JP2014128887A - 積層体およびその製造方法ならびにガス分離膜 - Google Patents
積層体およびその製造方法ならびにガス分離膜 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014128887A JP2014128887A JP2012286593A JP2012286593A JP2014128887A JP 2014128887 A JP2014128887 A JP 2014128887A JP 2012286593 A JP2012286593 A JP 2012286593A JP 2012286593 A JP2012286593 A JP 2012286593A JP 2014128887 A JP2014128887 A JP 2014128887A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- liquid crystal
- gas
- carbon atoms
- crystal layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 29
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 150
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 34
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 claims description 71
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 66
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 48
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 45
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 21
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 21
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 20
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 15
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 12
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 9
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 9
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 9
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 9
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000083 poly(allylamine) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 166
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 125
- 239000010408 film Substances 0.000 description 58
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 52
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 46
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 44
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 33
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 33
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 31
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 24
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 24
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 21
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 20
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical group CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 125000005529 alkyleneoxy group Chemical group 0.000 description 11
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 10
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 description 9
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 8
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 8
- TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N disulfur monoxide Inorganic materials O=S=S TXKMVPPZCYKFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 8
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 8
- 239000005268 rod-like liquid crystal Substances 0.000 description 8
- 125000004419 alkynylene group Chemical group 0.000 description 7
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 7
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 6
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 5
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 5
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 5
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 5
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 5
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 125000004469 siloxy group Chemical group [SiH3]O* 0.000 description 5
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 description 4
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 4
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 125000005156 substituted alkylene group Chemical group 0.000 description 4
- 125000001989 1,3-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:1])=C([H])C([*:2])=C1[H] 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004442 acylamino group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004397 aminosulfonyl group Chemical group NS(=O)(=O)* 0.000 description 3
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N mesitylene Substances CC1=CC(C)=CC(C)=C1 AUHZEENZYGFFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001827 mesitylenyl group Chemical group [H]C1=C(C(*)=C(C([H])=C1C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 3
