JPS5892412A - Separation of liquid mixture - Google Patents

Separation of liquid mixture

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JPS5892412A
JPS5892412A JP19069881A JP19069881A JPS5892412A JP S5892412 A JPS5892412 A JP S5892412A JP 19069881 A JP19069881 A JP 19069881A JP 19069881 A JP19069881 A JP 19069881A JP S5892412 A JPS5892412 A JP S5892412A
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Japan
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carboxylic acid
acid type
polymer
liquid mixture
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JP19069881A
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Japanese (ja)
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Tatsuro Asawa
浅輪 達郎
Haruhisa Miyake
三宅 晴久
Masami Yamashita
正美 山下
Takashi Kamata
鎌田 俊
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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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

PURPOSE:To effectively separate an org. liquid mixture, by using a high molecular membrane formed from a blended composition comprising fluorine contained polymers having carboxylic acid type functional groups and different ion exchange capacities to carry out pervaporization. CONSTITUTION:A fluorinated olefin monomer such as tetrafluoroethylene and a carboxylic acid type functional monomer such as CF2=CFO(CF2)3COOCH3 are copolymerized to obtain a fluorine contained polymer. Two kinds or more of fluorine contained polymers having different ion exchange capacities are blended by a roller and the blended composition is formed into a film by press molding. The obtained film is hydrolyzed in caustic soda and the hydrolyzed film is treated by pure water and dried to obtain a high molecular membrane. Through this membrane, a liquid mixture containing an org. liquid is permeated to separate or concentrate the org. liquid by pervaporization.

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ペーパレージ■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ジ曽ンプロセスと呼
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。この嘆分離法は、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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing a liquid mixture containing at least an organic liquid as one of its components (hereinafter abbreviated as an organic liquid mixture) by a per-paper resin using a specific polymer membrane. Relating to methods of separating or concentrating - Processes for separating organic liquid mixtures using non-porous homogeneous polymeric membranes have been previously described in U.S. Pat.
This is taught in Specification No. 2, etc. This separation process is generally called a pervaporation process using a membrane.The liquid to be treated is supplied to the primary side (high pressure side) of the polymer membrane, and substances that are easily permeable are transferred to the secondary side (low pressure side). This is a method of preferentially transmitting it as vapor. This separation method is used to separate or concentrate liquid mixtures that could not be separated using conventional simple methods, such as azeotropic mixtures, mixtures with close boiling points and low relative volatility, and mixtures containing substances that polymerize or denature when heated. It is attracting attention as a new way to do so.

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。
Conventionally, the polymer membranes used in such separation methods are polyethylene and polypropylene.

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。
Cellulose polymer materials, polyacrylonitrile, polyamide, polyester, polystyrene.

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\る模を用い
てパーペーパレージd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α人B)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α
ABは次の如きである。
Membranes made of polytetrafluoroethylene or copolymers thereof are known. However, when using such a model to separate an organic liquid mixture using a paper resin, the following practical difficulties are observed. That is, (1) The concentration rate (separation coefficient α) of an organic liquid mixture when it passes through a polymer membrane once is small, so in order to concentrate or separate it to the desired concentration, it is necessary to pass through a very large number of It must pass through a membrane. In general, the separation factor α
AB is as follows.

(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。
(2) Since the amount of permeation of an organic liquid mixture through a polymer membrane (generally expressed as the permeation amount per unit membrane surface area, unit membrane thickness, and unit time) is small, the membrane surface area must be made very large or The thickness of the molecular membrane must be made extremely thin. Therefore, in the former case, the equipment cost becomes excessive, and in the latter case, problems arise in the strength and durability of the membrane.

而して、前記の改良ブーセスとして、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54−63279号公報などに開示されている
As the above-mentioned improved booths, a method using a polymer membrane in which a sulfonic acid group or the like is bonded to a polymer base, a method using a specific polyamide membrane, a method using an ionomer-based polymer membrane, etc. are disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. It is disclosed in 1982-111888, 1982-111889, 1982-33278, 1982-63279, and the like.

