(57)【要約】  植物性ワックスを脱色するための方法では、有機溶媒中に溶解した植物性ワックス原材料を、植物性ワックス原材料中に含有される顔料についての阻止率がワックス成分についての阻止率よりも高いナノ濾過膜と圧力下で接触させ、それにより、脱色されたワックスを含有する透過液をもたらし、保持液中の顔料を濃縮する。
2021503370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ）  有機溶媒と、その中に溶解した植物性ワックスとを含む植物性ワックス原料液を用意する工程、
ｉｉ）  第一の表面と第二の表面とを有する選択的透過性の第一のナノ濾過膜を用意する工程、および
ｉｉｉ）  前記原料液を、前記第一のナノ濾過膜の前記第一の表面と接触させ、前記原料液の一部を、前記第一のナノ濾過膜を横切って前記第一の表面から前記第二の表面に移し、それにより第一の透過液および第一の保持液を形成する工程、
を含み、前記第一のナノ濾過膜の前記第一の表面における圧力が、前記第一のナノ濾過膜の前記第二の表面における圧力よりも高く、前記植物性ワックスが、顔料およびワックス成分を含み、前記顔料についての前記第一のナノ濾過膜の阻止率が、前記ワックス成分についての前記第一のナノ濾過膜の阻止率よりも高い、
植物性ワックスを脱色する方法。
【請求項２】
前記第一の透過液を第二のナノ濾過膜と接触させて、前記第一の透過液の一部を、前記第二のナノ濾過膜を横切って前記第二のナノ濾過膜の第一の表面から前記第二のナノ濾過膜の第二の表面に移し、それにより第二の透過液および第二の保持液を形成する工程をさらに含み、前記第二のナノ濾過膜の前記第一の表面における圧力が、前記第二のナノ濾過膜の前記第二の表面における圧力よりも高く、前記ワックス成分についての前記第二のナノ濾過膜の前記阻止率が、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第二のナノ濾過膜が、前記ワックス成分について、前記第一のナノ濾過膜よりも高い阻止率を有する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第一のナノ濾過膜および／または前記第二のナノ濾過膜が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、酢酸セルロース、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリベンゾイミダゾール、およびそれらの混合物から成る群より選択される材料を含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記第一のナノ濾過膜および／または前記第二のナノ濾過膜が、担体と、選択的透過性層、好ましくは、変性ポリシロキサン系エラストマー、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）系エラストマー、エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）系エラストマー、ポリノルボルネン系エラストマー、ポリシクロオクテン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ブタジエンゴム系およびブタジエン−アクリロニトリルゴム系エラストマー、天然ゴム、ブチルゴム系エラストマー、ネオプレン系エラストマー、エピクロロヒドリンエラストマー、ポリアクリレートエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）系エラストマー、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡＸ）、架橋ポリエーテル、ポリアミド、ポリアニリン、ポリピロール、ならびにそれらの混合物から成る群より選択される材料を含有する選択的透過性層、特に好ましくは、ポリシロキサン系エラストマーを含む選択的透過性層とを含む複合材料である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記第一のナノ濾過膜が、シリコーンコーティングされた有機溶媒ナノ濾過膜、好ましくはポリアクリロニトリル系ナノ濾過膜を含み、
かつ／または
前記第二のナノ濾過膜が、ポリイミド系ナノ濾過膜、好ましくはコーティングされていないナノ濾過膜を含む、
