JPS5895524A - 液−液分離膜 - 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】 本発明は液−液分離膜に関するものである〇分離膜を塊
にして一方一に混合液体を置き、他方側を真空に引いて
減圧にするか、不活性ガスを流して低蒸気圧に保ち、そ
、の圧力ＭＫよって液を透過させ、低圧側で蒸発させる
ことによって混合液を分離するいわゆるパーベーパレー
ション（Ｐｅｒｖａｐｏｒａｔｉｏｎ　）は１９５０年
の半ば頃より研究がなされている。この分離方法Ｆｉ通
常の蒸貿法では分別できないような電液（おもに有ｍ俗
媒、炭化水素など）の分離積装を目的として考えだされ
たものである。たとえば共沸混合物、沸点の接近した溶
媒、異性体（オルトとパラ、シスとトランス）などの分
別分離である。このほかの応用例としては熱分解性混合
液体や果汁の製部精製、：象跡、不純物の除去さらには
エステル反応中生成する水分除去などがめる。

そして米国特許第２，９５３，５０２号明細書にはビニ
ルアルコールｍ合体ｍを使用し、バーベーバレ〜ジョン
により、共沸混合猷を分離することが、また米ＩｊＩｌ
＃許第３，７２６，９３４号明細書には分離層としてア
クリロニトリル東合体膜を使用し、ステレン−ベンゼン
混合液からスチレンを分離することが、さらにまた米１
ｉＩｉ１％許第２，９６０，４６２号明細誉には圧力差
に耐え、しかも耐久性のある分１Ｉｉ１膜としてエチル
セルロースとポリエチレンまたはセルローズブチルアセ
テートとからなる複合層を使用し、Ｍ機混合物を分離す
ることが報告されている。しかし、これらの方法では分
離効率が悪く、さらに分離処理量も充分大きくないので
、工業的に実施しようとすればパーベーパレーション装
置を大型化しなければならず、そのためにコストアップ
になるという欠点がある。

本発明者らはこれらの欠点を改良し、とくに工業的に有
利に共沸混合液などの混合液を分離する膜につき棟々検
討した結果、本発明にいたった。

すなわち本発明はフィラーをシリコーンゴムに対し５〜
３００重ｉＩｉ％含有するシリコーンゴムからなる准−
液分離腺である。

本発明の分離膜はフィラーを特定音含有しているので、
恢述する実施例からも明らかなように、フィラーの含有
していないシリコーンゴム族にくラヘ、シリコーンゴム
膜の液−成分１１１７１にとしての性能（分離係数、比
透過係数）は何ら慣なわれることなく、液−液分離に必
賛な機械的性質（引張応力など）が同上している。

本発明におけるシリコーンゴムとは、（−８ｉ−０−）
で示される構成単位からなる重合体（ここでＸ、Ｙ　ｔ
ｉ　７　ル＊　ルＪｌｉ　（＊　（！：　Ｌ　＋１−Ｃ
Ｈｓ、−ＣＨ２ｃＨａ　）、アルケニルゑ（たとえは−
Ｃ２Ｈ３）、芳香族災化不系（たとえばフェニル）ｔた
はこれらの炭化水素基に置換基を有するもの（たとえば
−ＣＨ１ｌＣＨ２ＣＦ３、−ＣＨ意ＣＨ＊ＣＮ　）　テ
ロ　Ｆ）、Ｘ、　　ｙｉｔＴｏｌ　シテモヨイシ、Ａっ
、もよい。）あ、いゆ、（−Ａｉ→刊よ、れ、。

