JP3010433B2 - Purification method of ionic polymer compound - Google Patents
Purification method of ionic polymer compoundInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン性高分子化
合物の精製方法に関し、更に詳しくはイオン性高分子化
合物から残存単量体等のイオン性の低分子量不純物を効
率良く除去して精製する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying an ionic polymer compound, and more particularly to a method for efficiently removing ionic low molecular weight impurities such as residual monomers from the ionic polymer compound. About the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、高分子化合物から、低分子量不
純物を分離除去する際は、蒸発によって揮発させる場合
が多い。しかしながら低分子不純物が電解質等のイオン
性の場合は、不揮発性のものである場合が多く、この場
合にはこの方法は適用出来ない。また、重合体溶液の溶
媒とは別の他の溶媒を用いて、高分子化合物を抽出する
方法も考えられるが、このためには適当な溶媒を選定す
ることが難しく、溶媒を多量に使用するために危険であ
ったり、精製後、高分子化合物から残存する溶媒を除去
する工程が必要になるなど、操作が煩雑となり、実用的
でない。2. Description of the Related Art Generally, when a low molecular weight impurity is separated and removed from a polymer compound, it is often volatilized by evaporation. However, when the low molecular impurities are ionic, such as an electrolyte, they are often non-volatile, and in this case, this method cannot be applied. In addition, a method of extracting a polymer compound using another solvent different from the solvent of the polymer solution is also conceivable. However, it is difficult to select an appropriate solvent, and a large amount of the solvent is used. For this reason, the operation is complicated and is not practical because it is dangerous or requires a step of removing the residual solvent from the polymer compound after purification.
【0003】また、限外濾過膜を用いて低分子量不純物
を除去する方法が、特開平3−66705号公報、特公
平7−59609号公報に開示されている。これらの方
法は、高分子化合物と低分子量不純物の分子の大きさの
違いによって高分子化合物と低分子量不純物とを分離す
るものである。これらの方法によれば、重合体溶液の溶
媒以外に更に別の溶媒を使用することなく、残存低分子
量不純物濃度を所定値まで低下させることが可能となる
が、精製に多大な時間を要するという問題がある。A method for removing low molecular weight impurities using an ultrafiltration membrane is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-66705 and Japanese Patent Publication No. 7-59609. In these methods, the polymer compound and the low-molecular-weight impurity are separated from each other by the difference in molecular size between the polymer compound and the low-molecular-weight impurity. According to these methods, it is possible to reduce the residual low-molecular-weight impurity concentration to a predetermined value without using a further solvent other than the solvent for the polymer solution, but it requires a large amount of time for purification. There's a problem.
【0004】また、特開平8−217802号公報で
は、イオン性高分子化合物を限外濾過膜を用いて、分子
量10000以下の低分子化合物及び未反応単量体を除
去する方法が開示されている。しかしこの方法において
も処理中の重合体濃度を1重量%から約5重量%に濃縮
しながら除去を行う方法が例示されており、かなり低濃
度に希釈して濾過を行う必要があるという問題が残って
いる。Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-217802 discloses a method of removing low molecular weight compounds having a molecular weight of 10,000 or less and unreacted monomers by using an ionic polymer compound with an ultrafiltration membrane. . However, even in this method, a method of removing the polymer while concentrating the polymer concentration during the treatment from 1% by weight to about 5% by weight is exemplified. Remaining.
【0005】このような方法とは別に電気透析法を用い
てカチオン性高分子化合物から未反応単量体を主成分と
する低分子量不純物を除去する方法が、特公平7−68
298号公報に開示されている。しかしこの電気透析法
では電流を流すことにより低分子量のイオン性物質を除
去しているため、低分子量のイオン性物質濃度が0.1
%未満の範囲では流れることができる電流が極端に小さ
くなり、精製に多大な時間を要することになる。In addition to such a method, a method of removing low molecular weight impurities mainly composed of unreacted monomers from a cationic polymer compound by using an electrodialysis method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-68.
No. 298. However, in this electrodialysis method, since a low molecular weight ionic substance is removed by passing an electric current, the concentration of the low molecular weight ionic substance is 0.1%.
%, The current that can flow becomes extremely small, so that much time is required for purification.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、イオン性高分子化合物からより短時間でイオン性の
残存単量体などの該イオン性高分子化合物と同符号に帯
電する低分子量不純物を効率良く除去するイオン性高分
子化合物の精製方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a low-molecular-weight compound having the same sign as the ionic polymer compound such as an ionic residual monomer in a shorter time from the ionic polymer compound. An object of the present invention is to provide a method for purifying an ionic polymer compound that efficiently removes impurities.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者等は検討の結
果、イオン性高分子化合物及びイオン性の残存単量体な
どの該イオン性高分子化合物と同符号に帯電する低分子
量不純物を含有する水溶液を、イオン性高分子化合物の
濃度が7〜20重量%かつ該水溶液中のイオン性高分子
化合物の電荷量が0.30g当量/L以上の条件下で、
限外濾過膜及び/又は逆浸透膜を用いることにより、該
イオン性高分子化合物と共通の対イオンを持つ低分子量
不純物を効率良く除去することが可能になることを見出
し、本発明を完成するに到った。The inventors of the present invention have studied and found that low molecular weight impurities, such as ionic polymer compounds and ionic residual monomers, charged to the same sign as the ionic polymer compound are contained. The aqueous solution to be prepared is prepared under the conditions that the concentration of the ionic polymer compound is 7 to 20% by weight and the charge amount of the ionic polymer compound in the aqueous solution is 0.30 g equivalent / L or more.
It has been found that the use of an ultrafiltration membrane and / or a reverse osmosis membrane makes it possible to efficiently remove low-molecular-weight impurities having a common counterion with the ionic polymer compound, thereby completing the present invention. Reached.
【0008】即ち、本発明の要旨は、(1) イオン性
高分子化合物、及びイオン性の残存単量体などの該イオ
ン性高分子化合物と同符号に帯電する低分子量不純物を
含有する水溶液を、イオン性高分子化合物の濃度が7〜
20重量%かつ該水溶液中のイオン性高分子化合物の電
荷量が0.30g当量/L以上の条件下で、限外濾過膜
及び/又は逆浸透膜を用いて該低分子量不純物を除去す
ることを特徴とするイオン性高分子化合物の精製方法、
(2) イオン性高分子化合物の持つ電荷量が3.0g
当量/kg以上であることを特徴とする前記(1)記載
のイオン性高分子化合物の精製方法、(3) 水溶液を
構成する溶媒の内60重量%以上が水であることを特徴
とする前記(1)又は(2)記載のイオン性高分子化合
物の精製方法、(4) 限外濾過膜又は逆浸透膜がセラ
ミックフィルターであることを特徴とする前記(1)〜
(3)いずれか記載のイオン性高分子化合物の精製方
法、(5) 限外濾過膜又は逆浸透膜の平均細孔径が4
〜100nmであることを特徴とする前記(1)〜
(4)いずれか記載のイオン性高分子化合物の精製方
法、(6) イオン性高分子化合物の重量平均分子量が
5000以上で、低分子量不純物の分子量が500以下
であることを特徴とする前記(1)〜(5)いずれか記
載のイオン性高分子化合物の精製方法、(7) イオン
性高分子化合物がカチオン性高分子化合物であることを
特徴とする前記(1)〜(6)いずれか記載のイオン性
高分子化合物の精製方法、(8) 前記(1)〜(7)
いずれか記載の精製方法を用いてイオン性高分子化合物
の精製をした後に、更に該イオン性高分子化合物をイオ
ン性交換樹脂と接触処理させることを特徴とするイオン
性高分子化合物の精製方法、に関する。That is, the gist of the present invention is to provide (1) an aqueous solution containing an ionic polymer compound and a low-molecular-weight impurity charged to the same sign as the ionic polymer compound such as an ionic residual monomer. , The concentration of the ionic polymer compound is 7 to
Removal of the low molecular weight impurities using an ultrafiltration membrane and / or a reverse osmosis membrane under the condition that the amount of the ionic polymer compound in the aqueous solution is 20% by weight and the charge amount of the ionic polymer compound is 0.30 g equivalent / L or more. A method for purifying an ionic polymer compound,
(2) The ionic polymer compound has a charge amount of 3.0 g.
