特許ウォッチ

公開番号2025154817
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024058018
出願日2024-03-29
発明の名称ドロー溶質、ドロー溶液及び水処理方法
出願人株式会社日本触媒
代理人個人,個人,個人
主分類B01D 61/00 20060101AFI20251002BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】
低粘度及び低希薄層濃度を両立したドロー溶質、並びにこれを用いたドロー溶液及び水処理方法を提供すること。
【解決手段】
下記一般式(1)で表される化合物を含有する、ドロー溶質。
<com:Image com:imageContentCategory="Drawing"> <com:ImageFormatCategory>TIFF</com:ImageFormatCategory> <com:FileName>2025154817000011.tif</com:FileName> <com:HeightMeasure com:measureUnitCode="Mm">13</com:HeightMeasure> <com:WidthMeasure com:measureUnitCode="Mm">149</com:WidthMeasure> </com:Image>
[一般式(1)中、R¹は炭素数3以上のx価の活性水素含有化合物から全ての活性水素を除いた残基を示し、R²はメチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、アリール基又はアシル基を示し、AOはエチレンオキシド基、プロピレンオキシド基又はブチレンオキシド基を示し、xは1以上の整数であり、nは2以上100以下の数である。ただし、複数存在するAOは同一でも異なっていてもよい。]
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物を含有する、ドロー溶質。
TIFF
2025154817000008.tif
13
149
［一般式（１）中、Ｒ
１
は炭素数３以上のｘ価の活性水素含有化合物から全ての活性水素を除いた残基を示し、Ｒ
２
はメチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、アリール基又はアシル基を示し、ＡＯはエチレンオキシド基、プロピレンオキシド基又はブチレンオキシド基を示し、ｘは１以上の整数であり、ｎは２以上１００以下の数である。ただし、複数存在するＡＯは同一でも異なっていてもよい。］
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
Ｒ
２
がアシル基である、請求項１に記載のドロー溶質。
【請求項３】
前記活性水素含有化合物が、炭素数５以上１５以下の１価の脂肪族アルコール、又は、炭素数６以上１２以下の１価のフェノール類である、請求項１に記載のドロー溶質。
【請求項４】
前記一般式（１）で表される化合物の数平均分子量が５００以上１００００以下である、請求項１に記載のドロー溶質。
【請求項５】
前記ドロー溶質を水に溶解させて５０質量％ドロー溶液を調製した際のドロー溶液の曇点が３０℃以上９０℃以下である、請求項１に記載のドロー溶質。
【請求項６】
前記ドロー溶質の２５℃での粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下である、請求項１に記載のドロー溶質。
【請求項７】
下記一般式（２）で表される化合物を、ドロー溶質全量を基準として、０．１質量ｐｐｍ以上１０００００質量ｐｐｍ以下更に含有する、請求項１に記載のドロー溶質。
TIFF
2025154817000009.tif
13
149
［一般式（２）中、Ｒ
１
、ＡＯ及びｘは一般式（１）におけるＲ
１
、ＡＯ及びｘと同義であり、ｎ１は１以上１００以下の数を示す。］
【請求項８】
下記一般式（３）で表される化合物を、ドロー溶質全量を基準として、０．１質量ｐｐｍ以上１０００００質量ｐｐｍ以下更に含有する、請求項１に記載のドロー溶質。
TIFF
2025154817000010.tif
10
149
［一般式（３）中、Ｒ
２
及びＡＯは一般式（１）におけるＲ
２
及びＡＯと同義であり、Ｒ
３
は、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基を示し、ｎ２は１以上１００以下の数を示す。］
【請求項９】
酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、硫酸ナトリウム及び硫酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩を、ドロー溶質全量を基準として、０．１質量ｐｐｍ以上５００００質量ｐｐｍ以下更に含有する、請求項１に記載のドロー溶質。
【請求項１０】
請求項１～９のいずれか一項に記載のドロー溶質を含むドロー溶液。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ドロー溶質、並びにそれを用いたドロー溶液及び水処理方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
正浸透膜法は、濃度の異なる２つの溶液を半透膜を介して接触させ、浸透圧の低い側から高い側へ溶媒が移動する現象を利用するものであり、溶液の成分の分離等に利用することができる。浸透圧に逆らって溶液に圧力をかけ強制的に液を膜透過させる逆浸透膜法に比べて、浸透圧を利用して膜濾過を行う正浸透膜法は省エネルギー化がしやすく、海水の淡水化、廃水処理、食品濃縮等の水処理や発電への応用が期待されている。
【０００３】
