JP2013538126A - 無孔の分離層を有する膜、並びに膜の使用及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
非対称の多孔構造を有し、ポリエステルのフリースの担体層に適用されるポリアクリロニトリル(PAN)の多孔支持層の上に、アプリケーションローラーを用いて、6%ポリマー混合物の水溶液を適用する。ポリマー混合物は、ビニルピロリドン及びジメチルアミノエチルメタクリレートのコポリマー70重量%、ポリビニルアルコール30重量%の比率のポリマー群で構成し、これをアプリケーションローラーで適用する。溶媒は、125℃にて、6分で気化される。次いでこの膜は、150℃にて、20分間熱的に処理され、第2段階で、170℃にて、10分間さらに熱的に架橋される。この完成した膜の分離層は、およそ3μmの厚みを有する。浸透気化の手段を用いて、40%メタノール及び60%テトラヒドロフランの流入混合物により試験を行う。浸透物(透過物)は、72重量%のメタノールを含み、メタノール流の量は、浸透物の側の圧力20mbarにて、8kg/m2hである。浸透物は、ドライアイス及びエタノールの混合物で冷却することで凝縮する。
ビニルピロリドン及びジメチルアミノエチルメタクリレートの4級コポリマー90重量%、並びにビニルアセテート、エチレン及びビニルクロライド(VAC/E/VC)のコポリマー10重量%から構成される5%の水性ポリマー混合物を、アプリケーションローラーを使用して、実施例1と同じ基質構造体に適用する。溶媒の気化は、130℃にて7分後に行われた。次いでこの膜は、150℃にて21分間、熱処理される。エタノール21重量%及びエチル−t−ブチルエーテル(ETBE)79重量%の流入混合物による62℃での浸透気化法の実施により、浸透物の側の圧力13mbarにて、1.35kg/m2hのエタノール流で、浸透物中94重量%のエタノールが得られた。浸透物は、ドライアイス及びエタノールの混合物で冷却することで凝縮する。
ビニルピロリドン及びジメチルアミノエチルメタクリレートのコポリマー30重量%、並びにポリビニルアルコール70重量%から構成される4.5%の水性ポリマー混合物を、アプリケーションローラーを使用して、実施例1と同じ基質構造体に適用する。溶媒の気化は、150℃にて6分後に行われる。次いでこの膜は、145℃にて24分間、架橋の後処理に供される。水6重量%、アセトン14重量%、メタノール50重量%及びケタール30重量%の流入混合物による95℃での浸透気化法の実施により、浸透物の側の圧力13mbarにて、2.1kg/m2hのメタノール流及び1.1kg/m2hの水流で、浸透物中33重量%の水、60重量%のメタノール、及び7%のアセトンが得られた。浸透物は、ドライアイス及びエタノールの混合物で冷却することで凝縮する。
ビニルピロリドン及びジメチルアミノエチルメタクリレートのコポリマー60重量%、並びにポリビニルアルコール40重量%から構成される4.5%の水性ポリマー混合物を、アプリケーションローラーを使用して、実施例1と同じ基質構造体に適用する。溶媒の気化は、150℃にて6分後に行われた。次いでこの膜は、150℃にて15分間にわたって熱処理され、さらに第2段階として180℃にて10分間架橋される。メタノール30重量%及びアセトン70重量%の流入混合物による60℃での浸透気化法の実施により、浸透物の側の圧力10mbarにて、2.5kg/m2hのメタノール流で、浸透物中70重量%のメタノールが得られた。浸透物は、ドライアイス及びエタノールの混合物で冷却することで凝縮する。
ビニルピロリドン及びジメチルアミノエチルメタクリレートの4級コポリマー90重量%、ビニルアセテート、エチレン及びビニルクロライド(VAC/E/VC)のコポリマー7重量%、並びにポリビニルアルコール3重量%から構成される5%の水性ポリマー混合物を、アプリケーションローラーを使用して、実施例1と同じ基質構造体に適用する。溶媒の気化は、130℃にて7分後に行われた。次いでこの膜は、150℃にて21分間、熱処理される。エタノール21重量%及びエチル−t−ブチルエーテル(ETBE)79重量%の流入混合物による62℃での浸透気化法の実施により、浸透物の側の圧力13mbarにて、0.65kg/m2hのエタノール流で、浸透物中97重量%のエタノールが得られた。浸透物は、ドライアイス及びエタノールの混合物で冷却することで凝縮する。
Claims (15)
- 浸透気化法又は蒸気浸透法の手段を用いて、単純なアルコール及び水と他の有機流体との混合物から単純なアルコール及び水を分離するための、ポリマー混合物を含む無孔の分離層を有する膜であって、
このポリマー混合物が、以下のものを含むポリマー成分の群から選ばれる少なくとも2つのポリマー成分から構成されていることを特徴とする上記膜:
− ポリビニルアルコール;
− ポリN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(ポリDMAEMA)のような他のポリマー;
