JPS5892416A - 液体混合物の分離方法 - Google Patents
液体混合物の分離方法Info
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- JPS5892416A JPS5892416A JP19070481A JP19070481A JPS5892416A JP S5892416 A JPS5892416 A JP S5892416A JP 19070481 A JP19070481 A JP 19070481A JP 19070481 A JP19070481 A JP 19070481A JP S5892416 A JPS5892416 A JP S5892416A
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- JP
- Japan
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- ion exchange
- membrane
- liquid mixture
- org
- water
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
(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】
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ベーパレーションによ膜
分離又は濃縮する方法に関する。
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ベーパレーションによ膜
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ペーバレーションプロセスト呼
ハレ、高分子膜の一次側(高圧側)に処理すべき液体を
併給し、透過し易い物質を二次側(低圧側)に蒸りとし
て優先的に透過させる方法でりる。この膜分離法は、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歴の小さい混合物系
、加熱によって重合や変性を起す物雀を含む混合物を分
離又は濃縮する新しい方法として注目されている。
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ペーバレーションプロセスト呼
ハレ、高分子膜の一次側(高圧側)に処理すべき液体を
併給し、透過し易い物質を二次側(低圧側)に蒸りとし
て優先的に透過させる方法でりる。この膜分離法は、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歴の小さい混合物系
、加熱によって重合や変性を起す物雀を含む混合物を分
離又は濃縮する新しい方法として注目されている。
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、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、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勝が知られている。しかしな
がら、か\る膜ヲ用いてパーベーパレーションにより有
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αAB )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1分
離係数αABは次の如きで(2) 有様液体混合物が
高分子膜を通過する透過1k(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
厚を極端に薄くシなければならない。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。
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、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、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勝が知られている。しかしな
がら、か\る膜ヲ用いてパーベーパレーションにより有
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αAB )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1分
離係数αABは次の如きで(2) 有様液体混合物が
高分子膜を通過する透過1k(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
厚を極端に薄くシなければならない。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。
而して、前記の改良プロセスとして、高分子部一体にス
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54−33279号公報などに開示されてい
る。
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54−33279号公報などに開示されてい
る。
本発明者ハ、パーベーパレーションによす各種有機液体
混合物を分離又は濃縮する手段について、種々研究、検
討を重ねた結果、含フツ素イオン交換樹脂に炭化ケイ素
、酸化チタンの如き無機物微細粒子を特定割合で均一混
合して製膜された肩分子膜が、前記難点を円滑有利に解
消しうろことを見出した。
混合物を分離又は濃縮する手段について、種々研究、検
討を重ねた結果、含フツ素イオン交換樹脂に炭化ケイ素
、酸化チタンの如き無機物微細粒子を特定割合で均一混
合して製膜された肩分子膜が、前記難点を円滑有利に解
消しうろことを見出した。
