JP3219298B2 - Separation membrane and separation method - Google Patents

Separation membrane and separation method

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JP3219298B2
JP3219298B2 JP07833592A JP7833592A JP3219298B2 JP 3219298 B2 JP3219298 B2 JP 3219298B2 JP 07833592 A JP07833592 A JP 07833592A JP 7833592 A JP7833592 A JP 7833592A JP 3219298 B2 JP3219298 B2 JP 3219298B2
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separation membrane
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猛央 山口
真一 中尾
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東燃化学株式会社
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は有機溶媒混合物の分離膜
及び分離方法に関し、特にアクリル系重合体と親和性の
大きな有機溶媒を、アクリル系重合体と親和性の小さな
有機溶媒から分離することができる分離膜、及びその分
離膜を用いた分離方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a separation membrane and a separation method for an organic solvent mixture, and more particularly to the separation of an organic solvent having a high affinity for an acrylic polymer from an organic solvent having a low affinity for an acrylic polymer. And a separation method using the separation membrane.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】細孔を
有する膜を用いて種々の混合物を分離する膜分離法は、
近年益々さかんになり、その技術は様々な分野で応用さ
れつつある。また膜分離法における分離対象物も固体−
液体混合物のみならず、液体−液体、気体−気体、気体
−液体混合物と広い範囲にわたり、種々の混合物に対す
る分離膜及び分離技術の開発に関心が集まっている。
2. Description of the Related Art A membrane separation method for separating various mixtures using a membrane having pores is disclosed in US Pat.
In recent years, it has become increasingly popular, and its technology is being applied in various fields. The object to be separated in the membrane separation method is also a solid-
There is an interest in the development of separation membranes and separation techniques for a wide variety of mixtures, not only liquid mixtures, but also liquid-liquid, gas-gas and gas-liquid mixtures.

【0003】膜分離法による有機溶媒の分離も注目され
ている分野の一つであり、従来簡単な方法では分離でき
なかった混合物(例えば、沸点が近接していて蒸留によ
る分離が困難な混合物、共沸混合物、熱に弱い物質を含
む混合物等)を分離又は濃縮する方法として研究されて
いる。有機溶媒の混合物の膜分離法にはパーベイパレー
ション法及び逆浸透法が好適である。
[0003] Separation of an organic solvent by a membrane separation method is also one of the fields in which attention has been paid. Mixtures which could not be separated by a simple method in the past (for example, a mixture having a boiling point close to and difficult to separate by distillation, Azeotropic mixtures, mixtures containing heat-sensitive substances, etc.) are being studied as a method for separating or concentrating. The pervaporation method and the reverse osmosis method are suitable for the membrane separation method of a mixture of organic solvents.

【0004】ところでパーベイパレーション法や逆浸透
法を含めた膜分離法における分離の精度、及び効率は、
膜自体の性能に依存するので、強度、耐久性、分離選択
性に優れた膜を開発することが重要であり、これまで様
々な高分子膜が提案されている。
[0004] The accuracy and efficiency of separation in membrane separation methods including the pervaporation method and the reverse osmosis method are as follows.
Since it depends on the performance of the membrane itself, it is important to develop a membrane having excellent strength, durability and separation selectivity, and various polymer membranes have been proposed so far.

【0005】例えば特開昭50−98568 号は、細孔を有す
る高分子重合体フィルムの細孔内表面に重合性単量体を
グラフト集合させた透過膜を開示している。この透過膜
は耐久性、耐熱性及び耐薬品性に優れたポリエチレン等
の細孔を有する高分子重合体フィルムを基材として用
い、分離対象物に親和性を有する重合性単量体を細孔内
表面にグラフト重合している。しかしながらこの分離膜
は、逆浸透法による水性混合物の分離には適するが、ベ
ンゼン/シクロセキサン混合物のような有機溶媒系混合
物の分離においては、その性能は十分とは言えない。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-98568 discloses a permeable membrane in which a polymerizable monomer is graft-aggregated on the inner surface of a pore of a polymer film having pores. This permeable membrane uses a polymer polymer film having pores such as polyethylene, which has excellent durability, heat resistance and chemical resistance, as a base material. Graft polymerized on the inner surface. However, this separation membrane is suitable for separating an aqueous mixture by a reverse osmosis method, but its performance is not sufficient in separating an organic solvent-based mixture such as a benzene / cyclosexane mixture.

【0006】また特開昭52−122279号は、不飽和カルボ
ン酸等に由来する酸基を含有する脂肪族オレフィン重合
体からなる分離膜を開示している。この分離膜は、脂肪
族オレフィン重合体等からなる膜基材の表面に、ラジカ
ル反応、光照射又は電子線照射による架橋反応によっ
て、不飽和カルボン酸等を重合している。この分離膜は
パーベイパレーション法に用いることができ、特に有機
溶媒の混合液から不飽和化合物を比較的容易に分離する
ことができる。しかしながら、この膜は実用的には多孔
性支持体にのせて使用するなど、膜の性能はまだ十分で
ない。
JP-A-52-122279 discloses a separation membrane comprising an aliphatic olefin polymer containing an acid group derived from an unsaturated carboxylic acid or the like. In this separation membrane, an unsaturated carboxylic acid or the like is polymerized on the surface of a membrane substrate made of an aliphatic olefin polymer or the like by a radical reaction, a crosslinking reaction by light irradiation or electron beam irradiation. This separation membrane can be used for a pervaporation method, and in particular, an unsaturated compound can be relatively easily separated from a mixture of organic solvents. However, the performance of the membrane is not yet sufficient such that the membrane is practically used on a porous support.

【0007】優れた分離膜とするには、基本的に、分離
する化合物との親和性を選択的に高める必要がある。し
かしながら、分離膜全体を目的成分に親和性のある材質
とすれば、分離膜が膨潤してしまい、可塑化効果により
高い分離選択性が得られなくなる。また分離膜の機械的
強度や耐久性の低下の問題も起きる。
In order to obtain an excellent separation membrane, it is basically necessary to selectively increase the affinity with the compound to be separated. However, if the entire separation membrane is made of a material having an affinity for the target component, the separation membrane swells, and high separation selectivity cannot be obtained due to the plasticizing effect. In addition, there is a problem that the mechanical strength and durability of the separation membrane are reduced.

【0008】そこで、有機溶媒中で膨潤しない材料から
なる微多孔膜を基材として用い、この膜の細孔を実質的
にポリマーで埋めた構造の複合膜からなる分離膜の開発
が行われている。ここで、細孔を埋めるポリマーは分離
対象物に良好な親和性を有するものであり、膜全体とし
ては膨潤を抑制しつつ、特定成分のみをポリマーが充満
した細孔を通過させて分離する。
Therefore, a separation membrane comprising a composite membrane having a structure in which pores of the membrane are substantially filled with a polymer using a microporous membrane made of a material which does not swell in an organic solvent has been developed. I have. Here, the polymer that fills the pores has a good affinity for the object to be separated, and suppresses swelling of the entire membrane and separates only specific components by passing through the pores filled with the polymer.

