JPH04690B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH04690B2
JPH04690B2 JP58077004A JP7700483A JPH04690B2 JP H04690 B2 JPH04690 B2 JP H04690B2 JP 58077004 A JP58077004 A JP 58077004A JP 7700483 A JP7700483 A JP 7700483A JP H04690 B2 JPH04690 B2 JP H04690B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
formula
gas permeable
oxygen
selective gas
blend
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58077004A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS59203603A (ja
Inventor
Yukihiro Saito
Midori Kawahito
Shiro Asakawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP58077004A priority Critical patent/JPS59203603A/ja
Publication of JPS59203603A publication Critical patent/JPS59203603A/ja
Publication of JPH04690B2 publication Critical patent/JPH04690B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は気体分離性が良く、かつ気体透過性も
優れるブレンド膜を主体とした選択気体透過性膜
に関する。 従来例の構成とその問題点 最近、膜による分離技術の進歩はめざましく、
いくつかの分野、例えば海水の淡水化、工場廃液
処理等の分野ではすでに工業的規模で実用化され
ている。 一方、有機高分子膜を用いた混合ガスの分離は
膜の選択性が小さく、高純度の気体を選択的に得
るのがむずかしいこと、また透過量が小さいため
大量のガスを生産できないこと等の理由から、膜
を用いたガス分離の実用化例は少ない。 しかし、ガスの最終用途として必ずしも高純度
のガスを必要としない分野も多々ある。例えば酸
素の場合、燃焼用、医療用における呼吸用等では
高純度酸素を必要としない。むしろ高純度酸素で
は燃焼用の場合、燃焼温度があがりすぎるため炉
の損傷や火炎の危険を生じる。また医療用の場合
も高純度酸素では未熟児の失明等逆に不都合な場
合も多い。そのためこのような分野では膜による
気体分離法が有利となる。 膜による空気からの酸素の分離では、一段の分
離で高純度の酸素を有する空気を得ることは困難
であるが、中程度の酸素富化空気は比較的容易に
得られる。すなわち膜分離法は酸素濃度が約25%
〜50%の酸素富化空気を空気より直接製造するこ
とができ、混合器やボンベの取扱いもなく、操作
上簡単でありまた経済的にも有利な方法である。
しかし、現在までに高分子膜を用いた混合ガス分
離に関して既にいくつかの文献、特許公報などで
指適されているごとく、この場合は該高分子膜の
ガスに対する透過係数の大小ならびに薄膜として
の機械的強度および薄膜化技術が重要な問題とな
る。 現在報告されている高分子材料で比較的気体透
過能のすぐれている物質では天然ゴム、ポリブタ
ジエンのごとき合成ゴム、ポリオレフイン、さら
にすぐれたものではシリコーンゴムが知られてい
る。シリコーンゴムはほとんど全ての気体に対し
て他のいかなる高分子材料よりもすぐれる。しか
し各気体の分離比が小さくなり、空気の酸素富化
に使用した場合23%から30%位までの低濃度酸素
富化空気しか得られない。したがつて30%以上の
酸素富化空気を得ようとする場合にさらに分離比
の大きな材料が必要となつてくる。その1つとし
て特開昭56−92925号公報に示されているポリオ
レフインあるいはジエンポリマーを主体とする気
体分離膜がある。この公報に示されている材料の
1つであるポリー4−メチルペンテン−1は酸素
透過係数が約2.5×10-9c.c.・cm/cm2・sec・cmHg
でシリコーンゴムの10分の1以下に減少するが、
酸素と窒素の分離係数が大きくなり約4.0となる。
また米国特許3350844号明細書に示されているポ
リフエニレンオキサイド(以下PPOと記す)も
同程度の性能を有している。したがつて、これら
の材料を酸素富化に用いると約40%の酸素富化空
気を容易に得ることができる。しかし透過係数が
小さいためシリコーンゴムと同じ膜厚とした場
合、その透過流量は10分の1以下となつてしま
う。つまりこのような材料を用いる場合、透過流
