JPH0253088B2 - - Google Patents
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- JPH0253088B2 JPH0253088B2 JP61263040A JP26304086A JPH0253088B2 JP H0253088 B2 JPH0253088 B2 JP H0253088B2 JP 61263040 A JP61263040 A JP 61263040A JP 26304086 A JP26304086 A JP 26304086A JP H0253088 B2 JPH0253088 B2 JP H0253088B2
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- separation membrane
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B01D71/40—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. salts, amides, imides, nitriles, anhydrides, esters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、酸素富化空気製造用気体分離膜に関
する。 〔従来の技術〕 従来、酸素富化空気製造用気体分離膜の高分子
材料として、シリコーン、ポリアセチレン、ポリ
フルオロアルキルメタクリレート等が知られてい
る。しかし、シリコーン、ポリアセチレン等から
なる気体分離膜は、酸素透過係数は大きいが、酸
素と窒素の透過係数の比である分離係数が小さ
く、酸素濃度が高々30容量%程度のものしかでき
ない。ポリフルオロアルキルメタクリレート等か
らなる気体分離膜は、分離係数は大きく40容量%
以上の酸素富化空気を得ることができるが、酸素
透過係数は小さく、これから大量の酸素富化空気
を製造することは困難である。 〔発明の目的〕 本発明者らは、酸素濃度の高い酸素富化空気を
大量に製造することができる気体分離膜を求めて
鋭意研究した結果、特定の単量体を必須成分とす
る重合体がこれの材料に適していることを見出
し、本発明に達したものである。 本発明の目的は、酸素濃度の高い酸素富化空気
を大量に製造することができる気体分離膜を提供
することである。 〔発明の構成〕 本発明は、式: (式中、Xは塩素またはフツ素、Yは水素または
メチル基、mは0または1〜5の整数を示す。)
で表わされる単量体50〜100重量%および他のエ
チレン性不飽和単量体0〜50重量%より構成され
る重合体からなる気体分離膜である。 本発明において、重合体の分子量は、ゲルパー
ミエーシヨン法で測定して、1万〜500万の分布
を有する。 前記他のエチレン性不飽和単量体としては、例
えば、式(1)で表わされる単量体以外のα−フルオ
ロアクリル酸アルキル、α−フルオロアクリル酸
フルオロアルキル、メタクリル酸アルキル、メタ
クリル酸フルオロアルキル、スチレン、アクリロ
ニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸アルキル、ア
クリル酸フルオロアルキル等を挙げることができ
る。なお、通常前記アルキル基およびフルオロア
ルキル基の炭素数は1〜20で、炭素鎖中にオキシ
基を含んでいてもよい。 本発明において、単量体の重合方法は、公知の
溶液、塊状、懸濁重合法等を適用することができ
る(例えば、特開昭61−111309号公報参照)。通
常は、単量体100重量部、0.01〜5重量部の重合
開始剤(ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、ターシヤリブチルパーオキサイド
等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル
等のアゾ系化合物等)および0〜10重量部の連鎖
移動剤(ラウリルメルカプタン等)ならびに過剰
量の溶媒(酢酸エチル、クロロホルム、メチルエ
チルケトン等)を使用し、0〜150℃で行う。 前記重合で得られた重合体は、通常薄膜を調製
する方法、例えばバーコーター法、スピンコータ
ー法、ラングミユアー法、デイツプ法等によりガ
ラス、金属等の平滑板上、あるいはポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン
等のフイルム状または中空繊維状多孔体等の多孔
質支持体上に塗布して調製することができる。通
常金属等の平滑板上に塗布したものは、適当な支
持体上に固定して、多孔質支持体上に塗布したも
のは、その支持体ごと使用する。膜厚は、通常
0.1〜200μmである。 本発明の気体分離膜の酸素透過係数(KO2)
は、10×10-10cm3・cm/cm2・sec・cmHg以上、酸
素透過係数と窒素透過係数の比である分離係数
(α)は、3.5以上である。 本発明の気体分離膜の材料である重合体は、酸
素富化空気製造の他、その酸素透過性を利用し、
コンタクトレンズ、電池用セパレーター等にも利
用することができる。 〔実施例〕 実施例 1 式:CH2=CFCOOC(CH3)3で表わされる単量
体100重量部、酢酸エチル150重量部およびアゾビ
スイソブチロニトリル1重量部をガラス製アンプ
ルに入れ、凍結脱気・窒素置換を三回繰り返した
後、50℃の恒温槽に15時間置き重合を行つた。 得られた重合体を減圧下150℃で乾燥し、トル
エンで5重量%溶液にした。溶液をガラスシヤー