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記第一のナノ濾過膜および／または前記第二のナノ濾過膜が、約１５０ｇ／ｍｏｌ〜約１，５００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは約２００ｇ／ｍｏｌ〜約８００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは約２００ｇ／ｍｏｌ〜約６００ｇ／ｍｏｌの分画分子量を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記植物性ワックスが、パームワックス、カンデリラワックス、米ぬかワックス、サトウキビワックス、月桂樹ワックス、トウゴマ種子ワックス、ホホバワックス、ウルシワックス、オウリキュリーワックス、ヒマワリワックス、およびダグラスファー樹皮ワックスから成る群より選択される、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記有機溶媒が、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、ニトリル、アルコール、フラン、ラクトン、およびそれらの混合物、好ましくは、トルエン、キシレン、ベンゼン、スチレン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、メチルエーテルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン、イソプロパノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジメトキシエタン、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、ジエチルエーテル、アジポニトリル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、アセトニトリル、およびそれらの混合物から成る群より選択される、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記第一の保持液を、前記第一のナノ濾過膜の前記第一の表面に再循環させ、好ましくは前記植物性ワックス原料液と合する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記第二の保持液を、前記第二のナノ濾過膜の前記第一の表面に再循環させ、好ましくは前記第一の透過液と合する、請求項２から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記植物性ワックス原料液が、前記有機溶媒であるか、または前記植物性ワックスを前記有機溶媒に入れた溶液である補給液で連続的に補給され、前記補給液中の前記植物性ワックスの濃度が、好ましくは前記第一の透過液中の前記植物性ワックスの濃度を上回らない、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記第二の透過液が、補給液として使用されるか、または前記補給液を調製するために使用される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記第一のナノ濾過膜についての動作条件が、
ａ）  １０〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃の温度、
ｂ）  １０〜６０ｂａｒ、好ましくは２０〜５０ｂａｒの膜間差圧、
ｃ）  １０〜５００ｇ／ｌ、好ましくは１００〜３００ｇ／ｌの植物性ワックス濃度
のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記第二のナノ濾過膜についての動作条件が、
ａ）  １０〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃の温度、および／または
ｂ）  １０〜６０ｂａｒ、好ましくは２０〜５０ｂａｒの膜間差圧
を含む、請求項２から１４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物性ワックスの精製、特に、植物性ワックスを脱色するための膜ベースの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物性ワックスには、Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ｅｎｔｒｙ  “ｗａｘｅｓ”，ＤＯＩ  １０．１００２／１４３５６００７．ａ２８＿１０３．ｐｕｂ２に記載されているように、幅広い範囲の工業用途がある。
【０００３】
多くの場合、粗植物性ワックスは、有色の物質を含有し、色が暗く、例えば、粗米ぬかワックスは暗褐色であり、使用が限定されるため、脱色処理が必要である。
【０００４】
米ぬかワックスを脱色するための幾つかの方法が、従来技術に開示されている。
【０００５】
特開昭５１−３０２０４号公報は、米ぬかワックス中の顔料との反応のための過酸化水素の使用に関し、この方法は、複数の工程を含み、残留過酸化水素をワックス中に残す。
【０００６】
中国特許出願公開第１０７１４４６号明細書は、吸着剤を使用した断熱カラムクロマトグラフィーによる脱色に関する。しかしながら、この方法では、多量の溶媒が消費され、多量の吸着剤固体廃棄物が生成される。
