和の後、水で希釈し、ポリア
クリル酸カリウム塩の1.0%水溶液を調製した。調製
したポリアクリル酸カリウム塩の10%水溶液を、ポリ
エーテルスルホン限外ろ過膜(ダイセル化学工業■製、
D U S −40)上に、巻線径0.15mmのワイ
ヤーバーを用いて流延し、クリーンベンチ内の無塵エア
ーにより風乾した。乾燥して得られたポリアクリル酸カ
リウム塩のコート層の上に、さらに同様のコーチインフ
ラ1回繰り返して、スキン層厚みが0.6 μmの複合
膜を得た。
の(1)で用いたポリアクリル酸の水溶液を、1規定の
水酸化カリウム水溶液で中和の後、水で希釈し、ポリア
クリル酸カリウム塩の1.0%水溶液を調製した。調製
したポリアクリル酸カリウム塩の10%水溶液を、ポリ
エーテルスルホン限外ろ過膜(ダイセル化学工業■製、
D U S −40)上に、巻線径0.15mmのワイ
ヤーバーを用いて流延し、クリーンベンチ内の無塵エア
ーにより風乾した。乾燥して得られたポリアクリル酸カ
リウム塩のコート層の上に、さらに同様のコーチインフ
ラ1回繰り返して、スキン層厚みが0.6 μmの複合
膜を得た。
(2) ポリイオンコンプレックス化実施例3の(1
)で得られたポリアクリル酸カリウム塩複合膜を、実施
例1の(2)と同様にしてポリイオンコンプレックス化
した。
)で得られたポリアクリル酸カリウム塩複合膜を、実施
例1の(2)と同様にしてポリイオンコンプレックス化
した。
(3) 分離性能の評価
実施例1の(3)と同様に行った。
(4)評価結果
表1に示す。
災旌斑土
実施例3の(2)において、ポリアクリル酸カリウム塩
複合膜を浸漬するポリアリルアミン塩酸塩の0.5%溶
液を、予めl規定の水酸化カリウム水溶液により塩基性
(PH10,0)に調整しておく以外は、実施例3と同
様に行った。分離性能の評価結果を表1に示す。
複合膜を浸漬するポリアリルアミン塩酸塩の0.5%溶
液を、予めl規定の水酸化カリウム水溶液により塩基性
(PH10,0)に調整しておく以外は、実施例3と同
様に行った。分離性能の評価結果を表1に示す。
北較且l
実施例3の(1)で作成したポリアクリル酸カリウム塩
複合膜を、そのまま実施例1の(3)により評価した。
複合膜を、そのまま実施例1の(3)により評価した。
結果を表1に示す。
1旌1
(1)ポリアクリル酸メラミン架橋複合膜の作成実施例
1の(1)と同じポリアクリル酸の0.5%水溶液にヘ
キサメトキシメチルメラミンの0.5%水溶液をポリア
クリル酸:へキサメトキシメチルメラミン=8:2(溶
質混合比)となるよう加え、ポリエーテルスルホン限外
ろ過膜(ダイセル化学工業■製、DUS−40)上に、
巻線径0.15am(7)ワイヤーバーを用いて流延し
、100°Cのクリーンオープン内で10分間加熱し架
橋複合膜を得た。
1の(1)と同じポリアクリル酸の0.5%水溶液にヘ
キサメトキシメチルメラミンの0.5%水溶液をポリア
クリル酸:へキサメトキシメチルメラミン=8:2(溶
質混合比)となるよう加え、ポリエーテルスルホン限外
ろ過膜(ダイセル化学工業■製、DUS−40)上に、
巻線径0.15am(7)ワイヤーバーを用いて流延し
、100°Cのクリーンオープン内で10分間加熱し架
橋複合膜を得た。
加熱して得られたポリアクリル酸メラミン架橋物からな
るコート層の上に、さらに同様のコーティングを1回繰
り返して、ポリアクリル酸メラミン架橋複合膜を得た。
るコート層の上に、さらに同様のコーティングを1回繰
り返して、ポリアクリル酸メラミン架橋複合膜を得た。
(2)カリウム塩への変換
実施例5の(1)で得られたポリアクリル酸メラミン架
橋複合膜を0.1%水酸化カリウム水溶液に室温で10
分間浸漬してポリアクリル酸をカリウム塩に変換した。
橋複合膜を0.1%水酸化カリウム水溶液に室温で10
分間浸漬してポリアクリル酸をカリウム塩に変換した。
(3) ポリイオンコンプレックス化実施例5の(2
)で得られたポリアクリル酸カリウム塩メラミン架橋複
合膜を、1規定の水酸化カリウム水溶液により塩基性(
PH10,0)に調整したポリアリルアミン塩酸塩0.
