JPS6064603A - 液々接触方法 - Google Patents
液々接触方法Info
- Publication number
- JPS6064603A JPS6064603A JP16605784A JP16605784A JPS6064603A JP S6064603 A JPS6064603 A JP S6064603A JP 16605784 A JP16605784 A JP 16605784A JP 16605784 A JP16605784 A JP 16605784A JP S6064603 A JPS6064603 A JP S6064603A
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- liquid
- gas
- hollow fiber
- porous
- membrane
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液体と液体全多孔質中空糸より成る多孔質壁膜
金倉して間接的に接触せしめてその液体中に含まれる気
体もしくは高い揮発性を有する溶質全気体状態で該多孔
質壁膜中を移動せしめ、該多孔質壁膜を介して反対側に
存在する液体中へ移行せしめる方法に関する。
金倉して間接的に接触せしめてその液体中に含まれる気
体もしくは高い揮発性を有する溶質全気体状態で該多孔
質壁膜中を移動せしめ、該多孔質壁膜を介して反対側に
存在する液体中へ移行せしめる方法に関する。
液体中に含まれる溶質成分を、その液体から分離する方
法はその規模１分離の目的、溶質の性質、濃度等によっ
て適切に選ば牡る。溶質がガスや沸点の低い高揮発性の
ものであれば蒸留法やエアー・ストリッピング法などが
一般に用いられる。こ扛らの手法は処理量が多く、大規
模な装置？必要とする場合に利点があるが、処理量が少
なぐ小規模な場合は必ずしも適当な方法ではない。たと
えば医療用機器や分析装置では、液体中に含まれる溶質
を効率工〈除去する装置が必要であり、この場合の被処
理液量は非常に少ない。このような場仕は特に小型のコ
ンバクトな装置が望捷扛、しかも連続的に処理する必要
がある。これらの条件を満す１つの方法として液−液接
触法による手段が考えら扛る。
法はその規模１分離の目的、溶質の性質、濃度等によっ
て適切に選ば牡る。溶質がガスや沸点の低い高揮発性の
ものであれば蒸留法やエアー・ストリッピング法などが
一般に用いられる。こ扛らの手法は処理量が多く、大規
模な装置？必要とする場合に利点があるが、処理量が少
なぐ小規模な場合は必ずしも適当な方法ではない。たと
えば医療用機器や分析装置では、液体中に含まれる溶質
を効率工〈除去する装置が必要であり、この場合の被処
理液量は非常に少ない。このような場仕は特に小型のコ
ンバクトな装置が望捷扛、しかも連続的に処理する必要
がある。これらの条件を満す１つの方法として液−液接
触法による手段が考えら扛る。
従来、液体中に含１れる気体又は高い揮発性に！する溶
質を他種液体と接触せしめて除去又は他種液体中へ供給
する方法としてにエマルジョン状態で゛液−液混合する
方法が知られている。
質を他種液体と接触せしめて除去又は他種液体中へ供給
する方法としてにエマルジョン状態で゛液−液混合する
方法が知られている。
しかしながら、かかる方法を採用するには混合する液体
同志が本質的に混じり合わないものであることが必要で
あり、易相溶件の液体間でに採用することが出来ない。
同志が本質的に混じり合わないものであることが必要で
あり、易相溶件の液体間でに採用することが出来ない。
本発明者らは刀）たる従来万式における問題点を改良し
、水性液体間において、液体中に含まれる気体もしくぼ
高い揮発性を有する溶質を効果的に交換もしくは移行せ
しめること全目的として、液々接触面積が人きく装置全
小型化でき、高能率で液状物の処理ケ行える方法につい
て種々検討中の処、次の工９な方法を採用することによ
