JPH04317734A - 気体分離複合膜とその製造方法 - Google Patents
気体分離複合膜とその製造方法Info
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- JPH04317734A JPH04317734A JP3085055A JP8505591A JPH04317734A JP H04317734 A JPH04317734 A JP H04317734A JP 3085055 A JP3085055 A JP 3085055A JP 8505591 A JP8505591 A JP 8505591A JP H04317734 A JPH04317734 A JP H04317734A
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- Japan
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- membrane
- gas separation
- gas separating
- water
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は混合気体を分離濃縮する
のに使用される気体分離複合膜とその製造方法に関する
。
のに使用される気体分離複合膜とその製造方法に関する
。
【０００２】
【従来の技術】近年、有機高分子を用いた気体分離膜が
数多く提案されている。気体分離膜を用いて空気中の酸
素を安価に濃縮できるならば、燃焼，窯業，廃棄物処理
および医療などの分野で多大な貢献をすることができる
。酸素濃縮用の気体分離膜素材には、空気などのような
酸素を含む気体から選択的に酸素を分離する機能が大き
いことおよび酸素を透過させる機能が大きいこと、すな
わち、酸素選択係数および酸素透過係数が大きいことが
要求される。また、気体分離膜の製造上からは均質な薄
膜が得られること、その形成された膜に所定の強度があ
ることが要求される。このような酸素濃縮用の気体分離
膜材料として、オルガノポリシロキサンとポリカーボネ
ートとの共重合体，多官能性高分子と末端官能性高分子
の混合物とα，ω−２官能性ポリアルキルシロキサンと
の架橋型共重合体，ポリメチルペンテン，フマル酸エス
テルの重合体とその共重合体およびポリトリメチルシリ
ルプロピン等が報告されている。
数多く提案されている。気体分離膜を用いて空気中の酸
素を安価に濃縮できるならば、燃焼，窯業，廃棄物処理
および医療などの分野で多大な貢献をすることができる
。酸素濃縮用の気体分離膜素材には、空気などのような
酸素を含む気体から選択的に酸素を分離する機能が大き
いことおよび酸素を透過させる機能が大きいこと、すな
わち、酸素選択係数および酸素透過係数が大きいことが
要求される。また、気体分離膜の製造上からは均質な薄
膜が得られること、その形成された膜に所定の強度があ
ることが要求される。このような酸素濃縮用の気体分離
膜材料として、オルガノポリシロキサンとポリカーボネ
ートとの共重合体，多官能性高分子と末端官能性高分子
の混合物とα，ω−２官能性ポリアルキルシロキサンと
の架橋型共重合体，ポリメチルペンテン，フマル酸エス
テルの重合体とその共重合体およびポリトリメチルシリ
ルプロピン等が報告されている。
【０００３】実用上はこれらの気体分離膜を支持膜に担
持し、信頼性を確保するため、これらの気体分離膜の上
に保護膜を設ける構造が報告されている。たとえば、ビ
ニル基を有するポリオルガノシロキサンとビニルモノマ
ーとの共重合体の保護膜を設けた構造の気体分離複合膜
が報告されている（特開平２−９４３０号公報参照）。 気体分離複合膜を透過する気体の透過量は気体分離膜と
保護膜の膜厚に反比例することから、可能な限り気体分
離膜と保護膜を薄くする必要がある。
持し、信頼性を確保するため、これらの気体分離膜の上
に保護膜を設ける構造が報告されている。たとえば、ビ
ニル基を有するポリオルガノシロキサンとビニルモノマ
ーとの共重合体の保護膜を設けた構造の気体分離複合膜
が報告されている（特開平２−９４３０号公報参照）。 気体分離複合膜を透過する気体の透過量は気体分離膜と
保護膜の膜厚に反比例することから、可能な限り気体分
離膜と保護膜を薄くする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ポリオルガノシロキサンを有機溶剤に溶