量を増加するため膜厚を薄くすることが重要な課
題となつてくる。 この目的のためにすでにいくつかの提案がなさ
れている。しかし、ポリ−4−メチルペンテン−
1の場合は有機溶剤への溶解性が悪くきわめて成
膜性が悪い。一方PPOの場合は溶解性が良く、
成膜性も良好であることがわかつた。しかし
PPO単独での製膜は支持体との親和性が悪く、
困難であるため、本発明者らは特願昭57−107231
号明細書に示したサンドイツチ型の複合膜とする
ことで一応の特性を得ることができた。第1図が
その結果で透過流量は2.2×10-2c.c./sec・cm2
atmで、酸素と窒素の分離比α′は3.0であつた。こ
こに示す透過流量でも小規模の装置であれば使用
可能であるが、さらに酸素製造コストを低下させ
る場合または規模を大きくした場合装置が大型化
するためさらに膜特性を向上する必要がある。 前述したようにシリコーンゴムもしくはシリコ
ーン共重合体に比較して分離性のすぐれる高分子
は一般的にその気体透過係数も低下する。したが
つて気体の透過流量を多くしようとする場合、薄
膜化がシリコーンゴム、シリコーン共重合体の場
合よりさらに重要になつてくる。シリコーンゴム
の場合は固体膜化するためにフイラーの添加ある
いは加硫処理等をしなければならず均質な膜を得
るためには約10μmが限界と言われている。一方
シリコーン共重合体の場合はシリコーンゴムのよ
うな処理が不用なため約0.1μmが可能である。こ
の後者のシリコーン共重合体に対応する気体透過
流量を気体分離性の高い高分子、例えばポリ4−
メチルペンテン−1、ポリフエニレンオキサイド
等で得ようとすると約0.01μmの超薄膜化が必要
になつてくる。このような超薄膜で均質な高分子
膜を製造することは技術的に非常に困難である。 発明の目的 本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、気
体の分離性が高く、透過流量も大きく、かつ成膜
性のすぐれた選択気体透過性膜を得ることを目的
としたものである。 発明の構成 本発明は主鎖にフエニル基を含む縮合型高分子
と架橋型シリコーン共重合体とをブレンドして得
られる溶液を用い、水面展開して製作されたブレ
ンド膜を主体とした選択気体透過性膜である。 実施例の説明 以下本発明の実施例について詳細に説明する。 本発明者らは気体分離性の良好な高分子である
ポリウレタン、ポリスルホン、ポリカーボネー
ト、ポリエステル等主鎖にフエニル基を含む縮合
型の高分子と、ある種のシリコーン共重合体とを
ブレンドし、水面展開にて製作すると、極めて透
過性にすぐれ、かつ選択性の高い複合膜が得られ
ることを見い出した。ここに用いられる主鎖にフ
エニル基を含む縮合型高分子は、一般式が (但しXは
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】より選ばれ、Yは2価以上のア ルコール残基より選ばれる。)で示されるポリウ
レタン、一般式が (但し、Zは
【式】
【式】
【式】
【式】より選ばれる。Rは 水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、ハロゲン
化アルキル基より選ばれ、同じものでも異なつて
もよい。)で示されるポリスルホン、一般式が (但し、Zは同上)で示されるポリカーボネート
あるいは一般式が (但し、Zは同上)で示されるポリエステルのい
ずれかであり、シリコーン共重合体としては本発
明者らによる特開昭56−24019号公報、特開昭56
−26506号公報、特開昭56−28605号公報、特願昭
56−112456号乃至112460号明細書において示され
るポリオルガノシロキサン鎖またはフエノール核
を含む構造の架橋型シリコーン共重合体が使用さ
れる。 一般に2種類の高分子をブレンドする場合、そ
の構造の類似しているもの、あるいは特性の類似
したものは相溶性が良いが、それ以外の高分子の
場合は非常に相溶性が悪いのが普通である。とこ
ろが分子構造が異なり、特性が違うにもかかわら
ず上記シリコーン共重合体と主鎖にフエニル基を
もつ縮合型の高分子とは相溶性がよく、シリコー
ン共重合体含有率が約40%まで相溶する。 これらの高分子のブレンド膜を流延法により均
一なガラス板上で作成し、その気体透過特性を低
真空法により測定した。その結果このようにして
調整したブレンド膜はシリコーン共重合体の含有
率が増加するとともに気体透過係数は上昇する
が、それとは逆に酸素と窒素の分離係数は低下
し、シリコーン含有率30%では約α≒2.5まで低
下する。ところが驚くべきことに同一組成のブレ
ンド溶液を用いて特開昭56−26506号公報に示さ
れる方法で水面上で製膜(ラングミユア法)し、
支持体と複合化してその特性を測定すると気体分
離性はα≒3.4と著しい上昇を示すことがわかつ
た。これは製膜時の溶媒蒸発速度が違うため流延
法とラングミユア法でその膜構造が大幅に違つて