【０００７】
中国特許出願公開第１０３９８１０３２号明細書は、溶媒としてのシクロヘキサンを用いた、脱色処理のための脱色吸着剤の添加に関する。しかしながら、この方法では、依然として多量の吸着剤固体廃棄物が生成される。
【０００８】
従来技術の不足部分を考慮して、米ぬかワックスを含む植物性ワックスを脱色するための新しい方法を開発する必要がある。
【０００９】
発明者等は、有機溶媒ナノ濾過膜を使用することにより米ぬかワックスを含む植物性ワックスを脱色するための可能性を探り、それにより本発明を完成させた。
【００１０】
発明の概要
本発明により、以下の工程：
ｉ）  有機溶媒と、その中に溶解した植物性ワックスとを含む植物性ワックス原料液を用意する工程、
ｉｉ）  第一の表面と第二の表面とを有する選択的透過性の第一のナノ濾過膜を用意する工程、および
ｉｉｉ）  前述の原料液を、前述の第一のナノ濾過膜の第一の表面と接触させ、前述の原料液の一部を、第一のナノ濾過膜を横切って第一の表面から第二の表面に移し、それにより第一の透過液および第一の保持液を形成する工程、
を含み、第一のナノ濾過膜の第一の表面における圧力が、第一のナノ濾過膜の第二の表面における圧力よりも高く、前述の植物性ワックスが、顔料およびワックス成分を含み、前述の顔料についての前述の第一のナノ濾過膜の阻止率が、前述のワックス成分についての前述の第一のナノ濾過膜の阻止率よりも高い、
植物性ワックスを脱色するための膜ベースの方法が提供される。
【００１１】
本発明の方法は、第一の保持液中で顔料を濃縮することができ、その一方で、ワックス成分は、第一の透過液とともにナノ濾過膜を通過することができ、それにより、第一の透過液中の植物性ワックスの顔料含量を低減させることができるため、本方法は、植物性ワックスを脱色するために幅広く使用することが可能である。
【００１２】
従来技術の既存の方法と比較して、本発明は、以下の利点を有する代替的な新しい方法である：さらなる化学物質を加える必要がない点および使用される膜材料を再生させる必要がない点。
【００１３】
本発明の方法は、以下の膜濃縮工程：
前述の第一の透過液を第二のナノ濾過膜とさらに接触させて、前述の第一の透過液の一部を、第二のナノ濾過膜を横切って第二のナノ濾過膜の第一の表面から第二のナノ濾過膜の第二の表面に移し、それにより第二の透過液および第二の保持液を形成する工程
をさらに含んでいてもよく、第二のナノ濾過膜の第一の表面における圧力は、第二のナノ濾過膜の第二の表面における圧力よりも高く、前述のワックス成分についての前述の第二のナノ濾過膜の阻止率は少なくとも８０％である。
【００１４】
このさらなる膜濃縮工程により、第二の保持液中の脱色された植物性ワックスを濃縮することができる。従来の蒸留および濃縮方法と比較して、この方法には、エネルギー消費が低いという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一の保持液（５）を植物性ワックス原料液（７）と合することにより再循環させる工程を含む本発明のナノ濾過法による脱色の概略図を示す。
【図２】第二の保持液（１２）を第一の透過液（６）と合することにより再循環させる工程を含む本発明の好ましい実施形態において使用される膜濃縮工程の概略図を示す。
【００１６】
発明の詳細な説明
膜技術は、物質混合物を分離するための比較的新しい技術である。その基本原理は、分離すべき物質混合物を膜と接触させることであり、この膜は、混合物中に存在する個々の成分について異なる透過率を有する。これにより、物質混合物中に存在する様々な成分を、異なる速度で膜を通過（すなわち透過）させることで分離することができ、したがって、これらの成分は、膜の両側で異なる濃度に濃縮される。よって、分離基準は、分離すべき物質に対する膜の透過率である。この推進力は主に、膜の２つの側の間の圧力勾配、すなわち、いわゆる膜間圧Δｐである。さらに、その他の推進力も使用することができる。
【００１７】
膜技術は、様々な粒径に応じて成分を選択する機械式スクリーニング機能により作動するのみならず、溶解および拡散効果も含む。膜は単純な機械式フィルタよりもはるかに複雑に動作するため、液体または気体を互いに分離することも可能である。
【００１８】
特定の技術的構成において、分離すべき混合物は、供給物として膜に送られる。そこで、この混合物は、膜の供給側の保持液と、膜のもう一方の側の透過液とに分離され、透過液および保持液は、連続的に膜から排出される。この分離効果により、膜の透過率が高い成分が透過液中に濃縮され、膜の透過率がより低い物質が保持液中に収集される。多くの膜プロセスで、物質混合物中のすべての成分に対して基本的に透過性を示し、これらの成分に対する通過の速度が異なるだけの膜が使用されるため、物質混合物のすべての成分は、保持液および透過液のどちらにも存在するが、それらの濃度（質量分率）は異なる。