5%溶液に浸漬し、ポリイオンコンプレックス化した。
)で得られたポリアクリル酸カリウム塩メラミン架橋複
合膜を、1規定の水酸化カリウム水溶液により塩基性(
PH10,0)に調整したポリアリルアミン塩酸塩0.
5%溶液に浸漬し、ポリイオンコンプレックス化した。
(4)分離性能の評価
実施例1の(3)と同様に行った。
(5)評価結果
表1に示す。
几藍貫ユ
実施例5の(2)で得られたポリアクリル酸カリウム塩
メラミン架橋複合膜をそのまま実施例1の(3)により
評価した。結果を表1に示す。
メラミン架橋複合膜をそのまま実施例1の(3)により
評価した。結果を表1に示す。
実施例5におけるポリアリルアミンを吸着させた膜に比
べ分離係数αはわずかに大きいが、透過速度Qは約3分
の1になった。
べ分離係数αはわずかに大きいが、透過速度Qは約3分
の1になった。
工較斑土
実施例5の(1)で得られたポリアクリル酸メラミン架
橋複合膜をそのまま実施例1の(3)により評価した。
橋複合膜をそのまま実施例1の(3)により評価した。
結果を表1に示す。
実施例5におけるポリアリルアミンを吸着させた膜に比
べ、分離係数αが著しく小さく、透過速度Qも小さくな
った。
べ、分離係数αが著しく小さく、透過速度Qも小さくな
った。
災施■旦
(1)ポリアクリル酸エポキシ架橋複合膜の作成実施例
1の(1)と同じポリアクリル酸の0.5%水溶液にジ
グリシジルエーテルの0.5%水18Wtをポリアクリ
ル酸ニジグリシジルエーテル−9:1(溶質混合比)と
なるよう加え、ポリエーテルスルホン限外ろ過膜(ダイ
セル化学工業■製、DO3−40) 上に、巻線径0.
15mmのワイヤーバーを用いて流延し、i o o
”cのクリーンオーブン内で10分間加熱しポリアクリ
ル酸エポキシ架橋複合膜を得た。
1の(1)と同じポリアクリル酸の0.5%水溶液にジ
グリシジルエーテルの0.5%水18Wtをポリアクリ
ル酸ニジグリシジルエーテル−9:1(溶質混合比)と
なるよう加え、ポリエーテルスルホン限外ろ過膜(ダイ
セル化学工業■製、DO3−40) 上に、巻線径0.