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酸分の一つとする液体混合
物を、イオン交換基を有する含フッ素イオン交換樹脂1
00型量 機微細’ff1) 0, 5〜50重量部を均一に混合
して製膜されてなる高分子膜を用いて、パーベーパレー
ショ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。
なくとも有機液体をその構成酸分の一つとする液体混合
物を、イオン交換基を有する含フッ素イオン交換樹脂1
00型量 機微細’ff1) 0, 5〜50重量部を均一に混合
して製膜されてなる高分子膜を用いて、パーベーパレー
ショ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。
本発明においては、無機微細物を特定割合で含フツ素イ
オン交換樹脂に均一(混合して製膜することが重要であ
る。無機微細物の混合割合は含フッ素イオン交換樹脂1
註0 〜50重量部、好ましくは5〜30重世部の範囲から選
定される。そして、本発明では、無機微細物は均一混合
されていることが重要であシ、かかる均一混合の観点か
ら粒子径0,1〜100ミクロン、好ましくは0.1〜
50ミクロンの微細粒子あるいは径0. 1〜100ミ
クロン、好ましくはo. i〜50ミクロン、長さ1ミ
クロン〜5mの微細細路が採用される。
オン交換樹脂に均一(混合して製膜することが重要であ
る。無機微細物の混合割合は含フッ素イオン交換樹脂1
註0 〜50重量部、好ましくは5〜30重世部の範囲から選
定される。そして、本発明では、無機微細物は均一混合
されていることが重要であシ、かかる均一混合の観点か
ら粒子径0,1〜100ミクロン、好ましくは0.1〜
50ミクロンの微細粒子あるいは径0. 1〜100ミ
クロン、好ましくはo. i〜50ミクロン、長さ1ミ
クロン〜5mの微細細路が採用される。
前記無機微細物の種類などについては、特に限定する理
由はないが、これら微細粒子あるいは微細繊維がブレン
ドされた含フツ素イオン交換樹脂膜の使用目的や使用条
件などに応じて選定されるのが望ましい。即ち、通常は
特定ブレンド膜を使用する液体に対して耐久性の観1点
から、無機微細物が選定され、なかでも非導電性物質が
好ましい。そして1代表例としては金属の酸化物、水り
化物、炭化物、窒化物モ゛シ<はこれらの混合物などが
挙げられる。好適な具体例としては、周期律表■−A族
(好ましくは、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛)、I
V−Bl(好マシくハ、チタン、ジルコニウム、ハフニ
ウム)、V−B族(好ましくは、ニオブ、タンタル)、
鉄族金属(鉄、コバルト、ニッケル)、クロム、マンガ
ン又はホウ業の単体又は合金、酸化物、水酸化物、窒化
物又は炭化物などが耐久性材料として使用される。
由はないが、これら微細粒子あるいは微細繊維がブレン
ドされた含フツ素イオン交換樹脂膜の使用目的や使用条
件などに応じて選定されるのが望ましい。即ち、通常は
特定ブレンド膜を使用する液体に対して耐久性の観1点
から、無機微細物が選定され、なかでも非導電性物質が
好ましい。そして1代表例としては金属の酸化物、水り
化物、炭化物、窒化物モ゛シ<はこれらの混合物などが
挙げられる。好適な具体例としては、周期律表■−A族
(好ましくは、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛)、I
V−Bl(好マシくハ、チタン、ジルコニウム、ハフニ
ウム)、V−B族(好ましくは、ニオブ、タンタル)、
鉄族金属(鉄、コバルト、ニッケル)、クロム、マンガ
ン又はホウ業の単体又は合金、酸化物、水酸化物、窒化
物又は炭化物などが耐久性材料として使用される。
本発明における無機微細物としては、硬度が大きく優れ
た耐久性と耐熱性を有するセラミックス粒子なども使用
され、酸化物セラミックスに限らず、非酸化物セラミッ
クスも例示され得る。例えば、炭化物、窒化物、ケイ化
物、ホウ化物又は値化物などが挙けられる。炭化物とし
てはHfC,TaC,ZrC,SiC,BsO,W(1
!、 Tic。
た耐久性と耐熱性を有するセラミックス粒子なども使用
され、酸化物セラミックスに限らず、非酸化物セラミッ
クスも例示され得る。例えば、炭化物、窒化物、ケイ化
物、ホウ化物又は値化物などが挙けられる。炭化物とし
てはHfC,TaC,ZrC,SiC,BsO,W(1
!、 Tic。
CrC,UC,Bed!などが、ケイ物としてはOr。
Mo、 W、 Ti、 Nb又はZrのケイ−。化物な
どが、窒化物としてはBN、 5isN4. TiN、
AINなどが、ホウ化物としてはTi、 Zr、 H
f、 Oe、 Mo、 W。
どが、窒化物としてはBN、 5isN4. TiN、
AINなどが、ホウ化物としてはTi、 Zr、 H
f、 Oe、 Mo、 W。
Ta、Nb又はLaのホウ化物などが、壕だ硫化物とし
てはFea日a 、 MO82などが例示される。なか
でもSi(!、 B4C,BN、 5iaN4. Ti
N、 AIN。
てはFea日a 、 MO82などが例示される。なか
でもSi(!、 B4C,BN、 5iaN4. Ti
N、 AIN。
MOSi2. LaB5などは好適な具体例である。
その他本発明における無機微細物としては、TiO2、
ZrO2、N1)20K 、 Taxes 、 Fez
Oa 、 Fe5Oi 。
ZrO2、N1)20K 、 Taxes 、 Fez
Oa 、 Fe5Oi 。
SnO+ 、 CeO2などが例示される。
本発明において、含フツ素イオン交換樹脂としては、カ
ルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水
酸基などのイオン交換基を有する含フツ素重合体からな
る樹脂が好ましい。
ルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水
酸基などのイオン交換基を有する含フツ素重合体からな
る樹脂が好ましい。