(1) The method for purifying an ionic polymer compound according to the above (1), wherein the solvent is 60% by weight or more of water constituting the aqueous solution. (1) The method for purifying an ionic polymer compound according to (1) or (2), (4) wherein the ultrafiltration membrane or the reverse osmosis membrane is a ceramic filter.
(3) The method for purifying an ionic polymer compound according to any one of (5), wherein the average pore diameter of the ultrafiltration membrane or the reverse osmosis membrane is 4
(1) to (1)
(4) The method for purifying an ionic polymer compound according to any one of (6) and (6), wherein the ionic polymer compound has a weight average molecular weight of 5,000 or more and a low molecular weight impurity has a molecular weight of 500 or less. (1) The method for purifying an ionic polymer compound according to any one of (1) to (5), (7) the method according to any one of (1) to (6), wherein the ionic polymer compound is a cationic polymer compound. (8) The method for purifying an ionic polymer compound according to the above (1) to (7).
After purifying the ionic polymer using any of the purification methods described above, a method for purifying the ionic polymer, further comprising contacting the ionic polymer with an ionic exchange resin, About.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明で用いられるイオン性高分
子化合物について以下に説明する。イオン性高分子化合
物の解離基としては、酸又は塩基の存在下で塩を形成す
る基であれば特に制限されず、アニオン性、カチオン性
または両イオン性のいずれの基であってもよいが、例え
ばカチオン性高分子化合物の製造においては、臭いを有
するカチオン性単量体が残存する場合が多く、臭いを良
くする点からカチオン性高分子化合物の場合に好適に適
用される。かかる塩生成基の具体例としては、カルボキ
シル基、スルホン酸残基、硫酸残基、リン酸残基、硝酸
残基、アミノ基、アンモニウム基等が挙げられる。これ
らの基は一つの化合物に2種以上含まれていてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ionic polymer compound used in the present invention will be described below. The dissociating group of the ionic polymer compound is not particularly limited as long as it forms a salt in the presence of an acid or a base, and may be any of anionic, cationic, or zwitterionic groups. For example, in the production of a cationic polymer compound, a cationic monomer having an odor often remains in many cases, and is suitably applied to a cationic polymer compound from the viewpoint of improving the odor. Specific examples of such a salt-forming group include a carboxyl group, a sulfonic acid residue, a sulfuric acid residue, a phosphoric acid residue, a nitric acid residue, an amino group, and an ammonium group. One or more of these groups may be contained in one compound.
【0010】かかる高分子化合物の具体例としては、例
えば、ムコ多糖類であるヒアルロン酸、ヒアルロン酸N
a、コンドロイチン硫酸Na;ヘミセルロース類である
アルギン酸、アルギン酸Na、アルギン酸アンモニウ
ム、カルボキシメチルセルロースNa塩、カルボキシメ
チルアミロース等の天然或いは半合成のもの等が挙げら
れるが、合成系のものがより好ましい。合成系のものと
しては、例えば、下記のモノマーの1種又は2種以上を
重合させたもの又はこれらのモノマーと酢酸ビニル等の
脂肪族カルボン酸のビニルエステル、メチルメタクリレ
ート等の(メタ)アクリル酸エステル、メチルビニルエ
ーテル等のアルキルビニルエーテル、N−ビニルピロリ
ドン等のN−ビニル環状アミド、スチレンやアルキル置
換スチレン等といった塩生成基を有しない他の一般のモ
ノマーとの共重合体、及びこれらの重合体の混合物が挙
げられる。Specific examples of such high molecular compounds include, for example, mucopolysaccharides such as hyaluronic acid and hyaluronic acid N
a, Na chondroitin sulfate; natural or semi-synthetic ones such as hemicelluloses such as alginic acid, sodium alginate, ammonium alginate, sodium carboxymethylcellulose, and carboxymethylamylose, and the like, but synthetic ones are more preferable. Examples of the synthetic system include those obtained by polymerizing one or more of the following monomers or (meth) acrylic acid such as a vinyl ester of an aliphatic carboxylic acid such as vinyl acetate and methyl methacrylate. Esters, alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether, N-vinyl cyclic amides such as N-vinyl pyrrolidone, copolymers with other general monomers having no salt-forming group such as styrene and alkyl-substituted styrene, and polymers thereof And mixtures thereof.
【0011】アニオン性モノマーとしては、以下のモノ
マーが例示される。アクリル酸(AA)、メタクリル酸
(MA)、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボン
酸モノマー又はそれらの無水物又はそれらの塩;スチレ
ンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパ
ンスルホン酸(AMPS)等の不飽和スルホン酸モノマ
ー又はこれらの塩;ビニルホスホン酸、アシッド・ホス
ホキシエチル(メタ)アクリレート等の不飽和リン酸モ
ノマー。The following monomers are exemplified as the anionic monomer. Unsaturated carboxylic acid monomers such as acrylic acid (AA), methacrylic acid (MA), maleic acid, itaconic acid, etc. or their anhydrides or salts thereof; styrenesulfonic acid, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) ) And unsaturated phosphoric acid monomers such as vinyl phosphonic acid and acid phosphoxyethyl (meth) acrylate.
【0012】カチオン性モノマーとしては、以下のモノ
マーが例示される。ジメチルアミノエチルアクリレート
(DMAEA)、ジメチルアミノエチルメタクリレート
(DMAEMA)、ジメチルアミノプロピルアクリルア
ミド(DMAPAAm)、ジメチルアミノプロピルメタ
クリルアミド(DMAPMAAm)等のジアルキルアミ
ノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル又は(メタ)
アクリルアミド類;ジメチルアミノスチレン(DMAS
t)、ジメチルアミノメチルスチレン(DMAMSt)
等のジアルキルアミノ基を有するスチレン類;4−ビニ
ルピリジン、2−ビニルピリジン等のビニルピリジン
類;又はこれらをハロゲン化アルキル、ハロゲン化ベン
ジル、アルキル若しくはアリールスルホン酸又は硫酸ジ
アルキル等の公知の四級化剤を用いて四級化したもの。The following monomers are exemplified as the cationic monomer. (Meth) acrylate or (meth) acrylate having a dialkylamino group such as dimethylaminoethyl acrylate (DMAEA), dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA), dimethylaminopropyl acrylamide (DMAPAAm), and dimethylaminopropyl methacrylamide (DMAPMAAAm)
Acrylamides; dimethylaminostyrene (DMAS
t), dimethylaminomethylstyrene (DMAMSt)
Styrenes having a dialkylamino group such as styrene; vinylpyridines such as 4-vinylpyridine and 2-vinylpyridine; or known quaternary compounds such as alkyl halide, benzyl halide, alkyl or aryl sulfonic acid, and dialkyl sulfate. Quaternized using an agent.