【0009】このような分離膜として、特開平3-98632
号には、ポリエチレン微多孔膜にアクリル系モノマーを
グラフト重合し、細孔をアクリルグラフト重合体により
実質的に充満したものが開示されている。この分離膜
は、たとえばベンゼン/シクロヘキサン混合物からベン
ゼンを高い選択性をもって良好に分離することができ
る。しかしながら、本発明者等の研究によると、この分
離膜を逆浸透法に適用した場合、分離選択性が良好では
ない。
As such a separation membrane, JP-A-3-98632
Discloses an acrylic polymer obtained by graft-polymerizing an acrylic monomer onto a microporous polyethylene membrane and substantially filling the pores with an acrylic graft polymer. This separation membrane can satisfactorily separate benzene from a benzene / cyclohexane mixture, for example, with high selectivity. However, according to the study of the present inventors, when this separation membrane is applied to a reverse osmosis method, the separation selectivity is not good.

【0010】したがって本発明の目的は、種々の有機混
合物から特定の有機物を高い選択性をもって分離するこ
とができ、かつ強度や耐久性にも優れた分離膜を提供す
ることである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a separation membrane which can separate a specific organic substance from various organic mixtures with high selectivity and is excellent in strength and durability.

【0011】また本発明のもう1つの目的は、有機溶媒
混合物に対する選択性の高い分離方法を提供することで
ある。
It is another object of the present invention to provide a separation method having high selectivity to an organic solvent mixture.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、ポリエチレンの微多孔膜の表面
に、アクリルモノマー及び分子中に二重結合を2つ以上
有する架橋性モノマーを用いてプラズマグラフト重合を
行うことにより、微多孔膜の細孔をアクリル系グラフト
架橋重合体で実質的に閉塞した分離膜とすれば、アクリ
ル系グラフト架橋重合体に親和性を有する有機溶媒を選
択的に透過することができ、また分離膜の強度、耐久性
も良好で、パーベイパレーション法のみならず逆浸透法
にも適用することができることを発見し、本発明を完成
した。
Means for Solving the Problems In view of the above object, as a result of intensive studies, the present inventors have found that the surface of a microporous polyethylene film has two or more double bonds in an acrylic monomer and a molecule.
By performing a plasma graft polymerization using a crosslinkable monomer having a separation membrane in which the pores of the microporous membrane are substantially closed with an acrylic graft crosslinked polymer, the affinity for the acrylic graft crosslinked polymer is increased. Have been found to be able to selectively permeate the organic solvent having, and have good strength and durability of the separation membrane, and can be applied not only to the pervaporation method but also to the reverse osmosis method. completed.

【0013】すなわち有機溶媒混合物の分離に使用する
本発明の分離膜は、ポリエチレン微多孔膜にアクリルモ
ノマー及び分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性モ
ノマーをプラズマグラフト重合することによりアクリル
系グラフト架橋重合体が形成された分離膜であって、前
記アクリル系グラフト架橋重合体により前記微多孔膜の
細孔が充満されていることを特徴とする。
That is, the separation membrane of the present invention used for separating an organic solvent mixture is obtained by plasma graft polymerization of an acrylic monomer and a crosslinkable monomer having two or more double bonds in a molecule on a polyethylene microporous membrane.
Separation membrane on which a crosslinked graft polymer is formed,
The acrylic graft-crosslinked polymer is used to form the microporous membrane.
It is characterized in that the pores are filled .

【0014】好ましい態様では、上記分離膜の基材とな
るポリエチレン微多孔膜として、重量平均分子量5×10
5 以上の超高分子量ポリエチレンからなる微多孔膜で、
厚さ0.1〜50μm、空孔率30〜95%、平均孔径0.005 〜
1μm、破断強度400 kg/cm2 以上であるものを用い
る。
In a preferred embodiment, the polyethylene microporous membrane serving as a base material of the separation membrane has a weight average molecular weight of 5 × 10 5
A microporous membrane made of 5 or more ultrahigh molecular weight polyethylene,
Thickness 0.1 ~ 50μm, porosity 30 ~ 95%, average pore diameter 0.005 ~
A material having a breaking strength of 1 μm and a breaking strength of 400 kg / cm 2 or more is used.

【0015】また、有機溶媒混合物を分離する本発明の
方法は、ポリエチレン微多孔膜に、アクリルモノマー及
分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性モノマーを
用いてプラズマグラフト重合を行って前記微多孔膜の細
孔をアクリル系グラフト架橋重合体により充満してなる
分離膜を用い、パーベイパレーション法又は逆浸透法に
よりアクリル系グラフト架橋重合体に親和性のある有機
溶媒を選択的に分離することを特徴とする。
Further, the method of the present invention for separating an organic solvent mixture is characterized in that the above-mentioned method is carried out by subjecting a polyethylene microporous membrane to plasma graft polymerization using an acrylic monomer and a crosslinkable monomer having two or more double bonds in a molecule. Using a separation membrane in which the pores of the microporous membrane are filled with an acrylic graft-crosslinked polymer, an organic solvent having an affinity for the acrylic graft-crosslinked polymer is selectively obtained by a pervaporation method or a reverse osmosis method. It is characterized by being separated.

【0016】以下本発明を詳細に説明する。まず本発明
の分離膜について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. First, the separation membrane of the present invention will be described.

【0017】本発明の分離膜はポリエチレン微多孔膜を
基材とする。ポリエチレン微多孔膜としては、超高分子
量ポリエチレン、あるいは超高分子量ポリエチレンを含
むポリエチレン組成物からなるものを用いることができ
るが、強度等の観点から超高分子量ポリエチレンからな
るものを用いるのがよい。
The separation membrane of the present invention is based on a microporous polyethylene membrane. As the polyethylene microporous membrane, those made of ultrahigh molecular weight polyethylene or a polyethylene composition containing ultrahigh molecular weight polyethylene can be used, but those made of ultrahigh molecular weight polyethylene are preferable from the viewpoint of strength and the like.

【0018】超高分子量ポリエチレンからなる微多孔膜
を分離膜の基材とする場合、その材料として用いる超高
分子量ポリエチレンは、エチレンの単独重合体またはエ
チレンと10モル%以下のα−オレフィンとの共重合体か
らなる結晶性の線状超高分子量ポリエチレンである。そ
の分子量は、重量平均分子量が5×105 以上、好ましく
は1×106 〜1×107 である。超高分子量ポリエチレン
の重量平均分子量は得られる分離膜の機械的強度に影響
する。重量平均分子量が5×105 未満では極薄で高強度
の分離膜が得られない。一方、重量平均分子量の上限は
特に限定されないが、重量平均分子量が1×107 を超え
ると延伸加工による薄膜化が難しいので好ましくない。
When a microporous membrane made of ultrahigh molecular weight polyethylene is used as the base material of the separation membrane, the ultrahigh molecular weight polyethylene used as the material is a homopolymer of ethylene or a mixture of ethylene and 10 mol% or less of α-olefin. It is a crystalline linear ultra-high molecular weight polyethylene made of a copolymer. As for the molecular weight, the weight average molecular weight is 5 × 10 5 or more, preferably 1 × 10 6 to 1 × 10 7 . The weight average molecular weight of the ultra high molecular weight polyethylene affects the mechanical strength of the obtained separation membrane. If the weight average molecular weight is less than 5 × 10 5 , a very thin and high strength separation membrane cannot be obtained. On the other hand, the upper limit of the weight average molecular weight is not particularly limited. However, if the weight average molecular weight exceeds 1 × 10 7 , it is not preferable because it is difficult to form a thin film by stretching.