本発明者は、パーベーパレージ、ンにより各種有機液体
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、カルボン酸型官能基を有するフッ素
樹脂のイオン交換容量が異なるものを二種以上ブレンド
して製膜した高分子膜が、前記難点を円滑有利に解消し
うることを見出した。
The present inventor has conducted various studies on means for separating or concentrating various organic liquid mixtures by pervaporation.
As a result of repeated studies, it was discovered that a polymer membrane made by blending two or more types of fluororesins with carboxylic acid type functional groups with different ion exchange capacities can smoothly and advantageously overcome the above-mentioned difficulties. .

本発明は、前記知見に基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、カルボン酸型官能基を有する含フツ素重合体のイ
オン交換容量が異なる少なくとも二種以上のブレンド物
からなる高分子膜を用いて、パーベーパレージ、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。
The present invention has been completed based on the above-mentioned findings, and a liquid mixture containing at least an organic liquid as one of its constituent components is prepared using at least one fluorine-containing polymer having a carboxylic acid type functional group having a different ion exchange capacity. The present invention provides a novel method for separating liquid mixtures, which is characterized by separating liquid mixtures by pervaporation using a polymer membrane made of a blend of two or more types.

本発明に従って、イオン交換容量が異なる少なくとも二
種以上の含フツ素重合体をブレンドし7て高分子膜を構
成する場合、含フツ素重合体の少なくとも一種のイオン
交換容量は、好ましくは0.9以下、特には0.8以下
であることが好ましく、またか\るイオン交換容量を有
する含フツ素重合体の含有量は、高分子膜を構成する含
フツ素重合体の全量の好ましくは50重量%以下、特に
は40重量%以下にせしめるのが好ましい。そして、か
\る低イオン交換容量の含フツ素重合体の含有量は、好
ましくは1重量%以上、特には3重量−以上の範囲から
選定されるのが望ましい。
According to the present invention, when a polymer membrane is constituted by blending at least two or more fluorinated polymers having different ion exchange capacities, the ion exchange capacity of at least one of the fluorinated polymers is preferably 0. 9 or less, particularly 0.8 or less, and the content of the fluorine-containing polymer having such an ion exchange capacity is preferably equal to or less than the total amount of the fluorine-containing polymer constituting the polymer membrane. It is preferably 50% by weight or less, particularly 40% by weight or less. The content of the fluorine-containing polymer having a low ion exchange capacity is preferably selected from a range of 1% by weight or more, particularly 3% by weight or more.

一方、上記低イオン交換容量の含フツ素重合体にブレン
ドされる高イオン交換容量の含フツ素重合体は、高分子
膜のイオン交換容量が目的とする範囲に入るように、そ
のイオン交換容量と混合量が選ばれる。しかし、余りに
高いイオン交換容量は、高分子膜としての機械的特性の
点で不利なので、その上限は、好ましくは、6程度、特
には2.2以下の範囲から選定されるのが望ましい。か
くして、上記少なくとも二種類の含フッPi合体をブレ
ンドすることにより、ブレンド後のイオン交換容量が後
述の好適な範囲になるようにせしめられる。
On the other hand, the fluorine-containing polymer with a high ion-exchange capacity to be blended with the fluorine-containing polymer with a low ion-exchange capacity is adjusted so that the ion-exchange capacity of the polymer membrane falls within the desired range. and the mixing amount is selected. However, too high an ion exchange capacity is disadvantageous in terms of mechanical properties as a polymer membrane, so the upper limit is preferably selected from a range of about 6, particularly 2.2 or less. Thus, by blending the above-mentioned at least two types of fluorine-containing Pi aggregates, the ion exchange capacity after blending can be made to fall within the preferred range described below.

本発明で高分子膜を製造するのに使用される含フツ素重
合体としては、フッ素化オレフィン単量体とカルボン酸
型官能基を有する重合能ある単量体との共重合体が例示
され得る。か\る共重合体としては、特に、以下の(イ
)、(ロ)の構造を有する含フツ素重合体が好ましい。
Examples of the fluorine-containing polymer used to produce the polymer membrane in the present invention include a copolymer of a fluorinated olefin monomer and a polymerizable monomer having a carboxylic acid type functional group. obtain. As such copolymers, fluorine-containing polymers having the following structures (a) and (b) are particularly preferred.

