高分子化合物溶液中的杂质去除方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种自含有高分子化合物的溶液中通过膜过滤而去除低分子杂质的 方法。更具体来说，涉及一种通过将多个膜过滤组件串联地配设的交叉流动方式的膜过滤， 而去除含有高分子化合物的溶液中的低分子杂质的方法。
【背景技术】
[0002] 当使单体聚合来获得高分子化合物时，在聚合反应后的反应溶液中存在未反应的 单体或寡聚物、聚合反应溶剂、引发剂等低分子的杂质。另外，当将高分子化合物附于化学 反应时，在化学反应后的反应溶液中也存在未反应的试剂或反应溶剂等低分子杂质。作为 去除该些的低分子杂质的方法，已知有交叉流动方式的膜过滤处理。例如在专利文献1中 记载有：通过使用陶瓷膜的渗滤来有效率地去除聚合体溶液中的残存单体。
[0003] 当将含有高分子化合物的溶液附于交叉流动方式的膜过滤处理时，伴随着时间的 经过，慢慢地在膜表面生成难过滤性的凝胶层，导致过滤速度降低。为了抑制过滤速度的降 低，已知将多个膜组件串联地配设，从而增加膜面积。然而，因膜组件的串联配设会增大压 力损耗，因此在各膜组件的过滤压方面产生不均。
[0004] 为了解决该问题，在专利文献2中记载有对各膜组件设置背压阀，而将各过滤组 件的过滤压调节成特定水平。由此，可将施加于各膜组件的负荷设为固定，使过滤量长期稳 定。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利特开平3-66705号公报
[0008] 专利文献2 :日本专利特开昭59-179110号公报
【发明内容】
[0009] 在含有低分子杂质的高分子化合物溶液的膜过滤处理中，欲尽可能地抑制设为纯 化或浓缩对象的高分子化合物流出至滤液中。若减小过滤膜的截留分子量，则可进一步抑 制高分子化合物流出至滤液中，但牺牲了过滤速度。即，在膜过滤处理中，通常抑制高分子 化合物流出至滤液中与抑制过滤速度的降低彼此处于取舍的关系，难以在可充分满足两 者的水平下并存。例如专利文献1所记载的发明中，通过膜过滤处理而聚合体损失了 3质 量％~9质量％，不可谓充分抑制高分子化合物流出至滤液中。
[0010] 本发明的课题在于提供一种通过将多个膜过滤组件串联地配设的交叉流动方式 的膜过滤，而自含有高分子化合物的溶液去除低分子杂质的方法，所述方法可有效地抑制 高分子化合物流出至滤液中且可实现高的过滤速度。
[0011] 本发明人等人发现，在交叉流动方式的膜过滤处理中，当高分子化合物的分子量 或分子量分布与过滤膜的截留分子量处于特定关系时，可有效地抑制高分子化合物流出至 滤液中，且过滤速度难以降低。而且，基于该见解而反复研宄，发现通过利用将多个膜组件 串联配置的交叉流动方式的膜过滤，进而将各膜组件的过滤压调节成固定，在高过滤速度 中，可有效地抑制高分子化合物流出至滤液中。
[0012] 本发明基于该些见解而反复研宄从而完成。
[0013] 所述课题通过以下手段而实现。
[0014] 〈1> 一种方法，是通过将两个以上的膜组件串联地配置的交叉流动方式的膜过滤， 而自含有高分子化合物的溶液去除低分子杂质的方法，且满足下述（A)~（C):
[0015] (A)溶液中的高分子化合物具有单峰值的分子量分布；
[0016] (B)过滤膜的截留分子量（Molecular Weight Cut Off，MWCO)与高分子化合物的 数量平均分子量Mn及重量平均分子量Mw满足下述（I)，
[0017] MwX (Mw/Mnr3< MWCO < MwX (Mw/Mn)-1 ··· (I);
[0018] (C)将膜过滤中的各膜组件间的过滤压的变动系数设为10%以下。
[0019] 〈2>根据〈1>所述的方法，其中溶液中的高分子化合物的Mw/Mn为2~6。