かかる樹脂としては例えばテトラフルオロエチレン、ク
ロロトリフルオロエチレンfxど(Dピニルモノマート
、スルホン酸、カルボン酸、リン酸基力どのイオン交換
基含有フルオロビニルモノマーとの共重合体構造を有す
るものが好ましい。
ロロトリフルオロエチレンfxど(Dピニルモノマート
、スルホン酸、カルボン酸、リン酸基力どのイオン交換
基含有フルオロビニルモノマーとの共重合体構造を有す
るものが好ましい。
特に以下の(イ)、(ロ)の構造からなる重合体の使用
が好ましい。
が好ましい。
(イ)+CFz−CXX’ −)−、(ロ)+CFx−
CX −)−■ ここでXはF、 C1,H又は−CFmでアわ、X′は
X又はCFs (CFz←であり、mは1〜5であす、
Yは次のものから選ばれる。
CX −)−■ ここでXはF、 C1,H又は−CFmでアわ、X′は
X又はCFs (CFz←であり、mは1〜5であす、
Yは次のものから選ばれる。
+CF2 )−A 、 −0−+(!F2−)−A 、
−(−0−C!F’!−0F−)−A。
−(−0−C!F’!−0F−)−A。
X X 17x+7+zは
、ともにθ〜10であり、Z、Rfは−F’ 又は炭素
al〜10のパーフルオロアルキルれらの基に転化しう
る一802F 、 −ON 、 −COF 。
、ともにθ〜10であり、Z、Rfは−F’ 又は炭素
al〜10のパーフルオロアルキルれらの基に転化しう
る一802F 、 −ON 、 −COF 。
−0OOR” 、 −8OsR’ 、 −CONR”R
”、 −8OzNR2R”の如き酸型官能基であシ、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’であり、tはMの原子価数であり
、R′は炭素数1〜20(7)フル*ル基f6り、R2
、Ra 、 R4、R8、Ra及びR7は水素原子又は
R′を示す。
”、 −8OzNR2R”の如き酸型官能基であシ、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’であり、tはMの原子価数であり
、R′は炭素数1〜20(7)フル*ル基f6り、R2
、Ra 、 R4、R8、Ra及びR7は水素原子又は
R′を示す。
而して、本発明においては、含フツ素イオン交換樹脂(
以下、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、ズ■)と酸型官能性単量体(It
)との共重合体であることができる。
以下、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、ズ■)と酸型官能性単量体(It
)との共重合体であることができる。
(1)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CFx=OXX’ (X及びX′は前記の通り
)で表わされるフッ紫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。(IT)としては
、一般式CF2=OXY (X及びYは前記の通シ)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 =CX (OCF 2 CFRf) p (
0) q−(CFR’f) r二人(ここでpはθ〜3
、qはO〜1、rはO〜12の整数であり、X、Rf、
Aは前記の通りであり、R/。
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CFx=OXX’ (X及びX′は前記の通り
)で表わされるフッ紫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。(IT)としては
、一般式CF2=OXY (X及びYは前記の通シ)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 =CX (OCF 2 CFRf) p (
0) q−(CFR’f) r二人(ここでpはθ〜3
、qはO〜1、rはO〜12の整数であり、X、Rf、
Aは前記の通りであり、R/。
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、Rfは−C1t・s 、 R/、はフッ素原子、
pはθ〜1、qはθ〜1、rはθ〜8であることが好ま
しい。か\るフルオロビニル化合物(II)の好ましい
代六例としては、C!Fz=OFO(CFz ) □〜
8cooR’ 、 CFg=CFO(cF′z ) 1
〜1lcoF。
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、Rfは−C1t・s 、 R/、はフッ素原子、
pはθ〜1、qはθ〜1、rはθ〜8であることが好ま
しい。か\るフルオロビニル化合物(II)の好ましい
代六例としては、C!Fz=OFO(CFz ) □〜
8cooR’ 、 CFg=CFO(cF′z ) 1
〜1lcoF。
OF 2=OF (C!F2 )。、、C0OR’ 。
0F2=C!FOOFzOF(CF’5)OOF*CF
zCOOR’ 。
zCOOR’ 。
CFz=CFOCFzOF(OF’s)OCFgC!F
zC!OF 。
zC!OF 。
CF2=CFo(CF2)1〜.5o2F。
cFz=CFOCFt C? ((Js ) 0cFz
CFz B02Fなどが挙げられる。
CFz B02Fなどが挙げられる。
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(%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53−132094、同53−132069号
公報などをF′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た重合体が、特定の酸型
フッ素樹脂として使用されても良い。勿論、カルボン酸
型をスルホン酸型に転換したものや、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やスルホン