【0013】両イオン性モノマーとしては、以下のモノ
マーが例示される。N−(3−スルホプロピル)−N−
アクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニ
ウムベタイン、N−(3−スルホプロピル)−N−メタ
クロイルアミドプロピル−N,N−ジメチルアンモニウ
ムベタイン、N−(3−カルボキシメチル)−N−メタ
クロイルアミドプロピル−N,N−ジメチルアンモニウ
ムベタイン、N−(3−スルホプロピル)−N−メタク
リロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウム
ベタイン、N−カルボキシメチル−N−メタクリロイル
オキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイ
ン。The following monomers are exemplified as the amphoteric monomer. N- (3-sulfopropyl) -N-
Acryloyloxyethyl-N, N-dimethylammonium betaine, N- (3-sulfopropyl) -N-methacryloylamidopropyl-N, N-dimethylammonium betaine, N- (3-carboxymethyl) -N-methacryloylamide Propyl-N, N-dimethylammonium betaine, N- (3-sulfopropyl) -N-methacryloyloxyethyl-N, N-dimethylammonium betaine, N-carboxymethyl-N-methacryloyloxyethyl-N, N-dimethylammonium Betaine.
【0014】なお、これらの高分子化合物の塩生成基が
イオン化されていない場合は、既存の酸、例えば塩酸、
硫酸等の無機酸;酢酸、プロピオン酸、乳酸、コハク
酸、グリコール酸等の有機酸;又は塩基、例えばトリメ
チルアミン、トリエチルアミン等の三級アミン類;アン
モニア、水酸化ナトリウム等により中和等し、高分子化
合物の塩生成基をイオン化したものを用いることができ
る。When the salt-forming group of these polymer compounds is not ionized, an existing acid such as hydrochloric acid,
Inorganic acids such as sulfuric acid; organic acids such as acetic acid, propionic acid, lactic acid, succinic acid, and glycolic acid; or tertiary amines such as bases such as trimethylamine and triethylamine; What ionized the salt formation group of a molecular compound can be used.
【0015】本発明におけるイオン性高分子化合物の水
溶液中の濃度は、7〜20重量%、さらに好ましくは9
〜18重量%、特に好ましくは10〜15重量%であ
る。イオン性高分子化合物の濃度が7重量%よりも低す
ぎると、単位精製時間当たりに処理できるイオン性高分
子化合物の量が少なくなる。また、20重量%を越える
と少ない濾液量で精製することが可能となるが、粘度が
高くなりすぎるため、透過する濾液量が低下し、かえっ
て精製時間が長くなる。さらに、水溶液中のイオン性高
分子化合物の電荷量は、0.30g当量/L以上、さら
に好ましくは0.4g当量/L以上、特に好ましくは
0.5g当量/L以上であるのが望ましい。処理水溶液
中の電荷量が0.30g当量/Lより小さいと、後述す
る精製方法の作用機構が十分に機能しないと考えられ、
低分子量不純物が効率良く除去されなくなる。The concentration of the ionic polymer compound in the aqueous solution according to the present invention is preferably 7 to 20% by weight, more preferably 9 to 20% by weight.
-18% by weight, particularly preferably 10-15% by weight. If the concentration of the ionic polymer compound is too low than 7% by weight, the amount of the ionic polymer compound that can be treated per unit purification time decreases. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, it is possible to purify with a small amount of filtrate. However, since the viscosity becomes too high, the amount of filtrate permeating decreases and the purification time becomes longer. Further, the charge amount of the ionic polymer compound in the aqueous solution is desirably 0.30 g equivalent / L or more, more preferably 0.4 g equivalent / L or more, and particularly preferably 0.5 g equivalent / L or more. If the charge amount in the treatment aqueous solution is smaller than 0.30 g equivalent / L, it is considered that the action mechanism of the purification method described later does not function sufficiently,
Low molecular weight impurities are not efficiently removed.
【0016】また、イオン性高分子化合物自体の単位重
量当たりの電荷量は、3.0g当量/kg以上、さらに
好ましくは5.0g当量/kg以上であることが望まし
い。イオン性高分子化合物自体の電荷量が低くなると、
本発明の効果が十分に得られなくなる場合がある。The charge per unit weight of the ionic polymer compound itself is preferably at least 3.0 g equivalent / kg, more preferably at least 5.0 g equivalent / kg. When the charge amount of the ionic polymer compound itself decreases,
The effect of the present invention may not be sufficiently obtained.
【0017】本発明において用いられるイオン性高分子
化合物の重量平均分子量としては、5000〜150万
程度が望ましい。5000未満では、膜により低分子量
不純物を分離するのが困難となる。また、150万を越
えるとイオン性高分子化合物を含む水溶液の粘度が高く
なりすぎるため、該水溶液の透過液量が低下して、その
結果、精製に多大な時間を要することになる。The weight average molecular weight of the ionic polymer compound used in the present invention is desirably about 5,000 to 1.5 million. If it is less than 5000, it becomes difficult to separate low molecular weight impurities by the membrane. On the other hand, if it exceeds 1.5 million, the viscosity of the aqueous solution containing the ionic polymer compound becomes too high, so that the amount of the permeated liquid of the aqueous solution decreases, and as a result, it takes a lot of time for purification.
【0018】本発明において用いられる限外濾過膜また
は逆浸透膜は、実質的に残存単量体などの低分子量不純
物を透過させ、イオン性高分子化合物を透過させない
で、両者を分離することが可能な膜であり、その分離す
るイオン性高分子化合物の分子量によって最適な平均細
孔径を有する膜を選択することができる。好ましくは4
〜100nm、特に好ましくは10〜50nmの平均細
孔径を有する膜が用いられる。平均細孔径が4nmより
小さすぎると、低分子量不純物の透過が妨げられ、単位
面積当たりの透過液量が低下することがある。また平均
細孔径が100nmより大きすぎると、イオン性高分子
化合物の透過阻止率が低下する。このために市販の膜の
中から、上記条件に適合するものを任意に選ぶことがで
きる。また本発明で用いるイオン性高分子化合物の重量
平均分子量が、1万以上の場合には限外濾過膜を、1万
未満の場合には逆浸透膜を好適に用いることができる。The ultrafiltration membrane or reverse osmosis membrane used in the present invention is capable of separating low molecular weight impurities such as residual monomers substantially and not ionic high molecular compounds, but separating them. It is possible to select a membrane having an optimum average pore diameter according to the molecular weight of the ionic polymer compound to be separated. Preferably 4
A membrane having an average pore size of from 100 to 100 nm, particularly preferably from 10 to 50 nm, is used. If the average pore diameter is too small, the permeation of low molecular weight impurities may be hindered, and the amount of permeate per unit area may decrease. On the other hand, if the average pore diameter is too large, the permeation inhibition rate of the ionic polymer compound decreases. For this purpose, a film that meets the above conditions can be arbitrarily selected from commercially available films. When the weight average molecular weight of the ionic polymer compound used in the present invention is 10,000 or more, an ultrafiltration membrane can be suitably used, and when it is less than 10,000, a reverse osmosis membrane can be suitably used.
