JPS59304A - 水−アルコ−ル分離膜の製造方法 - Google Patents

水−アルコ−ル分離膜の製造方法

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JPS59304A
JPS59304A JP10804082A JP10804082A JPS59304A JP S59304 A JPS59304 A JP S59304A JP 10804082 A JP10804082 A JP 10804082A JP 10804082 A JP10804082 A JP 10804082A JP S59304 A JPS59304 A JP S59304A
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high molecular
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Shunji Onishi
大西 俊次
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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】 不発明は1分離膜特に水に溶解した有機物類を効果的に
水と分離しうる二層構造の分離膜の製造方法に関するも
のである。
従来から、物質の分離に膜を用いることは広く行われ、
液体分離用のものとして逆浸透分離膜、限外p過膜やゲ
ル膜などが知られている。しかし、これらの膜は水に溶
解した低分子量の有機化合物を分離するためには、まだ
十分にその目的を達成することができない。
不発明者は、このような実状において、例えば水と低分
子量のアルコールの混合液に適用した場合に、これらを
効果的に分離しうるよ5な膜を開発すべく鋭意研究ヶ重
ねた結果、水溶性無機物質粉末を含むシート表面に疎水
性被覆を施したのち、これを水で浸出処理することによ
り、意外にもアルコールと水との分離を効果的に行いう
る分離膜が得られることを見出し、この知見に基いて不
発明をなすに至った。
すなわち、不発明は、疎水性の熱可塑性高分子物質に粒
径0.1μ以下に粉砕された水浴性無機物質粉体を35
〜60容量係の光てん率で配合し、これ?溶融混練して
シート状に成形したのち、得られたシートの表面に、上
記熱可塑性物質に対し親和性を有する疎水性の熱可塑性
高分子物質をその軟化点より低い沸点を有する溶剤に溶
かし−C塗布し、次いでこれを乾燥してシート状支持層
表面に薄い被覆層を形成させ1次にこれを水と接触させ
て水溶性無機物質粉体を溶出させることを特徴とする分
離膜の製造方法を提供するものである。
不発明の方法において、支持層に用いられる疎水性の熱
可塑性高分子物質は、分離さるべき水溶液の溶解有機物
質及び水に対し溶解性及び実質的に膨潤性を有しない物
質であって、例えば、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹
脂、アクリル系樹脂、7ツ化ビニリデン、ポ1リース・
ルホンなどが含まれ、それは単独で又は2種以上を組み
合わせて使用することができる。
また、上記疎水性の熱可塑性高分子物質に配合される水
溶性無機物質粉体は水溶性で、好ましくは著しい潮解性
でないものが有利に使用できる。
このような水溶性無機物質としては1例えば食塩、塩化
カリ、硫酸カリなどの塩類を挙げることができ、それら
は単独で用いてもよいし、また2種以上を組み合わせて
用いてもよい。これらの無機物質は主成分の粒径がO6
1μ以下に粉砕したものを使用することが必要である。
粉砕はどんな知られた方法を採用してもよい。このよう
な超微粉砕無機物質は疎水性の熱可塑性高分子物質に配
合される。その配合量は両物質合計量に対する無機物質
の割合、すなわち光てん率が35〜60容量、好1しく
は40〜55容量係となる範囲で配合さね、溶融混練さ
れる。35容重係未満では、最終的に形成された膜を水
と接触させて溶出させ貫通細孔を有する支持層を得るこ
とが困難であるし、また、光てん率が60容#4ヶ超え
ると溶融混練が困難となり、分離膜として望ましい支持
層が得られない。これらの無機物質は貫通孔を形成させ
るための水溶性物質が用いられるが、高分子物質に化学
的、物理的変えない水溶液、例えば希アルカリ水容液又
は希酸水溶液などにより容易に溶出しうる無機微粉状物
質も使用することができる。
