JPS5892417A - 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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- JPS5892417A JPS5892417A JP19070581A JP19070581A JPS5892417A JP S5892417 A JPS5892417 A JP S5892417A JP 19070581 A JP19070581 A JP 19070581A JP 19070581 A JP19070581 A JP 19070581A JP S5892417 A JPS5892417 A JP S5892417A
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- JP
- Japan
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- membrane
- ion exchange
- protruded parts
- recessed
- exchange membrane
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (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バーペーパレーシーンによ
り分離又は濃縮する方法に関する。
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バーペーパレーシーンによ
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。
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パレー
ジ、ンプロセスと呼ばれ、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。
ジ、ンプロセスと呼ばれ、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
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。
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。
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。
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がらなる嘆が知
られている。しかしながら、が\る膜を用いてパーベー
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、 (11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”AB)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a
t、 Bは次の如きである。
フルオロエチレン又はこれらの共重合体がらなる嘆が知
られている。しかしながら、が\る膜を用いてパーベー
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、 (11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”AB)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a
t、 Bは次の如きである。
αAB =−眞l凪=
、1−1蔦/ Br
(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
きくするが、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。
(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
きくするが、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。
而して、前記の改良フ”ロセスとして、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54−33279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。
本発明者は、パーベーパレージ、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、種々の研究、
検討を重ねた結果、カルボン酸基やスルホン酸基の如き
官能基を有するイオン交換膜の表面に微細な凹凸を形成
した高分子膜が、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、種々の研究、
検討を重ねた結果、カルボン酸基やスルホン酸基の如き
官能基を有するイオン交換膜の表面に微細な凹凸を形成
した高分子膜が、前記難点を円滑有利に解消しうろこと
を見出した。
かくして、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、少なくとも一方の表面が機織な凹凸を
有するイオン交換膜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。
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、少なくとも一方の表面が機織な凹凸を
有するイオン交換膜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。
本発明者の研究によると、イオン交換膜面に形成される
微細な凹凸は、膜面からの深さ又は高さが、平均0.0
1〜50μ、好ましくは平均0.1〜20μとし、また
