JPH0331494B2 - - Google Patents

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JPH0331494B2
JPH0331494B2 JP14443588A JP14443588A JPH0331494B2 JP H0331494 B2 JPH0331494 B2 JP H0331494B2 JP 14443588 A JP14443588 A JP 14443588A JP 14443588 A JP14443588 A JP 14443588A JP H0331494 B2 JPH0331494 B2 JP H0331494B2
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JP
Japan
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polymer
membrane
oxygen
tertiary amino
amino group
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JP14443588A
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Japanese (ja)
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JPH01159023A (en
Inventor
Toshio Tsuchida
Kentaro Yoda
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyobo Co Ltd filed Critical Toyobo Co Ltd
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Publication of JPH01159023A publication Critical patent/JPH01159023A/en
Publication of JPH0331494B2 publication Critical patent/JPH0331494B2/ja
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸素ガスを選択的に透過させることが
出来る気体透過膜に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a gas permeable membrane that can selectively transmit oxygen gas.

現在空気から酸素あるいは窒素を分離する工業
的技術としては、深冷分離法が最も一般的である
が、最近ゼオライト等を用いる吸着法によつて酸
素を分離する方法も工業化されている。これらの
方法は大規模な生産量で比較的純度の高い酸素あ
るいは窒素を得るには有利であるが、小規模の酸
素発生装置としては設備コスト、エネルギーコス
トが大きく、装置も発生量の割に大きなものが必
要とされる等の不利な面もある。少ないエネルギ
ーで酸素を分離する方法としては、酸素は透過す
るが、窒素は透過しない高分子膜を利用するのが
理想的である。
Currently, the most common industrial technology for separating oxygen or nitrogen from air is the cryogenic separation method, but recently a method for separating oxygen by an adsorption method using zeolite or the like has also been industrialized. These methods are advantageous for obtaining relatively high-purity oxygen or nitrogen in large-scale production volumes, but as small-scale oxygen generators, the equipment costs and energy costs are high, and the equipment is too expensive for the amount generated. There are also disadvantages such as the need for a large size. As a method for separating oxygen with less energy, it is ideal to use a polymer membrane that allows oxygen to pass through but not nitrogen.

しかしながら、既存の高分子膜は、一般に酸素
と窒素の透過係数の比、つまり分離係数が小さい
か、あるいは酸素の透過係数が小さすぎて実用に
供しうるものは殆んどない。また、たとえ酸素透
過係数及び分離係数が満足出来る性能を有する膜
であつても、膜の弾性率が小さすぎたり膜面がブ
ロツキングしやすかつたり、さらには吸湿による
可塑化現象によつて機械的強度や形状安定性が悪
く、膜の取り扱いが困難で実用に供するにはさら
に改良を加えなければならない場合もある。
However, existing polymer membranes generally have a low ratio of oxygen to nitrogen permeability coefficients, that is, a separation coefficient, or an oxygen permeability coefficient that is too small to be of practical use. In addition, even if the membrane has satisfactory oxygen permeability coefficient and separation coefficient, the elastic modulus of the membrane is too small, the membrane surface tends to block easily, and furthermore, it may be mechanically damaged due to the plasticization phenomenon due to moisture absorption. In some cases, membranes have poor strength and shape stability, and are difficult to handle, requiring further improvements before they can be put to practical use.

例えば、シリコーンゴム系透過膜は1×10-8
1×10-9cm3・cm/cm2sec・cmHgの大きな酸素透
過係数を示すが、酸素/窒素分離係数は2〜2.5
と小さいため、1回の膜透過で空気からせいぜい
30%程度の酸素濃縮空気しか得ることが出来な
い、そのうえ薄膜にするとブロツキングしやす
く、取扱いが難かしいうえに機械的強度の制約か
ら膜面積を大きくするためには装置の大型化、又
は膜コストが大きい等の欠点がある。
For example, a silicone rubber-based permeable membrane is 1×10 -8 ~
It shows a large oxygen permeability coefficient of 1×10 -9 cm 3 cm/cm 2 sec cmHg, but the oxygen/nitrogen separation coefficient is 2 to 2.5.
Because of its small size, only one pass through the membrane removes air from the air.
Only about 30% oxygen-enriched air can be obtained, and in addition, thin membranes are prone to blocking and are difficult to handle, and due to mechanical strength constraints, increasing the membrane area requires larger equipment or membrane costs. There are disadvantages such as large size.