【0019】本発明における限外濾過膜は微細な細孔を
有し、イオン性の残存単量体などの該イオン性高分子化
合物と同符号に帯電する低分子量不純物の分子が透過で
きるようなものであれば、特に制限なく使用することが
できる。このような限外濾過膜を形成する材料として
は、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポ
リビニルアルコール、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機高分子化合物
や、多孔質ガラス、セラミックス等の無機材料をあげる
ことができる。The ultrafiltration membrane in the present invention has fine pores and is capable of transmitting low molecular weight impurity molecules charged to the same sign as the ionic polymer compound such as ionic residual monomer. Anything can be used without particular limitation. Examples of a material for forming such an ultrafiltration membrane include organic polymer compounds such as polyethersulfone, polysulfone, polyvinyl alcohol, polyamide, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene, and porous glass and ceramics. Inorganic materials can be given.
【0020】また、逆浸透膜は本来はNaCl等の低分
子化合物の透過を妨げることで、海水の淡水化や、工業
用水の脱塩等、無機イオンの分離に用いられてきた。こ
のような脱塩の目的で使用される逆浸透膜としては、N
aClの透過阻止率が95%以上の膜が用いられてきた
が、近年ではNaClの透過阻止率が10〜50%の膜
が上市されるようになった。この膜は塩等の低分子化合
物を透過させ、ある程度以上の高分子化合物を透過させ
ないという特徴をもつ。即ちNaClの透過阻止率が1
0〜50%であるような逆浸透膜を用いれば、イオン性
高分子化合物とイオン性低分子化合物を分離することが
可能となる。このような逆浸透膜を形成する材料として
は、例えば、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、酢
酸セルロース等が用いられる。このような透過阻止率を
有する逆浸透膜としては、SU−600(東レ(株)
製、商品名)、NTR1550(日東電工(株)製、商
品名)等が使用できる。Reverse osmosis membranes have been originally used for separating inorganic ions such as desalination of seawater and desalination of industrial water by preventing permeation of low molecular compounds such as NaCl. As a reverse osmosis membrane used for such a purpose of desalination, N
Although a film having an aCl permeation rejection of 95% or more has been used, a film having a NaCl permeation rejection of 10 to 50% has recently been put on the market. This membrane is characterized in that it allows low molecular compounds such as salts to permeate, but does not allow a certain amount of high molecular compounds to permeate. That is, the permeation inhibition rate of NaCl is 1
When a reverse osmosis membrane having a concentration of 0 to 50% is used, it is possible to separate an ionic high molecular compound from an ionic low molecular compound. As a material for forming such a reverse osmosis membrane, for example, polysulfone, polyvinyl alcohol, cellulose acetate and the like are used. As a reverse osmosis membrane having such a permeation inhibition rate, SU-600 (Toray Industries, Inc.)
NTR1550 (manufactured by Nitto Denko Corporation, trade name) and the like.
【0021】前記限外濾過膜または逆浸透膜が装着され
た分離装置としては、限外濾過、逆浸透いずれの場合で
もいかなる形式のものでも良く、平膜型、スパイラル
型、チューブラー型、フォローファイバー型、振動型等
の各装置が適用できる。このときイオン性高分子化合物
の透過阻止率が高い程好ましい。細孔径の小さい膜を選
定すれば透過阻止率は高くなるが、逆に透過流量が低下
するのでかえって精製時間が長くなることがある。高い
透過阻止率と多量の透過流量を得るためには孔径分布が
狭い膜を用いることが適しているので、一般に孔径分布
がシャープと言われるセラミックフィルターを用いるこ
とが好ましい。膜を用いて低分子量不純物を除去精製す
る方法としては特に限定は無く、濃縮法、あるいは透過
した濾液と同量の水を加えていくダイアフィルトレーシ
ョン法等の方法が挙げられる。また濃縮、希釈を数回繰
り返す方法や、濃縮法およびダイアフィルトレーション
法を組み合わせた方法でも良い。この中でもダイアフィ
ルトレーション法によって行えば、処理中のイオン性高
分子化合物濃度を精製に最適な濃度に保つことができる
ため、好ましい。The separation device equipped with the ultrafiltration membrane or reverse osmosis membrane may be of any type, whether ultrafiltration or reverse osmosis, and may be a flat membrane type, a spiral type, a tubular type, or a follow-up type. Each device such as a fiber type and a vibration type can be applied. At this time, the higher the permeation inhibition rate of the ionic polymer compound, the better. If a membrane with a small pore size is selected, the permeation rejection will increase, but on the contrary, the permeation flow rate will decrease, which may result in a longer purification time. In order to obtain a high permeation rejection and a large permeation flow rate, it is appropriate to use a membrane having a narrow pore size distribution. Therefore, it is generally preferable to use a ceramic filter having a sharp pore size distribution. The method for removing and purifying low molecular weight impurities using a membrane is not particularly limited, and examples thereof include a concentration method and a diafiltration method in which the same amount of water as the permeated filtrate is added. Further, a method of repeating concentration and dilution several times or a method combining a concentration method and a diafiltration method may be used. Among them, diafiltration is preferable because the ionic polymer compound concentration during the treatment can be maintained at an optimum concentration for purification.
【0022】本明細書でいう残存単量体などの低分子量
不純物は、対象とするイオン性高分子化合物と同符号に
帯電しているものであればよく、本発明の方法により効
率良く除去することができる。このような低分子量不純
物として具体的には、残存する重合性単量体、重合度の
低いオリゴマーや重合開始剤分解物の塩等が挙げられ
る。低分子量不純物の分子量としては、500以下のも
のが望ましい。分子量が高くなりすぎると、膜によって
イオン性高分子化合物と低分子量不純物とを分離するこ
とが困難となる。重合開始剤としては、例えば2,2’
−アゾビス(2−アミジノ−プロパン)ジハイドロクロ
ライド、2,2’−アゾビス(2−(5−メチル−2−
イミダゾリン−2−イル)プロパン)ジハイドロクロラ
イド、2,2’−アゾビス(2−(2−イミダゾリン−
2−イル)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス
(2−メチルブタンアミドオキシム)ジハイドロクロラ
イド等のアゾ系水溶性重合開始剤や過硫酸カリウム、過
硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の重合開始剤
等、一般的な水溶性重合開始剤等があげられる。The low molecular weight impurities such as residual monomers referred to in the present specification may be those which are charged to the same sign as the target ionic polymer compound, and are efficiently removed by the method of the present invention. be able to. Specific examples of such low molecular weight impurities include residual polymerizable monomers, oligomers having a low degree of polymerization, and salts of decomposition products of a polymerization initiator. The molecular weight of the low molecular weight impurities is desirably 500 or less. If the molecular weight is too high, it will be difficult to separate the ionic polymer compound and low molecular weight impurities by the membrane. Examples of the polymerization initiator include, for example, 2,2 ′
-Azobis (2-amidino-propane) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2- (5-methyl-2-
Imidazolin-2-yl) propane) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2- (2-imidazoline-
Azo-based water-soluble polymerization initiators such as 2-yl) dihydrochloride and 2,2′-azobis (2-methylbutanamidooxime) dihydrochloride, and polymerization initiators such as potassium persulfate, ammonium persulfate and sodium persulfate. And other common water-soluble polymerization initiators.