(イ) ±OF、−0XX’ +  、   (ロ)±
at’2−cx±こ\で、XはF 、01.H又は−0
Fsであり、X′はX又は−(OF’ t ) m O
F mであり、 mは1〜5の整数であり、Yは次のも
のから選ばれる。
(a) ±OF, -0XX' +, (b) ±
at'2-cx±ko\, where X is F, 01. H or -0
Fs, and X' is X or -(OF' t ) m O
F m, m is an integer from 1 to 5, and Y is selected from the following.

Z      !(。Z! (.

Z         Rf 上記において、Xe”l及びZU、ともに0〜10であ
り、2及びFL(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は一000H、−
Coo−TM又は加水分解によりこれらの基に転化しう
るーON、−COF、−00OR’。
Z Rf In the above, both Xe"l and ZU are 0 to 10, and 2 and FL ( are selected from F or a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms. Also, A is 1000H, -
Coo-TM or -ON, -COF, -00OR' which can be converted into these groups by hydrolysis.

−CON R’R”などの官能基であり、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−NR’R
’R’R’ 、 lはMの原子価数、R1は炭素数1〜
20のアルキル基、nG 、 R$ 、 R4、nG 
、 am及びR7は水素原子又はR1を示す。
-CON R'R'', M is a metal atom such as an alkali metal or alkaline earth metal, or -NR'R
'R'R', l is the valence number of M, R1 is the number of carbon atoms from 1 to
20 alkyl groups, nG, R$, R4, nG
, am and R7 represent a hydrogen atom or R1.

而して、本発明においては、カルボン酸型官能基を有す
る含フツ素重合体(以下、カルボン酸型フッ素樹脂と略
記する)は、弗素化したエチレン系不飽和単量体(Il
とカルボン酸型官能性単量体(IIとの共重合体である
ことができる。
Accordingly, in the present invention, the fluorine-containing polymer having a carboxylic acid type functional group (hereinafter abbreviated as carboxylic acid type fluororesin) is a fluorinated ethylenically unsaturated monomer (Il).
and a carboxylic acid type functional monomer (II).

(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’2=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。(n)としては、
一般式OF、=OXY (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、 CF 2 =OX  (OOF 2 CF ROp  
(0) q  (OF ROr−A(こ\で、pはO〜
6e Q’はO〜1.[はθ〜12の整数であり、X、
Rf、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、R(は−ci
;’s 。
(Il is exemplified by tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, propylene hexafluoride, ethylene trifluoride, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, etc., and preferably the general formula OF'2=OXX' (X and X' is a fluorinated olefin compound represented by (as described above).Among them, perfluoroolefin compounds are preferred, and tetrafluoroethylene is particularly preferred.(n) is
A fluorovinyl compound of the general formula OF, =OXY (X and Y are as described above) is desirable, and a preferred one is CF 2 =OX (OOF 2 CF ROp
(0) q (OF ROr-A (here, p is O~
6e Q' is O~1. [ is an integer from θ to 12, X,
A fluorovinyl compound represented by Rf and A are as described above, and R1 is Rf is exemplified. From the point of view of performance and availability, X is a fluorine atom, R( is -ci
;'s.

R1はフッ素原子、pはθ〜1eQは0〜1゜TはO〜
8であることが好ましい。か\るフルオロビニル化合物
([1の好ましい代表例としては、0F2=OFO(O
F2)レ−s 0OOR’。
R1 is a fluorine atom, p is θ~1eQ is 0~1°T is O~
Preferably, it is 8. A fluorovinyl compound (a preferred representative example of 1 is 0F2=OFO(O
F2) Rays 0OOR'.

OF 2 =OFO(CF 2 )+ −s OOF 
、 OF 2 =OF (OF 2)o−sooOR’
 。
OF2=OFO(CF2)+-sOOF
, OF 2 =OF (OF 2)o-sooOR'
.

CF2 =OFOOF2 C!F(OFs )OOF2
0F2000R’  。
CF2 = OFOOF2 C! F(OFs)OOF2
0F2000R'.

OF’2=CFOOF20F(CFs )OOP20F
200Fなどが挙げちれる。
OF'2=CFOOF20F(CFs)OOP20F
Examples include 200F.