また、ポリエチレンテレフタレートは容易に中
空糸、膜に形成することが出来、さらに分離係数
も5.2と大きく、1回の膜透過で空気から約50%
の酸素を含む濃縮空気が得られるが酸素透過係数
が2.8×10-12cm3・cm/cm2・sec・cmHgと小さく、
シリコーンゴム膜と同じ透過量を得るためには、
その透過面積はシリコーンゴム膜に比較して約
1000倍を必要とするため余り実用的でない。この
ように、一般に膜素材の透過性と分離性とは相殺
する性質をもち、酸素透過係数の大きい膜素材は
酸素/窒素分離係数が小さいという傾向がある。
In addition, polyethylene terephthalate can be easily formed into hollow fibers and membranes, and has a high separation coefficient of 5.2, which means that it separates approximately 50% from air in one membrane permeation.
Concentrated air containing 100% of oxygen can be obtained, but the oxygen permeability coefficient is small at 2.8×10 -12 cm 3 cm/cm 2 sec cmHg.
In order to obtain the same amount of permeation as a silicone rubber membrane,
Its permeation area is approximately
It is not very practical as it requires 1000 times the magnification. As described above, the permeability and separability of a membrane material generally have a tendency to cancel each other out, and a membrane material with a large oxygen permeability coefficient tends to have a small oxygen/nitrogen separation coefficient.

本発明者らは、酸素選択性透過膜としてポリマ
ー側鎖に第3級アミノ基を有するポリマーは、酸
素分子と第3級アミン間の相互作用により大きな
酸素/窒素分離係数と酸素透過係数を有すること
を見出した(特願昭52−129876号)。しかしなが
ら、このポリマーは吸湿による可塑化効果によつ
て形状安定性が悪く、さらに薄膜にした場合、膜
と膜がブロツキングして取扱いが困難であるとい
うような欠点がある。
The present inventors found that a polymer having tertiary amino groups in the polymer side chain as an oxygen-selective permeable membrane has a large oxygen/nitrogen separation coefficient and oxygen permeability coefficient due to the interaction between oxygen molecules and tertiary amines. (Patent Application No. 129876, Showa 52). However, this polymer has poor shape stability due to the plasticizing effect due to moisture absorption, and furthermore, when formed into a thin film, the film blocks, making it difficult to handle.

本発明の日的は、実用的な酸素透過係数と分離
係数を有し、かつ一般的に用いられる有機溶媒に
可溶で均質膜だけでなく均質なスキン層と多孔質
層を有する非対称膜にも成膜できる形状安定性、
膜強度大、製膜性の良好な酸素ガス選択性透過性
高分子膜を提供することにある。
The purpose of the present invention is to create not only a homogeneous membrane but also an asymmetric membrane having a homogeneous skin layer and a porous layer, which has a practical oxygen permeability coefficient and separation coefficient, and which is soluble in commonly used organic solvents. Shape stability that allows for film formation,
The object of the present invention is to provide an oxygen gas selective permeable polymer membrane with high membrane strength and good membrane formability.

本発明者らはこれらの機能と性状を有する膜素
材を開発すべく研究を重ねた結果、膜性状が良好
で有機溶媒に可溶であるので透過性の大きい非対
称構造をもつ中空糸にも成形可能なセルロース系
ポリマーと側鎖に第3級アミノ基を含有するポリ
マーとをブレンドあるいは共重合させて実用的な
膜素材を得ることに成功した。
As a result of repeated research to develop a membrane material with these functions and properties, the inventors of the present invention found that it has good membrane properties and is soluble in organic solvents, so it can be molded into hollow fibers with a highly permeable asymmetric structure. We succeeded in obtaining a practical membrane material by blending or copolymerizing available cellulose-based polymers with polymers containing tertiary amino groups in their side chains.

即ち、本発明は(1)有機溶媒に可溶なセルロース
系ポリマー(Aポリマー)とポリマー側鎖に第3
級アミノ基を有するポリマー(Bポリマー)とを
共重合してなる共重合ポリマー(Cポリマー)か
らなる酸素ガス選択性透過膜である。
That is, the present invention has (1) a cellulose-based polymer (A polymer) soluble in an organic solvent and a tertiary polymer in the polymer side chain.
This is an oxygen gas selective permeable membrane made of a copolymer (C polymer) formed by copolymerizing a polymer having a class amino group (B polymer).