【0019】超高分子量ポリエチレン微多孔膜の材料と
して、上記以外に、超高分子量ポリエチレンに他の比較
的高分子量のポリエチレンを配合したものを用いること
ができる。この場合、重量平均分子量が7×105 以上の
超高分子量ポリエチレンを1重量%以上含有し、重量平
均分子量/数平均分子量が10〜300 のポリエチレン組成
物からなるものが好ましい。
As the material of the ultrahigh molecular weight polyethylene microporous membrane, in addition to the above, a material obtained by blending another relatively high molecular weight polyethylene with ultrahigh molecular weight polyethylene can be used. In this case, a polyethylene composition containing 1% by weight or more of an ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more and a weight average molecular weight / number average molecular weight of 10 to 300 is preferable.

【0020】上記ポリエチレン組成物の重量平均分子量
/数平均分子量は、10〜300 、好ましくは12〜 250であ
る。重量平均分子量/数平均分子量が10未満では、平均
分子鎖長が大きく、溶解時の分子鎖同志の絡み合い密度
が高くなるため、高濃度溶液の調製が困難である。また
300 を超えると、延伸時に低分子量成分の破断が起こり
膜全体の強度が低下する。
The weight average molecular weight / number average molecular weight of the polyethylene composition is from 10 to 300, preferably from 12 to 250. If the weight-average molecular weight / number-average molecular weight is less than 10, the average molecular chain length is large and the entanglement density of the molecular chains during dissolution is high, so that it is difficult to prepare a high-concentration solution. Also
If it exceeds 300, low molecular weight components are broken at the time of stretching, and the strength of the whole film decreases.

【0021】なお、重量平均分子量/数平均分子量は、
分子量分布の尺度として用いられるものであり、この分
子量の比が大きくなるほど分子量分布の幅は拡大する。
すなわち重量平均分子量の異なるポリエチレンからなる
組成物においては、組成物の分子量の比が大きいほど、
配合するポリエチレンの重量平均分子量の差が大きく、
また小さいほど重量平均分子量の差が小さいことを示し
ている。
The weight-average molecular weight / number-average molecular weight is:
It is used as a measure of the molecular weight distribution, and the width of the molecular weight distribution increases as the ratio of the molecular weights increases.
That is, in a composition composed of polyethylene having different weight average molecular weights, as the ratio of the molecular weights of the composition is larger,
The difference in weight average molecular weight of polyethylene to be compounded is large,
The smaller the weight average molecular weight, the smaller the difference.

【0022】このようなポリエチレン組成物において、
超高分子量ポリエチレンの含有量は、上述したようにポ
リエチレン組成物全体を100 重量%として1重量%以上
とするのがよい。超高分子量ポリエチレンの含有量が1
重量%未満では、延伸性の向上に寄与する超高分子量ポ
リエチレンの分子鎖の絡み合いがほとんど形成されず、
高強度の微多孔膜を得ることができない。一方、上限は
特に限定的ではないが、90重量%を超えると、目的とす
るポリエチレン溶液の高濃度化の達成が困難となる。
In such a polyethylene composition,
As described above, the content of the ultrahigh molecular weight polyethylene is preferably 1% by weight or more based on 100% by weight of the entire polyethylene composition. Ultra high molecular weight polyethylene content of 1
If it is less than 10% by weight, almost no entanglement of the molecular chain of the ultra-high molecular weight polyethylene contributing to the improvement of stretchability is formed,
A high strength microporous membrane cannot be obtained. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but if it exceeds 90% by weight, it will be difficult to achieve the desired high concentration of the polyethylene solution.

【0023】またポリエチレン組成物中の超高分子量ポ
リエチレン以外のポリエチレンは、重量平均分子量が、
7×105 未満のものであるが、分子量の下限としては1
×104 以上のものが好ましい。重量平均分子量が1×10
4 未満のポリエチレンを用いると、延伸時に破断が起こ
りやすく、目的の微多孔膜が得られないので好ましくな
い。特に重量平均分子量が1×105 以上7×105 未満の
ポリエチレンを超高分子量ポリエチレンに配合するのが
好ましい。
The polyethylene other than the ultrahigh molecular weight polyethylene in the polyethylene composition has a weight average molecular weight of:
It is less than 7 × 10 5 , but the lower limit of the molecular weight is 1
× 10 4 or more is preferred. Weight average molecular weight is 1 × 10
Use of a polyethylene having a molecular weight of less than 4 is not preferred because breakage easily occurs during stretching and a desired microporous film cannot be obtained. In particular, it is preferable to blend a polyethylene having a weight average molecular weight of 1 × 10 5 or more and less than 7 × 10 5 with the ultrahigh molecular weight polyethylene.

【0024】このようなポリエチレンとしては、前述の
超高分子量ポリエチレンと同種のものが挙げられるが、
特に高密度ポリエチレンが好ましい。
Examples of such polyethylene include those of the same type as the ultrahigh molecular weight polyethylene described above.
Particularly, high-density polyethylene is preferable.

【0025】なお、上記超高分子量ポリエチレン微多孔
膜には、単独の場合又は組成物の場合のいずれにおいて
も、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、
アンチブロッキング剤、顔料、染料、無機充填剤などの
各種添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で添加す
ることができる。
The ultra-high molecular weight polyethylene microporous membrane, whether used alone or in the case of a composition, may optionally contain an antioxidant, an ultraviolet absorber, a lubricant,
Various additives such as an anti-blocking agent, a pigment, a dye, and an inorganic filler can be added as long as the object of the present invention is not impaired.

【0026】次に、超高分子量ポリエチレン微多孔膜の
製造方法について説明する。まず超高分子量ポリエチレ
ン単独からなる微多孔膜の場合は、例えば特開昭60-242
035 号に記載の方法で製造することができる。
Next, a method for producing a microporous ultrahigh molecular weight polyethylene membrane will be described. First, in the case of a microporous membrane made of ultra-high molecular weight polyethylene alone, for example, JP-A-60-242
It can be produced by the method described in No. 035.

【0027】次に、超高分子量ポリエチレンに比較的高
分子量のポリエチレンを配合してなるポリエチレン組成
物からなる微多孔膜の場合、以下の方法により製造する
ことができる。
Next, in the case of a microporous membrane made of a polyethylene composition obtained by blending ultrahigh molecular weight polyethylene with relatively high molecular weight polyethylene, it can be produced by the following method.

【0028】まず、上述のポリエチレン組成物を溶媒に
加熱溶解することにより、高濃度溶液を調製する。この
溶媒としては、ポリエチレン組成物を十分に溶解できる
ものであれば特に限定されず、上記特開昭60-242035 号
に記載のものと同じでよい。加熱溶解は、ポリエチレン
組成物が溶媒中で完全に溶解する温度で撹拌しながら行
う。その温度は使用する重合体及び溶媒により異なる
が、140 〜250 ℃の範囲が好ましい。また、ポリエチレ
ン組成物溶液の濃度は、10〜50重量%、好ましくは10〜
40重量%である。
First, a high concentration solution is prepared by heating and dissolving the above polyethylene composition in a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve the polyethylene composition, and may be the same as that described in JP-A-60-242035. Heat dissolution is carried out with stirring at a temperature at which the polyethylene composition completely dissolves in the solvent. The temperature varies depending on the polymer and solvent used, but is preferably in the range of 140 to 250 ° C. Further, the concentration of the polyethylene composition solution is 10 to 50% by weight, preferably 10 to 50% by weight.
40% by weight.