、膜面1dあたり、平均10’〜10′6個、好ましく
は平均106〜1013個の微細な凹部又は凸部から形
成される。凹凸の表面形状は、円形又は短形などの適宜
のものが選ばれ、またその横断面形状も楔形1円形9円
柱などの適宜のものが使用される。
微細な凹凸は、膜面からの深さ又は高さが、平均0.0
1〜50μ、好ましくは平均0.1〜20μとし、また
、膜面1dあたり、平均10’〜10′6個、好ましく
は平均106〜1013個の微細な凹部又は凸部から形
成される。凹凸の表面形状は、円形又は短形などの適宜
のものが選ばれ、またその横断面形状も楔形1円形9円
柱などの適宜のものが使用される。
イオン交換膜の表面に微細な凹凸を設ける手段としては
、種々のものが採用され、例えばサンドブラスト法、ワ
イヤブラシによるブラッシング法、サンドペーパーによ
る摩擦法などが選ばれる。なかでも、次の方法は、表面
の凹凸の形状を制御できるので特に好ましい。
、種々のものが採用され、例えばサンドブラスト法、ワ
イヤブラシによるブラッシング法、サンドペーパーによ
る摩擦法などが選ばれる。なかでも、次の方法は、表面
の凹凸の形状を制御できるので特に好ましい。
即ち、比較的硬度の大きい粒状物から形成された粒子層
をイオン交換膜面に、好ましくは加熱、圧着して設け、
しかる後、か\る粒子層を除去することにより、膜面に
凹凸が形成される。か\る場合、膜面に形成される凹凸
は、使用する粒状物の粒度及び加熱、圧着の程度により
凹凸の形状が制御できる。こ\で使用する粒状物は、好
ましくは粒径0.01〜100μ、特には0.1〜20
μを有し、イオン交換膜に圧着されたときに、膜面に微
細な凹凸を形成しつる硬度を有すればよい。か\る粒状
物としては、後に続く粒子層を除去する手段によっても
異なるが、種々のものが使用される。例えば、鉄族金属
(鉄、ニッケル、コバルト等)、周期律表■−A族金属
(スズ、ゲルマニウムなど)、アルミニウム、亜鉛、ア
ンチモン、ビスマスなどの単体、合金又は酸化物などイ
オン交換膜を損なわない限り、適宜の粉末が使用される
。
をイオン交換膜面に、好ましくは加熱、圧着して設け、
しかる後、か\る粒子層を除去することにより、膜面に
凹凸が形成される。か\る場合、膜面に形成される凹凸
は、使用する粒状物の粒度及び加熱、圧着の程度により
凹凸の形状が制御できる。こ\で使用する粒状物は、好
ましくは粒径0.01〜100μ、特には0.1〜20
μを有し、イオン交換膜に圧着されたときに、膜面に微
細な凹凸を形成しつる硬度を有すればよい。か\る粒状
物としては、後に続く粒子層を除去する手段によっても
異なるが、種々のものが使用される。例えば、鉄族金属
(鉄、ニッケル、コバルト等)、周期律表■−A族金属
(スズ、ゲルマニウムなど)、アルミニウム、亜鉛、ア
ンチモン、ビスマスなどの単体、合金又は酸化物などイ
オン交換膜を損なわない限り、適宜の粉末が使用される
。
これらの粒状物からイオン交換膜面に粒子層を形成する
にあたっては、特開昭54−112398号公報に記載
される電極活性を有する粒状物の粒子層を形成するなど
任意の手段が採用される。例えば、粒状物を、必要に応
じて、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロ斗リフ
ルオロエチレンなとめフルオロカーボン重合体などの結
合剤、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース
などの水可溶性の練剤等を、水やアルコール類などの適
宜な媒体中で混合する。次いで、混合物を濾過法により
、フィルター上に粒子層のケーキを得、該ケーキを膜面
に付着させるか、又は上記混合物をペースト状にし、こ
れをスクリーン印刷法などにより膜面に付着させる。付
着粒子層は、次いで好まL<1d80−220℃、1−
150Kg/cJにて膜面に加熱、圧着させ、好ましく
は、一部膜面に埋め込むようにされる。膜面の粒子層は
、多孔率が、軽重しくけ10〜99%、厚みが好ましく
は0.01〜200μにされる。
にあたっては、特開昭54−112398号公報に記載
される電極活性を有する粒状物の粒子層を形成するなど
任意の手段が採用される。例えば、粒状物を、必要に応
じて、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロ斗リフ
ルオロエチレンなとめフルオロカーボン重合体などの結
合剤、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース
などの水可溶性の練剤等を、水やアルコール類などの適
宜な媒体中で混合する。次いで、混合物を濾過法により
、フィルター上に粒子層のケーキを得、該ケーキを膜面
に付着させるか、又は上記混合物をペースト状にし、こ
れをスクリーン印刷法などにより膜面に付着させる。付
着粒子層は、次いで好まL<1d80−220℃、1−
150Kg/cJにて膜面に加熱、圧着させ、好ましく
は、一部膜面に埋め込むようにされる。膜面の粒子層は
、多孔率が、軽重しくけ10〜99%、厚みが好ましく
は0.01〜200μにされる。
かぐして形成されたイオン交換膜の粒子層は、次いで膜
面から除去される。除去される手段は、物理的又は化学
的の任意の手段が採用される。例えば、粒子層を表面に
有fるイオン交換膜を、1゛膜を膨潤されるような酸、
アルカリ又はアルコールなどの溶媒中に浸漬して膨潤さ
せ、そのときに生じる多孔層と膜との膨潤度の差により
粒子層を剥離させることができる。また、例えば粒子層
自体を特定の溶液に対して溶解度の大きい粒状物がら形
成し、膜面に粒子層を形成させた後、該多孔層を上記浴
液中に浸漬することにより、上記粒状物を溶出させても
よい。
面から除去される。除去される手段は、物理的又は化学
的の任意の手段が採用される。例えば、粒子層を表面に
有fるイオン交換膜を、1゛膜を膨潤されるような酸、
アルカリ又はアルコールなどの溶媒中に浸漬して膨潤さ
せ、そのときに生じる多孔層と膜との膨潤度の差により
粒子層を剥離させることができる。また、例えば粒子層