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 125000003808 silyl group Chemical group [H][Si]([H])([H])[*] 0.000 description 3
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 3
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 125000005628 tolylene group Chemical group 0.000 description 3
- 125000006839 xylylene group Chemical group 0.000 description 3
- FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1C FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWKAGZWJHCTVJY-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxyoctadecan-2-one Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)C(C)=O MWKAGZWJHCTVJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000012644 addition polymerization Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004466 alkoxycarbonylamino group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000005162 aryl oxy carbonyl amino group Chemical group 0.000 description 2
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 125000001951 carbamoylamino group Chemical group C(N)(=O)N* 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 125000002485 formyl group Chemical group [H]C(*)=O 0.000 description 2
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229960003753 nitric oxide Drugs 0.000 description 2
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- PTMHPRAIXMAOOB-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid amide group Chemical group P(N)(O)(O)=O PTMHPRAIXMAOOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 125000000714 pyrimidinyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000475 sulfinyl group Chemical group [*:2]S([*:1])=O 0.000 description 2
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004149 thio group Chemical group *S* 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004955 1,4-cyclohexylene group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C1([H])[*:2] 0.000 description 1
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUXIEQKHXAYAHG-UHFFFAOYSA-N 1-phenylcyclohexane-1-carbonitrile Chemical class C=1C=CC=CC=1C1(C#N)CCCCC1 AUXIEQKHXAYAHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQTCQNIPQMJNTI-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpropan-1-one Chemical group CC(C)(C)[C]=O YQTCQNIPQMJNTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004974 2-butenyl group Chemical group C(C=CC)* 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NEAQRZUHTPSBBM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-3,3-dimethyl-7-nitro-4h-isoquinolin-1-one Chemical compound C1=C([N+]([O-])=O)C=C2C(=O)N(O)C(C)(C)CC2=C1 NEAQRZUHTPSBBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003504 2-oxazolinyl group Chemical group O1C(=NCC1)* 0.000 description 1
- WLNDDIWESXCXHM-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-1,4-dioxane Chemical class C1OCCOC1C1=CC=CC=C1 WLNDDIWESXCXHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXPDQFOKSZYEMJ-UHFFFAOYSA-N 2-phenylpyrimidine Chemical class C1=CC=CC=C1C1=NC=CC=N1 OXPDQFOKSZYEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001494 2-propynyl group Chemical group [H]C#CC([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000590 4-methylphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- QHHKLPCQTTWFSS-UHFFFAOYSA-N 5-[2-(1,3-dioxo-2-benzofuran-5-yl)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-yl]-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(C(C=2C=C3C(=O)OC(=O)C3=CC=2)(C(F)(F)F)C(F)(F)F)=C1 QHHKLPCQTTWFSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000738 acetamido group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)N([H])[*] 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- MHDLAWFYLQAULB-UHFFFAOYSA-N anilinophosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)NC1=CC=CC=C1 MHDLAWFYLQAULB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005427 anthranyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 125000005161 aryl oxy carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002785 azepinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005337 azoxy group Chemical group [N+]([O-])(=N*)* 0.000 description 1
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 125000000043 benzamido group Chemical group [H]N([*])C(=O)C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 150000001558 benzoic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000001164 benzothiazolyl group Chemical group S1C(=NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 125000003236 benzoyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C(*)=O 0.000 description 1
