JPS61120617A - 気体分離用複合膜 - Google Patents
気体分離用複合膜Info
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- JPS61120617A JPS61120617A JP59241662A JP24166284A JPS61120617A JP S61120617 A JPS61120617 A JP S61120617A JP 59241662 A JP59241662 A JP 59241662A JP 24166284 A JP24166284 A JP 24166284A JP S61120617 A JPS61120617 A JP S61120617A
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- gas separation
- composite membrane
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- membrane
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
- B01D69/1213—Laminated layers
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/70—Polymers having silicon in the main chain, with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only
- B01D71/701—Polydimethylsiloxane
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は気体分離用複合膜に関し、特に酸素と炭素ガス
又は炭酸ガスとメタンガスの分離に適した気体分離用複
合膜に関する。
又は炭酸ガスとメタンガスの分離に適した気体分離用複
合膜に関する。
従来例の構成とその問題点
気体弁ｔａ模には、その分離しようとするＵ合気体の種
類によりそれぞれ異なった高分子材料が使用されている
。例えば、最近の気体分用膜としては酸素富化膜があり
、これはシリコーン、ポリキシレンオキシド、ポリ−４
−メチルペンテン−１、シリコーン−ポリカーボネート
共重合体等を素材としている。また、炭酸ガスと酸素の
分離にはセルロース誘導体が知られている。しかし、か
かる分離膜素材を実用に供するためには、膜厚をできる
だけ薄くすることによりガス透過速度の増大をはかり、
膜面積の縮小をはかる必要がある。この場合、薄膜の破
損を防ぐために多孔質支持体上に担持した状態で用いる
のが通常である。このツノが、としては、ポリマーの希
薄溶液を水面上に展開して薄膜を形成し、支持体上に担
持させる方法、あるいはポリマーの希薄溶液を支持体上
にコートもしくは含浸させる方法等が知られている。し
かし、これらの方法によって薄膜を得ようとする場合、
前者の方法では、薄膜はできるが材料によっては支持体
と！！しない欠点があり、また侵者の方法では、ポリマ
ー溶液が支持体とのなじみが必ずしら良好でなく、部分
的に充分な結合状態を呈さなかったり、厚みが不均一に
なる問題点があった。
類によりそれぞれ異なった高分子材料が使用されている
。例えば、最近の気体分用膜としては酸素富化膜があり
、これはシリコーン、ポリキシレンオキシド、ポリ−４
−メチルペンテン−１、シリコーン−ポリカーボネート
共重合体等を素材としている。また、炭酸ガスと酸素の
分離にはセルロース誘導体が知られている。しかし、か
かる分離膜素材を実用に供するためには、膜厚をできる
だけ薄くすることによりガス透過速度の増大をはかり、
膜面積の縮小をはかる必要がある。この場合、薄膜の破
損を防ぐために多孔質支持体上に担持した状態で用いる
のが通常である。このツノが、としては、ポリマーの希
薄溶液を水面上に展開して薄膜を形成し、支持体上に担
持させる方法、あるいはポリマーの希薄溶液を支持体上
にコートもしくは含浸させる方法等が知られている。し
かし、これらの方法によって薄膜を得ようとする場合、
前者の方法では、薄膜はできるが材料によっては支持体
と！！しない欠点があり、また侵者の方法では、ポリマ
ー溶液が支持体とのなじみが必ずしら良好でなく、部分
的に充分な結合状態を呈さなかったり、厚みが不均一に
なる問題点があった。
発明の目的
本発明は、上記従来の欠点を解消するもので、水面展開
法によって多孔質支持体上に密着性よく均一に膜形成で
さ、しかも膜材料の持つ特性を損なわせることがないよ
うにすることを目的とする。
法によって多孔質支持体上に密着性よく均一に膜形成で
さ、しかも膜材料の持つ特性を損なわせることがないよ
うにすることを目的とする。
発明の構成
上記［１的を達成するために１本発明は、多孔質支持体
上に、この支持体に対する密着性に優れ、かつガス透過
係数の大きい第１１１！目の高分子薄膜を形成し、さら
にこの第１層目の高分子ＷＩ膜上に、づ それよ
りもガス透過係数及びガス分離係数の大きい第２層目の
高分子薄膜を形成してなる気体分離用複合膜を提供する
。
上に、この支持体に対する密着性に優れ、かつガス透過
係数の大きい第１１１！目の高分子薄膜を形成し、さら
にこの第１層目の高分子ＷＩ膜上に、づ それよ
りもガス透過係数及びガス分離係数の大きい第２層目の