って、装置の小型化、コンパクト化が可能となり、装置
コスト、処理コスト、設置面積等の低下金達成しうる−
ばかりでなく、医療機器に使用した場合にも人体に危害
を加えることなく安全に目的全達成しうろことを見出し
たものである。
、水性液体間において、液体中に含まれる気体もしくぼ
高い揮発性を有する溶質を効果的に交換もしくは移行せ
しめること全目的として、液々接触面積が人きく装置全
小型化でき、高能率で液状物の処理ケ行える方法につい
て種々検討中の処、次の工９な方法を採用することによ
って、装置の小型化、コンパクト化が可能となり、装置
コスト、処理コスト、設置面積等の低下金達成しうる−
ばかりでなく、医療機器に使用した場合にも人体に危害
を加えることなく安全に目的全達成しうろことを見出し
たものである。
即ち本発明に、気体を透過するが、水性液体を透過させ
ない疎水性多孔質中空糸膜の多孔質壁膜を接触壁膜とし
て用い、該中空糸の外部及び内部に水性液体全存在せし
めて中空糸内外における液体中の溶質成分の圧力差を利
用して液体中に存在する気体もしくに高い揮発性を有す
る溶質成分を中空糸の内部もしくに外部液体中に移動せ
しめる方法であって、本発明の方法を用いることによっ
て極めて効果的に液体中への気体の移動又は気体の相互
交換全可能とすることができるのである。
ない疎水性多孔質中空糸膜の多孔質壁膜を接触壁膜とし
て用い、該中空糸の外部及び内部に水性液体全存在せし
めて中空糸内外における液体中の溶質成分の圧力差を利
用して液体中に存在する気体もしくに高い揮発性を有す
る溶質成分を中空糸の内部もしくに外部液体中に移動せ
しめる方法であって、本発明の方法を用いることによっ
て極めて効果的に液体中への気体の移動又は気体の相互
交換全可能とすることができるのである。
本発明の特ｇ、ば■液々接触隔膜として実質的に気体を
透過させるが水性液体全透過させない疎水性多孔質中空
糸いること及び■膜の形態として中窒糸全用いることで
ある。
透過させるが水性液体全透過させない疎水性多孔質中空
糸いること及び■膜の形態として中窒糸全用いることで
ある。
■の工うな性質全示す膜は、膜を構成する基質、基質中
に存在する空孔の大きさ、膜と接触する液体の性質によ
って変化する。膜中の空孔の大キさがミクロンあるいに
サブミクロンオーダーであれば、膜基質の水に対する接
触角が９０゜以上であれば、膜に接する水性液体側に大
きな圧力音訓えない限り膜中の空孔には該液体に浸入し
ていかない。したしながら液体中に気体や低沸点溶質が
含１扛でいると、これらの溶質に、膜中の空孔へ気体状
態で逃散し、膜中全拡散して移動し、片側の液体へ吸収
される。この移動に対する駆動力に膜を隔てての両液体
中での溶質の分圧差である。膜と接触する液体に大きな
圧力が加わると、接触角が９０°以上でも空孔中に液体
が浸入する１こめ、液体中に加える圧力は適切に選ぶ必
要がある。液体が常圧状態でも、気体や低沸点溶質は分
圧差がある限り、平衡に達するまで移動するので液体に
不要の圧力？加えるのに望ましくない。
に存在する空孔の大きさ、膜と接触する液体の性質によ
って変化する。膜中の空孔の大キさがミクロンあるいに
サブミクロンオーダーであれば、膜基質の水に対する接
触角が９０゜以上であれば、膜に接する水性液体側に大
きな圧力音訓えない限り膜中の空孔には該液体に浸入し
ていかない。したしながら液体中に気体や低沸点溶質が
含１扛でいると、これらの溶質に、膜中の空孔へ気体状
態で逃散し、膜中全拡散して移動し、片側の液体へ吸収
される。この移動に対する駆動力に膜を隔てての両液体
中での溶質の分圧差である。膜と接触する液体に大きな
圧力が加わると、接触角が９０°以上でも空孔中に液体
が浸入する１こめ、液体中に加える圧力は適切に選ぶ必
要がある。液体が常圧状態でも、気体や低沸点溶質は分
圧差がある限り、平衡に達するまで移動するので液体に
不要の圧力？加えるのに望ましくない。
