JPS63278525A - 気液分離膜製造法 - Google Patents

気液分離膜製造法

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JPS63278525A
JPS63278525A JP11079287A JP11079287A JPS63278525A JP S63278525 A JPS63278525 A JP S63278525A JP 11079287 A JP11079287 A JP 11079287A JP 11079287 A JP11079287 A JP 11079287A JP S63278525 A JPS63278525 A JP S63278525A
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JP
Japan
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porous membrane
membrane
weight
polymer
separation membrane
Prior art date
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Pending
Application number
JP11079287A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Tsurumaki
茂 弦巻
Masahito Shimomura
下村 雅人
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP11079287A priority Critical patent/JPS63278525A/ja
Publication of JPS63278525A publication Critical patent/JPS63278525A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • C01B13/0229Purification or separation processes
    • C01B13/0248Physical processing only
    • C01B13/0251Physical processing only by making use of membranes
    • C01B13/0255Physical processing only by making use of membranes characterised by the type of membrane

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、重合体希薄溶液を使用して、多孔質膜から気
体選択透過性のある非多孔質膜を迅速にかつ容易に製造
する方法に関する。本発明は例えば空気中から酸素の豊
富な空気を供給する装置に適用されるが、水素や炭酸ガ
スなど他の気体分離膜製造にも適用可能である。
〔従来の技術〕
非多孔質膜の気体透過性は、膜厚に比例して低下するた
め、単位面積、単位時間当シの気体透過量を増大させる
ためには、膜厚を薄くした方が有利である。そのため、
非多孔質の気体分離膜製造方法として、高分子膜を非対
称化し、高分子膜表面にのみ、非多孔質の1層を形成さ
せる方法、多孔質膜基材上に非多孔質膜を形成させて複
合膜化する方法等がある。複合膜化する方法としては、
多孔質膜表面に重合体溶液を塗布又は流延する方法、多
孔質膜表面にプラズマ重合法により薄膜を形成する方法
、水面上に重合体溶液を供給して薄膜をつくり(水面展
開法)、多孔質膜表面に載せる方法などがある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
多孔質膜上に重合体溶液を直接塗布または流延する方法
は、細孔のない部分では非多孔質の薄い層を形成するが
、細孔内に重合体溶液が入り込み細孔内では厚い層とな
るという欠点がある。
水面上に薄膜を形成させてから多孔質膜上に載せる方法
や膜を非対称化する方法、プラズマ重合法により多孔質
膜上に薄膜を形成させる方法は、薄膜の形成および分離
膜の製造に特別な装置や複雑な工程を必要とする点が問
題である。
本発明は、上記のよう表従来法の欠点・問題点を解消し
て、特別な装置を必要とすることもなく、迅速Kかつ容