- 125000001231 benzoyloxy group Chemical group C(C1=CC=CC=C1)(=O)O* 0.000 description 1
- KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N benzyl chloride Chemical compound ClCC1=CC=CC=C1 KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLSMCQSGRWNEGX-UHFFFAOYSA-N bis(4-aminophenyl)methanone Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(N)C=C1 ZLSMCQSGRWNEGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000000609 carbazolyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3NC12)* 0.000 description 1
- VPKDCDLSJZCGKE-UHFFFAOYSA-N carbodiimide group Chemical group N=C=N VPKDCDLSJZCGKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 1
- 125000004802 cyanophenyl group Chemical group 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- NBAUUSKPFGFBQZ-UHFFFAOYSA-N diethylaminophosphonic acid Chemical compound CCN(CC)P(O)(O)=O NBAUUSKPFGFBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000003754 ethoxycarbonyl group Chemical group C(=O)(OCC)* 0.000 description 1
- 125000004705 ethylthio group Chemical group C(C)S* 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007765 extrusion coating Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002541 furyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M hexanoate Chemical compound CCCCCC([O-])=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 125000000717 hydrazino group Chemical group [H]N([*])N([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001841 imino group Chemical group [H]N=* 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical class CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001160 methoxycarbonyl group Chemical group [H]C([H])([H])OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000006626 methoxycarbonylamino group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002816 methylsulfanyl group Chemical group [H]C([H])([H])S[*] 0.000 description 1
- 125000004170 methylsulfonyl group Chemical group [H]C([H])([H])S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 1
- 150000004866 oxadiazoles Chemical class 0.000 description 1
- 125000004043 oxo group Chemical group O=* 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 125000001791 phenazinyl group Chemical class C1(=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C12)* 0.000 description 1
- OPYYWWIJPHKUDZ-UHFFFAOYSA-N phenyl cyclohexanecarboxylate Chemical class C1CCCCC1C(=O)OC1=CC=CC=C1 OPYYWWIJPHKUDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003356 phenylsulfanyl group Chemical group [*]SC1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000000016 photochemical curing Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 125000005936 piperidyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005554 pyridyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005030 pyridylthio group Chemical group N1=C(C=CC=C1)S* 0.000 description 1
- 125000005493 quinolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004053 quinones Chemical class 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000007151 ring opening polymerisation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 125000003011 styrenyl group Chemical class [H]\C(*)=C(/[H])C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000213 sulfino group Chemical group [H]OS(*)=O 0.000 description 1
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 1
- 125000006296 sulfonyl amino group Chemical group [H]N(*)S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000001544 thienyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 125000002088 tosyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1C([H])([H])[H])S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 125000000026 trimethylsilyl group Chemical group [H]C([H])([H])[Si]([*])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000001845 vibrational spectrum Methods 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
【解決手段】膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層1と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層2とを含む積層体。
【選択図】図1
Description
[1] 膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とを含むことを特徴とする積層体。
[2] 基板と、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とをこの順で含むことを特徴とする積層体。
[3] [1]または[2]に記載の積層体は、前記液晶層が、重合性液晶化合物の配向状態を固定してなる光学異方性層であることが好ましい。