本発明の酸素ガス選択性透過膜は有機溶媒に可
溶なセルロース系ポリマーと側鎖に第3級アミノ
基を含有するポリマーとの共重合体であることに
より、酸素透過係数が大きく、また酸素/窒素の
分離係数が従来の既存ポリマーよりも大きく、さ
らにジメチルホルムアミド、アセトン、ハロゲン
化炭化水素、あるいはこれらの混合溶媒等に可溶
で、スキン層を有する非対称膜に製膜することが
できる。また膜面積を大きくするために中空糸に
も成形可能である。また、形状安定性、膜強度、
製膜性に優れるとともに、膜と膜とのブロツキン
グ現像を生じない。
The oxygen gas selective permeable membrane of the present invention is a copolymer of a cellulose polymer soluble in organic solvents and a polymer containing a tertiary amino group in the side chain, so it has a large oxygen permeability coefficient and /Nitrogen separation coefficient is larger than that of conventional existing polymers, and is soluble in dimethylformamide, acetone, halogenated hydrocarbons, or mixed solvents thereof, and can be formed into an asymmetric membrane having a skin layer. It can also be formed into hollow fibers to increase the membrane area. In addition, shape stability, membrane strength,
It has excellent film forming properties and does not cause blocking development between films.

本発明でいうセルロース系ポリマー(Aポリマ
ー)とはニトロセルロース、ジアセチルセルロー
ス、トリアセチルセルロース、セルロースアセテ
ートブチレート、セルロースプロピオネート、エ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
カルボキシプロピルセルロースおよびこれらの混
合物、もしくはこれに少量の他のポリマーを添加
した混合物で、これらの酸素ガス透過性と成膜性
及び膜性状を著しく損なわないものを総称する。
Aポリマーには通常使用される添加剤、例えば顔
料、安定剤、可型剤等を目的とする膜機能を著し
く損なわない範囲で添加することが出来る。上記
の如き、Aポリマーの通常の酸素透過係数は1×
10-11c.c.・cm/cm2・sec・cmHg〜1×10-9c.c.・
cm/cm2seccmHg程度である。
The cellulose polymer (A polymer) referred to in the present invention is nitrocellulose, diacetylcellulose, triacetylcellulose, cellulose acetate butyrate, cellulose propionate, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose,
A general term for carboxypropyl cellulose, mixtures thereof, or mixtures thereof with small amounts of other polymers that do not significantly impair their oxygen gas permeability, film forming properties, and film properties.
Commonly used additives such as pigments, stabilizers, molding agents, etc. can be added to the A polymer to the extent that they do not significantly impair the desired membrane function. As mentioned above, the typical oxygen permeability coefficient of A polymer is 1×
10 -11 cc・cm/cm 2・sec・cmHg~1×10 -9 cc・
cm/cm 2 seccmHg.

本発明でいう側鎖に第3級アミノ基を有するポ
リマー(Bポリマー)とは、側鎖に第3級アミノ
基、例えばジメチルアミノ基、ジエチルアミノ
基、ジ−i−プロピルアミノ基、ジ−n−プロピ
ルアミノ基、ジ−n−ブチルアミノ基、ピリジル
基、ジメチルアミノフエニル基、ジエチルアミノ
フエニル基等を有するポリマーであり、具体的に
はポリ−N,N−ジエチルアミノエチルアクリレ
ート、ポリ−4−ビニルピリジン、ポリ−2−ビ
ニルピリジン、ポリ−p−(N,N−ジメチルア
ミノスチレン)などの側鎖に第3級アミノ基を有
するビニル系ポリマーが挙げられる。このビニル
系ポリマーには側鎖に3級アミノ基を有する単量
体のほかに、他のビニル系単量体を含有していて
もよい。また側鎖に第3級アミノ基を有するグリ
コール、たとえば2−メチル−2−N,N−ジメ
チルアミノメチル−1,3−プロパンジオール、
2−メチル−2−N,N−ジエチルアミノメチル
−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2−
N,N−ジ−n−プロピルアミノメチル−1,3
−プロパンジオール、2−メチル−2−N,N−
ジ−i−ブチルアミノメチル−1,3−プロパン
ジオール、2−メチル−2−N,N−ジベンジル
アミノメチル−1,3−プロパンジオール、2,
2−ビス(N,N−ジメチルアミノメチル)−1,
3−プロパンジオール、2−エチル−2−ピペリ
ジニルメチル−1,3−プロパンジオール等を原
料とするポリエーテルあるいはこれらの側鎖に第
3級アミノ基を有するグリコール、もしくはこの
グリコールのジエーテル、ポリエーテル、たとえ
ば2−メチル−2−N,N−ジメチルアミノメチ
ル−1,3−プロパンジオールのジエーテル、2
−メチル−2−N,N−ジメチルアミノメチル−
1,3−プロパンジオールのポリエーテル等を原
料とするポリウレタン、ポリエーテルウレタン、
ポリエステル、ポリエーテルエステル、ポリエス
テルウレタン及びこれらの混合物を例示すること
が出来る。
In the present invention, a polymer having a tertiary amino group in the side chain (polymer B) is a polymer having a tertiary amino group in the side chain, such as a dimethylamino group, a diethylamino group, a di-i-propylamino group, a di-n - A polymer having a propylamino group, a di-n-butylamino group, a pyridyl group, a dimethylaminophenyl group, a diethylaminophenyl group, etc., and specifically, poly-N,N-diethylaminoethyl acrylate, poly-4 Examples include vinyl polymers having a tertiary amino group in the side chain, such as -vinylpyridine, poly-2-vinylpyridine, and poly-p-(N,N-dimethylaminostyrene). This vinyl polymer may contain other vinyl monomers in addition to the monomer having a tertiary amino group in its side chain. Also, glycols having a tertiary amino group in the side chain, such as 2-methyl-2-N,N-dimethylaminomethyl-1,3-propanediol,
2-Methyl-2-N,N-diethylaminomethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-
N,N-di-n-propylaminomethyl-1,3
-propanediol, 2-methyl-2-N,N-
Di-i-butylaminomethyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2-N,N-dibenzylaminomethyl-1,3-propanediol, 2,
2-bis(N,N-dimethylaminomethyl)-1,
Polyethers made from 3-propanediol, 2-ethyl-2-piperidinylmethyl-1,3-propanediol, etc., glycols having a tertiary amino group in their side chains, or diethers of these glycols, Polyethers, such as diethers of 2-methyl-2-N,N-dimethylaminomethyl-1,3-propanediol, 2
-Methyl-2-N,N-dimethylaminomethyl-
Polyurethane, polyether urethane made from polyether of 1,3-propanediol, etc.
Examples include polyester, polyether ester, polyester urethane and mixtures thereof.

本発明のBポリマーの製造法としてはたとえば
アゾビスイソブチルニトリルを重合開始剤とし
て、ベンゼン中でN,N−ジエチルアミノエチル
アクリレート4−ビニルピリジン、2−ビニルピ
リジン等を重合させてビニル系ポリマーを得るこ
とができる。
As a method for producing polymer B of the present invention, for example, a vinyl polymer is obtained by polymerizing N,N-diethylaminoethyl acrylate 4-vinylpyridine, 2-vinylpyridine, etc. in benzene using azobisisobutylnitrile as a polymerization initiator. be able to.

また側鎖に第3級アミノ基を含有するグリコー
ルを酸触媒の存在下、200〜230℃で減圧下に保
ち、脱水縮合させてポリエーテルとすることがで
きる。
Further, glycol containing a tertiary amino group in its side chain can be kept under reduced pressure at 200 to 230°C in the presence of an acid catalyst to undergo dehydration condensation to form a polyether.