【0029】次に、このポリエチレン組成物の加熱溶液
をダイスから押し出して成形する。ダイスは、通常長方
形の口金形状をしたシートダイスが用いられるが、2重
円筒状の中空系ダイス、インフレーションダイス等も用
いることができる。シートダイスを用いた場合のダイス
ギャップは通常0.1 〜5mmであり、押出し成形時には14
0 〜250 ℃に加熱される。この際押し出し速度は、通常
20〜30cm/分乃至2〜3m/分である。
Next, the heated solution of the polyethylene composition is extruded from a die and molded. As the die, a sheet die having a rectangular base shape is usually used, but a double cylindrical hollow die, an inflation die and the like can also be used. When a sheet die is used, the die gap is usually 0.1 to 5 mm.
Heated to 0-250 ° C. At this time, the extrusion speed is usually
20-30 cm / min to 2-3 m / min.

【0030】このようにしてダイスから押し出された溶
液は、冷却することによりゲル状物に成形される。冷却
は少なくともゲル化温度以下までは50℃/ 分以上の速度
で行うのが好ましい。
The solution thus extruded from the die is formed into a gel by cooling. Cooling is preferably performed at a rate of 50 ° C./min or more at least up to the gelation temperature.

【0031】次に、このゲル状成形物を延伸する。延伸
は、ゲル状成形物を加熱し、上記と同様に、通常のテン
ター法、ロール法、インフレーション法、圧延法もしく
はこれらの方法の組合せによって所定の倍率で行う。2
軸延伸が好ましく、縦横同時延伸または逐次延伸のいず
れでもよいが、特に同時2軸延伸が好ましい。
Next, this gel-like molded product is stretched. The stretching is performed by heating the gel-like molded product and at a predetermined magnification by a usual tenter method, a roll method, an inflation method, a rolling method or a combination of these methods, as described above. 2
Axial stretching is preferred, and either longitudinal or transverse simultaneous stretching or sequential stretching may be used, but simultaneous biaxial stretching is particularly preferred.

【0032】延伸温度は、ポリエチレン組成物の融点+
10℃以下、好ましくは結晶分散温度から結晶融点未満の
範囲である。例えば、90〜140 ℃、より好ましくは、10
0 〜130 ℃の範囲である。
The stretching temperature is defined as the melting point of the polyethylene composition +
It is 10 ° C. or less, preferably in the range from the crystal dispersion temperature to less than the crystal melting point. For example, 90-140 ° C., more preferably 10
It ranges from 0 to 130 ° C.

【0033】分離膜の基材となるポリエチレン微多孔膜
の厚さは 0.1〜50μmとするのが好ましく、さらに好ま
しくは 0.2〜25μmとする。厚さが 0.1μm未満では膜
の機械的強度が小さく、実用に供することが難しい。一
方50μmを超える場合は、厚すぎて透過性能を低下さ
せ、好ましくない。
The thickness of the polyethylene microporous membrane serving as the base material of the separation membrane is preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 0.2 to 25 μm. When the thickness is less than 0.1 μm, the mechanical strength of the film is small, and it is difficult to put the film to practical use. On the other hand, if it exceeds 50 μm, the thickness is too large and the transmission performance is reduced, which is not preferable.

【0034】微多孔膜の空孔率は30〜95%とするのが好
ましく、さらに好ましくは50〜90%とする。空孔率が30
%未満では分離目的物の透過性が不十分でなり、一方95
%を超えると膜の機械的強度が小さくなり実用性に劣
る。
The porosity of the microporous membrane is preferably 30 to 95%, more preferably 50 to 90%. Porosity of 30
%, The permeability of the separation target is insufficient, while 95%
%, The mechanical strength of the film becomes small and the practicability is poor.

【0035】平均孔径は0.005 〜1μmの範囲内にある
のが好ましい。平均孔径が0.005 μm未満であると、分
離の目的物の透過性が不十分となり、また平均孔径が1
μmを超えると分離性能が低下する。
The average pore size is preferably in the range of 0.005 to 1 μm. When the average pore size is less than 0.005 μm, the permeability of the target substance for separation becomes insufficient, and
If it exceeds μm, the separation performance will decrease.

【0036】さらに、破断強度を 400kg/cm2 以上とす
ることで、細孔内に形成されたアクリル系グラフト架橋
重合体(これについては後述する)に溶媒が溶解した際
の膨潤に対する耐変形性が十分となる。
Further, by setting the breaking strength to 400 kg / cm 2 or more, deformation resistance against swelling when a solvent is dissolved in an acrylic graft crosslinked polymer formed in pores (this will be described later). Is sufficient.

【0037】本発明の分離膜では、上述したポリエチレ
ン微多孔膜の少なくとも細孔内表面に、アクリルモノマ
ーと分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性モノマー
がグラフト架橋重合されており、このアクリル系グラフ
ト架橋重合体が実質的に細孔を閉塞した構造を有する。
ここで、「グラフト架橋重合されている」とは、いわゆ
るグラフト共重合体(長い分子鎖に枝状分子鎖が結合し
たポリマー)同士が、さらに架橋して重合していること
を言う。アクリルモノマーと架橋性モノマーを用いたグ
ラフト架橋重合は、後述するようにプラズマグラフト重
合法により行う
In the separation membrane of the present invention, an acrylic monomer and a crosslinking monomer having two or more double bonds in the molecule are graft-crosslinked and polymerized on at least the inner surface of the pores of the above-mentioned polyethylene microporous membrane. The acrylic graft crosslinked polymer has a structure in which pores are substantially closed.
Here, "grafted and cross-linked" means that the so-called graft copolymers (polymers having long molecular chains and branched molecular chains bonded) are further cross-linked and polymerized. The graft crosslinking polymerization using an acrylic monomer and a crosslinking monomer is performed by a plasma graft polymerization method as described later.

【0038】アクリルモノマーとしては、アクリル酸、
メタクリル酸、アクリル酸エステル、アクリルアミド、
アクリロニトリル、メタクリル酸エステル等を使用する
ことができ、分離対象物により適宜選択する。
As the acrylic monomer, acrylic acid,
Methacrylic acid, acrylic acid ester, acrylamide,
Acrylonitrile, methacrylic acid ester, and the like can be used, and are appropriately selected depending on the separation target.

【0039】また、架橋性モノマーは分子中に2個以上
の二重結合を有するものであり、それ自体重合して分子
鎖を形成するとともに、他の分子鎖と架橋する部位を与
えるものである。そのような架橋性モノマーとしては、
ビニルアクリレート、ビニルメタクリレート、ジビニル
ベンゼン、ビニルアクリル酸ブチル等を用いることがで
きる。なお、架橋性モノマーとしては、アクリル系のモ
ノマーを用いるのが好ましいが、その他の架橋性モノマ
ーも使用することができる。架橋性モノマーは、分離対
象物及びアクリルモノマーの種類を考慮して適宜設定す
る。
The crosslinkable monomer has two or more double bonds in the molecule, and is capable of polymerizing itself to form a molecular chain and providing a site for crosslinking with another molecular chain. . Such crosslinkable monomers include:
Vinyl acrylate, vinyl methacrylate, divinylbenzene, vinyl butyl acrylate, and the like can be used. In addition, it is preferable to use an acrylic monomer as the crosslinkable monomer, but other crosslinkable monomers can also be used. The crosslinkable monomer is appropriately set in consideration of the type of the separation target and the acrylic monomer.