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52〜2417
6、同52−24177号公報などを参照)、酸化処理
(特開昭56−132094 、同53−132069
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7た重合体が、特定のカ
ルボン酸型フッ素樹脂として使用されても良い。勿論、
単量体の段階で同様の処理によって、前記の如きカルボ
ン酸型官能性単量体(II)に転換しても良い。
In addition, in the present invention, functional groups other than carboxylic acid type,
For example, reduction treatment of fluorinated copolymers having sulfonic acid type functional groups (JP-A No. 52-24175, No. 52-2417)
6, JP-A-52-24177, etc.), oxidation treatment (JP-A-56-132094, JP-A-53-132069)
A polymer in which a sulfonic acid type functional group is converted to a carboxylic acid type functional group by a method such as 7) may be used as the specific carboxylic acid type fluororesin. Of course,
The monomer may be converted into the carboxylic acid type functional monomer (II) as described above by the same treatment.

更に、本発明においては、カルボン酸型フッ素樹脂の構
成単位として、前記の(I)や(III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
、=OFOQ (Qは炭素数1〜10のパーフルオロア
ルキル基を示す)の如きフルオロビニルエーテル、CF
2鴨Fl−CF鴨F2゜OF 2 =OFO(OF 2
)r〜、 0CF=C!F2の如きジビニルモノマー、
更にはスルホン酸型官能基などを有する他の官能性単量
体などの一種又は二種以上を併用することもできる。
Furthermore, in the present invention, the above-mentioned (I), (III) or (A) is used as a structural unit of the carboxylic acid type fluororesin.
It is also possible to use two or more of each of (b) and (b).
In addition to these, other components such as olefin compounds such as ethylene, propylene, and imbutylene, OF
, =OFOQ (Q represents a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms), fluorovinyl ethers such as CF
2 duck Fl-CF duck F2゜OF 2 =OFO(OF 2
) r~, 0CF=C! divinyl monomers such as F2,
Furthermore, one or more types of other functional monomers having sulfonic acid type functional groups etc. can also be used in combination.

上記(イ)及び(ロ)の重合単位からなる共重合体の場
合、上記(イ)、(ロ)の割合は、それぞれ所望のイオ
ン交換容量を与えるように、共重合体中の(ロ)の重合
単位の量を選定することにより、適宜制御され得る。ま
た、本発明におけるカルボン酸型フッ素樹脂は、グラフ
ト共重合体又はブロック共重合体でもよいが、上記(イ
)や(ロ)あるいは(I)や(Illの如きモノマーを
直接共重合させて得られる共重合体が、官能基の均一な
分散性の点で特に好ましい。
In the case of a copolymer consisting of the polymerized units of (a) and (b) above, the ratios of (a) and (b) above are determined so that each of the (b) units in the copolymer provides the desired ion exchange capacity. The amount of polymerized units can be appropriately controlled by selecting the amount of polymerized units. In addition, the carboxylic acid type fluororesin in the present invention may be a graft copolymer or a block copolymer, but it can be obtained by directly copolymerizing monomers such as (a), (b), (I), and (Ill) above. Particularly preferred are copolymers with uniform dispersibility of functional groups.

本発明におけるカルボン酸型フッ素樹脂を上記の如く共
重合反応によって製造する場合、不活性有機溶媒又は水
性媒体を使用し又は使用せずに、パーオキシ化合物、ア
ゾ化合物、紫外線、電離性放射線の如き重合開始源の作
用のもとに既知の手段によって共重合を実施できる。例
えば、特公昭48−2223号公報、特公昭48−20
788号公報、特公昭48−41942号公報、米国特
許第3282875号明細書などに記載されている方法
などによって共重合できる。重合方式としても、塊状重
合、溶液重合。
When the carboxylic acid type fluororesin of the present invention is produced by a copolymerization reaction as described above, polymerization using peroxy compounds, azo compounds, ultraviolet rays, ionizing radiation, etc. The copolymerization can be carried out by known means under the action of an initiating source. For example, Japanese Patent Publication No. 48-2223, Japanese Patent Publication No. 48-20
Copolymerization can be carried out by methods such as those described in Japanese Patent Publication No. 788, Japanese Patent Publication No. 48-41942, and US Pat. No. 3,282,875. Polymerization methods include bulk polymerization and solution polymerization.

懸濁重合、乳化重合などの各種重合方式が採用できる。Various polymerization methods such as suspension polymerization and emulsion polymerization can be employed.