[4] [1]〜[3]のいずれか一項に記載の積層体は、前記高ガス透過性層が、架橋ポリマーを含有することが好ましい。
[5] [4]に記載の積層体は、前記架橋ポリマーが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリジメチルシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリイミドおよびポリアリルアミンから選択される少なくとも1種のポリマーを構成する繰り返し単位を有することが好ましい。
[6] [1]〜[5]のいずれか一項に記載の積層体は、前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
[7] [1]〜[6]のいずれか一項に記載の積層体は、前記液晶層の平均粗さRaが1nm以下であることが好ましい。
[8] 基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程と、熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程と、前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程と、前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程と、含むことを特徴とする積層体の製造方法。
[9] [8]に記載の積層体の製造方法は、前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することが好ましい。
[10] [8]または[9]に記載の積層体の製造方法は、前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることが好ましい。
[11] [8]〜[10]のいずれか一項に記載の積層体の製造方法で製造されたことを特徴とする積層体。
[12] [1]〜[7]および[11]のいずれか一項に記載の積層体を含むことを特徴とするガス分離膜。
[13] [12]に記載のガス分離膜は、酸性ガスと非酸性ガスのガス混合物から少なくとも1種の酸性ガスを分離できることが好ましい。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
<構成>
本発明の積層体は、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とを含むことを特徴とする。また、本発明のガス分離膜は、本発明の積層体を含むことを特徴とする。
このような構成とすることで、ガス分離性能が高く、かつ、ガス透過流束が大きい高性能ガス分離膜として用いることができる。いかなる理論に拘泥するものでもないが、液晶層の膜厚を分子サイズのレベルに近い程度に制御することで、厚膜時とは異なる分子配列をすることにより、非常に緻密な液晶層が得られたものと考えられる。
図1にこのような構成の本発明の積層体の一例の断面概略図を示す。本発明の積層体4は、液晶層1と、高ガス透過性層2を有する。前記液晶層1と、高ガス透過性層2は、隣接していることが好ましい。
なお、本発明の積層体は、単独でガス分離膜として用いることができる。ただし、本発明のガス分離膜は、本発明の積層体であってもよく、あるいは、本発明の積層体に加えてその他のガス分離膜の一般的構成として公知な他の部材を含んでいてもよい。
図2にこのような構成の本発明の積層体の一例の断面概略図を示す。本発明の積層体4は、基板3と、液晶層1と、高ガス透過性層2をこの順で有する。前記基板3および前記液晶層1、ならびに、前記液晶層1および高ガス透過性層2は、それぞれ隣接していることが好ましい。
本発明の積層体およびガス分離膜は、酸性ガスと非酸性ガスのガス混合物から、少なくとも1種の酸性ガスを分離するためのガス分離膜であることが好ましい。
本発明の積層体は、前記酸性ガスと非酸性ガスの分離比(酸性ガスの透過流束/非酸性ガスの透過流束)が18以上であることが好ましく、20以上であることがより好ましく、22以上であることが特に好ましい。前記酸性ガスと非酸性ガスの分離比の上限値については特に制限はない。
本発明の積層体は、前記酸性ガスから選ばれる少なくとも1種の酸性ガスに対する透過流束が、40GPU以上であることが好ましく、50GPU以上であることがより好ましく、100GPU以上であることが特に好ましく、120GPU以上であることがより特に好ましい。前記酸性ガスの透過流束の上限値については特に制限はないが、例えば10000GPU以下とすることができ、5000GPU以下としてもよい。
なお、1GPU=1×10-6cm3(STP)/(s・cm2・cmHg)を表す。
(ガス混合物の分離方法)
本発明の積層体は、少なくとも1種の酸性ガスと少なくとも1種の非酸性ガスを含む混合ガスから少なくとも1種の酸性ガスを分離する方法であって、酸性ガスが二酸化炭素、硫化水素、硫化カルボニル、硫黄酸化物(SOx)、及び窒素酸化物(NOx)から選択される少なくとも1種であり、非酸性ガスが水素、メタン、窒素、及び一酸化炭素から選択される少なくとも1種であり、ガス分離膜として本発明の積層体を用いたガス混合物の分離方法に用いることができる。
本発明の積層体は、更にはこれを用いたガス分離膜モジュールとすることが好ましい。また、本発明の積層体又はガス分離膜モジュールを用いて、ガスを分離回収又は分離精製させるための手段を有する装置とすることができる。
本発明の積層体はモジュール化して好適に用いることができる。モジュールの例としては、スパイラル型、中空糸型、プリーツ型、管状型、プレート&フレーム型などが挙げられる。また本発明の積層体は、例えば、特開2007−297605号に記載のような吸収液と併用した膜・吸収ハイブリッド法としての気体分離回収装置に適用してもよい。
本発明の積層体を構成することができる各層について、以下説明する。
本発明の積層体は、基板を有していても有していなくてもよい。
前記基板としては特に制限はなく、ガス非透過性であっても、ガス透過性であってもよいが、ガス非透過性であることが好ましい。
さらに、前記基板は表面が平滑な非多孔質膜であることが、非多孔質膜上で、均一な超薄膜として前記液晶層を形成することができる観点から好ましい。
前記基板に用いられる材料としては特に制限はないが、高分子フィルムやガラスなどの固体であることが好ましい。さらに、高分子フィルムやガラスなどの固体上に、必要に応じて配向膜を形成してもよい。
前記基板として用いることができる高分子フィルムとしては、表面が平滑な非多孔質膜であることが好ましく、具体的には、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル;ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;ポリイミド、トリアセチルセルロース(TAC)、などを主成分とするフィルムを挙げることができ、その中でも本発明では、前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることが、特に表面が平滑な非多孔質膜を得られ、結果として前記液晶層の表面粗さRaを小さくできる観点から、好ましい。
本発明の積層体は、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層を有する。
前記液晶層は膜厚が0.5〜10nmであり、また、膜厚を分子サイズのレベル(数〜数十Å)程度に制御することで、厚膜時とは異なる分子配列をすることにより、さらなる高分離選択性を得ることができる。前記液晶層の膜厚は0.5〜8nmであることが好ましく、0.5〜6nmであることがより好ましい。酸性ガスの透過流束を分離比よりも優先するときは前記液晶層の膜厚は0.5〜5nmであることが特に好ましい。
本発明の積層体は、前記液晶層の平均粗さRaが1nm以下であることが好ましく、0.6nm以下であることがより好ましく、0.5nm以下であることが特に好ましい。
また、前記液晶層の材料としては特に制限はなく、公知の液晶化合物を用いることができる。本発明では、超薄層な前記液晶層が重合性液晶化合物の配向状態を固定してなる光学異方性層であることが、さらに均一な緻密層を形成することができる観点から好ましい。
前記液晶層に好ましく用いることができる重合性液晶化合物やその他の材料については、後述の本発明の積層体の製造方法において説明する。
本発明の積層体は、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を含む。前記高ガス透過性層のガス透過流速は、前記液晶層のガス透過流束の1.5倍以上であることがより好ましく、2倍以上であることがさらに好ましい。
前記高ガス透過性層は膜厚が0.1〜1000μmであることが好ましく、1〜200μmであることがより好ましく、1〜100μmであることが特に好ましい。
前記高ガス透過性層の材料としては特に制限はなく、公知の多孔質層などを用いることができる。公知の多孔質層としては、特開2011−161387号公報に記載のものを用いることができる。
本発明の積層体は、前記高ガス透過性層が、架橋ポリマーを含有することが好ましい。前記架橋ポリマーとしては特に限定されるものではないが、少なくとも1種のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリジメチルシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリイミドおよびポリアリルアミンから選択される少なくとも1種のポリマーを構成する繰り返し単位を有していることが好ましい。これにより安定した架橋膜を作製できる、という効果がある。