解させて水面上に展開して保護膜を作成するため、ポリ
オルガノシロキサンが有機溶剤に完全に溶解し、また均
質に広がる必要があり、ポリオルガノシロキサンは直鎖
状高分子か、有機溶剤に溶解する程度に低分子量である
。そのため、膜強度や、ポリオルガノシロキサンの気体
分離膜内や、さらには多孔性支持膜への拡散を考慮する
と、信頼性を確保するためには保護膜であるポリオルガ
ノシロキサンの膜厚を厚くする必要があり、透過性が劣
り十分な流量を得ることができないという問題点を有し
ていた。
来の構成では、ポリオルガノシロキサンを有機溶剤に溶
解させて水面上に展開して保護膜を作成するため、ポリ
オルガノシロキサンが有機溶剤に完全に溶解し、また均
質に広がる必要があり、ポリオルガノシロキサンは直鎖
状高分子か、有機溶剤に溶解する程度に低分子量である
。そのため、膜強度や、ポリオルガノシロキサンの気体
分離膜内や、さらには多孔性支持膜への拡散を考慮する
と、信頼性を確保するためには保護膜であるポリオルガ
ノシロキサンの膜厚を厚くする必要があり、透過性が劣
り十分な流量を得ることができないという問題点を有し
ていた。
【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、透過性に優れた信頼性の高い気体分離複合膜を提供
することを目的とする。
で、透過性に優れた信頼性の高い気体分離複合膜を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の気体分離複合膜は、多孔性支持膜の上に高分
子よりなる気体分離膜を積層し、この気体分離膜の上に
、保護膜として水と反応して硬化して網目構造を形成し
たシリコーンゴムを積層した構成を有している。また、
本発明の気体分離複合膜の製造方法は硬化型のポリシロ
キサンを有機溶剤に溶解し、水面にこの溶液を一定量滴
下し、均一に展開し、溶剤が蒸発した後、高分子よりな
る気体分離膜を積層した多孔性支持膜を接触させること
により、気体分離膜の上に、水と反応して硬化し、網目
構造を形成したシリコーンゴムの保護膜を積層する方法
である。
に本発明の気体分離複合膜は、多孔性支持膜の上に高分
子よりなる気体分離膜を積層し、この気体分離膜の上に
、保護膜として水と反応して硬化して網目構造を形成し
たシリコーンゴムを積層した構成を有している。また、
本発明の気体分離複合膜の製造方法は硬化型のポリシロ
キサンを有機溶剤に溶解し、水面にこの溶液を一定量滴
下し、均一に展開し、溶剤が蒸発した後、高分子よりな
る気体分離膜を積層した多孔性支持膜を接触させること
により、気体分離膜の上に、水と反応して硬化し、網目
構造を形成したシリコーンゴムの保護膜を積層する方法
である。
【０００７】
【作用】この構成によって、保護膜として硬化型のポリ
シロキサンの低分子量を有機溶剤に溶解した溶液を水面
展開するため水面上での広がりが非常によく、均質な薄
膜を水面上に形成することができ、この薄膜の状態で水
と反応するため、網目構造を形成したシリコーンゴムの
薄膜を水面上に形成することとなる。また、水と反応し
て硬化するポリシロキサンを水面上で展開し、薄膜化す
る方法によって、硬化に必要な水は十分に供給されるこ
ととなる。
シロキサンの低分子量を有機溶剤に溶解した溶液を水面
展開するため水面上での広がりが非常によく、均質な薄
膜を水面上に形成することができ、この薄膜の状態で水
と反応するため、網目構造を形成したシリコーンゴムの
薄膜を水面上に形成することとなる。また、水と反応し
て硬化するポリシロキサンを水面上で展開し、薄膜化す
る方法によって、硬化に必要な水は十分に供給されるこ
ととなる。
【０００８】
（実施例１）以下本発明の一実施例について説明する。
【０００９】気体分離膜の材料としてジメチルポリシロ
キサンとスチレンモノマーの共重合体とポリジターシャ
リブチルフマレートとの重量比が１：１のブレンド高分
子の２重量％のクロロブタン（テトラヒドロフランを１
０％含む）溶液を調整し、表面の大きさが６０ｃｍ×６
０ｃｍの正方形の水槽のほぼ中央の水面上に０．１５ｃ
ｃ滴下した。クロロブタンが蒸発し、気体分離膜を形成
した後、多孔性支持膜としてポリエーテルスルホンをこ
の気体分離膜の上に静かに置き完全に多孔性支持膜と気
体分離膜が接着したら、静かに水面から剥した。再度同
様にして気体分離膜を水面上に形成し、先に一層気体分