【0023】本発明においては、前記のようにして精製
されたイオン性高分子化合物をイオン交換樹脂と接触処
理させてさらに精製を行ってもよい。これにより、低濃
度においてイオン性高分子化合物と同符号に帯電する低
分子量不純物を効率よく除去することができる。本発明
において用いることのできるイオン交換樹脂としては、
陽イオン交換樹脂及び陰イオン交換樹脂があげられる。
これらを単独で使用してもよく、又は併用してもよい。In the present invention, the ionic polymer compound purified as described above may be subjected to a contact treatment with an ion exchange resin for further purification. This makes it possible to efficiently remove low molecular weight impurities that have the same sign as the ionic polymer compound at a low concentration. As the ion exchange resin that can be used in the present invention,
Cation exchange resins and anion exchange resins are exemplified.
These may be used alone or in combination.
【0024】陽イオン交換樹脂としては、強酸性陽イオ
ン交換樹脂および弱酸性陽イオン交換樹脂を用いること
ができる。強酸性陽イオン交換樹脂としては、例えば、
交換基がスルホン酸基である樹脂等があげられ、その具
体例としては、三菱化学(株)製(商品名)ダイヤイオ
ンSK1B、SK104、SK110、SK112、S
K116、PK208、PK212、PK216、PK
220、PK228、HPK25、オルガノ(株)製
(商品名)アンバーライトIR−120B、IR−12
4、200C、201B、252、IR−118等があ
げられる。弱酸性陽イオン交換樹脂としては、例えば、
交換基がカルボン酸基であるメタクリル酸系及びアクリ
ル酸系のイオン交換樹脂等があげられ、その具体例とし
ては、三菱化学(株)製(商品名)ダイヤイオンWK1
0、WK11、WK100、WK01S、WK40、オ
ルガノ(株)製(商品名)アンバーライトIRC−5
0、IRC−76等があげられる。イオン性高分子化合
物を含む溶液のpHが8未満である場合には、全pH域
においてイオン交換を行うことができる強酸性陽イオン
交換樹脂を用いることが望ましい。また、イオン性高分
子化合物を含む溶液のpHが8以上である場合には、イ
オンの総交換容量が大きく、再生の容易な弱酸性陽イオ
ン交換樹脂を用いることが望ましい。As the cation exchange resin, a strongly acidic cation exchange resin and a weakly acidic cation exchange resin can be used. As a strong acidic cation exchange resin, for example,
Resins having a sulfonic acid group as an exchange group are exemplified. Specific examples thereof include DIAION SK1B, SK104, SK110, SK112, and SK112 (trade names) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
K116, PK208, PK212, PK216, PK
220, PK228, HPK25, Amberlite IR-120B, IR-12 (trade name) manufactured by Organo Corporation
4, 200C, 201B, 252, IR-118 and the like. As a weakly acidic cation exchange resin, for example,
Examples thereof include methacrylic acid-based and acrylic acid-based ion exchange resins in which the exchange group is a carboxylic acid group, and specific examples thereof include Diaion WK1 (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
0, WK11, WK100, WK01S, WK40, Amberlite IRC-5 (trade name) manufactured by Organo Corporation
0, IRC-76 and the like. When the pH of the solution containing the ionic polymer compound is less than 8, it is desirable to use a strongly acidic cation exchange resin capable of performing ion exchange in the entire pH range. When the pH of the solution containing the ionic polymer compound is 8 or more, it is desirable to use a weakly acidic cation exchange resin having a large total ion exchange capacity and easy regeneration.
【0025】陰イオン交換樹脂としては、強塩基性陰イ
オン交換樹脂および弱塩基性陰イオン交換樹脂を用いる
ことができる。強塩基性陰イオン交換樹脂としては、例
えば、交換基に4級アンモニウム基を有する樹脂等があ
げられ、その具体例としては、三菱化学(株)製(商品
名)ダイヤイオンSA10A、SA11A、SA12
A、NSA100、SA20A、SA21A、PA30
8、PA312、PA316、PA408、PA41
2、PA418、HPA25、HPA75、オルガノ
(株)製(商品名)アンバーライトIRA−400、I
RA−400T、IRA−401、IRA−402、I
RA−402BL、IRA−410、IRA−411
S、IRA−440B、IRA−458、IRA−90
0、IRA−904、IRA−910、IRA−958
等があげられる。弱塩基性イオン交換樹脂としては、例
えば、交換基が1〜3級アミンである樹脂等があげら
れ、その具体例としは、三菱化学(株)製(商品名)ダ
イヤイオンWA10、WA20、WA21J、WA3
0、オルガノ(株)製(商品名)アンバーライトIRA
−35、IRA−60E、IRA−68、IRA−93
ZU、IRA−94S等があげられる。As the anion exchange resin, a strongly basic anion exchange resin and a weakly basic anion exchange resin can be used. Examples of the strongly basic anion exchange resin include a resin having a quaternary ammonium group as an exchange group, and specific examples thereof include Diaion SA10A, SA11A, and SA12 (trade names) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
A, NSA100, SA20A, SA21A, PA30
8, PA312, PA316, PA408, PA41
2, PA418, HPA25, HPA75, Amberlite IRA-400, trade name, manufactured by Organo Corporation
RA-400T, IRA-401, IRA-402, I
RA-402BL, IRA-410, IRA-411
S, IRA-440B, IRA-458, IRA-90
0, IRA-904, IRA-910, IRA-958
And the like. Examples of the weakly basic ion exchange resin include resins in which the exchange group is a primary to tertiary amine, and specific examples thereof include Diaion WA10, WA20, and WA21J (trade names) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. , WA3
0, Amberlite IRA (trade name) manufactured by Organo Corporation
-35, IRA-60E, IRA-68, IRA-93
ZU, IRA-94S and the like.
【0026】イオン性高分子化合物を含む溶液のpHが
5以上である場合には、全pH域においてイオン交換を
行うことができる強塩基性陰イオン交換樹脂を用いるこ
とが望ましい。また、イオン性高分子化合物を含む溶液
のpHが5未満である場合には、イオンの総交換容量が
大きく、再生の容易な弱塩基性陰イオン交換樹脂を用い
ることが望ましい。When the pH of the solution containing the ionic polymer compound is 5 or more, it is preferable to use a strongly basic anion exchange resin capable of performing ion exchange in the whole pH range. When the pH of the solution containing the ionic polymer compound is less than 5, it is desirable to use a weakly basic anion exchange resin having a large total ion exchange capacity and easy regeneration.
【0027】本発明において、イオン交換樹脂を使用す
る際に該イオン交換樹脂の再生が行われていない場合に
は、一般的に行われる再生処理をした後に該イオン交換
樹脂を使用する。すなわち、陽イオン交換樹脂の場合、
H型でないもの、例えば、Na型のものは、使用前に塩
酸または硫酸水溶液を用いて、また、陰イオン交換樹脂
の場合、OH型でないもの、例えば、Cl型のものは、
使用前に水酸化ナトリウム水溶液を用いて、それぞれの
イオン交換樹脂を充填した容器内で、各イオン交換樹脂
を処理した後に、脱塩水で洗浄して各イオン交換樹脂の
再生を行う。In the present invention, when the ion-exchange resin is not regenerated when the ion-exchange resin is used, the ion-exchange resin is used after performing a generally performed regeneration treatment. That is, in the case of a cation exchange resin,
Non-H type, for example, Na type, use hydrochloric acid or sulfuric acid aqueous solution before use, and in the case of anion exchange resin, non-OH type, for example, Cl type,
Before use, each ion exchange resin is treated in a container filled with each ion exchange resin using an aqueous sodium hydroxide solution, and then washed with demineralized water to regenerate each ion exchange resin.
