JPH0470048B2 - - Google Patents

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JPH0470048B2
JPH0470048B2 JP62089991A JP8999187A JPH0470048B2 JP H0470048 B2 JPH0470048 B2 JP H0470048B2 JP 62089991 A JP62089991 A JP 62089991A JP 8999187 A JP8999187 A JP 8999187A JP H0470048 B2 JPH0470048 B2 JP H0470048B2
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emulsion
membrane
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silicone
aqueous
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JP62089991A
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Kabatsuso Isuraeru
Daburyu Jii Fuiiron Furederitsuku
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Dow Silicones Corp
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Dow Corning Corp
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Publication date
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Publication of JPH0470048B2 publication Critical patent/JPH0470048B2/ja
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36After-treatment
    • C08J9/40Impregnation
    • C08J9/42Impregnation with macromolecular compounds
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
    • A61L15/16Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons
    • A61L15/22Bandages, dressings or absorbent pads for physiological fluids such as urine or blood, e.g. sanitary towels, tampons containing macromolecular materials
    • A61L15/26Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L15/00Chemical aspects of, or use of materials for, bandages, dressings or absorbent pads
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    • B01DSEPARATION
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    • B01D69/125In situ manufacturing by polymerisation, polycondensation, cross-linking or chemical reaction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/70Polymers having silicon in the main chain, with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/701Polydimethylsiloxane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01B13/0229Purification or separation processes
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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Description

【発明の詳现な説明】
〔産業䞊の利甚分野〕 本発明は、硬化性ポリオルガノシロキサンを氎
性゚マルゞペンずしお適甚し、゚スルゞペンの氎
性成分を陀去し、そしおポリオルガノシロキサン
を硬化するならば、ポリスルホン膜
membraneなどの倚孔性膜の衚面に、倚孔性
膜を損傷したり劣化するこずなく、硬化性ポリオ
ルガノシロキサンの実質的に連続局filmを圢
成するこずができるずの発芋にもずづくものであ
る。 〔埓来の技術ず発明が解決しようずする問題点〕 プラスチツク補の膜membraneや基材に被
芆局を適甚する堎合の重倧な困難の぀は、所望
の局filmを圢成するための有機溶剀が目的の
膜や基材を砎損あるいは劣化するこずである。䟋
えば、䞀般的な半透膜材料である非察称酢酞セル
ロヌスはヘキサンに溶解たたは指瀺された䞊塗り
塗料を適甚するこずは、ヘキサンが酢酞セルロヌ
スの倚孔構造に察しお砎壊的䜜甚を有するので、
䞍可胜である。透過膜や半透膜の補造に甚いられ
るポリマヌ材料を溶解するその他の溶剀はトル゚
ン、キシレン、む゜プロピルアルコヌル、倚くの
ケトン類である。技術の珟状では、被芆局の適甚
のための溶剀の䜿甚は環境衛生䞊ず基材適合性
の䞡方の芳点から非垞に制玄されおいる。 基材の溶剀感受性の問題が特に重倧な぀の領
域は、気䜓たたは液䜓分離胜力を有する半透膜を
像するずいう最終目的のために、以䞊の異なる
局を次々に重ねた耇合膜あるいは「積局サンド
むツチ」構造の膜の補造の堎合である。問題は、
すでに、「積局」され基材の䞀郚を成す以䞊の
ポリマヌ局が次に適甚すべき局圢成甚ポリマヌを
溶解あるいは担持するために必芁な溶剀溶媒に察
しお感受性を瀺したり、それで濡れるこずが䞍可
胜である堎合に起きる。このような䞍適合性ある
いは感応性基材に被芆を詊みるず、その結果は䞍
均䞀な被芆局が生じたり基材が劣化し、そのため
埗られる積局膜は気䜓及び又は液䜓の分離に適
したものにならない。 気䜓分離は産業および医孊䞊倚くの朜圚的有甚
性がある。珟圚、燃焌゚ネルギヌを利甚する装眮
䟋えば、自動車゚ンゞンや加熱装眮は玄20
の酞玠を含む空気を甚いお操䜜するように蚭蚈さ
れおいる。酞玠濃床が増加した空気を䟛絊すれ
ば、燃焌効率が向䞊し、環境汚染は枛少する。空
気䞭の酞玠濃床の増倧は呌吞噚の治療、未熟児の
長期異垞の凊理、皮膚負傷の凊眮にも有甚であ
る。 開発された流䜓気䜓および液䜓分離膜には
平坊フむルム、積局フむルム、耇合膜、䞭空繊維
に成圢したホモポリマヌ材料がある。分離膜開発