[0020] 〈3>根据〈1>或〈2>所述的方法，其中MWCO为15000以下。
[0021] 〈4>根据〈1>至〈3>中任一项所述的方法，其中过滤膜为陶瓷膜。
[0022] 〈5>根据〈1>至〈4>中任一项所述的方法，其中交叉流动方式的膜过滤为渗滤 (diafiItration)〇
[0023] 根据本发明的方法，可以充分高的过滤速度，且有效地抑制高分子化合物流出至 滤液中，同时去除使用交叉流动方式的膜过滤处理而进行的含有高分子化合物的溶液中的 低分子杂质。
[0024] 本发明的所述及其他特征与优点可适当参照随附附图，并根据以下记载而更明 确。
【附图说明】
[0025] 图1是表示本发明的方法中所使用的交叉流动方式的膜过滤系统的一实施方式 的图。
【具体实施方式】
[0026] 以下，对本发明的方法进行详细说明。
[0027] 本发明的方法是通过将两个以上的膜组件串联地配置的交叉流动方式的膜过滤 处理，而去除含有高分子化合物的溶液中的低分子杂质的方法。通过实施本发明的方法，低 分子杂质透过过滤膜（以下，也简称为"膜"）而从滤液中去除，另一方面，高分子化合物未 被过滤而残留于溶液中。
[0028] 本说明书中所谓"低分子杂质"，是供于膜过滤处理中的含有高分子化合物的溶液 中所存在的化合物，且是具有比设为纯化或浓缩对象的高分子化合物的分子量（分子量分 布）小的化合物。作为低分子杂质，例如可列举：可存在于聚合反应后的反应溶液中的未 反应的单体、寡聚物、聚合反应溶剂及引发剂、或将高分子化合物附于修饰反应等化学反应 时，可存在于反应溶液中的未反应的试剂或反应溶剂。低分子杂质通常分子量为1000以 下。
[0029] 本说明书中所谓"去除含有高分子化合物的溶液中的低分子杂质"，用于包括如下 情况的含意：去除低分子杂质等，同时将含有高分子化合物的溶液的溶媒置换为新的溶媒 (与原料溶液的溶媒可相同也可不同）。
[0030] 本发明的方法中，设为膜过滤对象的含有高分子化合物的溶液中的高分子化合物 具有单峰值的分子量分布。另外，该高分子化合物的数量平均分子量（Mn)或重量平均分子 量（Mw)与过滤膜的截留分子量（MWCO)满足后述特定的关系。
[0031] 进而，本发明的方法中，在膜过滤中将串联地配设的各膜组件间的过滤压的变动 系数调节成特定值以下，从而抑制各膜组件间的过滤压的不均。由此，可使施加于各膜组件 的负荷均一化而有效地抑制高分子化合物流出至滤液中，进而可实现长期更稳定的过滤。
[0032] [交叉流动方式的膜过滤]
[0033] 将表示适于应用本发明的方法的交叉流动方式的膜过滤的概略图示于图1。以下 参照图1来对本发明的方法进行更具体的说明。
[0034] 如图1所示，在本发明中所使用的交叉流动方式的膜过滤系统中，q个（q为2以 上的整数，优选2~15的整数，更优选3~12的整数，进而优选4~10的整数）膜组件 (M 1-Mq)串联地配设。膜组件M1-Mq优选相同性能的膜组件。即，作为膜组件M 1-Mq,优 选使用以膜面积、膜材质、过滤性能实质上相同的方式而制造的。
[0035] 储存于储存槽1并附于过滤处理的高分子化合物溶液2 (以下，也称为"原料溶 液"）利用泵3而被依次输送至膜组件乂、12、113、~1。在通过各膜组件的过程中，原料溶 液中所含有的低分子杂质的至少一部分透过膜而从滤液中去除。在通过各膜组件的过程中 透过膜的滤液流出至滤液取出管4,并被滤液收集管5收集而加以除去。
[0036] 作为泵3,只要能够对原料溶液产生所需的流量或压力，则并无特别限制，可采用 交叉流动方式的膜过滤处理中通常所使用的泵。
[0037] 通过位于最下游的膜组件Mq的原料溶液，回流至储存槽1，并视需要再次输送至膜 组件M 1-Mq而附于膜过滤。重复该操作直至原料溶液中的低分子杂质降低至所需的浓度， 在原料溶液中能够将高分子化合物纯化或浓缩。<