自体を特定の溶液に対して溶解度の大きい粒状物がら形
成し、膜面に粒子層を形成させた後、該多孔層を上記浴
液中に浸漬することにより、上記粒状物を溶出させても
よい。
例工ば、亜鉛、アルミニウム、スズ、ジルコニウム、ア
ンチモンなどからなる粒子層を形成した場合には、苛性
アルカリ中に浸漬することにより溶出でき、また、クロ
ム、コバルト、スズ、鉄。
ンチモンなどからなる粒子層を形成した場合には、苛性
アルカリ中に浸漬することにより溶出でき、また、クロ
ム、コバルト、スズ、鉄。
ニッケル、亜鉛、アルミニウムなどから粒子層を形成し
た場合には、酸中に浸漬することにより溶出できる。
た場合には、酸中に浸漬することにより溶出できる。
また、イオン交換膜面に微細な凹凸を形成する手段とし
て、サンドブラスト法、ブラッシング法。
て、サンドブラスト法、ブラッシング法。
サンドペーパー法などを採用する場合には、それらの方
法に応じて既知の任意の手段が採用できる。
法に応じて既知の任意の手段が採用できる。
また、その際、イオン交換膜は、必要に応じて加熱する
などの適宜の付加的手段も採用できる。
などの適宜の付加的手段も採用できる。
本発明において、微細な凹□凸が形成されるイオン交換
膜としては、カルボン酸基、スルホン酸基。
膜としては、カルボン酸基、スルホン酸基。
ホスホン酸基、フェノール性水酸基などの陽イオン交換
基を有する、好ましくは含フツ素重合体からなる暎が好
ましい。か\る膜としては、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ナトのビニルモノ
マート、スルホン酸、カルボン酸、リン酸基などのイオ
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。
基を有する、好ましくは含フツ素重合体からなる暎が好
ましい。か\る膜としては、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ナトのビニルモノ
マート、スルホン酸、カルボン酸、リン酸基などのイオ
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
用が特に好ましい。
用が特に好ましい。
(イl +CFz OXX’±
(ロー+opt−ax+ここでX1dF、GQ、
H又は−CF3であり、X′はX又はCFs (OF雪
)mであり、mは1〜5であり、Yは次のものから選ば
れる。
(ロー+opt−ax+ここでX1dF、GQ、
H又は−CF3であり、X′はX又はCFs (OF雪
)mであり、mは1〜5であり、Yは次のものから選ば
れる。
Z Rf Z Rf上記
において、x、y及び2は、ともに0〜10であり、2
及びRf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。捷た、Aは又は加水分解によりこれ
らの基に転化しうる5OsF、 ON、
COF、 0OOR’ 、 5OsR
凰 。
において、x、y及び2は、ともに0〜10であり、2
及びRf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。捷た、Aは又は加水分解によりこれ
らの基に転化しうる5OsF、 ON、
COF、 0OOR’ 、 5OsR
凰 。
−CON R″R1の如き酸型官能基であり、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’であり、1はMの原子価数であり、a+
は炭素数1〜20のアルキル基であり、R1゜R1、8
4、R1、n@及びR′は水素原子又はR′を示す。
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、1はMの原子価数であり、a+
は炭素数1〜20のアルキル基であり、R1゜R1、8
4、R1、n@及びR′は水素原子又はR′を示す。
而して、本発明において、イオン交換膜を構成する上記
の如き酸型官能基を有する含フツ素重合体(以下、酸型
フッ素樹脂と略記することがある)は、弗素化したエチ
レン系不飽和単量体(Ilと酸型官能性単量体(Ill
との共重合体であることができる。
の如き酸型官能基を有する含フツ素重合体(以下、酸型
フッ素樹脂と略記することがある)は、弗素化したエチ
レン系不飽和単量体(Ilと酸型官能性単量体(Ill
との共重合体であることができる。
(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! = CXX ’ (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壕しく
、特にテトラフルオロエチレンが好適である。(II)
としては、一般式0Ft=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、CFs=OX−(OOF*0FR
f) −(0)−(OFR;)r−A <こq \で、pは0〜3 、qはO〜1 、 rFiO−12
の整数であり、X、R/f、Aは前記の通りであり、R
1は町である)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は一0Fj 、 R’; はフッ素原子、p
は0〜1eqは0〜1.「は0〜8であることが好まし
い。か\るフルオロビニル化合物(Illの好ましい代
表例としては、 OFm=(EFO(OFm)ha 0OOR” 、 O
F*=OFO(O糊1.1.(!OF。
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! = CXX ’ (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壕しく
、特にテトラフルオロエチレンが好適である。(II)
としては、一般式0Ft=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、CFs=OX−(OOF*0FR