高分子薄膜を形成してなる気体分離用複合膜を提供する
。
実施例の説明
以下、本発明の実施例について説明する。
既に、発明の構成でも述べたように、本発明の気体分離
用複合膜は、多孔質支持体上に性質の異なる２１類の高
分子ｉｆｌ膜を積層したものである。
用複合膜は、多孔質支持体上に性質の異なる２１類の高
分子ｉｆｌ膜を積層したものである。
本発明において、多孔質支持体は、表面の平均細化径を
０．００４〜０．３μｍ 、好ましくは０．００４〜０
．１μ■、表面空孔率を１０〜６０％、好ましくは２０
〜４０％、膜厚を２０〜１２０μｍ、好ましくは２０〜
６０μ醜にするのが適当である。これら範囲を外れる場
合は、躾のピンホールによる破損を生じたり、ガス透過
速度の減少が起こるため好ましくないが、必ずしもこれ
に限定されるものではない。また、多孔質支持体の材料
としては、例えば、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ
四弗化エチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
０．００４〜０．３μｍ 、好ましくは０．００４〜０
．１μ■、表面空孔率を１０〜６０％、好ましくは２０
〜４０％、膜厚を２０〜１２０μｍ、好ましくは２０〜
６０μ醜にするのが適当である。これら範囲を外れる場
合は、躾のピンホールによる破損を生じたり、ガス透過
速度の減少が起こるため好ましくないが、必ずしもこれ
に限定されるものではない。また、多孔質支持体の材料
としては、例えば、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ
四弗化エチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
第１層目の高分子膜材料としては、ガス透過係数が、例
えば、ＰＯ２で１０（〜１Ｇ−’ ＣＧ −ｃｍ ／
ａｌＳｅＧ−１＋’４ Ｑを有している必要がある。ま
た、この材料は上記支持体との密着性が良く、かつ０．
０１〜０．１μｍまでの薄膜化が可能でなければならな
い。ガス透過係数が小さかったり、膜厚が厚いと、流ｍ
が少なくなり、特に燃焼用等の流量を多く必要とする分
野においては不適当である。
えば、ＰＯ２で１０（〜１Ｇ−’ ＣＧ −ｃｍ ／
ａｌＳｅＧ−１＋’４ Ｑを有している必要がある。ま
た、この材料は上記支持体との密着性が良く、かつ０．
０１〜０．１μｍまでの薄膜化が可能でなければならな
い。ガス透過係数が小さかったり、膜厚が厚いと、流ｍ
が少なくなり、特に燃焼用等の流量を多く必要とする分
野においては不適当である。
これら条件を満足するものとしては、ポリオルガノシロ
キサンあるいは、ポリジメチルシロキサンＪ（重合体等
がある。ポリオルガノシ［１キサンについては特に限定
しないが、例えばポリジメチルシロキサン、ポリメチル
フェニルジ０キサン、ポリジフェニルシロキサン等があ
る。ポリジメチルシロキサン共重合体としては、ポリス
ルホン−ポリヒトＯオシスヂレンーボリジメチルシＯキ
サン共重合体を挙げることができ、特にポリジメチルシ
ロキサンの含有率６０ｗ ｔ％以上のものが特に支持体
との密省性において有利である。
キサンあるいは、ポリジメチルシロキサンＪ（重合体等
がある。ポリオルガノシ［１キサンについては特に限定
しないが、例えばポリジメチルシロキサン、ポリメチル
フェニルジ０キサン、ポリジフェニルシロキサン等があ
る。ポリジメチルシロキサン共重合体としては、ポリス
ルホン−ポリヒトＯオシスヂレンーボリジメチルシＯキ
サン共重合体を挙げることができ、特にポリジメチルシ
ロキサンの含有率６０ｗ ｔ％以上のものが特に支持体
との密省性において有利である。
第２１１！目の高分子膜材料は、目的の気・体に対する
分１１１機能が＾く、かつ水面での展開において薄膜化
の可能な材料が有利である。ＦＡえば、酸素と窒素の分
離においては、分離係数がｎい、例えば４−メチルペン
テン−１、ポリスチレン等があり、酸素と炭酸ガス、あ
るいは＃２！！ガスとメタンガスとの分離においては、
エチルセルロース、ポリキシレンオキシド等があるが、
必ずしもこれらに限定するものではない。これらはいず
れも２Ｎ目申独では水面での展開法において多持体と直
接密石するに困難な材料であり、第１層目を必要とする
ものである。
分１１１機能が＾く、かつ水面での展開において薄膜化
の可能な材料が有利である。ＦＡえば、酸素と窒素の分
離においては、分離係数がｎい、例えば４−メチルペン
テン−１、ポリスチレン等があり、酸素と炭酸ガス、あ
るいは＃２！！ガスとメタンガスとの分離においては、
エチルセルロース、ポリキシレンオキシド等があるが、
必ずしもこれらに限定するものではない。これらはいず
れも２Ｎ目申独では水面での展開法において多持体と直
接密石するに困難な材料であり、第１層目を必要とする
ものである。
以下、本発明の効果を確認するために実際に行なった比
較試験について説明する。
較試験について説明する。
比較例１
エチルセルロース（粘度１ｏｃ ｐ ｓ ）をトルエン
に溶解して１０％溶液とした。この溶液を水面上に厚み
が０．１μｍとなるように展間し、この膜上に多孔質支
持体としてのジュラガード（セラニーズ＃ 社１１ ２４００＞を静かに置き、引き上げたが、模番
よｔのまま水面上に残り、担持することはできなかった
。
に溶解して１０％溶液とした。この溶液を水面上に厚み
が０．１μｍとなるように展間し、この膜上に多孔質支
持体としてのジュラガード（セラニーズ＃ 社１１ ２４００＞を静かに置き、引き上げたが、模番
よｔのまま水面上に残り、担持することはできなかった
。
実施例１
ポリジメチルシロキサン（東しシリコーン（株））をベ
ンゼンに溶解して２０％溶液とした。
ンゼンに溶解して２０％溶液とした。
この溶液を水面上に厚みが０．２μ−となるように展開
し、この股上に比較例１で用いた多孔質支持体と静かに
ｔき、引き上げることによりポリジメチルシロキサンの
模を多孔質支持体上に得た。この模を含めた全体の酸素
透過速度は、ｔ、ＯＫｇ／ｃｄの圧力で１６．３秒／ｌ
０ＣＣで、炭酸ガスとの分離比は５．Ｏであった。次に
、比較例１で得たエチルセルロースの１０％トルエン溶
液を水面上に厚みが０．１μｍになるように展開し、こ
の股上にポリジメチルシロキサンの膜を担持した多孔質
支持体を静かに費きポリジメチルシロキリン膜の上にエ
チルセルロース膜を付着し、その後エチルセルロースの
膜を３回繰り返し骨上した。この膜を含めた全体の酸素
透過速度は１３９／ｃ＋Ｉの圧力で３０．８秒／ＩＱｃ
ｃで、炭酸ガスとの分離比は７．１であった。
し、この股上に比較例１で用いた多孔質支持体と静かに
ｔき、引き上げることによりポリジメチルシロキサンの
模を多孔質支持体上に得た。この模を含めた全体の酸素
透過速度は、ｔ、ＯＫｇ／ｃｄの圧力で１６．３秒／ｌ
０ＣＣで、炭酸ガスとの分離比は５．Ｏであった。次に
、比較例１で得たエチルセルロースの１０％トルエン溶
液を水面上に厚みが０．１μｍになるように展開し、こ
の股上にポリジメチルシロキサンの膜を担持した多孔質
支持体を静かに費きポリジメチルシロキリン膜の上にエ
チルセルロース膜を付着し、その後エチルセルロースの
膜を３回繰り返し骨上した。この膜を含めた全体の酸素
透過速度は１３９／ｃ＋Ｉの圧力で３０．８秒／ＩＱｃ
ｃで、炭酸ガスとの分離比は７．１であった。
また、炭酸ガスとメタンガスの分離比は４，６であった
。
。
実施例２
ポリビトロキシスチレン−ポリスルホン−ポリジメチル
シロキサンの共重合体（ポリジメチルシロキサン含有率
６５ｗ ｔ％）をベンゼンに溶解して２％溶液とし、テ
トラヒトＯフランを５％添加しこの溶液を水面上に厚み
が０．２μＩとなるように展開し、実施例１と同様に多
孔質支持体上に担持し、共重合体の膜を多孔質支持体上
に得た。この膜を含めた全体の酸素透過速度は、１に９
１０１１の圧力で１０．８秒／１００Ｃ１炭酸ガスとの
分離比は４．２であった。次に実施例１と同様にセルロ
ース膜を付着させたところ、全体の酸素透過速度は２５
．４秒／ｌ０ＣＧで炭酸ガスとの分離比は５，３であっ
た。
シロキサンの共重合体（ポリジメチルシロキサン含有率
６５ｗ ｔ％）をベンゼンに溶解して２％溶液とし、テ
トラヒトＯフランを５％添加しこの溶液を水面上に厚み
が０．２μＩとなるように展開し、実施例１と同様に多
孔質支持体上に担持し、共重合体の膜を多孔質支持体上
に得た。この膜を含めた全体の酸素透過速度は、１に９
１０１１の圧力で１０．８秒／１００Ｃ１炭酸ガスとの
分離比は４．２であった。次に実施例１と同様にセルロ
ース膜を付着させたところ、全体の酸素透過速度は２５
．４秒／ｌ０ＣＧで炭酸ガスとの分離比は５，３であっ
た。
また、炭酸ガスとメタンガスの分離比は３．８であった
。
。
実施例３
実施例１で用いたエチルセルロースの代わりにポリキシ
レンオキシドを用いて、同様に０．２μｍの厚みに付着
した。全体の酸素透過ｊｉｌｉ度は、１ Ｋｙ／ａＩの
圧力で５０秒／１ＧＧＧ、炭酸ガスとの分離比は４．５
であった。また、炭酸ガスとメタンガスの □分
離比は、１６．８であった。
レンオキシドを用いて、同様に０．２μｍの厚みに付着
した。全体の酸素透過ｊｉｌｉ度は、１ Ｋｙ／ａＩの
圧力で５０秒／１ＧＧＧ、炭酸ガスとの分離比は４．５
であった。また、炭酸ガスとメタンガスの □分
離比は、１６．８であった。
実施例４
実施例２で用いたエチルセル０−スの代わりにポリキシ
レンオキシドを用いて、同様に０，２μ−の厚みに付着
した。全体の酸素透過速度は、１ Ｋｇ／ａＩの圧力で
４２．６秒／ｌ０ＣＣ１炭酸ガスとの分離比は３．８ま
た、炭酸ガスとメタンガスの分離比は１４．１であった
。
レンオキシドを用いて、同様に０，２μ−の厚みに付着
した。全体の酸素透過速度は、１ Ｋｇ／ａＩの圧力で
４２．６秒／ｌ０ＣＣ１炭酸ガスとの分離比は３．８ま
た、炭酸ガスとメタンガスの分離比は１４．１であった
。
発明の効果
以Ｆ述べたように、本発明のよれば、多孔質支持体に、
これと密着性がよく、かつガス透過係数の高い第１層目
の高分子薄膜を形成し、さらにこの高分子薄膜の上にこ
れよりもガス透過係数及びガス分離係数の大きい第２１
！！ｉ目の高分子薄膜を形成する構成なので、水面展開
法によって均一に膜形成を行なうことができ、しかもそ
れによ、りて膜材料の特性を損なうことがないという効
果がある。
これと密着性がよく、かつガス透過係数の高い第１層目
の高分子薄膜を形成し、さらにこの高分子薄膜の上にこ
れよりもガス透過係数及びガス分離係数の大きい第２１
！！ｉ目の高分子薄膜を形成する構成なので、水面展開
法によって均一に膜形成を行なうことができ、しかもそ
れによ、りて膜材料の特性を損なうことがないという効
果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多孔質支持体上に、この支持体に対する密着性に優
れ、かつガス透過係数の大きい第１層目の高分子薄膜を
形成し、さらにこの第１層目の高分子薄膜上に、それよ
りもガス透過係数及びガス分離係数の大きい第２層目の
高分子薄膜を形成してなる気体分離用複合膜。 ２、第１層目の高分子薄膜が、ポリオルガノシロキサン
もしくはポリジメチルシロキサン共重合体からなる特許
請求の範囲第１項に記載の気体分離用複合膜。 ３、第２層目のｎ分子膜がエチルセルロースもしくはポ
リキシレンオキシドからなる特許請求の範囲第１項又は
第２項に記載の気体分離用複合膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241662A JPS61120617A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 気体分離用複合膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241662A JPS61120617A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 気体分離用複合膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120617A true JPS61120617A (ja) | 1986-06-07 |
Family
ID=17077650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59241662A Pending JPS61120617A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 気体分離用複合膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61120617A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296822A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気体分離複合膜 |
| US5868428A (en) * | 1994-11-21 | 1999-02-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Structure for mounting a canister for reducing transmission of vibration generated in a wheel to the canister |
| JP2008013126A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の燃料冷却装置 |
| WO2014141868A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 富士フイルム株式会社 | 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 |
| CN104128101A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-11-05 | 南京工业大学 | 一种银掺杂的金属陶瓷复合膜及其制备方法 |
| 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 |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP59241662A patent/JPS61120617A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63296822A (ja) * | 1987-05-28 | 1988-12-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気体分離複合膜 |
| US5868428A (en) * | 1994-11-21 | 1999-02-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Structure for mounting a canister for reducing transmission of vibration generated in a wheel to the canister |
| JP2008013126A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の燃料冷却装置 |
| WO2014141868A1 (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | 富士フイルム株式会社 | 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 |
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| 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 |
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