JPH02277529A - 浸透気化法用分離膜およびその分離方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明は浸透気化法用分離膜に係り、浸透気化法を実施
するための分離膜として分離効率を適切に向上し、膜組
織を安定化して耐用性の高い的確な分離を行わしめるこ
とのできる膜材を提供しようとするものである。

（産業上の利用分野） 浸透気化法（パーベーパレーション）を実施するに当っ
て用いられる分離膜。

（従来の技術） 膜分離の１つとして、膜を隔て、１次側を液、２次側を
蒸気とした浸透気化法については従来から種々に知られ
ており、このような場合において用いられる分離膜につ
いても種々のものが提案されている。即ち適用すべき分
離条件に即した選択性と透過性をもった合成樹脂質や高
分子物質の膜材である。

特に特開昭５８−９２４１８号公報においてはこのよう
なパーベーパレーション分離膜として補強用支持体によ
って支持された高分子膜を用いることが発表されており
、即ちその２頁や６頁右上段以下の各実施例に記載され
るように前記補強用支持体を高分子膜の片面または両面
に存在させたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところが上記したような従来のものにおいてその分離効
率を高めるには分離膜として薄膜材であることが不可欠
であるが、シリコーンゴムなどの高分子物質を用いた膜
材において、それを適切に薄膜化することが困難であっ
て結局分離効率を高めることができない。

又薄膜化することによって膜強度を確保し、特に均一に
維持することが困難であって、この点からも分離効率が
高め難＜、耐用性なども劣ったものとなる。

前記した特開昭５８−９２４１８号によるものは補強用
支持体で高分子膜を支持させることにより分離膜たる高
分子膜を薄くでき、透過量を大とすることができるが、
支持体による支持補強作用を適切に得るためには該支持
体が組織的に緻密であることが必要で、支持体組織が緻
密となると、該支持体が１次側または２次側の何れに位
置する場合においても抵抗となり、分離効率が低下する
。

勿論支持体の組織が粗いと支持体補強作用が充分に得ら
れない。

又このような目的で用いられる高分子膜は分離特性がそ
れなりに高いことが必要であることは当然であるが、一
方この分離特性の高いものは分離対象物に対する溶解性
が大であることであって、高分子膜が膨潤化する傾向が
大きい。

即ち支持体と複合せしめることにより高分子膜を充分に
薄膜化し分離効率を高くしたものはこのような膨潤化も
より顕著に認められ、その結果として分離性能が変動し
、又膜の強度、耐久性が劣化する。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結
果、 合成樹脂シートのフィブリル化による多孔質支持体に対
し高分子物質を含浸一体化せしめたことを特徴とする浸
透気化法用分離膜、 該多孔質支持体がポリテトラフルオロエチレンシートの
延伸処理によるフィブリル化多孔質フィルムである浸透
気化法用分離膜、 の採用により、前記課題が解決されることを見出した。

（作用） 合成樹脂質による多孔質支持体は圧延ないし延伸処理に
より充分に薄層化したフィブリル多孔組織材として得る
ことができ、このものに対し高分子物質を液状ないし半
流動状態で適切に含浸一体化せしめ、上記のように支持
体が薄層化していることから、それによって得られる膜
も充分に薄層状態となる。

又上記のような多孔質支持体は圧延または延伸によるフ
ィブリル化で得られることから適切な強度を有し、これ
に高分子物質を含浸成形した膜材の強度も充分に高いも
のとなる。

更に前記のようにフィブリル化して得られた多孔質支持
体の空孔率は３０〜９５％、好ましくは７０〜９５％の
ように高いものとして得られ、このように高い空孔率の
組織中に高分子物質が浸透成形されることにより材質的
には高分子物質単体材に近いものとなり目的とする分離
作用を的確に得しめる。

前記のようにフィブリル化した多孔組織は微細であって
、しかも高分子膜組織によくなじみ、強度的に優れてい
ることと相俟って補強効果を一体化した組織として発揮
し、且つ高分子膜の膨潤化を制限、抑制する。従って分
離作用が安定化し、又その耐用性を向上する。

前記多孔質合成樹脂支持体としてポリテトラフルオロエ
チレンの延伸多孔質フィルムを用いることにより材質的
に不活性であって貰分子物質に対し化学的影響を与える
ことがなく、耐薬品性や耐熱性などにも優れている。

このポリテトラフルオロエチレンの延伸多孔質フィルム
としては厚さが０．１〜１００μｍ、空孔率が前記のよ
うに３０〜９５％、好ましくは７０〜９５％、平均孔径
が０．０２〜１５μｍ程度のものを採用することが好ま
しいが、厚さが０．０２μｍ以下では薄層に過ぎ、分離
膜としての利用上安定した使用をなし得ない。一方１０
０μｍを超えるような厚さのものは分離膜としての厚さ
が大となることから分離効率が阻害される。空孔率が３
０％以下では高分子物質の含浸量が制限されて分離性能
が低下し、一方９５％以上の空孔率のものは補強性能が
充分に得られない傾向を示す。平均孔径０．０２μｍ以
下では高分子物質の含浸が適切に得られず、１５μｍ以
上では強度的に劣る。

本発明の支持体としては、厚みが１００μｍ以下であり
、間隙率が３０％以上であれば前記したものの他、例え
ば平板型、中空状又はスパイラル状等の織布、不織布で
よく、又材質的にもプラスチック（ポリオレフィン系、
フッ素系、ポリエステル系、ポリイミド系、ポリスルホ
ン系、ポリアクリロニトリル系、セルロース系、ポリエ
ーテルスルホン系、シリコン系等）、金属、セラミック
ス等を採用することができる。