くるためと推定される。またこの時の成膜性は非
常に良好で有効膜厚は約500Åが容易に調整する
ことが可能であつた。 以下に本発明の具体的実施例を比較例と共に述
べさらに詳しく説明する。 比較例 1 縮合型高分子Aの構造式が で示されるポリスルホン(Mw≒42000)0.5gと
主鎖に芳香環をもつフエノール系樹脂と末端官能
性高分子の混合物にα、ω−2官能性ポリシロキ
サンを反応重合させたシリコーン共重合体0.2g
をトルエン40mlに溶解し、流延法により均一なガ
ラス板上で180μmのブレンド膜を作成した。この
気体透過特性を低真空法で測定した結果、酸素透
過係数Po2≒3.5×10-9c.c.・cm/cm2・sec・cmHg、
酸素と窒素の分離係数α≒2.7であつた。 実施例 1 比較例1と同一組成の溶液を用いラングミユア
法で製膜し、支持体としてジユラガード2400(ポ
リプラスチツク社製)を用いた。支持体とブレン
ド膜との複合化において、ブレンド膜と支持体と
の接着性が悪いため、またブレンド膜のピンホー
ル防止のため、第2図に示すようにそれぞれブレ
ンド膜1と支持体間3およびブレンド膜1上にシ
リコーン共重合体層2,4を設け支持体3とブレ
ンド膜1を複合化した。その時の気体分離特性は
大幅に向上し酸素と窒素の透過流量比でα′=3.54
となつた。またその酸素透過流量は4.12×10-2
c.c./seccm2×atmの高透過性を示した。 比較例 2 構造式が下記のように示されるポリウレタン (Mw≒25000)0.6gと繰り返し単位がR−
SiO3/2である三官能性オルガノシロキサンを重合
したポリオルガノシロキサンによるシリコーン共
重合体0.3gをトルエン50mlに溶解し、流延法に
より均一なガラス板上で200μmのブレンド膜を調
整した。この気体透過特性を低真空法で測定した
結果、酸素透過係数 Po2≒7.32×10-9c.c.・cm/cm2・sec・cmHg、酸
素と窒素の分離係数α≒2.75であつた。 実施例 2 比較例2の溶液を使用し、実施例1と同様にし
て複合膜を得た。その結果酸素透過流量は5.7
c.c./sec・cm2・atmで分離特性は酸素と窒素の透
過流量比でα′≒3.10となり実施例1と同じく複合
膜の方が分離性が向上し、かつ高気体透過特性を
示した。 実施例1ではポリスルホン、実施例2ではポリ
ウレタンとシリコーン共重合体とのブレンド膜に
ついてその特性を示したが、その他の主鎖にフエ
ニル基を含む縮合型高分子であるポリカーボネー
ト、ポリエステルに対しても同様の特性が得られ
る。 発明の効果 以上のように、本願発明は主鎖にフエニル基を
含む縮合型高分子と架橋型シリコーン共重合体と
をブレンドして得られた溶液を用い、水面展開し
て製作されたブレンド膜を主体とした選択気体透
過性膜で、気体透過流量、酸素と窒素との分離係
数がいずれも大きく、かつ成膜性のすぐれた選択
気体透過性膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明者らの先行出願に係るPPOと
シリコーン共重合体の複合膜の気体透過特性図、
第2図は本発明による選択気体透過性膜の構造を
示す断面図である。 2,4…シリコーン共重合体、3…支持体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主鎖にフエニル基を含む縮合型高分子と、架
    橋型シリコーン共重合体をブレンドした溶液か
    ら、水面展開により製作されたブレンド膜を主体
    とする選択気体透過性膜。 2 縮合型高分子が一般式 (但し、Xは【式】【式】 【式】【式】 【式】より成る群より選ばれる。Yは 2価以上のアルコール残基より選ばれる。)で示
    されるポリウレタンである特許請求の範囲第1項
    記載の選択気体透過性膜。 3 縮合型高分子が一般式 (但し、Xは【式】 【式】 【式】 【式】より成る群より選ば れる。Rはアルキル基、水素原子、ハロゲン原
    子、ハロゲン化アルキル基より選ばれ、Rは同じ
    でも異なつてもよい。)で示されるポリカーボネ
    ートである特許請求の範囲第1項記載の選択気体
    透過性膜。 4 縮合型高分子が一般式 (但し、Xは【式】 【式】 【式】 【式】より成る群より選ば れる。ここでRは水素原子、ハロゲン原子、アル
    キル基、ハロゲン化アルキル基より選ばれ、Rは
    同じでも異なつてもよい。)で示されるポリスル
    ホンである特許請求の範囲第1項記載の選択気体
    透過性膜。 5 架橋型シリコーン共重合体がポリオルガノシ
    ロキサン鎖またはフエノール核を含むものである
    特許請求の範囲第1項記載の選択気体透過性膜。 6 ブレンド膜をシリコーン共重合体ではさんだ
    多層膜を支持体上に形成した特許請求の範囲第1
    項記載の選択気体透過性膜。