15mmのワイヤーバーを用いて流延し、i o o
”cのクリーンオーブン内で10分間加熱しポリアクリ
ル酸エポキシ架橋複合膜を得た。
(2)カリウム塩への変換
実施例6の(1)で得られたポリアクリル酸エポキシ架
橋複合膜を実施例5の(2)と同様にしてカリウム塩に
変換した。
橋複合膜を実施例5の(2)と同様にしてカリウム塩に
変換した。
(3)ポリイオンコンプレックス化
実施例6の(2)で得られたポリアクリル酸カリウム塩
エポキシ架橋複合膜を、実施例5の(3)と同様にして
ポリイオンコンプレックス化した。
エポキシ架橋複合膜を、実施例5の(3)と同様にして
ポリイオンコンプレックス化した。
(4)分離性能の評価
実施例1の(3)と同様に行った。
(5)評価結果
表1に示す。
止較五i
実施例6の(2)で作成したポリアクリル酸カリウム塩
エポキシ架橋複合膜を、そのまま実施例1の(3)によ
り評価した。結果を表1に示す。
エポキシ架橋複合膜を、そのまま実施例1の(3)によ
り評価した。結果を表1に示す。
実施例6におけるポリアリルアミンを吸着させた膜に比
べ透過速度Q、分離係数αともに非常に小さくなった。
べ透過速度Q、分離係数αともに非常に小さくなった。
旧蚊桝旦
実施例6の(1)で作成したポリアクリル酸エポキシ架
橋複合膜を、そのまま実施例1の(3)により評価した
。結果を表1に示す。
橋複合膜を、そのまま実施例1の(3)により評価した
。結果を表1に示す。
実施例5におけるボ・リアリルアミンを吸着させた膜に
比べ分離係数αが非常に小さくなった。
比べ分離係数αが非常に小さくなった。
実施貞工
(1)ポリアクリル酸ジアミン架橋複合膜の作成実施例
1の(1)と同じポリアクリル酸の4.7%水溶液に1
.3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパンの0.19%
水溶液をポリアクリル酸:1,3−ジアミノ−2−ヒド
ロキシプロパン=6jl(溶質混合比)となるよう加え
、ポリエーテルスルホン限外ろ過膜(ダイセル化学工業
■製、DUS−40)上に、巻線径0.15(財)のワ
イヤーバーを用いて流延し、140“Cのクリーンオー
ブン内で30分間加熱した。加熱して得られた複合膜の
コート層の上に、さらに同様のコーティングを2回繰り
返して複合膜を得た。
1の(1)と同じポリアクリル酸の4.7%水溶液に1
.3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパンの0.19%
水溶液をポリアクリル酸:1,3−ジアミノ−2−ヒド
ロキシプロパン=6jl(溶質混合比)となるよう加え
、ポリエーテルスルホン限外ろ過膜(ダイセル化学工業
■製、DUS−40)上に、巻線径0.15(財)のワ
イヤーバーを用いて流延し、140“Cのクリーンオー
ブン内で30分間加熱した。加熱して得られた複合膜の
コート層の上に、さらに同様のコーティングを2回繰り
返して複合膜を得た。
(2) カリウム塩への変換
実施例7の(1)で得られたポリアクリル酸ジアミン架
橋複合膜を実施例5の(2)と同様の方法でカリウム塩
に変換した。
橋複合膜を実施例5の(2)と同様の方法でカリウム塩
に変換した。
(3) ポリイオンコンプレックス化実施例7の(2
)で得られたポリアクリル酸カリウム塩ジアミン架橋複
合膜を、実施例5の(3)と同様に塩基製(PH10,
0)のポリアリルアミン0.5%溶液に浸漬し、ポリイ
オンコンプレックス化した。
)で得られたポリアクリル酸カリウム塩ジアミン架橋複
合膜を、実施例5の(3)と同様に塩基製(PH10,
0)のポリアリルアミン0.5%溶液に浸漬し、ポリイ
オンコンプレックス化した。
(4)分離性能の評価
実施例1の(3)と同様に行った。
(5)評価結果
表1に示す。
止較拠工
実施例7の(2)で作成したポリアクリル酸カリウム塩
ジアミン架橋複合膜を、そのまま実施例Iの(3)によ
り評価した。結果を表1に示す。
ジアミン架橋複合膜を、そのまま実施例Iの(3)によ
り評価した。結果を表1に示す。
実施例7におけるポリアリルアミンを吸着させた膜に比
べ透過速度Q、分離係数αともに非常に小さくなった。
べ透過速度Q、分離係数αともに非常に小さくなった。
北較炭l
実施例7の(1)で得られたポリアクリル酸ジアミン架
橋複合膜をそのまま実施例1の(3)により評価した。
橋複合膜をそのまま実施例1の(3)により評価した。
結果を表1に示す。
実施例7におけるポリアリルアミンを吸着させた膜に比
べ、透過速度Qは大きいが、分離係数αが著しく小さく
なった。
べ、透過速度Qは大きいが、分離係数αが著しく小さく
なった。
災五m
(1)ポリアクリル酸エポキシ架橋複合膜の作成実施例
3の(1)と同じポリアクリル酸の1.0%水溶液にジ
グリシジルエーテルの1.0%水溶液をポリアクリル酸
;ジグリシジルエーテル=8:2(溶質混合比)となる
よう加え、ポリエーテルスルホン限外ろ過膜(ダイセル
化学工業■製、DUS−40)上に、巻線径0.15m
mのワイヤーパーを用いて流延し、100°Cのクリー
ンオーブン内で10分間加熱しポリアクリル酸エポキシ
架橋複合膜を得た。得られたポリアクリル酸エポキシ架