【００１９】
膜技術において、物質混合物中の特定の成分に対する膜の透過率は、膜の阻止率Ｒを特徴とし、これは、以下のように定義される：
Ｒ＝１−ｗＰ／ｗＲ
式中、ｗＰは、透過液中の成分の質量分率であり、ｗＲは、膜保持液中の成分の質量分率である。よって、阻止率Ｒは、０〜１の値を有することができ、よって、％で記載されることが好ましい。単純な二成分系の場合、例えば、０または０％の阻止率は、調査した成分がちょうど溶媒のように浸透することを示し、これは、保持液中の成分の質量分率が、透過液中の成分の質量分率と同じであることを意味する。他方で、１または１００％の阻止率は、成分が膜により完全に保持されることを示す。
【００２０】
阻止率Ｒに加えて、いわゆる膜透過率Ｐも、透過性の特徴を明らかにするのに決定的であり、Ｐは、以下のように定義される：
Ｐ＝ｍ’／（Ａ×Δｐ）
式中、ｍ’は透過液の質量流であり、Ａは膜の面積であり、Δｐは膜間圧である。透過率は通常、ｋｇ／（ｈ×ｍ２×ｂａｒ）の単位で表される。
【００２１】
膜技術の原理は、Ｍｅｌｉｎ／Ｒａｕｔｅｎｂａｃｈ：Ｍｅｍｂｒａｎｖｅｒｆａｈｒｅｎ．Ｇｒｕｎｄｌａｇｅｎ  ｄｅｒ  Ｍｏｄｕｌ−ｕｎｄ  Ａｎｌａｇｅｎａｕｓｌｅｇｕｎｇ．［Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｍｏｄｕｌｅ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｄｅｓｉｇｎ］Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，Ｂｅｒｌｉｎ  Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ  ２００４に要約されているため、参照されたい。
【００２２】
本発明で使用される「ナノ濾過」という用語は、１５０ｇ／ｍｏｌ〜１，５００ｇ／ｍｏｌの公称分画分子量をもたらす合成膜を指し、公称分画分子量とは、この分子量の場合、前述の膜が、Ｔｏｈ等、Ｊ．Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｓｃｉ．、２９１（２００７）１２０〜１２５に記載の方法により、ある範囲のポリスチレンオリゴマー（例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能な、公称Ｍｐ１，０００、参照番号ＰＬ２０１２−３０１０のポリスチレンポリマー標準物質、および公称Ｍｐ５８０、参照番号ＰＬ２０１２−２０１０のポリスチレンポリマー標準物質）について９０％の阻止率をもたらすことを意味する。ナノ濾過膜は、２，０００〜２，０００，０００ｇ／ｍｏｌの分画分子量範囲を有する限外濾過膜および０．２ミクロン以上の細孔径を有する精密濾過膜とは異なる。
【００２３】
この用語は、膜が主に水性物質混合物の分離に使用されるか、または有機物質混合物の分離に使用されるかに応じて、水性ナノ濾過または有機親和性ナノ濾過のどちらに使用されてもよい。膜材料は、水性または有機媒体中での耐性、特にそれらの膨潤挙動の点で大きく異なると証明されているため、そのような差は、膜分野の当業者にとって非常に重要である。
【００２４】
本発明により使用される第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、ポリマー膜、セラミック膜、またはハイブリッドポリマー／無機膜を含み得る。
【００２５】
本発明の方法において使用される第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、植物性ワックスをその中の顔料から分離することが可能な分離層をもたらすポリマーまたはセラミック材料から形成されていてもよい。例えば、前述の第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、酢酸セルロース、ポリアニリン、ポリピロール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリベンゾイミダゾール、およびそれらの混合物を含む、ナノ濾過膜を製造するのに適したポリマー材料から選択される材料から形成されていても、またはこれらの材料を含んでいてもよい。前述の第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、焼結、延伸、トラックエッチング、テンプレート浸出（ｔｅｍｐｌａｔｅ  ｌｅａｃｈｉｎｇ）、界面重合、または相転換を含む、当技術分野において公知の技術により製造することが可能である。好ましい実施形態において、前述の第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、有機溶媒中でのその安定性を改善するように架橋または処理されていてもよい。例えば、非限定的な例としては、その内容が本明細書に参照により組み込まれている英国特許第２４３７５１９号明細書に記載の膜が、本発明に使用されてもよい。
