JPH0451222B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0451222B2 JPH0451222B2 JP54134466A JP13446679A JPH0451222B2 JP H0451222 B2 JPH0451222 B2 JP H0451222B2 JP 54134466 A JP54134466 A JP 54134466A JP 13446679 A JP13446679 A JP 13446679A JP H0451222 B2 JPH0451222 B2 JP H0451222B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas separation
- gas
- separation member
- substrate
- thin
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 19
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 18
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 12
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 74
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N cyclohexene Chemical compound C1CCC=CC1 HGCIXCUEYOPUTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 2
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N dimethyldiethoxysilane Chemical compound CCO[Si](C)(C)OCC YYLGKUPAFFKGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000005295 porous vycor glass Substances 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気体を選択的に分離する気体分離部材
とその製造方法に関する。
とその製造方法に関する。
空気中の酵素と窒素を分離し高濃度酵素空気を
得たり、あるいは水中実験室で室内の過剰の炭酸
ガスを水中に放出し水中より必要な酸素を得ると
いつた分野でフイルム状の気体分離部材の使用が
検討されている。しかし、従来のかかる部材は気
体の分離係数が小さすぎたりあるいは気体の透過
量が少ないため実用しうる分野が極度に限られて
いた。
得たり、あるいは水中実験室で室内の過剰の炭酸
ガスを水中に放出し水中より必要な酸素を得ると
いつた分野でフイルム状の気体分離部材の使用が
検討されている。しかし、従来のかかる部材は気
体の分離係数が小さすぎたりあるいは気体の透過
量が少ないため実用しうる分野が極度に限られて
いた。
本発明は従来の気体分離部材に比較して、分離
係数および気体の透過量で極めてすぐれかつ取扱
いが簡単な細管状の新規な気体分離部材を提供す
るものである。
係数および気体の透過量で極めてすぐれかつ取扱
いが簡単な細管状の新規な気体分離部材を提供す
るものである。
本発明の細管状気体分離部材は壁部が多孔質で
ある細管状基体と、該基体の表面にプラズマ重合
により形成された高分子薄膜とよりなることを特
徴とするものである。
ある細管状基体と、該基体の表面にプラズマ重合
により形成された高分子薄膜とよりなることを特
徴とするものである。
ここで壁部が多孔質である細管状基体とは、気
体分離部材の機械的強度を受けもつもので、直径
数＋オングストロームÅから数マイクロメーター
の孔を有する多孔質状の壁部を有する細管状のも
ので、細管の直径は数千オングストロームから数
ミリメートルである。具体的には数百オングスト
ローム程度の孔が多数形成されている多孔質ポリ
プロピレン中空糸とか多孔質バイコールガラス中
空糸、多孔質酢酸セルロース中空糸がこの細管状
基体として使用される。
体分離部材の機械的強度を受けもつもので、直径
数＋オングストロームÅから数マイクロメーター
の孔を有する多孔質状の壁部を有する細管状のも
ので、細管の直径は数千オングストロームから数
ミリメートルである。具体的には数百オングスト
ローム程度の孔が多数形成されている多孔質ポリ
プロピレン中空糸とか多孔質バイコールガラス中
空糸、多孔質酢酸セルロース中空糸がこの細管状
基体として使用される。
細管状基体表面の孔に安定した高分子薄膜を形
成するには、孔の形状が円形の場合にはその直径
が数千オングストローム以下であることが好まし
い。また孔が矩形あるいは楕円形などの場合には
その短径が1000オングストローム以下であること
が好ましい。
成するには、孔の形状が円形の場合にはその直径
が数千オングストローム以下であることが好まし
い。また孔が矩形あるいは楕円形などの場合には
その短径が1000オングストローム以下であること
が好ましい。
基体の表面に高分子薄膜を形成するプラズマ重
合とは、プラズマ状態の空間に有機モノマーを導
入し、この有機モノマーを活性化してラジカルあ
るいはイオンに変え重合を起させる重合方法をい
う。より具体的には、低圧の気体に電場を作用さ
せて気体を高エネルギー状態に励起し、気体を電
子、イオンおよびラジカルを豊富に含む解離状
態、すなわちプラズマ状態にする。このプラスマ
状態の空間に有機モノマーを導入する。この有機
モノマーがラジカルあるいはイオンのように活性
化され、未反応モノマーを次々に重合し、この空
間に設けられた基体の表面に高分子薄膜を形成す
る。電場を作用させる形式としては内部電極法、
外部電極法が可能である。内部電極法では直流、
交流および高周波の電場を作用させることができ
る。外部電極法では高周波の電場を作用させるこ
とができる。さらに一般に逆スパツタリングとし
て知られている方法は上記内部電極法のものと同
一であり、逆スパツタリングにより本発明のプラ
ズマ重合が可能である。
合とは、プラズマ状態の空間に有機モノマーを導
入し、この有機モノマーを活性化してラジカルあ
るいはイオンに変え重合を起させる重合方法をい
う。より具体的には、低圧の気体に電場を作用さ
せて気体を高エネルギー状態に励起し、気体を電
子、イオンおよびラジカルを豊富に含む解離状
態、すなわちプラズマ状態にする。このプラスマ
状態の空間に有機モノマーを導入する。この有機
モノマーがラジカルあるいはイオンのように活性
化され、未反応モノマーを次々に重合し、この空
間に設けられた基体の表面に高分子薄膜を形成す
る。電場を作用させる形式としては内部電極法、
外部電極法が可能である。内部電極法では直流、
交流および高周波の電場を作用させることができ
る。外部電極法では高周波の電場を作用させるこ
とができる。さらに一般に逆スパツタリングとし
て知られている方法は上記内部電極法のものと同
一であり、逆スパツタリングにより本発明のプラ
ズマ重合が可能である。
有機モノマーとしてヘキサメチルジシロキサ
ン、ジエトオキシジメチルシラン、オクタメチル
シクロテトラシロキサン、テトラエトオキシシラ
ン、トリエトオキシビニルシラン等のオルガノシ
ラン類、１−ヘキセン、シクロヘキセン等のオレ
フイン類、その他従来よりプラズマ重合による薄
膜作成が可能と報告されている他の有機物が本発
明の高分子薄膜形成に使用できる。
ン、ジエトオキシジメチルシラン、オクタメチル
シクロテトラシロキサン、テトラエトオキシシラ
ン、トリエトオキシビニルシラン等のオルガノシ
ラン類、１−ヘキセン、シクロヘキセン等のオレ
フイン類、その他従来よりプラズマ重合による薄
膜作成が可能と報告されている他の有機物が本発
明の高分子薄膜形成に使用できる。
本発明の気体分離部材は細管状基体の外表面に
存在する微細な孔の表面がプラズマ重合により形
成される高分子薄膜で被覆され、この孔の部分に
形成された高分子薄膜により気体の分離を行うも
のである。このため孔の表面に形成されている高
分子薄膜の性状を知ることは重要な事であるが孔
径が千オングストローム以下と微細であるため現
在の物性計測手段ではその性状を知ることができ
ない。現在までのプラズマ重合の知識等から推測
すると基体の孔の周辺から高分子が形成され中心
部に向つて高分子の成長が進み最後には中心部の
穴が閉じられ薄膜が形成されるものと思われる。
このため孔の表面に形成される高分子薄膜は均一
な厚さのものではなく周辺部が厚く、中心部が薄
い膜であろうと想像される。またプラズマ状態で
は種々の反応様式の反応が同時に起つていると考
えられるため得られる高分子薄膜そのものも、普
通の重合法によつて得られた高分子薄膜とは異な
つた化学組成を有していると考えられる。例え
ば、従来のジメチルポリシロキサン骨格より成る
シリコーン薄膜は機械的強度が弱く、かつ気体分
離率（O2／N2）が2.0程度であるが、本発明のプ
ラズマ重合で得られたシリコーン薄膜をもつ気体
分離部材の機械的強度が高くかつ気体分離率
（O2／N2）が2.3倍以上と高いことからも化学組
成の異なることが推論される。
存在する微細な孔の表面がプラズマ重合により形
成される高分子薄膜で被覆され、この孔の部分に
形成された高分子薄膜により気体の分離を行うも
のである。このため孔の表面に形成されている高
分子薄膜の性状を知ることは重要な事であるが孔
径が千オングストローム以下と微細であるため現
在の物性計測手段ではその性状を知ることができ
ない。現在までのプラズマ重合の知識等から推測
すると基体の孔の周辺から高分子が形成され中心
部に向つて高分子の成長が進み最後には中心部の
穴が閉じられ薄膜が形成されるものと思われる。
このため孔の表面に形成される高分子薄膜は均一
な厚さのものではなく周辺部が厚く、中心部が薄
い膜であろうと想像される。またプラズマ状態で
は種々の反応様式の反応が同時に起つていると考
えられるため得られる高分子薄膜そのものも、普
通の重合法によつて得られた高分子薄膜とは異な
つた化学組成を有していると考えられる。例え
ば、従来のジメチルポリシロキサン骨格より成る
シリコーン薄膜は機械的強度が弱く、かつ気体分
離率（O2／N2）が2.0程度であるが、本発明のプ
ラズマ重合で得られたシリコーン薄膜をもつ気体
分離部材の機械的強度が高くかつ気体分離率
（O2／N2）が2.3倍以上と高いことからも化学組
成の異なることが推論される。
本発明の細管状気体分離部材の性能は気体分離
率（O2／N2）が2.6でガス透過量（O2＋N2）が
0.6（リツトル／分m2気圧−空気）から気体分離率
が2.0でガス透過量が2.4までの範囲にある。この
性能は、従来公知の代表的な気体分離部材である
ジメチルポリシロキサン骨格を主成分とするシリ
コーン薄膜（厚さ100マイクロメーター）の気体
分離率が1.9ガス透過量が0.17（リツトル／分m2気
圧−空気）であることから比較すると、非常にす
ぐれていることがわかる。
率（O2／N2）が2.6でガス透過量（O2＋N2）が
0.6（リツトル／分m2気圧−空気）から気体分離率
が2.0でガス透過量が2.4までの範囲にある。この
性能は、従来公知の代表的な気体分離部材である
ジメチルポリシロキサン骨格を主成分とするシリ
コーン薄膜（厚さ100マイクロメーター）の気体
分離率が1.9ガス透過量が0.17（リツトル／分m2気
圧−空気）であることから比較すると、非常にす
ぐれていることがわかる。
さらに、本発明の細管状気体分離部材は極めて
細い細管状であるため平膜と比べて耐圧性にすぐ
れているので、耐圧性を高めるための特別な工夫
を必要としない。
細い細管状であるため平膜と比べて耐圧性にすぐ
れているので、耐圧性を高めるための特別な工夫
を必要としない。
また細管状気体分離部材は平膜状気体分離部材
に比べて、少ない空間容積で同一の透過面積を得
ることが出来るという利点がある。従つて、本発
明の細管状気体分離部材を用いれば気体分離器の
小型化が容易に達成され得る。
に比べて、少ない空間容積で同一の透過面積を得
ることが出来るという利点がある。従つて、本発
明の細管状気体分離部材を用いれば気体分離器の
小型化が容易に達成され得る。
従来より、気体透過速度の大きいオルガノシリ
コン樹脂で単位容積当りの透過面積が大きい細管
状気体分離部材を製造しようとする試みがある
が、機械的強度の低下やピンホールの増大等の理
由から薄膜化が著しく困難で、膜厚が数百マイク
ロメーター程度のものしか得られていない。本発
明の細管状気体分離部材は気体分離が行われる高
分子薄膜部分が数千オングストロームと極めて薄
く、このため気体透過速度が大きいのみならず、
壁部が多孔質の細管状基体によつて補強されてい
るので機械的強度においても優れている。このよ
うに、本発明によつて提供される細管状気体分離
部材は実用に供する上で、優れた性能及び形状を
有している。
コン樹脂で単位容積当りの透過面積が大きい細管
状気体分離部材を製造しようとする試みがある
が、機械的強度の低下やピンホールの増大等の理
由から薄膜化が著しく困難で、膜厚が数百マイク
ロメーター程度のものしか得られていない。本発
明の細管状気体分離部材は気体分離が行われる高
分子薄膜部分が数千オングストロームと極めて薄
く、このため気体透過速度が大きいのみならず、
壁部が多孔質の細管状基体によつて補強されてい
るので機械的強度においても優れている。このよ
うに、本発明によつて提供される細管状気体分離
部材は実用に供する上で、優れた性能及び形状を
有している。
気体透過量および分離率はASTM方式（圧力
法）に基づき、透過気体の成分をガスクロマトグ
ラフにより分離、検出、定量を行なうことによつ
て求めた。
法）に基づき、透過気体の成分をガスクロマトグ
ラフにより分離、検出、定量を行なうことによつ