酸型に1枦し、前記の酸型官能性単量体(n)として使
用しても良い。
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(%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53−132094、同53−132069号
公報などをF′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た重合体が、特定の酸型
フッ素樹脂として使用されても良い。勿論、カルボン酸
型をスルホン酸型に転換したものや、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やスルホン
酸型に1枦し、前記の酸型官能性単量体(n)として使
用しても良い。
更に、本発明においては、特定の酸型フッ素樹脂の構成
単位として、前記の(1)や(It) I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、0F2
=CFOQ、 (Qは炭素数1〜10のパーフルオロア
ルキル基を示す)の如キフルオロビニルエーテル、0F
2=OF−CF=(:!Fz 。
単位として、前記の(1)や(It) I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、0F2
=CFOQ、 (Qは炭素数1〜10のパーフルオロア
ルキル基を示す)の如キフルオロビニルエーテル、0F
2=OF−CF=(:!Fz 。
CFz=CFO(CFg ) 1〜.0CF=CFzの
如き外ビニルモノマー、その他を一種又は二種以上で併
用することもできる。
如き外ビニルモノマー、その他を一種又は二種以上で併
用することもできる。
本発明における特定の高分子膜は、下記の如く、広範囲
にわたってイオン交換容量が変更され得るが、か\るイ
オン交換容量を与えるため、上記(イ)及び(ロ)の重
合単位からなる共重合体から構成された特定の含フツ素
イオン交換樹脂膜の場合、好ましくは(ロ)の重合単位
がo、 1= 50モルチ、特には1〜40モルチ程度
であるのが好適である。
にわたってイオン交換容量が変更され得るが、か\るイ
オン交換容量を与えるため、上記(イ)及び(ロ)の重
合単位からなる共重合体から構成された特定の含フツ素
イオン交換樹脂膜の場合、好ましくは(ロ)の重合単位
がo、 1= 50モルチ、特には1〜40モルチ程度
であるのが好適である。
本発明において、酸型フッ素樹脂中の酸型官能基の含有
賃は、広範囲にわたって採用されるが、イオン交換容量
で0.01〜3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。
賃は、広範囲にわたって採用されるが、イオン交換容量
で0.01〜3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、特定の酸
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℃程度とするのが好漬である
。
量/グラム乾燥樹脂程度が採用される。また、特定の酸
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℃程度とするのが好漬である
。
本明細書中において、rTJ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100cd/秒を示すtiがTQ、と定義され
る。こ\において容量流速は、重合体として酸型官能基
を−COOCH3基などメチルエステル型としたものを
使用し、該重合体を30 Kg / al加圧下、一定
温度の径11111、長さ2w11のオリフィスから熔
融流出せしめ、流出する重合体量を一/秒の単位で示し
たものである。また、「イオン交換容量」は次のように
して求めた。即ち、酸型官能基を一〇〇〇Hの如きH型
とした特定の酸型フッ素樹脂を、INのHCl中で60
℃、5時間放置し、完全にH型に転換し、HClが残存
しないように水で充分洗浄した。その後、このH型の樹
脂05グを、0」NのNaOH25−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NaOHのfを0.INのMCI
で逆滴定することにより求めるものである。
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100cd/秒を示すtiがTQ、と定義され
る。こ\において容量流速は、重合体として酸型官能基
を−COOCH3基などメチルエステル型としたものを
使用し、該重合体を30 Kg / al加圧下、一定
温度の径11111、長さ2w11のオリフィスから熔
融流出せしめ、流出する重合体量を一/秒の単位で示し
たものである。また、「イオン交換容量」は次のように
して求めた。即ち、酸型官能基を一〇〇〇Hの如きH型
とした特定の酸型フッ素樹脂を、INのHCl中で60
℃、5時間放置し、完全にH型に転換し、HClが残存
しないように水で充分洗浄した。その後、このH型の樹
脂05グを、0」NのNaOH25−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NaOHのfを0.INのMCI
で逆滴定することにより求めるものである。
本発明においては、前記の無機微細物と酸型フッ素樹脂
とが均一混合され製膜される。そして、かくして得られ
るブレンド膜は、必ずしも一種の重合体から形成する必
要はなく、また−糎類の酸型官餅基だけを有する必要も
ない。例えば、イオン交換容量として二種類の重合体を
併用しても良く、カルボン酸基などの弱酸性官能基とス
ルホン酸基などの強酸性官能基とを併用したブレンド膜
であっても良いJ製膜に当っては、従来より公知乃至周
知の種々の方法が緩用され得る。また、か\る特定ブレ
ンド膜は必要により好ましくはポリテトラフルオロエチ
レンなどの含フツ素重合体からなる布、網などの織物、
不織布、又は金属製のメツシュ、多孔体などで補強する