f) −(0)−(OFR;)r−A <こq \で、pは0〜3 、qはO〜1 、 rFiO−12
の整数であり、X、R/f、Aは前記の通りであり、R
1は町である)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は一0Fj 、 R’; はフッ素原子、p
は0〜1eqは0〜1.「は0〜8であることが好まし
い。か\るフルオロビニル化合物(Illの好ましい代
表例としては、 OFm=(EFO(OFm)ha 0OOR” 、 O
F*=OFO(O糊1.1.(!OF。
0Ft=OF (CF2>φ〜a coon息、OFm
−OFOOFmOF (OFs )OOFtOF當00
0R”。
−OFOOFmOF (OFs )OOFtOF當00
0R”。
OF*=OFOOF室OF (OFs )OCFsOF
300F 、 0Ft=OFO(OFt 11〜・80
*F 。
300F 、 0Ft=OFO(OFt 11〜・80
*F 。
0Fx=OFOOF20F (OFm )00F富OF
*SO嘗Fなどが挙げられる。
*SO嘗F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(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53−132094゜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
酸型に転換し、前記の酸型官能性単量体(Ill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(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53−132094゜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
酸型に転換し、前記の酸型官能性単量体(Ill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(IIや(I[+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。
単位として、前記の(IIや(I[+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、O
Fs =CFOQ(Qは炭素数1〜10のパーフルオロ
アルキル基ヲ示す)の如きフルオロビニルエーテル、C
F雪=OF OFmCFs 、 OFt =OFO(O
Fm )1〜400F”CjFtの如きジビニルモノマ
ー、その他を一種又は二種以上で併用することもできる
。
Fs =CFOQ(Qは炭素数1〜10のパーフルオロ
アルキル基ヲ示す)の如きフルオロビニルエーテル、C
F雪=OF OFmCFs 、 OFt =OFO(O
Fm )1〜400F”CjFtの如きジビニルモノマ
ー、その他を一種又は二種以上で併用することもできる
。
本発明において使用される上記酸型フッ素樹脂からなる
高分子膜は、そのイオン交換容量が後述の通り広範囲に
わたって変更され得る。そして、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
る共重合体からなるイオン交換膜の場合、好ましくは(
ロ)の重合単位が、好ま゛しくに0.1〜50モルチ、
特には1〜40モルチであるのが適当である。
高分子膜は、そのイオン交換容量が後述の通り広範囲に
わたって変更され得る。そして、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
る共重合体からなるイオン交換膜の場合、好ましくは(
ロ)の重合単位が、好ま゛しくに0.1〜50モルチ、
特には1〜40モルチであるのが適当である。
本発明で使用される特定の高分子膜は、必ずしも一種の
重合体から形成する必要はなく、また一種類のイオン交
換基だけを有する必要はない。例えば、イオン交換容量
として、片面側がより小さい二種類の重合体の積層膜、
片面側がカルボン酸基などの弱酸性交換基で、他面側が
スルホン酸基などの強酸性交換基をもつイオン交換膜も
使用できる。
重合体から形成する必要はなく、また一種類のイオン交
換基だけを有する必要はない。例えば、イオン交換容量
として、片面側がより小さい二種類の重合体の積層膜、
片面側がカルボン酸基などの弱酸性交換基で、他面側が
スルホン酸基などの強酸性交換基をもつイオン交換膜も
使用できる。
これらイオン交換膜の表面に、サンドブラスト法、ブラ
ッシング法、サンドペーパー法、更には予め多孔層を形
成して微細な凹凸を形成する場合、膜は、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
ル型又はアルカリ金属塩型で、またスルホン酸基のとき
には、−80sF型で行なうのが好ましい。
ッシング法、サンドペーパー法、更には予め多孔層を形
成して微細な凹凸を形成する場合、膜は、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
ル型又はアルカリ金属塩型で、またスルホン酸基のとき
には、−80sF型で行なうのが好ましい。
本発明において、酸型フッ素樹脂中の酸型官能基の含有
量は、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ミリ当景/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IJ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70〜600℃程度
とするのが好適である。
量は、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ミリ当景/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IJ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70〜600℃程度