【0028】本発明では、再生されたイオン交換樹脂を
使用する際には、目的に応じて、バッチ式とカラム式の
いずれの方法を使用しても良い。使用条件としては、バ
ッチ式では、ポリマー溶液中に含まれるイオン性不純物
に対し、1当量以上の交換基量の陽、陰イオン交換樹脂
を加え、0.1〜10時間程度攪拌した後濾過してイオ
ン交換樹脂を取り除く。カラム式の場合は、循環法また
は、流通法のどちらでも良い。流量としては、特に限定
がないが、例えば、循環法では空間速度(=(流量m3
/時間)/(樹脂量m3 ))1Hr-1以上の条件で、ま
た流通法では100Hr-1以下の条件で流量及びイオン
交換樹脂量を設定することが好ましい。また、イオン交
換樹脂の強度を考慮し、上記空間速度の範囲で樹脂層の
差圧が1MPa以下の差圧で操作できる流量が望まし
い。カラムの容量は、樹脂の膨潤収縮及び樹脂の再生、
洗浄操作を考慮し、樹脂体積の1.2倍から5倍である
ことが好ましい。In the present invention, when the regenerated ion exchange resin is used, any of a batch method and a column method may be used according to the purpose. As for the use conditions, in the batch method, a cation- or anion-exchange resin having an exchange group amount of 1 equivalent or more is added to the ionic impurities contained in the polymer solution. To remove the ion exchange resin. In the case of the column type, either the circulation method or the circulation method may be used. Although the flow rate is not particularly limited, for example, in the circulation method, the space velocity (= (flow rate m 3
/ Time) / (resin amount m 3)) in 1 Hr -1 or more conditions, also it is preferable to set the flow rate and ion exchange resin amount 100 Hr -1 following conditions at flow method. Further, in consideration of the strength of the ion exchange resin, a flow rate at which the differential pressure of the resin layer can be operated at a differential pressure of 1 MPa or less within the above space velocity range is desirable. The column capacity is determined by resin swelling and shrinkage and resin regeneration,
In consideration of the washing operation, the volume is preferably 1.2 to 5 times the resin volume.
【0029】また、陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹
脂とを併用する方法としては、それらを混合して用いる
混床式精製方法、それぞれを別の容器またはカラムに充
填して処理する精製方法等があげられる。As a method of using a cation exchange resin and an anion exchange resin in combination, a mixed bed purification method in which they are mixed, a purification method in which each is filled in a separate container or column, and the like, is used. Is raised.
【0030】本発明において精製の対象となるイオン性
高分子化合物および低分子量不純物を含有する溶液は水
溶液であり、水を溶媒とするが、イオン性高分子化合物
及び低分子量不純物の解離を妨げない程度のメタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン等
の有機溶媒を含有していてもかまわない。しかしながら
水以外の有機溶媒を含有する場合でも、溶媒の内の水の
割合は60重量%以上、特に好ましくは80重量%以上
であることが望ましい。溶媒の内の水の含有量が60重
量%より小さくなると、イオン性高分子化合物の解離度
が低下するために、処理するイオン性高分子化合物水溶
液中の電荷量が小さくなり、本発明の効果が十分に得ら
れなくなるためである。イオン性高分子化合物がpHに
よって解離度が異なる場合には、より解離度の高くなる
ようにpHを調製することが望ましい。In the present invention, the solution containing the ionic polymer compound and the low-molecular-weight impurity to be purified is an aqueous solution and water is used as a solvent, but does not prevent dissociation of the ionic polymer compound and the low-molecular-weight impurity. It may contain a small amount of an organic solvent such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and acetone. However, even when an organic solvent other than water is contained, the proportion of water in the solvent is preferably at least 60% by weight, particularly preferably at least 80% by weight. When the content of water in the solvent is less than 60% by weight, the degree of dissociation of the ionic polymer compound is reduced, so that the amount of charge in the aqueous solution of the ionic polymer compound to be treated is reduced, and the effect of the present invention is reduced. Is not sufficiently obtained. When the degree of dissociation of the ionic polymer compound varies depending on the pH, it is desirable to adjust the pH so that the degree of dissociation becomes higher.
【0031】本発明の精製方法の作用機構は明確ではな
いが、次のように推定される。即ち、一般的には膜を透
過可能な低分子化合物は母液(処理液)側と同じ濃度で
透過していくと考えられている。しかし本願のように、
膜を透過できないイオン性高分子化合物が水溶液中に存
在していて、そのイオン性高分子化合物の対イオンは膜
を透過可能である場合には、イオン性高分子化合物の対
イオンもまた母液(処理液)側と同じ濃度で膜を透過し
ようとする。水溶液中では電気的中性を保たなければな
らないので、そのイオン対となる高分子化合物が同時に
透過しなければならない。しかしながら高分子化合物は
前述の通り膜を透過できないために、結果として膜を透
過可能でかつ高分子化合物と同符号の電荷をもった低分
子化合物が透過していくことになる。その結果として低
分子化合物は単独で膜面を透過していく場合よりも高濃
度で透過していくと考えられる。このように考えること
により、本発明の効果はイオン性高分子化合物の濃度が
高くて、イオン性高分子化合物の対イオン濃度が高い
程、顕著にあらわれると推定される。The mechanism of action of the purification method of the present invention is not clear, but is presumed as follows. That is, it is generally considered that a low-molecular compound that can permeate a membrane permeates at the same concentration as the mother liquor (treatment liquid) side. But as in this application,
If an ionic polymer compound that cannot pass through the membrane is present in the aqueous solution, and the counter ion of the ionic polymer compound can pass through the membrane, the counter ion of the ionic polymer compound will also be in the mother liquor ( Attempts to permeate the membrane at the same concentration as the (processing solution) side. Since the electrical neutrality must be maintained in an aqueous solution, the high molecular compound serving as the ion pair must simultaneously pass therethrough. However, since the high molecular compound cannot pass through the membrane as described above, as a result, a low molecular compound that is permeable through the membrane and has the same charge as the high molecular compound permeates. As a result, it is considered that the low molecular compound permeates at a higher concentration than when permeating the membrane surface alone. Based on this consideration, it is presumed that the effects of the present invention become more pronounced as the concentration of the ionic polymer compound is higher and the counterion concentration of the ionic polymer compound is higher.
【0032】[0032]
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples and the like.