易に気体分離膜を製造する方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段・作用〕本発明はポリオ
ルガノシロキサンを主成分とする重合体を揮発性溶媒に
溶解させた重合体溶液中に多孔質膜を浸した後、乾燥さ
せることKよシ、非多孔質膜を製造することを特徴とす
る気体′分離膜製造法である。
本発明の特に好ましい実施態様としては重合体濃度が5
重量%以上20Itit%以下である重合体溶液を用い
て行なうこと、重合体がポリオルガノシロキサン50〜
100重量部と架橋剤50重量部以下とを含むものであ
ること、また多孔質膜の細孔は孔径がα5μ惜以上α5
μ悔以下であることが挙げられる。
本発明は、気体透過速度(、I/cd・θ@Q−cts
Hg)の大きな気体分離膜を、迅速Kかつ容易に製造す
るために、多孔質膜の細孔内に薄膜を形成させ細孔を塞
ぐ方法として、揮発性溶媒にポリオルガノシロキサンを
溶解させた重合体溶液中に多孔質膜を浸した後、これを
取り出し乾燥させる方法を採用したものである。
多孔質膜の表面及び細孔内に厚い膜を形成させず、細孔
内にのみ薄膜を形成させるために、重合体溶液に含まれ
る重合体(共重合体を含む)を該溶液全量に対し5重量
%以上20重量%以下にすることが好ましい。すなわち
、重合体濃度を20重量係以下として重合体溶液の粘度
を低下させることにより、多孔質膜表面に重合体溶液が
付着することを防ぎ、細孔内にのみ重合体溶液を残留さ
せ、薄膜を形成させるものである。
また、多孔質膜の細孔内にのみ重合体溶液を残留させる
ためKは、該細孔の孔径が(LO5μ惰以上CL5μ惰
以下であることが必要であシ、好ましくは孔径l12#
s以下である。
このような多孔質膜としては、例えばニトロセルロース
膜、再生セルロース膜、ポリテトラフルオロエチレン(
FTIFK)膜等が挙げられるが、これに限定されるも
のではなく、本発明に用いる揮発性溶媒に溶解せずに上
記の細孔条件を満足するような多孔質膜であれば本発明
に用い得る。
多孔質膜の細孔内く形成された薄膜は強度がなく、細孔
径がIIL5〜clLap情程度といった大きな孔径の
多孔質膜では、気体供給側と透過側の差圧に耐えること
ができないので、ポリオルガノシロキサ/に架橋剤を添
加し、室温で硬化させ、差圧に耐えうる薄膜とする。
本発明のポリオルガノシロキサンとしては、例エバジメ
チルシロキサン、ジフェニルシロキサン又はビニルメチ
ルシロキサ/の重合体又はこれらの共重合体が挙げられ
る。
ポリオルガノシロキサンを溶解させる揮発性溶媒として
は、炭素原子数4から8のパラフィン系炭化水素または
その誘導体と、芳香族炭化水素及び/またはその誘導体
、エーテル及び/または環式エーテルであシ、好ましく
はペンタン、ヘプタン、ベンゼン、テトラヒドロフラン
などである。
重合体溶液に添加する架橋剤としては、例えばメチルト
リアセトキシシラン、メチルトリス(メチルエチルケト
キシム)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルト
リプロペノキシシラン、ジメチルビス(M−メチルアシ
ルアミノ)シランなどが用いられる。また、触媒として
、少量のジプテルスズジオクトエートまたはテトラプロ
ピルチタネートを用いてよい。
〔実施例〕
実施例1゜ ポリジメチルシロキサン20重量部、メチルトリアセト
キシシラン1重量部、ジブチルスズジオクタエートα0
02重量部、ヘキサ780重量部よりなる重合体溶液中
に、孔径(L1μ惰のニトロセルロース多孔質膜を浸し
た後、該膜を取り出して空気中で乾燥させた。得られた
膜を差圧1気圧で酸素、窒素、空気のガス透過試験を行
った。各気体の透過速度(−74−・eea−3Hg)
は、酸素で1.87 X 10−’ cd/eIj”8
@O”yiHg 、窒素で1.17 X 10−’d/
eyl−taaa−3Hg  であシ、分離係数(酸素
の透過速度/窒素の透過速度:なお分離係数は同じ膜厚
の場合ガス透過速度比で表される。)はt6oであった
。空気の透過速度は1.52 X 10 ” n110
1 ”!leo”51 Hgであり、酸素20容量係の
空気からS2.6容量チの酸素富化空気を得ることがで
きた。
実施例2 実施例1.と同様の重合体溶液中に1孔径α2μ惰のニ
トロセルロース多孔質膜を浸した後、空気中で乾燥させ
た。得られた膜のガス透過試験結果を以下に示す。
酸素の透過速度は、1.70 X 10 ”” 67/
(J・sea’、Hgであり、窒素の透過速度は1. 
OOX 10−’tri/eJ−s e c・備Jig
であシ、分離係数は1.70であった。また、空気の透
過速度は1.05 X 10″″′cd/cJ−s a
 c −cm Hgで1)、酸素20容量チの空気から
5工4容量チの酸素富化空気を得た。
実施例& ポリジメチルシロキサン10重量部、メチルトリアセト
キシシランα5重量部、ジブチルススオクタニー)(L
OO1重量部、ヘキサン90重量部よりなる重合体溶液
中に、孔径α1μ溝のニトロセルロース膜を浸した後、
空気中で乾燥させた。得られた膜のガス透過試験結果を
以下に示す。酸素の透過速度は2. B OX 10−
’eJ/−・meC−eIRHg、窒素の透過速度は1
.74 XXl0−46i ’ 88 C”68 Hg
であり、分離係数は1.61であツタ。空気の透過速度
は1. a o x 1a−’cPI/−5Fa8θc
 ’ m Hgであり、酸素2o容量チの空気から酸素
5[LO容量−の酸素富化空気が得られた。
比較例1゜ ポリジメチルシロキサン40重量部、メチルトリアセト
キシシラン2重量部、ジブチルスズオクタエート000
4重量部、ヘキサン60重量部よりなる重合体溶液中に
1孔径α8μ偽のニトロセルロース多孔質膜を浸した後
、空気中で乾燥させた。得られた膜のガス透過試験結果
を以下に示す。酸素の透過速度は2.98X10″″a
e!I/cd ・s e c ’ 51 Hgでl)、
窒素の透過速度は1.56x 10−’ シ4bsec
・mHgで1)、分離係数は2.19であった。空気の
透過速度は1.45X10″″・J/a/−8eQ−m
Hgであり、酸素2o容量チの空気から酸素5五4容量
チの酸素富化空気を得た。この例では酸素及び窒素のガ
ス透過速度が実施例1〜5のそれの10”分の1のオー
ダーとなってしまった。ガス透過速度は膜厚に反比例す
るので、本比較例のように重合体濃度を高くすると細孔
内の膜厚が厚くなり、ガス透過速度が小さくなることが
分る。
比較例2 実施例1と同様の重合体溶液中に、孔径18μ鴨のニト
ロセルロース膜を浸した後、空気中で乾燥した膜を用い
てガス透過試験を行った結果を以下に示す。酸素と窒素
の透過速度はそれぞれ、X O5X 10−’ 、 2
.7 J X 10−’d/、−j−seC−eII4
Hgであり、分離係数は1.11であった。
空気の透過速度は2.80 X 10−’ nj/(J
 −5ea ’cmHgであり、酸素富化空気は得られ
なかった。
〔発明の効果〕
本発明は、ポリオルガノシロキサンを主成分とする重合
体を5重量部以上20重量部以下の割合で揮発性溶媒8
0重量部に溶解させた溶液中に、孔径CLO5μ惰以上
0.5μ惰以下の多孔質膜を浸した後、乾燥させること
により、気体選択透過性のある非多孔質膜を、迅速にか
つ容易に製造することができる。本発明により製造され
る膜は、酸素と窒素の透過速度は、それぞれt 7 [
1〜2.80 X 10−’ erl/cd ’gec
’υHg # t O〜1.80 X 10−’crl
/cl ・88O’mHgであり、分離係数は1.6〜
1.7であった。また、酸素20容′fk傷の空気から
、透過速度1.0〜1.8X10−’cl/、−・se
a・削■gで、50容量チ以上の酸素富化空気を得るこ
とができた。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリオルガノシロキサンを主成分とする重合体を
    揮発性溶媒に溶解させた重合体溶液中に多孔質膜を浸し
    た後、乾燥させることにより、非多孔質膜を製造するこ
    とを特徴とする気体分離膜製造法。
  2. (2)該重合体溶液が該重量体を溶液全量に対し5重量
    %以上20重量%以下含むものである特許請求範囲第1
    項記載の気体分離膜製造法。
  3. (3)該重合体がポリオルガノシロキサン50〜100
    重量部と架橋剤50重量部以下とを含む重合体である特
    許請求範囲第1項記載の気体分離膜製造法。
  4. (4)該多孔質膜の細孔径が0.05μm以上0.5μ
    m以下である特許請求の範囲第1項記載の気体分離膜製
    造法。
JP11079287A 1987-05-08 1987-05-08 気液分離膜製造法 Pending JPS63278525A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0681862A3 (de) * 1994-05-09 1996-01-17 Hoechst Ag Verbundmembran und Verfahren zu ihrer Herstellung.
KR100356043B1 (ko) * 2000-02-21 2002-10-12 주식회사 화인 코리아 휘발성 유기화합물 분리회수용 하이브리드막 및 이의제조방법
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US6835411B1 (en) * 1997-01-08 2004-12-28 Dow Corning Corporation Conservation of organic and inorganic materials
KR100644366B1 (ko) 2005-11-08 2006-11-10 한국화학연구원 비대칭 기체분리용 고분자 중공사막의 대량 제조방법
CN101293180B (zh) 2007-01-18 2013-03-13 通用电气公司 用于分离二氧化碳的复合膜
JP2019209274A (ja) * 2018-06-06 2019-12-12 東芝ライフスタイル株式会社 酸素富化膜の製造方法

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