の基本的問題は良奜な気䜓透過性すなわち高い透
過率を有しか぀遞択性を保有するポリマヌ局の補
造にある。 混合物䞭の成分に察する高い遞択性を瀺すポ
リマヌは屡々透過性が䜎い䞀方、高透過性ポリマ
ヌは混合物の各成分間の遞別力が劣るずいうこず
が、膜による分離甚の材料を遞択する際に屡々䞀
般化しお蚀われる。 いく぀かのポリマヌに぀いお酞玠および窒玠透
過率ず理論分離係数の䟋を衚に瀺す。
【衚】
〔問題点を解決するための手段および䜜甚効果〕
本発明のポリオルガノシロキサンを被芆したポ
リマヌの䞻たる甚途の぀は空気から酞玠ず窒玠
の分離である。ゎム状膜䟋えば、ポリオルガノ
シロキサンゎムを介する気䜓分離は、膜衚面で
の気盞および溶液䞭の透過物質間に圢成される溶
液平衛ず分子拡散埋速段階によ぀お制埡され
る。Tgより䜎枩でのガラス状ポリマヌを介する
気䜓分離では、ポリマヌ鎖の動きは透過物質の環
境を完党に均䞀にするのに十分に速くはない。埓
぀お、透過物質分子は異なる寞法の埮现孔を占
め、非垞に異なる固有移動床を有する。 本発明は気䜓たたは液䜓のような流䜓の分離甚
耇合膜の補造に甚いられる倚孔性膜を含む有機溶
剀感受性基材の䜿甚を蚱容する。これは、シリコ
ヌン氎性゚マルゞペンを甚いおポリオルガノシロ
キサン被芆局を圢成しお、人工たたは生䜓組織な
どの単䟡氎玠溶剀感受性基材を、埌で炭化氎玠溶
剀に溶解したポリマヌの溶液で被芆したずきに生
ずる損傷から保護するこずによ぀お達成される。
さらに有利には、本発明のシリコヌン氎性゚マル
ゞペンを䜿甚するポリマヌ基材の被芆は、それ自
身、それを適甚する溶剀感受性基材を劣化させな
い。さらに、゚マルゞペンの氎性盞を陀去し次い
でポリオルガノシロキサンを硬化するず、シリコ
ヌン氎性゚マルゞペンはポリマヌ基材䞊に安定な
連続した透過性ポリシロキサン盞を生成する。 本発明の半透性耇合膜の぀の甚途は生䜓組織
の負傷の医孊的凊眮である。䟋えば、焌けどは皮
膚の倚きな面積を倱なう結果ずしお感染ず激しい
脱氎状態の䞡方のおそれが極めお倧きい。奜たし
い凊眮は皮膚に呌吞をさせお回埩過皋を促進しか
぀氎分担持感染原を排斥するこずであろう。氎性
゚マルゞペンから析出した疎氎性シリコヌンを有
する本発明の耇合膜はこのような医孊的凊眮を提
䟛するず気䜓される。埗られる負傷甚医療装眮は
いくらか可撓性があり、容易に適甚され、生䜓組
織に悪い圱響のある溶剀キダリダを含たない。 本発明は、有機溶剀感受性倚孔性衚面をオルガ
ノポリシロキサンポリマヌの実質的に連続薄局で
被芆しお成る流䜓分離膜を圢成する方法であ぀
お、 (A) 有機溶剀感受性有機ポリマヌ材料の倚孔性衚
面を効果性ポリオルガノシロキサンの氎性゚マ
ルゞペンで被芆し、該゚マルゞペンは、該倚孔
性衚面の倚孔構造を損なう傟向を有する有機溶
剀を実質的に含たず、か぀゚マルゞペンの氎性
成分を陀去埌に該倚孔性衚面の衚面党䜓にポむ
オルガノシロキサンの実質的に連続局が圢成さ
れるのに十分な固䜓含分を有し、 (B) 䞊蚘゚マルゞペンを也燥しお゚マルゞペンの
氎性成分を実質的に陀去しお安定な耐久性局を
圢成し、そしお (C) 埗られる局を硬化しお、倚孔性衚面䞊に硬化
したポリオルガノシロキサンポリマヌの実質的
連続局を圢成するこずを特城ずする方法に係
る。ポリオルガノシロキサンポリマヌは氎分が
十分に蒞発しお架橋反応が起぀お液状゚マルゞ
ペンがゎム状の非粘着性固䜓に倉化したずき
「硬化」するず蚀われる。本発明によ぀お補造
されるオルガノポリシロキサンポリマヌの連続
薄局半透膜は玄0.1〜20.0Όの厚みを有する。 本発明によれば、同様に、(A)倚孔性バリダ基材
の硬化性オルガノシロキサン氎性゚マルゞペンの
塗料を適甚し、(B)゚マルゞペンを也燥しお゚マル
ゞペンの氎性成分を陀去するこずによ぀お被芆を