橋物からなるコート層の上に、さらに同様のコーティン
グを1回繰り返して複合膜を得た。
3の(1)と同じポリアクリル酸の1.0%水溶液にジ
グリシジルエーテルの1.0%水溶液をポリアクリル酸
;ジグリシジルエーテル=8:2(溶質混合比)となる
よう加え、ポリエーテルスルホン限外ろ過膜(ダイセル
化学工業■製、DUS−40)上に、巻線径0.15m
mのワイヤーパーを用いて流延し、100°Cのクリー
ンオーブン内で10分間加熱しポリアクリル酸エポキシ
架橋複合膜を得た。得られたポリアクリル酸エポキシ架
橋物からなるコート層の上に、さらに同様のコーティン
グを1回繰り返して複合膜を得た。
(2) ポリイオンコンプレックス化実施例8の(1
)で得られたポリアクリル酸エポキシ架橋複合膜を、実
施例5の(3)と同じく塩基性(PH10,0)のポリ
アリルアミン0.5%溶液に浸漬し:ポリイオンコンプ
レックス化した。
)で得られたポリアクリル酸エポキシ架橋複合膜を、実
施例5の(3)と同じく塩基性(PH10,0)のポリ
アリルアミン0.5%溶液に浸漬し:ポリイオンコンプ
レックス化した。
(3)分離性能の評価
実施例1の(3)と同様に行った。
(4)評価結果
表1に示す。
尖施五旦
(1) ポリアクリル酸−ポリエチレンイミン系ポリ
イオンコンプレックス膜の作成 実施例8の(1)で得られたポリアクリル酸エポキシ架
橋複合膜を、エタノール/水(= 1/1)混合液を溶
媒とするポリエチレンイミンの0.5%溶液に室温で1
0分間浸漬してポリイオンコンプレックス膜を得た。
イオンコンプレックス膜の作成 実施例8の(1)で得られたポリアクリル酸エポキシ架
橋複合膜を、エタノール/水(= 1/1)混合液を溶
媒とするポリエチレンイミンの0.5%溶液に室温で1
0分間浸漬してポリイオンコンプレックス膜を得た。
(2)分離性能の評価
実施例1の(3)と同様に行った。
(3)評価結果
表1に示す。
止較A工
実施例日の(1)で作成したポリアクリル酸エポキシ架
橋複合膜を、そのまま実施例1の(3)により評価した
。結果を表1に示す。
橋複合膜を、そのまま実施例1の(3)により評価した
。結果を表1に示す。
実施例8〜10のポリイオンコンプレックス化した膜に
比べ分離係数αが非常に小さくなった。
比べ分離係数αが非常に小さくなった。
表 1
5.補正の内容
昭和62年10月l1日
Claims (7)
- (1)膜表面、及び/又は、膜内において、アニオン性
基を有する合成ポリマーとカチオン性基を有する合成ポ
リマーが、イオン結合により会合してポリイオンコンプ
レックスを形成していることを特徴とする、浸透気化法
、又は、蒸気透過法による水/有機物分離用の高分子膜
。 - (2)ポリイオンコンプレックスを構成するアニオン性
基含有合成ポリマーが、該ポリマーと共有結合を形成す
る架橋剤により架橋されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の膜。 - (3)ポリイオンコンプレックスを構成するアニオン性
基含有合成ポリマーが、ポリアクリル酸、又は、ポリア
クリル酸金属塩、又は、ポリアクリル酸アンモニウム塩
である特許請求の範囲第1項、又は、第2項記載の膜。 - (4)ポリイオンコンプレックスを構成するカチオン性
基含有合成ポリマーのカチオン性基が、第一級、又は、
第二級、又は、第三級、又は、第四級のアミンである特
許請求の範囲第1項、又は、第2項、又は、第3項記載
の膜。 - (5)ポリイオンコンプレックスを構成するカチオン性
基含有合成ポリマーが、ポリアリルアミンである特許請
求の範囲第4項記載の膜。 - (6)ポリイオンコンプレックスを構成するカチオン性
基含有合成ポリマーが、ポリエチレンイミンである特許
請求の範囲第4項記載の膜。 - (7)膜形態が高分子多孔膜を支持体に持つ複合膜であ
り、活性スキン層の厚みが5μm以下である特許請求の
範囲第1項、又は、第2項、又は、第3項、又は、第4
項、又は、第5項、又は、第6項記載の膜。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1133787A JPS63182005A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | ポリイオンコンプレツクス分離膜 |
| US07/144,812 US4871461A (en) | 1987-01-22 | 1988-01-15 | Polymer composite membrane |
| DE3801690A DE3801690A1 (de) | 1987-01-22 | 1988-01-21 | Polymermembran und verfahren zu ihrer herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1133787A JPS63182005A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | ポリイオンコンプレツクス分離膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63182005A true JPS63182005A (ja) | 1988-07-27 |