その中でも、前記架橋ポリマーが、ポリイミドを構成する繰り返し単位を有していることがより好ましい。前記ポリイミドとしては、(5,5’−2,2,2−トリフルオロ−1−(トリフルオロメチル)エチリデン−ビス−1,3−イソベンゾフランジオン(6FDA)タイプのポリイミドを好ましく用いることができ、特開平8−52332号公報、特開平6−269650号公報に記載のものをより好ましく用いることができる。
前記ポリイミドを構成する繰り返し単位を有している架橋ポリマーの重量平均分子量は、5000〜5000000であることが好ましく、8000〜3000000であることがより好ましく、10000〜2000000であることが特に好ましい。
前記一般式(3)中、ポリイミドを構成する繰り返し単位に対する1,3−フェニレンおよびその誘導体の繰り返し単位の共重合比の好ましい範囲は、10〜50モル%であることが好ましく、10〜30モル%であることがより好ましい。
前記一般式(3)中、ポリイミドを構成する繰り返し単位に対する5−カルボキシ−1,3−フェニレン繰り返し単位の共重合比Yの好ましい範囲は、50〜90モル%であることが好ましく、70〜90モル%であることがより好ましい。
ポリイミド以外の架橋ポリマーを用いてもよく、ポリイミド以外の架橋ポリマーとしてより好ましくは、少なくとも1種の下記一般式(I)で表される繰り返し単位と、下記一般式(II)又は一般式(III)で表される繰り返し単位とを含む共重合体(以下架橋ポリマー(A1)と称する場合がある)を含むことが好ましい。
一般式(I)はポリビニルアルコールの繰り返し単位を表す。
置換基群Z:
アルキル基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、Iso−プロピル、tert−ブチル、n−オクチル、n−デシル、n−ヘキサデシル)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数3〜10のシクロアルキル基であり、例えばシクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられる。)、アルケニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10のアルケニル基であり、例えばビニル、アリル、2−ブテニル、3−ペンテニルなどが挙げられる。)、アルキニル基(好ましくは炭素数2〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数2〜10のアルキニル基であり、例えばプロパルギル、3−ペンチニルなどが挙げられる。)、アリール基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリール基であり、例えばフェニル、p−メチルフェニル、ナフチル、アントラニルなどが挙げられる。)、アミノ基(好ましくは炭素数0〜30、より好ましくは炭素数0〜20、特に好ましくは炭素数0〜10のアミノ基であり、例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジベンジルアミノ、ジフェニルアミノ、ジトリルアミノなどが挙げられる。)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10のアルコキシ基であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、2−エチルヘキシロキシなどが挙げられる。)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12のアリールオキシ基であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシなどが挙げられる。)、ヘテロ環オキシ基(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12のヘテロ環オキシ基であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、キノリルオキシなどが挙げられる。)、
架橋ポリマー(A2)は、−W2−Raにより一般式(IV)の繰り返し単位同士又は一般式(V)の繰り返し単位同士が連結されることで架橋構造を有する。
一般式(IV)について詳しく説明する。
W2は、単結合、アルキレン基又はアルキレンオキシ基が好ましく、単結合であることが好ましい。
複数存在するJ2、W2、R4及びRaは同一でも異なっていてもよい。
前記一般式(VII)〜(IX)で表される繰り返し単位が主鎖である場合、架橋ポリマー中の重量比として全体の30〜99%を占めていることが好ましく、より好ましくは40〜99%であり、更に好ましくは50〜99%を占めている場合である。主鎖部位の分子量は、分子鎖の絡み合いによる製膜性を付与する観点である程度の高分子量体であることが望ましく、好ましくは500〜1,000,000であり、より好ましくは500〜500,000であり、更に好ましくは1,000〜300,000である。
前記一般式(IV)で表される繰り返し単位が下記一般式(X)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
架橋ポリマー(A1)における一般式(II)又は一般式(III)で表される繰り返し単位の含有量は、架橋ポリマー(A1)を構成する全繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
一般式(II)又は一般式(III)で表される繰り返し単位は、一般式(I)で表される繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
架橋ポリマー(A2)における一般式(V)で表される繰り返し単位の含有量は、架橋ポリマー(A2)を構成する全繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
一般式(IV)で表される繰り返し単位は、一般式(V)で表される繰り返し単位に対して、好ましくは10〜90モル%、より好ましくは20〜80モル%、特に好ましくは25〜70モル%である。
同様にして、架橋ポリマーの分散度は、全体としては特に規定できるものではないが、主鎖又は側鎖としては、1〜5であることが好ましく、1〜3であることがより好ましく、1〜2であることが更に好ましい。この範囲であれば、より優れた製膜性、機械強度を達成することが可能となる。
架橋ポリマーの含有量は、分離活性膜を形成する組成物中の全固形分を基準として、0.1〜90質量%であることが好ましく、1〜70質量%であることがより好ましく、5〜50質量%であることが更に好ましい。
架橋ポリマーは、他のモノマーとの共重合体であってもよい。用いられる他のモノマーとしては、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、ビニルエステル類、スチレン類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸イミド等の公知のモノマーも挙げられる。このようなモノマー類を共重合させることで、製膜性、膜強度、親水性、疎水性、溶解性、反応性、安定性等の諸物性を改善することができる。
モノマーの合成法としては、例えば丸善株式会社 日本化学会編の「第5版 実験科学講座16 有機化合物の合成(IV)」におけるエステル合成の項目や「第5版 実験科学講座26 高分子化学」におけるモノマーの取り扱い、精製の項目などを参考とすることができる。
本発明の積層体の製造方法は、基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程と、熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程と、前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程と、前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程と、含むことを特徴とする。
さらに、本発明の積層体の製造方法は、前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することが、ガス分離膜として用いられる前記液晶層と前記高ガス透過性層の積層体を得る観点から好ましい。
本発明の積層体は、高分子フィルムやガラスなどの基板上に、必要に応じて配向膜を形成し、その表面に後述の(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含有した液晶性組成物塗布液を塗布、乾燥、配向させ固定化して液晶層を形成し、さらにその表面に後述の溶媒を含有した架橋ポリマーを含有したポリマー塗布液を塗布、乾燥させて高ガス透過性層を形成することがより好ましい。
本発明の積層体の製造方法の詳細について以下に述べる。
本発明の積層体の製造方法は、基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程を含む。
前記基板としては、本発明の積層体の説明で挙げたものを用いることができる。その中でも、表面が平滑な非多孔質膜である基板上に超薄膜の緻密層である液晶層を形成し、その上層に支持機能を果たす多孔質層を設けることが、多孔質膜状に液晶層を形成するよりも、非多孔質膜上に超薄膜である液晶層を形成する方が均一な超薄膜が得られるやすくなる観点から、好ましい。
本発明の積層体の製造方法は、前記基板が、ポリエチレンテレフタレートフィルムであることがより好ましい。
本発明の積層体の製造方法は、熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程を含む。
さらに本発明の積層体の製造方法は、前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程を含む。
前記液晶層の作製方法における配向工程および照射工程の詳細を記述する。