本発明において、カルボン酸型フッ素樹脂のカルボン酸
型官能基の含有量は、広範囲にわたって採用されるが、
好適な実施態様では、後述のイオン交換容量で0.01
〜6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
、カルボン酸型フッ素樹脂の分子量は、高分子膜として
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70〜300℃程度とするのが
好適である。
In the present invention, the content of the carboxylic acid type functional group in the carboxylic acid type fluororesin can be adopted over a wide range;
In a preferred embodiment, the ion exchange capacity described below is 0.01.
Selected from a wide range of ~6 meq/g dry resin. The ion exchange capacity is preferably 0.1 to 2.
.. Approximately 2 milliequivalents/gram dry resin is employed. In addition, from the viewpoint of mechanical strength as a polymer membrane, the molecular weight of the carboxylic acid type fluororesin is expressed as the TQ value described below.
The temperature is preferably 50°C or higher, preferably about 70 to 300°C.

本明細書中において、rTQJ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100−1”7秒を示t 温tがTQと定義
される。こ\において容量流速は、重合体としてカルボ
ン酸型官能基を一〇 〇 00 Hz基としたものを使
用し、該重合体をろOkg/−加圧下、一定温度の経1
富−1長さ2+nのオリフィスから溶融流出せしめ、流
出する重合体量をfl”7秒の単位で示したものである
In this specification, the term rTQJ is defined as follows. That is, the temperature t is defined as TQ, which indicates a volumetric flow rate of 100-1"7 seconds, which is related to the molecular weight of the polymer. Here, the volumetric flow rate is 100 Hz when the carboxylic acid type functional group is used as a polymer. The polymer was filtered at a constant temperature for 1 kg/- under pressure.
The amount of polymer melted and flowed out from an orifice with a length of 2+n is expressed in units of fl''7 seconds.

また、「イオン交換容量」は次のようにして求めた。即
ち、カルボン酸型官能基を一000H基としたカルボ/
酸型フッ素樹脂を、INのHot中で60℃、5時間放
置し、完全にH型に転°換し、)lotが残存しないよ
うに水で充分洗浄した。
In addition, "ion exchange capacity" was determined as follows. That is, carboxylic acid type functional group is 1000H group.
The acid type fluororesin was allowed to stand at 60° C. for 5 hours in IN Hot to completely convert to H type, and was thoroughly washed with water so that no ) lot remained.

その後、このH型の樹脂0.5gを、0.INのNaO
H25−に水25−を加えてなる溶液中に、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Na0
口の量を0.1NのHotで逆滴定することにより求め
るものである。
Then, 0.5 g of this H-type resin was added to 0.5 g of this H-type resin. IN NaO
It was left standing at room temperature for 2 days in a solution of H25- and water 25-. Then, the resin was taken out and the Na0 in the solution was removed.
The amount is determined by back titrating with 0.1N Hot.

かくして得られるイオン交換容量の異なる二種類以」二
の含フツ素重合体をブレンドする場合、それは通常の方
法を用いて行なうことができる。
When blending two or more types of fluorine-containing polymers having different ion exchange capacities, this can be done using a conventional method.

即ち、好ましくは適宜のローラー又はバンバリーミキサ
−などを使用し、好ましくは50℃以−1−〜重合体の
分解点以下の温度で、通常1分間〜1時間の条件下に混
合又は混練せしめられる。
That is, it is preferably mixed or kneaded using an appropriate roller or Banbury mixer, preferably at a temperature of 50° C. or higher and below the decomposition point of the polymer, usually for 1 minute to 1 hour. .