離膜を積層した多孔性支持膜を静かに置き、気体分離膜
を二層積層した。
キサンとスチレンモノマーの共重合体とポリジターシャ
リブチルフマレートとの重量比が１：１のブレンド高分
子の２重量％のクロロブタン（テトラヒドロフランを１
０％含む）溶液を調整し、表面の大きさが６０ｃｍ×６
０ｃｍの正方形の水槽のほぼ中央の水面上に０．１５ｃ
ｃ滴下した。クロロブタンが蒸発し、気体分離膜を形成
した後、多孔性支持膜としてポリエーテルスルホンをこ
の気体分離膜の上に静かに置き完全に多孔性支持膜と気
体分離膜が接着したら、静かに水面から剥した。再度同
様にして気体分離膜を水面上に形成し、先に一層気体分
離膜を積層した多孔性支持膜を静かに置き、気体分離膜
を二層積層した。
【００１０】次に、保護膜の材料として水と反応して硬
化する、末端にアルコキシ基を有するポリシロキサン（
トーレ・シリコーン株式会社製、商品名「ＳＥ９１５７
」）の５重量％のクロロブタン（テトラヒドロフランを
１０％含む）溶液を調整し、表面の大きさが６０ｃｍ×
６０ｃｍの正方形の水槽のほぼ中央の水面上に０．１０
ｃｃ滴下した。クロロブタンが蒸発し、保護膜を形成し
た後、気体分離膜を二層積層した多孔性支持膜をこの保
護膜の上に静かに置き完全に気体分離膜と保護膜が接着
したら、静かに水面から剥した。再度同様にして保護膜
を水面上に形成し、気体分離膜の上に保護膜を二層積層
した気体分離膜複合膜を作成した。
化する、末端にアルコキシ基を有するポリシロキサン（
トーレ・シリコーン株式会社製、商品名「ＳＥ９１５７
」）の５重量％のクロロブタン（テトラヒドロフランを
１０％含む）溶液を調整し、表面の大きさが６０ｃｍ×
６０ｃｍの正方形の水槽のほぼ中央の水面上に０．１０
ｃｃ滴下した。クロロブタンが蒸発し、保護膜を形成し
た後、気体分離膜を二層積層した多孔性支持膜をこの保
護膜の上に静かに置き完全に気体分離膜と保護膜が接着
したら、静かに水面から剥した。再度同様にして保護膜
を水面上に形成し、気体分離膜の上に保護膜を二層積層
した気体分離膜複合膜を作成した。
【００１１】（実施例２）実施例１と同様の方法で多孔
性支持膜に気体分離膜を二層積層した。次に、保護膜の
材料として水と反応して硬化する、末端にアルコキシ基
を有するポリシロキサン（トーレ・シリコーン株式会社
製、商品名「ＳＥ９１７６」）の５重量％のクロロブタ
ン（テトラヒドロフランを１０％含む）溶液を調整し、
表面の大きさが６０ｃｍ×６０ｃｍの正方形の水槽のほ
ぼ中央の水面上に０．１０ｃｃ滴下した。クロロブタン
が蒸発し、保護膜を形成した後、気体分離膜を二層積層
した多孔性支持膜をこの保護膜上に静かに置き完全に気
体分離膜と保護膜が接着したら、静かに水面から剥した
。再度同様にして保護膜を水面上に形成し、気体分離膜
上に保護膜を二層積層した気体分離複合膜を作成した。 ポリシロキサンが室温において水と反応して硬化するた
めにはポリシロキサンの側鎖または末端に反応性基とし
てアルコキシ基，アセトキシ基，ケトキシム基，アミノ
キシ基等を有するものとする。
性支持膜に気体分離膜を二層積層した。次に、保護膜の
材料として水と反応して硬化する、末端にアルコキシ基
を有するポリシロキサン（トーレ・シリコーン株式会社
製、商品名「ＳＥ９１７６」）の５重量％のクロロブタ
ン（テトラヒドロフランを１０％含む）溶液を調整し、
表面の大きさが６０ｃｍ×６０ｃｍの正方形の水槽のほ
ぼ中央の水面上に０．１０ｃｃ滴下した。クロロブタン
が蒸発し、保護膜を形成した後、気体分離膜を二層積層
した多孔性支持膜をこの保護膜上に静かに置き完全に気
体分離膜と保護膜が接着したら、静かに水面から剥した
。再度同様にして保護膜を水面上に形成し、気体分離膜
上に保護膜を二層積層した気体分離複合膜を作成した。 ポリシロキサンが室温において水と反応して硬化するた
めにはポリシロキサンの側鎖または末端に反応性基とし
てアルコキシ基，アセトキシ基，ケトキシム基，アミノ
キシ基等を有するものとする。
【００１２】本実施例による気体分離複合膜とビニル基
を有するポリオルガノシロキサンとビニルモノマーとの
共重合体を保護膜に用いた従来の気体分離複合膜の初期
性能を（表１）に比較して示している。
を有するポリオルガノシロキサンとビニルモノマーとの
共重合体を保護膜に用いた従来の気体分離複合膜の初期
性能を（表１）に比較して示している。
【００１３】
【表１】
【００１４】この（表１）から明らかなように、本実施