本考案で使用する疎水性多孔質中空糸にポリエチレン、
ポリプロピレン等を主成分とするポリオレフィンやポリ
弗化ビニリデシ、エチレン−四弗１じエチレン共重合体
、四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体等の弗累
化ポリオレフィンが特に好ましいものとして挙げられる
。
ポリプロピレン等を主成分とするポリオレフィンやポリ
弗化ビニリデシ、エチレン−四弗１じエチレン共重合体
、四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体等の弗累
化ポリオレフィンが特に好ましいものとして挙げられる
。
これらは本質的に疎水性もしくは水にぬれ難い性質ｔも
っているために水を主成分とする液体の使用にげ極めて
優れた操作性を■する。さらに水に対する接触角の小さ
いポリアクリロニトリルやセルロース・アセテート多孔
胃中９糸にシリコン等で表面処理し、疎水性にした膜も
用いることができる。
っているために水を主成分とする液体の使用にげ極めて
優れた操作性を■する。さらに水に対する接触角の小さ
いポリアクリロニトリルやセルロース・アセテート多孔
胃中９糸にシリコン等で表面処理し、疎水性にした膜も
用いることができる。
このような中空糸に、その壁膜に平均孔径が５０〜５０
００Ａの多数の連続【７た微細孔を有してお９、その壁
膜は極めて優れ１Ｇ気体透過性を石するものである。
００Ａの多数の連続【７た微細孔を有してお９、その壁
膜は極めて優れ１Ｇ気体透過性を石するものである。
こ扛ら中空糸に数μ〜数百の内径を有するものが望１し
く、又中空糸膜厚に数μ〜数百μを肩するものが望まし
い。これらは目的に応じて適正値全選定すべきであるが
単位時間内に比較的大量の、もしくに効率的な気体の移
動全目的とする場合には、中空糸内部全流路とする液体
の線速度を高めるとともに液−液の接触面積を大きくと
る方向が望ましく、中壁系内径は数十μ〜数百μで比較
的小さく設足するのが望ましい。
く、又中空糸膜厚に数μ〜数百μを肩するものが望まし
い。これらは目的に応じて適正値全選定すべきであるが
単位時間内に比較的大量の、もしくに効率的な気体の移
動全目的とする場合には、中空糸内部全流路とする液体
の線速度を高めるとともに液−液の接触面積を大きくと
る方向が望ましく、中壁系内径は数十μ〜数百μで比較
的小さく設足するのが望ましい。
中仝糸壁膜の性状としては気体透過係数の大きいものが
望ましい。し〃≧し気体成分の効果的な供給、放出又に
相互父換金計る上でに同一気体透過係数？有するもので
あっても大孔径の壁孔全少数有する中空糸壁膜は望まし
い方向ではなく、比較的小孔径であって且つ多数の壁孔
ケ泪する中空糸壁膜が本考案の目的全効果、的に達成す
る上でに好ましい。孔径が大きいと、小さい静液（水）
圧で液体が膜中に浸入し、本発明の目的が達成されない
ことがある。
望ましい。し〃≧し気体成分の効果的な供給、放出又に
相互父換金計る上でに同一気体透過係数？有するもので
あっても大孔径の壁孔全少数有する中空糸壁膜は望まし
い方向ではなく、比較的小孔径であって且つ多数の壁孔
ケ泪する中空糸壁膜が本考案の目的全効果、的に達成す
る上でに好ましい。孔径が大きいと、小さい静液（水）
圧で液体が膜中に浸入し、本発明の目的が達成されない
ことがある。
〃）たる要求性能全満足する中空糸壁膜の性状としては
具体的には気体透過係数として空気透過係数が少なくと
も１×１０１ｃｒｎ３・α／α２・ｓｅｅ・αＨ２以上
、好ましくにｌＸ１０−６鋸３・釧／α２・ＳθＣ−ｃ
ｒｎＨ１以上、更に好’ｊ Ｌ （ｎ Ｉ Ｘ １０−
ｃｒｌ・Ｃｍ／ａＩ２・ｓｅｃ・αＨ２以上全Ｍする
ものであり、且つ壁膜単位体積に対して微細空孔の占め
る体積の割合が少なくとも１０ｖｏ１％以上、好ましく
は２０ ｖｏ１％以上、更に好捷しくに３５ ｖｏｌ係
以上全肩し、壁膜１ｇ当りに存在する微細空孔の突孔表