【0040】グラフト架橋重合におけるアクリルモノマ
ーと架橋性モノマーの配合比は、用いるモノマー種、目
的とする分離膜の用途、分離対象物の種類により適宜調
整するが、一般に、重量比で1000:1〜2:1とするの
がよい。
The mixing ratio of the acrylic monomer and the crosslinkable monomer in the graft crosslinking polymerization is appropriately adjusted depending on the kind of the monomer to be used, the intended use of the separation membrane, and the type of the object to be separated. The ratio is preferably set to 2: 1.

【0041】さらに、本発明では、上述したアクリルモ
ノマー及び架橋性モノマー以外に、第三の重合性モノマ
ーを加えてもよい。アクリルモノマーに、さらにこれと
重合可能な第三のモノマーを加えることにより、アクリ
ルモノマーのホモポリマー、またはアクリルモノマーと
架橋性モノマーとのコポリマーには大きな親和性を示さ
ない物質も分離可能となる。すなわち、分離対象物に対
して親和性の高い第三のモノマーを導入して、分離対象
物が大きな親和性を示すような共重合体とすれば、アク
リル系ポリマーには親和性の小さなものも分離可能とな
る。
Further, in the present invention, a third polymerizable monomer may be added in addition to the acrylic monomer and the crosslinkable monomer described above. By further adding a third monomer that can be polymerized with the acrylic monomer, a substance that does not have a high affinity for a homopolymer of the acrylic monomer or a copolymer of the acrylic monomer and the crosslinkable monomer can also be separated. In other words, if a third monomer having a high affinity for the separation target is introduced to form a copolymer in which the separation target has a high affinity, those having a low affinity for the acrylic polymer may be used. It becomes separable.

【0042】このような第三のモノマーを用いた(架橋
性の)共重合体をポリエチレン微多孔膜の細孔内に形成
する場合には、共重合体の分離対象物に対する溶解性を
考慮して第三のモノマー種、及びその配合量を決定する
のがよい。
When a (crosslinkable) copolymer using such a third monomer is formed in the pores of a microporous polyethylene membrane, the solubility of the copolymer in the separation target is taken into consideration. It is preferable to determine the third monomer species and the compounding amount thereof.

【0043】ベンゼン/シクロヘキサン混合物の分離膜
とする場合には、アクリルモノマーとしてメチルアクリ
レート、架橋性モノマーとしてビニルアクリレートある
いはジビニルベンゼンを用いてグラフト重合を行うのが
よい。ポリメチルアクリレート系のポリマーはベンゼン
に対して親和性を有し、ベンゼンが溶解することにより
膨潤しようとするが、ポリエチレン微多孔膜と(グラフ
ト重合部における)架橋により変形が抑えられるため、
親和性を有さないシクロヘキサンの可塑化効果による溶
解拡散は抑制される。そのため、ベンゼンだけが細孔内
に形成されたグラフト架橋重合部を通過することにな
り、分離膜はベンゼン/シクロヘキサン混合物からベン
ゼンを選択的に透過することになる。なお細孔内では、
ポリメチルアクリレート架橋重合体のベンゼンによる膨
潤は抑えられ、膜全体もほとんど変形せず、膜強度の低
下は生じない。
When a separation membrane of a benzene / cyclohexane mixture is used, graft polymerization is preferably carried out using methyl acrylate as an acrylic monomer and vinyl acrylate or divinylbenzene as a crosslinkable monomer. Polymethyl acrylate-based polymers have an affinity for benzene and tend to swell when benzene dissolves, but because deformation is suppressed by crosslinking with the polyethylene microporous membrane (at the graft polymerization section),
Dissolution diffusion due to the plasticizing effect of cyclohexane having no affinity is suppressed. Therefore, only benzene passes through the graft-crosslinking polymerization section formed in the pores, and the separation membrane selectively permeates benzene from the benzene / cyclohexane mixture. In the pores,
The swelling of the cross-linked polymethyl acrylate polymer with benzene is suppressed, the entire film is hardly deformed, and the strength of the film does not decrease.

【0044】また、クロロホルム/n−ヘキサンの混合
溶液用の分離膜の製造には、アクリルモノマーとしてメ
チルアクリレート、架橋性モノマーとしてビニルアクリ
レートを用いてグラフト重合を行うのがよい。
For the production of a separation membrane for a mixed solution of chloroform / n-hexane, it is preferable to carry out graft polymerization using methyl acrylate as an acrylic monomer and vinyl acrylate as a crosslinkable monomer.

【0045】本発明では、プラズマグラフト重合法によ
りアクリルモノマーと架橋性モノマーとを用いて微多孔
膜の細孔内表面にグラフト架橋重合体を形成する。プラ
ズマグラフト重合法では、ポリエチレン製微多孔膜にプ
ラズマを照射して、ラジカルを生成させた後に、アクリ
ルモノマーと架橋性モノマーとを微多孔膜に接触させグ
ラフト重合する。プラズマグラフト重合としては、気相
重合法及び液相重合法があるが、アクリルモノマーを用
いたグラフト重合を行うには液相重合法が好ましい。こ
のように、グラフト重合するアクリルモノマー側ではな
く、基材となる微多孔膜にラジカルを生成してグラフト
重合することにより、細孔内表面にまでアクリルモノマ
ーをグラフト架橋重合することができる。またその際生
成したホモポリマーは溶媒により洗い流す。なおポリエ
チレン微多孔膜の細孔内表面以外の表面にもグラフト重
合体が生成されるが、これは実質的な透過性に影響を与
えるため、極力少なくすることが望ましい。
In the present invention, a graft crosslinked polymer is formed on the inner surface of the pores of the microporous membrane by using an acrylic monomer and a crosslinkable monomer by a plasma graft polymerization method. In the plasma graft polymerization method, a microporous polyethylene membrane is irradiated with plasma to generate radicals, and then an acrylic monomer and a crosslinkable monomer are brought into contact with the microporous membrane to perform graft polymerization. As the plasma graft polymerization, there are a gas phase polymerization method and a liquid phase polymerization method, and a liquid phase polymerization method is preferable for performing graft polymerization using an acrylic monomer. In this way, the acrylic monomer can be graft-crosslinked and polymerized to the inner surface of the pores by generating radicals on the microporous film serving as the base material and performing graft polymerization on the microporous film as the base material, not on the side of the acrylic monomer to be graft-polymerized. The homopolymer formed at that time is washed away with a solvent. In addition, a graft polymer is formed on the surface other than the inner surface of the pores of the polyethylene microporous membrane. However, since the graft polymer substantially affects the permeability, it is desirable to minimize the graft polymer.