例による気体分離複合膜は、酸素透過流量の点で優れた
効果が得られる。
例による気体分離複合膜は、酸素透過流量の点で優れた
効果が得られる。
【００１５】なお、（表１）の測定条件は有効膜面積は
１１．３ｃｍ２，測定圧力は１．０ｋｇ／ｃｍ２および
測定温度は２５℃とした。また信頼性試験としての６０
℃−９５％ＲＨで１０００時間の放置試験においても従
来例と同様に酸素選択係数の低下はなかった。
１１．３ｃｍ２，測定圧力は１．０ｋｇ／ｃｍ２および
測定温度は２５℃とした。また信頼性試験としての６０
℃−９５％ＲＨで１０００時間の放置試験においても従
来例と同様に酸素選択係数の低下はなかった。
【００１６】以上のように本実施例によれば、硬化型の
低分子量のポリシロキサンを薄膜化した後硬化して形成
したシリコーンゴムは網目構造を有しているため膜強度
が大きく、溶剤に対しても不溶となるため、保護膜の厚
みを薄くすることができ、透過性の大きい気体分離複合
膜を得ることができる。
低分子量のポリシロキサンを薄膜化した後硬化して形成
したシリコーンゴムは網目構造を有しているため膜強度
が大きく、溶剤に対しても不溶となるため、保護膜の厚
みを薄くすることができ、透過性の大きい気体分離複合
膜を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明は多孔性支持膜上に
高分子よりなる気体分離膜を積層し、この気体分離膜の
上に、保護膜として水と反応して硬化し、網目構造を形
成したシリコーンゴムを積層する構成により、また保護
膜は硬化型のポリシロキサンを有機溶剤に溶解し、水面
にこの溶液を一定量滴下し、均一に展開し、溶剤が蒸発
した後、高分子よりなる気体分離膜を積層した多孔性支
持膜を接触させることにより、水と反応して硬化し、網
目構造を形成したシリコーンゴムの保護膜を気体分離膜
の上に形成する製造方法により、透過性に優れた信頼性
の高い気体分離複合膜を実現できるものである。
高分子よりなる気体分離膜を積層し、この気体分離膜の
上に、保護膜として水と反応して硬化し、網目構造を形
成したシリコーンゴムを積層する構成により、また保護
膜は硬化型のポリシロキサンを有機溶剤に溶解し、水面
にこの溶液を一定量滴下し、均一に展開し、溶剤が蒸発
した後、高分子よりなる気体分離膜を積層した多孔性支
持膜を接触させることにより、水と反応して硬化し、網
目構造を形成したシリコーンゴムの保護膜を気体分離膜
の上に形成する製造方法により、透過性に優れた信頼性
の高い気体分離複合膜を実現できるものである。
Claims (2)
- 【請求項１】多孔性支持膜の上に高分子よりなる気体分
離膜を積層し、前記気体分離膜の上に、保護膜として水
と反応して硬化して網目構造を形成したシリコーンゴム
を積層した気体分離複合膜。 - 【請求項２】硬化型のポリシロキサンを有機溶剤に溶解
した溶液を水面に一定量滴下して均一に展開させ、溶剤
が蒸発した後、高分子よりなる気体分離膜を積層した多
孔性支持膜を接触させることにより、水と反応させて硬
化して網目構造を形成したシリコーンゴムの保護膜を前
記気体分離膜の上に積層する気体分離複合膜の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085055A JPH04317734A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 気体分離複合膜とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3085055A JPH04317734A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 気体分離複合膜とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317734A true JPH04317734A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=13847964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3085055A Pending JPH04317734A (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 気体分離複合膜とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317734A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016136396A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離膜、ガス分離モジュール、ガス分離装置、及びガス分離方法 |
| WO2017122486A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離膜、ガス分離膜の製造方法、ガス分離膜モジュール及びガス分離装置 |
| JPWO2017038285A1 (ja) * | 2015-08-31 | 2018-01-11 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離複合膜の製造方法、液組成物、ガス分離複合膜、ガス分離モジュール、ガス分離装置及びガス分離方法 |
| WO2026047571A1 (en) * | 2024-08-28 | 2026-03-05 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer composite membranes and methods of using same |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP3085055A patent/JPH04317734A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016136396A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離膜、ガス分離モジュール、ガス分離装置、及びガス分離方法 |
| JPWO2016136396A1 (ja) * | 2015-02-27 | 2017-08-10 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離膜、ガス分離モジュール、ガス分離装置、及びガス分離方法 |
| US10507437B2 (en) | 2015-02-27 | 2019-12-17 | Fujifilm Corporation | Gas separation membrane, gas separation module, gas separation apparatus, and gas separation method |
| JPWO2017038285A1 (ja) * | 2015-08-31 | 2018-01-11 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離複合膜の製造方法、液組成物、ガス分離複合膜、ガス分離モジュール、ガス分離装置及びガス分離方法 |
| US10654005B2 (en) | 2015-08-31 | 2020-05-19 | Fujifilm Corporation | Method for producing gas separation composite membrane, liquid composition, gas separation composite membrane, gas separation module, gas separation apparatus, and gas separation method |
| WO2017122486A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離膜、ガス分離膜の製造方法、ガス分離膜モジュール及びガス分離装置 |
| JPWO2017122486A1 (ja) * | 2016-01-12 | 2018-09-20 | 富士フイルム株式会社 | ガス分離膜、ガス分離膜の製造方法、ガス分離膜モジュール及びガス分離装置 |
| WO2026047571A1 (en) * | 2024-08-28 | 2026-03-05 | 3M Innovative Properties Company | Multilayer composite membranes and methods of using same |
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