ことができる。
とが均一混合され製膜される。そして、かくして得られ
るブレンド膜は、必ずしも一種の重合体から形成する必
要はなく、また−糎類の酸型官餅基だけを有する必要も
ない。例えば、イオン交換容量として二種類の重合体を
併用しても良く、カルボン酸基などの弱酸性官能基とス
ルホン酸基などの強酸性官能基とを併用したブレンド膜
であっても良いJ製膜に当っては、従来より公知乃至周
知の種々の方法が緩用され得る。また、か\る特定ブレ
ンド膜は必要により好ましくはポリテトラフルオロエチ
レンなどの含フツ素重合体からなる布、網などの織物、
不織布、又は金属製のメツシュ、多孔体などで補強する
ことができる。
本発明において、無機微細物と含フツ素イオン交換樹脂
との均一混合、製膜は前記の如く各種手段にて行なわれ
る。例えば、含フツ素イオン交換樹脂の水性ディスパー
ジョンや有機溶液、ディスパージョンなどを使用して無
機微細物との均一混合を湿式で行なったり、無機微細物
が混合されたかかる有機溶液、ダイスバージョンなどか
らキャスト法などで製膜することなども可能である。勿
論、トライブレンド方式の採用やブレンド物を加熱熔融
成形により製膜することもできる。後者の加熱熔融成形
による製膜の際に、含フツ素イオン交換樹脂はその有す
るイオン交換基の分解を招かないような適宜のイオン交
換基の形態、例えばカルボン酸基のときは酸又はエステ
ル型で行なうのが好ましく、またスルホンM基のときは
一8OgF型で行なうのが好ましい。さらには、プレノ
ド物會予め加熱熔融bt形してベレット化しそれを押出
し成形やプレス成形などにより製膜することもできる。
との均一混合、製膜は前記の如く各種手段にて行なわれ
る。例えば、含フツ素イオン交換樹脂の水性ディスパー
ジョンや有機溶液、ディスパージョンなどを使用して無
機微細物との均一混合を湿式で行なったり、無機微細物
が混合されたかかる有機溶液、ダイスバージョンなどか
らキャスト法などで製膜することなども可能である。勿
論、トライブレンド方式の採用やブレンド物を加熱熔融
成形により製膜することもできる。後者の加熱熔融成形
による製膜の際に、含フツ素イオン交換樹脂はその有す
るイオン交換基の分解を招かないような適宜のイオン交
換基の形態、例えばカルボン酸基のときは酸又はエステ
ル型で行なうのが好ましく、またスルホンM基のときは
一8OgF型で行なうのが好ましい。さらには、プレノ
ド物會予め加熱熔融bt形してベレット化しそれを押出
し成形やプレス成形などにより製膜することもできる。
本発明の特定ブレンド膜は、非多孔質の均一膜で、その
膜厚は1〜3ooミクロン、好ましくは5〜250ミク
ロン程度が採用される。膜厚が余りに薄くなると、豚の
強度が不足するが耐久性が不充分となる。また、膜厚が
余りに淳い場合には、液体混合物の透過前が小さくなっ
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遺層するなどの、各種補強
手段を適用しても良い。
膜厚は1〜3ooミクロン、好ましくは5〜250ミク
ロン程度が採用される。膜厚が余りに薄くなると、豚の
強度が不足するが耐久性が不充分となる。また、膜厚が
余りに淳い場合には、液体混合物の透過前が小さくなっ
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遺層するなどの、各種補強
手段を適用しても良い。
本発明方法は、前述のブレンド型の特定高分子膜で、−
水室と二次室に仕切られた装置を使用して実施される。
水室と二次室に仕切られた装置を使用して実施される。
−水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、−ガニ水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軸に透過せしめてパーベーパ
レーションにより分離又は濃縮する。−次弧の内部の液
体は、外部循環や内部循環したり、−水室の内部に適当
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。−水室より高
分子膜を透過した物質は、二次室から取り出して捕集す
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、−水室及び/又は二次室を適宜加熱す
るのが望ましい。
液状で入れ、−ガニ水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軸に透過せしめてパーベーパ
レーションにより分離又は濃縮する。−次弧の内部の液
体は、外部循環や内部循環したり、−水室の内部に適当
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。−水室より高
分子膜を透過した物質は、二次室から取り出して捕集す
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、−水室及び/又は二次室を適宜加熱す
るのが望ましい。
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℃、好ましくは室瀞〜100℃
程度の範囲から選定される。
され、通常は0〜200℃、好ましくは室瀞〜100℃
程度の範囲から選定される。
余りに高温度では高分子膜の形状保持に問題が生じ、ま
た余シに低温度では液体の透迎量が小さくなる。一般的
には、高温度で透過誉を大にす・ることかできるが、膜
透過による濃縮割合(公卿係数)は小さくなる。また、
採用可能な圧力範囲は、通常真空〜100Kf10+!
、好ましくは真空〜30にり/−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。
た余シに低温度では液体の透迎量が小さくなる。一般的
には、高温度で透過誉を大にす・ることかできるが、膜
透過による濃縮割合(公卿係数)は小さくなる。また、
採用可能な圧力範囲は、通常真空〜100Kf10+!