面積が少なくとも５ ｍ２／ Ｓ’以上、好ましくは１
０ ｍ２／ を以上、更に好１しくに３０ ｍ２／ を
以上？町するものが望ましい。
具体的には気体透過係数として空気透過係数が少なくと
も１×１０１ｃｒｎ３・α／α２・ｓｅｅ・αＨ２以上
、好ましくにｌＸ１０−６鋸３・釧／α２・ＳθＣ−ｃ
ｒｎＨ１以上、更に好’ｊ Ｌ （ｎ Ｉ Ｘ １０−
ｃｒｌ・Ｃｍ／ａＩ２・ｓｅｃ・αＨ２以上全Ｍする
ものであり、且つ壁膜単位体積に対して微細空孔の占め
る体積の割合が少なくとも１０ｖｏ１％以上、好ましく
は２０ ｖｏ１％以上、更に好捷しくに３５ ｖｏｌ係
以上全肩し、壁膜１ｇ当りに存在する微細空孔の突孔表
面積が少なくとも５ ｍ２／ Ｓ’以上、好ましくは１
０ ｍ２／ を以上、更に好１しくに３０ ｍ２／ を
以上？町するものが望ましい。
本発明に適応される液体中に＠１れる気体及び高揮発住
液体に特に駆足される訳ではなく例えば空気、酸素、室
累、オゾン、−酸化炭素、炭酸ガス、アンモニヤ、硫化
水素、亜硫酸ガス、ＮＯｘ、水素、ヘリウム、ネオン、
アルゴン、クリプトン、キセノン、ボラン、ンラン、ハ
ロゲン、ハロゲン化水素、メチルアルコール、エチルア
ルコール等の低級アルコール、メルカプタン、低級アミ
ン、低級飽和又は不飽和炭化水素、低級ハロゲン化炭化
水素又にこれらの混合物等が挙げられる・ 又中空糸の内壁部及び外壁部に存在する液体としては多
孔質中空糸材質との接触角が大きいものが好１しく、特
に水又は水を媒体とする液状物が好ましい。又ポリオレ
フィン、弗素化ポリオレフィン中空糸は水に対する接触
角が大きく、殆んどが９０°以上であり、単独重合体は
本質的に疎水性もしくは水にぬれにくいものであって、
中空内部流路 媒体とする液状物である場合には、とりわけ優れた機能
を発揮するのであり、例えば中空糸外壁の液体中の気体
全中空糸の外部から内部に移動させる場合、中空糸外部
の圧力を中空糸内部の圧力に比べて必ずしも陽圧に設足
する必要になく、比較的高い液体線速度下の運転におい
ても十分目的ケ達しつつ長期運転が可能となる利点をＭ
するのである。
液体に特に駆足される訳ではなく例えば空気、酸素、室
累、オゾン、−酸化炭素、炭酸ガス、アンモニヤ、硫化
水素、亜硫酸ガス、ＮＯｘ、水素、ヘリウム、ネオン、
アルゴン、クリプトン、キセノン、ボラン、ンラン、ハ
ロゲン、ハロゲン化水素、メチルアルコール、エチルア
ルコール等の低級アルコール、メルカプタン、低級アミ
ン、低級飽和又は不飽和炭化水素、低級ハロゲン化炭化
水素又にこれらの混合物等が挙げられる・ 又中空糸の内壁部及び外壁部に存在する液体としては多
孔質中空糸材質との接触角が大きいものが好１しく、特
に水又は水を媒体とする液状物が好ましい。又ポリオレ
フィン、弗素化ポリオレフィン中空糸は水に対する接触
角が大きく、殆んどが９０°以上であり、単独重合体は
本質的に疎水性もしくは水にぬれにくいものであって、
中空内部流路 媒体とする液状物である場合には、とりわけ優れた機能
を発揮するのであり、例えば中空糸外壁の液体中の気体
全中空糸の外部から内部に移動させる場合、中空糸外部
の圧力を中空糸内部の圧力に比べて必ずしも陽圧に設足
する必要になく、比較的高い液体線速度下の運転におい
ても十分目的ケ達しつつ長期運転が可能となる利点をＭ
するのである。
本発明の方法において処理対象となる水性液体としては
、例えば稀硫酸の工９な酸又はアンモニアのようなアル
カリ性化合物、各種塩類。
、例えば稀硫酸の工９な酸又はアンモニアのようなアル
カリ性化合物、各種塩類。
ガス状物又はＭ機性化合物等全溶解又は分散せしめた水
浴液、水分散体、水系コロイド状物、血液宿の各種の液
状物？添げることができる。
浴液、水分散体、水系コロイド状物、血液宿の各種の液
状物？添げることができる。
不発明の詳細全以下図面に従って説明する。
第１図は不発明の方法による装置の一例の正面断面図で
あり、（υは外部液体導入口、（２）は外部液体排出口
