JPS61401A - 浸透気化用半透性膜 - 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】 産業上の利用分野 本発明は水／水溶性有機化合物の混合液体より水溶性有
機化合物の分離に適する半透性膜に関するものである。

従来技術との関係 近年、廃水処理、海水の淡水化、食品工業或は医療分野
等において半透性膜が広範囲に利用されるようになった
。更に化学″工業においても有価物の分離・濃縮・回収
のプルセスに半透性膜を利用しようとする試みがみられ
る。その試みのひとつとして１９７０年半端頃から通常
の蒸留法では分離が困矯であった有機物混合物の分離精
製を目的として、浸透気化法（ｐｓｒｖａｐｏｒａｔｉ
ｏｎ　）が研究されはじめた。浸透気化法とは、膜の一
方の側に混合液体を置き、他の側を減圧にするか、又は
不活性ガスを低蒸気圧に保ち、その圧力差によって液を
透過させ、低圧側で蒸発させる事によって混合物を分離
させる方法である。例えば、共沸混合物、沸点の接近し
た溶媒、異性体などの分離・分別などに応用される。浸
透気化法に使用される半透膜としては、米国特許第２，
９５３，５０２号明細書にはボセル田−スとポリエチレ
ンまたはセルロース・ブチルアセテートとからなる複合
膜、又、特開昭ａａ−４７ｓ７９号公報ではメリビニル
アルコール系中空繊維による有機物の混合物の分離例が
開示されている。更に特開昭５４−１０５４９号公報に
は、ポリオレフィン、ポリスチレン、ぎリハロゲン化ビ
ニル、ポリビニルアセタールなどの分離膜による有機物
の分離例が示されている。しがしいずれの膜も分離効率
が悪いため、有機液体混合物が高分子膜を１回通過して
も、目的とする濃度まで分離・濃縮できない問題点があ
った。一方目的とする濃度まで水溶性有機液体を分離・
濃縮するためには多層の膜を通過させるか、あるいは膜
表面積を大きくするか、膜厚を極端に薄くしなければな
らないが、前者の場合には工業的に実施しようとすれば
装置を大型化しなければならず、コストアップになる欠
点がある。後者の場合には膜の強度耐久性に問題が生ず
る。

発明の目的 これらの欠点を克服するためには、分離効率の発、明に
至った。

゛本発明の目的は、分離効率の良い透過性に優れたデ；
キストリン系架橋膜を用いた半ゐ性瞑を提供すｔ　　　
　に ４事にある＠本発明の他の目的は浸透気化法などの有機
物の分離において、分離効率の優れた６過性の大きい半
透性膜を提供する事にある。

発明の構成 即ち、本発明はデキストリン系物質とイソシアネート又
はエピハロヒドリンとの反応により得られる架橋＃＃造
を有する半透性膜を要旨とするものである。

また本発明の好滴な実施態様として上記反応物を支持体
にコーティングして得られる複合膜又は反応物を支持体
にブレンドして得られる膜が挙げられる。

上記本発明に係る支持体としては、機械的強度に優れた
１耐熱・耐薬品性・耐微生物性に優れた多孔性支持体が
望ましい。かがる多孔性支持体としては例えばポリ濃化
ビニリデン、〆リスルホン、ポリスチレン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリプロ孔径は特に限定されるものではな
いが、特に高い選択透過性をもたせるためには１００な
いし１．００ＯＡの範囲にあるものが望ましい。多孔性
支持体の形状としては平膜ばかりではなく、管状あるい
は中空繊維状で用いる事ができ、任意に選択する事が出
来る。中空繊維を使用した場合は、膜の逃逸面積を最も
大きくする事ができるために、従来の装置よりもフンバ
タトな装置により分離処理量を大きくする事が出来る。

又、中空繊維は耐圧性に優れているために、膜厚を薄く
する事が出来、そのため６過率を一層高める事が出来る
。中空繊維の形状は外径が５，０００μ以下がよく、好
ましくは５０ないし５００μである０中空繊維の外径は
小さい程、機械的強度・耐圧性が優れ従って膜厚を薄く
する事が出来る。又、中空繊維の膜厚は透過量を大きく
する意味から、出来るだけ薄い方がよいが、薄くすると
機械的強度が小さくなるため、好ましくは１０〜１００
μの範囲である０次に本発明の架橋薄膜を得る方法は、
デキストリン系物溶液を多孔性支持体の上に流延する方
法、スプレーする方法又は多孔性支持体を当該溶液に浸
漬する方法などがある。ここに使用されるデキストリン
は市販されているものであり、シクロデキストリンとし
てはｄ−シクロデキストリン（ｎ−６）、β−シク田デ
キストリン（、−１）、ｒ−シクロデキストリン（ｎ−
８）などである。

デキストリンの分子量は特に限定するものではない０架
橋剤として用いるイソシアネートとしてはインホルンジ
イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ト
リレン−２，４−ジインシアネ−）、４．４’−ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシ
アネートなどがある。エピハロヒドリンとしては、エピ
クロルヒドリン、エピブロムヒドリン、１．２−エポキ
シ−４−クロルブタン、２，３−エポキシ−４−クロル
ブタン、１．２−エポキシ−５−フリルペンタン、１，
２−エポキシ−４−ブロムブタン、ｚ、３−エポキシ−
４−ブロムブタン、１，２−エポキシ−５−ブロムペン
タン、２，３−エポキシ−６−ブロムペンタンな、好ま
しく、その他にア七トンメチルエチルケトン１クロロホ
ルム、四塩化炭素、テＦラヒドロフランなどの溶媒も使
用する事が出来る・有機溶媒中でのイソシアネート又は
エピハロヒドリンの濃度は特に限定するものではないが
、６％ないし６０重Ｍ％の範囲で使用する事が好ましい
。イソシアネート又はエピハロヒドリンのｍｌによって
デキストリンの架ａ度を変化させる事が出来る。架橋反
応は２０℃から１００℃の範囲内で、１時間から２４時
間の範囲内で行なわせしめる。