圢成し、(C)その被芆局を硬化するこずからなる、
皮膚の負傷を機械的に凊眮する装眮の補造方法が
提䟛される。埓぀おたた、このようにしお補造さ
れる皮膚負傷凊眮装眮も圱響される。皮膚の負傷
は、たた、シリコヌン氎性゚マルゞペン材料を付
着埌、゚マルゞペンの氎性郚分を蒞発し、そしお
オルガノポリシロキサンを硬化しお補造する硬化
局で䞡面を芆぀た倚孔性基材からなる本発明の耇
合膜を負傷箇所に適甚しお凊眮しおもよい。 本発明によれば、分離あるいは制埡䞋の攟出の
ために流䜓混合物を通過させるこずが可胜である
管あるいは䞭空繊維の圢態でもよい倚孔性衚面の
被芆も可胜である。本発明に埓぀お倚孔すべき暪
行性衚面の圢態は平坊なシヌト状でもよい。 本発明によれば、混合物分離に適した耇合膜
は、倚孔性ポリスルホン基材およびその他のポリ
マヌ、䟋えば、セルロヌス、酢酞セルロヌス、ポ
リプニレンオキシドおよびポリアセトニトリル
の衚面にシリコヌン即ち、ポリオルガノシロキ
サン氎性゚マルゞペンを適甚しお調補した。本
発明に甚いうるシリコヌン氎性゚マルゞペンは、
゚マルゞペンの氎性成分の蒞発ずその埌のオルガ
ノポリシロキサンの架橋によ぀お倚孔性衚面䞊に
硬化した連続のオルガノポリシロキサンを提䟛す
る必芁だけに制玄される。埓぀お、本発明に甚い
る゚マルゞペンに甚いうる硬化性オルガノポリシ
ロキサンは、限定するわけではないが、ゞヒドロ
キシゞメチルポリシロキサンポリマヌ、アミノゞ
メチルポリシロキサンポリマヌ、トリメチルシリ
ルゞメチルポリシロキサンポリマヌ、トリフルオ
ロプロピル含有ポリシロキサンポリマヌおよびフ
゚ニルメチルポリシロキサンポリマヌであるこず
が可胜である。 ポリマヌの゚マルゞペンを䜜成するための゚マ
ルゞペン重合法は氎に䞍混和性の䜎粘床ポリマヌ
前駆䜓すなわりモノマヌあるいは反応性オリゎマ
ヌ、ポリマヌ前駆䜓滎を氎䞭に安定化させる衚面
掻性剀、および氎溶性重合觊媒から出発する。こ
れらの成分を氎に添加し、混合物を撹拌し、そし
お予め重合させお反応を完了させるか所望の皋床
たで重合を行ない、そしおポリマヌの暙準゚マル
ゞペンを圢成する。 ゚マルゞペン重合の䟋はHydeらの米囜特蚱第
2891920号に教瀺されおいる。この特蚱はポリゞ
メチルシロキサンの氎性゚マルゞペンの䜜成方法
を瀺すものである。 ポリオルガノシロキサンの゚マルゞペン重合に
甚いられるすべおの高知の瞮合觊媒あるいぱマ
ルゞペン重合觊媒は本発明の方法を実斜する䞊で
有甚である。このような觊媒は陜むオン皮および
陰むオン皮を含む。陜むオン觊媒には、匷塩基、
䟋えば、匏R4NOHの氎酞化第四アンモニりム
䟋えば、タロりトリメチルアンモニりムヒドロ
キシド塩玠化物塩はむリノむ州、シカゎの
Armak Companyが販売するArguad ずしお
知られおいる、および氎酞化ナトリりムのよう
な金属氎酞化物がある。氎の存圚においおシロキ
サンを瞮合する䜜甚のある倚くの陜むオン觊媒
これは本発明の実斜䟋に有甚であるが業界に
よ぀お瀺されおいる。 陰むオン瞮合觊媒には匷鉱酞、脂肪族眮換ベン
れンスルホン酞および脂肪族スルホン酞がある
が、このような觊媒には限定されない。氎の存圚
においおポリオルガノシロキサンを重合するすべ
おの觊媒は本発明の実斜に䜿甚するこずが可胜で
ある。 安定なシリコヌン氎性゚マルゞペンを生成する
のに甚いれ衚面掻性剀は、゚マルゞペンの氎性成
分が蒞発した埌オルガノポリシロキサンが架橋し
たずきに倚孔性衚面䞊に硬化した連続のオルガノ
ポリシロキサンを提䟛する必芁性によ぀おだけ制
玄される。安定甚衚面掻性剀は陜むオン安定剀
䟋えば、シリコヌン氎性゚マルゞペンがアミノ
官胜性ポリシロキサンである堎合のように、陰
むオン安定剀䟋えば、シリコヌン氎性゚マルゞ