、（３）は内部液体導入口、（４）は内部液体排出口、
（５）に接着剤、（６）は耐圧容器、（７）は多孔質中
空糸、（８）に多孔質中を糸内部の液体流路、（９）は
外部液体流路である。
あり、（υは外部液体導入口、（２）は外部液体排出口
、（３）は内部液体導入口、（４）は内部液体排出口、
（５）に接着剤、（６）は耐圧容器、（７）は多孔質中
空糸、（８）に多孔質中を糸内部の液体流路、（９）は
外部液体流路である。
気体の放出又は供給ケ受ける内部液体は、液体導入口（
３）全通じて導入され、多孔質中空糸（７）の中空内部
流路全通９つつ、多孔質中空壁？介して気体の放出又は
供給全受けもしくは気体の相互交換全針９つつ排出口（
４）よ！ｌｌ装置外部へ排出される。
３）全通じて導入され、多孔質中空糸（７）の中空内部
流路全通９つつ、多孔質中空壁？介して気体の放出又は
供給全受けもしくは気体の相互交換全針９つつ排出口（
４）よ！ｌｌ装置外部へ排出される。
一万中空糸壁の外部液体は外部散体導入口（１）よジ装
置り内に導入さｎ、面Ｊ圧容器（６）の内部の多孔質中
空糸（７）の外側全液体流路（９）として通過し外部液
休刊出口（２）ニジ製筒外部へ排出され、その過程でグ
（体の放出又は供給？受けもしくは気体の相互父換全計
る。
置り内に導入さｎ、面Ｊ圧容器（６）の内部の多孔質中
空糸（７）の外側全液体流路（９）として通過し外部液
休刊出口（２）ニジ製筒外部へ排出され、その過程でグ
（体の放出又は供給？受けもしくは気体の相互父換全計
る。
上記のような装置は必ずしも単独使用する必要になく、
任意の個数連結して並べても何ら差支えない。
任意の個数連結して並べても何ら差支えない。
このような装置の具体的な用途の１つとして、水溶液中
のアンモニアの除去が考えられる。現在使用されている
人工腎臓に多量の透析液を必要としている。これに透析
液中に含まｎる尿素を効果的に除去する手段がないため
で、透析液を使い捨てにしているためである。透析液中
の尿素管ウレアーゼ等の酵素で分解し、アンモニアニ変
換し、このアンモニアを本発明の中空糸を用い友液々接
触方法で効率工〈除去することが出来る。これにより透
析液の再利用を計ることに工Ｖ少量の透析液で透析が可
能となり小型化した透析装置７作ることが出来る。
のアンモニアの除去が考えられる。現在使用されている
人工腎臓に多量の透析液を必要としている。これに透析
液中に含まｎる尿素を効果的に除去する手段がないため
で、透析液を使い捨てにしているためである。透析液中
の尿素管ウレアーゼ等の酵素で分解し、アンモニアニ変
換し、このアンモニアを本発明の中空糸を用い友液々接
触方法で効率工〈除去することが出来る。これにより透
析液の再利用を計ることに工Ｖ少量の透析液で透析が可
能となり小型化した透析装置７作ることが出来る。
本発明の方法は医療機器用や分析機器用に限らず、目的
によっては一般産業用の用途にも十分使用可能なもので
ある。また接触装置の形式も第１図に示したものに限ら
ず種々の形式を用いることが出来る。
によっては一般産業用の用途にも十分使用可能なもので
ある。また接触装置の形式も第１図に示したものに限ら
ず種々の形式を用いることが出来る。
第１図は本発明を実施するための装置の一例でアリ、モ
ジュールが１ケである場合の正面断面図ケ示す。 １ 外部液体導入口 ２ 外部液体排出口 ３ 内部液体導入口 ４ 内部液体排出口 ５ 接着剤 ６ 耐圧容器 ７ 多孔質中空糸 ８ 多孔質中窒糸内液体流路 ９ 多孔質中９糸外液体流路
ジュールが１ケである場合の正面断面図ケ示す。 １ 外部液体導入口 ２ 外部液体排出口 ３ 内部液体導入口 ４ 内部液体排出口 ５ 接着剤 ６ 耐圧容器 ７ 多孔質中空糸 ８ 多孔質中窒糸内液体流路 ９ 多孔質中９糸外液体流路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 気体全透過するが、水性液体を透過させない疎水
性多孔質中空糸膜の多孔質壁膜を接触壁膜として用い、