JP58077004A 1983-04-30 1983-04-30 選択気体透過性膜 Granted JPS59203603A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58077004A JPS59203603A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 選択気体透過性膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58077004A JPS59203603A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 選択気体透過性膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59203603A JPS59203603A (ja) 1984-11-17
JPH04690B2 true JPH04690B2 (ja) 1992-01-08

Family

ID=13621617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58077004A Granted JPS59203603A (ja) 1983-04-30 1983-04-30 選択気体透過性膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59203603A (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5356459A (en) * 1993-06-30 1994-10-18 Praxair Technology, Inc. Production and use of improved composite fluid separation membranes
JP2005350573A (ja) * 2004-06-10 2005-12-22 Shin Etsu Polymer Co Ltd 気体透過性高分子組成物及び気体分離複合膜

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5835722B2 (ja) * 1980-12-26 1983-08-04 松下電器産業株式会社 超薄膜の製造方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59203603A (ja) 1984-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4156597A (en) Ultrathin polyetherimide membrane and gas separation process
US4551156A (en) Permselective membrane compositions for gas separations and process for the separation of gases therewith
CA2367842C (en) Resin material for gas separation base and process for producing the same
CA1294093C (en) Polyphosphazene fluid separation membranes
US4710204A (en) Polyphosphazene gas separation membranes
JPS58223411A (ja) 選択性気体透過複合膜
JPH04690B2 (ja)
JPH0852332A (ja) 気体用複合分離膜及びその製造方法
US5606000A (en) Silicon containing polyarylates
EP0693962A1 (en) Alkyl substituted aromatic polyester gas separation membranes
JPS6253373A (ja) 透明、均質アミノポリシロキサン−ブロモアルキル・ポリフエニレン・オキシド重合体混和物
JPH11192420A (ja) 分離膜およびこれを用いたオレフィンの分離方法
JPS59203604A (ja) 選択気体透過性膜
JPS6256775B2 (ja)
JPS6230524A (ja) 選択透過膜
JPS633644B2 (ja)
JPS59222203A (ja) 選択透過膜及びこれを有する複合膜
JPS58223407A (ja) 気体分離膜
JPH01242123A (ja) 気体分離膜
JPH0255100B2 (ja)
JPS5919506A (ja) 気体分離膜
JPH0325452B2 (ja)
JP2005350573A (ja) 気体透過性高分子組成物及び気体分離複合膜
JPH04317734A (ja) 気体分離複合膜とその製造方法
JPS60110303A (ja) 選択透過膜及び複合膜