【0046】図1は、ポリエチレン微多孔膜1にアクリ
ルモノマーと架橋性モノマーをプラズマグラフト重合し
て、本発明の分離膜を製造する工程を概念的に示す模式
断面図である。図1の(a) に示すように、ポリエチレン
微多孔膜1は、膜を貫通する細孔2を多数有している。
この微多孔膜に対して、アクリルモノマーと架橋性モノ
マーとを用いてプラズマグラフト重合を行い、その表面
にグラフト架橋重合体を形成する。グラフト架橋重合し
たアクリル架橋重合体3は、微多孔膜の膜表面部のみな
らず、細孔内表面にも形成される。(b-1) は細孔がグラ
フト重合体3により実質的に充填された膜の一態様を示
している。また(b-2) はグラフト架橋重合体3が微多孔
膜の一方の面に形成されている。ここでグラフト架橋重
合体3は細孔内の一部分にまで形成されており、細孔2
を閉塞している。本発明の分離膜はこの両者のどちらの
構造をとっていてもよい。
FIG. 1 is a schematic sectional view conceptually showing a process for producing a separation membrane of the present invention by plasma graft polymerization of an acrylic monomer and a crosslinkable monomer on a polyethylene microporous membrane 1. As shown in FIG. 1A, the microporous polyethylene membrane 1 has a large number of pores 2 penetrating the membrane.
The microporous membrane is subjected to plasma graft polymerization using an acrylic monomer and a crosslinkable monomer to form a graft crosslinked polymer on the surface. The acrylic crosslinked polymer 3 obtained by the graft crosslinking polymerization is formed not only on the surface of the microporous membrane but also on the inner surface of the pores. (b-1) shows one embodiment of a membrane in which the pores are substantially filled with the graft polymer 3. In (b-2), the graft crosslinked polymer 3 is formed on one surface of the microporous membrane. Here, the graft-crosslinked polymer 3 is formed to a part of the pores,
Is closed. The separation membrane of the present invention may have either of these structures.

【0047】なおプラズマグラフト重合の過程で副生さ
れたホモポリマーは、トルエン等の溶剤を用いて完全に
洗い流し、グラフト重合体のみをポリエチレン微多孔膜
の表面上(細孔内表面及び膜表面)に残す。
The homopolymer by-produced in the course of the plasma graft polymerization is completely washed away using a solvent such as toluene, and only the graft polymer is removed on the surface of the polyethylene microporous membrane (inner pore surface and membrane surface). Leave.

【0048】プラズマグラフト重合は、具体的には以下
の工程からなる。 (a) 10-2〜10mbarの圧力となるアルゴン、ヘリウム、窒
素、空気等のガスの存在下で、微多孔膜に対して通常周
波数10〜30MHz 、出力1〜1000Wで、1〜1000秒のプラ
ズマ処理を行う。 (b) アクリルモノマーを1〜10容量%、架橋性モノマー
を0.01〜2容量%含む無機又は有機溶媒(アクリルモノ
マー及び架橋性モノマーはこの溶媒に溶解又は懸濁して
いる)に、プラズマ処理を施した微多孔膜を浸漬し、窒
素ガス、アルゴンガス等をバブリングしながら、20〜10
0 ℃で、1〜60分間グラフト重合反応を行う。この工程
で各モノマーが架橋重合することになる。なお、溶媒と
しては、水、メタノール等のアルコール、アルコール水
溶液等を用いることができる。 (c) 得られた微多孔膜をトルエン、キシレン等で1時間
程度洗浄し、乾燥させる。
The plasma graft polymerization specifically comprises the following steps. (a) In the presence of a gas such as argon, helium, nitrogen, or air having a pressure of 10 -2 to 10 mbar, a normal frequency of 10 to 30 MHz, an output of 1 to 1000 W, and a power of 1 to 1000 seconds for a microporous membrane. Plasma treatment is performed. (b) An inorganic or organic solvent containing 1 to 10% by volume of an acrylic monomer and 0.01 to 2% by volume of a crosslinkable monomer (the acrylic monomer and the crosslinkable monomer are dissolved or suspended in this solvent) is subjected to plasma treatment. Dipped microporous membrane and bubbling nitrogen gas, argon gas, etc.
The graft polymerization reaction is performed at 0 ° C. for 1 to 60 minutes. In this step, each monomer undergoes cross-linking polymerization. In addition, as a solvent, water, alcohol such as methanol, an alcohol aqueous solution, or the like can be used. (c) The obtained microporous membrane is washed with toluene, xylene or the like for about 1 hour and dried.

【0049】以上に示したプラズマグラフト重合法によ
り、架橋したアクリル系グラフト重合体が実質的に微多
孔膜の細孔を閉塞してなる分離膜を得ることができる。
プラズマグラフト重合はポリエチレン微多孔膜の表面部
だけで起こるので、膜基材を劣化させることはない。ま
たグラフト架橋重合体は化学的に膜基材に結合している
ため、経時変化を起こすこともない。
By the plasma graft polymerization method described above, a separation membrane in which the crosslinked acrylic graft polymer substantially closes the pores of the microporous membrane can be obtained.
Since plasma graft polymerization occurs only on the surface of the microporous polyethylene membrane, it does not degrade the membrane substrate. Further, since the graft crosslinked polymer is chemically bonded to the membrane substrate, it does not change with time.

【0050】本発明の分離膜では、膜基材であるポリエ
チレン微多孔膜の細孔を、架橋したアクリル系グラフト
架橋重合体が充満していることが必要である。細孔を閉
塞したアクリルグラフト架橋重合体が有機溶媒混合物の
特定の成分を選択的に取り込み、それを膜の反対側まで
透過させる。ポリエチレン微多孔膜の空孔率は高いの
で、細孔内のアクリル系グラフト架橋重合体を透過する
(分離される)物質の量も多くなり、効率のよい分離を
することができる。またポリエチレン微多孔膜及びグラ
フト重合体の架橋によりアクリル系グラフト重合体自体
の膨潤が抑えられるので、膜全体としての強度が低下す
ることもない。
In the separation membrane of the present invention, it is necessary that the pores of the polyethylene microporous membrane serving as the membrane base material are filled with a crosslinked acrylic graft-crosslinked polymer. The pore-blocked acrylic graft cross-linked polymer selectively takes up certain components of the organic solvent mixture and permeates them to the other side of the membrane. Since the porosity of the polyethylene microporous membrane is high, the amount of the substance permeating (separating) the acrylic graft-crosslinked polymer in the pores is increased, and efficient separation can be performed. In addition, since the swelling of the acrylic graft polymer itself is suppressed by the cross-linking of the microporous polyethylene membrane and the graft polymer, the strength of the entire membrane does not decrease.

【0051】次に、上述した本発明の分離膜を用いた分
離方法について説明する。本発明の方法では、これまで
に詳述した本発明の分離膜を用いて、パーベイパレーシ
ョン法あるいは逆浸透法により有機溶媒混合物の分離を
行う。本発明の方法におけるパーベイパレーション法あ
るいは逆浸透法は、本発明の分離膜を用いること以外は
基本的には公知のパーベイパレーションあるいは逆浸透
法と同様である。
Next, a separation method using the above-described separation membrane of the present invention will be described. In the method of the present invention, the organic solvent mixture is separated by the pervaporation method or the reverse osmosis method using the separation membrane of the present invention described in detail above. The pervaporation method or reverse osmosis method in the method of the present invention is basically the same as the known pervaporation or reverse osmosis method except that the separation membrane of the present invention is used.