液晶層の液晶相を「固定化」したという状態は、液晶層に含まれる液晶化合物の配向が保持された状態が最も典型的、且つ好ましい態様ではあるが、それだけには限定されず、具体的には、通常0℃〜50℃、より過酷な条件下では−30℃〜70℃の温度範囲において、該光学異方性膜に流動性が無く、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることなく、固定化された配向形態を安定に保ち続けることができる状態を指すものである。
液晶化合物としては、棒状液晶化合物、円盤状液晶化合物などがある。
(一般式(1)中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に重合性基であり、L1およびL4はそれぞれ独立に二価の連結基であり、L2およびL3はそれぞれ独立に単結合または二価の連結基であり、Cy1、Cy2およびCy3は二価の環状基であり、nは0、1、2または3である。)
一般式(1)中、Q1およびQ2はそれぞれ独立に重合性基である。重合性基の重合反応は、付加重合(開環重合を含む)または縮合重合であることが好ましい。言い換えると、重合性基は、付加重合反応または縮合重合反応が可能な官能基であることが好ましい。以下に重合性基の例を示す。
L−2:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−
L−3:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−
L−4:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−
L−5:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−CO−O−
L−6:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−O−CO−
L−7:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−8:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−9:−CO−O−二価の鎖状基−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
L−10:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−
L−11:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−CO−O−
L−12:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−O−CO−
L−13:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−14:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−15:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
L−16:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−
L−17:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−CO−O−
L−18:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−O−CO−
L−19:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−
L−20:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−CO−O−
L−21:−CO−O−二価の鎖状基−O−CO−O−二価の環状基−二価の鎖状基−O−CO−
アルキレン基は、分岐を有していてもよい。アルキレン基の炭素数は1乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
アルケニレン基は、分岐を有していてもよい。アルケニレン基の炭素数は2乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
置換アルキレン基のアルキレン部分は、上記アルキレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
アルキニレン基は、分岐を有していてもよい。アルキニレン基の炭素数は2乃至12であることが好ましく、2乃至10であることがさらに好ましく、2乃至8であることがもっとも好ましい。
置換アルキニレン基のアルキニレン部分は、上記アルキニレン基と同様である。置換基の例としてはハロゲン原子が含まれる。
二価の鎖状基の具体例としては、エチレン、トリメチレン、プロピレン、テトラメチレン、2−メチル−テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、オクタメチレン、2−ブテニレン、2−ブチニレンなどが上げられる。
L2またはL3として好ましい二価の連結基としては、−COO−、−OCO−、−OCOO−、−OCONR−、−COS−、−SCO−、−CONR−、−NRCO−、−CH2CH2−、−C=C−COO−、−C=N−、−C=N−N=C−、等が挙げられる。
環状基に含まれる環は、5員環、6員環、または7員環であることが好ましく、5員環または6員環であることがさらに好ましく、6員環であることがもっとも好ましい。
環状基に含まれる環は、縮合環であっても良い。ただし、縮合環よりも単環であることがより好ましい。
環状基に含まれる環は、芳香族環、脂肪族環、および複素環のいずれでもよい。芳香族環の例には、ベンゼン環およびナフタレン環が含まれる。脂肪族環の例には、シクロヘキサン環が含まれる。複素環の例には、ピリジン環およびピリミジン環が含まれる。
ベンゼン環を有する環状基としては、1、4−フェニレンが好ましい。ナフタレン環を有する環状基としては、ナフタレン−1、5−ジイルおよびナフタレン−2、6−ジイルが好ましい。シクロヘキサン環を有する環状基としては1、4−シクロへキシレンであることが好ましい。ピリジン環を有する環状基としてはピリジン−2、5−ジイルが好ましい。ピリミジン環を有する環状基としては、ピリミジン−2、5−ジイルが好ましい。
環状基は、置換基を有していてもよい。置換基の例には、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、炭素原子数が1乃至5のアルキル基、炭素原子数が1乃至5のハロゲン置換アルキル基、炭素原子数が1乃至5のアルコキシ基、炭素原子数が1乃至5のアルキルチオ基、炭素原子数が2乃至6のアシルオキシ基、炭素原子数が2乃至6のアルコキシカルホ゛ニル基、カルバモイル基、炭素原子数が2乃至6のアルキル置換カルバモイル基および炭素原子数が2乃至6のアシルアミノ基が含まれる。
M1−(L1)p−Cy1−L2−(Cy2−L3)n−Cy3−(L4)q−M2
(一般式(2)中、M1およびM2はそれぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、ヘテロ環基、シアノ基、ハロゲン、−SCN、−CF3、ニトロ基、または、Q1を表すが、M1およびM2の少なくとも一つは、Q1以外の基を表す。
ただし、Q1、L1、L2、L3、L4、Cy1、Cy2、Cy3およびnは前記一般式(1)で表される基と同義である。また、pおよびqは0、または1である。)
D(−L−P)n
(一般式中、Dは円盤状コアであり、Lは二価の連結基であり、Pは重合性基であり、nは4〜12の整数である。)
前記式(II)中の円盤状コア(D)、二価の連結基(L)および重合性基(P)の好ましい具体例は、それぞれ、特開2001−4837号公報に記載の(D1)〜(D15)、(L1)〜(L25)、(P1)〜(P18)であり、同公報に記載の内容を好ましく用いることができる。
前記重合性液晶組成物は、硬化性組成物であるのが好ましく、そのためには、光重合開始剤を含有しているのが好ましい。重合反応には、熱重合開始剤を用いる熱重合反応と光重合開始剤を用いる光重合反応と電子線照射による重合反応が含まれるが、熱により支持体等が変形、変質するのを防ぐためにも、光重合反応と電子線照射による重合反応が好ましい。
本発明の積層体の製造方法では、前記重合性液晶組成物の溶媒としては、(C)有機溶媒が用いられる。前記有機溶媒としては特に制限はなく、公知の溶剤を用いることができる。例えば、ケトン類(アセトン、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなど)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、脂肪族炭化水素類(ヘキサンなど)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサンなど)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン、トリメチルベンゼンなど)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、クロロトルエンなど)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど)、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノールなど)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブなど)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシドなど)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど)などが例示できる。
本発明の積層体の製造方法では、前記重合性液晶組成物中に1種又は2種以上の有機溶媒を用いることができ、2種以上の有機溶媒を用いることが好ましい。
前記液晶性組成物中に、含フッ素アクリレートもしくは下記一般式(X1)〜(X3)で表される化合物の少なくとも一種を含有させることで、空気界面において液晶性化合物の分子のチルト角を低減若しくは実質的に水平配向させることができる。尚、本明細書で「水平配向」とは、液晶分子長軸と膜面が平行であることをいうが、厳密に平行であることを要求するものではなく、本明細書では、水平面とのなす傾斜角が20度未満の配向を意味するものとする。液晶性化合物が空気界面付近で水平配向する場合、配向欠陥が出にくいため可視光領域での透明性が高くなり、また赤外領域での反射率が増大する。一方、液晶性化合物のチルト角が大きい場合には、コレステリックの螺旋軸が膜面法線からずれるため、反射率が低下したり、フィンガープリントパターンが発生しヘイズの増大や回折性を示すため好ましくない。
以下、下記一般式(X1)〜(X3)について、順に説明する。
X1、X2及びX3で各々表される二価の連結基は、アルキレン基、アルケニレン基、二価の芳香族基、二価のヘテロ環残基、−CO−、―NRa−(Raは炭素原子数が1〜5のアルキル基又は水素原子)、−O−、−S−、−SO−、−SO2−及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる二価の連結基であることが好ましい。二価の連結基は、アルキレン基、フェニレン基、−CO−、−NRa−、−O−、−S−及び−SO2−からなる群より選ばれる二価の連結基又は該群より選ばれる基を少なくとも二つ組み合わせた二価の連結基であることがより好ましい。アルキレン基の炭素原子数は、1〜12であることが好ましい。アルケニレン基の炭素原子数は、2〜12であることが好ましい。二価の芳香族基の炭素原子数は、6〜10であることが好ましい。
一般式(X2)中、Rとして好ましい置換基は、R1、R2及びR3で表される置換基の好ましい範囲として挙げてものと同じである。
mは、好ましくは1〜3の整数を表し、特に好ましくは2又は3である。
本発明の積層体の製造方法は、前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程を含む。
前記高ガス透過性層を前記液晶層の上に積層する方法としては特に制限はなく、例えば塗布により積層することができる。
前記高ガス透過性層を形成する方法としては、前記架橋性ポリマーを有する架橋性ポリマー含有組成物を前記液晶層の上に塗布することが好ましい。前記架橋性ポリマー含有組成物の前記液晶層への塗布方法としては、前記重合性液晶組成物の塗布方法として挙げた方法を挙げることができる。
前記架橋性ポリマー含有組成物の溶媒としては、有機溶媒が用いられる。前記有機溶媒としては特に制限はなく、前記重合性液晶組成物の有機溶媒として挙げた有機溶媒を挙げることができる。その他、特開2011−161387号公報に記載の溶媒を用いることができる。
前記架橋性ポリマー含有組成物には、その他の添加剤を添加してもよく、添加剤としては、特開2011−161387号公報などに記載のものを用いることができる。
本発明の積層体の製造方法は、前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することが好ましい。この工程により、前記基板を含まず、前記液晶層と前記高ガス透過性層を含み、かつ、ガス分離膜として好適に用いられる本発明の積層体を容易に製造することができる。
前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離する方法としては、特に制限はなく、例えば、粘着テープを用いて剥離することができる。
<液晶層形成>
下記表1および2に示す塗布液(A)、(B)の処方に調製した塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の乾膜の厚みが1〜4000nmになるように、富士フイルム製PET(膜厚75μm)、またはPET不織布上にPDMSエマルジョン(45%(w/v)、Toray Dow Corning Silicone製)を塗布し、16時間乾燥させた多孔質PDMSフィルム(膜厚150μm)上に、室温にて塗布した。
室温にて30秒間乾燥させた後、125℃の雰囲気で2分間加熱し、その後95℃でフュージョン製Dバルブ(ランプ90mW/cm)にて出力60%で6〜12秒間UV照射し、液晶層を作製した。
上記にて得られた液晶層のRaは同じくFE3000(大塚電子)で測定した結果より算出した。
得られた各実施例および比較例の積層体作製用の液晶層の膜厚およびRaの測定結果を、下記表4に記載した。
下記表3に示す塗布液(C)の処方に調製した塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の乾膜の厚みが1.3〜1.6μmになるように、上記で作製した液晶層上に、室温にて塗布した(比較例3の多孔質PDMS下地は除く)。
室温にて30秒間乾燥させた後、70℃の雰囲気で120分間加熱し、高ガス透過性層を作製した。
上記液晶層、高ガス透過性層の積層体を下地として用いた基材から、粘着テープを用いて剥離し(比較例3の多孔質PDMS下地は液晶層を下地から剥離せず)た。このようにして、液晶層および高ガス透過性層が積層された各実施例および比較例の積層体を作製した(ただし、比較例3の多孔質PDMS下地は高ガス透過性層なし)。
(ガス透過性能の測定および計算)
上記にて得られた各実施例および比較例の積層体について、GTR−11A(GTRテック製)を用いて、圧力200kPa、温度40℃の条件でCO2の透過係数と、CH4の透過係数を測定した。
CO2透過流束と、CH4の透過流束は透過係数を膜厚で割って計算した。
分離比は、CO2の透過流束をCH4の透過流束で割って計算した。
また、参考例4〜10に下記の式1により、実施例1の液晶層のみの透過流束を算出し、記載した。
得られた結果を下記表4に記載した。
一方、液晶層の膜厚を本発明で規定する上限値を超える範囲とした比較例1および2の積層体は、CO2とCH4の分離比が悪いことがわかった。
また、高ガス透過性層を積層しなかった比較例3の積層体は、膜になっていない部分があり、ガス透過性能やガス分離比は測定不能であった。
2 高ガス透過性層
3 基板
4 積層体
Claims (13)
- 膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とを含むことを特徴とする積層体。
- 基板と、膜厚が0.5nm〜10nmである液晶層と、同じ種類のガスで比較したとき該液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層とをこの順で含むことを特徴とする積層体。
- 前記液晶層が、重合性液晶化合物の配向状態を固定してなる光学異方性層であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層体。
- 前記高ガス透過性層が、架橋ポリマーを含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記架橋ポリマーが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリジメチルシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリイミドおよびポリアリルアミンから選択される少なくとも1種のポリマーを構成する繰り返し単位を有することを特徴とする請求項4に記載の積層体。
- 前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の積層体。
- 前記液晶層の平均粗さRaが1nm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層体。
- 基板上に、(A)重合性液晶化合物、(B)光重合開始剤および(C)有機溶媒を含む重合性液晶組成物を基板に0.5〜10nmの膜厚で塗布する塗布工程と、
熱を加えて前記重合性液晶化合物を配向させる配向工程と、
前記重合性液晶組成物に活性放射線を照射して液晶相を固定して液晶層を得る照射工程と、
前記液晶層の上に、同じ種類のガスで比較したとき前記液晶層に対してガス透過流束が1.0倍以上である高ガス透過性層を積層する工程と、
を含むことを特徴とする積層体の製造方法。 - 前記基板と、前記液晶層と、前記高ガス透過性層とをこの順で含む積層体から、前記基板を剥離することを特徴とする請求項8に記載の積層体の製造方法。
- 前記基板がポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする請求項8または9に記載の積層体の製造方法。
- 請求項8〜10のいずれか一項に記載の積層体の製造方法で製造されたことを特徴とする積層体。
- 請求項1〜7および11のいずれか一項に記載の積層体を含むことを特徴とするガス分離膜。
- 酸性ガスと非酸性ガスのガス混合物から少なくとも1種の酸性ガスを分離できることを特徴とする請求項12に記載のガス分離膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012286593A JP5934640B2 (ja) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 積層体およびその製造方法ならびにガス分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012286593A JP5934640B2 (ja) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 積層体およびその製造方法ならびにガス分離膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014128887A true JP2014128887A (ja) | 2014-07-10 |