【0033】実施例1 カチオン性のポリ塩化メタクリロイルオキシエチルトリ
メチルアンモニウム18重量%水溶液を重合反応により
得た。このイオン性高分子化合物のもつ単位重量あたり
の電荷量は4.81g当量/kgであった。この時、イ
オン性高分子化合物の重量平均分子量は22万であっ
た。固形分当たりの残存単量体の重量濃度は1260p
pmであった。残存単量体の分子量は207.7であっ
た。尚、残存単量体の重量濃度は液体クロマトグラフィ
ー法により測定した。この水溶液10kgにイオン交換
水5kgを加えて12重量%水溶液としたものを、セラ
ミックフィルター(東芝セラミックス(株)製、商品
名:MEMBRALOX)限外濾過装置に入れ、イオン
性高分子化合物の精製を行った。処理水溶液中のイオン
性高分子化合物の電荷量は0.58g当量/Lであっ
た。セラミックフィルターの細孔径は10nm、膜面積
は0.4m2 であった。Example 1 An 18% by weight aqueous solution of cationic polymethacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride was obtained by a polymerization reaction. The charge per unit weight of the ionic polymer compound was 4.81 g equivalent / kg. At this time, the weight average molecular weight of the ionic polymer compound was 220,000. The weight concentration of the residual monomer per solid is 1260p
pm. The molecular weight of the remaining monomer was 207.7. The weight concentration of the remaining monomer was measured by a liquid chromatography method. 10 kg of this aqueous solution was added with 5 kg of ion-exchanged water to form a 12% by weight aqueous solution, and the solution was placed in a ceramic filter (manufactured by Toshiba Ceramics Corp., trade name: MEMBRALOX) ultrafiltration apparatus to purify the ionic polymer compound. went. The charge amount of the ionic polymer compound in the treatment aqueous solution was 0.58 g equivalent / L. The pore size of the ceramic filter was 10 nm, and the membrane area was 0.4 m 2 .
【0034】操作条件は透過した濾液と同量の水を投入
するダイアフィルトレーション濾過法により行い、水溶
液の膜内循環流速を1.2m/s、膜モジュール入口圧
力9.0kgf/cm2 、出口圧力6.5kgf/cm
2 であった。精製時の処理水溶液中の固形分当たりの残
存単量体濃度及び積算濾液量の経時変化を表1に示す。
さらに積算濾液量から理論的に計算して求めた処理水溶
液中の固形分当たりの残存単量体濃度を比較のために示
す。この理論計算値は、ダイアフィルトレーション法に
より精製した場合に用いられる下記の理論計算式に基づ
くものである。 C=Co・e-V/Vs ここで、V :積算濾液量 Vs:処理水溶液の総量 C :積算濾液量Vにおける処理液中の残存単量体濃度 Co:初期の処理液中の残存単量体濃度 を表す。The operating conditions were determined by a diafiltration filtration method in which the same amount of water as the permeated filtrate was charged. The circulation flow rate of the aqueous solution in the membrane was 1.2 m / s, the inlet pressure of the membrane module was 9.0 kgf / cm 2 , Outlet pressure 6.5 kgf / cm
Was 2 . Table 1 shows the change over time in the concentration of the residual monomer per solid content and the amount of the integrated filtrate in the treatment aqueous solution at the time of purification.
Further, the residual monomer concentration per solid content in the treatment aqueous solution, which is theoretically calculated from the integrated filtrate amount, is shown for comparison. This theoretical calculation value is based on the following theoretical calculation formula used when purified by the diafiltration method. C = Co ・ e- V / Vs, where: V: integrated filtrate amount Vs: total amount of the treatment aqueous solution C: residual monomer concentration in the treatment solution at the accumulated filtrate amount V Co: residual single amount in the initial treatment solution Represents body concentration.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】実施例2 ポリ塩化メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウム18重量%水溶液10kgにイオン交換水10k
gを加えて9重量%水溶液としたこと以外は実施例1と
同様にして精製を行った。このときの処理水溶液中のイ
オン性高分子化合物の電荷量は0.43g当量/Lであ
った。結果を表2に示す。Example 2 10 kg of an aqueous 18% by weight aqueous solution of poly (methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride) and 10 k of ion-exchanged water
Purification was performed in the same manner as in Example 1 except that g was added to obtain a 9% by weight aqueous solution. At this time, the charge amount of the ionic polymer compound in the treatment aqueous solution was 0.43 g equivalent / L. Table 2 shows the results.
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】実施例3 ポリ塩化メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウム18重量%水溶液10kgにイオン交換水2kg
を加えて15重量%水溶液としたこと以外は実施例1と
同様にして行った。このときの処理水溶液中のイオン性
高分子化合物の電荷量は0.72g当量/Lであった。
結果を表3に示す。Example 3 2 kg of ion-exchanged water was added to 10 kg of an aqueous 18% by weight polymethacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride solution.
Was performed in the same manner as in Example 1 except that a 15% by weight aqueous solution was added. At this time, the charge amount of the ionic polymer compound in the treatment aqueous solution was 0.72 g equivalent / L.
Table 3 shows the results.
【0039】[0039]
【表3】 [Table 3]
【0040】実施例4 実施例1と同様にして得られた精製2時間後の処理水溶
液(12重量%水溶液15kg、固形分当たりの残存単
量体濃度358ppm、pH5.6)を1.2Lの強酸
性陽イオン交換樹脂(SK1B:三菱化学(株)社製)
を充填したカラム(直径70mm、長さ780mm)に
15kg/時間(液比重1.01)の流速(空間速度1
2.4Hr-1)で通液した。得られた処理水溶液中の固
形分あたりの残存単量体濃度は29ppmであった。Example 4 1.2 L of a treated aqueous solution (15 kg of a 12% by weight aqueous solution, a residual monomer concentration of 358 ppm per solid, pH 5.6) obtained in the same manner as in Example 1 and obtained after 2 hours of purification was used. Strongly acidic cation exchange resin (SK1B: manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
A column (diameter 70 mm, length 780 mm) packed with is flowed at a flow rate (space velocity 1) of 15 kg / hour (liquid specific gravity 1.01).
(2.4 Hr -1 ). The residual monomer concentration per solid content in the obtained treatment aqueous solution was 29 ppm.
【0041】実施例5 実施例2と同様にして得られた精製3時間後の処理水溶
液(9重量%水溶液20kg、固形分当たりの残存モノ
マー濃度298ppm、pH5.7)を、実施例4と同
様のイオン交換樹脂を充填したカラムに、流速20kg
/hr(空間速度16.5Hr-1)で通液した。得られ
た処理水溶液中の固形分あたりの残存単量体濃度は31
ppmであった。Example 5 The treated aqueous solution (purity 3 hours, 20 kg, residual monomer concentration 298 ppm per solid, pH 5.7) obtained after 3 hours of purification obtained in the same manner as in Example 2 was used in the same manner as in Example 4. 20 kg flow rate into a column packed with ion exchange resin
/ Hr (space velocity: 16.5 Hr -1 ). The residual monomer concentration per solid content in the obtained treatment aqueous solution is 31.
ppm.
【0042】実施例6 実施例3と同様にして得られた精製2時間後の処理水溶
液(15重量%水溶液12kg、固形分当たりの残存モ
ノマー濃度430ppm、pH5.5)を、実施例4と
同様のイオン交換樹脂を充填したカラムに、12kg/
時間の流速(空間速度9.9Hr-1)で通液した。得ら
れた処理水溶液中の固形分当たりの残存単量体濃度は、
30ppmであった。Example 6 The treated aqueous solution (12 kg of 15% by weight aqueous solution, residual monomer concentration per solid content of 430 ppm, pH 5.5) obtained in the same manner as in Example 3 and obtained after 2 hours of purification was the same as in Example 4. 12 kg /
The solution was passed at a time flow rate (space velocity of 9.9 Hr -1 ). The residual monomer concentration per solid content in the obtained treatment aqueous solution is
It was 30 ppm.