とするのが好適である。
本明細書中において、「TQ」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100d/秒を示す温度が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
−0000Na基などメチルエステル型としたものを使
用し、該重合体をろQ Kg / cJl加圧下、一定
温度の径1 m 、長さ2uのオリフィスから熔融流出
せしめ、流出する重合体量を−7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、酸型官能基を一000Hの如きH型とした
特定の酸型フッ素樹脂を、INのHOffi中で60℃
、5時間放置し、完全にH型に転換し、HOI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
0.5gを、0.INのNaOH25Mに水251dを
加えてなる溶液中に、室温で2日間静置した。
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100d/秒を示す温度が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
−0000Na基などメチルエステル型としたものを使
用し、該重合体をろQ Kg / cJl加圧下、一定
温度の径1 m 、長さ2uのオリフィスから熔融流出
せしめ、流出する重合体量を−7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、酸型官能基を一000Hの如きH型とした
特定の酸型フッ素樹脂を、INのHOffi中で60℃
、5時間放置し、完全にH型に転換し、HOI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
0.5gを、0.INのNaOH25Mに水251dを
加えてなる溶液中に、室温で2日間静置した。
次いで樹@を取り出して、溶液中のNa0HQ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
。
1NのHotで逆滴定することにより求めるものである
。
これらのイオン交換膜は、従来既知の種々の方法で製造
され、また、これらのイオン交換膜は、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。か\る補
強材などを使用した場合には、これらの重さは前記した
イオン交換容量には算入されない。
され、また、これらのイオン交換膜は、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。か\る補
強材などを使用した場合には、これらの重さは前記した
イオン交換容量には算入されない。
本発明で使用する特定の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1〜250
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。
膜は、非多孔質の均一膜であり、その膜厚は1〜250
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。
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。
本発明方法は、前述の特定の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。−
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膜に透過せしめてパーベーパ
レーシー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々どでサポ
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、−次室及び/又は二次室を適宜加熱す
るのが望ましい。
室と二次室に仕切られた装置を使用して実施される。−
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膜に透過せしめてパーベーパ
レーシー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々どでサポ
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、−次室及び/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℃、好ましくは室温〜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、また余りに低温度では液体の
透過量が小さくなる。
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。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/m
、好ましくは真空〜30に4/−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。
、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/m
、好ましくは真空〜30に4/−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。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。
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。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。
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。