| JPH0547251B2 JPH0547251B2 (ja) | 1993-07-16 |
Family
ID=11775217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1133787A Granted JPS63182005A (ja) | 1987-01-22 | 1987-01-22 | ポリイオンコンプレツクス分離膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63182005A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989005182A1 (fr) * | 1987-12-02 | 1989-06-15 | Japan Represented By Ministry Of International Tra | Membrane hydrolysee et procede de production |
| WO1993022040A1 (fr) * | 1992-04-23 | 1993-11-11 | Japan Represented By Ministry Of International Trade And Industry, Director-General, Basic Industries Bureau | Membrane de separation constituee d'un complexe polyionique |
| US5554292A (en) * | 1991-09-03 | 1996-09-10 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Permselective membrane of polyacrylonitrile copolymer and process for producing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6028803A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 選択性透過膜及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-01-22 JP JP1133787A patent/JPS63182005A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6028803A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 選択性透過膜及びその製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989005182A1 (fr) * | 1987-12-02 | 1989-06-15 | Japan Represented By Ministry Of International Tra | Membrane hydrolysee et procede de production |
| US5087367A (en) * | 1987-12-02 | 1992-02-11 | Japan Represented By Ministry Of International Trade And Industry, Director-General Basic Industries Bureau | Hydrolyzed membrane and process for the preparation of the same |
| US5554292A (en) * | 1991-09-03 | 1996-09-10 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Permselective membrane of polyacrylonitrile copolymer and process for producing the same |
| WO1993022040A1 (fr) * | 1992-04-23 | 1993-11-11 | Japan Represented By Ministry Of International Trade And Industry, Director-General, Basic Industries Bureau | Membrane de separation constituee d'un complexe polyionique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547251B2 (ja) | 1993-07-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |