JPS60208308A - 酸素富化膜 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空気等の酸素濃度を高めるのに使用される酸
素富化膜に関する。

酸素富化膜の素材としては次の３つの性質を有すること
が必要とされている。

（１）酸素と窒素の分離係数が大きく、少くとも３以１
−であること。

空気から酸素６０％以−にのガスを得るためには、この
ような分離係数が是非必要である。

このような分離係数が是非必要である。

（２）酸素透過係数が大きく、少くとも１０−９　ｃｍ
’（ＳＴＰ　）　ｃｍ／ｃｒｒｆ　ｍ　ｓｅｅ　＊　ｃ
＋Ｈｇあること。

膜を薄くすれば透過速度を高めることができるが、酸素
富化膜としては上記の酸素係数が必要である。

（３）薄膜化しても十分な機械的強度を有すること。

しかるに、従来この用途で知られているポリシロキサン
またはポリカーポネー］・とシロキサンの共重合体は、
酸素透過係数は大きいが分離係数は約２．０　と小さく
、また、薄膜にした時の機械的強度が弱いという欠点を
有する。Ｐｏ１７ｍｅｒＰｒｅｐｒｉｎｔｓ　３２　（
１０）　、　２９８１に記載されている、ポリトリメチ
ルシリルメチルアセチレンは薄膜にした時の強度が強く
、酸素透過係数も大きいが、いかんせん分配係数が約１
．５ときわめて小さい、他方ポリトリメチルビニルシラ
ンは分離係数が４．５と高く、酸素透過係数も４．５　
Ｘｌ０−９ｃｒｎ”　（ＳＴＰ　）Ｃ層／ｃｒｎ’・５
ｅｃａｃ履Ｈｇとまずまずであるが、膜強度の大きいポ
リマーの製造が困難で、薄い膜にすることができないと
いう欠点を有する。

そこで本発明の目的は、酸素と窒素の分離係数および酸
素透過係数のいずれもが大きく、しかも機械的強度の高
い薄膜として製造可能な酸素富化膜を提供することにあ
る。

本発明は、一般式（Ｉ）： （式中、ｎは１または２の整数を示す）で表される化合
物を重合してｔｉＪられる重合体からなる酸素富化膜を
提供する。

本発明は、従来の酸素富化膜の有していた欠点をことご
とく改良した０本発明の酸素富化膜は酸素と窒素の分離
係数が３．０以上であり、酸素透過係数は８Ｘ　１Ｏ−
９ｃｒｎ”　（ＳＴＰ　）　Ｃｍ／ｃｒｎ’　＋＋　ｓ
ｅｅ　＊　ｃｍＨｇ以上である。さらに引張り強度は３
００　ｋｇ／ｃｒｎ’以上でかつ伸びのあるフィルムと
して容易に形成することができ、薄膜にしても十分な強
度を出すことれるポリマーは、一般式（Ｉ）で示される
モノマーを、トルエン、シクロヘキサン、ａｌ化メチレ
ンなどの有機溶媒中テＴａｃ１５　、　Ｍｂｃ１５　。

↑ａｃ１５−Ｐｈ４　Ｓｎ　、　Ｔａｃ１５−Ｐｈ３　
Ｂｉなどの触媒下に温度３０〜１３０℃で重合させるこ
とにより製造される。該ポリマーは１通常メタノール等
の適当な溶媒中で沈澱させ、精製した後に酸素富化膜形
成に用いられる。

４−記ポリマーは一般に、式 ％式％ ） （式中、ｎは前記のとおり） で表される構造からなり、重量平均分子量は５×１０４
〜５Ｘ１０８　（好ましくは３Ｘ１０５〜５×１０６）
であることがフィルム強度を向−１ニさせることで必要
であるが、上記の重合で容易に得ることができる。

１−、記のポリマーはベンゼン、トルエン、ヘキサンな
どの炭化水素、クロロフォルム、四１！！化炭素などの
ハロゲン化炭化水素、テトラヒドロフランなどに溶解し
、キャスティングあるいは乾式または湿式紡糸などの方
法によりすぐれた薄膜や中空繊維に加工できる。このも
のは前記物性を有しているため理想的な酸素富化膜とし
て使用される。

また、に記溶液にエチルアルコールやイソブタメールな
どの貧溶媒を加えることにより異方性膜を形成させて使
用することもできる　。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する爽旌１」 Ｉ・ルエン１００ｍｍ　４１に重合触媒Ｔａｃ１５を７
２０ｍｇ溶解させ、ついでｌ−メチル−２−Ｄリメチル
シリルメチルジメチルシリル）アセチレン１８．４ｇを
添加し、８０℃で２４時１１１１重合させた。生成した
ポリマーにトルエン５００ｓｕを加え稀釈した後、過剰
のメタノール中に注ぎ沈澱させ、鹸過し、メタノールに
よる洗浄を繰返し行ない乾燥したところ、式： ％式％ で表されるポリマー１８．４ｇ　（収率１００％）を得
た。

このポリマーをテトラヒドロフランに溶解し、ａｐｅ　
（カラム：昭和電工（株）製Ａ　−８０Ｍ　）により分
子量をめたところ、ポリスチレン換算重量平均分子量は
１．５　Ｘ１０６であった。

ついでキャスティングによって得られた厚さ４Ｂルのフ
ィルムについてＪＩＳ　Ｋ−７１１１−７７の方法によ
り引張り試験を行なったところ引張り強度は４１５Ｋｇ
／ｃｒｎ’であり、また低圧法により空気の透過速度を
測定したところ、酸素の透過係数Ｐ０２が８．１×１０
＝　（ａｍ’　（ＳＴＰ　）　ｃｓ＋／ｃｒｎ’　＊　
ｓｅｃ　＊　ｃｉ＋Ｈｇ）　’ｔ’あリ、窒素の透過係
数ＰＮ２が２．３　Ｘ　１Ｏ−９（ｃｍ’（ＳＴＰ　）
　ｃ＋ｉ／ｃｒｒｒ’　ｅ　ｓｅｃ　＊　ｃｍＨｇ）で
あり、酸素と窒素の分離係数は３．６であった。