【００２６】
好ましい実施形態において、第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、担体と薄い選択的透過性層とを含む架橋または非架橋複合材料である。薄い選択的透過性層は、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）系エラストマーを含む変性ポリシロキサン系エラストマー、エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）系エラストマー、ポリノルボルネン系エラストマー、ポリシクロオクテン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ブタジエンゴム系およびブタジエン−アクリロニトリルゴム系エラストマー、天然ゴム、ブチルゴム系エラストマー、ネオプレン系エラストマー、エピクロロヒドリンエラストマー、ポリアクリレートエラストマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）系エラストマー、ポリエーテルブロックアミド（ＰＥＢＡＸ）、架橋ポリエーテル、ポリアミド、ポリアニリン、ポリピロール、ならびにそれらの混合物から選択される材料から形成されていても、またはこれらの材料を含んでいてもよく、特に好ましくは、薄い選択的透過性層はポリシロキサン系エラストマーを含む。
【００２７】
第一のナノ濾過膜は、シリコーンコーティングされた有機溶媒ナノ濾過膜、より好ましくはポリアクリロニトリル系ナノ濾過膜を含むことが好ましい。
【００２８】
第二のナノ濾過膜は、ポリイミド系ナノ濾過膜、より好ましくはコーティングされていない有機溶媒ナノ濾過膜を含むことが好ましい。
【００２９】
別の実施形態において、第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、当業者に公知の技術を使用することにより、例えば、焼結、浸出、またはゾルゲル法により、無機材料、例えば、炭化ケイ素、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、およびゼオライトから製造される。
【００３０】
別の実施形態において、第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜はポリマー膜を含み、ポリマー膜は、前述のポリマー膜のうちの最大２０重量％の量で粉末固形物の形態で存在する分散した有機または無機マトリックスを有する。炭素モレキュラーシーブマトリックスは、米国特許第６，５８５，８０２号明細書に記載の適切な材料を熱分解することにより製造されてもよい。また、米国特許第６，７５５，９００号明細書に記載のゼオライトが、無機マトリックスとして使用されてもよい。金属酸化物、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、および二酸化ケイ素、例えばＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  ＡＧ（ドイツ）からＡＥＲＯＳＩＬおよびＡＤＮＡＮＯという商標で入手可能なものが使用されてもよい。混合金属酸化物、例えば、酸化セリウムと、酸化ジルコニウムと、酸化マグネシウムとの混合物が使用されてもよい。少なくとも１つの実施形態において、マトリックスは、１．０μｍ未満、好ましくは０．１μｍ未満、より好ましくは０．０１μｍ未満の直径を有する粒子を含む。
【００３１】
本発明のすべての実施形態において、第一のナノ濾過膜および／または第二のナノ濾過膜は、約１５０ｇ／ｍｏｌ〜約１，５００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは約２００ｇ／ｍｏｌ〜約８００ｇ／ｍｏｌ、特に好ましくは約２００ｇ／ｍｏｌ〜約６００ｇ／ｍｏｌの分画分子量を有することが好ましい。第一のナノ濾過膜は、第二のナノ濾過膜よりも高い分画分子量を有することが好ましい。第一のナノ濾過膜は、顔料を十分に保持し、ワックス成分を十分に透過させるように、３００ｇ／ｍｏｌ〜１５００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは３００ｇ／ｍｏｌ〜９００ｇ／ｍｏｌの分画分子量を有することが好ましい。第二のナノ濾過膜は、ワックス成分を効率的に保持し、第二の保持液中のワックス成分を高濃縮するように、３００ｇ／ｍｏｌ未満の分画分子量を有することが好ましい。
【００３２】
植物性ワックスは、特に限定されておらず、パームワックス、カンデリラワックス、米ぬかワックス、サトウキビワックス、月桂樹ワックス、トウゴマ種子ワックス、ホホバワックス、ウルシワックス、オウリキュリーワックス、ヒマワリワックス、およびダグラスファー樹皮ワックスから選択されることが好ましい。