−Ｙ 酸単位と、（−８ｉ−０−）で示される構成単位からな
Ｙ／ る共重合体（ここでＸ′、Ｙ′は前記の炭化水素基また
は、置換基を有する炭化水素基でめる。ただし、同時に
ｘ＝ｘ’、　Ｙ＝Ｙ’となることはない。）を意味し、
この具体例としては、ジメナルシリコーンゴム、メデル
ビ二ルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴムなどがあ
げられる。またこれらのゴムの硬化様式としては、−成
型、二液型の常置硬化型シリコーンゴム、または、熱硬
化型ゴムなどがある０ 本弁明において、シリコーンゴムに添加壊れるフィラー
として扛、無慎系フィラーまたは有機系フィラーどちら
でもよいが、無機系フィラーの方が腺性印が＾く、また
機械的性能も高くなる場合があり、またシリコーンゴム
との混合も容易なことから好ましい場合が多い。無横糸
フィラーの種類としては、酸化チタン、アルミナ、シリ
カ、マイカ、炭酸カルシウム、カーボンブラック、水酸
化アルミニ９ム、カオリン、セラコラ、などが挙げられ
るが、このうちシリカが好適である。有機−フィラーの
種類としては、各楡−分子化合物の物体（例えばポリエ
チレン、ポリビニルアルコール、デンプン、ポリ四フッ
化エチレン、ポリエステル、ナイロンなど）ｆｆｔＦｉ
、低分子有機化合物粉体（例えばサポニン、ラウリル硫
酸ナトリウムなどの界面活性剤など）などがあげられる
０有嶺系フイラーを用いる場合は耐有機溶剤性の高い吃
のが好ましい。これらのフィラーは単独で用いてもよい
が、２種以上混合して用いてもよい。ここで用いられる
フィラーの平均粒径Ｕ、１００Ａから５０μが好適であ
るが、より好ましくｈ５００Ａから１０μである。フィ
ラーの平均粒径が５０μを越えると、膜にピンホールな
どが出来やすくなシ、また単膜の機械的強度が低下する
ので好ましくない。

フィラーのシリコーンゴムに対する含有量は５〜３００
１１童チ、よシ好ましくは、２０〜２００東量−である
。フィラーの混合量が５重量−以下では、膜の機械的強
度が十分でない。また、含有量が３００東童チを越える
と、粘度が着しく増加し。

製膜性が大きく低下し、また、膜の機械的強度も低下す
るので好ましくない。

これらのフィラー含有シリコーンゴム＊Ｆｉ、ａ来のシ
リコーンゴム膜の液−液分離性能（分離係数、比透過係
数）や、耐熱性、耐酸性、酎アルカリ性、耐薬品性など
の優れた岐性能を全く損なわず、従来展の欠点でめった
機械的強度の弱さが改善嘔れ、液−液分＊Ｓとしてさら
に好ましいものとなっている。このため化学工業、食品
工業、医粂品工業など多分野における混合溶剤などの分
離不均一構造であってもよい０膜厚Ｆｉ１μ〜２■。

好ましくは５μ〜５００μである。膜厚がこれより薄く
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、膜厚がこれよシ厚い場合には、膜を透過する液
体混合物の透過菫が小さくなって、実用的でない。

前１ピシリコーンゴム分離膜の形状は、通常平板な膜（
平膜）として用いるが、その他例えば円筒状又は中空糸
の形状として膜表面積を大きくして用いることもできる
。

本発明において、被分離液体である「混合液」とは共沸
混合液、近接沸点混合＆、水／有機混合液などでるり、
とくに本発明の方法は有機混合液の分離に著効がある。

有機混合液のうち共沸混合液としては、酢酸メチル／メ
チルアルコール、酢酸エチル／エチルアルコール、ベン
ゼン／シクロヘキサン、メタノール／アセトン、゛ベン
ゼン／メタノール、ベンゼン／エタノール、アセトン／
クロロホルム、メタノール／アセトン、水／エタノール
、水／アリルアルコール、水／プロピオン歌、水／酢酸
エチル、水／テトラヒドロフラン、水／ジオキサンなど
があげられる。また近接沸点混合液トシては、エチルベ
ンゼン／スチレン、バックロルエチルペンゼ／／パラク
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、ブタジェン／ブタン類、などがあげ
られる。

ま九、「混合液」としては、上記共沸混合液、近接沸点
混合液のほかに、分離しにくい混合液、例えば水／酢酸
さらには普通の蒸貿でも分けることのできる混合液（た
とえば水−メタノール、水−アセトン）などをも含むも
のである一 本発明のシリコーンゴム腺を用いた混合検体の分離方法
としては、パーベーパレーション法、及びその変形であ
るスチームスイープパーベーパレーション法、サーモパ
ーベーパレーション法、オスモテイステイレーション法
、パーボデイステイレーション法、バーボクライオゲニ
クス法など、また他に、浸透抽出法、正浸透法などが利
用出来る。

本発明の混合液体の分離方法をパーベーパレーション法
を例に第１図を参照して貌明する。本装置は前記フィラ
ー含有シリコーンゴム膜１で混合液量２と排気量３とに
区切られ、混合数案２には分ｌｌＩ［または濃紺せんと
する混合液を圧入口５よυ入れ、出口４より取り出す。