− DMAEMA及びN−ビニルピロリドン(NVP)のコポリマー、又は、DMAEMA及びN−ビニルカプロラクタム(NVCL)のコポリマー;
− DMAEMA、NVP及びNVCLのターポリマー、ビニルアセテート/エチレン/ビニルクロライドのターポリマー、ビニルクロライド/エチレン/アクリル酸エステルのターポリマー、又はビニルアセテート/ビニルクロライド/アクリル酸エステルのターポリマー。 - 前記ポリマーの溶液が、非対称の多孔構造を有する多孔基質構造体に適用されており、この多孔基質構造体が担体層上に存在する、請求項1に記載の膜。
- ポリビニルアルコールの含量が、1重量%から90重量%の間であり、好ましくは3重量%から80重量%の間である、請求項1又は2に記載の膜。
- 他のポリマーの含量が、10重量%から99重量%の間であり、好ましくは20重量%から97重量%の間である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の膜。
- 浸透気化法又は蒸気浸透法の手段を用いて、単純なアルコール及び水と他の有機流体との混合物から単純なアルコール及び水を分離するための膜の使用であって、
この膜は、ポリマー混合物と共に無孔の分離層を含み、
このポリマー混合物が、以下のものを含むポリマー成分の群から選ばれる少なくとも2つのポリマー成分から構成されていることを特徴とする上記使用:
− ポリビニルアルコール;
− ポリN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(ポリDMAEMA)のような他のポリマー;
− DMAEMA及びN−ビニルピロリドン(NVP)のコポリマー、又は、DMAEMA及びN−ビニルカプロラクタム(NVCL)のコポリマー;
− DMAEMA、NVP及びNVCLのターポリマー、ビニルアセテート/エチレン/ビニルクロライドのターポリマー、ビニルクロライド/エチレン/アクリル酸エステルのターポリマー、又はビニルアセテート/ビニルクロライド/アクリル酸エステルのターポリマー。 - 膜に浸透するアルコールが、メタノール、エタノール、又はプロパノールであり、膜によって保持されている物質が、脂肪族若しくは芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、エステル、又はより高級のアルコール、又はそれらの成分の混合物である、請求項5に記載の膜の使用。
- 浸透気化法又は蒸気浸透法の手段を用いて、単純なアルコール及び水と他の有機流体との混合物から単純なアルコール及び水を分離するための、ポリマー混合物を含む無孔の分離層を有する膜を製造する方法であって、
このポリマー混合物が、以下のものを含むポリマー成分の群から選ばれる少なくとも2つのポリマー成分から構成されていることを特徴とする上記方法:
− ポリビニルアルコール;
− ポリN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(ポリDMAEMA)のような他のポリマー;
− DMAEMA及びN−ビニルピロリドン(NVP)のコポリマー、又は、DMAEMA及びN−ビニルカプロラクタム(NVCL)のコポリマー;
− DMAEMA、NVP及びNVCLのターポリマー、ビニルアセテート/エチレン/ビニルクロライドのターポリマー、ビニルクロライド/エチレン/アクリル酸エステルのターポリマー、又はビニルアセテート/ビニルクロライド/アクリル酸エステルのターポリマー。 - 水、エタノール又はエタノール−水混合物中に、前記のホモポリマー、コポリマー又はターポリマー及びポリビニルアルコールを溶解させた溶液が、分離層を製造するために使用される、請求項7に記載の方法。
- 前記ポリマーの溶液が、非対称の多孔構造を有する多孔基質構造体に適用され、この多孔基質構造体が担体層に適用される、請求項7又は8に記載の方法。
- 前記ポリマーの溶液の適用後に溶媒が気化され、膜が熱処理を受ける、請求項7〜9のいずれかに1項に記載の方法。
- 熱処理が、100℃と200℃の間の温度で行われ、好ましくは130℃と180℃の間の温度で行われる、請求項7〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 熱処理が、1分から60分の時間にわたって行われ、好ましくは5分から30分の時間にわたって行われる、請求項7〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 熱処理が、単一の段階で又は複数の段階で行われる、請求項7〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 熱処理が2段階で行われる、請求項13に記載の方法。
- 後に行われる段階の温度が、先に行われる段階の温度よりも高い、請求項13又は14に記載の方法。
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