レに入れ、トルエンを蒸発させ、気体分離膜試料
を調製した。 この試料について、酸素透過係数(KO2)と窒
素透過係数(KN2)をASTM 1434 V法に準じ
下記条件で測定し、酸素と窒素の分離係数(α=
KO2/KN2)を求めた。試料の膜厚、KO2、
KN2およびαを表に示す。 透過係数測定条件 (1) 使用気体:窒素79容量%および酸素21容量%
の標準混合ガス (2) 試験圧力:一次圧4Kg/cm2、二次圧1Kg/cm2
(いずれも絶対圧) (3) 気体透過量:4c.c. (4) 試験時間:上記気体透過に要した時間(秒) (5) 気体分離膜試料の膜厚:重合体重量を重合体
面積と重合体比重で除した値 実施例2〜3および比較例1〜2 単量体として下に示すものを実施例1の単量体
にかえて使用した他は、実施例1と同じ手順で重
合と製膜を行つた。試料の膜厚、KO2、KN2お
よびαを表に示す。 実施例2:CH2=CFCOOCH2C(CH3)3 実施例3:CH2=CFCOOCH(CH3)2 比較例1:CH2=C(CH3)COOCH2C(CH3)3 比較例2:CH2=CFCOOCH2CH(CH3)(C4H9)
する。 〔従来の技術〕 従来、酸素富化空気製造用気体分離膜の高分子
材料として、シリコーン、ポリアセチレン、ポリ
フルオロアルキルメタクリレート等が知られてい
る。しかし、シリコーン、ポリアセチレン等から
なる気体分離膜は、酸素透過係数は大きいが、酸
素と窒素の透過係数の比である分離係数が小さ
く、酸素濃度が高々30容量%程度のものしかでき
ない。ポリフルオロアルキルメタクリレート等か
らなる気体分離膜は、分離係数は大きく40容量%
以上の酸素富化空気を得ることができるが、酸素
透過係数は小さく、これから大量の酸素富化空気
を製造することは困難である。 〔発明の目的〕 本発明者らは、酸素濃度の高い酸素富化空気を
大量に製造することができる気体分離膜を求めて
鋭意研究した結果、特定の単量体を必須成分とす
る重合体がこれの材料に適していることを見出
し、本発明に達したものである。 本発明の目的は、酸素濃度の高い酸素富化空気
を大量に製造することができる気体分離膜を提供
することである。 〔発明の構成〕 本発明は、式: (式中、Xは塩素またはフツ素、Yは水素または
メチル基、mは0または1〜5の整数を示す。)
で表わされる単量体50〜100重量%および他のエ
チレン性不飽和単量体0〜50重量%より構成され
る重合体からなる気体分離膜である。 本発明において、重合体の分子量は、ゲルパー
ミエーシヨン法で測定して、1万〜500万の分布
を有する。 前記他のエチレン性不飽和単量体としては、例
えば、式(1)で表わされる単量体以外のα−フルオ
ロアクリル酸アルキル、α−フルオロアクリル酸
フルオロアルキル、メタクリル酸アルキル、メタ
クリル酸フルオロアルキル、スチレン、アクリロ
ニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸アルキル、ア
クリル酸フルオロアルキル等を挙げることができ
る。なお、通常前記アルキル基およびフルオロア
ルキル基の炭素数は1〜20で、炭素鎖中にオキシ
基を含んでいてもよい。 本発明において、単量体の重合方法は、公知の
溶液、塊状、懸濁重合法等を適用することができ
る(例えば、特開昭61−111309号公報参照)。通
常は、単量体100重量部、0.01〜5重量部の重合
開始剤(ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、ターシヤリブチルパーオキサイド
等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル
等のアゾ系化合物等)および0〜10重量部の連鎖
移動剤(ラウリルメルカプタン等)ならびに過剰
量の溶媒(酢酸エチル、クロロホルム、メチルエ
チルケトン等)を使用し、0〜150℃で行う。 前記重合で得られた重合体は、通常薄膜を調製
する方法、例えばバーコーター法、スピンコータ
ー法、ラングミユアー法、デイツプ法等によりガ
ラス、金属等の平滑板上、あるいはポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン
等のフイルム状または中空繊維状多孔体等の多孔
質支持体上に塗布して調製することができる。通
常金属等の平滑板上に塗布したものは、適当な支
持体上に固定して、多孔質支持体上に塗布したも
のは、その支持体ごと使用する。膜厚は、通常
0.1〜200μmである。 本発明の気体分離膜の酸素透過係数(KO2)
は、10×10-10cm3・cm/cm2・sec・cmHg以上、酸
素透過係数と窒素透過係数の比である分離係数
(α)は、3.5以上である。 本発明の気体分離膜の材料である重合体は、酸
素富化空気製造の他、その酸素透過性を利用し、
コンタクトレンズ、電池用セパレーター等にも利
用することができる。 〔実施例〕 実施例 1 式:CH2=CFCOOC(CH3)3で表わされる単量
体100重量部、酢酸エチル150重量部およびアゾビ
スイソブチロニトリル1重量部をガラス製アンプ
ルに入れ、凍結脱気・窒素置換を三回繰り返した
後、50℃の恒温槽に15時間置き重合を行つた。 得られた重合体を減圧下150℃で乾燥し、トル
エンで5重量%溶液にした。溶液をガラスシヤー
レに入れ、トルエンを蒸発させ、気体分離膜試料
を調製した。 この試料について、酸素透過係数(KO2)と窒
素透過係数(KN2)をASTM 1434 V法に準じ
下記条件で測定し、酸素と窒素の分離係数(α=