【0052】パーベイパレーションでは、本発明の分離
膜を隔てて1次側に分離対象となる混合液体を供給し、
2次側を低圧側とし、混合液体の一成分を気体あるいは
液体として2次側に取り出す。たとえば、ポリエチレン
微多孔膜に対し、メチルアクリレートとビニルアクリレ
ートとを用いてプラズマグラフト重合を行って得られた
分離膜でベンゼン/シクロヘキサン混合物の分離を行う
と、2次側にはベンゼンが気体あるいは液体として取り
出される。
In the pervaporation, a mixed liquid to be separated is supplied to the primary side through the separation membrane of the present invention,
The secondary side is set to the low pressure side, and one component of the mixed liquid is taken out to the secondary side as gas or liquid. For example, when a benzene / cyclohexane mixture is separated on a microporous polyethylene membrane by a separation membrane obtained by performing plasma graft polymerization using methyl acrylate and vinyl acrylate, benzene is gaseous or liquid on the secondary side. Is taken out as

【0053】本発明の分離方法での適用温度範囲は、通
常0〜120 ℃、好ましくは10〜100℃とする。120 ℃を
超える温度ではポリエチレン微多孔膜の耐熱性が不十分
となって膜形状の保持に問題が生じ、また0℃未満で
は、単位膜面積、膜厚及び時間当たりの透過量が少くな
って好ましくない。
The application temperature range in the separation method of the present invention is usually 0 to 120 ° C., preferably 10 to 100 ° C. If the temperature exceeds 120 ° C., the heat resistance of the microporous polyethylene membrane becomes insufficient, causing problems in maintaining the shape of the membrane. If the temperature is less than 0 ° C., the permeation amount per unit film area, film thickness and time decreases. Not preferred.

【0054】また本発明の分離方法に適用できる圧力範
囲は200 kg/cm2 以下、好ましくは100 kg/cm2 以下で
ある。200 kg/cm2 を超える圧力では超高分子量ポリエ
チレン微多孔膜の形状保持が困難となる。
The pressure range applicable to the separation method of the present invention is 200 kg / cm 2 or less, preferably 100 kg / cm 2 or less. At a pressure exceeding 200 kg / cm 2 , it is difficult to maintain the shape of the ultrahigh molecular weight polyethylene microporous membrane.

【0055】本発明の方法で高い選択分離性をもって分
離できる有機液体混合物としては、ベンゼン、トルエン
等の芳香族炭化水素、塩素化炭化水素、テトラヒドロフ
ラン、脂肪族アルコール、脂肪族系炭化水素、アセトン
等のケトン類、シクロヘキサーノル、テトラヒドロフル
フラール等の2種又はそれ以上の混合物等が挙げられ
る。具体的には、上記したベンゼン/シクロヘキサン、
ベンゼン/n−ヘキサン以外に、ベンゼン/n−ヘプタ
ン、トルエン/シクロヘキサン、トルエン/メチルシク
ロヘキサン、ヘキサン/ヘプタン、トルエン/ベンゼン
等が挙げられ、その他に、ベンゼン/水、塩素系有機溶
剤/水等の溶解度パラメータの異なる(有機溶剤)混合
物が挙げられる。
The organic liquid mixture which can be separated with high selectivity by the method of the present invention includes aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene, chlorinated hydrocarbons, tetrahydrofuran, aliphatic alcohols, aliphatic hydrocarbons, acetone and the like. And mixtures of two or more of such ketones, cyclohexanol, and tetrahydrofurfural. Specifically, the above-mentioned benzene / cyclohexane,
In addition to benzene / n-hexane, benzene / n-heptane, toluene / cyclohexane, toluene / methylcyclohexane, hexane / heptane, toluene / benzene and the like can be mentioned. In addition, benzene / water, chlorine-based organic solvent / water, etc. Mixtures with different solubility parameters (organic solvents) are mentioned.

【0056】[0056]

【実施例】本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳
細に説明する。実施例1 重量平均分子量25×105 、膜厚10μm、空孔率70%、平
均孔径0.02μm、破断強度4700kg/cm2 の超高分子量ポ
リエチレン微多孔膜(東燃化学(株)製) に、プラズマ
重合装置(サムコ(株)製)を用いてプラズマを照射し
た。このときのプラズマ処理の条件を表1に示す。
The present invention will be described in more detail with reference to the following specific examples. Example 1 A microporous ultrahigh molecular weight polyethylene membrane (manufactured by Tonen Chemical Co., Ltd.) having a weight average molecular weight of 25 × 10 5 , a film thickness of 10 μm, a porosity of 70%, an average pore diameter of 0.02 μm, and a breaking strength of 4700 kg / cm 2 was prepared. Plasma irradiation was performed using a plasma polymerization apparatus (manufactured by Samco Corporation). Table 1 shows the conditions of the plasma treatment at this time.

【0057】 [0057]

【0058】次に、プラズマ処理を施した超高分子量ポ
リエチレン微多孔膜を、メチルアクリレートが4wt%
で、ビニルアクリレートが1wt%となるメタノール水溶
液(メタノール:水=10:90)に15分間浸漬した。
なお浸漬時のメタノール水溶液の温度を30℃とした。
Next, the plasma-treated ultra-high molecular weight polyethylene microporous membrane was treated with 4 wt% methyl acrylate.
Then, it was immersed for 15 minutes in a methanol aqueous solution (methanol: water = 10: 90) in which vinyl acrylate became 1 wt%.
The temperature of the aqueous methanol solution at the time of immersion was 30 ° C.

【0059】浸漬後、超高分子量ポリエチレン微多孔膜
をトルエン中で1昼夜洗浄し、室温で乾燥した。乾燥後
に膜の重量を測定し、初期の膜重量からの変化によりグ
ラフト重合量を測定した。重合量は2.07mg/cm2 であっ
た。
After immersion, the ultrahigh molecular weight polyethylene microporous membrane was washed in toluene for one day and dried at room temperature. After drying, the weight of the membrane was measured, and the amount of graft polymerization was measured based on the change from the initial membrane weight. The polymerization amount was 2.07 mg / cm 2 .

【0060】この分離膜を用いてパーベイパレーション
によりクロロホルム/n−ヘキサン(72wt%:28wt%)
混合溶液の分離実験を行った。供給液温度を25℃とし
て、そのときの透過流束(Q)及び分離係数(α)を求
めた。透過流束(Q)は1.7 kg/m2 hrであり、分離係数
(α)は21であった。
Using this separation membrane, chloroform / n-hexane (72 wt%: 28 wt%) was obtained by pervaporation.
An experiment of separating the mixed solution was performed. Assuming that the temperature of the supply liquid was 25 ° C., the permeation flux (Q) and the separation coefficient (α) at that time were determined. The permeation flux (Q) was 1.7 kg / m 2 hr and the separation factor (α) was 21.

【0061】実施例2 実施例1と同様にして、メチルアクリレート及びビニル
アクリレートを用い、超高分子量ポリエチレン微多孔膜
に対してプラズマグラフト重合を行い、分離膜を得た。
Example 2 In the same manner as in Example 1, a microporous ultrahigh molecular weight polyethylene membrane was subjected to plasma graft polymerization using methyl acrylate and vinyl acrylate to obtain a separation membrane.

【0062】供給液(クロロホルム(72wt%)/n−ヘ
キサン(28wt%)の混合溶液)の温度を25℃に設定し、
逆浸透法により分離実験を行った。操作圧は80kg/cm2
とした。このときの透過流束(Q)及び分離係数(α)
を求めた。結果を図2に示す。
The temperature of the feed solution (mixed solution of chloroform (72 wt%) / n-hexane (28 wt%)) was set at 25 ° C.
Separation experiments were performed by the reverse osmosis method. Operating pressure is 80kg / cm 2
And At this time, the permeation flux (Q) and the separation coefficient (α)
I asked. The results are shown in FIG.

【0063】比較例1 架橋性モノマーであるビニルアクリレートを用いない以
外は、実施例2と同様の方法で分離膜を作製した。な
お、この分離膜では、その細孔中に形成された重合体は
架橋していない。
Comparative Example 1 A separation membrane was prepared in the same manner as in Example 2 except that vinyl acrylate as a crosslinking monomer was not used. In this separation membrane, the polymer formed in the pores is not crosslinked.