【0043】比較例 ポリ塩化メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモ
ニウム18重量%水溶液10kgにイオン交換水35k
gを加えて4重量%水溶液としたこと以外は実施例1と
同様にして行った。このときの処理水溶液中のイオン性
高分子化合物の電荷量は0.19g当量/Lであった。
結果を表4に示す。Comparative Example Polyvinyl methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride (10 kg) was added to 10 kg aqueous solution and ion-exchanged water (35 k)
g in the same manner as in Example 1 except that a 4% by weight aqueous solution was added. At this time, the charge amount of the ionic polymer compound in the treatment aqueous solution was 0.19 g equivalent / L.
Table 4 shows the results.
【0044】[0044]
【表4】 [Table 4]
【0045】表1〜4より明らかなように、実施例1〜
3においては理論計算値に比べ得られる処理水溶液の残
存単量体濃度は大幅に低下し、短時間で効率良く前記処
理水溶液中の残存単量体が除去されていることがわか
る。一方、比較例のようにイオン性高分子化合物の水溶
液中の濃度が低く電荷量が0.30g当量/Lよりも低
い場合には、得られる処理水溶液の残存単量体濃度は理
論計算値とほぼ同等であり、本発明の効果は認められな
かった。また、実施例4〜6の結果より、実施例1〜3
で得られた各処理水溶液を強酸性陽イオン交換樹脂を充
填したカラムにそれぞれ通液し、該イオン交換樹脂と接
触処理させることで、各処理水溶液中の固形成分当たり
の残存単量体濃度がさらに低下し、効率よく残存単量体
が除去されていることがわかる。As is clear from Tables 1 to 4, Examples 1 to
In No. 3, it can be seen that the residual monomer concentration in the treatment aqueous solution obtained is much lower than the theoretically calculated value, and the residual monomer in the treatment aqueous solution is efficiently removed in a short time. On the other hand, when the concentration of the ionic polymer compound in the aqueous solution is low and the charge amount is lower than 0.30 g equivalent / L as in the comparative example, the residual monomer concentration of the obtained treatment aqueous solution is different from the theoretically calculated value. It was almost the same, and the effect of the present invention was not recognized. Also, from the results of Examples 4 to 6, Examples 1 to 3
Each of the treatment aqueous solutions obtained in step (a) is passed through a column filled with a strongly acidic cation exchange resin, and is subjected to contact treatment with the ion exchange resin, whereby the residual monomer concentration per solid component in each treatment aqueous solution is reduced. It can be seen that the residual monomer was further reduced and the residual monomer was efficiently removed.
【0046】[0046]
【発明の効果】本発明のイオン性高分子化合物の精製方
法により、イオン性高分子化合物及びイオン性の残存単
量体など該イオン性高分子化合物と同符号に帯電する低
分子量不純物を含有する水溶液を、所定の条件下で、限
外濾過膜及び/又は逆浸透膜を用いて精製することによ
り、従来より短時間でイオン性高分子化合物から低分子
量不純物を効率良く除去し精製するという効果が奏され
る。According to the method for purifying an ionic polymer of the present invention, low molecular weight impurities such as the ionic polymer and ionic residual monomers which are charged to the same sign as the ionic polymer are contained. Purification of an aqueous solution using an ultrafiltration membrane and / or a reverse osmosis membrane under predetermined conditions, thereby effectively removing and purifying low molecular weight impurities from an ionic polymer compound in a shorter time than before. Is played.
フロントページの続き (72)発明者 野尻 尚材 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究 所内 (72)発明者 平松 忍 和歌山市湊1334番地 花王株式会社研究 所内 (56)参考文献 特開 平8−217802(JP,A) 特開 平5−97913(JP,A) 特開 平7−25903(JP,A) 特開 平3−66705(JP,A) 特公 平7−59609(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 6/06 Continuing from the front page (72) Inventor Takashi Nojiri 1334 Minato, Wakayama City, Kao Corporation Research Laboratory (72) Inventor Shinobu Hiramatsu 1334 Minato, Wakayama City Kao Corporation Research Laboratory (56) References JP-A-8-217802 (JP, A) JP-A-5-97913 (JP, A) JP-A-7-25903 (JP, A) JP-A-3-66705 (JP, A) JP-B-7-59609 (JP, B2) ( 58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08F 6/06
Claims (8)
残存単量体などの該イオン性高分子化合物と同符号に帯
電する低分子量不純物を含有する水溶液を、イオン性高
分子化合物の濃度が7〜20重量%かつ該水溶液中のイ
オン性高分子化合物の電荷量が0.30g当量/L以上
の条件下で、限外濾過膜及び/又は逆浸透膜を用いて該
低分子量不純物を除去することを特徴とするイオン性高
分子化合物の精製方法。An aqueous solution containing a low-molecular-weight impurity charged to the same sign as the ionic polymer compound, such as an ionic polymer compound and an ionic residual monomer, is dissolved in an aqueous solution containing the ionic polymer compound at a concentration of the ionic polymer compound. The low molecular weight impurities are removed using an ultrafiltration membrane and / or a reverse osmosis membrane under a condition of 7 to 20% by weight and a charge amount of the ionic polymer compound in the aqueous solution of 0.30 g equivalent / L or more. A method for purifying an ionic polymer compound, comprising:
3.0g当量/kg以上であることを特徴とする請求項
1記載のイオン性高分子化合物の精製方法。2. The method for purifying an ionic polymer compound according to claim 1, wherein the charge amount of the ionic polymer compound is 3.0 g equivalent / kg or more.
上が水であることを特徴とする請求項1又は2記載のイ
オン性高分子化合物の精製方法。3. The method for purifying an ionic polymer compound according to claim 1, wherein 60% by weight or more of the solvent constituting the aqueous solution is water.
ィルターであることを特徴とする請求項1〜3いずれか
記載のイオン性高分子化合物の精製方法。4. The method for purifying an ionic polymer compound according to claim 1, wherein the ultrafiltration membrane or the reverse osmosis membrane is a ceramic filter.
4〜100nmであることを特徴とする請求項1〜4い
ずれか記載のイオン性高分子化合物の精製方法。5. The method for purifying an ionic polymer compound according to claim 1, wherein the ultrafiltration membrane or the reverse osmosis membrane has an average pore diameter of 4 to 100 nm.
が5000以上で、低分子量不純物の分子量が500以
下であることを特徴とする請求項1〜5いずれか記載の
イオン性高分子化合物の精製方法。6. The purification of an ionic polymer compound according to claim 1, wherein the weight average molecular weight of the ionic polymer compound is 5,000 or more, and the molecular weight of the low molecular weight impurities is 500 or less. Method.
子化合物であることを特徴とする請求項1〜6いずれか
記載のイオン性高分子化合物の精製方法。7. The method for purifying an ionic polymer according to claim 1, wherein the ionic polymer is a cationic polymer.
用いてイオン性高分子化合物の精製をした後、更に該イ
オン性高分子化合物をイオン交換樹脂と接触処理させる
ことを特徴とするイオン性高分子化合物の精製方法。8. After purifying the ionic polymer using the purification method according to claim 1, the ionic polymer is further subjected to contact treatment with an ion-exchange resin. A method for purifying an ionic polymer compound.
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