さらに上記側鎖に第3級アミノ基を有するグリ
コールあるいはそのポリエーテルとジイソシアネ
ートを反応させポリウレタンおよびまたはポリエ
ーテルウレタンとすることができる。ジイソシア
ネート類としてはテトラメチレンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、m−キシ
リレンジイソシアネート、1,4−フエニレンジ
イソシアネート、ジフエニルメタン−4,4′−ジ
イソシアネート等を例示することができる。重合
は溶融法あるいは溶液法で行い、必要によつて氷
冷、あるいは加熱する。好適な溶媒としてはジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシド、アセトン、メチルエチルエチ
ルケトン、N−メチルピロリドンなど、または塩
化メチレン、トリクロロエチレンのようなハロゲ
ン系炭化水素等があり、場合によりこれらの混合
溶媒を用いてもよい。また重合反応を速く完結さ
せるためにはジブチル錫ジラウレート等の重金属
触媒が好適である。
Furthermore, polyurethane and/or polyether urethane can be obtained by reacting the glycol or its polyether having a tertiary amino group in its side chain with a diisocyanate. Examples of diisocyanates include tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, and the like. Polymerization is carried out by a melt method or a solution method, with ice cooling or heating as necessary. Suitable solvents include dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, acetone, methyl ethyl ethyl ketone, N-methylpyrrolidone, and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and trichloroethylene. May be used. Further, in order to quickly complete the polymerization reaction, a heavy metal catalyst such as dibutyltin dilaurate is suitable.

得られたポリウレタンおよび/またはポリエー
テルウレタンは必要により、エチレンジアミン、
m−キシリレンジアミン、1,4−ブチレンジア
ミン等のジアミンにより通常の方法で鎖延伸し、
ポリマーの分子量を増加させることができる。
The obtained polyurethane and/or polyether urethane may be treated with ethylene diamine,
Chain stretching is performed using a diamine such as m-xylylene diamine or 1,4-butylene diamine in a conventional manner,
The molecular weight of the polymer can be increased.

さらに上記の第3級アミノ基含有グリコールは
ジカルボン酸類と反応させポリエステルとするこ
ともできる。例えばテレフタル酸ジメチルと上記
グリコールを通常の方法でエステル交換反応を行
つた後、溶融重縮合させることが出来る。またテ
レフタル酸と上記グリコールから直接脱水重縮合
してポリエステルを得ることもできる。このよう
にして得られたポリエステルは必要により、さら
にジイソシアネートあるいは炭酸エステル等の鎖
延長剤と反応させて高分子量のポリマーにするこ
とができる。
Furthermore, the above-mentioned tertiary amino group-containing glycol can be reacted with dicarboxylic acids to form a polyester. For example, dimethyl terephthalate and the above-mentioned glycol can be transesterified by a conventional method and then subjected to melt polycondensation. Polyester can also be obtained by direct dehydration polycondensation of terephthalic acid and the above glycol. The polyester thus obtained can be further reacted with a chain extender such as a diisocyanate or a carbonate ester to form a high molecular weight polymer, if necessary.

上記ポリマーの製造において第3級アミノ基含
有グリコールは単独であるいは他のグリコールと
ともに用いてもよい。また、これらの第3級アミ
ノ基含有グリコールと1種又は2種以上の他のグ
リコールを共重合させて用いてもよい。第3級ア
ミノ基含有グリコール以外の他のグリコール類と
しては、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、ジブロム
ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラ
メチレングリコール等を示すことが出来る。
In the production of the above polymer, the tertiary amino group-containing glycol may be used alone or together with other glycols. Furthermore, these tertiary amino group-containing glycols and one or more other glycols may be copolymerized and used. Glycols other than tertiary amino group-containing glycols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, dibromneopentyl glycol, diethylene glycol, and dipropylene. Examples include glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, and the like.