不発明の方法においては、上記光てん率の無機微粉状物
質を配付した高分子物質は、溶融混練して均質な混合物
としたのち、通常0.1〜1配程度の均一な厚さのシー
トに成形される。そのような混練及びソート成形は、常
法に従って容易に行うことかて二きる。
このようにして成形されたシート状物の表面に形成させ
る薄い被覆活性層の形成に用いられる高分子物質は、上
記シート状物と親和性′に有し、強固に接着しうる疎水
性の熱可塑性高分子物質が用いられる。そのような高分
子物質としては、シート状物と同じ又は同質系の高分子
物質が有利に使用できるが、上記所望性質を有する他の
高分子物質を用いることもできる。このような熱可塑性
高分子物質としては、例えばポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ1フツ化ビニリデン、ポリメチルメタチクリ
レート、ポトリス・ル ホンなどを挙げることができる
。これらは単独で用いてもよいし、また2種以上を組み
合わせて用いてもよい。
この活性薄層形成用高分子物質は、矛の軟化点より低く
、好1しくは比較的軟化点に近い沸点を有し、かつその
高分子物質を溶解しつる溶剤に溶解してシート状支持体
の表面に塗布される。使用される溶剤シま、活性薄層用
高分子物質の種類に応じて適宜選択される。その溶液濃
度は、薄層の所望厚さ、溶液の粘度及び被膜形成条件な
どにより異なるが、通常高分子物質全0.5〜5重量係
程度溶解させた溶液が有利である。この被覆層は、通常
05μ以下の厚さに形成される。分離対象有機物質、分
離速度及びその効果などに応じて、その厚さは適宜決定
される。このような薄層の形成には、例えば水平に高速
回転し5る円板上に上記支持体シートを固定し、このシ
ート表面にその面積に応じて適当量の上記溶液を滴下し
、滴下後、直ちに、例えば600〜3.00Orpmで
回転させて溶液ケシート全表面に被覆させる方法が有利
に使用できる。その間に溶剤の蒸発が進行するが、この
回転被覆は通常数秒〜1分程度の比較的短時間で終了し
、溶剤の完全な揮散は得られないので、溶剤の沸点以下
の温度に加熱して脱溶剤を促進させることが好ましい。
この溶剤は支持体シートの疎水性高分子物質に対しても
、通常良溶剤であるから。
可及的速かに乾燥すなわち溶剤を除去することが望まし
く、これには例えば減圧条件などを用いることもできる
が、膜に気泡を発生させないよう留意すべきである。ま
た、乾燥を容易にするために低い沸点の溶剤を使用すれ
ば蒸発が早すぎて均一な被膜が得られに((、常圧で操
作するときは70〜100°Cの範囲内に沸点を有する
溶剤が実用上好ましい。溶剤を完全に除去しないと、後
の水vc、r、る無機物質の溶出において被膜に比較的
大きな孔が形成されやすいので不都合である。
この被膜は、1回の被覆操作で所望厚に形成させてもよ
いが、例えば2〜4回に分けて行うと、溶剤の悪影響を
回避し、より均一な被覆薄層を容易に得ることができる
不発明においては、このように水溶性無機物質粉末葡フ
ィラーとして均質[含有する疎水性の熱可塑性高分子物
質のシート状支持層とその表面に強固に付着した疎水性
の熱可塑性高分子物質のち密な被覆薄層とから成る二層
構造のものを形成させたのち、水と接触させ、支持層中
に保持されている無機物質は溶解除去される。この水と
の接触は、通常二層構造シートを水に浸すことvcより
容易に行うことができるが、温水を用いたり、流水を利
用するなどの方法も好ましい。
不緒明の方法によって得られる分離膜は1.従来逆浸透
分離膜に多用されている通常キャスト法により製造され
る、いわゆるループ(Loeb)膜に比べ均質かつ均一
厚みの層構造含有し、ち密な活性被覆薄層により例えば
水溶液中の低分子量のアルコールなどの有機物質を極め
て効果的に分離しつる優れたものである。
不発明の方法で得られる分離膜は、その製造工程から、
多孔性支持体層とち密な活性薄層どの接合部、特にそれ
ぞれの貫通孔の活性層に接する先端は半球面を形成し、
活性層の耐圧性が向上し、貫通孔の径が小さいほどその
傾向は増大する。
以下、実施例を挙げて本発明ケさらに詳細に説明する。
実施例1 食塩をエタノールとともに強制かきまぜ式ボールミルに
入れて粉砕し、粒径0.1μ以下に微細化したのち、溶
媒を除去し、フロック化した食塩全乳鉢で砕き乾燥して
充てん用フィラーを調製した。
次に高分子物質としてポリスチレン(標準型)ペレット
に上記食塩フィラーを真の容積比(ポリスチレン/食塩
) 53.5/46.5の割合で添加し、ブラストミル