て求めた。
より具体的には細管状気体分離部材の両側の空
間を真空ポンプによつて排気した後1.1Kg／cm2に
加圧された空気を細管状気体分離部材の外側に導
入し、所定時間内に壁部分の膜を透過し細管状気
体分離部材の内側を通過してきた気体を一時トラ
ツプし、次にこれをガスクロマトグラフに導き、
モレキユラーシーブ型のカラムで酸素と窒素と各
成分に分離し、その各々の量を予め作製した検量
線より求め分離率（O2／N2）、O2透過速度、N2
透過速度、気体透過量（O2＋N2）を算出した。
間を真空ポンプによつて排気した後1.1Kg／cm2に
加圧された空気を細管状気体分離部材の外側に導
入し、所定時間内に壁部分の膜を透過し細管状気
体分離部材の内側を通過してきた気体を一時トラ
ツプし、次にこれをガスクロマトグラフに導き、
モレキユラーシーブ型のカラムで酸素と窒素と各
成分に分離し、その各々の量を予め作製した検量
線より求め分離率（O2／N2）、O2透過速度、N2
透過速度、気体透過量（O2＋N2）を算出した。
なお、本発明の高分子薄膜の厚さは数千オング
ストローム以下と考えられる。基体の代わりにガ
ラス板を使用し、本発明の方法と同一のプラズマ
重合条件でガラス上に高分子薄膜を形成し、干渉
顕微鏡による干渉縞の測定から高分子薄膜の厚さ
を測定した。以下に示す各実施例のプラズマ重合
条件ではいずれもその膜厚は1000オングストロー
ムないし3000オングストロームであつた。
ストローム以下と考えられる。基体の代わりにガ
ラス板を使用し、本発明の方法と同一のプラズマ
重合条件でガラス上に高分子薄膜を形成し、干渉
顕微鏡による干渉縞の測定から高分子薄膜の厚さ
を測定した。以下に示す各実施例のプラズマ重合
条件ではいずれもその膜厚は1000オングストロー
ムないし3000オングストロームであつた。
本発明の気体分離部材の説明では空気中の酸素
と窒素の分離について述べたが、本発明の気体分
解部材は、水素、ヘリウム、一酸化炭素、二酸化
炭素、放射性希ガス類等の分離に有利に使用でき
る。
と窒素の分離について述べたが、本発明の気体分
解部材は、水素、ヘリウム、一酸化炭素、二酸化
炭素、放射性希ガス類等の分離に有利に使用でき
る。
以下、実施例により説明する。
なお、本実施例で使用したプラズマ発生装置の
断面概略を第１図に示す。このプラズマ発生装置
は頂部に直径約７cmの突起１１を有する高さ約50
cm、底部直径約30cmのガラス製ジヤー１とこのジ
ヤー１の底を構成する金属製の台２および突起１
１の上部および下部に巻きつけられた銅板製の電
極３とよりなる。台２にはモノマーガス導入用の
通路２１とジヤー１内の気体を排出するための通
路２２が設けられ、ジヤー１内には金属製の試料
台４が設けられている。プラズマ重合により高分
子薄膜を形成する細管状基体５は第２図に示すよ
うにポリカーボネート製の支持わく６にまかれ、
支持わく６とともに試料台上に置かれた。なお支
持わく６は相対向する辺に相当する部分６１，６
２に一定間隔の凹部６３を形成したものである。
細管状基体５はこの凹部６３にはめこまれ支持わ
く６上に一定間隔をへだてて巻かれる。これは細
管状基体５上にプラズマ重合により高分子薄膜を
形成する際細管状基体５の表面が何かで被覆され
ているとその表面に高分子薄膜が形成されないの
で、これを防止するものである。現在は実験規模
であるのでこの支持わく６を使用しているが大量
生産にあたつては、この支持わく６に代え多数の
ボビンを一定間隔で配列し細管状基体を連続的に
巻き取りつつその表面に高分子薄膜を形成させて
もよい。
断面概略を第１図に示す。このプラズマ発生装置
は頂部に直径約７cmの突起１１を有する高さ約50
cm、底部直径約30cmのガラス製ジヤー１とこのジ
ヤー１の底を構成する金属製の台２および突起１
１の上部および下部に巻きつけられた銅板製の電
極３とよりなる。台２にはモノマーガス導入用の
通路２１とジヤー１内の気体を排出するための通
路２２が設けられ、ジヤー１内には金属製の試料
台４が設けられている。プラズマ重合により高分
子薄膜を形成する細管状基体５は第２図に示すよ
うにポリカーボネート製の支持わく６にまかれ、
支持わく６とともに試料台上に置かれた。なお支
持わく６は相対向する辺に相当する部分６１，６
２に一定間隔の凹部６３を形成したものである。
細管状基体５はこの凹部６３にはめこまれ支持わ
く６上に一定間隔をへだてて巻かれる。これは細
管状基体５上にプラズマ重合により高分子薄膜を
形成する際細管状基体５の表面が何かで被覆され
ているとその表面に高分子薄膜が形成されないの
で、これを防止するものである。現在は実験規模