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。
ヘンセン/メタノール、アセトン/クロIff * /
l、 Aなどの有機物質相互の混合物;水/イソグロバ
ノール、水/エタノール、 水/ n −フロパノール
。
l、 Aなどの有機物質相互の混合物;水/イソグロバ
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、水/n−ブタノール。
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。
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。
また、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−10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、
ブタンエン/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。
ルベンゼン/スチレン、p−10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、
ブタンエン/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/プロピレンジクロヒドリン、水/エピクロルヒドリ
ン、水/ヒドラジ7など、あるいは異性体混合物なども
例示され得る。
ン、水/ヒドラジ7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機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機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位の範囲
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。高分子膿を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。
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。高分子膿を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。
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1
2重量%のメチルセルローズ水溶液からなる線材10重
量部に対して、粒径25μ以下のアルミニウム粉末5重
量部を混合し、予め充分混合した後、イソプロパツール
の2重量部及びシクロヘキサノールの1重量部を添加し
再混練してペーストを得た。該ペーストを、メツシュ数
200、厚さ60μのステンレス製スクリーンで、その
下に厚さ8μのスクリーンマスクを施した印刷板、およ
びポリウレタン製のスキージ−を用いて、被印刷基材で
あるイオン交換容量1,4ろmeq/go厚さ100μ
を有するテトラブルオロエチレンとOFz =OFO(
OFg )m O000HmO共重合体からなるイオン
交換膜の片面に、103X 1 (1cmの大きさにス
クリーン印刷した。イオン交換膜の片面に得られた印刷
層を空気中で乾燥し、ペーストを固化させた後、もう一
方の面に同様にしてアルミニウム粉末をスクリーン印刷
した。しかる後、温度140℃、成形圧力30Kf/a
/iの条件で印刷層をイオン交換膜に圧着した。得られ
たアルミニウム層は、厚さ20μ及び多孔度68%を有
し、アルミニウム粉末が1〜/dの割合で含まれていた
。
量部に対して、粒径25μ以下のアルミニウム粉末5重
量部を混合し、予め充分混合した後、イソプロパツール
の2重量部及びシクロヘキサノールの1重量部を添加し
再混練してペーストを得た。該ペーストを、メツシュ数
200、厚さ60μのステンレス製スクリーンで、その
下に厚さ8μのスクリーンマスクを施した印刷板、およ
びポリウレタン製のスキージ−を用いて、被印刷基材で
あるイオン交換容量1,4ろmeq/go厚さ100μ
を有するテトラブルオロエチレンとOFz =OFO(
OFg )m O000HmO共重合体からなるイオン
交換膜の片面に、103X 1 (1cmの大きさにス
クリーン印刷した。イオン交換膜の片面に得られた印刷
層を空気中で乾燥し、ペーストを固化させた後、もう一
方の面に同様にしてアルミニウム粉末をスクリーン印刷
した。しかる後、温度140℃、成形圧力30Kf/a
/iの条件で印刷層をイオン交換膜に圧着した。得られ
たアルミニウム層は、厚さ20μ及び多孔度68%を有
し、アルミニウム粉末が1〜/dの割合で含まれていた
。
その後、90℃の25重量%の苛性ソーダ水溶液中で、
アルミニウム粉末を溶解除去すると共に。
アルミニウム粉末を溶解除去すると共に。
メチルセルローズを溶出せしめ、更に90℃の25重量
%の苛性ソーダ水溶液に16時間浸漬して、前記イオン
交換膜の加水分解を行なった。
%の苛性ソーダ水溶液に16時間浸漬して、前記イオン
交換膜の加水分解を行なった。
次いで、純水中90℃で16時間処理した後、70℃で
24時間乾燥して、両面に微細な凹凸を有する嘆を得た
。
24時間乾燥して、両面に微細な凹凸を有する嘆を得た
。
得られた膜を用いてバーペーパレージ璽ンにより水とイ
ソプロパツールの混合i(イソプロパツール/水=82
/1 B 、重量比)を分離した。温度40℃、透過側
圧力10″−’mHgにおいて得られた水のイソプロパ
ツールに対する分離係数は191であり、透過量は52
5Ii/m’・hr であった。
ソプロパツールの混合i(イソプロパツール/水=82
/1 B 、重量比)を分離した。温度40℃、透過側
圧力10″−’mHgにおいて得られた水のイソプロパ
ツールに対する分離係数は191であり、透過量は52
5Ii/m’・hr であった。