【００３３】
「ワックス成分」という用語は、長鎖脂肪族アルコールと脂肪酸とのエステルを指す。そのようなエステルは、植物性ワックスの一般的な成分であり、異なる鎖長を有する脂肪酸と、異なる鎖長を有する脂肪アルコールとのエステルの混合物として存在する。
【００３４】
有機溶媒は、特に限定されていない。以下のカテゴリーが好ましい：芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、ケトン、エステル、エーテル、ニトリル、アルコール、フラン、ラクトン、およびそれらの混合物。以下の溶媒がより好ましい：トルエン、キシレン、ベンゼン、スチレン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、メチルエーテルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン、イソプロパノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ジメトキシエタン、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、ジエチルエーテル、アジポニトリル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、アセトニトリル、および前述の物質の混合物。
【００３５】
第二のナノ濾過膜は、少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、より好ましくは少なくとも９５％のワックス成分についての阻止率を有する。第二のナノ濾過膜は、ワックス成分について、第一のナノ濾過膜よりも高い阻止率を有する。
【００３６】
第一の保持液は、第一のナノ濾過膜の第一の表面に再循環させられることが好ましく、これは、植物性ワックスの収率を増加させるのに役立つ。第一の保持液は、植物性ワックス原料液と合されることがより好ましく、これは、動作にとってより都合がよい。
【００３７】
第二の保持液は、第二のナノ濾過膜の第一の表面に再循環させられることが好ましく、これは、植物性ワックスの収率を増加させるのに役立つ。第二の保持液は、第一の透過液と合されることがより好ましく、これは、動作にとってより都合がよい。
【００３８】
植物性ワックス原料液は、有機溶媒であるか、または植物性ワックスを有機溶媒に入れた溶液である補給液で連続的に補給されることが好ましく、これは、植物性ワックスの収率を増加させるのに役立つ。効率を改善するためには、補給液中の植物性ワックスの濃度が、第一の透過液中の植物性ワックスの濃度を上回らないことが好ましい。溶媒使用の効率を改善するためには、第二の透過液が、補給液として使用されるか、または補給液を調製するために使用されることが好ましい。
【００３９】
第一のナノ濾過膜についての好ましい動作条件は、
ａ）  １０〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃の温度、
ｂ）  １０〜６０ｂａｒ、好ましくは２０〜５０ｂａｒの膜間差圧、および／または
ｃ）  １０〜５００ｇ／ｌ、好ましくは１００〜３００ｇ／ｌの植物性ワックス濃度
である。
【００４０】
第二のナノ濾過膜についての好ましい動作条件は、
ａ）  １０〜１００℃、好ましくは３０〜８０℃の温度、および／または
ｂ）  １０〜６０ｂａｒ、好ましくは２０〜５０ｂａｒの膜間差圧
である。
【００４１】
本発明の脱色方法を実施するための分離システムは、図１に示されており、植物性ワックス溶液をさらに濃縮するためのさらなる膜システムは、図２に示されている。
【００４２】
図１に示される実施形態において、脱色工程は、脱色すべき植物性ワックス原料液７のバッチを供給タンク１に供給することにより実施される。ポンプ３は、流２を供給タンク１から第一のナノ濾過膜４に送るために使用され、この第一のナノ濾過膜４は、植物性ワックス中に含有される顔料についての阻止率が、植物性ワックス中に含有されるワックス成分についての阻止率よりも高い。分離についての推進力は、背圧弁１５により生み出され、この背圧弁１５は、流２の一部が第一のナノ濾過膜４を透過して第一の透過液６および第一の保持液５を生成することを可能にする膜間差圧を維持する。第一の保持液５は、供給タンク１に返送され、その一方で、供給タンク１には、植物性ワックス原料液７が連続的に補給され、その流速およびその植物性ワックス濃度は、第一の透過液６のものと同じである。このシステムにおいて、顔料は、第一の透過液６中の顔料含量が減少するように、第一の保持液５中で連続的に濃縮される。
【００４３】