そして、上記含フツ素重合体のブレンドに続いて、又は
か\るブレンドとともに、含フツ素重合体は製膜される
。か\る製膜の方法としては、従来より公知乃至周知の
手段、例えば、プレス成形、ロール成形、押出し成形、
溶液流延法、ディスパージョン成形又は粉末成形などが
採用できる。この場合、必要に応じて製膜時に、ポリエ
チレン、ポリプロピレンなどのオレフィン重合体、好ま
しくはポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラ
フルオロエチレンとの共重合体、四弗化エチレンと六弗
化プロピレンとの共重合体などの含弗素重合体をブレン
ドして成形することもでき、あるいはこれらの重合体か
らなる布、ネットなどの織物、不織布又は多孔質フィル
ムからなる支持体に支持せしめることもできる。尚、か
\るブレンド又は支持体を1形ノ戒する樹脂の重さは、
上記イオン交換容量の値には算入されない。
Subsequently to or together with the blending of the fluorine-containing polymer, the fluorine-containing polymer is formed into a film. As a method for forming such a film, conventionally known or well-known means such as press molding, roll molding, extrusion molding,
Solution casting method, dispersion molding, powder molding, etc. can be adopted. In this case, an olefin polymer such as polyethylene or polypropylene, preferably polytetrafluoroethylene, a copolymer of ethylene and tetrafluoroethylene, or a copolymer of tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene is optionally used during film formation. It can be molded by blending a fluorine-containing polymer such as a polymer, or it can be supported on a support made of a cloth, a woven fabric such as a net, a nonwoven fabric, or a porous film made of these polymers. In addition, the weight of the resin that makes up the blend or support is:
It is not included in the above ion exchange capacity value.

本発明で二種以上のカルボン酸型フッ素樹脂のブレンド
物を、加熱熔融成形法にて高分子膜に製膜する場合など
に、カルボン酸型フッ素樹脂はその有する官能基の分解
を招かないような適宜の官能基形態、例えばカルボン酸
型官能基ヲ酸又はエステル型で行なうのが好ましい。
In the present invention, when a blend of two or more carboxylic acid-type fluororesins is formed into a polymer film by hot melt molding, etc., the carboxylic acid-type fluororesin is used in such a way that its functional groups do not decompose. It is preferable to use an appropriate functional group form, for example, a carboxylic acid type functional group, an acid type or an ester type.

本発明で使用するカルボン酸型フッ素樹脂からなる高分
子膜は、非多孔質の均一膜であり、その膜厚は1〜25
0ミクロン、好ましくは5〜180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
か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的でない
。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。
The polymer film made of carboxylic acid type fluororesin used in the present invention is a non-porous uniform film, and the film thickness is 1 to 25 mm.
0 micron, preferably about 5 to 180 micron. If the film thickness becomes too thin, the film will lack strength or durability. Furthermore, if the membrane is too thick, the amount of permeation of the liquid mixture becomes small, making it impractical. The shape of the polymer membrane is usually a flat membrane, but it can also be used in other shapes such as a cylindrical shape or a hollow fiber shape to increase the surface area. Furthermore, various reinforcing means may be applied, such as embedding a reinforcing material such as a cloth in the membrane, or laminating the membrane on a porous reinforcing body.

本発明方法は、前述のカルボン酸型フッ素樹脂膜で、−
次室と二次室に仕切られた装置を使用して実施される。
The method of the present invention uses the above-mentioned carboxylic acid type fluororesin membrane, -
It is carried out using a device that is divided into a secondary chamber and a secondary chamber.

−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バーベーパ
レージ、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、二次室から最り出して捕集す
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。
- The next chamber contains the organic liquid mixture to be separated or concentrated in liquid form, - The pressure in the crab firebox is reduced by an appropriate method, or
or circulating other liquids or gases. In this way, the organic liquid mixture is permeated through the polymer membrane and separated or concentrated by barbage separation. - The liquid inside the next chamber is preferably circulated externally or internally, or - agitated by providing a suitable stirring device inside the next chamber. The specific polymer membrane is held in a suitable manner to partition the primary chamber and the secondary chamber, but it is advantageous in terms of durability if it is supported by, for example, a perforated reinforcing plate. - Substances that have permeated the polymer membrane from the next chamber are extracted from the second chamber and collected. It is usually desirable to appropriately heat the secondary chamber and/or the secondary chamber using a suitable heating device, such as a heating jacket.

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。
The separation method of the present invention is carried out over a wide range of temperatures, typically from 0 to 200°C, preferably from room temperature to 100°C.
Selected from a range of degrees.

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〜100kg/cds
好ましくは真空〜30ky/−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。
If the temperature is too high, problems will arise in maintaining the shape of the polymer membrane, and if the temperature is too low, the amount of liquid permeated will be small. Generally, the amount of permeation can be increased at high temperatures, but the concentration ratio (separation coefficient) due to membrane permeation becomes smaller. Also,
The applicable pressure range is usually vacuum to 100kg/cds
Preferably, the pressure is from vacuum to about 30 ky/-, and if the pressure is too high, it becomes difficult to maintain the shape of the polymer membrane.