該中空糸の外部及び内部に水性液体全存在せしめて、中
９糸内外における液体中の溶質成分の圧力差を利用して
液体中に存在する気体もしくに高い揮発性ヶ肩する溶質
を中空糸の内部もしくに外部液体中に移動せしめるよう
にし１ζ液々接触方法。 ２、 多孔質中空糸が特にポリエチレン又はポリプロピ
レンである特許請求の範囲第１項記載の液々接触方法。 ３、 多孔質中空糸が特にポリ弗化ビニリデン、エテレ
／−四弗化エチレン共重合体又は四弗化エチレン−六弗
化プロピレン共重合体である特許請求の範囲第１項記載
の液々接触方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16605784A JPS6064603A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 液々接触方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16605784A JPS6064603A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 液々接触方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064603A true JPS6064603A (ja) | 1985-04-13 |
Family
ID=15824166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16605784A Pending JPS6064603A (ja) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | 液々接触方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6064603A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857200A (en) * | 1986-05-23 | 1989-08-15 | Imperial Chemical Industries Plc | Dechlorination of aqueous alkali metal chloride solution |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503753A (ja) * | 1973-05-16 | 1975-01-16 | ||
| JPS52111888A (en) * | 1976-03-18 | 1977-09-19 | Showa Denko Kk | Separation of liquid mixture |
-
1984
- 1984-08-08 JP JP16605784A patent/JPS6064603A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS503753A (ja) * | 1973-05-16 | 1975-01-16 | ||
| JPS52111888A (en) * | 1976-03-18 | 1977-09-19 | Showa Denko Kk | Separation of liquid mixture |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857200A (en) * | 1986-05-23 | 1989-08-15 | Imperial Chemical Industries Plc | Dechlorination of aqueous alkali metal chloride solution |
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