発明の効果 このようにして得たデキストリン架橋膜を浸透１　　　
　％（ＩｓｉＥ　！　Ｑ　ｒ　′″１°’ｉ　Ｍ　＃Ｊ
　＊　ｃ　ｅ　ｔｃ　ｉ！ｉ　Ｂ速度の大きい効率的な
分離・濃縮を行なう事が出来、従来の多大のエネルギー
と大型、の装置を必要としていた蒸留法に比して大きな
利点があり、その工業的メリットは極めて大きいもので
ある。特にインホロンジイソシアネートで架橋されたデ
キストリンを、ｌす肺化ビニリデン支持膜にコーティン
グして得られる半透性膜を用いて１水／工チ以下本発明
の実施例を記載する。

実施例　Ｌ デキストリンをジメチルスルホキシドに溶解させた後、
加温下でインホロンジイソシアネートを加えてデキスト
リンのウレタン化を行なった。この溶液をポリ濃化ビニ
リデンフィルムにコーティングし、風乾させて膜を得た
。２０容鍛％エチルアルコール水溶液を用いて、４０℃
にて浸透気化法による透過実験を行なった０分離係数ａ
　ａ、Ｏ−１ｔｏＨ １，８７７，２水の透過速度ＱＨ１Ｏ−２，９２１ＳＸ
ＩＯ’　ｋｇ−＊−’・ａ＆７−”　、エチルアルコー
ルの透過速度ＱＥｔｏＨ−！、１１７ＸＩＯｋｇ＋ｖａ
’ｄ＆７−”　　を得た〇実施例　２ イソホロンジイソシア卑−Ｆでウレタン化したデキスト
リンをポリ弗化ビニリデンに混合してフィルムを作製し
た。この膜を用いて４０℃にて２０容猷％エチルアルコ
ール水溶液の浸透気化法による透過実験を行なったとこ
ろ、分離係数αＨ，Ｏ＝ｔｏＨ １０９，０、水の透過速度ＱＨ，（、ｍｌ、’７４１ｘ
ｌ　Ｏ−”ｋｇ−ｔｏ−”ｄａｙ−”　、エチルアルコ
ールの透過速”　ＱＥｔｏＨ−デキス）リンをポリ弗化
ビニリデンフィルムにコーティングした膜を用いて、８
０容鍬％エチルアルコール水溶液の４０℃での浸透気化
法による透過実験を行なった。分離係数αＨ，Ｏ〜３８
９．３、水ｔｏＨ の透過速度ＱＨ１Ｏ−９，４５１ｘ　１０−”　ｋｑ・
ｍ−”　４ａｙ−”エチルアルコールの透過速度ＱＥｔ
ｏＨす７．１１ＩＸＩＯ−”ｋｇ−ｒｎ　　４ａｙ　’
　であツタ〇実施例　番 ヘキサメチレンジイソシアネートでウレタン化したデキ
ストリンをポリスルホンフィルムにコーティングした膜
を用いて、８０容量％エチルアルコール水溶液の浸透気
化を４０℃で行なった。分離係数α”０−１２８′、４
水の透過速度２．９１０ｘｌＯ−”ｔｏＨ 紳・ｍｌ・ｄａｙ−”　、エチルアルコールの透過速度
ＱＥｔｏＨｍ　１１．４１６　Ｘ　Ｉ　Ｄ−”　＆９・
！１１−”　・ａａｙ−’であった０実施例　翫 ヘキサメチレンジイソシアネートでウレタン化したα−
シクロデキストリンをポリスルホンフィルム上にコーテ
ィングして膜を作製した。この膜間ＱＥｔＯＨｙ　２．
４９２　ｘ　ｌ　Ｏ−”　峠・ｍ−”−ｄａｙ−’を得
た。

実施例　へ エピクロルヒドリンでエポキシ化したデキストリンを、
ポリ弗化ビニリデンフィルム上にフーテイングした膜を
用いて浸透気化を行なった。８０容Ｍ％エチルアルコー
ル水溶液の４０℃での分離Ｈ！０ 係数α　　＝７６．８、水の透過速度ＱＨＩＯ−１，５
０４ｔｏＨ ×ｌＯ″′１幻・ｍｌ・ｄａｙ−”　、エチルアルコー
ルの透過速度ＳＱ　　　−６，２２４ｘ　ｌ　Ｏ−”ｋ
ｇ・ｒｎ−’　・ｄ＆ｙ−”であったＯＦ！ｔｏＨ− 実施例　７゜ エピフルルヒドリンでエポキシ化したデキストリンを、
ポリスルホンフィルム上にコーティングして膜を作製し
た。この膜を用いて６０容ｊｌｔ％のエチルアルコール
水溶液の浸透気化実験を４０℃で行なった。分離係数α
　　−１７，６、水の透過速ｎｔｏＨ 度Ｑ、ｏｍ１．４４３ｘｌ　Ｏ−”ｋｇ−ｍ−”−ｄ＆
ｙ−”、エチルアルコールの透過速度ＱｌｔｏＨ−’、
５０フｘｉ　Ｏｋｇ−ｍ　　４ａｙ　’を得た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. デキストリンとイソシアネート又はエピハロヒドリンと
   の反応により得られる半透性膜。