(東洋精機社製)を用いて温度210℃で30分間混練
して、得られた混線樹脂塊をヒートプレスを用いて、厚
さ約0.3mmのシートに成形した。成形においては、
離形を容易にするためテフロンシートラ鉄板上に敷いて
行った。
得らA;i径約10>の円板状のシートを、水平に回転
するガラス板上に固定し、−万ポリスチレンを酢酸エチ
ルエステルに溶解して調製しfc3%溶液をシート上に
3CQ滴下し、直ちに約t5oorpnで30秒間回転
させ、シートをガラス板に固定したまま乾燥器中に入れ
溶剤を揮散除去した。除去に際しては、あらかじめ風乾
し、徐々に昇温させ、表面に気泡が発生しないよう注意
しながら、約70℃の温度vc1時間以上保って溶剤を
完全に除去した。この被覆操作を3回繰り返し、得られ
た約を水に浸し、−昼夜脱食塩を行った。
得らnLシート状分離膜を膜透過試験装置にセットして
透過711行った。その結果、膜の耐圧は5 Kg /
 ctA以下であり、約I Kg/ crlの圧力では
、窒素ガスは透過しないが水は透過することが認められ
た。また、水とエタノールでは水の透過速度が大きく、
水−エタノール水溶液の透過テストでは、水が優先的に
透過することがガスクロマトグラフの測定[工り確認さ
れた。さらに、孔径0.1約1時間のテストにおいて0
.19〜O’、1.l/分の透過速度が得られたが、エ
タノール20重量係官M水溶液では、3時間のテストで
その透過速度は0.018〜0.013.97分に低下
した。またアルコール濃度50重量係では透過速度はさ
らに低下し、圧力を増大しなければ、効果的分離は困難
であった0 また、この分離膜の水−エタノール混合液分離かな透過
がみられるが、その膜の適切な分離透過条件により実質
的に水のみを透過させることができ、また分離膜の選択
によりさらに分離効率を高め5ることも認めうした。
不実施例で得た分離膜を用いて、エタノール20重量係
を含む混合水溶液を直径50mmの円形膜部に3 Kg
 / caの圧力で行った分離テストの結果を、添付図
面にグラフで示す。図において、カーブAは単位時間当
りの透過液量(97分)と経過時間(分)との関係を示
し、カーブBはアルコール濃度(係)が時間的に増大す
る変化状況を示している。
実施例2 実施例1における食塩の粉砕をエタノールにかえてテト
ラヒドロフランを用い、他の操作は実施例1と同様にし
て分離膜を製造した。
この膜(実効面:直径50mの円)を用い、水/メタノ
ールが471の重量比の混合水溶液を、室温下で圧力3
 Kg / crlの条件で分離テストヲ行ったところ
、透過液1g中のメタノールは1重g<以下の極めて微
量が検出さAfcに過ぎなかった。
上記例以外の疎水性の熱可塑性高分子物質及び異なる高
分子物質を組み合わせた不発明方法による二層構造の分
離膜についても同様な効果が確認された。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、不発明の方法により実施例1で製造した分
離膜のエタノール20重量係含有水溶液の分離テストの
結果を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 疎水性の熱可塑性高分子物質に粒径0.1μ以下に
    粉砕された水溶性無機物質粉体を35〜60容量幅の充
    てん率で配合し、これを溶融混練してシート状に成形し
    たのち、得られたシートの表面に、上記熱可塑性物質に
    対し親和性を有する疎水性の熱可塑性高分子物質をその
    軟化点より低い沸点を有する溶剤に溶かして塗布し、次
    いでこれ全乾燥してシー ト状支持層表面に薄い被覆層
    全形成させ、次にこれを水と接触させ水溶性無機物質粉
    体を溶出させることを特徴とする分離膜の製造方法。
JP10804082A 1982-06-23 1982-06-23 水−アルコ−ル分離膜の製造方法 Granted JPS59304A (ja)

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US9610548B2 (en) 2014-02-28 2017-04-04 Pall Corporation Composite porous polymeric membrane with high void volume

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