【0064】実施例2と同様の条件で、逆浸透法による
分離実験を行った(操作圧80kg/cm2 )。しかし、この
条件では、比較例1の分離膜は実質的に選択的な透過分
離をしなかった。
A separation experiment by a reverse osmosis method was performed under the same conditions as in Example 2 (operating pressure: 80 kg / cm 2 ). However, under these conditions, the separation membrane of Comparative Example 1 did not substantially perform selective permeation separation.

【0065】以上からわかるように、実施例の分離膜
は、クロロホルム/n−ヘキサンのような有機液体混合
物のパーペーパレーション法による分離において、従来
の分離膜に比べ高い分離性能を示す。
As can be seen from the above, the separation membranes of the examples show higher separation performance in separation of an organic liquid mixture such as chloroform / n-hexane by the pervaporation method than the conventional separation membranes.

【0066】また、従来不可能であった有機液体混合物
の逆浸透法による分離を可能とすることができる。本発
明の分離膜は、パーペーパレーションと逆浸透法のいづ
れにも応用可能である。
Further, it is possible to separate an organic liquid mixture by a reverse osmosis method, which was impossible in the past. The separation membrane of the present invention can be applied to both pervaporation and reverse osmosis.

【0067】[0067]

【発明の効果】本発明の分離膜は有機溶媒中に対して良
好な耐膨潤性を有し、機械的強度及び耐久性にすぐれ
る。
The separation membrane of the present invention has good swelling resistance in an organic solvent, and has excellent mechanical strength and durability.

【0068】また本発明の分離膜においては、アクリル
グラフト架橋重合体が微多孔膜の細孔内を実質的に閉塞
しているので、パーベイパレーション法あるいは逆浸透
法を用いることにより、グラフト重合体と親和性のある
有機物質を高い選択性をもって分離することができる。
Further, in the separation membrane of the present invention, since the acrylic graft crosslinked polymer substantially blocks the pores of the microporous membrane, the grafting is carried out by using a pervaporation method or a reverse osmosis method. Organic substances having an affinity for the polymer can be separated with high selectivity.

【0069】このような分離膜は、有機溶媒混合物のパ
ーベイパレーション法あるいは逆浸透法による分離に好
適に用いられ、特に、クロロホルム/n−ヘキサン混合
物や、ベンゼン/シクロヘキサン混合物の分離、あるい
は、水中に微量含まれる有機溶剤成分の分離に有用であ
る。
Such a separation membrane is suitably used for separation of an organic solvent mixture by a pervaporation method or a reverse osmosis method. In particular, separation of a chloroform / n-hexane mixture or a benzene / cyclohexane mixture, or It is useful for separating organic solvent components contained in trace amounts in water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ポリエチレン微多孔膜にアクリルモノマーをプ
ラズマグラフト重合する工程を概念的に示す模式断面図
であり、(a) はポリエチレン微多孔膜を示し、(b-1) 及
び(b-2) はそれぞれグラフト重合されたポリエチレン微
多孔膜を示す。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view conceptually showing a step of plasma-grafting an acrylic monomer onto a polyethylene microporous membrane, wherein (a) shows a polyethylene microporous membrane, and (b-1) and (b-2) Represents a microporous polyethylene membrane graft-polymerized.

【図2】実施例2の分離膜における透過流速及び分離係
数と、逆浸透操作時間との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a permeation flow rate and a separation coefficient of a separation membrane of Example 2 and a reverse osmosis operation time.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ポリエチレン微多孔膜 2 細孔 3 グラフト架橋重合体 1 Microporous polyethylene membrane 2 Pores 3 Graft cross-linked polymer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 71/00 - 71/82 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B01D 71/00-71/82

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ポリエチレン微多孔膜にアクリルモノマ
ー及び分子中に二重結合を2つ以上有する架橋性モノマ
ーをプラズマグラフト重合することによりアクリル系グ
ラフト架橋重合体が形成された分離膜であって、前記ア
クリル系グラフト架橋重合体により前記微多孔膜の細孔
が充満されていることを特徴とする有機溶媒混合物用分
離膜。
1. Acrylic monomer by plasma graft polymerization of an acrylic monomer and a crosslinkable monomer having two or more double bonds in a molecule onto a polyethylene microporous membrane .
A separation membrane on which a raft crosslinked polymer is formed, wherein
Pores of the microporous membrane by a cryl graft graft polymer
A separation membrane for an organic solvent mixture, wherein the separation membrane is filled .
【請求項2】 請求項1に記載の有機溶媒混合物用分離
膜において、前記アクリルモノマー:前記架橋性モノマ
ーの配合重量比が1000:1〜2:1であることを特徴と
する有機溶媒混合物用分離膜。
2. The separation for an organic solvent mixture according to claim 1.
In the film, the acrylic monomer: the crosslinkable monomer
-The compounding weight ratio is 1000: 1 to 2: 1
Separation membrane for organic solvent mixtures.
【請求項3】 請求項1又は2に記載の有機溶媒混合物
用分離膜において、前記アクリルモノマーがアクリル
酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、アクリルアミ
ド、アクリロニトリル及びメタクリル酸エステルからな
る群から選ばれた少なくとも一種であり、前記架橋性モ
ノマーがビニルアクリレート、ビニルメタクリレート、
ジビニルベンゼン、ビニルアクリル酸ブチルからなる群
から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする有
機溶媒混合物用分離膜。
3. The organic solvent mixture according to claim 1 or 2.
In the separation membrane for use, the acrylic monomer is acrylic
Acid, methacrylic acid, acrylate, acrylamide
, Acrylonitrile and methacrylic acid esters.
At least one selected from the group consisting of
Nomer is vinyl acrylate, vinyl methacrylate,
Group consisting of divinylbenzene and vinyl butyl acrylate
At least one member selected from the group consisting of
Separation membrane for organic solvent mixture.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の有機溶
媒混合物用分離膜において、前記アクリルモノマーがメ
チルアクリレートであることを特徴とする有機溶媒混合
物用分離膜。
4. The organic solvent according to claim 1,
In the separation membrane for a medium mixture, the acrylic monomer is
Organic solvent mixture characterized by tyl acrylate
Material separation membrane.
【請求項5】 有機溶媒混合物の分離方法において、
リエチレン微多孔膜にアクリルモノマー及び分子中に二
重結合を2つ以上有する架橋性モノマーをプラズマグラ
フト重合することによりアクリル系グラフト架橋重合体
が形成された分離膜であって、前記アクリル系グラフト
架橋重合体により前記微多孔膜の細孔が充満されている
分離膜を用い、パーベイパレーション法又は逆浸透法に
より前記アクリル系グラフト架橋重合体に親和性のある
有機溶媒を選択的に透過させることを特徴とする有機溶
媒混合物の分離方法。
In the method of separation wherein an organic solvent mixture, the polyethylene microporous membrane acrylic monomers and in the molecule in two
Acrylic graft crosslinked polymer by plasma graft polymerization of crosslinkable monomer having two or more heavy bonds
Wherein the acrylic graft is formed.
Using <br/> separation membrane pores of the microporous membrane by cross-linked polymer is filled, by pervaporation method or reverse osmosis organic solvent having an affinity for the acrylic graft crosslinked polymer A method for separating an organic solvent mixture, wherein the mixture is selectively permeated .
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