一方排気室３は適当な方法で減圧にするか、又は他の液
体、若しくは気体を傳環する、なお丙申６ｕ展支持体（
たとえばステンレス焼結板）であり、７は膜を透過した
蒸気の取シ出し口である。本パーベーパレーション法に
おいては、「混合液体」の接触する膜の反対側すなわち
、併気室は混合ｇ量より低圧である〜 仁とを必須とし、その圧力差は大きければ大きいほど効
果的であるが、工業的には０．０１〜５０気圧がよく、
より好ましくは０．５〜１気圧である。

また「混合液」の接触する鉤の圧力は１（大気圧）〜１
００気圧がよく、好ましくは大気圧およびその近傍であ
る。−万その反対側の圧力は５０気圧以下、好ましくは
大気圧以下、さらには４００−句以下、さらには１００
■珈以下の県中に株つのがよい。膜の透過した物質を低
圧側において敵状、カス状いずれの状態で取り出しても
よいが、低圧Ｉ１１において蒸発させてガス状で取シ出
すことが分離効率、透過率とも良好である。したがって
低圧側を腰を透過する物質の蒸気圧より低い圧力に保っ
ておくことが好ましい。低圧に保つ方法としては真空に
引いて減圧するか、不活性ガスを流して低蒸気圧に保つ
かの方法がある。また低圧−には液体などを流動させる
必要はない。

本発明の分層方法での適用温度範囲ｒｉｒ混合液」が凝
固したり、熱分解をおこさない程度の範囲であれば、と
くに限定はないが、好ましくに０〜１００℃である。

次に本発明を実施例によって、さらに具体的に説明する
が本発明はこれらの実施例によって、例ら制限されるも
のでない。

実踊例１〜１２ フィラーを含まないシリコーンゴムとして、市販の二ｇ
型のシリコーンゴム（！越化字社製、１’−ＫＷ−１２
ＲＴＶＪ）を遠心分ｌ１ｌ（１２，ｏ　ＯＯｒ、ｐ、ｍ
。

１時間）し、フィラーを除去したものを用いた。このフ
ィラーを含まないシリコーンゴムに第１表に示す各櫨フ
ィラー（ポリビニルアルコール粉末、ポリ四フッ化エチ
レン粉末、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、）を
加え、十分に混合後、厚さが１００μになるようにキャ
ストし、室温で硬化後、フィラー含有シリコーンゴム膜
を得た。ここで得られた膜は、非廖孔質で均一構造を有
していた。こうして得られたフィラー含有シリコーンゴ
ム膜を、第１図に示した装ｆｉ１１（有効膜面積２３．
５−）Ｋセットし、混合室にベンゼン／メタノール（５
０１５０１１童比）、及び酢酸４メチル／メタノール（
５０１５０重量比）混合液を２５℃大気圧下にて循還供
給し、排気室を真空ポンプにて３〇−稽に吸引し、分離
を行なった０単位膜（３）槓及び単位時間あたシの透過
量Ｑ１並びにベンゼンのメチルアルコールに対する分離
係数αは、ｗ＆２表及び第３表の通シであった。

第１表　　各梅フィラーの平均粒径（μ）第３表　酢酸
メチル／メタノール（１／１重電比）混合液の分離〔鬼
〕１及び（Ｍｉｌ：咲透過前のＭＡ（酢酸メチル）とＭ
（メタノール）の重賞分率

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において便用する分ｌＩＫ装置の１例を
示す。 ｌ・・・フィラー含有シリコーンゴム膜２・・・混合液
虱 ３・・・排気室 ４・・・混合液の出口 ５・・・混合液の江人口 ６・・・膜支持体 ７・・・蒸気の取り出し口 特許出願人　　株式会社　り　ラ　し 代理人　弁理士本多　竪

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　フィラーをシリコーンゴムＫ　％Ｊ　Ｌ　５
   〜３００ｓｉｔ−含有するシリコーンゴムからなる液−
   液分離膜。 （２）　　フィラーをシリコーンゴムに対し２０〜２０
   ０重量−含有する特許請求の範囲第１項記載の液−液分
   離膜。 （８）　　フィラーが無機系フィラーである特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の赦−液分離膜。 （４）無機系フィラーがシリカである特許請求の範囲第
   １項、第２項または第３項記載の液−液分離膜。 （５）　　フィラーの平均粒後が１００Ａ〜５０μであ
   るｔ＃ｆ軒請求の範囲第１項、第２項、第３項または第
   ４項記載の液−液分離膜。