ペンがカルボキシ官胜性ポリシロキサンである堎
合のように、たたは非むオン衚面掻性剀である
こずが可胜である。このようなポリシロキサン゚
マルゞペンの補造方法は䟋えば米囜特蚱第
4244844号のように埓来技術においお知られおい
る。 本発明の膜の補造に甚いられる被芆甚゚マルゞ
ペンはダりコヌニング瀟ミシガン州、ミツドラ
ンドから入手可胜である。 奜たしい物質は固圢分玄30〜50重量のポリシ
ロキサン゚マルゞペンである。それは衚面掻性剀
の存圚における䜎分子量ゞヒドロキシゞメチルポ
リシロキサンポリマヌOH〔SiCH32O〕x匏
䞭、は少なくずもであるの酞性觊媒重合に
より高分子量シリコヌン゚マルゞペンを圢成しお
調補する。奜たしい酞觊媒には塩化氎玠、ドテシ
ルベンれンスルホン酞があるが、衚面掻性剀ぱ
マルゞペン重合に甚いたスルホン酞の塩であるこ
ずが可胜である。スルホン酞のアルカリ金属塩、
特にナトリりム塩は奜たしい。スルホン酞はベン
れンスルホン酞、脂肪族眮換ナフタレンスルホン
酞、脂肪族スルホン酞、シリルアルキルスルホン
酞、芳銙族眮換ゞプニル゚ヌテルスルホン酞に
よ぀お䟋瀺するこずができる。本発明の奜たしい
態様によれば゚マルゞペンは䜎粘床䟋えば、玄
600センタポむズのものであるが、広範囲の粘
床のものが䜿甚できる。゚マルゞペンは半透明で
ある。倚孔性基材䞊に被芆する硬化シリコヌンの
厚さはシリコヌン氎性゚マルゞペンの粘床ずシリ
コヌン濃床に䟝存する。 同様に、゚マルゞペンが玄50〜200Å0.02ÎŒ
のシリコヌン油粒埄を瀺す堎合には、より薄
い、ピンホヌルのないオルガノポリシロキサン局
が倚孔性衚面䞊に圢成されうるこずが芳察された
い。いわゆるマむクロ゚マルゞペンは慣甚の゚マ
ルゞペン玄3000Åの粒埄ず比べお゚マルゞペ
ンを砎壊するこずなく氎でよりうすくたで垌釈す
るこずが可胜である。マむクロ゚マルゞペンは埗
られる小滎の粒埄が十分に小さくお混合物が枅柄
であるような油ず氎の混合物である。マむクロ゚
マルゞペンはその枅柄性のゆえに暙準の䞍透明の
゚マルゞペンず区別される。ポリゞオルガノシロ
キサンず氎のマむクロ゚マルゞペンは暙準の゚マ
ルゞペンを越える数倚くの利点を提䟛する。混合
物の枅柄性は化粧品甚途においお有利であり、小
滎の粒埄が小さいこずは小さい孔䞭にあるいは薄
局ずしお析出する必芁がある堎合に有利である。
たた、マむクロ゚マルゞペンは暙準の゚マルゞペ
ンよりもより枩床、垌釈、配合に察しお安定であ
る。ポリオルガノポリシロキサンのマむクロ゚マ
ルゞペンの補造方法は文献においお知られおい
る。䟋えば、米囜特蚱第3433780号Cekada、
1982幎月18日発行、米囜特蚱第3975294号およ
び第4052331号Dumulin、それぞれ1976幎月
17日および1977幎10月日発行、米囜特蚱第
4146499号Rosano、1979幎月21日発行、米
囜特蚱出願第809090号1985幎12月12日出願、
D.GraiverおよびO.Tanaka、ポリゞオルガノシ
ロキサンマむクロ゚マルゞペンの補法を参照さ
れたい。シリコヌン氎性マむクロ゚マルゞペンを
さらに垌釈するものは本発明の耇合膜に甚いうる
より薄いがなお連続性の硬化性オリガノポリシロ
キサン局を提䟛する。 ゚マルゞペンの奜たしい比重は玄1.0〜1.6の範
囲であり、奜たしいPHは玄〜11.6の範囲であ
る。氎盞が陀去されおオルガノポリシロキサンポ
リマヌが架橋するず、硬化したシリコヌンゎムが
生成し、それは玄40のシペアゞナロメヌタ硬化
尺床ASTM D2240ず玄250psiの匕匵匷床
ASTM D412を有する、シリコヌンは、十分
な氎分の蒞発ず架橋反応が起きお液状の゚マルゞ
ペン材料がゎム状の非粘着性固圢物に倉化したず
きに「硬化」するずいわれる。硬化したオルガノ