実施例2
実施例1において、アルミニウム粉末の代りに亜鉛粉末
を用いた他は、実施例1と同様にして、両面に微細な凹
凸を有するイオン交換膜を得た。
を用いた他は、実施例1と同様にして、両面に微細な凹
凸を有するイオン交換膜を得た。
被膜を苛性ソーダ中で加水分解した後、塩酸中そ官能基
を一000H型とし、純水中90℃で16時間処理し、
次いで70℃で24一時間乾燥した。
を一000H型とし、純水中90℃で16時間処理し、
次いで70℃で24一時間乾燥した。
かくして得られた膿を用い、パーベーパレーショ/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℃。
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 ’mmH,Hにおいて得られた水のエタノールに
対する分離係数は5.13であり、透過量は1015g
/−・h「であった。
対する分離係数は5.13であり、透過量は1015g
/−・h「であった。
手続補正書防式)
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190705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 東京郁千代田区丸の内二丁目1番2号氏名 (
004)旭硝子株式会社 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
004)旭硝子株式会社 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
Claims (3)
- (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、少なくとも一方の表面が微細な凹凸を有
するイオン交換膜からなる高分子膜を用いて、バーペー
パレージ、ンによって分離スることを特徴とする液体混
合物の分離方法。 - (2) イオン交換膜の表面の凹凸が、膜面がらの深
さ又は高さで平均0.01〜50μであり、膜面1 t
ri当り平均108〜10′6個の微細な四部又は凸部
から形成される特許請求の範囲(11の分離方法。 - (3) イオン交換膜が、スルホン酸基、カルボン酸
基又はリン酸基を有する含フツ素陽イオン交換膜である
特許請求の範囲(1)又は(2)の分離方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19070581A JPS5892417A (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 |
---|---|---|---|
JP19070581A JPS5892417A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5892417A true JPS5892417A (ja) | 1983-06-01 |
Family
ID=16262464
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19070581A Pending JPS5892417A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 液体混合物の分離方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5892417A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002526905A (ja) * | 1998-10-08 | 2002-08-20 | インターナショナル フュエル セルズ,エルエルシー | 燃料電池電力設備のための物質移動複合膜 |
WO2009054495A1 (ja) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | 高分子多孔質膜 |
JP2015013256A (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 住友ベークライト株式会社 | 浸透気化膜およびフェノール濃縮方法 |
JP2021116236A (ja) * | 2020-01-22 | 2021-08-10 | 株式会社トクヤマ | 低含水水酸化第4級アンモニウム溶液の製造方法 |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19070581A patent/JPS5892417A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002526905A (ja) * | 1998-10-08 | 2002-08-20 | インターナショナル フュエル セルズ,エルエルシー | 燃料電池電力設備のための物質移動複合膜 |
WO2009054495A1 (ja) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | 高分子多孔質膜 |
JP4556150B2 (ja) * | 2007-10-25 | 2010-10-06 | 東洋紡績株式会社 | 高分子多孔質膜 |
JPWO2009054495A1 (ja) * | 2007-10-25 | 2011-03-10 | 東洋紡績株式会社 | 高分子多孔質膜 |
JP2015013256A (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-22 | 住友ベークライト株式会社 | 浸透気化膜およびフェノール濃縮方法 |
JP2021116236A (ja) * | 2020-01-22 | 2021-08-10 | 株式会社トクヤマ | 低含水水酸化第4級アンモニウム溶液の製造方法 |
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