KO2/KN2)を求めた。試料の膜厚、KO2、
KN2およびαを表に示す。 透過係数測定条件 (1) 使用気体:窒素79容量%および酸素21容量%
の標準混合ガス (2) 試験圧力:一次圧4Kg/cm2、二次圧1Kg/cm2
(いずれも絶対圧) (3) 気体透過量:4c.c. (4) 試験時間:上記気体透過に要した時間(秒) (5) 気体分離膜試料の膜厚:重合体重量を重合体
面積と重合体比重で除した値 実施例2〜3および比較例1〜2 単量体として下に示すものを実施例1の単量体
にかえて使用した他は、実施例1と同じ手順で重
合と製膜を行つた。試料の膜厚、KO2、KN2お
よびαを表に示す。 実施例2:CH2=CFCOOCH2C(CH3)3 実施例3:CH2=CFCOOCH(CH3)2 比較例1:CH2=C(CH3)COOCH2C(CH3)3 比較例2:CH2=CFCOOCH2CH(CH3)(C4H9)
従来の酸素富化空気製造用気体分離膜は、酸素
濃度の高い酸素富化空気(40容量%)を少量しか
製造できないもの、あるいは大量に製造できても
酸素濃度が低い酸素富化空気(〜30容量%)しか
得ることができないものであつたが、本発明の気
体分離膜は、酸素濃度の高い酸素富化空気(40容
量%程度)を大量に製造することができ、特に医
療用等に好適である。
濃度の高い酸素富化空気(40容量%)を少量しか
製造できないもの、あるいは大量に製造できても
酸素濃度が低い酸素富化空気(〜30容量%)しか
得ることができないものであつたが、本発明の気
体分離膜は、酸素濃度の高い酸素富化空気(40容
量%程度)を大量に製造することができ、特に医
療用等に好適である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 式: (式中、Xは塩素またはフツ素、Yは水素または
メチル基、mは0または1〜5の整数を示す。) で表わされる単量体50〜100重量%および他のエ
チレン性不飽和単量体0〜50重量%より構成され
る重合体からなる気体分離膜。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61263040A JPS63116725A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 気体分離膜 |
US07/113,206 US4832712A (en) | 1986-11-05 | 1987-10-27 | Gas separating membrane |
DE8787115993T DE3781369T2 (de) | 1986-11-05 | 1987-10-30 | Gastrennungsmembran. |
EP87115993A EP0266698B1 (en) | 1986-11-05 | 1987-10-30 | Gas separating membrane |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61263040A JPS63116725A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 気体分離膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63116725A JPS63116725A (ja) | 1988-05-21 |
JPH0253088B2 true JPH0253088B2 (ja) | 1990-11-15 |
Family
ID=17384032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61263040A Granted JPS63116725A (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 気体分離膜 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4832712A (ja) |
EP (1) | EP0266698B1 (ja) |
JP (1) | JPS63116725A (ja) |
DE (1) | DE3781369T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4828585A (en) * | 1986-08-01 | 1989-05-09 | The Dow Chemical Company | Surface modified gas separation membranes |
DE69219033T2 (de) * | 1991-01-30 | 1997-11-20 | Cynara Co Formerly Rhrk Holdin | Gastrennung unter verwendung glasähnlicher polymermembranen bei niedrigen temperaturen |
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US5352272A (en) * | 1991-01-30 | 1994-10-04 | The Dow Chemical Company | Gas separations utilizing glassy polymer membranes at sub-ambient temperatures |
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