また、AポリマーとBポリマーを、単なるブレ
ンドより一層親和性を向上させ、機械的強度を増
大させるために共重合させることが望ましい。例
えばAポリマーと上記の第3級アミノ基含有グリ
コールを共通溶媒あるいは場合によつて混合共通
溶媒に溶解し、Bポリマーの製造方法と同じよう
に必要により触媒の存在下、室温あるいは加熱し
ながら、ジイソシアネートを加えて、Aポリマー
中の水酸基と結合したAポリマー/ウレタン共重
合体(Cポリマー)を得ることができる。有機溶
媒に可溶なセルロース系ポリマー(Aポリマー)
とポリマー側鎖に第3級アミノ基を有するポリマ
ー(Bポリマー)とを共重合してなる共重合ポリ
マー(Cポリマー)は前述の通り、Bポリマーの
原料である側鎖に第3級アミノ基を有するビニル
系モノマー、グリコール、ジエーテル、ポリエー
テル等をAポリマーに、必要により他の原料とと
もに共重合させる方法のほかに、BポリマーとA
ポリマーとを共重合させる方法により得られた共
重合ポリマーであつてもよい。次いでこの重合溶
液から直接ブレンド系と同様に製膜することが、
可能である。
Further, it is desirable to copolymerize the A polymer and the B polymer in order to further improve the affinity and increase the mechanical strength compared to a simple blend. For example, polymer A and the above-mentioned tertiary amino group-containing glycol are dissolved in a common solvent or a mixed common solvent as the case may be, and as in the production method for polymer B, if necessary, in the presence of a catalyst, at room temperature or while heating, By adding a diisocyanate, an A polymer/urethane copolymer (C polymer) bonded to the hydroxyl group in the A polymer can be obtained. Cellulose polymer soluble in organic solvents (A polymer)
As mentioned above, a copolymer (C polymer) obtained by copolymerizing a polymer with a tertiary amino group in the side chain (B polymer) has a tertiary amino group in the side chain, which is the raw material of the B polymer. In addition to the method of copolymerizing vinyl monomers, glycols, diethers, polyethers, etc. having
It may be a copolymer obtained by a method of copolymerizing with a polymer. Next, a film can be formed directly from this polymerization solution in the same manner as in the blend system.
It is possible.

これらは膜面積を大きくするために平膜だけで
なくポリマー溶液から中空糸状に成形することも
可能である。
In order to increase the membrane area, these membranes can be formed not only into flat membranes but also into hollow fibers from a polymer solution.

AポリマーとBポリマーの共重合比は、Aポリ
マー/Bポリマー重量比で、95/5〜10/90が酸
素ガス透過及び分離性能と膜性状の観点から適当
であり、望ましくは、重量比80/20〜30/70比が
好適である。
The copolymerization ratio of polymer A and polymer B is A polymer/B polymer weight ratio of 95/5 to 10/90 from the viewpoint of oxygen gas permeation and separation performance and membrane properties, and preferably a weight ratio of 80 A ratio of /20 to 30/70 is preferred.

Aポリマーの重量比がこれより大きいと、Aポ
リマー自身の性質を改良することができなく、た
とえ膜形状が良好でも透過性と分離性において満
足できるものが得られない。またBポリマーの重
量比がこれより大きいと膜形状が不良となり、強
度も小さくBポリマー組成によつてはブロツキン
グが生じ、Bポリマーの分子量が小さい場合は、
マイグレーシヨン等をひきおこし好ましくない。
If the weight ratio of the A polymer is larger than this, the properties of the A polymer itself cannot be improved, and even if the membrane shape is good, satisfactory permeability and separation properties cannot be obtained. If the weight ratio of the B polymer is larger than this, the film shape will be poor, the strength will be low, and depending on the B polymer composition, blocking will occur, and if the B polymer has a small molecular weight,
This is undesirable as it may cause migration etc.

このようにして得られた酸素選択性透過膜を用
いた酸素富化発生装置の用途としては、汚水処理
のための曝気、醗酵工業、高い燃焼温度を必要と
するボイラー、焼却炉、医療用酸素吸入装置、魚
養池用曝気等が上げられる。また、膜の不透過空
気は窒素含有率が大きく燃料タンク等の空間部を
カバーする不溶性ガスとして利用することが出来
る。
Applications of the oxygen enrichment generator using the oxygen-selective permeable membrane obtained in this way include aeration for sewage treatment, fermentation industry, boilers that require high combustion temperatures, incinerators, and medical oxygen. Examples include inhalation devices and aeration for fish ponds. Furthermore, the air impermeable through the membrane has a high nitrogen content and can be used as an insoluble gas to cover spaces such as fuel tanks.

以下に本発明をさらに具体的に示すため実施例
を記す。実施例中、単に部とあるのは重量部を示
す。
Examples will be given below to more specifically illustrate the present invention. In the examples, parts simply indicate parts by weight.

なお、本発明においてガス透過率の測定は柳本
製作所製ガス透過率測定装置GTR−30型を用い、
25℃でガスクロマトグラフ検知によつて透過ガス
の定量を行つた。
In addition, in the present invention, gas permeability was measured using a gas permeability measuring device GTR-30 manufactured by Yanagimoto Seisakusho.
Permeate gas was determined by gas chromatographic detection at 25°C.

