JPS6058211A - 多孔質ケイ素樹脂複合膜の製法 - 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】 本発明は多孔質シリコン樹脂複合膜の製法に関し、さら
に詳しくは、気体分離用膜特に水素分離用膜、あるいは
耐熱性膜支持体などに用いられる多孔質シリコン樹脂複
合膜を製造する新規に方法に関するものである。

従来、水素分離用膜は水素と炭化水素、水素と一酸化炭
素、水素と酸素、あるいは水素と硫化水素などの分離の
ために必要とされておシ、その種類として有機高分子膜
及びガラス膜が知られている。

しかしながら、前記有機高分子膜においては、透過速度
の大きいものから、分離係数が大きくてるが、これらの
多くは耐熱性の点で問題がある。

一方、ガラス膜は透過速度は大きいが、分離係数が小さ
いという欠点を有している。

本発明者らは、このような事情に鑑み、ケイ素樹脂を用
いて耐熱性の優れた多孔質複合膜を提供すべく鋭意研究
を重ねた結果、布はく体にケイ素樹脂含有溶液と、ある
種の有機物質とを含浸させたのち、硬化させること及び
さらに前記のようにして得られた複合膜から、該有機物
質を溶媒で抽出除去することにより、その目的を達成し
うろことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。

すなわち、本発明は布はく体をケイ素樹脂含有溶液及び
該ケイ素樹脂の硬化温度以上の沸点を有する有機物質で
含浸処理したのち、加熱してケイ素樹脂を硬化させるか
、あるいはこのようにして硬化させたものをさらに硬化
温度以上に加熱して気化、分解させるか、あるいはケイ
素樹脂を溶解しない溶媒を用いて布はく体から該有機物
質を抽出除去することを特徴とする多孔質ケイ素樹脂複
合体の製法を提供するものである。

本発明におけるケイ素樹脂は、一般にシリコーンワニス
メ名られているものが好ましく、例えば塗料用、接着用
、積層板用、コイル含浸用、ガラスクロスとの複合用な
どの樹脂として市販されているものを用いることができ
る。このシリコーンフェスとしては、純粋なもののほか
、他の有機系樹脂を混合あるいは有機系樹脂で変性した
シリコーンフェスを用いることができる。

本発明に用いられる有機物質については、ケイ素樹脂溶
液に溶解又は乳化懸濁することができ、かつケイ素樹脂
の硬化温度以上の沸点を有するものであれば特に制限は
ない。このようなものとしては、例えば容易に入手しう
る、ジオクチルフタレートやアジピン酸エステルなどの
可塑剤、ステアリン酸又はそのエステル、ポリエチレン
グリコールやポリプロピレングリコールなどのポリアル
キレンクリコール、グリコール類やグリセリン又はその
エステル、あるいはシリコンオイルやシロキサンジオー
ル、デカリンなどの炭化水素、テルペンその個有機高分
子化合物などが挙げられるが、これに制限されるもので
はない。

これらの有機物質の使用量は、ケイ素樹脂固形２ 分に対し０．１〜４０重量％、好ましくは０．Ｎ０重量
％の範囲である。

本発明に用いられる布はく体としては、例えば有機系繊
維、ガラス系繊維、金属系繊維又は炭素繊維から成る織
布、不織布、編布などが挙げられる。まだ、パルプ繊維
の不織布、すなわち紙も用いることができる。布はく体
の形状は、板状、管状あるいはその他の形状のいずれで
あってもよい。

このような布はく体にケイ素樹脂含有溶液と所定の有機
物質とを含浸させるには、有機物質を液状にして布はく
体を浸せきし、これを含浸させたのちケイ素樹脂溶液を
含浸させてもよいし、またあらかじめ所定の有機物質を
加えたケイ素樹脂溶液中に直接布はく体を浸せきし、含
浸させてもよい。

このようにして、有機物質とケイ素樹脂溶液をを硬化さ
せると気体透過膜となる。まださらに硬化温度以上に加
熱し、有機物質を気化、分解させて除去する。

このようにして得られたケイ素樹脂複合膜は、そのまま
の状態で水素分離膜などとして用いることができるが、
本発明方法においては、所望に応じこの複合膜から前記
有機物質を、ケイ素樹脂を溶解しない溶媒を用いて抽出
除去することにより、さらに透過速度を大きくすること
ができる。

本発明方法により、例えばケイ素樹脂溶液（約５０重量
％濃度）１０重量部にジオクチルフタレート１重量部混
合したものを炭素繊維の織布に含浸させ硬化させると、
水素の透過速度１．６　Ｘ　１０””ｍｌ／ｃｒｌ　−
５ｅｃ−αＨｇ、空気に対する水素の透過速度の比が２
．５の複合膜が得られる。この複合膜をブタノールで処
理すれば、水素の透過速度は３．１×１０−’ｍ／ｃｓ
Ｌｓｅｃ−ｚ）ｉｇ、空気に対する水素の透過速度の比
は２．７となる。

本発明方法によって得られる多孔質ケイ素樹脂ｍＡＭｒ
ａ　−ＬＬ／ｍ　八ｍ　ｌｆｌ　１１６１−１　ｒ　ｎ
’ｓ　ｌ−ｒ　Ｔｈ　？　Ｉｌｌ　／Ｊ　ｌｚ各種の分
離膜とし２て用いることができ、耐熱性、耐溶剤性、耐
薬品性などに優れた膜として重要である。

次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

なお、各例中の透過速度の値は、−次側を常圧にし、二
次側を減圧にして気体を透過させ、二次側圧力の変動を
測定することによりめた。

実施例１ ケイ素樹脂溶液５Ａ−４（信越シリコン■製）１０ｆに
ジオクチルフタレート１ｖを混合したものを、炭素繊維
織布に含浸させたのち、１５０℃で硬化させて、空気の
透過速度Ｐａ１ｒ　６．４　Ｘ　１０−”ｍｌ　／ｃｒ
ｌ−ｅθＣ−ｔｍＨｇ、水素の透過速度ＰＨ２１，６Ｘ
１０−”　ｍｌ、／ｃｒｄ−ｓｅｃ　−ｃｍＨｇ　、　
ＰＨ２／Ｐａ１ｒ　２．５の複合膜を得た。

実施例２ 実施例１で得た複合膜から残存するジオクチルフタレー
トをブタノールで抽出除去して、Ｐａ１ｒ１．２　Ｘ　
１０−’　、ＰＩ＋２３’、　Ｉ　Ｘ　１０−’、ｐ　
Ｈ２／Ｐａ　ｉ　ｒ　２．７の結果を得た。

実施例３ 実施例１におけるジオクチルフタレートの代シに７０キ
サンジオール（東芝ＹＦ３８００）　ｏ、ｓ　ｙを用い
る以外は、実施例１と同様にして複合膜を得た。このも
ののＰ　Ｈ２は２．３　Ｘ　１０−２、ｐ＋＋□／Ｐａ
１ｒは２．９であった。

実施例４ 実施例１におけるジオクチルフタレートの代りにポリエ
チレングリコール（ＭＷ４００）２ｙを用いる以外は、
実施例１と同様にして複合膜を得だ。

このもののＰＩＩ□は３．Ｉ　Ｘ　１０−”、”Ｈｚ／
Ｐａｊ、ｒは３．３であった。

実施例５ ケイ素樹脂溶液ＫＲ３０９３（信越シリコン■製）１０
２にポリエチレングリコール（ＭＷ４００）１　ｆを混
合したものを、炭素繊維織布に含浸させ、１５０℃で１
夜硬化させたところ、ＰＨ２４Ｘ　］、　０−′、Ｐ＋
＋２／Ｐａ１ｒ　２．’５の複合膜が得られた。

実施例６ ケイ素樹脂溶液ＫＲ２７２（信越シリコン■製）１０７
にポリプロピレングリコール（ＭＷ４００）１７を混合
したものを、炭素繊維織布に含浸させ、２００℃で３０
分間加熱して硬化させたところ、ｐ＋１２６．９　Ｘ　
１．０−”、ｐｎ２　／Ｐａ１ｒ　２．７の複合膜が得
られた。

実施例７ ガラス繊維布にポリエチレングリコールの５０重置型の
トルエン溶液を含浸させ、トルエンを蒸発除去したのち
、ケイ素樹脂溶液ＫＲ２７２を含浸させ、２００℃で３
０分間加熱して硬化させたところ、ＰＨ２５，７Ｘ　１
．０　、ＰＨ２／　Ｐａ、ｉｒ　２．２の複合膜が得ら
れた。

比較例 実施例１においてジオクチルフタレートヲ用いないこと
以外は、実施例１とまったく同様にして複合膜を得た。

このものの水素の透過速度ｐ　ｏ　２は小さく１０　以
下であった。

実施例８〜１０ 物所定量を加え炭素繊維に含浸させた後、硫酸紙に重ね
て鉄板上におき、溶媒を除去した後所定温度に加熱する
ことにより多孔質膜を得だ。

実施例１１ ケイ素樹脂ＫＲ２７２（信越化学）を濾紙に含浸させ、
溶媒を除いた後２２０℃で１２時間加熱するとＰＨ２２
，Ｉ　Ｘ　１０−’　Ｐｌ＋２／ＰＯ□２，４　の多孔
質膜を得た。

実施例１２ ケイ素樹脂ＫＲ２７２（信越化学）１０７にポリエチレ
ングリコール（分子量４００　）　０．３　ｙを混合し
、これを濾紙に含浸させ、溶媒を気化させた後２００℃
で３０分加熱するとＰ’２７．３　Ｘ　１０−　ｐＨ２
／ＰＯ２４，７の多孔質膜を得た。

特許出願人　工業技術院長　川田裕部 指定代理人　工業技術院大阪工業技術試験所長　内藤−
男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　布はく体をケイ素樹脂含有溶液及び該ケイ素樹脂の
   硬化温度以上の沸点を有する有機物質で含浸処理したの
   ち、加熱してケイ素樹脂を硬化させる仁とを特徴とする
   多孔質ケイ素樹脂複合膜の製法。 ２　布はく体をケイ素樹脂含有溶液及び該ケイ素樹脂の
   硬化温度以上の沸点を有する有機物質で含浸処理したの
   ち、加熱してケイ素樹脂を硬化させた後、硬化温度以上
   に加熱して該有機物質を気化、分解させるかケイ素樹脂
   を溶解しない溶媒を用いて布はく体から該有機物質を抽
   出除去することを特徴とする多孔質ケイ素樹脂複合膜の
   製法。 有溶液を単独あるいは該ケイ素樹脂の硬化温度−以上の
   沸点を有する有機物質とともに含浸させ、ケイ素樹脂を
   硬化させた後さらに加熱して有機系繊維を分解させるこ
   とを特徴とテる多孔質ケイ素樹脂複合膜の製法。