正浸透膜法を用いて水処理を行う場合、処理の対象となる溶液（処理対象溶液）よりも浸透圧の高い溶液（ドロー溶液）を用いて、処理対象溶液側から半透膜を通してドロー溶液側に溶媒（水）を移動させる。その後、ドロー溶液から溶媒を回収する必要があるため、ドロー溶液は、溶媒を容易に分離できる性質（相分離性）を有する必要があり、このようなドロー溶液を調製するための浸透圧誘導性能を有する物質（ドロー溶質）が種々検討されている。例えば、特許文献１では、エチレンオキシドやプロピレンオキシド、ブチレンオキシドを含むブロック共重合体からなるドロー溶質が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１５／１５６４０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ドロー溶質は低粘度であることが望ましい。これにより、水処理の際に、半透膜を通して溶媒が移動しやすくなるとともに、ドロー溶液の送液エネルギーが低下する等といった利点がある。また、ドロー溶液を分離すると、ドロー溶質を多く含む濃厚層と、溶媒を多く含む希薄層に分かれ、希薄層からドロー溶質を除去することにより溶媒が得られる。その際のコストを低減するために、希薄層におけるドロー溶質の濃度は低い（「低希薄層濃度」ともいう。）ことが望ましい。しかしながら、低粘度と低希薄層濃度を高いレベルで両立するドロー溶質はこれまで知られていなかった。
【０００６】
そこで本発明は、低粘度及び低希薄層濃度を両立したドロー溶質、並びにこれを用いたドロー溶液及び水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、以下の［１］～［１１］に示す発明を完成させた。
［１］
下記一般式（１）で表される化合物を含有する、ドロー溶質。
TIFF
2025154817000001.tif
13
149
［一般式（１）中、Ｒ
１
は炭素数３以上のｘ価の活性水素含有化合物から全ての活性水素を除いた残基を示し、Ｒ
２
はメチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、アリール基又はアシル基を示し、ＡＯはエチレンオキシド基、プロピレンオキシド基又はブチレンオキシド基を示し、ｘは１以上の整数であり、ｎは２以上１００以下の数である。ただし、複数存在するＡＯは同一でも異なっていてもよい。］
［２］
Ｒ
２
がアシル基である、［１］に記載のドロー溶質。
［３］
上記活性水素含有化合物が、炭素数５～１５の１価の脂肪族アルコール、又は、炭素数６～１２の１価のフェノール類である、［１］又は［２］に記載のドロー溶質。
［４］
上記一般式（１）で表される化合物の数平均分子量が５００～１００００である、［１］～［３］のいずれかに記載のドロー溶質。
［５］
上記ドロー溶質を水に溶解させて５０質量％ドロー溶液を調製した際のドロー溶液の曇点が３０℃以上９０℃以下である、［１］～［４］のいずれかに記載のドロー溶質。
［６］
上記ドロー溶質の２５℃での粘度が２００ｍＰａ・ｓ以下である、［１］～［５］のいずれかに記載のドロー溶質。
［７］
下記一般式（２）で表される化合物を、ドロー溶質全量を基準として、０．１質量ｐｐｍ以上１０００００質量ｐｐｍ以下更に含有する、［１］～［６］のいずれかに記載のドロー溶質。
TIFF
2025154817000002.tif
13
149
［一般式（２）中、Ｒ
１
、ＡＯ及びｘは一般式（１）におけるＲ
１
、ＡＯ及びｘと同義であり、ｎ１は１以上１００以下の数を示す。］
［８］
下記一般式（３）で表される化合物を、ドロー溶質全量を基準として、０．１質量ｐｐｍ以上１０００００質量ｐｐｍ以下更に含有する、［１］～［７］のいずれかに記載のドロー溶質。
TIFF
2025154817000003.tif
10
149
［一般式（３）中、Ｒ
２
及びＡＯは一般式（１）におけるＲ
２
及びＡＯと同義であり、Ｒ
３
は、ヒドロキシ基又はアシルオキシ基を示し、ｎ２は１以上１００以下の数を示す。］
［９］
酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、乳酸ナトリウム、乳酸カリウム、硫酸ナトリウム及び硫酸カリウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の塩を、ドロー溶質全量を基準として、０．１質量ｐｐｍ以上５００００質量ｐｐｍ以下更に含有する、［１］～［８］のいずれかに記載のドロー溶質。
［１０］
［１］～［９］のいずれかに記載のドロー溶質を含むドロー溶液。
［１１］
［１０］に記載のドロー溶液を用いた水処理方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低粘度及び低希薄層濃度を両立したドロー溶質、並びにこれを用いたドロー溶液及び水処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の一実施形態を詳細に説明するが、本開示はこれに限定されるものではない。
【００１０】
＜ドロー溶質＞
本実施形態のドロー溶質は、下記一般式（１）で表される化合物（以下、「式（１）化合物」ともいう。）を含有する。
TIFF
2025154817000004.tif
13
149
［一般式（１）中、Ｒ
１
は炭素数３以上のｘ価の活性水素含有化合物から全ての活性水素を除いた残基を示し、Ｒ
２
はメチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、アリール基又はアシル基を示し、ＡＯはエチレンオキシド基、プロピレンオキシド基又はブチレンオキシド基を示し、ｘは１以上の整数であり、ｎは２以上１００以下の数である。ただし、複数存在するＡＯは同一でも異なっていてもよい。］
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許