分離係数は酸素ガス透過係数と窒素ガス透過係
数の比で示した。
The separation coefficient was expressed as the ratio of the oxygen gas permeability coefficient to the nitrogen gas permeability coefficient.

実施例 1 2−メチル−2−(N,N−ジメチルアミノ)
メチル−1,3−プロパンジオール44部と亜リン
酸1部を窒素気流中、常圧で220〜230℃に保ち、
水を留去させた後、さらに230℃で25mmHgの減
圧下で6時間水を留去させながら重縮合させ、数
平均分子量2970のポリエーテルを得た。
Example 1 2-methyl-2-(N,N-dimethylamino)
44 parts of methyl-1,3-propanediol and 1 part of phosphorous acid were kept at 220 to 230°C at normal pressure in a nitrogen stream.
After distilling off water, polycondensation was further carried out at 230° C. under a reduced pressure of 25 mmHg for 6 hours while distilling off water to obtain a polyether with a number average molecular weight of 2970.

得られたポリマー2g、トリアセチルセルロー
スLT−105(ダイセル社製アセチル化度60.5%、
置換度2.8)2gを塩化メチレン40mlに溶解して
ドープとし、得られたポリエーテル、トリアセチ
ルセルロース及び塩化メチレンからなるドープに
さらに室温でジフエニルメタンジイソシアネート
の10%塩化メチレン溶液3.5mlを滴下し、さらに
30分撹拌してポリエーテル、トリアセチルセルロ
ースをアルコール成分とするポリウレタンからな
る少し乳白色の共重合ポリマー溶液を得た。実施
例1と同様にキヤステイングして厚さ28.9μmの
ほぼ透明な膜を得た。
2 g of the obtained polymer, triacetyl cellulose LT-105 (manufactured by Daicel, degree of acetylation 60.5%,
Degree of substitution 2.8) 2g was dissolved in 40ml of methylene chloride to make a dope, and 3.5ml of a 10% methylene chloride solution of diphenylmethane diisocyanate was added dropwise to the resulting dope consisting of polyether, triacetylcellulose and methylene chloride at room temperature. ,moreover
After stirring for 30 minutes, a slightly milky white copolymer solution consisting of polyurethane containing polyether and triacetyl cellulose as alcohol components was obtained. Casting was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a substantially transparent film with a thickness of 28.9 μm.

この平膜の酸素ガス透過係数は4.1×10-9cm3
cm/cm2・sec・cmHg、窒素ガス透過係数は0.96
×10-9cm3・cm/cm2・sec・cmHgで分離係数は5.5
であつた。
The oxygen gas permeability coefficient of this flat membrane is 4.1×10 -9 cm 3
cm/cm 2・sec・cmHg, nitrogen gas permeability coefficient is 0.96
×10 -9 cm 3・cm/cm 2・sec・cmHg and the separation factor is 5.5
It was hot.

比較例 トリアセチルセルロース(ダイヤルLT−105)
を実施例1と同じ方法キヤステイングして得られ
た膜の酸素透過係数は8.4×10-11cm3・cm/cm2
sec・cmHg、窒素透過係数1.5×10-11cm3・cm/
cm2・sec・cmHgであり、分離係数は5.6であり、
本発明の透過膜は、分離係数を低下させることな
く大きな酸素透過性を有することが顕著であつ
た。
Comparative example Triacetylcellulose (Dial LT-105)
The oxygen permeability coefficient of the membrane obtained by casting in the same manner as in Example 1 was 8.4×10 -11 cm 3 cm/cm 2
sec・cmHg, nitrogen permeability coefficient 1.5×10 -11 cm 3・cm/
cm2・sec・cmHg, the separation factor is 5.6,
It was remarkable that the permeable membrane of the present invention had high oxygen permeability without reducing the separation coefficient.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 有機溶媒に可溶なセルロース系ポリマー(A
ポリマー)とポリマー側鎖に第3級アミノ基を有
するポリマー(Bポリマー)とを共重合してなる
共重合ポリマー(Cポリマー)からなる酸素ガス
選択性透過膜。
1 Cellulose polymer soluble in organic solvents (A
An oxygen gas selective permeable membrane made of a copolymer (C polymer) formed by copolymerizing a polymer (B polymer) and a polymer (B polymer) having a tertiary amino group in the polymer side chain.
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