図２に示される実施形態において、膜濃縮工程は、特定の量の第一の透過液６を回収し、それを供給タンク８に供給することにより実施される。ポンプ１０は、流９を供給タンク８から第二のナノ濾過膜１１に送るために使用され、この第二のナノ濾過膜１１は、ワックス成分についての阻止率が、有機溶媒についての阻止率よりも高い。分離についての推進力は、背圧弁１６により生み出され、この背圧弁１６は、流９の一部が第二のナノ濾過膜１１を透過して第二の透過液１４および第二の保持液１２を生成することを可能にする膜間差圧を維持し、第二の保持液１２は、供給タンク８に返送される。このシステムにおいて、植物性ワックス成分は、第二の保持液１２中で連続的に濃縮される。この植物性ワックス成分が特定の濃度まで濃縮したら、これを流１３として取り出すことができ、溶媒を蒸発させた後に、脱色された植物性ワックス生成物が得られ、さらに、その植物性ワックス成分濃度が減少した第二の透過液１４を再循環させて、例えば、供給タンク１中で植物性ワックス原料液を調製しても、または補給すべき植物性ワックス原料液を調製して供給タンク１に送ってもよい。
【００４４】
実施例
図１および２に示される構成により例を実施した。ＰｕｒａＭｅｍ（登録商標）Ｆｌｕｘという商標名でＥｖｏｎｉｋ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（上海）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能な、ポリアクリロニトリル担体上の有機シリコーンコーティングから成る０．１ｍ２のナノ濾過膜を含む螺旋巻き膜モジュールを第一のナノ濾過膜として使用した。ＰｕｒａＭｅｍ（登録商標）２８０という商標名でＥｖｏｎｉｋ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（上海）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能な、２８０ｇ／ｍｏｌの分画分子量を有する０．１ｍ２のポリイミドナノ濾過膜を含む螺旋巻きモジュールを第二のナノ濾過膜として使用した。
【００４５】
パントンカード（Ｐａｎｔｏｎｅ  ｃａｒｄ）を使用した色の比較により、植物性ワックスの色（脱色前および脱色後）を決定し、相応するパントン色番号（Ｐａｎｔｏｎｅ  ｃｏｌｏｒ  ｎｕｍｂｅｒ）を得た。
【００４６】
ワックス成分の阻止率を、溶媒を蒸発させてワックス残渣を秤量することにより測定された透過液および保持液の溶解固形物含量から計算した。
【００４７】
例１
米ぬかワックスの脱色および濃縮
２００ｇ／ｌの粗米ぬかワックス（パントン色番号４７６Ｕの暗褐色、Ｈｕｚｈｏｕ  Ｓｈｅｎｇｔａｏ  Ｂｉｏｔｅｃｈ  ＬＬＣから入手可能）を酢酸エチルに入れた溶液５ｌを、６０℃で調製し、供給タンク１に供給した。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ３を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第一の透過液６を約１０ｌ／ｈの流速で収集し、供給タンク１に、４４ｇ／ｌの米ぬかワックスを酢酸エチルに入れた６０℃の溶液を１０ｌ／ｈの流速で連続的に補給した。
【００４８】
２０ｌの第一の透過液６を収集し、液体供給タンク８に加えた。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ１０を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第二の透過液１４を収集した。１５ｌの第二の透過液１４を収集したら、放圧し、５ｌの第二の保持液１３を排出し、乾くまで蒸発させ、脱色された米ぬかワックス（パントン色番号６００Ｕの淡黄色）を得た。
【００４９】
第一のナノ濾過膜により、１００ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で７８％のワックス成分阻止率がもたらされた。第二のナノ濾過膜により、７５ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で９５％のワックス成分阻止率がもたらされた。
【００５０】
例２
サトウキビワックスの脱色および濃縮
２００ｇ／ｌの粗サトウキビワックス（パントン色番号４６９Ｕの褐色、Ｓｈａｎｇｈａｉ  Ｔｏｎｉｘ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能）を酢酸エチルに入れた溶液５ｌを、６０℃で調製し、供給タンク１に供給した。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ３を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第一の透過液６を約７ｌ／ｈの流速で収集し、供給タンク１に、４０ｇ／ｌのサトウキビワックスを酢酸エチルに入れた６０℃の溶液を７ｌ／ｈの流速で連続的に補給した。
【００５１】
２０ｌの第一の透過液６を収集し、液体供給タンク８に加えた。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ１０を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第二の透過液１４を収集した。１５ｌの第二の透過液１４を収集したら、放圧し、５ｌの第二の保持液１３を排出し、乾くまで蒸発させ、脱色されたサトウキビワックス（パントン色番号６００Ｕの淡黄色）を得た。
【００５２】
第一のナノ濾過膜により、７０ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で８０％のワックス成分阻止率がもたらされた。第二のナノ濾過膜により、５０ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で９５％超のワックス成分阻止率がもたらされた。
【００５３】
例３
パームワックスの脱色および濃縮
２００ｇ／ｌの粗パームワックス（パントン色番号１４５Ｕの茶色がかった黄色、ＳｈａｎｇｈａｉＹｉＢａ  Ｒａｗ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から入手可能）を酢酸エチルに入れた溶液５ｌを、６０℃で調製し、供給タンク１に供給した。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ３を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第一の透過液６を約５ｌ／ｈの流速で収集し、供給タンク１に、６０ｇ／ｌのパームワックスを酢酸エチルに入れた６０℃の溶液を５ｌ／ｈの流速で連続的に補給した。
【００５４】
２０ｌの第一の透過液６を収集し、液体供給タンク８に加えた。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ１０を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第二の透過液１４を収集した。１５ｌの第二の透過液１４を収集したら、放圧し、５ｌの第二の保持液１３を排出し、乾くまで蒸発させ、脱色されたパームワックス（パントン色番号６００Ｕの淡黄色）を得た。
【００５５】
第一のナノ濾過膜により、５０ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で７０％のワックス成分阻止率がもたらされた。第二のナノ濾過膜により、４０ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で９５％のワックス成分阻止率がもたらされた。
【００５６】
例４
米ぬかワックスの脱色および濃縮
２００ｇ／ｌの粗米ぬかワックス（パントン色番号４７６Ｕの暗褐色、Ｈｕｚｈｏｕ  Ｓｈｅｎｇｔａｏ  Ｂｉｏｔｅｃｈ  ＬＬＣから入手可能）をイソプロパノールに入れた溶液５ｌを、７０℃で調製し、供給タンク１に供給した。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ３を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第一の透過液６を約１ｌ／ｈの流速で収集し、供給タンク１に、８０ｇ／ｌの米ぬかワックスをイソプロパノールに入れた６０℃の溶液を１ｌ／ｈの流速で連続的に補給した。
【００５７】
２０ｌの第一の透過液６を収集し、液体供給タンク８に加えた。１５０ｌ／ｈの流速をもたらすようにポンプ１０を調整し、システムを６０℃の温度で維持し、圧力をゆっくりと３０ｂａｒに上昇させた。システムが安定化した後に、第二の透過液１４を収集した。１５ｌの第二の透過液１４を収集したら、放圧し、５ｌの第二の保持液１３を排出し、乾くまで蒸発させ、脱色された米ぬかワックス（パントン色番号１１０Ｕの明るい黄色）を得た。
【００５８】
第一のナノ濾過膜により、１０ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で６０％のワックス成分阻止率がもたらされた。第二のナノ濾過膜により、８ｌ／（ｍ２ｈ）の流量で９０％のワックス成分阻止率がもたらされた。
【符号の説明】
【００５９】
１  供給タンク、  ２  第一のナノ濾過膜への流、  ３  ポンプ、  ４  第一のナノ濾過膜、  ５  第一の保持液、  ６  第一の透過液、  ７  植物性ワックス原料液、  ８  供給タンク、  ９  第二のナノ濾過膜への流、  １０  ポンプ、  １１  第二のナノ濾過膜、  １２  第二の保持液、  １３  第二の保持液の蒸気、  １４  第二の透過液、  １５  背圧弁、  １６  背圧弁
【図１】
2021503370.tif 000003
【図２】
2021503370.tif 000004
【国際調査報告】
2021503370.tif 000005
2021503370.tif 000006