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な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。
The organic liquid mixtures that can be separated by the method of the present invention include various combinations, such as mixtures of organic substances that cannot be separated by normal distillation methods because of the presence of azeotropic points, and mixtures of organic substances that cannot be separated by ordinary distillation methods because their boiling points are close to each other. This method is particularly effective in the case of mixtures of organic substances that are difficult to separate by distillation. Further, the organic liquid mixture may be entirely dissolved in each other uniformly, or a part of the organic liquid mixture may exceed the solubility and precipitate into a suspended state.

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。
However, the organic liquid mixture needs to be in a liquid state in its mixed state within the above-mentioned implementation temperature range and at normal pressure or within the employed pressure range.

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/イソフロパノール、水/エタノール、水/n
−フロパノール、水/アリルアルコール、水/2−メト
キシエタノール、水/イソブタノール。
Examples of such organic liquid mixtures include benzene/cyclohexane and benzene/n as mixtures having an azeotropic point.
- mixtures of organic substances such as hexane, methanol/acetone, benzene/methanol, acetone/chloroform; water/isopropanol, water/ethanol, water/n
-furopanol, water/allylic alcohol, water/2-methoxyethanol, water/isobutanol.

水/n−ブタノール、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−メチルー1−ブタノールなどの水/
アルコール系混合物1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、容
剤系混合物などが挙げられる。
Water/n-butanol, water/2-butanol, water/furfuryl alcohol, water/n-pentanol, water/2-pentanol, water/water such as 4-methyl-1-butanol/
Alcohol-based mixtures 1 Water/organic and vehicle-based mixtures such as water/tetrahydrofuran, water/dioxane, and water/methyl ethyl ketone can be mentioned.

また、沸点が相互に近接している混合物としテハ、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7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/ミー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。
In addition, as mixtures whose boiling points are close to each other, TE, ethylbenzene/styrene, p-chloroethylbenzene/p
-Chlorstyrene, toluene/methyl 7 chlorohexane,
Examples include butadiene/butenes, butadiene/butanes, n-butene/mebutene, and the like. Other examples include water/glycerin, water/glycols, water/propylene chlorohydrin, water/propylene dichlorohydrin, water/epichlorohydrin, water/hydrazine, and isomer mixtures.

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、例えば有機液体
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。
Furthermore, the method of the present invention can be applied to these mixtures not only in the above two-component systems but also in multi-component systems, such as ternary or more. Of course, the method of the invention can also be applied to mixtures containing organic and inorganic substances, such as wastewater containing organic liquids.

そして、処理すべき液体混合物の温容割合は任意の範囲
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。
The temperature volume ratio of the liquid mixture to be treated can be changed within an arbitrary range, but in general, the closer the ratio is to the equal-situation mixture, the higher the concentration ratio will be. If the desired purity cannot be obtained by passing through a polymer membrane once (-membrane concentration), pass it through a similar device multiple times (multi-stage concentration).
It is also possible to concentrate or separate the organic liquid mixture to the desired extent.

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。
Further examples of the present invention are provided below. Although a specific explanation will be given, it goes without saying that the present invention is not limited to this explanation in any way.

実施例1 テトラフルオロエチレンとOF 、 =OFO(OF、
)100OOH*と金、アゾビスイソブチロニトリルを
触媒として塊状で共重合させ、イオン交換容量1.60
 meq/gの共重合体■を得た。一方、上記両モノマ
ーをアゾビスイソブチロニトリルを触媒として、トリク
ロロトリフルオロエタンを溶媒として溶液重合させ、イ
オン交換容量0.70 meq/gの共重合体■を得た
。次いで、共重合体■の80重量部及び共重合体■の2
0重量部を、ロールを用いてブレンドし、更に230℃
でプレス成形して厚さ100μのフィルムトシた。
Example 1 Tetrafluoroethylene and OF, =OFO(OF,
) 100OOH*, gold, and azobisisobutyronitrile are used as catalysts to copolymerize in bulk, resulting in an ion exchange capacity of 1.60.
Copolymer (2) of meq/g was obtained. On the other hand, both of the above monomers were subjected to solution polymerization using azobisisobutyronitrile as a catalyst and trichlorotrifluoroethane as a solvent to obtain a copolymer (2) having an ion exchange capacity of 0.70 meq/g. Next, 80 parts by weight of copolymer (1) and 2 parts of copolymer (2)
0 parts by weight were blended using a roll and further heated at 230°C.
It was press-molded to form a film with a thickness of 100μ.