であるのでこの支持わく６を使用しているが大量
生産にあたつては、この支持わく６に代え多数の
ボビンを一定間隔で配列し細管状基体を連続的に
巻き取りつつその表面に高分子薄膜を形成させて
もよい。
プラズマ重合は、細管状基体５を巻きつけた数
個の支持わく６を試料台上に配置し、真空ポンプ
（図示せず）によりジヤー１内の空気を通路２２
を通して脱気した。次に真空ポンプにより脱気を
続けた状態で通路２１より所定の有機モノマーを
導入しジヤー内の気圧を約0.1〜0.3トールに保つ
た。この状態で電極３，３間に所定入力の高周波
電圧をかけプラズマ重合を起させ、所定時間継続
して細管状基体５の表面に高分子薄膜を形成し
た。以下の実施例はいずれも上記の方法でプラズ
マ重合したものである。実施例ではモノマーの種
類、基体の種類およびプラズマ重合条件のみを記
載するにとどめる。
個の支持わく６を試料台上に配置し、真空ポンプ
（図示せず）によりジヤー１内の空気を通路２２
を通して脱気した。次に真空ポンプにより脱気を
続けた状態で通路２１より所定の有機モノマーを
導入しジヤー内の気圧を約0.1〜0.3トールに保つ
た。この状態で電極３，３間に所定入力の高周波
電圧をかけプラズマ重合を起させ、所定時間継続
して細管状基体５の表面に高分子薄膜を形成し
た。以下の実施例はいずれも上記の方法でプラズ
マ重合したものである。実施例ではモノマーの種
類、基体の種類およびプラズマ重合条件のみを記
載するにとどめる。
実施例 １
基体として壁面に短径200オングストローム長
径2000オングストロームの孔を有する外径250マ
イクロメーター内径200マイクロメーターの多孔
質ポリプロピレン中空糸を使用し、第２図に示す
ように支持わく６に巻きつけ、支持わく６ととも
に試料台４上に設置した。（第１図）。つぎに有機
モノマーとしてヘキサメチルジシロキサンを使用
し、モノマー圧力0.2トール電極間入力50ワツト
で30分間反応させ、細管状基体表面上に高分子薄
膜を形成し、本発明の細管状気体分離部材を作つ
た。この細管状基体分離部材の気体透過量および
分離率を前述したASTM方式で測定した。その
結果は次の通りであつた。
径2000オングストロームの孔を有する外径250マ
イクロメーター内径200マイクロメーターの多孔
質ポリプロピレン中空糸を使用し、第２図に示す
ように支持わく６に巻きつけ、支持わく６ととも
に試料台４上に設置した。（第１図）。つぎに有機
モノマーとしてヘキサメチルジシロキサンを使用
し、モノマー圧力0.2トール電極間入力50ワツト
で30分間反応させ、細管状基体表面上に高分子薄
膜を形成し、本発明の細管状気体分離部材を作つ
た。この細管状基体分離部材の気体透過量および
分離率を前述したASTM方式で測定した。その
結果は次の通りであつた。
分離率（O2／N2）：2.3
酸素透過速度：3.7×10-5ml／秒・cm2・cmHg
窒素透過速度：1.6×10-5ml／秒・cm2・cmHg
酸素と窒素の透過量：0.93／分m2・気圧−空気
なお、この実施例で得られた細管状気体分離部
材を用いて第３図にその断面図を示す酸素富化器
を製作した。この酸素富化器は直径20mm、長さ
200mmの管を耐圧容器７とし、その内部に気体分
離体８を設置したものである。この気体分離体８
は長さ約200mmの細管状気体分離部材８１の約500
本を束ね、その束ねた一端を直径16mm長さ30mmの
導出管８４の中に入れ、エポキシ樹脂を注入して
硬化させ密封された状態にした。この時細管状気
体分離部材８１の端部は導出管８４から少し出て
いる状態にしておき、エポキシ樹脂が硬化した後
に、導出管８４の端面に近い部分を輪切りにし
て、その切断面に細管状気体分離部材８１の端面
を表出せしめ、端部８２とした。他方の端部８３
はエポキシ樹脂に埋め込んで硬化させたままとし
た。これにより、細管状気体分離部材８１は一端
部８２のみに開口したものとした。この気体分離
体８を第３図に示すように耐圧容器７に挿入し導
出管８と耐圧容器７とを密封した。
材を用いて第３図にその断面図を示す酸素富化器
を製作した。この酸素富化器は直径20mm、長さ
200mmの管を耐圧容器７とし、その内部に気体分
離体８を設置したものである。この気体分離体８
は長さ約200mmの細管状気体分離部材８１の約500
本を束ね、その束ねた一端を直径16mm長さ30mmの
導出管８４の中に入れ、エポキシ樹脂を注入して
硬化させ密封された状態にした。この時細管状気
体分離部材８１の端部は導出管８４から少し出て
いる状態にしておき、エポキシ樹脂が硬化した後
に、導出管８４の端面に近い部分を輪切りにし
て、その切断面に細管状気体分離部材８１の端面
を表出せしめ、端部８２とした。他方の端部８３
はエポキシ樹脂に埋め込んで硬化させたままとし
た。これにより、細管状気体分離部材８１は一端
部８２のみに開口したものとした。この気体分離
体８を第３図に示すように耐圧容器７に挿入し導
出管８と耐圧容器７とを密封した。
この酸素富化器の耐圧容器７の開口端７１より
4.0Kg／cm2の圧縮空気を導入し、その圧力を保持
しつつその他端に近い側面に設けた開口７２より
圧縮空気の一部を流出せしめた。これにより32％
の酸素富化空気が１気圧（１Kg／cm2）で毎分0.1
の割合で導出管８４より得られた。
4.0Kg／cm2の圧縮空気を導入し、その圧力を保持
しつつその他端に近い側面に設けた開口７２より
圧縮空気の一部を流出せしめた。これにより32％
の酸素富化空気が１気圧（１Kg／cm2）で毎分0.1
の割合で導出管８４より得られた。
またこの酸素富化器の耐圧容器７の開口端７１
より3.5Kg／cm2の9.4％二酸化炭素と90.6％窒素か
ら成る混合気体を導入し、その圧力を保持しつつ
その他端に近い側面に設けた開口７２より混合気
体の一部を流出せしめた。これにより20％の二酸
化炭素富化気体が１気圧（１Kg／cm2）で毎分0.1
の割合で導出管８４より得られた。
より3.5Kg／cm2の9.4％二酸化炭素と90.6％窒素か
ら成る混合気体を導入し、その圧力を保持しつつ
その他端に近い側面に設けた開口７２より混合気
体の一部を流出せしめた。これにより20％の二酸
化炭素富化気体が１気圧（１Kg／cm2）で毎分0.1
の割合で導出管８４より得られた。
実施例 ２
実施例１と同じ基体を用い、モノマーとしてオ
クタメチルシクロテトラシロキサンを使用し、モ
ノマー圧力0.2トール、電極間入力50ワツトで30
分間反応させ気体上に高分子薄膜を形成し、本発
明の細管状気体分離部材を作つた。
クタメチルシクロテトラシロキサンを使用し、モ
ノマー圧力0.2トール、電極間入力50ワツトで30
分間反応させ気体上に高分子薄膜を形成し、本発
明の細管状気体分離部材を作つた。
この気体分離部材の気体分離性能は次の通りで
あつた。
あつた。
分離率（O2／N2）：2.0
酸素透過速度：6.8×10-5ml／秒・cm2・cmHg
窒素透過速度：3.4×10-5ml／秒・cm2・cmHg
酸素と窒素の透過量：1.9／分m2・気圧−空気
実施例 ３
実施例１と同じ基体、モノマーを用い、モノマ
ー圧力0.2トール、電極間入力50ワツトで15分間
反応させ基体上に高分子薄膜を形成し、本発明の
細管状気体分離部材を作つた。
ー圧力0.2トール、電極間入力50ワツトで15分間
反応させ基体上に高分子薄膜を形成し、本発明の
細管状気体分離部材を作つた。
この気体分離気体の気体分離性能は次の通りで
あつた。
あつた。
分離率（O2／N2）：2.0
酸素透過速度：6.8×10-5ml／秒・cm2・cmHg
窒素透過速度：4.4×10-5ml／秒・cm2・cmHg
酸素と窒素の透過量：2.4／分m2・気圧−空気
第１図は本発明の実施例で使用されたプラズマ
重合装置の断面を示す図、第２図は基体を巻きつ
けた状態を示す支持わくの斜視図、第３図は本発
明の細管状気体分離部材を使用して製作した酸素
富化装置の断面図である。図中符号１はジヤー、
２は台、３は電極、４は試料台、５は細管状基
体、６は支持わく、７は耐圧容器、８は気体分離
体を示す。
重合装置の断面を示す図、第２図は基体を巻きつ
けた状態を示す支持わくの斜視図、第３図は本発
明の細管状気体分離部材を使用して製作した酸素
富化装置の断面図である。図中符号１はジヤー、
２は台、３は電極、４は試料台、５は細管状基
体、６は支持わく、７は耐圧容器、８は気体分離
体を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 壁部が多孔質である細管状基体と該基体の外
側表面にプラズマ重合により形成された高分子薄
膜とよりなることを特徴とする細管状気体分離部
材。 ２ 高分子薄膜はオルガノシラン樹脂薄膜である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の気
体分離部材。 ３ 孔が円形の場合には、その直径が数千オング
ストローム以下、また孔が矩形あるいは楕円形の
場合にはその短径が1000オングストローム以下の
多孔質の細管状基体としたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の気体分離部材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13446679A JPS5658518A (en) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Fine-tubelike gas separating member |
| CA000354752A CA1139680A (en) | 1979-06-25 | 1980-06-25 | Gas separating members and a method of making the same |
| DE8080103599T DE3066085D1 (en) | 1979-06-25 | 1980-06-25 | Gas separating member |
| EP80103599A EP0021422B1 (en) | 1979-06-25 | 1980-06-25 | Gas separating member |
| US06/388,577 US4410338A (en) | 1979-06-25 | 1982-06-15 | Gas separating members and a method of making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13446679A JPS5658518A (en) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Fine-tubelike gas separating member |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5658518A JPS5658518A (en) | 1981-05-21 |
| JPH0451222B2 true JPH0451222B2 (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=15128977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13446679A Granted JPS5658518A (en) | 1979-06-25 | 1979-10-17 | Fine-tubelike gas separating member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5658518A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5794304A (en) * | 1980-12-03 | 1982-06-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | Gas separating membrane made of polysulfone hollow fiber and its manufacture |
| JPS588503A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-18 | Toyobo Co Ltd | 気体分離用ポリスルホン中空繊維膜の製法 |
| JPS5955309A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 気体分離用複合成形体 |
| JPS5969105A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-19 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 気体分離用複合成形体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624018A (en) * | 1979-06-25 | 1981-03-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Gas separating member and production thereof |
-
1979
- 1979-10-17 JP JP13446679A patent/JPS5658518A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624018A (en) * | 1979-06-25 | 1981-03-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Gas separating member and production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5658518A (en) | 1981-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4410338A (en) | Gas separating members and a method of making the same | |
| US4685940A (en) | Separation device | |
| US4483901A (en) | Selectively gas-permeable composite membrane and process for production thereof | |
| US5439736A (en) | Gas plasma polymerized permselective membrane | |
| US4824444A (en) | Gas permselective composite membrane prepared by plasma polymerization coating techniques | |
| US5013338A (en) | Plasma-assisted polymerization of monomers onto polymers and gas separation membranes produced thereby | |
| US4594079A (en) | Gas separating member and method for manufacture thereof | |
| EP0622111A1 (en) | Plasma polymerization and surface modification inside hollow micro-substrates | |
| Yoshikawa et al. | Selective separation of water–alcohol binary mixture through poly (maleimide‐co‐acrylonitrile) membrane | |
| JPH0551331B2 (ja) | ||
| JP2002219343A (ja) | 物質分離構造体とその製造方法 | |
| NL8701598A (nl) | Gasscheidingsinrichting alsmede werkwijze voor het scheiden van gassen met behulp van een dergelijke inrichting. | |
| JPH0451222B2 (ja) | ||
| JPS6250174B2 (ja) | ||
| JPH0258970B2 (ja) | ||
| JPS62136212A (ja) | 選択透過性複合膜の製造方法 | |
| US4607088A (en) | Shaped body for gas separation | |
| Yasuda et al. | Polymerization of organic compounds in an electrodeless glow discharge. IX. Flow‐rate dependence of properties of plasma polymers of acetylene and acrylonitrile | |
| Weichart et al. | Plasma polymerization of silicon organic membranes for gas separation | |
| JPS59169507A (ja) | 気体分離膜 | |
| Klta et al. | Preparation of plasma-polymerized membranes from I-(trimethylsilyl)-I-propyne and gas permeability through the membranes | |
| Sakata et al. | Plasma polymerization of mixed monomer gases | |
| Hasirci | Surface modification of charcoal by glow‐discharge: The effect on blood cells | |
| Sakata et al. | Plasma‐polymerized membranes and gas permeability III | |
| JPS61153105A (ja) | ガス選択透過性複合膜の製造方法 |