、好ましくは真空〜30にり/−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。
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だめに蒸留分離が非常に離
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。
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だめに蒸留分離が非常に離
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。
たたし、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。
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。
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、ベンセン/
n−ヘキサン、メタ7−ル/アセト/、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/イソプロパツール、水/エタノール、水/
n−プロパノール、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、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;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/有機溶剤系混合物など
が挙げられる。
る混合物としてベンゼン/シクロヘキサン、ベンセン/
n−ヘキサン、メタ7−ル/アセト/、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/イソプロパツール、水/エタノール、水/
n−プロパノール、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、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;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/有機溶剤系混合物など
が挙げられる。
まだ、沸点が相互に近接している混合物としてハ、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/メチルシクロヘキサ
ン、ブタジェン/ブテン類、プタジエ//ブタン類、n
−ブテン/1−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。
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/メチルシクロヘキサ
ン、ブタジェン/ブテン類、プタジエ//ブタン類、n
−ブテン/1−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。
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根物質を含む混合物に対
しても適用され得る。
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根物質を含む混合物に対
しても適用され得る。
そして、処理すべき液体混合物の混合割合は任意の範囲
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、同様の装簑を多数回通過させて(多段−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。
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、同様の装簑を多数回通過させて(多段−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。
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。
、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。
実施例】
粒径25μ以下の酸化鉄粉末1部、テトラフルオロエチ
レンとCFz−C!FO(CF2 ) 3 CooCH
sとの共重合体からなるイオン交換容量が1.23 m
eq/グ乾燥樹脂であるイオン交換樹脂粉末9部、およ
びメタノール50部を自動乳鉢を用いて1時間混合した
後、乾燥させて酸化鉄粉末とイオン交換樹脂粉末からな
る混合粉末を得た。
レンとCFz−C!FO(CF2 ) 3 CooCH
sとの共重合体からなるイオン交換容量が1.23 m
eq/グ乾燥樹脂であるイオン交換樹脂粉末9部、およ
びメタノール50部を自動乳鉢を用いて1時間混合した
後、乾燥させて酸化鉄粉末とイオン交換樹脂粉末からな
る混合粉末を得た。
該混合粉末をプレス成、型機を用いて温度220℃で製
膜し1厚さ200μのブレンドフィルムを得た。該フィ
ルムを苛性ソーダで加水分解し、純水中90℃で16時
間処理した後、70℃で24時間乾燥した。得られた膜
を用いてノく一ペーバレーションによシ水とイソプロノ
くノールの混合′/#(インプロパツール/水=82/
18、重上゛比)を分離した。温度40℃、透過側圧力
10−lmm Hgにおいて得られた水のインプロツキ
ノールに対する分離係数は19.1であり、透過量は3
5oyv/−・Lであった。
膜し1厚さ200μのブレンドフィルムを得た。該フィ
ルムを苛性ソーダで加水分解し、純水中90℃で16時
間処理した後、70℃で24時間乾燥した。得られた膜
を用いてノく一ペーバレーションによシ水とイソプロノ
くノールの混合′/#(インプロパツール/水=82/
18、重上゛比)を分離した。温度40℃、透過側圧力
10−lmm Hgにおいて得られた水のインプロツキ
ノールに対する分離係数は19.1であり、透過量は3