該フィルムを苛性ソーダ中で加水分解した後、純水中9
0℃で16時間処理し、次いで70℃で24時間乾燥し
、イオン交換容量1.42meq/gの膜を得た。該膜
を用いてバーベーパレージ讃ンにより水とイソプロパツ
ールの混合液(インプロパツール/水=82/18.重
量比)を分離した。温度40℃、透過側圧力10’mH
gにおいて得られた水のイソプロノ(ノールに対する分
離係数は18.9であり、透過量は506g/−・hr
であった。
After hydrolyzing the film in caustic soda,
It was treated at 0°C for 16 hours and then dried at 70°C for 24 hours to obtain a membrane with an ion exchange capacity of 1.42 meq/g. Using this membrane, a mixed solution of water and isopropanol (impropanol/water = 82/18. weight ratio) was separated by barbage separation. Temperature 40℃, permeate side pressure 10'mH
The separation coefficient for isoprono(nol) of water obtained at
Met.

実施例2 テトラフルオロエチレンと 0F2=CFOOF20F (OFs )o (OF2
) 1oooCHsとを共重合させ、イオン交換容量が
1.40 meq/gと0.72me q / gの二
種類の共重合体を得た。前者の75重量部及び後者の2
5重量部を、ロールでブレンドし、イオン交換容量1.
23 meq/gのブレンド物とした。該ブレンド物か
らプレス成形によって厚さ100μのフィルムを得た。
Example 2 Tetrafluoroethylene and 0F2=CFOOF20F (OFs )o (OF2
) 1oooCHs to obtain two types of copolymers with ion exchange capacities of 1.40 meq/g and 0.72 meq/g. 75 parts by weight of the former and 2 parts by weight of the latter
5 parts by weight were blended on a roll to give an ion exchange capacity of 1.
It was made into a blend of 23 meq/g. A film with a thickness of 100 μm was obtained from the blend by press molding.

か7<シて得られたフィルムを苛性ソーダ中で加水分解
した後、塩酸中で官能基を一000H型とし、純水中9
0℃、16時間処理し、70℃で24時間乾燥させた。
After hydrolyzing the obtained film in caustic soda, the functional group was changed to 1000H type in hydrochloric acid, and the film was diluted with 9% in pure water.
It was treated at 0°C for 16 hours and dried at 70°C for 24 hours.

該膜を用いてバーベーパレージ、ンにより、水とエタノ
ールの混合液(エタノール/水=94/6.重量比)を
分離した。40℃e 10 ””Hgにおいて得られた
水のエタノールに対する分離係数は5.52であり、透
過量は732 g/−・hrであった。
Using this membrane, a mixture of water and ethanol (ethanol/water = 94/6. weight ratio) was separated by barbage separation. The separation coefficient of the obtained water with respect to ethanol at 40°C e 10 ""Hg was 5.52, and the permeation amount was 732 g/-.hr.

手続補正書(絋) 昭和57年 4月を日 特許庁長官 島田春樹殿 1、事件の表示 昭和56年特許願第190698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 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
Procedural amendment (letter) April 1980, Japan Patent Office Commissioner Haruki Shimada1, Indication of the case, Patent Application No. 190698, filed in 19822, Name of the invention, Method for separating liquid mixtures3, Person making the amendment, Case and Relationship Patent applicant address 2-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Name (
004) Asahi Glass Co., Ltd. 6. Number of inventions increased by amendment None 7. Subject of amendment Specification

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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、カルボン酸型官能基を有する含フツ素重合体の
イオン交換容量が異なる少なくとも二種以上のプレノド
物からなる高分子III ヲ用いて、パーペーパレージ
、ンによっテ分離することを特徴とする液体混合物の分
離方法。
A liquid mixture containing at least an organic liquid as one of its constituent components is prepared by using a polymer III consisting of at least two or more types of fluorine-containing polymers having different ion exchange capacities having carboxylic acid type functional groups. A method for separating a liquid mixture, characterized by separating it by paperage.
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