ポリシロキサンキダストフむルムを圢成するため
に、シリコヌン氎性゚マルゞペン䞭に、ゞアルキ
ル錫ゞカルボキシレヌトのような゚マルゞペン重
合觊媒のほかに、シランたたはコロむドシリカの
ような架橋剀が存圚しなければならないこずが埓
来技術においお知られおいる。䟋えば、米囜特蚱
第4228054号Dna、1980幎10月14日発行はオ
ルガノポリシロキサン゚マルゞペンの架橋剀ずし
おのオルガノ基官胜性シランの䜿甚を教瀺する。
架橋剀が存圚しないず、氎が蒞発したずき硬化局
ではなくガムが生ずる。シリコヌン氎性゚マルゞ
ペンにおけるコロむドシリカの䜿甚に぀いお米囜
特蚱第4221688号Johnsonら、1980幎月日
発行を参照。本発明では、架橋剀ぱマルゞペ
ンの氎性成分の蒞留ず続くオルガノポリシロキア
ンの架橋によ぀お倚孔性衚面䞊にオルガノポリシ
ロキサンの連続の硬化局を提䟛する必芁性だけに
制玄される。 オルガノポリシロキサンは透過性の䜎いポリス
ルフオン、酢酞セルロヌスおよびポリプニレン
オキシドのガラス状基材の䞊塗り局ずしお、ある
いは耇合膜の䞭間局ずしお特によく適しおいる。
透過性オルガノポリシロキサン局に貫入した拡散
気䜓たたは液䜓は、盎接オルガノポリシロキサン
局を介しおガラス状基材近くたで拡散するか、あ
るいは通路の劂く䜜甚するオルガノポリシロキサ
ン局を介しお暪方向に迂回しお基材近くの衚面孔
に出䌚うこずができる。埓぀お、オルガノポリシ
ロキサン局の透過性がより高いず、分離局の実効
衚面積を増加するこずによ぀お耇合膜の流束を高
めるこずになる。 薄い膜membraneを補造する぀の方法
は、局あるいは膜をキダステむグする前に゚マル
ゞペン系を垌釈するこずである。埓぀お、シリコ
ヌン氎性゚マルゞペン材料の粘床のゆえに、本発
明で甚いる゚マルゞペンは、限定するわけではな
いが、倚孔性基材に適甚する前に䟋えば25〜12.5
重量の固圢分たで氎で垌釈するこずが奜たし
い。この垌釈により、膜は、未垌釈の堎合には通
åžž2.2の倀であるの察しお、1.3〜1.6の範囲たで分
離係数が著しく䜎䞋する。マむクロ゚マルゞペン
ぱマルゞペンの砎壊なしでさらに垌釈するこず
が可胜である。シリコヌン氎性゚マルゞペンは也
燥しお局を圢成し、それは呚囲枩床あるいは100
℃たでの垞枩䞋で急速に架橋反応を経お硬化した
可撓性倚孔性被芆を圢成する。倚孔性基材を溶解
およびたたは劣化する炭化氎玠溶剀担䜓が
存圚しないので、本発明の耇合膜は埓来技術ず比
べお著しい改良を瀺す。 ポリスルフオン、酢酞セルロヌスおよびポリフ
゚ニレンオキシド耇合膜はResearch Institute
of the State University of New Yoykニナヌ
ペヌク州、Syracuseによ぀お調補された。ポ
リスルフオンはプニルスルフオニルクロリドの
フリヌデルクラフト瞮合反応によ぀お調補され
た。酢酞セルロヌスポリマヌはEastman
Chemical Product Inc.テネシヌ州、キングス
ポヌトから酢酞アセテヌトNo.465539.4アセ
チル含有ずしお埗られた。ポリプニレンオキ
シドはGenaral ElectricCompanyニナヌペヌク
州、シ゚ネクテデむから商品名“PPO”たた
は“ポリプニレンオキシド”ずしお埗られた。
セルロヌスクラフト玙はダりコヌニング瀟ミシ
ガン州、ミツドランドから埗られた。 「実分離係数」ず呌ばれるパラメヌタは非垞に
䜎い段階カツトで透過した気䜓生成物
を分析しお枬定した。甚語「理論分離係数」は特
定の圧力で膜を介しお玔粋な透過させお枬定した
透過胜力の比を指称する。䟛絊管を介しお也燥圧
瞮空気をセルに10〜100psiの圧力で䟛絊した。膜
の䜎圧偎は倧気圧に保぀か真空ポンプに接続し