JP5934640B2 JP5934640B2 (ja) | 2016-06-15 |
Family
ID=51407754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012286593A Active JP5934640B2 (ja) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 積層体およびその製造方法ならびにガス分離膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5934640B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017086203A1 (ja) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Dic株式会社 | 重合体を用いた透過膜及びその積層体 |
JP2017148811A (ja) * | 2017-06-01 | 2017-08-31 | 住友化学株式会社 | ガス分離膜の製造方法 |
WO2017175695A1 (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 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 |
WO2022154027A1 (ja) | 2021-01-18 | 2022-07-21 | オリエンタルモーター株式会社 | モータ制御装置およびそれを備えた駆動システム |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62163710A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-20 | ザ スタンダ−ド オイル カンパニ− | ポリマ−/液晶複合半透膜および該膜を使用する方法 |
JPH0873572A (ja) * | 1994-08-27 | 1996-03-19 | Samsung Display Devices Co Ltd | 伝導性側鎖型液晶化合物およびこれを使用した配向膜 |
US6517606B2 (en) * | 1999-12-20 | 2003-02-11 | Korea Institute Of Science And Technology | Morphologically controlled thermotropic liquid crystalline polymer blended high selective gas separation membranes |
JP2011161387A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Fujifilm Corp | ガス分離膜その製造方法、それらを用いたガス混合物の分離方法、ガス分離膜モジュール、気体分離装置 |
-
2012
- 2012-12-28 JP JP2012286593A patent/JP5934640B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62163710A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-20 | ザ スタンダ−ド オイル カンパニ− | ポリマ−/液晶複合半透膜および該膜を使用する方法 |
JPH0873572A (ja) * | 1994-08-27 | 1996-03-19 | Samsung Display Devices Co Ltd | 伝導性側鎖型液晶化合物およびこれを使用した配向膜 |
US6517606B2 (en) * | 1999-12-20 | 2003-02-11 | Korea Institute Of Science And Technology | Morphologically controlled thermotropic liquid crystalline polymer blended high selective gas separation membranes |
JP2011161387A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | Fujifilm Corp | ガス分離膜その製造方法、それらを用いたガス混合物の分離方法、ガス分離膜モジュール、気体分離装置 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017086203A1 (ja) * | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Dic株式会社 | 重合体を用いた透過膜及びその積層体 |
JPWO2017086203A1 (ja) * | 2015-11-20 | 2018-03-29 | Dic株式会社 | 重合体を用いた透過膜及びその積層体 |
TWI708634B (zh) * | 2015-11-20 | 2020-11-01 | 日商迪愛生股份有限公司 | 使用聚合物之透過膜及其積層體 |
WO2017175695A1 (ja) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | 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 |
JP2017148811A (ja) * | 2017-06-01 | 2017-08-31 | 住友化学株式会社 | ガス分離膜の製造方法 |
WO2022154027A1 (ja) | 2021-01-18 | 2022-07-21 | オリエンタルモーター株式会社 | モータ制御装置およびそれを備えた駆動システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5934640B2 (ja) | 2016-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102477376B1 (ko) | 조성물 및 광학 필름 그리고 조성물 및 광학 필름의 제조 방법 | |
JP5934640B2 (ja) | 積層体およびその製造方法ならびにガス分離膜 | |
JP5774518B2 (ja) | 化合物、ヘイズ低下剤、液晶組成物、高分子材料およびフィルム | |
JP5797132B2 (ja) | 化合物、液晶組成物、高分子材料およびフィルム | |
JP6423002B2 (ja) | 重合体、組成物、光学フィルム、および液晶表示装置 | |
KR20100116122A (ko) | 화합물 | |
JP5804991B2 (ja) | 光反射フィルム、自動車用フロントガラス、建材用ガラス | |
WO2011162291A1 (ja) | 重合性組成物、高分子、及びフィルム | |
JP3802544B2 (ja) | 位相差板、及び新規ポリマー、及び光学フィルム、及び画像表示装置 | |
JP4335620B2 (ja) | 光学異方性層、位相差板、円偏光板および画像表示装置 | |
JP6751321B2 (ja) | 光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置 | |
JP2012184168A (ja) | 化合物、重合性組成物、高分子材料、及びフィルム | |
JPH09157652A (ja) | 架橋型液晶ポリマー及びその配向フィルム | |
JP5852469B2 (ja) | 化合物、液晶組成物、高分子材料およびフィルム | |
JP5813295B2 (ja) | 重合性組成物、高分子、及びフィルム | |
JP4636600B2 (ja) | 複屈折性フィルム、積層位相差板、光学フィルム、及び画像表示装置 | |
KR102300962B1 (ko) | 광학 이방층 형성용 조성물 | |
JP5889031B2 (ja) | 重合性液晶組成物、高分子材料とその製造方法及びフィルム | |
JP5721484B2 (ja) | 重合性液晶組成物、それを用いた高分子材料および光学異方性フィルム、並びに重合性液晶化合物 | |
JP4678912B2 (ja) | 高分子液晶 | |
US20230130894A1 (en) | Compound, liquid crystal composition, cured substance, and film | |
JP5750069B2 (ja) | 液晶配向促進剤、液晶組成物、高分子材料およびフィルム | |
JP5411771B2 (ja) | 化合物、重合性組成物、高分子、及びフィルム | |
CN103443087A (zh) | 聚合性化合物、聚合性液晶组合物、高分子化合物和薄膜 | |
WO2023112722A1 (ja) | 化合物、重合性組成物、光学異方性膜、光学フィルム、偏光板および画像表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150513 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160331 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160419 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5934640 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |