(57)【要約】【課題】本発明の目的は、効率よく含フッ素重合体水性分散液中の含フッ素重合体を濃縮し、水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液中の水溶性含フッ素乳化剤を濃縮し得る、濃縮方法を提供することにある。【解決手段】含フッ素重合体水性分散液中の含フッ素重合体の濃縮方法は、含フッ素重合体水性分散液を用意する工程と、高分子膜で含フッ素重合体水性分散液を濾過する工程とを含む。濾過の間、高分子膜は振動している。また、水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液中の水溶性含フッ素乳化剤を濃縮する方法は、水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液を用意する工程と、高分子膜で水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液を濾過すると工程を含む。両方の濾過工程の間、高分子膜は振動している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
含フッ素重合体水性分散液中の含フッ素重合体を濃縮する含フッ素重合体濃縮方法であって、
前記含フッ素重合体水性分散液を用意する準備工程と、
高分子膜を振動させながら前記高分子膜で前記含フッ素重合体水性分散液を濾過する濾過工程と、
を含む、含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項２】
前記高分子膜は、ＵＦ膜およびＭＦ膜のいずれか一つである、
請求項１に記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項３】
前記高分子膜は、孔径５万ダルトン以上のＵＦ膜である、
請求項２に記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項４】
前記高分子膜は、孔径１０万ダルトン以上のＵＦ膜である、
請求項２または３に記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項５】
前記高分子膜は、孔径２０万ダルトン以上のＵＦ膜である、
請求項２から４のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項６】
前記高分子膜は、孔径０．１μｍ以下のＭＦ膜である、
請求項２に記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項７】
前記高分子膜は、孔径０．０５μｍ以下のＭＦ膜である、
請求項２または６に記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項８】
前記濾過工程の前記高分子膜に対する前記含フッ素重合体水性分散液の圧力は３０ｐｓｉ以上である、
請求項１から５のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項９】
前記濾過工程の前記高分子膜に対する前記含フッ素重合体水性分散液の圧力は１５０ｐｓｉ以下である、
請求項１から８のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１０】
前記濾過工程の前記高分子膜に対する前記含フッ素重合体水性分散液の圧力は５０ｐｓｉ以下である、
請求項１から９のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１１】
前記濾過工程における前記含フッ素重合体水性分散液の温度は２０℃以下である、
請求項１から１０のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１２】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の周波数は４９Ｈｚ以上である、
請求項１から１１のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１３】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の周波数は５５Ｈｚ以下である、
請求項１から１２のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１４】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は０．５インチ以上である、
請求項１から１３のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１５】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は１．５インチ以下である、
請求項１から１４のいずれかに記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１６】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は１．０インチ以下である、
請求項１５に記載の含フッ素重合体濃縮方法。
【請求項１７】
水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液中の水溶性含フッ素乳化剤を濃縮する水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法であって、
前記水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液を用意する準備工程と、
高分子膜を振動させながら前記高分子膜で前記水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液を濾過する濾過工程と、
を含む、水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【請求項１８】
前記濾過工程において、前記高分子膜はＲＯ膜である、
請求項１７に記載の水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【請求項１９】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の周波数は４９Ｈｚ以上である、
請求項１７または１８に記載の水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【請求項２０】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の周波数は５５Ｈｚ以下である、
請求項１７から１９のいずれかに記載の水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【請求項２１】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は０．５インチ以上である、
請求項１７から２０のいずれかに記載の水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【請求項２２】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は１．５インチ以下である。
請求項１７から２１のいずれかに記載の水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【請求項２３】
前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は１．０インチ以下である、
請求項２２に記載の水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【請求項２４】
前記高分子膜はＮａＣｌの除去率が９６％以上であるＲＯ膜である、
請求項１７から２３のいずれかに記載の水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含フッ素重合体及び水溶性含フッ素乳化剤の濃縮方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
含フッ素重合体水性分散液は、含フッ素モノマーを水溶性重合開始剤及び水溶性含フッ素乳化剤の存在下で乳化重合するなどにより一般に製造される。
【０００３】
乳化重合された含フッ素重合体水性分散液は、通常、固形分含有量が５〜４５重量％である。塗料や電池用結着剤などのような工業的用途に使用する場合にはより高濃度（少なくとも６０重量％）の水性分散液が要求されるため、含フッ素重合体水性分散液の固形分濃度を上げる必要がある。しかし含フッ素重合体は、単に含フッ素重合体を追加するだけでは高濃度とすることは困難であり、通常、濃縮により高濃度化が図られている。
【０００４】
含フッ素重合体水性分散液の濃縮方法としては、たとえば陰イオン系界面活性剤を用いる方法がある。例えば米国特許第２４７８２２９号明細書に開示されている陰イオン系界面活性剤を用いる方法の場合、多量の電解質の添加により界面活性剤を不溶化させる際、ＰＴＦＥ粒子が一部不可逆的な凝集を起こすという欠点がある。
【０００５】
また、米国特許第３０３７９５３号明細書に記載の非イオン系界面活性剤を用いる方法では、ＰＴＦＥ粒子が凝集を起こすことなく比較的高濃度の水性分散液を得ることができるため商業的に利用されている。しかしこの方法の場合、限られた温度範囲の曇点を有する特定の界面活性剤を大量に使用する上に、濃縮後は上澄み液に含まれる分子量分布の片寄った界面活性剤（親水性側）を廃棄処理しなければならないなど、原料の無駄が多いためコスト効率が悪く、また多量の熱エネルギーと長時間の工程を必要とするため生産効率が良くないという欠点がある。
【０００６】
さらに米国特許第３３１６２０１号明細書に記載の蒸発濃縮による方法では、濃縮後の含フッ素重合体水性分散液に重合反応で使用される水溶性重合開始剤およびフッ素含有乳化剤が高濃度で残留するため、含フッ素重合体水性分散液の粘度が液温に敏感になるなどの欠点がある。
【０００７】
英国特許第６４２０２５号明細書に記載の電気的デカンテーション法では、電極に凝集物が付着し通電が阻害されるため、多量の電気エネルギーを消費する割には濃縮効果が極めて低く、実用化には適していない。
【０００８】
これらに対し、含フッ素重合体粒子の最小粒径の０．５倍までの大きさの孔径を有する限外濾過膜（ＵＦ膜）を用いる膜分離法が提案されている（特公平２−３４９７１号公報、米国特許第４３６９２６６号明細書）。このＵＦ膜を用いる膜分離法は、高分子材料の分離に従来から使用されており、含フッ素重合体水性分散液の濃縮においても低エネルギー、低コストでの濃縮が可能で、かつ界面活性剤の種類に制限されず、しかも界面活性剤の使用量の低減を図ることができるという利点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ＵＦ膜を用いる膜分離法では、ＵＦ膜の分画分子量が約１０００〜数１０万（ポアサイズでは０．０１μｍ以下）と小さいため、分離速度が遅いという欠点がある。また、通液速度を上げるとＵＦ膜が含フッ素重合体粒子により閉塞してしまう。さらに、ＰＴＦＥは機械的な剪断力がかかると繊維化するという性質があるため、前記特公平２−３４９７１号公報記載のような構造で濾過圧を上げた場合、ＵＦ膜部分でＰＴＦＥが剪断力によって繊維化し、生じた繊維化物により流路やＵＦ膜の閉塞してしまう、という問題がある。
【００１０】
また、上記フッ素含有モノマーの乳化重合において使用された水溶性含フッ素乳化剤は、重合の終了後、水性分散液から重合体を分離した後の水溶液、重合体の洗浄排水、ならびに重合体の乾燥工程および熱処理工程で排出されるガスの洗浄水等に含まれる。これらの水溶液からの水溶性含フッ素乳化剤の回収が望まれる。例えば特開２００２−５９１６０や米国特許６８３３４０３のように、乳化剤の回収は、水溶液をイオン交換樹脂と接触させて乳化剤をイオン交換樹脂に吸着させ、その後、適当な溶液を用いて乳化剤を溶離し、溶離液から乳化剤を抽出等して分離する等の方法により実施される。しかし、上記のようなイオン交換樹脂による回収は、回収効率が悪いという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、効率よく含フッ素重合体水性分散液中の含フッ素重合体を濃縮し、水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液中の水溶性含フッ素乳化剤を濃縮し得る、濃縮方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、含フッ素重合体及び水溶性含フッ素乳化剤の濃縮を振動式濾過により効率的に行うものである。
【００１３】
本発明は、その第１の側面において、濾過により含フッ素重合体水性分散液中の含フッ素重合体を濃縮する方法であって、含フッ素重合体水性分散液を用意する準備工程と、高分子膜を振動させながら前記高分子膜で前記含フッ素重合体水性分散液を濾過する濾過工程とを含む濃縮方法を提供する。高分子膜を振動させることにより、含フッ素重合体粒子による高分子膜の孔の閉塞が起こりにくくなり、効率よく濃縮することができる。
【００１４】
本発明第２の側面における濃縮方法は、本発明第１側面における濃縮方法であって、前記濾過工程において、前記高分子膜はＵＦ膜とＭＦ膜とのいずれか一つである。
【００１５】
本発明第３の側面における濃縮方法は、本発明第２側面における濃縮方法であって、前記濾過工程において、前記高分子膜は孔径５万ダルトン以上のＵＦ膜である。
【００１６】
本発明第４の側面における濃縮方法は、本発明第２側面または第３側面における濃縮方法であって、前記濾過工程において、前記高分子膜は孔径1０万ダルトン以上のＵＦ膜である。
【００１７】
本発明第５の側面における濃縮方法は、本発明第２側面から第４側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程において、前記高分子膜は孔径２０万ダルトン以上のＵＦ膜である。
【００１８】
本発明第６の側面における濃縮方法は、本発明第２側面における濃縮方法であって、前記濾過工程において、前記高分子膜は孔径０．１μｍ以下のＭＦ膜である。
【００１９】
本発明第７の側面における濃縮方法は、本発明第２側面または第６側面における濃縮方法であって、前記濾過工程において、前記高分子膜は孔径０．０５μｍ以下のＭＦ膜である。
【００２０】
本発明第８の側面における濃縮方法は、本発明第１側面から第５側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程の前記高分子膜に対する前記含フッ素重合体水性分散液の圧力は３０ｐｓｉ以上１５０ｐｓｉ以下である。
【００２１】
本発明第９の側面における濃縮方法は、本発明第１側面から第８側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程の前記高分子膜に対する前記含フッ素重合体水性分散液の圧力は３０ｐｓｉ以上５０ｐｓｉ以下である。
【００２２】
本発明第１０の側面における濃縮方法は、本発明第１側面から第９側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程における前記含フッ素重合体水性分散液の温度は２０℃以下である。
【００２３】
本発明第１１の側面における濃縮方法は、本発明第１側面から第１０側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程における前記高分子膜の振動の周波数は４９Hz以上５５Hz以下である。
【００２４】
本発明第１２の側面における濃縮方法は、本発明第１側面から第１１側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は０．５インチ以上１．５インチ以下である。
【００２５】
本発明第１３の側面における濃縮方法は、本発明第１側面から第１２側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は０．５インチ以上１．０インチ以下である。
【００２６】
さらにその第１４の側面における本発明は、水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液中の水溶性含フッ素乳化剤を濃縮する方法であって、水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液を用意する準備工程と、高分子膜を振動させながら前記高分子膜で水溶性含フッ素乳化剤を含む水溶液を濾過する濾過工程とを含む濃縮方法を提供する。高分子膜を振動させることにより、水溶性含フッ素乳化剤及び安定剤などによる高分子膜の孔の閉塞が起こりにくくなり、効率よく濃縮することができる。
【００２７】
本発明第１５の側面における濃縮方法は、本発明第１４側面における濃縮方法であって、前記濾過工程において、前記高分子膜はＲＯ膜である。
【００２８】
本発明第１６の側面における濃縮方法は、本発明第１４側面または第１５側面における濃縮方法であって、前記濾過工程における前記高分子膜の振動の周波数は４９Hz以上５５Hz以下である。
【００２９】
本発明第１７の側面における濃縮方法は、本発明第１４側面から第１６側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は０．５インチ以上１．５インチ以下である。
【００３０】
本発明第１８の側面における濃縮方法は、本発明第１４側面から第１７側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、前記濾過工程における前記高分子膜の振動の振幅は０．５インチ以上１．０インチ以下である。
【００３１】
本発明第１９の側面における濃縮方法は、本発明第１４側面から第１８側面のいずれかの側面における濃縮方法であって、高分子膜はＮａＣｌの除去率が９６％以上であるＲＯ膜である。
【００３２】
含フッ素重合体水性分散液は、含フッ素モノマーを水溶性重合開始剤及び水溶性含フッ素乳化剤の存在下で乳化重合することにより製造される。
【００３３】
含フッ素重合体としては、ＰＴＦＥ（ここでは、ヘキサフルオロプロペンや、クロロトリフルオロエチレンや、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）や、トリフルオロエチレンや、パーフルオロアルキルエチレンや、パーフルオロ（アルコキシビニルエーテル）などの他のモノマーを０．００１〜１．０重量％まで含有する変性ＰＴＦＥも含む）、低分子量のＰＴＦＥ、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ETFE）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）などのフッ素樹脂；ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系エラストマー、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン系エラストマー、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系エラストマー、テトラフルオロエチレン−プロピレン系エラストマー、ヘキサフルオロプロピレン−エチレン系エラストマー、フルオロ（アルキルビニルエーテル−オレフィン）系エラストマー、フルオロホスファゼンゴムなどのフッ素系エラストマーなどがあげられる。これらのうちＰＴＦＥ（変性ＰＴＦＥも含む）は繊維化を起こしやすい点から濃縮が特に難しかったものである。
【００３４】
水溶性含フッ素乳化剤としては、例えば、一般式： Ｚ（ＣＦ2）aＣＯＯＨ（式中、Ｚは水素原子又はフッ素原子を表し、ａは６〜１０の整数を表す）、一般式： Ｃｌ（ＣＦ2ＣＦＣｌ）bＣＦ2ＣＯＯＨ（式中、ｂは２〜６の整数を表す）、一般式： （ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2ＣＦ2）cＣＯＯＨ（式中、ｃは２〜６の整数を表す）、または一般式： Ｆ（ＣＦ2）dＯ（ＣＦＲＣＦ2Ｏ）eＣＦＲＣＯＯＨ（式中、Ｒはフッ素原子またはトリフルオロメチル基を表し、ｄは１〜５の整数を表し、ｅは１〜５の整数を表す）で表される含フッ素有機酸もしくはそれらのアンモニウム塩又はアルカリ金属塩（例えば、カリウム塩、ナトリウム塩）等を使用することができる。
【００３５】
特に一般式： ＣfＦ2f+1ＣＯＯＲ'又は Ｃ3Ｆ7Ｏ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）gＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＯＲ'（式中、ｆは６〜９の整数を表し、ｇは１または２を表し、Ｒ'はアンモニウム基またはアルカリ金属原子を表す。）で示される塩が好ましい。これらの水溶性含フッ素乳化剤は通常その製造コストが高いため、重合反応で使用された水溶性含フッ素乳化剤を回収することが望まれている。
【００３６】
必要に応じて反応系の分散安定剤として、実質的に反応に不活性で反応条件下で液状の炭素数１２以上の炭化水素を、水性媒体１００重量部当たり２〜１０重量部程度使用することもできる。また、反応中のｐＨを調整するために緩衝剤として、例えば炭酸アンモニウム、りん酸アンモニウムなどを添加してもよい。
【００３７】
上記の方法で得られる含フッ素重合体は、乳化重合生成物として約０．０１〜０．５μｍの数平均粒径の粒子としてえられる。
【００３８】
本発明の含フッ素重合体水性分散体は、以下の一般的製造方法よって得ることができる。すなわちステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製攪拌翼と温度調節用ジャケットを備えたステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製オートクレーブを用い、脱イオン水、水溶性含フッ素乳化剤（パーフルオロオクタン酸アンモニウム）、必要に応じて反応系の分散安定剤としてのパラフィンワックスの存在下、系内を６０−９０℃に保つ。所望の攪拌回転数を保ち系内を脱酸素した後、モノマーガスで内圧を１−３ＭＰａに保つ。開始剤の添加後、反応は速やかに開始し、オートクレーブ圧力の低下が認められるが、モノマーガスは所望の圧力を維持するように連続的に供給し、所望の固形分濃度に相当するまでモノマーガスを供給し、攪拌及びモノマーガスの供給を停止し直ちにオートクレーブ内の圧力を常圧まで戻し反応を終了する。こうして乳化重合によってできた含フッ素重合体水性分散液は、乳化重合直後、一般的に含フッ素重合体の固形分濃度は約２５−４０重量％、水溶性含フッ素乳化剤の濃度は４００〜３０００ｐｐｍである。
【００３９】
濃縮される水性分散液の水性媒体としては水があげられ、さらにエチレングリコール、トルエンなどの各種水溶性有機溶剤を含んでいてもよい。また、含フッ素重合体水性分散液の安定化のため、安定剤を添加することができる。安定剤とは、界面活性剤あるいは／ならびに高分子分散安定剤を含む。界面活性剤の種類は特に限定されず、分散安定性が付与できれば陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤のいずれでもよい。また、高分子分散安定剤としてポリエチレングリコールなどを用いることもできる。これら安定剤は固形分に対して１〜１５重量％添加することができる。
【発明の効果】
【００４０】
高分子膜を振動させることにより、水溶性含フッ素乳化剤または安定剤による高分子膜の孔の閉塞が起こりにくくなり、効率よく濃縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本願発明の実施の形態をいくつか説明するが、本願発明はこれらの実施の形態に限定されるものでない。
【００４２】
図１は、ＰＴＦＥ・ＰＦＯＡ濃縮用濾過システムの一例の概略フロー図である。
【００４３】
図１のＰＴＦＥ・ＰＦＯＡ濃縮用濾過システム１００において、濃縮前のＰＴＦＥ水性分散液Ａは容器１に収容されている。容器１中のＰＴＦＥ水性分散液Ａはポンプ２によりパイプを通って第１振動濾過器３に供給される。第１振動濾過器３で濾過された後の、ＰＦＯＡ及び非イオン界面活性剤を含む濾液Ｂは、容器４に送られる。このとき、バルブ５は開いている。また、濃縮されたＰＴＦＥ水性分散液Ａ'は、パイプを通して容器１に送り返される。容器１は、水および非イオン界面活性剤が追加できるように蓋があくようになっていてもよいし、パイプが取り付けられていてもよい。このように、循環回路によりＰＴＦＥ水性分散液は濃縮を繰り返す。濃縮が終わると、バルブ５が閉じられ、濃縮されたＰＴＦＥ水性分散液が容器１から取り出される。
【００４４】
このような循環濾過によりＰＴＦＥ水性分散液の固形分濃度を上げる。これにより、濃縮前のＰＴＦＥ水性分散液はＰＴＦＥ粒子を２５−４０重量％、ＰＦＯＡを４００−３０００ｐｐｍ含んでいるが、最終的に容器１から取り出されるＰＴＦＥ水性分散液中のＰＴＦＥ固形分濃度は少なくとも６０％、非イオン界面活性剤が含フッ素重合体に対して２．０〜８．０重量％、ＰＦＯＡ濃度は５０ｐｐｍ以下であることが望ましい。
【００４５】
容器４中の濾液Ｂには、一般的に数％の非イオン界面活性剤と１％未満のＰＦＯＡが含まれている。濾液Ｂは、ポンプ８により第２振動濾過器６に送られる。第２振動濾過器６においては、ＰＦＯＡと非イオン界面活性剤を含む水溶液である濾液Ｂが濾過され、濃縮液Ｂ'と濾液Ｃとに分離される。濾液Ｃは容器７に送られ、濃縮液Ｂ'は容器４に戻され再び第２振動濾過器６に送られる。このように、濃縮液Ｂ'は濃縮を繰り返し、所望の濃縮度に到達するまで、濃縮を続けることができる。この時、濾液Ｃ中に含まれるＰＦＯＡと非イオン界面活性剤との濃度はできるだけ低いことが望ましい。さらにイオン交換樹脂などを用いることによりＰＦＯＡと非イオン界面活性剤とを含む水溶液からＰＦＯＡを回収することができる。
【００４６】
第１振動濾過器３及び第２振動濾過器６は、それぞれ内部にモーターと、トーションスプリングと、高分子膜とを有し、モーターを駆動させることにより高分子膜を所定の振動、所定の振幅で振動させることができる。高分子膜は、精密濾過（ＭＦ：Micro Filtration）膜、限外濾過（ＵＦ：Ultra Filtration）膜、逆浸透（ＲＯ：Reverse Osmosis）膜のいずれかを設置しえる。高分子膜は、蛇行するように何重かに折り曲げられており、液体はその間を通ることによって濾過が行われるようになっている。高分子膜を振動させることにより、従来の膜分離法と異なり、繊維化したＰＴＦＥによる流路の閉塞を起こすことなく濾過を行うことができる。
【００４７】
上記構成の第１振動濾過器３及び第２振動濾過器６における振動濾過の実験例について述べる。以下の例においては、ニューロジック社のＶＳＥＰシステムで、膜層面積が１６平方フィートのものを第１振動濾過器３及び第２振動濾過器６として用いた。
【００４８】
＜例１＞
上記のような一般的な方法によって得られたＰＴＦＥ水性分散液（固形分濃度２９．７重量％、数平均粒径０．３０μｍ、重合体のＳＳＧ（ＡＳＴＭ  Ｄ４８９５−８９準拠）２．１８２）を、温度調節用ジャケットを備えたステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の容器１に入れ、さらにPTFE固形分当たり１２重量％になるように非イオン性界面活性剤を添加し、体積を８５０リットルに調整した。第１振動濾過器３に高分子膜として孔径２０万ダルトンのＵＦ膜を設置し、振動周波数を５０Ｈｚ，振幅を０．７５インチと設定した。ＰＴＦＥ水性分散液の温度を２０度とし、４０ｐｓｉの圧力、流量１．０Ｌ／分で第１振動濾過器３に送った。
【００４９】
その後、容器１の体積が約６６０リットルに減少した時点で水とＰＴＦＥ固形分当たり１２重量％になるように非イオン性界面活性剤を追加し、容器１の容積を８５０リットルに調整した。以下これを、[操作１]と呼ぶ。濾液の総体積が約２５００リットルに到達するまで操作１を繰返した。その後、容器１の体積が約３１０リットルに減少した時点で濾過を停止した。容器１から得られたＰＴＦＥ水性分散液の固形分濃度は６３重量％、非イオン性界面活性剤濃度は固形分に対して４．１重量％、ＰＦＯＡ含有量は２１ｐｐｍであった。
【００５０】
＜例２＞
第１振動濾過器３に高分子膜として孔径０．０５μｍのＭＦ膜を設置し、振動周波数を５０Ｈｚ，振幅を０．７５インチと設定した。ＰＴＦＥ水性分散液の温度を２０度とし、４０ｐｓｉの圧力、流量１．０Ｌ／分で第１振動濾過器３に送って濾過を行った。その結果、ＭＦ膜を閉塞することなく濃縮することができた。
【００５１】
＜例３＞
＜例１＞と同様の条件、操作で、第１振動濾過器３に高分子膜として孔径７０００ダルトンのＵＦ膜を設置し、ＰＴＦＥ水性分散液を第１振動濾過器３に送って濾過を行ったところ、ＵＦ膜を閉塞することなく濃縮することができた。
【００５２】
＜例４＞
＜例２＞と同様の条件、操作で、第１振動濾過器３に高分子膜として孔径０．１μｍのＭＦ膜を設置し、ＰＴＦＥ水性分散液を第１振動濾過器３に送って濾過を行ったところ、濾液ＢにＰＴＦＥ固形分が若干混ざったものの、濃縮することができた。
【００５３】
＜例５＞
温度調節用ジャケットを備えたステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の容器４に上記第１振動濾過器３からの濾液ＢであるＰＦＯＡと非イオン界面活性剤を含む水溶液２５００リットルを、高分子膜としてＮａＣｌ除去率９９．００％のＲＯ膜を設置し振動周波数を５１Ｈｚ，振幅を０．７５インチと設定した第２振動濾過器６に送り、濾過を行なった。この時、容器４中の濾液の温度を３５度とし、５５０ｐｓｉの圧力、濾過流量は０．７Ｌ／分であった。濾過によって容器４中の濾液の体積は連続的に減少するし、濾液の体積が約３００リットルに減少した時点で濾過を停止した。容器４中の濃縮液中のＰＦＯＡ濃度は約２７００ｐｐｍ、非イオン界面活性剤濃度は約３０重量％であった。また濾液Ｃ中にＰＦＯＡ及び非イオン界面活性剤は認められなかった。
【００５４】
本願明細書において「実質的に」や「約」という程度を表す用語は、最終結果が著しく変動することがない程度に逸脱できる合理的な量を示す修飾語として使用されている。例えば、これらの用語は、少なくとも±５％の偏差を含み得ることを示す修飾語として解釈することができる。ただし、このことは、その偏差がその修飾の対象となる用語の意味を損ねない場合に限られる。本実施の形態では選定された実施の形態のみが開示されているが、添付されている特許請求の範囲に示される発明の技術的範囲から逸脱しない範囲でその実施の形態を種々変化及び修飾することができることは当業者にとって明白なことである。さらに、前述の本願発明に係る実施の形態の記載は、発明の開示を目的とするものであって、添付の特許請求の範囲に示される発明及びその均等物を限定するものでない。つまり、本願発明の技術的範囲は、これらの実施の形態によって限定されることはない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、効率のよい含フッ素重合体濃縮方法および水溶性含フッ素乳化剤濃縮方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施例に係るＰＴＦＥ・ＰＦＯＡ濃縮用濾過システムの模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１      容器
２      ポンプ
３      第１振動濾過器
４      容器
５      バルブ
６      第２振動濾過器
７      容器
８      ポンプ
１００      ＰＴＦＥ・ＰＦＯＡ濃縮用濾過システム
【図１】
2007332321.tif 000003