前記した含浸する高分子物質としては、対象となる液体
混合物から目的とする物質を分離することが可能であり
、対象となる液体混合物あるいは分離すべき物質への溶
出等がない、ポリビニルアルコール系、シリコン系、グ
リコサミン系、アクリル系、フ・７素系、セルロース系
等の高分子物質を採用することができる。

なお高分子物質を支持含浸した本発明の分離膜は、充填
物を添加し溶出する、粒子状又は繊維状の粉体を焼結す
る方法、電子線照射、エツチング等による方法、溶解・
凝固による相分離の制御による方法、ＥＰＴＦＥ以外の
高分子フィルム等の延伸法等によって製造することがで
きる。

（実施例） 本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以下の如くである。

実施例１゜ 多孔質ＰＴＦＥフィルム（厚さ５μｍ、空孔率８０％、
孔径０．５μｍ）に室温硬化型液状シリコーンゴム〔粘
度ｌＯボイズ（ａｔ　２５℃）〕を含浸させ、乾燥硬化
後、厚さ５μｍのシリコーンゴム含浸ＰＴＦＥフィルム
を得た。

この膜を用いて６ｗ％のエタノール水溶液を原液とし、
温度６０℃、１次側（エタノール水溶液側）の圧力１ｓ
ｔｍ、２次側圧力３　Ｔｏｒｒの条件でパーベーパレー
ションによるテストを行った。冷却トラップに捕集され
た２次側への透過物をガスクロマトグラフィー（島津製
　ＣＣ−７Ａ）により解析したところ、エタノール濃度
は３９Ｗ％であり、分離係数（エタノール／水）は１０
、透過速度は１．５ｋｇ／％−ｈｒであった。

又テスト経過７２時間後のテスト結果でも上記と同様に
値を示し、性能の劣化は見られなかった。

比較例１゜ 実施例１で用いた室温硬化型液状シリコーンゴム（粘度
１０ポイズ、ａｔ２５°Ｃ）をＦＥＰフィルム上に流延
し、乾燥硬化後、厚さ５μｍのシリコーン端棒フィルム
を得た。

この膜を用いて、実施例１と同様のパーベーパレーショ
ンのテストを行ったところ、テスト開始後、膜が破れて
テストができなかった。

比較例２゜ 多孔［ＰＴＦＥフィルム（厚さ４０μｍ、空孔率７８％
、孔径０．２μｍ）上に実施例１と同様の室温硬化型液
状シリコーンゴム（粘度１０ポイズ、ａｔ２５℃）を積
層した後、乾燥、硬化後、積層厚５μｍのシリコーンゴ
ム積層多孔質ＰＴＦＥフィルムを得た。

この膜を用いて実施例１と同様のパーベーパレーション
によるテストを行ったところ、エタノール濃度は３４Ｗ
％であり、分離係数は８、透過速度は０．５ｋｇ／イ・
ｈｒであった。

尚、テスト経過７２時間後では、エタノール濃度は２７
ｗ％分離係数６、透過速度は０．１　ｋｇ／　ｒｄ・ｈ
ｒであり、性能の劣化が認められた。

実施例２゜ 多孔質ＰＴＦＥフィルム（厚さ１０μｍ、空孔率７５％
、孔径０，２μｍ）にキトサン（日本理化学薬品■製）
を含浸させ、乾燥硬化後、厚さ１０μｍのキトサンを含
浸、ＰＴＦＥフィルムを得た。

この膜を用いて８６重量％エタノール水溶液を原液とし
、温度が６０°Ｃ１１次側（エタノール水溶液側）の圧
力ｌａｔｍ、２次側の圧力３　Ｔｏｒｒの条件でパーベ
ーパレーションによるテストを行った。

冷却トラップに捕集された２次側透過物をガスクロマト
グラフィーにより解析したところ、エタノール濃度６ｗ
％であり、分離係数（水／エタノール）は９０、透過速
度はＱ、　４　ｋｇ　／　ｍ　・ｈ　ｒであった。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは高分子物質層を
比較的薄層に形成せしめると共にその含浸率を高めて分
離効率を高くし、しかもフィブリル化した多孔質支持体
により強度的に優れたものとなすと共に膨潤現象などを
有効に抑制し、長期に亘って安定且つ的確な作用の得ら
れる浸透気化法用分離膜を提供し得るものであって、工
業的にその効果の大きい発明である。

なお前記した多孔質支持体としてポリテトラフルオロエ
チレンの延伸フィブリル化によるものを用いることによ
り化学的に安定で高分子に対し影響を与えるごとがなく
、また組織的連続気孔組織であることから好ましい分離
特性を得しめ、更には耐薬品性や耐熱性などに優れてい
て、どのような高分子に対しても有効且つ安定な支持関
係を形成することができるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、合成樹脂シートの延伸フィブリル化による多孔質支
   持体に対し高分子物質を含浸一体化せしめたことを特徴
   とする浸透気化法用分離膜。 ２、多孔質支持体がポリテトラフルオロエチレンシート
   の延伸処理による空孔率７０〜９５％のフィブリル化多
   孔質フィルムである請求項１に記載の浸透気化法用分離
   膜。 ３、合成樹脂シートの延伸フィブリル化による多孔質支
   持体に対し高分子物質を含浸一体化せしめた膜を用い有
   機液体混合物を分離することを特徴とする浸透気孔法に
   よる分離方法。