5oyv/−・Lであった。
実施例2
実施例1において、酸化鉄粉末05部およびイオン交換
樹脂粉末9,5部を用いた以外は実施例1と同様な方法
で製膜し、厚さ200μのブレンドフィルムラ得り。
樹脂粉末9,5部を用いた以外は実施例1と同様な方法
で製膜し、厚さ200μのブレンドフィルムラ得り。
該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90℃で16時間処
理し、70℃で24時間乾燥させた。mられ*iを用い
てバーペーノくレーショ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℃、10−’ w 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5.20であり、透
過量は550F / m”・h、であった。
官能基を一000H型とし、純水中90℃で16時間処
理し、70℃で24時間乾燥させた。mられ*iを用い
てバーペーノくレーショ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℃、10−’ w 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5.20であり、透
過量は550F / m”・h、であった。
実施例3
実施例1において、酸化鉄粉末のかわりに平均ファイバ
ーの長さ1.6 ws 、径3ミクロンの酸化ジルコニ
ウムファイバーを用いた以外は実施例1と同様な方法で
製膜し、実施例1と同様の分離実験を行なった。その結
果、分噸係数及び子i退塾°は、それぞれ19.4及び
335PV/−・丸であった。
ーの長さ1.6 ws 、径3ミクロンの酸化ジルコニ
ウムファイバーを用いた以外は実施例1と同様な方法で
製膜し、実施例1と同様の分離実験を行なった。その結
果、分噸係数及び子i退塾°は、それぞれ19.4及び
335PV/−・丸であった。
手続補正書彷式)
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190704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 4、代理人 第二岡田ビル 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 8、補正の内容 明細書の浄書(内容に変更なし)
以上
004)旭硝子株式会社 4、代理人 第二岡田ビル 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 8、補正の内容 明細書の浄書(内容に変更なし)
以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 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、イオン交換基を有する含フツ素イオ
ン交換樹脂100重量部当り無ト°?微糾vlJ0.5
〜50重量部全均一混合して製。 膜されてなる高分子膜を用いて、パーベーパレーション
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。 (2) 無接微細物が(11〜100ミクロンの粒子
径を有する微細粒子である特許請求の範囲第1項Fピ紋
の分離方法。 (R’ 釦tffl微細物が径0.1〜100ミクロ
ン、長さ1ミクロン−5sII+の微細繊維である特許
請求の範囲第1項記載の分離方法。 (4) イオン交換基がカルボン酸型、スルホン酸型
、又はリン酸型のイオン交換基である特許請求の範囲第
1項記載の分離方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19070481A JPS5892416A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19070481A JPS5892416A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5892416A true JPS5892416A (ja) | 1983-06-01 |
Family
ID=16262449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19070481A Pending JPS5892416A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5892416A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5085754A (en) * | 1989-07-07 | 1992-02-04 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Cation exchange membrane having high durability with diffusion coating on marginal areas of the membrane |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19070481A patent/JPS5892416A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5085754A (en) * | 1989-07-07 | 1992-02-04 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Cation exchange membrane having high durability with diffusion coating on marginal areas of the membrane |
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