た。気䜓の流量はBrooks Sho Rate Rotameter
を甚いお枬定した。 膜を通る気䜓混合物の透過速床は通垞次のよう
に衚わされる。 流速cm3sec・cm2ΔP× 匏䞭、 透過係数 透過される物質の厚みcm 衚面積cm2 Δp膜を暪切る圧力差psi 気䜓混合物は熱䌝導床怜出噚を有するおよび
ガスクロマトグラフModel 720によ぀お分
析した。ガスクロマトグラフむ・ストリツプチダ
ヌト蚘録のピヌク郚の面積をピヌクの高さにその
半分の高さの幅を掛け合せお蚈算した。気䜓組成
は酞玠および窒玠のピヌク郚の合蚈面積をそれぞ
れの特定気䜓に察応するピヌク郚の面積で割぀お
蚈算した。分離係数O2N2は次の匏で蚈算した。 SFO2/N2AO2AN2生成物AO2AN
2
䟛絊 本発明における分離係数察空気圧をプロツトし
た第図のグラフの曲線“”は、玄〜
Hgの䞋流圧力に暎露した膜に぀いお蚈算した
1.91〜1.92の分離係数に挞進的に近づいおいる。
これは膜の䞊流偎ず䞋流偎の間の130〜200察の
圧力比に盞圓する。第図参照䟛絊ガスに玄
50psiの圧力を加えるこずによ぀お空気に芋い出
される通垞の20の酞玠濃床から32〜34の酞玠
濃床たで容易に酞玠の富化が達成された。第図
の曲線は独立に枬定した玔粋な気䜓の透過床比
から埗た分離係数である。 ポリスルフオンの厚みず耇合膜の厚みをマむ
クロメヌタで枬定しお求めたシリコヌン局の厚
み3.84×10-3に基づく、本発明の耇合膜の平均の
酞玠および窒玠透過率はcm3sec-1・cm cm-2cm
Hg-1の単䜍で枬定しおそれぞれ1015×1010ず
447×10-10であ぀た。 透過係数の普通の枬定単䜍はBarrerであり、
1Barrerはcm3・sec-1・cm-1cmHg×10-10に等
しい。 シリコヌン氎性゚マルゞペンで被芆した酢酞セ
ルロヌス膜の透過率を䞊流偎100psi、䞋流偎気
圧の圧力で詊隓した。芳察された酞玠および窒玠
の透過率はそれぞれ6.82×10-8および2.18×10-8
cm3sec-1・cm cm-2cmHg-1であ぀た。これらの
枬定倀からの理論分離係数は3.13である。本発明
により、膜の厚み〜2Όで、埮孔性酢酞セル
ロヌスにシリコヌン氎性゚マルゞペンを被芆する
こずによ぀お、それぞれO2603Barrerおよ
びN2290Barrerの酞玠および窒玠透過率が
埗られた。 本発明により、適した耇合膜が、倚孔性の他の
ポリマヌ基材䞊に、支持材料基材に悪い䜜甚
を䞎えるこずなく、炭化氎玠の必芁なく、そしお
埌で架橋材で硬化凊理する必芁なく、流䜓分離に
圢成される。この耇合膜はその膜を通しお流䜓混
合を通過させるこずによ぀お流䜓混合物の成分を
分離し濃瞮するのに有甚である。 〔実斜䟋〕 以䞋の実斜䟋においお、非察称酢酞セルロヌス
膜の䜜補のためにアセトン60郚ずホルムアミド40
郚の混合物に酢酞セルロヌス20重量を溶解し
た。この溶液を遠心分離しお懞濁粒子を陀去し、
ガラス板䞊にキダステむグ厚0.020むンチ0.5
mmにキダステむングした。25〜60秒間蒞発した
埌、ガラス板を玄℃の氷氎の济に沈めお凝集さ
せた。膜は25秒、40秒および60秒の蒞発時間で䜜
補した。倚孔性基材を砎壊するこずなく膜を也燥
するために、膜はグリセロヌルの25氎溶液を含
む济に移し、倜攟眮した。 䟋  䞊蚘の劂く䜜補した膜にシリコヌン氎性゚マル
ゞペン材料䜎分子量ゞヒドロキシゞメチルシロ
キサンポリマヌの酞性觊媒重合法で補造した氎䞭
に高分子量シリコヌンポリマヌ固圢分50の゚マ
ルゞペンを被芆した。゚マルゞペンの比重は玄
1.02、PHは11.2であ぀た。シリコヌン氎性゚マル
ゞペン材料の粘床のゆえに、゚マルゞペンを氎で
垌釈しお固圢分25にしおから倚孔性酢酞セルロ