欠ム迩ヱー トルエ７！００５Ｍに重合触媒Ｔａｃｌｓ　−Ｐｈ４　
Ｓｎ１．４ｇを溶かし、次いで １−メチル−２−（２−（）リメチルシリル）エチルジ
メチルシリル〕アセチレン： ＩＬ８ｇを添加し、８０℃で２４時間反応させた。生成
したポリマーにトルエン５００ｍＭを加え稀釈し、過剰
のメタノール中に注ぎ沈澱させ鑓過し、メタノールによ
る洗沙を繰返し行ない乾燥した。　式：％式％： で表されるポリマー１１．５．　（収率５８％）を得た
。

実施例１と同様にして、このポリマーの重騒平均分子量
をめたところ４．０　Ｘｌ０５であった０次いで、キャ
スティングによって得られた厚さ８ルのフィルムについ
て実施例１と同様にして引張り強度をめたところ、３２
０ｋｇ／　ｃｒｎ’であった。さらにこのフィルムの空
気透過速度を実施例１と同様側こしてめたところ、酸素
透過係数２０２が５．５×１０−’　（ｃｒｒｉ”　（
ＳＴＰ　）　ｃｍ／ｃｒｎ’　ｅ　ｓｅｅ　＊　ｃｍＨ
ｇ〕　であり、窒素の透過係数は１．４　Ｘ　ｌｏ−９
（ｃｍ’　（ＳＴＰ　）Ｃ履／ｃｒｎ’・５ｅｃｅｃ腸
Ｈｇ）であり、酸素と窒素の分離係数は３．９であった
。

χ直刻】一 実施例１の１−メチル−２−（トリメチルシリルメチル
ジメシルシリル）アセチレンポリマーを用いて、キャス
ティングにより厚さ２．２μのフィルムをつくった。こ
のものを実施例１と同様にして引張り強度をめたところ
４１０　ｋｇ／ｃｒｎ’であり、強い強度をもっていた
０次いで低圧法により空気の絶対透過速度を測定したと
ころ、＃素の透過速度ＲＯ２は３．８　Ｘ　１０−”’
　（ｃｒｎ’　（ＳＴＰ　／ｃｔｎ’　ｅ　ｘｅｃ　＊
　ａｍＨｇ）であり、窒素の透過速度ＲＮ２は１．Ｉ　
Ｘｌ０−５（ｃｍ’　（ＳＴＰ　／ｃｒｎ’　＋＋　ｓ
ｅｃ　＊　ｃｍＨｇ）であり、酸素と窒素の分離係数は
３．５であった。

このように、このポリマーは非常に薄い膜にしても十分
な強度をもち、良好な酸素富化膜としての性能を有して
いた。

特許出題人　信越化学Ｔ業株式会社 代　理　人　弁理士　岩見谷　周志 手続補ＴＥ書印発） 昭和５９年５ノ”月１１ 特許庁長官　若杉和夫殿 １　、６１件の表示　昭和５９年特許願第０８５４７１
３号２、発明の名称 酸素富化膜 ３、補正をする者 氏　名　代表者　小板　雄太部 ４、代理人 ８、補正の内容 明Ｊｌｌ占の発明の詳細な説明の欄を以下のとおりに補
１１：、する。

（１）第１以末行の「このような分離係数が是非必要で
ある。」を削除する。

（２）第３以末行の［・・・・・・強度を出すこと」を
、ｒ・・・・・・強面を出すことができるという利点を
右する０本発明に用いら１と訂正する。

（３）ｍ４頁第３〜４行のｒＴａｃ１５　、　Ｎｂｃ１
５　、Ｔａｃ１５−Ｐｈ４　Ｓｎ　、　Ｔａｃ１５−Ｐ
ｈ３　ＢｉＪを、ｒＴａｃ１５　、　ＮｂＣｌ５　、　
ＴａＣｌ５−Ｐｈ４　Ｓｎ　、　ＴａＣｌ５−Ｐｈ３　
ＢｉＪ　と訂正する。

（４）第５真下から６行「１の「１００−ｍ文」をｒ１
００＋ｎＪＬ、Ｉ　と訂ｉＥ　ｌ、　、ｒＴａｃ１５　
」を虻ＴａＣｌ５　Ｊと訂正する。

（５）　ｗ４５頁下から３行ｔ１の次式％式％ りに訂正する： ｊ。

（６）第７頁第３行のｒ３．８　Ｊを、ｒ３．５　Ｊ　
と訂１１二する。

（７）第７頁第５行のｒＴａｃｉ５　Ｊを、　ｒＴａｃ
ｌｓ　Ｊと訂正する。

（８）第８頁下から６行］−１の［・・・メチルジメチ
ルシリル）アセチレンポリマーＪを、 「・・・メチルジメチルシリル）アセチレンポリマー１
と訂正する。

（９）第９頁第１〜２行および第３行の２箇所に記載の
ｒ　（ｃｍ’　（ＳＴＰ　／ｃｒｎ’　６　ｓｅｃ　＊
　ｃｍＨｇ）　Ｊを、ｒ　（ｃｍ’　（ＳＴＰ）／ｃｒ
ｒｒ’　Φｓｅｃ　＊　ｃｍＨｇ）　ｊ　と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式： （式中、ｎは１または２の整数を示す）で表される化合
   物を重合して得られる重合体からなる酸素富化膜。