ヌス基材に適甚した。シリコヌン氎性゚マルゞペ
ン材料は錫觊媒架橋反応で硬化Saamの米囜特
蚱第4224849号に教瀺の劂く埌、宀枩を䞊げお
゚マルゞペンの氎盞を陀去した。十分に架橋反応
ず氎分の蒞発が起き液状゚マルゞペン物質がゎム
状の非粘着性固定に倉化したずき、シリコヌンは
「硬化」するずいわれる。埗られる耇合膜は玄0.1
〜20.0Όの厚みである。 䟋  倚孔性基材ずしお酢酞セルロヌスではなくポリ
スルフオンを甚いた点を陀いお䟋を方法で䜜補
したポリスルフオンシリコヌン氎性゚マルゞペ
ン耇合膜の衚面䞊に、それぞれ四塩化炭玠および
クロロホルムの10〜重量混合物にポリプニ
レンむオキシドPPOを溶解した0.2溶液を、
クロヌコヌトキダステむングブレヌドを甚いお被
芆した。被芆局を䟋の劂く也燥し硬化させた。 䟋  ポリスルフオン支持膜に䟋に蚘茉したシリコ
ヌン氎性゚マルゞペン材料を䞋蚘の劂く被芆し
た。シリコヌン氎性゚マルゞペン材料を蒞留氎で
50重量に即ち合蚈25固圢分に垌釈し、撹
拌しお均䞀性を確保した。次いで゚マルゞペンを
ポリスルフオンの衚面にフロヌコヌトし玄30秒間
の滞留させた。過剰のシリコヌン氎性゚マルゞペ
ン材料を排出し、被芆局を宀枩䞋で玄20分間也燥
させた。シリコヌン氎性゚マルゞペン材料局は也
燥凊理䞭自然に架橋し、倚孔性基材䞊に極薄の硬
化ポリシロキサン被芆局を圢成した。こうしお補
造された耇合膜は酞玠窒玠空気混合物に぀
いお2.1の分離係数であ぀た。 䟋  䟋に蚘茉したシリコヌン氎性゚マルゞペン材
料を蒞留氎で35重量固圢分に垌釈し、その゚マ
ルゞペンをポリスルフオン倚孔性基材䞊に流し
た。これから、゚マルゞペンの氎性成分が蒞発し
お、0.5Ό厚の架橋したポリシロキサン局が埗られ
た。埗られる耇合膜の酞玠窒玠空気組成の
分離に぀いお詊隓し、酞玠濃床35.1の酞玠富化
した空気が埗られた。この超薄局は酞玠に぀いお
600±20Barrerの透過係数に察応する高い流速を
䞎えた。 䟋  ポリスルフオン基材の反察偎に500mmHgの真空
を適甚しお基材の倚孔性衚面䞭にシリコヌン氎性
゚マルゞペンを吞入した。ポリスルフオンの衚面
を氎で掗浄し、也燥し、ポリシロキサンを硬化さ
せた。空気20酞玠の分離に぀いお詊隓した
ずころ、空気が膜を通過するこずによ぀お酞玠濃
床35の富化空気が埗られた。流束は、酞玠に぀
いお580Barrerの透過係数を持぀0.2Ό厚ポリゞ
メチルシロキサン局で埗られたであろう流速ず等
䟡であ぀た。
【図面の簡単な説明】
第図は耇合膜の分離係数O2N2を圧力に関
しお衚わしたグラフ図である。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  有機溶剀感受性倚孔性衚面をオルガノポリシ
    ロキサンポリマヌの実質的に連続の薄局で被芆し
    お成る流䜓分離膜を圢成する方法であ぀お、 (A) 有機溶剀感受性有機ポリマヌ材料の倚孔性衚
    面を硬化性ポリオルガノシロキサンの氎性゚マ
    ルゞペンで被芆し、該゚マルゞペンは、該倚孔
    性衚面の倚孔構造を損なう傟向を有する有機溶
    剀を実質的に含たず、か぀゚マルゞペンの氎性
    成分を陀去埌に該倚孔性衚面の衚面党䜓にポリ
    オルガノシロキサンの実質的に連続局が圢成さ
    れるのに十分な固䜓含分を有し、 (B) 䞊蚘゚マルゞペンを也燥しお゚マルゞペンの
    氎性成分を実質的に陀去しお安定な耐久性局を
    圢成し、そしお (C) 埗られる局を硬化しお、倚孔性衚面䞊に硬化
    したポリオルガノシロキサンポリマヌの実質的
    連続局を圢成するこずを特城ずする方法。
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